DE102011109444A1

DE102011109444A1 - Abstandselement für Platten eines Waferbootes

Info

Publication number: DE102011109444A1
Application number: DE201110109444
Authority: DE
Inventors: Moritz Heintze; Peter Völk; Andreas Keller
Original assignee: Centrotherm Photovoltaics AG
Current assignee: Centrotherm Photovoltaics AG
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Die Anmeldung beschreibt ein Abstandselement für eine Spanneinheit für Platten eines Waferbootes. Das Abstandselement weist einen Grundkörper auf mit wenigstens einer Durchgangsöffnung, die sich längs zwischen Stirnseiten des Grundkörpers durch den Grundkörper erstreckt, und mit wenigstens einer sich quer zur Durchgangsöffnung erstreckenden Verbindungsöffnung im Grundkörper, die sich zwischen der wenigstens einen Durchgangsöffnung und einem Umfang der Grundkörpers erstreckt. Ferner ist ein Waferboot mit einer Vielzahl von Platten beschrieben, die über eine Vielzahl von Spanneinheiten miteinander im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Spanneinheiten jeweils eine Vielzahl von Abstandselementen des oben genanten Typs und jeweils wenigstens ein sich abwechselnd durch Öffnungen in den Platten und die Abstandselemente erstreckendes Spannelement aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau von Abstandselementen, die für die räumliche Anordnung und die elektrische Kontaktierung von Platten eines Waferbootes eingesetzt werden, das aus einer Vielzahl dieser Platten besteht, die im Wesentlichen parallel zueinander, einander gegenüberliegend, angeordnet sind. Ferner betrifft die Anmeldung auch ein Waferboot, das diese Abstandselemente aufweist.
In der Halbleiter- sowie der Solarzellentechnik ist es bekannt, scheibenförmige Substrate aus unterschiedlichen Materialien, die nachfolgend unabhängig von ihrer geometrischen Form und ihrem Material als Wafer bezeichnet werden, unterschiedlichen Prozessen auszusetzen.
Dabei werden die Wafer häufig sowohl Einzelbehandlungsprozessen als auch Chargenprozessen, d. h. Prozessen bei denen mehrere Wafer gleichzeitig behandelt werden, ausgesetzt. Sowohl für Einzelprozesse als auch Chargenprozesse müssen die Wafer jeweils in eine gewünschte Behandlungsposition gebracht werden. Bei Chargenprozessen geschieht dies in der Regel dadurch, dass die Wafer in sogenannte Boote eingesetzt werden, welche Aufnahmen für eine Vielzahl von Wafern besitzen. In den Booten werden die Wafer in der Regel jeweils parallel zueinander angeordnet. Solche Boote können unterschiedlich aufgebaut sein, und häufig sehen sie nur eine Aufnahme der unteren Kanten der jeweiligen Wafer derart vor, dass die Wafer nach oben freistehen. Solche Boote können beispielsweise Einführschrägen aufweisen, um das Einsetzen der jeweiligen unteren Kanten der Wafer in die Boote zu erleichtern.
Bei der eingangs genannten Art von Waferboot, die beispielsweise für eine Plasmanitridierung von Wafern in der Solarzellentechnologie verwendet wird, wird das Waferboot durch eine Vielzahl von elektrisch leitenden Platten gebildet, die üblicherweise aus Graphit bestehen. Die Platten sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, und zwischen benachbarten Platten werden Aufnahmeschlitze zur Aufnahme von Wafern gebildet. Die zueinander weisenden Seiten der Platten besitzen jeweils entsprechende Aufnahmeelemente für Wafer, so dass an jeder dieser Seiten Wafer aufgenommen werden können. Als Aufnahmeelemente sind an jeder Platte üblicherweise an jeder zu einer anderen Platte weisenden Seite jeweils Stifte vorgesehen, welche den Wafer aufnehmen. In jedem Aufnahmeschlitz können somit zwei Wafer vollständig zwischen den Platten aufgenommen werden. Benachbarte Platten des Waferbootes sind elektrisch gegeneinander isoliert und können während des Prozesses mit unterschiedlichen elektrische Potentialen beaufschlagt werden. Hierdurch ist es möglich, zwischen den an den jeweiligen Platten gehaltenen Substraten ein Plasma auszubilden, um eine Plasmabehandlung wie zum Beispiel eine Plasmabeschichtung oder Plasmanitridierung derselben vorzusehen.
