AT638U1 - Träger nach dem bernoulli-prinzip für scheibenförmige gegenstände, insbesondere siliziumscheiben - Google Patents

Description

AT 000 638 Ul

Die Erfindung betrifft einen Träger nach dem Bernoulli-Prinzip für scheibenförmige Gegenstände, insbesondere für Siliziumscheiben während des Ätzens derselben, welcher Träger an einem Ende einer Welle vorgesehen ist, mit wenigstens einer im Umfangsbereich des Trägers angeordneten, vorzugsweise ringförmigen, Düse in der dem Gegenstand zugekehrten, vorzugsweise kreisrunden, Fläche des Trägers, der zum Ausbilden eines Gaspolsters zwischen dem Träger und dem scheibenförmigen Gegenstand Gas zugeführt wird, und mit an der dem Gegenstand zugekehrten Fläche des Trägers außerhalb der Düse angeordneten Anschlägen zum seitlichen Abstützen des scheibenförmigen Gegenstandes, die von Nocken gebildet sind, die auf im Träger drehbar gelagerten Wellen zu deren Drehachsen exzentrisch angeordnet sind, wobei die Wellen Ritzel tragen, die mit einem im Träger um dessen Mittelachse verdrehbar gelagerten Zahnkranz kämmen, wobei der Zahnkranz mit der Welle gekuppelt ist, wobei durch die hohl ausgebildete Welle Gas zur Düse strömt, wobei zum Drehen des Trägers an der Welle im Abstand über ihrem dem Träger gegenüberliegenden Ende ein Drehantrieb, vorzugsweise ein Zahnrad-Zahnriemengetriebe angreift und wobei dem Träger eine Bremse zugeordnet ist.

Ein derartiger Träger ist aus der EP-A-316 296 bekannt. Bei diesem bekannten Träger ist der Antrieb für das Verdrehen der Nocken wenigstens teilweise in dem Raum im Inneren des Trägers auf genommen, der auch von dem die ringförmige Düse beaufschlagenden Druckgas durchströmt wird. Dies hat sich u.a. deswegen als nachteilig erwiesen, weil Abrieb, der entsteht, wenn die Nocken verdreht werden, durch die Düse nach außen geblasen wird und sich am scheibenförmigen Gegenstand, der am Träger gehalten ist, niederschlägt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Strömen von Gas durch den Träger vom Drehantrieb für die Nocken beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger der eingangs genannten Gattung anzugeben, der die genannten Nachteile nicht aufweist und dennoch verstellbare Anschläge für den zu behandelnden Gegenstand aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Träger der oben genannten Gattung dadurch erreicht, daß der Raum der vom im Träger angeordneten Ende der Welle zur Düse führt, ein vom Raum im Träger, in dem der Zahnkranz zum Betätigen der Nocken auf genommen ist, getrennter Raum ist. 2 AT 000 638 Ul

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Trennung des Gas-Strömweges von dem mechanischen Antrieb für das Verstellen der Nocken zum seitlichen Halten und Zentrieren des scheibenförmigen Gegenstandes am Träger ergeben sich die oben erwähnten Nachteile nicht und es können beide Räume für den Zweck, dem sie jeweils dienen (Aufnahme des Antriebes für das Verstellen der Nocken einerseits und Gasströmung anderseits) optimal ausgelegt und dimensioniert werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei welcher der Träger aus einem Grundkörper, der auf der Welle sitzt, aus einem ringförmigen Körper, in dem die Wellen der Nocken verdrehbar gelagert sind, und aus einem mittleren Körper gebildet ist, der zusammen mit dem ringförmigen Körper an seinem Außenrand die ringförmige Düse definiert, besteht. Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-A 4 903 717 bekannt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist gemäß einem Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß am ringförmigen Körper auf seiner zum mittleren Körper hinweisenden Seit© eine Stufe vorgesehen ist, an der eine Schulter des mittleren Körpers anliegt, und daß der mittlere Körper mit dem Grundkörper verbunden ist und den ringförmigen Körper gegen den Grundkörper hält.

