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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nassbehandlung von Substraten, insbesondere einen Wafer-Carrier, mit einem einseitig offenen Aufnahmeraum zur Aufnahme der Substrate entlang einer Einführrichtung, wobei der Aufnahmeraum von zwei parallelen, insbesondere vertikalen Seitenplatten und senkrecht zu den Seitenplatten verlaufenden, die Seitenplatten verbindenden Stangen begrenzt wird, wobei an den Stangen sich zum Aufnahmeraum hin erstreckende zahnartige Vorsprünge vorgesehen sind.
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Derartige Vorrichtungen beziehungsweise Wafer-Carrier finden bei der Prozessierung beziehungsweise beim Handling von Halbleiterbauteilen, insbesondere von Wafern für die Herstellung von Solarzellen vielfach Anwendung. Mit solchen Vorrichtungen kann eine Querkontamination zwischen den verschiedenen Prozessbädern verhindert werden. Auch kann ein Be- und Entladen verbessert werden. Durch die zahnartigen Vorsprünge können selbst dünne Substrate oder Wafer sicher transportiert beziehungsweise prozessiert werden, wobei ein Aneinanderkleben der Wafer verhindert werden kann.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen beziehungsweise Wafer-Carriern stellt sich jedoch oftmals das Problem, dass die Prozesschemikalien nicht jeden Punkt des Substrates erreichen können. Darüber hinaus ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen das Abtropfverhalten der Chemikalien nicht optimal. Dadurch können sich unerwünschte Chemikalienrückstände in Form von Tropfen ergeben, durch Chemikalien, die von den zahnartigen Vorsprüngen auf die Substrate herabtropfen.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Nassbehandlung von Substraten bereitzustellen, mit welcher dünne Substrate einerseits sicher transportiert und prozessiert werden können, wobei andererseits eine verbesserte chemische Prozessführung gewährleistet werden soll.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Nassbehandlung von Substraten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen, dass die zahnartigen Vorsprünge einen sich kontinuierlich und stetig zum Aufnahmeraum hin verjüngenden Querschnitt aufweisen. Dabei weisen die Vorsprünge vorzugsweise keine Absätze auf. Somit kann einerseits das Abtropfverhalten der Prozesschemikalien verbessert werden. Andererseits wird durch den sich kontinuierlich und stetig verjüngenden Querschnitt eine gute Führung und Lagerung der Substrate erreicht. Aufgrund des sich kontinuierlich verjüngenden Querschnitts kann darüber hinaus eine gute Durchströmung im Bereich der zahnartigen Vorsprünge mit Prozesschemikalien erreicht werden.
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Die Vorrichtung kann insbesondere für runde oder eckige Substrate eingesetzt werden. Die Seitenplatten können dabei quadratisch, rund, eckig oder polygonal ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass bei einem eckigen Substrat, beispielsweise einem quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Substrat die Stangen seitlich neben dem Substrat angeordnet sind, wobei sich die zahnartigen Vorsprünge dabei insbesondere horizontal nach innen erstrecken. Stangen, welche unterhalb des eckigen Substrats angeordnet sein können, weisen dabei insbesondere zahnartige Vorsprünge auf, welche sich vertikal nach innen zum Aufnahmeraum hin erstrecken können.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass runde Substrate in der Vorrichtung aufgenommen werden. Dabei können die Stangen insbesondere am Punkt der größten Breite der Substrate oder darunter vorgesehen sein, da sonst ein Einschub der Substrate nicht möglich ist. Bei insbesondere runden Substraten kann vorgesehen sein, dass sich die zahnartigen Vorsprünge nach radial innen hin zum Aufnahmeraum erstrecken.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zahnartigen Vorsprünge im Bereich der dem Aufnahmeraum abgewandten, mit den Stangen verbundenen Enden einen in vertikaler Richtung länglichen, aus zwei stumpfen, einander zugewandten Parabeln oder Kreissegmenten gebildeten Querschnitt aufweisen. Mit dem Begriff „in vertikaler Richtung“ ist hier gemeint, dass eine Symmetrieebene der Vorsprünge parallel zu den Substraten verläuft.