Für die Anordnung der Platten zueinander werden Abstandselemente eingesetzt, die jeweils eine vorbestimmte Länge zur Einstellung vorbestimmter Abstände zwischen den Platten besitzen. Die Abstandselemente besitzen ferner jeweils eine sich längs erstreckende Durchgangsöffnung zur Durchführung eines Befestigungselementes, wie zum Beispiel einer Schraube. Ein solches Befestigungselement kann sich durch alle oder einen Teil der Platten und dazwischen befindliche Abstandselemente hindurch erstrecken, um die Elemente aneinander zu befestigen. Es ist bekannt elektrisch isolierende Abstandselemente zur elektrischen Isolierung benachbarter Platten einzusetzen. Ferner werden auch elektrisch leitende Abstandselemente eingesetzt, um beispielsweise jeweils jede zweite Platte mit einem gleichen Potential beaufschlagen zu können.
Solche Waferboote müssen regelmäßig gereinigt werden, was üblicherweise ein Ätzen in einer Ätzflüssigkeit mit einer nachfolgenden Spülung in einer Spülflüssigkeit und eine Trocknung mit heißer Luft umfasst. Für eine vollständige Reinigung werden die Waferboote üblicherweise in ihre Einzelteile zerlegt, gereinigt und anschließend wieder zusammengebaut. Dies ist sehr arbeitsintensiv und führt gegebenenfalls zu Standzeiten der Gesamtanlage und birgt das Risiko, dass das Waferboot oder Teile desselben beschädigt werden, was den Prozess negativ beeinflussen kann. Daher wurde überlegt, das Waferboot als ganzes zu reinigen. Dies führte dazu, dass sich Rückstände der Ätzflüssigkeit in bestimmten Bereichen des Waferbootes, insbesondere im Bereich der Abstandselemente bildeten. Solche Rückstände, bildeten sich insbesondere im Bereich von Kontaktflächen zwischen Abstandselement und Platten, sowie den Durchgangsöffnungen in den Abstandselementen. Dort wurden sogenannte Totvolumina gebildet, in denen keine Flüssigkeitsströmungen während des Eintauchens in die Ätz- oder Spülflüssigkeit auftreten. Daher wurde auf die Reinigung der Waferboote im zusammengebauten Zustand verzichtet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Abstandselemente für ein Waferboot vorzusehen, welche eine Reinigung des Waferbootes im zusammengebauten Zustand ermöglichen und ein Waferboot vorzusehen, das mit solchen Abstandselementen verbunden ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Abstandselement für ein Waferboot nach Anspruch 1 sowie ein Waferboot nach Anspruch 12 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Insbesondere weist ein Abstandselement für eine Spanneinheit für Platten eines Waferbootes einen Grundkörper auf mit wenigstens einer Durchgangsöffnung, die sich längs zwischen Stirnseiten des Grundkörpers durch den Grundkörper erstreckt, und mit wenigstens einer sich quer zur Durchgangsöffnung erstreckenden Verbindungsöffnung im Grundkörper, die sich zwischen der wenigstens einen Durchgangsöffnung und einem Umfang des Grundkörpers erstreckt. Ein solches Abstandelement ermöglicht eine verbesserte Nassreinigung desselben und insbesondere eines Waferbootes in dem es eingesetzt wird. Diese Verbesserung ergibt sich aus einer Reduktion von Totvolumina, d. h. Bereichen, in denen normalerweise bei einer Nassreinigung keine oder keine wesentlichen Strömungen auftreten und sich daher Ablagerungen bilden können.
Vorzugsweise ist im Grundkörper eine Vielzahl von beabstandeten Verbindungsöffnung ausgebildet, um eine gute Durchströmung von Innenbereichen des Grundkörpers zu ermöglichen.
Bei einer Ausführungsform wird wenigstens eine Verbindungsöffnung durch eine Nut in wenigstens einer Stirnseite, vorzugsweise beiden Stirnseiten des Grundkörpers gebildet. Hierdurch verringern sich einerseits Kontaktflächen zwischen Abstandselementen und Platten eines Waferbootes und andererseits kann in diesem Bereich eine verbesserte Flüssigkeitsströmung vorgesehen werden. Insbesondere kann hierdurch auch eine vollständige Durchströmung der Durchgangsöffnung (von einem Ende zum Anderen) erreicht werden.
Um eine Flüssigkeitsansammlung im Bereich der Durchgangsöffnung zu vermeiden, wird wenigstens eine Verbindungsöffnung durch eine Bohrung gebildet, die in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten liegt. Hierüber kann die Flüssigkeit auch hier ablaufen. Ferner kann auch über diese Bohrung eine Strömung in die Durchgangsöffnung hinein erreicht werden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen durch eine entsprechende Vielzahl von Bohrungen gebildet, die in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten des Grundkörpers liegen. Insbesondere kann eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wodurch die Positionierung des Abstandselements in Umfangsrichtung desselben frei gewählt werden kann. Um das Ablaufen von Flüssigkeit aus der Durchgangsöffnung zu fördern kann wenigstens eine Reihe von in Längsrichtung beabstandeten Verbindungsöffnungen im Grundkörper ausgebildet sein.
