DE102012214316A1 - Holder for a variety of disc-shaped workpieces - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Halterung (10) für eine Vielzahl von scheibenförmigen Werkstücken (2), umfassend – zwei parallel angeordnete Verbindungselemente (5) mit jeweils wenigstens drei Aufnahmen für eine entsprechende Anzahl an Unterstützungsrollen (1) und – wenigstens drei parallel angeordnete zylindrische Unterstützungsrollen (1), die sich zwischen den Verbindungselementen (5) erstrecken, wobei die Enden der Unterstützungsrollen (1) in den Aufnahmen der Verbindungselemente (5) drehbar gelagert sind und wobei die Unterstützungsrollen (1) entlang ihres Umfangs Rillen (6) zur Aufnahme der Werkstücke (2) aufweisen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung umfassend die beschriebene Halterung und ein Flüssigkeitsbecken.The invention relates to a holder (10) for a multiplicity of disk-shaped workpieces (2), comprising - two connecting elements (5) arranged in parallel, each with at least three receptacles for a corresponding number of support rollers (1), and - at least three cylindrical support rollers arranged in parallel (1) which extend between the connecting elements (5), the ends of the support rollers (1) being rotatably mounted in the receptacles of the connecting elements (5) and the support rollers (1) having grooves (6) along their circumference for receiving the Have workpieces (2). The invention also relates to an arrangement comprising the holder described and a liquid basin.
Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Halterung für eine Vielzahl von scheibenförmigen Werkstücken, mit der die Werkstücke in einem Reinigungsbad während einer Reinigung gehalten werden können.The invention relates to a holder for a plurality of disc-shaped workpieces, with which the workpieces can be held in a cleaning bath during cleaning.
Halbleiterscheiben, die beispielsweise als Substrate für die Herstellung mikroelektronischer Bauelemente dienen, meist Siliciumscheiben, werden im Laufe ihrer Herstellung mehrfach einer Reinigung unterzogen, beispielsweise nach dem Polieren, epitaktischen Beschichten oder nach thermischen Behandlungsschritten. Ziel der Reinigung ist es unter anderem, an der Scheibenoberfläche haftende Partikel möglichst vollständig zu entfernen, bevor die Siliciumscheiben für die Herstellung mikroelektronischer Bauelemente verwendet werden. Wegen der zunehmenden Miniaturisierung der Bauelemente ist es zudem erforderlich, immer kleinere Partikel von den Scheibenoberflächen zu entfernen. Partikelgrößen, die in der Vergangenheit noch toleriert werden konnten, werden in Zukunft aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung der Bauelemente zunehmend zu Störungen in der Funktion der Bauelemente führen. Damit steigen insbesondere die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Reinigungsverfahren.Semiconductor wafers, which are used, for example, as substrates for the production of microelectronic components, usually silicon wafers, are repeatedly subjected to cleaning in the course of their manufacture, for example after polishing, epitaxial coating or after thermal treatment steps. The aim of the cleaning is, among other things, as completely as possible to remove particles adhering to the wafer surface, before the silicon wafers are used for the production of microelectronic devices. Due to the increasing miniaturization of the components, it is also necessary to remove ever smaller particles from the disc surfaces. Particle sizes, which could still be tolerated in the past, will increasingly lead to disruptions in the function of the components in future due to the progressive miniaturization of the components. This increases in particular the requirements for the performance of the cleaning process.
Es ist bekannt, eine Vielzahl von Scheiben gleichzeitig in einem Bad mit einer Reinigungsflüssigkeit zu behandeln. Die Halbleiterscheiben werden dabei im Reinigungsbad durch mehrere Rollen oder Stangen unterstützt, die in der Regel Rillen aufweisen, die die Halbleiterscheiben seitlich stabilisieren.
