CN1586000A - 保持衬底用的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产光电元件的容纳衬底(S)特别是晶片或硅衬底用的装置。本发明的装置包括两个互相对置的壁(1)，其中设置至少两个连接壁(1)的棒状承载元件(2，3)，而承载元件(2，3)设有制动机构(5)，用于保持沿平行于壁(1)取向的垂直位置的承载元件上支承的衬底(S)。本发明的目的是使衬底能够在处理浴槽中浮动而同时能最容易地装入和取出。为此，设置至少一个棒状对置承载元件，该元件连接两壁并以这样的方式相对于承载元件配置，使得能限制衬底(S)相对于壁(1)的垂直移动，并能够以相对于垂直方向的角度装入或取出这些衬底。

Description

保持衬底用的装置
发明领域
本发明涉及一种保持衬底用的装置。
背景技术
这样一种装置用于水平或垂直放置生产光电元件用的多个衬底如晶片或硅衬底。该内部带有衬底的装置浸入处理浴槽以便蚀刻、清洗或干燥，而后重新升出。
根据现有技术，此类也称为盘或承载器的装置通常包括四个周壁。在两个面对面的纵向壁之内有垂直走向的缝，其中将衬底插入到边缘上。这两个纵向壁能够在其下边缘的区域中向内弯曲，使得衬底不会在底部处掉出。这样一种装置例如可从US 5,299,901中得知。在EP 0 385 536、US 4,963,069以及US 4,722,752中描述了类似的装置。
一种此类装置例如从DE 42 23 326 B1及DE 44 28 169 C2中得知。利用这种装置，这些衬底被支承在几个互相连接两个相邻的面对面的壁的棒状承载元件上。这些装置没有带缝的纵向壁。
在其实际应用中，有时出现，在蚀刻过程中，在腐蚀性浴槽中产生的氢以气泡形式附着在衬底表面上。由于这一点，衬底能够浮出该装置并在腐蚀性浴槽中浮动。移出此种浮动的衬底需要格外费力。在此期间可能产生不希望有的处理液的污染。
从DE 43 00 205 A1得知一种保持衬底用的盒。该盒有一插入件，其中衬底被支承在两个承载元件上。设置一个对置承载元件，以便将衬底保持就位。该建议的盒防止衬底在腐蚀性浴槽中向上浮动。但是装入或取出衬底很费时间。首先必须提出该盒，然后必须移去该对置承载元件。
发明概述
本发明的目的是消除现有技术的缺点。尤其是规定一种装置，用其能够防止衬底向上浮动并尽可能简单地搬动衬底。
该目的是通过如下特征达到的：设置至少一个连接两壁的棒状对置承载元件，后者相对于承载元件配置，由此限制了衬底相对于壁的垂直移动，并可以相对于垂直方向倾斜地装入或取出衬底。
按照本发明，设置至少一个连接两壁的对置承载元件，后者相对于这些承载元件而安置，使得衬底相对于壁的垂直移动受到限制，并可以以相对于垂直位置的倾斜方向装入或取出这些衬底。
以这种简单的方式，处理浴槽中的衬底不会从装置中升起。衬底沿液体表面方向的垂直移动受到该对置承载元件的限制。这意味着，衬底从承载元件升起只能到这样的程度，就是衬底仍然安全地保持在制动机构中而且不能离开该装置。该装置通常做成使浸没状态中的衬底能够从承载元件升起几个毫米。同时，当处理浴槽中的衬底向上倾斜地向着液体表面移动时，衬底不能离开该装置，因为，在这种情况下，它们将碰到处理浴槽的壁。相反，当装置升出处理浴槽时，可以倾斜地装入或取出衬底。尤其是，在装入或取出之前，不需要从该装置移去对置承载元件。
用语“棒状承载元件”一般理解为一种长的伸展的承载元件。这样一种承载元件的截面可以取圆形、矩形、多边形或其它形式。该承载元件的实施例最重要的是，当从处理浴槽移去该装置时，附着其上的处理液会完全流走而不会阻碍。
对置承载元件能够固定在壁上，最好是可以拆卸地固定。对置承载元件采用可拆卸的安装，可以在从处理浴槽升起该装置后移出该对置承载元件，然后也可以沿垂直方向装入和取出衬底。可拆卸的安装能够例如用一个适当的抓取装置来实施，该抓取装置做成能够利用一个机器人来拆下该对置承载元件而后能够重新连接上。该建议的装置是特别灵活多用的。
按照一个实施例，至少一个承载元件装有缝状凹槽或齿作为制动机构。该承载元件例如可以是一个圆柱形棒，具有互相邻近的切口，作为制动机构。但是，但也可以在该棒上设置互相邻接的锯齿形齿。
这些齿适当地安置在承载元件上，使得一个齿底安置在该承载元件的上顶点线上。这保证当一个装有此种齿的承载元件升高时处理液能完全排泄掉。