Bei einer Ausführungsform weist der Grundkörper eine Hülsenform mit einer Vielzahl von Nuten in den Stirnseiten auf. Eine solche Hülsenform mit einer Vielzahl von Nuten in den Stirnseiten vereinfacht wiederum eine Positionierung des Grundkörpers in einem Waferboot hinsichtlich seiner Umfangsrichtung. Vorteilhafterweise sind in jeder Stirnseite vier Nuten vorgesehen, die in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Diese lassen sich einfach durch einen Kreuzschnitt herstellen und ermöglichen unterschiedliche Ablaufmöglichkeiten für in der Durchgangsöffnung befindliche Flüssigkeit. Insbesondere können die Nuten von gegenüberliegenden Stirnseiten um 45° zueinander gedreht angeordnet sein, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass eine der Nuten vertikal nach unten zeigt.
Bei einer Ausführungsform weist der Grundkörper eine Quaderform auf und wenigstens eine Verbindungsöffnung ist zwischen der Durchgangsbohrung und einer Unterseite und/oder einer Oberseite der Quaderform ausgebildet. Bei einer Quaderform, die eine leichte Herstellung ermöglicht, ist üblicherweise eine bestimmte Einbauposition vorgesehen, sodass die wenigstens eine Verbindungsöffnung zwischen der Durchgangsbohrung und einer Unterseite und/oder einer Oberseite der Quaderform ausgebildet sein sollte, um ein gutes Abfließen von Flüssigkeiten aus der Durchgangsöffnung zu ermöglichen.
Das Waferboot weist eine Vielzahl von Platten auf, die über eine Vielzahl von Spanneinheiten miteinander im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Spanneinheiten weisen jeweils eine Vielzahl von Abstandselementen des zuvor beschriebenen Typs sowie wenigstens ein sich abwechselnd durch Öffnungen in den Platten und die Abstandselemente erstreckendes Spannelement auf. Ein solches Waferboot kann auch im zusammengebauten Zustand einem Nassreinigungsprozess unterzogen werden, da durch den Aufbau der Abstandselemente Totvolumina am Waferboot vermieden oder zumindest gegenüber herkömmlichen Waferbooten verringert werden.
Bei einer Ausführungsform weist wenigstens eine der Platten eine Nut oder einen Schlitz auf, die/der mit einer darin ausgebildeten Öffnung zur Durchführung des Spannelementes in Verbindung steht, wobei die Nut/der Schlitz ausreichend lang ist, dass sie/er durch ein benachbartes Abstandselement nicht vollständig abgedeckt wird. Hierdurch lässt sich ein ähnlicher Effekt und Vorteil wie durch die Ausbildung von Nuten in den Stirnseiten des Abstandselements erreichen.
Vorzugsweise weisen die Platten jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Hauptteil mit seitlich vorstehenden Kontaktnasen auf. Hierdurch kann ein zwischen benachbarten Platten liegender Prozessbereich von einem Kontaktbereich für eine elektrische Kontaktierung der Platten getrennt werden. Vorzugsweise liegen die seitlich vorstehenden Kontaktnasen benachbarter Platten im Waferboot in unterschiedlichen Ebenen und Höhen, was eine unterschiedliche Beaufschlagung mit einem elektrischen Potential erleichtert.
Vorzugsweise sind im Bereich des Hauptteils Öffnungen zur Durchführung von Spannelementen einer Spanneinheit ausgebildet, wobei die mit diesen Öffnungen verwendeten Spannelemente und Abstandselemente aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere einem Keramikmaterial bestehen. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine parallele Anordnung der Hauptteile, welche den Prozessbereich bilden, und eine gleichzeitige elektrische Isolierung benachbarter Platten erreichen. Vorteilhafterweise ist in den Kontaktnasen jeweils wenigstens eine Öffnung zur Durchführung eines Spannelements einer Spanneinheit ausgebildet, wobei wenigstens die im Zusammenhang mit diesen Öffnungen verwendeten Abstandselemente aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Graphit bestehen. Hierdurch lässt sich eine elektrische Kontaktierung der Platten beabstandet vom Prozessbereich erreichen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes;
2 eine schematische perspektivische Teilansicht eines Waferbootes;
3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abstandselements gemäß einer ersten Ausführungsform; und;
4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abstandselements gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In der Beschreibung verwendete Begriffe wie oben, unten, links und rechts beziehen sich auf die Darstellung in den Zeichnungen und sind nicht einschränkend zu sehen. Sie können aber bevorzugte Ausführungen beschreiben. Die Formulierung im Wesentlichen bezogen auf parallel, senkrecht oder Winkelangaben soll Abweichungen von ±3° umfassen, vorzugsweise ±2°.
