DE102006033354A1 - Flat fragile substrate e.g. silicon wafer, treating device for use in semiconductor and solar industry, has individual counter roller units movable in vertical direction independent of each other and exerting pressure on substrates - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von flachen, zerbrechlichen Substraten, insbesondere für die Halbleiter- und Solarindustrie, mit
- a) einer Behandlungskammer, in welcher die Substrate mit einer Behandlungsflüssigkeit beaufschlagt werden können;
- b) einer Transporteinrichtung, mit welcher die Substrate in einer Mehrzahl von zueinander parallelen Spuren im horizontalen Durchlauf durch die Behandlungskammer geführt werden können;
- c) mindestens einer Gegenhalteeinrichtung, welche an der nach oben zeigenden Seite der Substrate angreift, deren Abheben von der Transporteinrichtung verhindert und eine durchgehende, mehrere Spuren übergreifende Welle umfasst, an welcher eine Mehrzahl von Gegenhalteelementen befestigt ist.
- a) a treatment chamber in which the substrates can be acted upon with a treatment liquid;
- b) a transport device with which the substrates can be guided in a plurality of mutually parallel tracks in the horizontal passage through the treatment chamber;
- c) at least one counter-holding device, which acts on the upward-facing side of the substrates, prevents their lifting from the transport device and comprises a continuous, multi-lobe shaft to which a plurality of counter-holding elements is attached.
In der Halbleiter- und Solarindustrie finden sich häufig sehr flache Substrate, wie beispielsweise Siliziumscheiben (Wafer), Siliziumplatten und Glasplatten, die den unterschiedlichsten Arten von Nassprozessen unterzogen werden müssen. Dabei handelt es sich beispielsweise um chemische und elektrochemische Behandlungen, Spül- und Trocknungsprozesse. Die Behandlungsflüssigkeit kann sowohl in einem Sprüh- als auch in einem Tauchverfahren aufgebracht werden.In Semiconductor and solar industries often find very flat substrates, such as silicon wafers, silicon plates and Glass plates covering a wide variety of wet processes must be subjected. These are, for example, chemical and electrochemical Treatments, rinsing and drying processes. The treatment liquid can be used both in one spray as well as applied in a dipping process.
Substrate der genannten Art sind sehr bruchempfindlich und müssen daher auf eine sehr schonende Art durch die Behandlungskammer(n) befördert werden.substrates of the type mentioned are very fragile and therefore need be transported in a very gentle way through the treatment chamber (s).
Die bekannten Horizontal-Durchlauf-Galvanikanlagen, wie sie für die Leiterplattengalvanik verwendet werden, sind für den Einsatz bei den hier angesprochenen Substraten nicht verwendbar. Sie benutzen als Gegenhalteelemente, die dort häufig auch als Kontaktelemente dienen, Rollen, die auf einer spurübergreifenden gemeinsamen Welle angebracht sind. Geringfügige Dickenschwankungen der Leiterplatten wirken sich hier nicht sehr stark auf den Anpressdruck der Gegenhalteelemente aus; sie können von der starren Welle aufgenommen werden, ohne dass die Gefahr eines Bruchs der Leiterplatten bestehen würde. Bei den bekannten Horizontal-Galvanikanlagen ist ausserdem ein starker Anpressdruck der Gegenhalteelemente erforderlich, um angesichts der hier hohen fließenden Ströme den Übergangswiderstand niedrig zu halten. Dieser starke Anpressdruck würde zerbrechliche Substrate zerstören.The known horizontal pass galvanizing equipment, as used for printed circuit board electroplating are used for the use of the substrates mentioned here not usable. They use as counter holding elements, which are often used as contact elements serve, rolling, on a cross-track common shaft are attached. slight Thickness variations of the PCBs do not affect much here strong on the contact pressure of the counter-holding elements; they can from The rigid wave can be absorbed without the risk of Breakage of printed circuit boards would exist. In the known horizontal galvanic systems In addition, a strong contact pressure of the counter-holding elements is required, in view of the high currents flowing here, the contact resistance low to keep. This strong contact pressure would be fragile substrates to destroy.
Speziell
für die
Behandlung zerbrechlicher Substrate ausgebildete Rollentransportvorrichtungen sind
in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln ein schonender Transport der Substrate möglich ist.task The present invention is a device of the initially to create the above-mentioned type, in which by simple means a gentler Transport of the substrates possible is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- d) die Gegenhalteeinrichtung so ausgebildet ist, dass die einzelnen Gegenhalteelemente in vertikaler Richtung unabhängig voneinander bewegbar und so in der Lage sind, auf die Substrate einen von deren Dicke im wesentlichen unabhängigen Druck auszuüben.
- d) the counter-holding device is formed so that the individual counter-holding elements in the vertical direction are independently movable and so capable of exerting on the substrates a thickness substantially independent of the pressure.
Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, dass Brüche von Substraten häufig auf wenn auch geringe Dickenunterschiede der Substrate zurückgehen. Wenn mehrere Gegenhalteelemente auf der selben, starren Welle angeordnet sind und der auf das dünnste Substrat ausgeübte Druck gerade zum Niederhalten ausreicht, kann beim dickeren Substrat schon die Bruchgrenze überschritten sein. Daher sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, dass die einzelnen Gegenhalteelemente, die der selben durchgehenden Welle zugeordnet sind, eine gewisse Beweglichkeit nach oben und unten besitzen, so dass sie Dickenunterschiede der einzelnen Substrate in den parallelen Spuren folgen und die Ausbildung unzulässig hoher Druckkräfte vermeiden können.The Invention is based on the realization that breaks of substrates frequently even though small differences in the thickness of the substrates go back. If several counter-holding elements arranged on the same rigid shaft are and the thinnest Substrate applied Pressure just enough to hold it down, can already do with the thicker substrate exceeded the breaking point be. Therefore, the invention provides the possibility that the individual Retaining elements associated with the same continuous wave are, have a certain mobility up and down, so that they have differences in thickness of the individual substrates in the parallel Follow tracks and avoid the formation of impermissibly high pressure forces can.