该对置承载元件也能以类似方式具有缝型凹槽或齿作为指向承载元件方向的制动机构。有用的是，这些齿这样配置在该对置承载元件上，使得一个齿底安置在该对置承载元件的下顶点线上。这一措施也保证当该对置承载元件升出处理浴槽时也能可靠地完全排泄处理液。
按照另一特别有利的实施例，该对置承载元件相对于该承载元件这样安置或形成，使得在沿垂直方向移动时这些衬底始终被该制动机构保持住。在这种情况下，不仅防止了衬底不希望有地升出处理液中的装置，而且也保证衬底在装置中互相平行地间隔安置。衬底在该保持元件中以一个有限的预先规定量的垂直移动也允许在蚀刻期间变换溶液从而在衬底的支承点区域中除去蚀刻并因此全表面蚀刻这些衬底。此外，沿垂直方向轻微地升起衬底使衬底能完全干燥。采用一个合适的装置，能使这些衬底缓慢地升出处理浴槽。在衬底穿过处理液的表面时，这些衬底能由承载元件暂时升起，而在承载元件穿过处理液时，这些衬底被重新安置。
合适的是，该承载元件具有一个主要垂直向下走向的排泄脊。对置承载元件能够以相似的方式具有一个主要垂直向上走向的补充排泄脊。该排泄脊和/或补充排泄脊的宽度能够向着该承载元件或对置承载元件的中部增大。提供这样一个排泄脊和补充排泄脊有助于当承载元件或对置承载元件升出处理液时使处理液从该承载元件或对置承载元件完全流走。从而保证该承载元件或对置承载元件能够完全干燥地升出处理液。
壁的边缘可以倾斜。其次，壁的下边缘在两侧以中心U形第一凹槽向下倾斜是有用的。该U形第一凹槽对于将该装置用在移动盆内的对应保持装置中时可用作定中心机构。这些边缘以及下边缘的所建议的构造用于当升出该装置时帮助处理液从壁上完全流走。
按照又一实施例，壁的侧边缘在面对面配置的上区段中具有第二凹槽，用于啮合一个抓取装置。其次，壁的上边缘可以有一第三凹槽，供衬底用的装入或取出装置使用。适合的是，该第三凹槽受至少两个对侧边缘倾斜走向的凹槽边缘的限制。
按照又一实施例，壁的侧边缘的主要区段垂直走向。侧边缘的垂直方向对应于移动浴槽中该装置的移动的垂直方向。由于这些侧边缘的垂直配置，保证了当该装置升出处理液时附着其上的处理液能够毫无问题地流走。
按照又一实施例，该承载元件和/或对置承载元件用最好涂有第一塑料的增强结构制成。该增强结构可以用金属、玻璃、陶瓷或最好用纤维增强的第二塑料制成。该增强结构例如可用碳化硅陶瓷或二氧化硅玻璃制成。这些壁也可用第一塑料制成。该塑料最好是一种耐酸碱的塑料且可以选自下列一组塑料：PEA(全氟烷氧基聚合物)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PP(聚丙烯)。该第一塑料也可以用纤维增强。特别合适的纤维是用碳或玻璃制成的纤维。
按照一种特定的实施例，有四个承载元件连接这些壁。这些承载元件通常平行配置。其制动机构指向该装置的平行于这些承载元件走向的一根想象的中心轴线的近似方向。两个下承载元件可以安装在这些壁的一个下边缘的附近，而两个上承载元件可以安装在这些壁的侧边缘的一个下区段的附近。
该对置承载元件可以安装在这些侧壁的一个上边缘的附近。合适的是，该对置承载元件相对于一个与承载元件的配置或构造有关并平行于这些承载元件走向的对称平面错开安置。该特定配置防止处理浴槽中的衬底垂直移动。同时保证在处理浴槽之外倾斜地装入或取出衬底。至少一个对置承载元件能够与这些壁永久性地连接。但是该元件也能够用例如螺钉、夹子或可拆卸的制动连接件来连接。
现在用例子来更详细地描述本发明。附图中：
图1为装置的纵向侧视图；
图2为沿图1中A方向的视图；
图3为沿图1中B方向的视图；以及
图4为一个承载元件或一个对置承载元件的示意截面图。
附图表示一种在不同视图中相似的用于保持衬底的装置。两个壁1与两个下承载元件2、两个上承载元件3及一个对置承载元件4不可拆卸地连接在一起。下承载元件2和/或上承载元件3相对于对称平面E对称地安置。对置承载元件4相对于对称平面E错开地安置。它在这里也与壁1不可拆卸地连接。当然，对置承载元件4也可以与壁1可拆卸地连接。为此，例如，对置承载元件4可以用常规的制动件连接在壁1上。
如图2和3中特别例示的，壁1是镜象反向地形成的。在该装置中保持的衬底用S表示。衬底S支承在下支承元件2和上支承元件3上。用V表示的衬底S沿垂直方向的移动受对置承载元件4限制。相反，可以沿SR的方向倾斜地装入和取出该装置。
在对置承载元件4可拆卸地安装在壁1上时，可以在移出对置承载元件4之后沿垂直方向装入和取出衬底S。