Im Nachfolgenden wird der Grundaufbau eines Waferbootes anhand der 1 und 2 naher erläutert, wobei 1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes 1 und 2 eine schematische perspektivische Teilansicht eines Waferbootes 1 zeigt. In den Figuren werden dieselben Bezugszeichen verwendet, sofern dieselben oder ähnliche Elemente beschrieben werden.
Das Waferboot 1 wird durch eine Vielzahl von Platten 6, und Spanneinheiten 7 gebildet. Das dargestellte Waferboot 1 ist speziell für eine Plasmabehandlung und insbesondere eine Plasmanitridierung von Wafern geeignet.
Die Platten 6 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden Material, und sind insbesondere als Graphitplatten ausgebildet. Die Platten können dort, wo sie im Prozess beidseitig von den Wafern bedeckt sind, mit Aussparungen versehen sein, um die Masse des Boots zu verringern. Die Platten 6 besitzen jeweils parallele Ober- und Unterkanten 9 bzw. 10. In der Oberkante 9 ist jeweils eine Vielzahl von V-förmigen Kerben 12 ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt jede Platte 6 sieben dieser V-förmigen Kerben 12. Die Kerben 12 besitzen jeweils eine Schräge bezüglich der Oberseite von im Wesentlichen 45°, wobei jedoch auch andere Winkel vorgesehen sein können. Diese Kerben dienen einer Lageerkennung der Platten, wie sie in der nicht vorveröffentlichen DE 10 2010 025 483 beschrieben, die hinsichtlich der Einzelheiten des allgemeinen Aufbaus der Vorrichtung zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Es sei jedoch ausdrücklich bemerkt, dass die Kerben nicht wesentlich sind und dass sich die Erfindung auch auf Boote ohne derartige Kerben bezieht.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt dreiundzwanzig Platten 6 vorgesehen, die über die entsprechende Spanneinheiten 7, 8 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, um dazwischen Aufnahmeschlitze zu bilden. Bei dreiundzwanzig Platten 6 werden somit zweiundzwanzig der Aufnahmeschlitze gebildet. In der Praxis werden jedoch auch häufig 19 oder 21 Platter, verwendet, und die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Platten beschränkt.
Die Platten 6 weisen jeweils auf ihrer zu einer benachbarten Platte 6 weisenden Seite Gruppen von jeweils drei Aufnahmestiften (nicht gezeigt) auf, die so angeordnet sind, dass sie einen Wafer dazwischen aufnehmen können. Die Wafer können derart aufgenommen werden, dass die Aufnahmestifte jeweils unterschiedliche Seitenkanten des Wafers kontaktieren. Dabei sind in Längsrichtung der Plattenelemente insgesamt jeweils sieben (entsprechend der Anzahl der Kerben 12) Gruppen von Führungselementen zum jeweiligen Aufnehmen eines Halbleiterwafers vorgesehen. In der Praxis werden jedoch auch häufig sechs Gruppen von Führungselementen verwendet, und die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Gruppen von Führungselementen beschränkt. An ihren Querseiten weisen die Platten 6 jeweils eine vorstehende Kontaktnase 13 auf, die für eine elektrische Kontaktierung der Platten 6 dient, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Wie am besten in der Ansicht gemäß 2 zu erkennen ist, liegen die Kontaktnasen 13 von direkt benachbarten Platten 6 in der Anordnung des Waferbootes 1 auf unterschiedlichen Ebenen. Bei jeder zweiten Platte 6 liegen die Kontaktnasen 13 jedoch in derselben Ebene. Hierdurch werden durch die Kontaktnasen 13 zwei beabstandete Kontaktebenen gebildet. Diese Anordnung ermöglicht, dass direkt benachbarte Platten 6 mit unterschiedlichem Potential beaufschlagt werden können, während jede zweite Platte mit demselben Potential beaufschlagt werden kann.
Die Spanneinheiten 7, 8 bestehen im Wesentlichen jeweils aus wenigstens einer Schraube 15, einer Vielzahl von Abstandselementen 16 und jeweils wenigstens einer Mutter 17. Die Schrauben 15 sind jeweils so bemessen, dass sie sich durch entsprechende Öffnungen einer Vielzahl von Platten 6 sowie jeweilige dazwischen befindliche Abstandselemente 16 hindurch erstrecken können. Über die wenigstens eine Mutter 17, die selbstsichernd sein kann oder die mit einer weiteren Mutter 17, die als Kontermutter wirkt, zusammenarbeitet, wie gezeigt, können die Platten 6 zueinander verklemmt werden. Es sind jedoch hier auch andere Spanneinheiten mit Abstandselementen 16 denkbar, welche die Platten 6 in der obigen Weise im Wesentlichen parallel anordnen und verklemmen.