Auf diese Weise ist trotz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Trennung des Strömungsraumes für das Druckgas einerseits und des Raumes für den mechanischen Antrieb anderseits eine genaue Führung der genannten Bauteile des Trägers erreicht.

Gemäß einem Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß im Grundkörper mehrere Gleitblöcke, insbesondere aus Teflon, zum Führen des Zahnkranzes, insbesondere in dessen von der Welle entfernten Bereich vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich beim Verdrehen des Zahnkranzes, wenn die seitlichen Stütznok-ken verstellt werden, eine geringe Reibung und dennoch eine exakte Führung.

Die Erfindung erstreckt sich auch darauf, daß der Raum, in dem der Zahnkranz auf genommen ist, von einander zugekehrten Flächen des Grundkörpers und des mittleren Körpers und radial zur Mitte hin von der Welle begrenzt ist und daß der Zahnkranz radial außerhalb dieses Raumes in einen spaltförmigen Raum zwischen dem Grundkörper und dem ringförmigen Körper angeordnet ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine günstige Anordnung der Bauteile aus, so daß sich eine kompakte Raumform ergibt. 3 AT 000 638 Ul

Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß der Raum, über den der Düse Gas zugeführt wird, von einem Sackloch in der Mitte des mittleren Körpers, in den das freie Ende der Welle eingreift, von zwei oder mehreren von diesem Säckloch radial nach außen führenden Kanälen im mittleren Körper und von einem zwischen dem ringförmigen Körper und dem mittleren Körper vorgesehenen ringförmigen Raum gebildet ist. Diese Ausführungsform gibt einen günstigen Strömungsweg für das Druckgas von der Welle bis zur Düse. Dabei empfiehlt es sich, wenn der mittlere Körper am offenen Ende des Sackloches gegenüber dem freien Ende der Welle abgedichtet ist, um Gasverluste zu vermeiden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in der Zeichnung teilweise schematisch gezeigten Ausführungsbeispieles eines Trägers gemäß der Erfindung. Es zeigt: Fig. 1 einen Träger im Axialschnitt, Fig. 2 eine Bremse schematisch in Draufsicht, Fig. 3 die Bremse aus Fig. 2 im Schnitt und Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Bremse.

Ein Träger 1, der für das Halten eines (nicht dargestellten) scheibenförmigen Gegenstandes bestimmt ist, insbesondere während dieser mit einer Behandlungsflüssigkeit behandelt wird (beispielsweise werden Siliziumscheiben geätzt), ist auf einer hohl ausgebildeten Welle 2 montiert und kann über diese um seine Achse 11 in Drehung versetzt werden, wozu ein Drehantrieb 3 vorgesehen ist (vgl. EP-A-316 296).

Der Drehantrieb 3 besteht aus einem Antriebsmotor 4, dessen Abtriebsritzel 5 über einen Zahnriemen 6 mit einem auf der Welle 2 festgelegten Zahnrad 7 gekuppelt ist.

Um die hohle Welle 2 mit unter Druck stehendem Gas zu beaufschlagen, ist ihr unteres Ende in einem topfförmigen Körper 8 aufgenommen, an den eine Druckgasleitung 9 für das Zuführen von. Gas (beispielsweise Stickstoff) angeschlossen ist, und der gegenüber dem unteren Ende der Welle 2 durch eine Labyrinthdichtung 10 abgedichtet ist.

Der Träger 1 besteht aus einem Grundkörper 20, der etwa topfförmig ausgebildet ist, aus einem ringförmigen Körper 21 und einem mittleren Körper 22, der im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist.

Der ringförmige Körper 21 sitzt über eine Ringrippe 23 an seinem Außenumfang auf dem Außenrand des topfförmigen Körpers 4 AT 000 638 Ul 20 auf. Weiters ist der ringförmige Körper 21 über z.B. kreisbogenförmige Vorsprünge 24 an einer Fläche 25 des Grundkörpers 20 abgestützt.