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Es hat sich gezeigt, dass durch einen solchen Querschnitt das Abtropfverhalten der Prozesschemikalien im Bereich der den Stangen zugewandten Enden verbessert werden kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zahnartigen Vorsprünge an den dem Aufnahmeraum zugewandten Enden einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt aufweisen.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zahnartigen Vorsprünge über ihre Längserstreckung in jedem Querschnitt jeweils punktsymmetrisch zu einer Mittellängsachse der Vorsprünge ausgebildet sind. Vorzugsweise geht somit der Querschnitt der zahnartigen Vorsprünge ausgehend von den Stangen hin zum Aufnahmeraum kontinuierlich und stetig von einem länglichen, aus zwei stumpfen, aneinander zugewandten Parabeln oder Kreissegmenten gebildeten Querschnitt hin zu einem kreisrunden Querschnitt über.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die zahnartigen Vorsprünge an den dem Aufnahmeraum zugewandten Enden eine umlaufende Fase aufweisen. Eine solche Fase kann das Abtropfverhalten der Chemikalien verbessern. Die Fase kann dabei insbesondere in einem Winkel von 30 Grad bis 60 Grad, vorzugsweise in einem Winkel von 45 Grad, vorgesehen sein.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stangen elliptisch, oval, rund oder eckig ausgebildet sind. Bei einer elliptischen Ausbildung der Stangen können die Hauptscheitel der Ellipse tangential beziehungsweise vertikal übereinander liegen, das heißt, die Stangen sind tangentialer beziehungsweise vertikaler Richtung länglich ausgebildet.
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Vorteilhafterweise durchdringen die zahnartigen Vorsprünge die Stangen im Übergangsbereich. Abhängig von der Geometrie der Stangen kann sich somit eine unterschiedliche Durchdringung der zahnartigen Vorsprünge mit den Stangen ergeben. Bei eckigen Stangen ergeben sich in Draufsicht dabei beispielsweise keine Durchdringungslinien, wobei bei im Querschnitt elliptischen und kreisrunden Stangen sich in der Draufsicht bogenförmige Durchdringungslinien ergeben können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass wenigstens zwei Stangen zur seitlichen Führung oder Lagerung der Substrate quer zur Einführrichtung nebeneinander angeordnet sind. Dabei können die Stangen vorzugsweise auf der vertikal selben Höhe, das heißt horizontal nebeneinander angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Stangen auf verschiedenen Höhen angeordnet sind. Die Stangen weisen bei ihrer Anordnung in horizontaler Richtung vorzugsweise einen Abstand auf, der zumindest geringfügig größer als die Breite der Substrate ist. Somit kann verhindert werden, dass die Substrate zwischen den Stangen eingeklemmt werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine Stange in Einführrichtung unten angeordnet ist. Zumindest bei eckigen, das heißt beispielsweise bei quadratischen oder pseudoquadratischen Substraten, kann damit ein Herausfallen der Substrate nach unten, das heißt in Einführrichtung, verhindert werden.