Die Spanneinheiten 7 sind elektrisch isolierende Spanneinheiten 7, bei denen wenigstens die Schraube 15 sowie die Abstandselemente 16 aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Die Muttern 17 können ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material sein, was aber nicht notwendig ist. Die Schrauben 15 sowie die Abstandselemente 16 können beispielsweise jeweils aus Keramik bestehen. Die Abstandselemente 16 besitzen jeweils vorzugsweise dieselbe Länge, um die Plattenelemente parallel zueinander anzuordnen.
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Abstandselements 16 der Spanneinheit 7. Das Abstandselement 16 besitzt die Form einer Hülse mit einem runden hülsenförmigen Grundkörper 20, der eine runde Durchgangsöffnung 22, die sich längs durch den Grundkörper 20 erstreckt, aufweist. Der Grundkörper 20 besitzt entgegengesetzte, in Längsrichtung weisende Stirnseiten 24. In diesen Stirnseiten 24 ist jeweils eine Vielzahl von Nuten 26 vorgesehen, die sich zwischen der Durchgangsöffnung 22 und einem Außenumfang des Hülsenkörpers 20 erstrecken. Die Nuten 26 sehen somit eine Strömungsverbindung zwischen der Durchgangsöffnung 22 und der Umgebung des Abstandselements 16 vor, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in jeder der Stirnseiten 24 jeweils vier Nuten 26 vorgesehen, die an jeder Stirnseite jeweils mit einem 90° Winkel zueinander beabstandet sind. Die Nuten 26 können somit leicht, sofern sie nachträglich hergestellt werden, durch einen Kreuzschnitt im Bereich der Stirnseiten 24 erzeugt werden. Die Nuten 26 der gegenüberliegenden Stirnseiten 24 sind um 45° versetzt zueinander angeordnet, wie in 3 zu erkennen ist. Die Nuten 26 können jeweils dieselbe Tiefe aufweisen, können aber auch unterschiedlich sein.
In einem Bereich in Längsrichtung zwischen den Nuten 26, insbesondere mittig zwischen den Stirnseiten 24 ist wenigstens eine Querbohrung 28 vorgesehen, die die Durchgangsöffnung 22 mit der Umgebung verbindet. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung des Hülsenkörpers 20 beabstandeten Querbohrungen 28 vorgesehen, deren Öffnungsdurchmesser vorzugsweise hinreichend groß ist, um einen Zu- und Ablauf von Reinigungs- bzw. Ätzflüssigkeit aus der Hülse heraus durch die Querbohrungen 28 hindurch zu ermöglichen. Die Querbohrungen können in Umfangsrichtung mit den Nuten 26 ausgerichtet sein. Alternativ oder auch zusätzlich können aber auch in Umfangsrichtung zwischen den Nuten Querbohrungen 28 vorgesehen sein. Insbesondere ist es auch möglich mehrere Reihen von sich in Umfangsrichtung erstreckende Querbohrungen 28 vorzusehen, die in Umfangsrichtung zueinander versetzt sein können. Obwohl hier der Begriff „Querbohrung” verwendet wird, sei bemerkt, dass diese nicht notwendigerweise durch „Bohren” hergestellt sein muss, sondern beispielsweise auch durch Schneiden, Stanzen, Fräsen und sonstige Prozesse, die das Erzeugen einer Durchgangsöffnung ermöglichen, hergestellt werden kann. Die Querbohrung 28 kann zum Beispiel auch schon bei der ursprünglichen Formgebung des Abstandselements 16 vorgesehen sein und muss nicht nachträglich ausgebildet werden.
Bei den Spanneinheiten 7 sind die Abstandselemente 16 jeweils zwischen direkt benachbarten Platten 6 des Waferbootes angeordnet und die Schraube 15 erstreckt sich durch alle Platten 6 hindurch.
Die Spanneinheiten 8, die im Bereich der jeweiligen Kontaktnasen 13 der Platten 6 angeordnet sind, sind elektrisch leitende Spanneinheiten. Bei den Spanneinheiten 8 sind wenigstens die Abstandselemente 16 aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Graphit. Die Schrauben 15 und die Muttern 17 können ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, was aber nicht notwendig ist. Die Abstandselemente 16 besitzen jeweils vorzugsweise dieselbe Länge (In der Richtung, die den Abstand zwischen Kontaktnasen 13 der Platten 6 definiert).