Der mittlere Körper 22 weist eine Schulter 26 auf, die auf einer Stufe 27 des ringförmigen Körpers 21 auf liegt.

Der mittlere Körper 22 wird durch mehrere Spannschrauben 30 am Grundkörper 20 festgelegt, wobei der ringförmige Körper 21 zwischen dem Grundkörper 20 und dem mittleren Körper 22 geklemmt wird.

Zwischen dem Grundkörper 20 und dem mittleren Körper 22 ist ein Raum 31 vorgesehen, der nach unten von der Fläche 25 des Grundkörpers 20 und nach oben von der Fläche 32 des mittleren Körpers 22 begrenzt wird. Von diesem Raum 31 geht ein spaltförmiger Raum 33 aus, der von einander zugekehrten Flächen 34 und 35 des Grundkörpers 20 bzw. des ringförmigen Körpers 21 begrenzt wird.

Im Raum 31 und im spaltförmigen Raum 33 ist ein Zahnkranz 40 auf genommen, der mit dem oberen Ende 41 der Welle 2 ge-, kuppelt ist und der mit seiner radial außen liegenden Zahnung 42 mit Zahnrädern 43 an Wellen 44, die in Bohrungen im ringförmigen Körper 21 verdrehbar aufgenommen sind, kämmt. Die Wellen 44 tragen zu ihrer Drehachse exzentrisch angeordnete Nocken 45. Durch Verdrehen der Wellen 44 mit Hilfe des Zahnkranzes 40 kann der radiale Abstand der Nocken 45 von der Drehachse 11 des Trägers 1 verändert werden. Diese Nocken 45 dienen als" Anschläge zum seitlichen Abstützen eines am Träger 1 gehaltenen - in der Zeichnung nicht gezeigten - scheibenförmigen Gegenstandes (z.B. Siliziumwafer).

Der Zahnkranz 40 wird durch Lagerzapfen 46, die im Grundkörper 20 ringsherum verteilt eingesetzt sind, abgestützt und geführt. Diese Lagerzapfen 46 bestehen beispielsweise aus Teflon.

Es ist noch zu erwähnen, daß im Zahnkranz 40 nicht gezeigte Aussparungen vorgesehen sind, durch welche die Vorsprünge 24 des ringförmigen Körpers 21 greifen und die so lang sind, daß der Zahnkranz 40 gegenüber dem ringförmigen Körper 21 und damit dem Träger 1 hinreichend verdreht werden kann, wenn die Nocken 45 verstellt werden sollen. Eine vollständige Drehung des Zahnkranzes 40 ist nicht vorgesehen, nur eine Verdrehung desselben um einen relativ kleinen Winkel zur Lageeinstellung der Nocken 45.

Um dieses Verdrehen der Nocken 45 und damit deren radiales Verstellen zu bewerkstelligen, wird der Grundkörper 20 durch 5 AT 000 638 Ul eine nicht näher gezeigte Bremsvorrichtung, die beispielsweise so wie in der EP-A-316 296, nämlich als Schlauchbremse, ausgebildet sein kann, gebremst und die Welle 2 gegenüber dem Träger 1 verdreht, so daß auch die Wellen 44 der Nocken 45 verdreht werden. Anstelle der aus der EP-A-316 296 bekannten Schlauchbremse kann dem Grundkörper 20 auch eine Backenbremse zugeordnet sein. Für Träger 1 mit kleinerem Durchmesser (z.B. 8 Zoll) kann eine Backenbremse gemäß Fig. 2 und 3 vorgesehen sein. Die beiden etwa halbkreisförmigen Backen 60, die um eine ortsfeste Achse 64 gegeneinander verschwenkbar gelagert sind, werden von wenigstens einem Exzenter 63, der z.B. von einem pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt) verstellt werden kann, gegen einen ringförmigen Ansatz 62 des Grundkörpers 20 gedrückt, wenn dieser zu bremsen ist. Zum Lüften der Bremsbacken 60 ist wenigstens eine Zugfeder 61 vorgesehen, welche die Bremsbacken 60 radial nach innen vom ringförmigen Ansatz 62 des Grundkörpers 20 wegzieht. Für größere Träger 1 wird eine Bremse gemäß Fig. 4 bevorzugt, deren Backen 70 um einen Ansatz 71 des Grundkörpers 20 herum angeordnet sind. Die Backen 70 werden von zwei Druckfedem 72 gelüftet, d.h. vom Ansatz 71 abgehoben. Zum Bremsen sind zwei pneumatische Zylinder 73 vorgesehen, welche die Backen 70 entgegen der Wirkung der Federn 72 an den Ansatz 71 pressen.