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Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Riegelstange auf der in Einführrichtung oberen, offenen Seite des Aufnahmeraums zwischen den beiden Seitenplatten anbringbar. Die Riegelstange kann dabei ebenfalls die erfindungsgemäßen zahnartigen Vorsprünge aufweisen. Durch die Riegelstange kann ein sicherer Transport der Substrate gewährleistet werden, weil die Substrate auch von der nach oben offenen Seite des Aufnahmeraums fixiert beziehungsweise gelagert werden können.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zusätzliche zahnlose, die beiden Seitenplatten verbindende Stützstangen zwischen den Seitenplatten vorgesehen sind. Diese Stützstangen können zur Stabilisierung der Vorrichtung dienen. Vorteilhafterweise begrenzen die Stützstangen dabei den Aufnahmeraum nicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Stangen jeweils vorzugsweise 1 bis 200 zahnartige Vorsprünge, weiter vorzugsweise 1 bis 100 zahnartige Vorsprünge, weiter vorzugsweise 40 bis 60 zahnartige Vorsprünge aufweisen. Somit können mit einer derartigen Vorrichtung bis zu etwa 200 Substrate sicher transportiert und prozessiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Stangen einen Metallkern, insbesondere einen Aluminiumkern oder einen Stahlkern, aufweisen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stangen einen Keramikkern aufweisen. Mit einem solchen Keramikkern kann eine Verunreinigung der Prozesschemikalien verhindert werden. Vorteilhafterweise können sowohl der Metallkern als auch der Keramikkern der Stangen hohl oder massiv ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Stangen mit faserverstärktem Polypropylen oder Polyvinylidenfluorid hergestellt oder ummantelt sind. Mit faserverstärktem, beispielsweise karbonfaserverstärktem Polypropylen oder mit Polyvinylidenfluorid kann eine in Chemikalien beständige Beschichtung der Stangen beziehungsweise der zahnartigen Vorsprünge bereitgestellt werden.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
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1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 einen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 1 bei Blick entlang des Pfeiles A;
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3 eine vergrößerte Darstellung der in 2 gezeigten Stange mit zahnartigem Vorsprung im Schnitt;
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4 eine Schrägansicht einer Stange mit zahnartigen Vorsprüngen der Vorrichtung gemäß 1;
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5 eine Seitenansicht auf die Stange gemäß 4;
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6 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1;
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7 einen vergrößerten Ausschnitt der Draufsicht gemäß 6; und
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8 einen Ausschnitt einer Seitenansicht auf die Vorrichtung gemäß 1 entlang des Pfeiles B.
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1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Nassbehandlung von Substraten 12. Eine solche Vorrichtung 10 wird auch als Wafer-Carrier bezeichnet. Die Vorrichtung 10 weist zwei parallel, in 1 insbesondere vertikale Seitenplatten 14 auf. Diese Seitenplatten 14 sind mit senkrecht zu den Seitenplatten 14 verlaufenden Stangen 16 verbunden. Die Seitenplatten 14 begrenzen gemeinsam mit den Stangen 16 einen Aufnahmeraum 18 zur Aufnahme der Substrate.
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Die Seitenplatten 14 sind dabei im Wesentlichen rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet. Die Seitenplatten 14 weisen dabei mehrere Ausnehmungen und Vorsprünge 20 auf, welche beispielsweise zum Handhaben und/oder Positionieren der Vorrichtung 10 geeignet sein können. Darüber hinaus können die Ausnehmungen 20 zur Anbringung von weiteren, in 1 nicht gezeigten Elementen geeignet sein. Die Stangen 16 weisen in 1 nicht gezeigte, jedoch in 2 deutlich erkennbare zahnartige Vorsprünge 22 auf.
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2 stellt dabei einen Ausschnitt einer Ansicht auf die Vorrichtung 10 entlang des Pfeils A in 1 dar. Eine an der Seitenplatte 14 befestigte Stange 16 ist dabei im Schnitt gezeigt. Das eckige Substrat 12 wird dabei zumindest teilweise von dem zahnartigen Vorsprung 22 geführt beziehungsweise gehalten.
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Die im Schnitt dargestellte Stange 16, sowie der zahnartige Vorsprung 22 sind in 3 vergrößert dargestellt und besser zu erkennen. Die Stange 16 weist dabei insbesondere einen hohlen Kern 24 auf. Der zahnartige Vorsprung 22 ist an seinem dem Aufnahmeraum 18 abgewandten Ende mit der oval beziehungsweise elliptisch ausgebildete Stange 16 verbunden. Dabei verjüngt sich der zahnartige Vorsprung 22 hin zum Aufnahmeraum, das heißt in Richtung des Pfeiles 26.