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines beispielhaften Abstandselements 16 der Spanneinheit 8. Das dargestellte Abstandselement 16 besitzt einen quaderförmigen Grundkörper 30 in dem zwei runde Durchgangsöffnungen 32 ausgebildet sind. Im Folgenden wird der Grundkörper 30 so definiert, dass sich die Durchgangsöffnungen 32 in Längsrichtung durch den Grundkörper 30 erstrecken und die Abmessung des Grundkörpers 30 in dieser Richtung wird als die Länge bezeichnet. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein quaderförmiger Grundkörper 30 mit zwei Durchgangsöffnungen 32 gewählt wurde, wird der Fachmann erkennen, dass auch andere Formen gewählt werden können und auch eine einzelne Durchgangsöffnung 32 (oder eine größere Anzahl) vorgesehen sein kann. Zum Beispiel ist in 2 zu erkennen, dass einige der Abstandselemente 16 der Spanneinheit 8 abweichende Formen aufweisen und zum Beispiel ein Fußstück 33 aufweisen können, das als Standfuß und/oder als Kontaktfuß für das Waferboot dienen kann. Auch können noch weitere Formen vorgesehen sein, wie beispielsweise für die in den Spanneinheiten äußeren Abstandselemente 16 angedeutet ist. Jedoch besitzen alle Abstandselemente 16 der gezeigten Ausführungsformen jeweils einen quaderförmigen Bereich.
Der Grundkörper 30 besitzt entgegengesetzte, in Längsrichtung weisende Stirnseiten 34, eine Unterseite 35, eine Oberseite 36 (siehe 2) und Querseiten 37. In den Stirnseiten 34 ist jeweils eine der Anzahl der Durchgangsöffnungen 32 entsprechende Anzahl von Nuten 38 vorgesehen, die sich jeweils vollständig zwischen der Unterseite 35 und der Oberseite 36 erstrecken und jeweils eine Durchgangsöffnung 32 schneiden. Die Nuten 38 sehen somit eine Strömungsverbindung zwischen einer jeweiligen Durchgangsöffnung 32 und der Unterseite 35 bzw. der Oberseite 36 vor, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in jeder der Stirnseiten 34 jeweils zwei sich parallel erstreckende Nuten 38 vorgesehen. Die Nuten 38 können jeweils dieselbe Tiefe aufweisen, können aber auch unterschiedlich sein. Zusätzliche Nuten, die zum Beispiel die Nuten 36 schneiden oder sich auch beabstandet hierzu erstrecken, können vorgesehen sein. Wenn die Abstandselemente 16 von der Quaderform abweichende zusätzliche Formen aufweisen, wie zum Beispiel die Fußstücke 33, dann können die Nuten dieser Form oder folgen.
In der Unterseite 35 sind zwei Reihen von Ablaufbohrungen 40 vorgesehen, die sich jeweils in Längsrichtung des Grundkörpers 30 erstrecken und die jeweils eine der Durchgangsöffnungen 32 mit der Umgebung verbindet. Die Reihen erstrecken sich jeweils in einem Bereich in Längsrichtung zwischen den Nuten 38. Obwohl zwei Reihen von Ablaufbohrungen 40 dargestellt sind, könnte jeweils auch nur eine einzige Öffnung vorgesehen sein, die beispielsweise eine Schlitzform aufweisen kann. Entsprechende Ablaufbohrungen können auch in der Oberseite 36 vorgesehen sein und sich zwischen den Durchgangsbohrungen 32 und der Oberseite 36 erstrecken. Insbesondere können sich Ablaufbohrungen 40 vollständig durch den Grundkörper 30 erstrecken, wobei sie jeweils eine der Durchgangsöffnungen 32 schneiden. Obwohl hier der Begriff „Ablaufbohrung” verwendet wird, sei bemerkt, dass diese nicht notwendigerweise durch „Bohren” hergestellt sein muss, sondern beispielsweise auch durch Schneiden, Stanzen, Fräsen und sonstige Prozesse, die das Erzeugen einer Durchgangsöffnung ermöglichen, hergestellt werden kann. Die Ablaufbohrungen 40 können zum Beispiel auch schon bei der ursprünglichen Formgebung des Abstandselements 16 vorgesehen sein und müssen nicht nachträglich ausgebildet werden. Die Ablaufbohrungen schneiden die Durchgangsöffnungen 32 jeweils senkrecht, können diese aber auch in einem anderen Winkel schneiden.
In den Querseiten 37 ist jeweils eine Längsnut 42 vorgesehen, die als Ausrichtungshilfe dienen kann. Wie in 2 zu erkennen ist, besitzen einige der Abstandselemente 16 der Spanneinheit 8 auch eine quer verlaufende Durchgangsöffnung 44, die sich zwischen den Querseiten 37 erstreckt und zu beiden öffnet. Ferner weisen diese Abstandselemente 16 jeweils einen Querschlitz 46 auf, der sich zwischen der Durchgangsöffnung 44 und der Unterseite 35 oder der Oberseite 36 des Abstandselements 16 erstreckt. Dieser Querschlitz 46 soll ein gewisses federn der jeweiligen Abstandselemente 16 erlauben, um zum Beispiel thermische Ausdehnungsbewegungen aufzunehmen.