承载元件2、3上装有作为制动机构的齿5。齿5在这里安置成垂直向上。但是，齿5也可以指向用ZA表示的中心轴线方向。在对置承载元件4上设置的齿5指向垂直向下。齿5也可以在这里指向中心轴线ZA的方向。一条由两个相邻的齿5产生的缝沿承载元件2、3或承载元件4的方向减小。
围绕壁1的圆周边缘设有削角边缘6。
承载元件2、3每个具有垂直向下走向的的排泄脊7a，而对置承载元件4具有垂直向上走向的补充排泄脊7b。排泄脊7a、7b和壁1的下边缘8的宽度或高度具有一个中心为U形的第一凹槽9。U形第一凹槽9的两侧上的下边缘8向下倾斜到外侧。
侧边缘10主要垂直走向。这意味着平行于垂直方向V。它们在一个上区段中有一第二凹槽11，供抓取装置(未示出)抓取该装置用。
此外，在壁1的上边缘12上设置一个第三凹槽13。第三凹槽13能够啮合抓取臂，以便装入或取出带衬底S的装置。限制该第三凹槽的凹槽边缘14a、14b中的至少两个的走向相对于侧边缘10倾斜。这样产生的倾斜的第三凹槽13允许沿倾斜方向SR装入和取出带衬底S的装置。
图4表示一个下承载元件2的截面图。下承载元件2用一中心增强结构15制成，后者有用地用一以碳纤维增强的第二塑料构成。当然该增强结构也可以用其它材料制成，其中优先采用非金属材料。增强结构15有一用第一塑料制成的涂层16。该第一塑料适当地耐酸碱。这例如可以是PFA(全氟烷氧基聚合物)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PP(聚丙烯)。
合适的是，齿5和排泄脊7a、7b用带涂层16的一件式制成。下承载元件2的此处形成圆筒形的上顶点用17表示。处在截面中的齿底18此处为齿5和下承载元件2之间的圆扇形接触线。为了始终保证完全排泄清洗液，齿5必须安置成使上顶点17为齿底18的一部分。
图示的齿5的配置以同样方式应用于上承载元件3。它同样应用于对置承载元件4，其中必须对齿5的配置采用一个下顶点，后者在图4中用19表示。
在本发明的架构内当然可以改变承载元件2、3以及对置承载元件4的数目和构造，尤其用于对待输送的衬底S的几何形状的调整，因此已可以只用两个或一个承载元件来代替本发明中描述的四个承载元件。
本发明提供一种防止衬底S在一加工浴槽中发生不需要的垂直移动的简单方法。同时可以简单地装入和取出该装置而不必从该装置移去向下压住的元件如对置承载元件4。
标号清单
1       壁
2       下承载元件
3       上承载元件
4       对置承载元件
5       齿
6       倾斜边缘
7a、b   排泄脊
8       下边缘
9       第一凹槽
10      侧边缘
11      第二凹槽
12      上边缘
13      第三凹槽
14a、b  凹槽边缘
15      增强结构
16      涂层
17      上顶点
18      齿底
19      下顶点
V       垂直方向
SR      倾斜方向
S       衬底
E       对称平面
ZA      中心轴线

Claims (25)

1.一种用于生产具有两个面对面的壁(1)的光电元件的保持衬底(S)特别是晶片或硅衬底用的装置，其中设置至少两个用于连接该壁(1)的棒状承载元件(2，3)，其中承载元件(2，3)设置有一个制动机构(5)，用于保持由此沿平行于壁(1)取向的垂直方位而被支承的衬底(S)；
其特征在于：
设置至少一个连接两壁(1)的棒状对置承载元件(4)，后者相对于承载元件(2，3)配置；
由此限制了衬底(S)相对于壁(1)的垂直移动，并可以相对于垂直方向(V)倾斜地装入或取出衬底(S)。
2.如权利要求1中所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)被安装在壁(1)上，最好是可以拆卸的。
3.如权利要求1或2中所述的装置，其特征在于，当取下对置承载元件(4)时，也可以沿垂直方向(V)装入或取出衬底(S)。
4.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，承载元件(2，3)中的至少一个具有作为制动机构的缝型凹槽或齿(5)。
5.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，齿(5)被安装在承载元件(2，3)上，使得齿(5)的齿底(18)处在承载元件(2，3)的上顶点线(17)上。
6.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)具有指向承载元件(2，3)方向的制成如缝状凹槽或齿(5)的制动机构。