Es stellte sich daher die Aufgabe, die Reinigungsleistung des oben beschriebenen Reinigungsverfahrens zu verbessern.It was therefore an object to improve the cleaning performance of the cleaning method described above.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halterung für eine Vielzahl von scheibenförmigen Werkstücken, umfassend
- – zwei parallel angeordnete Verbindungselemente mit jeweils wenigstens drei Aufnahmen für eine entsprechende Anzahl an Unterstützungsrollen und
- – wenigstens drei parallel angeordnete zylindrische Unterstützungsrollen, die sich zwischen den Verbindungselementen erstrecken, wobei die Enden der Unterstützungsrollen in den Aufnahmen der Verbindungselemente drehbar gelagert sind und wobei die Unterstützungsrollen entlang ihres Umfangs Rillen zur Aufnahme der Werkstücke aufweisen.
- - Two parallel connecting elements, each with at least three receptacles for a corresponding number of support rollers and
- - At least three parallel cylindrical support rollers extending between the connecting elements, wherein the ends of the support rollers are rotatably mounted in the receptacles of the connecting elements and wherein the support rollers along their circumference grooves for receiving the workpieces.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung umfassend eine Halterung der oben beschriebenen Art und ein Flüssigkeitsbecken, wobei das Flüssigkeitsbecken komplementäre Unterstützungs- und Fixierungselemente aufweist, die die Halterung von unten unterstützen und seitlich fixieren, ohne eine feste Verbindung zwischen der Halterung und dem Flüssigkeitsbecken herzustellen, und wobei das Flüssigkeitsbecken Mittel zum Antrieb der Unterstützungsrollen aufweist.The invention also relates to an assembly comprising a holder of the type described above and a liquid basin, the liquid container having complementary support and fixing elements which support the holder from below and fix it laterally, without establishing a firm connection between the holder and the liquid basin , and wherein the liquid pool has means for driving the support rollers.
Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die drehbar gelagerten Unterstützungsrollen nicht Teil des Flüssigkeitsbeckens, in dem die Reinigung durchgeführt wird, sondern Teil einer herausnehmbaren Halterung für die Werkstücke. Gemäß dem Stand der Technik müssen die Werkstücke, beispielsweise Halbleiterscheiben, beim Einsetzen in das Flüssigkeitsbecken mit den Unterstützungsrollen in Kontakt gebracht werden. Dies birgt die Gefahr, dass an den Kontaktstellen Partikel entstehen. In mehrstufigen Reinigungsverfahren mit mehreren Reinigungsbädern besteht diese Gefahr bei jedem Einsetzen in eines der Reinigungsbäder.In contrast to the prior art, the rotatably supported support rollers are not part of the fluid pool in which the cleaning is performed, but part of a removable holder for the workpieces. According to the state of the art, the workpieces, for example semiconductor wafers, must be brought into contact with the supporting rollers when they are inserted into the liquid basin. This entails the risk that particles are formed at the contact points. In multi-stage cleaning processes with several cleaning baths, this danger is present every time one of the cleaning baths is inserted.
Da die für eine Rotation der Werkstücke erforderlichen drehbaren Unterstützungsrollen erfindungsgemäß Teil der herausnehmbaren Halterung sind, müssen die Werkstücke nur einmal vor Beginn der Reinigung mit den Unterstützungsrollen in Kontakt gebracht werden. Beim Einsetzen in das Reinigungsbad oder in mehrere Reinigungsbäder nacheinander verbleiben die Werkstücke immer in der Halterung mit den drehbaren Unterstützungsrollen und müssen nicht in jedem Reinigungsbad neu auf Unterstützungsrollen aufgesetzt werden. Die Werkstücke können mit der Halterung von Reinigungsbad zu Reinigungsbad transportiert werden. Die Erfindung führt daher zu einer Verringerung der Gefahr der Partikelentstehung und verbessert daher die Reinigungsleistung der bekannten Reinigungsvorrichtungen.Since the required for a rotation of the workpieces rotatable support rollers according to the invention are part of the removable holder, the workpieces must be brought into contact with the support rollers only once before the start of cleaning. When inserting into the cleaning bath or in several cleaning baths in succession, the workpieces always remain in the holder with the rotatable support rollers and do not need to be re-placed on support rollers in each cleaning bath. The workpieces can be transported with the holder from cleaning bath to cleaning bath. The invention therefore leads to a reduction in the risk of particle formation and therefore improves the cleaning performance of the known cleaning devices.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren im Detail beschrieben.The invention will be described in detail below with reference to figures.