Bei den Spanneinheiten 8 sind die Abstandselemente 16 jeweils zwischen Kontaktnasen 13 von Platten 6 des Waferbootes angeordnet. Dabei verbindet ein Abstandselement 16 jeweils zwei Platten 6 in der Anordnung der Platten 6, die durch eine dazwischen liegende Platte 6 beabstandet sind. Dadurch verbinden die Abstandselemente 16 der Spanneinheit in jeder Ebene der Kontaktnasen 13 jeweils jede zweite Platte. Die Schrauben 15 erstrecken sich durch die jeweiligen Kontaktnasen 13 der Platten 6 und die jeweiligen Abstandselemente 16 hindurch und können über die Muttern 17 festgezogen werden. Hierdurch wird ein guter Leitungskontakt zwischen den elektrisch leitenden Abstandselementen 16 und den Kontaktnasen 13 sichergestellt.
Insgesamt sind sechzehn der Spanneinheiten 7 vorgesehen, acht benachbart zur Oberkante 9 der Platten 6 sowie acht benachbart zur Unterkante 10 der Platten 6. In der Praxis werden jedoch auch häufig vierzehn Spanneinheiten verwendet (nämlich sieben oben und sieben unten), und die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Spanneinheiten beschränkt. Die Spanneinheiten 7 sind jeweils gleichmäßig beabstandet und unterteilen die Platten 6 in Längsrichtung in sieben Segmente entsprechend den Gruppen von Aufnahmestiften und den Kerben 12. Die Kerben 12 in der Oberkante 9 liegen jeweils in einem Randbereich eines derart gebildeten Segments. Die so gebildeten Segmente sind auch mit den Gruppen von Aufnahmestiften an den jeweiligen Platten 6 ausgerichtet. Die Spanneinheiten 7 haben die Hauptfunktion die Platten in einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zueinander zu halten und gegeneinander zu isolieren.
Insgesamt sind vier Spanneinheiten 8 vorgesehen, zwei an jedem Seitenkantenbereich der Platten. Die Spanneinheiten haben die Hauptfunktion die Platten 6 elektrisch zu kontaktieren, und zwar derart, dass direkt benachbarte Platten 6 jeweils mit unterschiedlichem Potential beaufschlagt werden können.
Nachfolgend wird ein Beispiel einer Reinigung des oben beschriebenen Waferbootes 1 erläutert. Für eine Reinigung wird dass Waferboot 1 beispielsweise in eine Ätzflüssigkeit eingetaucht, die in einem Behandlungsbecken zirkuliert, um eine gleichmäßige Reinigung der Oberflächen zu gewährleisten. Anschließend wird das Waferboot 1 in eine Spülflüssigkeit gebracht, beispielsweise durch Transport des Waferbootes 1 in ein entsprechendes mit Spülflüssigkeit (beispielsweise DI-Wasser (deionisiertes Wasser) gefülltes Becken oder durch Austausch der Flüssigkeit in dem zuvor genannten Behandlungsbecken. Auch könnte das Waferboot durch sprühen oder spritzen mit Spülflüssigkeit gespült werden. Dadurch, dass die Abstandselemente 16 jeweils mit den Durchgangsöffnungen 22, 32 in Verbindung stehende Nuten 26, 38 aufweisen, hat sich das Totvolumen in diesem Bereich verringert und es kann eine gute Spülung aller Bereiche insbesondere auch der Durchgangsöffnungen 22, 32 erreicht werden. Die Querbohrungen 28 und die Ablaufbohrungen 40 erleichtern einerseits eine gute Spülung der Durchgangsbohrungen und verhindern ferner, dass sich hier Flüssigkeiten ansammeln.
Anschließend können die Waferboote in einem Gasstrom, insbesondere einem erwärmten Luftstrom getrocknet werden, wobei die Nuten 26, 38 und auch die Querbohrungen 28 und die Ablaufbohrungen 40 eine gute Trocknung aller Bereiche erleichtern. Eine gute Trocknung wenigstens der Platten 6 kann auch schon während des Heraushebens aus einer Spülflüssigkeit dadurch erreicht werden, dass ein die Oberflächenspannung der Spülflüssigkeit verringerndes Fluid, insbesondere ein Dampf oder Nebel aus Isopropylalkohol auf die Oberfläche der Spülflüssigkeit aufgebracht wird.
Die oben beschriebenen Abstandselemente 16 verringern Totvolumina am Waferboot 1. Hierdurch wird die Gefahr von Flüssigkeitsansammlungen und Ablagerungen bei einer Nass-Reinigung, beispielsweise sequentiell in einer Ätzflüssigkeit und einer Spülflüssigkeit, gefolgt von einer Trocknung beseitigt oder wenigstens verringert.