7.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，齿(5)被安装在承载元件(4)上，使得齿(5)的齿底(18)处在承载元件(4)的下顶点线(19)上。
8.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)相对于承载元件(2，3)安置或制成，使得当产生沿垂直方向(V)的移动时，衬底(S)始终被保持在该制动机构中。
9.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，承载元件(2，3)有一排泄脊(7a)，后者主要取垂直向下走向。
10.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)有一个补充排泄脊(7b)，该脊主要沿垂直向上走向。
11.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，排泄脊(7a)和/或补充排泄脊(7b)的宽度向着承载元件(2，3)或对置承载元件(4)的中部增大。
12.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，壁(1)的边缘(8，10，12)是倾斜的。
13.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，壁(1)的下边缘(8)从中心U形第一凹槽(9)的两侧向下倾斜。
14.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，侧边缘(10)在一面对面配置的上区段中具有一供抓取装置用的第二凹槽(11)。
15.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，壁(1)的上边缘(12)有一第三凹槽(13)，用于啮合一个装入或取出衬底(S)用的装置。
16.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，第三凹槽(13)受至少两个倾斜于这些侧边缘(10)的凹槽边缘(14a，14b)的限制。
17.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，承载元件(2，3)和/或对置承载元件(4)是由一种最好带有第一塑料涂层的增强结构(15)制成的。
18.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，该增强结构(15)用金属、玻璃、陶瓷或一种最好用纤维增强的第二塑料制成。
19.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，壁(1)是由第一塑料制成的。
20.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，该第一塑料是一种耐酸碱的塑料，最好选自下列一组塑料：PFA，PTFE，PVDF。
21.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，该第一塑料是用纤维增强的。
22.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，四个承载元件(2，3)连接这些壁(1)。
23.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，两个下承载元件(2)被安装在壁(1)的下边缘(8)的附近，而两个上承载元件(3)被安装在壁(1)的侧边缘(10)的下区段的附近。
24.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)被安装在壁(1)的上边缘(12)的附近。
25.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，对置承载元件(4)相对于一对称平面(E)是错开地安装的，该对称平面(E)与承载元件(2，3)的配置或构造有关，并平行于承载元件走向。
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