Im mittleren Körper 22 des Trägers 1 ist ein Sackloch 50 vorgesehen, in dem die Welle 2 mit ihrem oberen Ende, an dem die Bohrung 51 in der Welle 2 mündet, aufgenommen ist. Das obere Ende der Welle 2 wird gegenüber dem mittleren Körper 22 durch eine Dichtung 52 abgedichtet. Das aus der Bohrung 51 in der Welle 2 austretende und in den vom Sackloch 50 gebildeten Raum eintretende Gas strömt über mehrere radiale Bohrungen 53 in einen ringförmigen Raum 54 und aus diesem zur ringförmigen Düse 12, durch die es aus dem Träger 1 austritt.

Der ringförmige Raum 54 wird von einander zugekehrten Flächen 55 und 56 des mittleren Körpers 22 und des ringförmigen Körpers 21 begrenzt.

Es ist ersichtlich, daß der Raum 31 und der spaltförmige Raum 33, in dem der Drehantrieb für die Exzenternocken 45 aufgenommen ist, vom Strömungsweg des Druckgases durch den Träger 1 (Sackloch 50, Bohrungen 53, ringförmiger Raum 54) bis zur Düse 12 getrennt und abgedichtet (Dichtung 52) ist.

Die Benutzung des erfindungsgemäßen Trägers 1 beim Be- 6 AT 000 638 Ul handeln von scheibenförmigen Gegenständen mit einer Behandlungs-flüssigkeit, insbesondere beim Ätzen von Siliziumscheiben, erfolgt so, wie dies in der EP-A-316 296 beschrieben ist, wobei der scheibenförmige Gegenstand von dem im aus der ringförmigen Düse 12 austretenden Gas aufgrund des aerodynamischen Paradoxons (Bernoulli-Prinzip) entstehenden Unterdrück zwischen dem scheibenförmigen Gegenstand und der ihm zugekehrten Fläche des Trägers 1 in einem Gleichgewichtszustand frei schwebend und dennoch so sicher festgehalten wird, daß er mit einer Behandlungsflüssigkeit behandelt werden kann.

Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden:

An einem Träger 1 nach dem Bernoulli-Prinzip, an dem scheibenförmige Gegenstände, insbesondere Siliziumscheiben, auf einem Gaspolster, der von aus einer ringförmigen Düse 12 in der dem Gegenstand zugekehrten Fläche des Trägers 1 austretenden Druckgas gebildet wird, sind ringsherum Nocken 45 als seitliche Anschläge für den scheibenförmigen Gegenstand vorgesehen. Die Nocken 45 sind an im Träger 1 verdrehbaren Wellen 44 exzentrisch angeordnet. Die Wellen 44 können mit Hilfe eines im Träger 1 auf-genommenen Zahnkranzes 40 zum radialen Verstellen der Nocken 45 verdreht werden. Der Raum 31, 33, in dem der Zahnkranz 40 auf genommen ist, ist gegenüber dem Raum 50, 53, 54, durch den Druckgas zur Düse 12 strömt, getrennt und abgedichtet. So wird verhindert, daß die Strömung von Gas durch den Verstellmechanismus für die Nocken 45 beeinträchtigt wird und daß vom Gas Abrieb, der vom Verstellmechanismus für die Nocken 45 herrührt, mitgeführt und aus der Düse 12 gegen den zu behandelnden Gegenstand geblasen wird. 7

Claims (6)