Im einfachsten Fall lässt sich dies schon dadurch erreichen, dass die Welle, an welcher die Gegenhalteelemente angeordnet sind, flexibel und hierzu so dünn und aus einem solchen Material ausgebildet ist, dass sie sich bei einer Kraftbeaufschlagung nach oben durch die einzelnen Gegenhalteelemente elastisch ausbiegen kann und die Größe der Kraft, mit welcher die Gegenhalteelemente gegen das Substrat wirken, unterhalb der Bruchgrenze bleibt.in the the simplest case this can be achieved by the fact that the wave on which the Counter holding elements are arranged, flexible and so thin and off Such a material is formed that they are in a Applying force to the top by the individual counter-holding elements elastic can turn out and the size of the force, with which act the counter-holding elements against the substrate, below the breaking point remains.
Geeignet sind beispielsweise Durchmesser der Welle zwischen einem und drei Millimetern, wenn das Material der Welle Metall ist.Suitable For example, the diameter of the shaft is between one and three Millimeters, if the material of the shaft is metal.
Eine Alternative dazu besteht darin, dass die Gegenhalteelemente an einem Schwenkarm befestigt sind, der gegenüber der Welle verschwenkbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Beweglichkeit der verschiedenen, der selben Welle zugeordneten Gegenhalteelemente noch unabhängiger voneinander. Die Auflagekraft der Kontaktelemente an der Substratoberfläche kann ggf. durch Gegengewichte am Schwenkarm eingestellt werden.A Alternative to this is that the counter-holding elements on a Swivel arm are attached, which is pivotable relative to the shaft is. In this embodiment, the mobility of the various, the same shaft associated counter-holding elements even more independent of each other. The Contact force of the contact elements on the substrate surface can possibly adjusted by counterweights on the swivel arm.
Bei galvanischen Anlagen ist es üblich, dass die Gegenhalteelemente zugleich als Kontaktelemente zur Zufuhr eines Stroms zum Substrat dienen und die Welle als Stromzufuhr zu den Gegenhalteelementen ausgebildet ist. Dies ist bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch bei sehr dünnen Wellen möglich, da die hier zu übertragenden Ströme sehr viel kleiner als bei Anlagen zur Behandlung von Leiterplatten sind.In galvanic systems, it is customary that the counter-holding elements also serve as contact elements for supplying a current to the substrate and the shaft is formed as a power supply to the counter-holding elements. This is possible with the devices according to the invention even with very thin waves, since the currents to be transmitted here are much smaller than in systems for the treatment of printed circuit boards.
Die Gegenhalteelemente sind zweckmäßigerweise Rollen, da sie mit geringer Reibung verbunden sind und besonders schonend an den Substraten anliegen.The Retaining elements are expediently Rolls because they are associated with low friction and especially gently against the substrates.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenembodiments The invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it demonstrate
Als
Beispiel für
eine "Behandlung" im hier interessierenden
Sinne wird nachfolgend ein Anwendungsfall aus der Solarindustrie
geschildert:
Zur Herstellung von Solarzellen werden etwa 0,2
mm dicke Siliziumplatten eingesetzt, die auf derjenigen Seite, die
später
die "sonnenaktive" Seite wird, aufgedampfte
oder siebgedruckte dünne
metallische elektrische Leiterzüge
aufweist. Diese müssen
galvanisch auf eine Schichtstärke
von 1-20 Mikrometern verstärkt
werden. Bei dem Verstärkungsmaterial kann
es sich um Kupfer, Zinn, Silber oder Gold handeln. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Substra tes befinden sich die hierfür erforderlichen Kontaktflächen, beispielsweise
in Form von Kontaktstreifen und/oder Kontaktfenstern, die elektrisch
mit den aufgedampften oder siebgedruckten elektrischen Leiterzügen auf
der "sonnenaktiven" Seite in Verbindung stehen.As an example of a "treatment" in the interest here is an application from the solar industry described below:
For the production of solar cells about 0.2 mm thick silicon plates are used, which has on the side, which later becomes the "sun-active" side, vapor-deposited or screen-printed thin metallic electrical conductor tracks. These must be galvanically reinforced to a layer thickness of 1-20 microns. The reinforcing material may be copper, tin, silver or gold. On the opposite side of the Substra tes are the necessary contact surfaces, for example in the form of contact strips and / or contact windows, which are electrically connected to the vapor-deposited or screen printed electrical circuit traces on the "sun-active" side.
Die
Entlang
und unterhalb des Bewegungsweges der Siliziumsubstrate
Auf
der den Transportrollen
Wie
insbesondere der
Die
Welle
Da
bei den hier interessierenden Anwendungsgebieten der an die Siliziumsubstrate
In
Ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung
Die
Ausbildung der beiden "Spuren" des Transportsystemes
mit den Transportrollen
Das
Ausführungsbeispiel
der
Die
Kraft, mit welcher die Gegenrollen
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