Die Abstandselemente 16 und das Waferboot 1 wurde anhand bestimmter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen begrenzt zu sein. Insbesondere könnten die Abstandselemente unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise wäre es denkbar statt in den Stirnseiten der Abstandselemente Nuten vorzusehen, entsprechende Nuten oder Schlitze in den Platten 6 vorzusehen, die jeweils eine Strömung von Flüssigkeit in und ggf. durch Durchgangsbohrungen der Abstandselemente ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010025483 [0027]

Claims

Abstandselement (16) für eine Spanneinheit (7; 8) für Platten (6) eines Waferbootes (1), wobei das Abstandselement (16) folgendes aufweist: einen Grundkörper (20; 30) mit wenigstens einer Durchgangsöffnung (22; 32), die sich Längs zwischen Stirnseiten (24; 34) des Grundkörpers (20; 30) durch den Grundkörper (20; 30) erstreckt, und mit wenigstens einer sich quer zur Durchgangsöffnung erstreckenden Verbindungsöffnung (26, 28; 38, 40) im Grundkörper (20, 30) sie sich zwischen der wenigstens einen Durchgangsöffnung (22; 32) und einem Umfang der Grundkörpers erstreckt.
Abstandselement (16) nach Anspruch 1, wobei im Grundkörper (20, 30) ein Vielzahl von beabstandeten Verbindungsöffnung (26, 28; 38, 40) ausgebildet ist.
Abstandselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Verbindungsöffnung (26; 38) durch eine Nut in wenigstens einer, vorzugsweise beiden Stirnseite(n) (24; 34) des Grundkörpers (20, 30) gebildet wird.
Abstandselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Verbindungsöffnung (28; 40) durch eine Bohrung gebildet wird, die in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten (24; 34) liegt.
Abstandselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Verbindungsöffnung (28; 40) durch eine entsprechende Vielzahl von Bohrung gebildet wird, die in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten (24; 34) des Grundkörper (20, 30) liegen.
Abstandselement (16) nach Anspruch 5, wobei eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen (28) vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Abstandselement (16) nach Anspruch 5 oder 6, wobei wenigstens eine Reihe von in Längsrichtung beabstandeten Verbindungsöffnungen (40) im Grundkörper (30) ausgebildet ist.
Abstandselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (20) eine Hülsenform mit einer Vielzahl von Nuten (26) in den Stirnseiten (24) aufweist.
Abstandselement (16) nach Anspruch 8, wobei in jeder Stirnseite vier Nuten vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.
Abstandselement (16) nach Anspruch 9, wobei die Nuten der gegenüberliegenden Stirnseiten um 45° zueinander gedreht angeordnet sind.
Abstandselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (30) eine Quaderform aufweist und die wenigstens eine Verbindungsöffnung (38, 40) zwischen der Durchgangsbohrung und einer Unterseite 35 und/oder einer Oberseite 36 der Quaderform ausgebildet ist.
Waferboot mit einer Vielzahl von Platten, die über eine Vielzahl von Spanneinheiten miteinander im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Spanneinheiten jeweils eine Vielzahl von Abstandselementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche und jeweils wenigstens ein sich abwechselnd durch Öffnungen in den Platten und die Abstandselemente erstreckendes Spannelement aufweisen.
Waferboot nach Anspruch 12, wobei wenigstens eine der Platten eine Nut oder einen Schlitz aufweist, die/der mit einer darin ausgebildeten Öffnung zur Durchführung des Spannelementes in Verbindung steht, wobei die Nut/der Schlitz ausreichend lang ist, dass sie/er durch ein benachbartes Abstandselement nicht vollständig abgedeckt wird.
Waferboot nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Platten 6 jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Hauptteil mit seitlich vorstehenden Kontaktnasen aufweisen.
Waferboot nach Anspruch 14, wobei die seitlich vorstehenden Kontaktnasen benachbarter Platten im Waferboot in unterschiedlichen Ebenen liegen.
Waferboot nach Anspruch 14 oder 15, wobei im Bereich des Hauptteils Öffnungen zur Durchführung von Spannelementen einer Spanneinheit ausgebildet sind, wobei die mit diesen Öffnungen verwendeten Spannelemente und Abstandselemente aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere einem Keramikmaterial bestehen.
Waferboot nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei in den Kontaktnasen jeweils wenigstens eine Öffnung zur Durchführung eines Spannelements einer Spanneinheit ausgebildet ist, wobei wenigstens die im Zusammenhang mit diesen Öffnungen verwendeten Abstandselemente aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Graphit bestehen.