1. AT 000 638 Ul Ansprüche: 1. Träger (1) nach dem Bernoulli-Prinzip für scheibenförmige Gegenstände, insbesondere für Siliziumscheiben während des Ätzens derselben, welcher Träger (1) an einem Ende einer Welle (2) vorgesehen ist, mit wenigstens einer im Umfangsbereich des Trägers (1) angeordneten, vorzugsweise ringförmigen, Düse (12) in der dem Gegenstand zugekehrten, vorzugsweise kreisrunden, Fläche des Trägers (1), der zum Ausbilden eines Gaspolsters zwischen dem Träger (1) und dem scheibenförmigen Gegenstand Gas zugeführt wird, und mit an der dem Gegenstand zugekehrten Fläche des Trägers (1) außerhalb der Düse (12) angeordneten Anschlägen zum seitlichen Abstützen des scheibenförmigen Gegenstandes, die von Nocken (45) gebildet sind, die auf im Träger (1) drehbar gelagerten Wellen (44) zu deren Drehachsen exzentrisch angeordnet sind, wobei die Wellen (44) Ritzel (43) tragen, die mit einem im Träger (1) um dessen Mittelachse (11) verdrehbar gelagerten Zahnkranz (40) kämmen, wobei der Zahnkranz (40) mit der Welle (2) gekuppelt ist, wobei durch die hohl ausgebildete Welle (2) Gas zur Düse (12) strömt, wobei zum Drehen des Trägers (1) an der Welle (2) im Abstand über ihrem dem Träger (1) gegenüberliegenden Ende ein Drehantrieb (3), vorzugsweise ein Zahnrad-Zahnriemengetriebe (5, 6, 7), angreift und wobei dem Träger (1) eine Bremse zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (50, 53, 54), der vom im Träger (1) angeordneten Ende der Welle (2) zur Düse (12) führt, ein vom Raum (31, 33) im Träger (1), in dem der Zahnkranz (40) zum Betätigen der Nocken (45) aufgenommen ist, getrennter Raum ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Träger aus einem Grundkörper (20), der auf der Welle (2) sitzt, aus einem ringförmigen Körper (21), in dem die Wellen (44) der Nocken (45) verdrehbar gelagert sind, und aus einem mittleren Körper (22) gebildet ist, der zusammen mit dem ringförmigen Körper (21) ari seinem Außenrand die ringförmige Düse (12) definiert, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß am ringförmigen Körper (21) auf seiner zum mittleren Körper (22) hinweisenden Seite eine Stufe (27) vorgesehen ist, an der eine Schulter (26) des mittleren Körpers (22) anliegt, und daß der mittlere Körper (22) mit dem Grundkörper (20) verbunden ist und den ringförmigen Körper (21) gegen den Grundkörper (20) hält.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 8 AT 000 638 Ul daß im Grundkörper (20) mehrere Gleitblöcke (46), insbesondere aus Teflon, zum Führen des Zahnkranzes (40), insbesondere in dessen von der Welle (2) entfernten Bereich vorgesehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (31), in dem der Zahnkranz (40) auf genommen ist, von einander zugekehrten Flächen (25, 32) des Grundkörpers (20) und des mittleren Körpers (21) und radial zur Mitte hin von der Welle (2) begrenzt ist und daß der Zahnkranz (40) radial außerhalb dieses Raumes (31) in einen spaltförmigen Raum (33) zwischen dem Grundkörper (20) und dem ringförmigen Körper (21) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum, über den der Düse (12) Gas zugeführt wird, von einem Sackloch (50) in der Mitte des mittleren Körpers (22), in den das freie Ende der Welle (2) eingreift, von zwei oder mehreren von diesem Sackloch (50) radial nach außen führenden Kanälen (53) im mittleren Körper (22) und von einem zwischen dem ringförmigen Körper (21) und dem mittleren Körper (22) vorgesehenen ringförmigen Raum (54) gebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Körper (22) am offenen Ende des Sackloches (50) gegenüber dem freien Ende der Welle (2) abgedichtet (52) ist. 9