Die erfindungsgemäße Halterung
Die Verbindungselemente
Die Unterstützungsrollen
Die Unterstützungsrollen
Die Teile der Halterung bestehen aus Materialien, die gegen die eingesetzten Reinigungslösungen chemisch beständig sind. Beispielsweise sind Materialien wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Quarzglas gegen die meisten gebräuchlichen Chemikalien beständig.The parts of the holder are made of materials that are chemically resistant to the cleaning solutions used. For example, materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK), polyvinylidene fluoride (PVDF) or quartz glass are resistant to most common chemicals.
Die Halterung
Zudem weist das Flüssigkeitsbecken
Die erfindungsgemäße Halterung
Das Flüssigkeitsbecken
Besonders bevorzugt ist ein Antrieb der Unterstützungsrollen
Wenn die Halterung
Der Vorteil dieses Antriebs ist, dass die Kraftübertragung im Wesentlichen ohne Reibung zwischen zwei festen Körpern stattfindet und auf diese Weise die Entstehung von Partikeln weitgehend vermieden wird. Im Fall des aus dem Stand der Technik bekannten Zahnradgetriebes reiben dagegen ständig die Zahnflanken der Zahnräder aneinander, was zur Entstehung von Abrieb führt, der die zu reinigenden Werkstücke mit Partikeln verschmutzen kann.The advantage of this drive is that the power transmission takes place substantially without friction between two solid bodies and in this way the formation of particles is largely avoided. In the case of the known from the prior art gear transmission, however, constantly rub the tooth flanks of the gears together, which leads to the development of abrasion, which can pollute the workpieces to be cleaned with particles.
Da sich die zum Antrieb der Flügelräder zugeführte Flüssigkeit – wenn keine weiteren konstruktiven Maßnahmen ergriffen werden, wie unten beschrieben – mit der im Flüssigkeitsbecken enthaltenen Reinigungsflüssigkeit vermischt, entspricht die Zusammensetzung der für den Antrieb zugeführten Flüssigkeit vorzugsweise der Zusammensetzung der Reinigungsflüssigkeit. Vorzugsweise wird die zum Antrieb zugeführte Flüssigkeit von der Zuführung der Reinigungsflüssigkeit abgezweigt.Since the liquid supplied for driving the impellers - if no further constructional measures are taken, as described below - mixed with the cleaning liquid contained in the liquid tank, the composition of the liquid supplied for the drive preferably corresponds to the composition of the cleaning liquid. Preferably, the liquid supplied to the drive is diverted from the supply of the cleaning liquid.
Um eine Vermischung der Reinigungsflüssigkeit mit der für den Antrieb der Flügelräder verwendeten Flüssigkeit zu vermeiden, können die Flügelräder mit Buchsen modifiziert werden (siehe
In diesem Fall sind die in das Flüssigkeitsbecken
Entsprechend sind die in das Flüssigkeitsbecken
Auf diese Weise ist es möglich, den Strom der für den Antrieb der Flügelräder
Falls für den Antrieb die Reinigungsflüssigkeit verwendet wird, kann die durch die Auslassöffnungen
Die erfindungsgemäße Halterung sowie die Anordnung der Halterung in dem Flüssigkeitsbecken kann zur Reinigung beliebiger scheibenförmiger, vorzugsweise runder Werkstücke verwendet werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung für die Reinigung von Halbleiterscheiben, beispielsweise bestehend aus Silicium.The holder according to the invention and the arrangement of the holder in the liquid basin can be used for cleaning any disc-shaped, preferably round workpieces. Particularly preferred is the application for the Cleaning of semiconductor wafers, for example consisting of silicon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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