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4 zeigt eine Schrägansicht auf eine Stange 16 mit daran vorgesehenen zahnartigen Vorsprüngen 22. Die Durchdringung der zahnartigen Vorsprünge 22 und der Stange 16 sind dabei deutlich an Hand der Durchdringungslinien 28 zu erkennen. Die in 4 gezeigten zahnartigen Vorsprünge 22 weisen dabei, wie in 5, welche einen Blick entlang des Pfeils 30 in 4 zeigt, einen in vertikaler Richtung länglichen, aus zwei stumpfen Parabeln beziehungsweise Kreissegmenten 32 zusammengesetzten Querschnitt 34 auf.
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Wie in 5 ebenfalls deutlich zu erkennen ist, weisen die zahnartigen Vorsprünge 22 an ihren der Stange 16 abgewandten Enden 36 einen kreisrunden Querschnitt 38 auf. Darüber hinaus ist an den dem Aufnahmeraum 18 zugewandten Enden 36 eine Fase 40 an den zahnartigen Vorsprüngen 22 vorgesehen. Die zahnartigen Vorsprünge 22 weisen, wie in 4 zu erkennen ist, einen, sich kontinuierlich und stetig hin zum Aufnahmeraum 18 verjüngenden Querschnitt auf, wobei sich der Querschnitt von den in 5 deutlich zu erkennenden Querschnitt 34 zu einem Querschnitt 38 verjüngt. Mit einer solchen Querschnittsverjüngung kann einerseits erreicht werden, dass die Substrate 12 sicher geführt beziehungsweise gelagert werden können. Andererseits wird eine optimale Benetzung der Substrate 12 mit Prozesschemikalien erreicht.
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Der Querschnitt der zahnartigen Vorsprünge 22 ist jeweils punktsymmetrisch zu der in 5 gezeigten Mittellängsachse 41 der zahnartigen Vorsprünge 22. Folglich ergibt sich für jeden zwischen dem Querschnitt 34 und dem Querschnitt 38 gewählten Querschnitt der zahnartigen Vorsprünge 22 eine Punktsymmetrie. Der Querschnitt der zahnartigen Vorsprünge 22 ist auch symmetrisch zu einer der Figur nicht dargestellten Symmetrieebene.
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6 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Vorrichtung 10 gemäß 1. Dabei ist die Stange 16 mit daran angebrachten zahnartigen Vorsprüngen 22, sowie in der Vorrichtung 10 eingeführten Substraten 12 deutlich zu erkennen.
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7 zeigt dabei einen vergrößerten Ausschnitt der Draufsicht gemäß 6. Wie sich leicht erkennen lässt, weisen die Substrate 12 einen Abstand von den zahnartigen Vorsprüngen 22 auf. Die zahnartigen Vorsprünge 22 verjüngen sich in 7 in Richtung des Pfeils 42, das heißt hin zum Aufnahmeraum 18. Im Bereich des dem Aufnahmeraum 18 abgewandten Endes 44 der zahnartigen Vorsprünge 22 weisen die Substrate 12 einen Abstand 46 auf. Dabei ist der Abstand der in Einführrichtung horizontalen nebeneinanderliegenden Stangen 16 derart gewählt, dass dieser jeweils der Breite der Substrate 12 plus zwei Mal dem Abstand 46 entspricht.
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8 zeigt schließlich noch einen Ausschnitt einer Ansicht auf die Vorrichtung 10 gemäß 1 entlang des Pfeils B. Dort ist der Verlauf des Querschnitts der zahnartigen Vorsprünge 22 vom länglichen Querschnitt 34 im Bereich des Endes 44 zum kreisrunden Querschnitt 38 im Bereich des Endes 36 deutlich zu erkennen. Die Substrate 12 können dabei folglich nur an den Schultern der Parabeln 32 beziehungsweise der Kreissegmente zur Anlage kommen.
