DE102017204910B4

DE102017204910B4 - Trägerkassette und Trägerkassettenstapel

Info

Publication number: DE102017204910B4
Application number: DE102017204910.3A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Papp; Benjamin Mandlmeier; Jens Eckstein
Original assignee: Singulus Technologies AG
Current assignee: Singulus Technologies AG
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: DE102017204910A1

Abstract

Eine Trägerkassette für Wafer besitzt zwei sich gegenüberliegende äußere Seitenwände, die jeweils eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen, und zwischen den äußeren Seitenwänden angeordnete Aufnahmestangen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Wafern. Eine unteren Eingriffnahmestruktur an der Unterseite von zumindest einer der äußeren Seitenwände nimmt Eingriff mit einer zu der unteren Eingriffnahmestruktur passenden oberen Eingriffnahmestruktur an der Oberseite von zumindest einer der äußeren Seitenwände, wenn die Trägerkassette mit einer weiteren entsprechenden Trägerkassette übereinander gestapelt ist, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander entgegenzuwirken. Die Eingriffnahmestrukturen weisen eine Ausnehmung und einen Vorsprung auf.

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Trägerkassette für Wafer und auf einen Trägerkassettenstapel, der eine Mehrzahl solcher Trägerkassetten aufweist.
Unter einem Wafer ist hierin ein plattenförmiges Substrat zu verstehen, beispielsweise aus einem Halbleitermaterial, einem Keramikmaterial oder Glas. Wafer können dabei eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise quadratisch, rechteckig oder rund.
Derartige Wafer durchlaufen bei der Herstellung, beispielsweise bei der Herstellung von Solarzellen, einige Prozessschritte, wobei hier die Wafer einzeln oder als Los, das mehrere Wafer umfasst, bearbeitet werden können. Um ein Los von Wafern gleichzeitig zu bearbeiten, sind Trägerkassetten, beispielsweise aus Kunststoff, bekannt, die eine Mehrzahl von vertikal angeordneten Wafern nebeneinander halten, so dass beispielsweise mehrere nasschemische Prozesse sequenziell in nacheinander angeordneten Bädern durchgeführt werden können, indem die Kunststoffkassette mit den Wafern von einem Bad in das nächste Bad verbracht wird.
Zur Werkstoffkostenreduktion werden Wafer immer dünner gesägt und aus Platz- und Medienverbrauchsgründen möglichst dicht nebeneinander angeordnet. Um dabei eine ausreichende Prozessqualität beibehalten zu können, sind dabei die Trägerkassetten ausgelegt, um eine Trennung der Wafer zu gewährleisten, um zu verhindern, dass diese beim Herausfahren aus der Prozessumgebung durch Adhäsionskräfte zusammenkleben, und um zu verhindern, dass Wafer, die mit anderen Wafern in Berührung kommen, Oberflächen-Inhomogenitäten verursachen.
Beispielsweise ist in der DE 10 2007 016 388 B4 eine Kunststoffkassette beschrieben, bei der mittels einer Riegelstange mit Trennverzahnung dünne, biegbare Substrate effektiv gehalten und voneinander separiert werden. Das Einlegen der Riegelstange bzw. das Verklemmen der Riegelstange gegenüber einem Kassettengrundkörper basiert darauf, dass die Riegelstange die Form eines eiförmigen Ovals hat. Eine ähnliche Trägerkassette ist ferner aus der WO 2012/ 174 432 A2 und der WO 2012/ 178 180 A2 bekannt. Dabei sind die Substrate vertikal ausgerichtet, wenn die Trägerkassette in ein Behandlungsbad eingetaucht wird.
Aus der DE 10 2012 010 940 A1 sind Trägerelemente für eine Auflage von Substraten bekannt, um die Substrate in einer Vorrichtung zur Substratnassbehandlung auf Distanz zu halten.
Aus der DE 10 2005 030 851 A1 sind Wafer-Trägereinheiten bekannt, die jeweils zur Aufnahme eines waagrecht angeordneten Wafers ausgelegt sind, wobei entsprechende Einheiten übereinander gestapelt werden können. Aus der WO 02/ 023 593 A1 ist eine Kassette für flache Werkstücke, beispielsweise Wafer bekannt, in der mehrere Wafer übereinander angeordnet werden können. Die WO 99/ 61 320 A1 offenbart eine stapelbare Kassette zur Verwendung mit Waferkassetten, wobei die Wafer in den Kassetten horizontal ausgerichtet sind.
Aus der WO 2012/ 128 459 A2 ist eine Kassette für Solarwafer bekannt, die eine Mehrzahl von mit Zähnen versehenen Trägerstangen aufweist, die sich zwischen zwei Seitenwänden erstrecken.
Aus der DE 10 2010 012 976 A1 ist eine Transportkassette für scheibenförmige Substrate bekannt, bei der zwischen zwei Seitenwände mehrere Stege angeordnet sind, um mehrere Substrate übereinander und mit einem Abstand zueinander zu stapeln. Die Transportkassetten sind in einer Stapelrichtung ungefähr senkrecht zur Substratstapelrichtung ausgelegt und weisen an ihrer Rückwand-Außenseite eine oder mehrere Stoppelnoppen und an der Vorderseite entsprechende, passende Ausnehmungen auf, so dass verhindert werden kann, dass beim Stapeln eine obere Transportkassette von einer darunter liegenden Transportkassette herunterrutscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trägerkassette für Wafer zu schaffen, die eine verbesserte Behandlung von Wafern mit reduziertem Zeitbedarf und/oder reduziertem Platzbedarf ermöglicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Trägerkassette für Wafer, mit folgenden Merkmalen:

zwei sich gegenüberliegenden äußeren Seitenwänden, die jeweils eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen,
zwischen den äußeren Seitenwänden angeordneten Aufnahmestangen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Wafern,
einer unteren Eingriffnahmestruktur an der Unterseite von zumindest einer der äußeren Seitenwände und einer zu der unteren Eingriffnahmestruktur passenden oberen Eingriffnahmestruktur an der Oberseite von zumindest einer der äußeren Seitenwände,
wobei, wenn die Trägerkassette mit einer weiteren entsprechenden Trägerkassette übereinander gestapelt ist, die untere Eingriffnahmestruktur der oberen Trägerkassette mit der oberen Eingriffnahmestruktur der unteren Trägerkassette Eingriff nimmt, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander entgegenzuwirken,
wobei die untere Eingriffnahmestruktur zumindest eine Ausnehmung und die obere Eingriffnahmestruktur zumindest einen Vorsprung aufweist, oder wobei die untere Eingriffnahmestruktur zumindest einen Vorsprung und die obere Eingriffnahmestruktur zumindest eine Ausnehmung aufweist,
wobei bei der in der Oberseite der Seitenwände eine Riegelstangennut gebildet ist, in die eine Riegelstange einbringbar ist, um die Wafer in der Trägerkassette zu halten, und
wobei in der Unterseite der äußeren Seitenwände an einer der Riegelstangennut entsprechenden Position eine Gegennut gebildet ist, die der Riegelstangennut gegenüberliegt, wenn die Trägerkassetten übereinander gestapelt sind, wobei die untere Eingriffnahmestruktur auf beiden Seiten der Gegennut gebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung basieren auf der Erkenntnis, dass durch das Vorsehen entsprechender Eingriffnahmestrukturen an der Oberseite und Unterseite von Seitenwänden einer Trägerkassette für Wafer ein seitliches Verrutschen der Trägerkassette verhindert werden kann, wenn die Eingriffnahmestrukturen miteinander Eingriff nehmen, wenn mehrere entsprechende Trägerkassetten gestapelt sind. Dabei ist, wenn die Eingriffnahmestrukturen in Eingriff sind, zumindest ein Vorsprung einer Trägerkassette in einer Ausnehmung einer anderen Trägerkassette angeordnet, so dass ein seitliches bzw. laterales Verrutschen oder Verschieben der Trägerkassetten zueinander bei Kräften, wie sie während der Behandlung der Wafer auftreten, verhindert werden kann.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1A schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels von Trägerkassetten;
1B eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer äußeren Seitenwand;
1C eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts einer Aufnahmestange;
2A schematisch zwei gestapelte äußere Seitenwände;
2B eine schematische Seitenansicht zweier gestapelter äußerer Seitenwände;
2C eine schematische Darstellung des Bereichs zweier äußerer gestapelter Seitenwände;
3A und 3B schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels mit Aufnahmemitteln;
4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Trägerkassette;
5 schematische Darstellungen von Seitenansichten von Ausführungsbeispielen äußerer Seitenwände; und
6 eine schematische Darstellung eines Prozessbeckens mit einem darin angeordneten Trägerkassettenstapel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen Trägerkassetten für Wafer, insbesondere für Halbleiterwafer, aus denen Solarzellen hergestellt werden. Aktuelle Wafer, insbesondere bei der Photovoltaik, tendieren dazu, immer dünner zu werden, wie dies beispielsweise in der DE 10 2012 010 940 A1 beschrieben ist. Es wurde erkannt, dass hiermit insbesondere das Risiko steigt, die fragilen Substrate bzw. Wafer beim Transport und Lagern befüllter Trägerkassetten zu beschädigen. Es wurde insbesondere erkannt, dass ein erhöhtes Risiko bei der Stapelung der Kassetten besteht, die gegeneinander verrutschen können und somit an benachbarte, befüllte oder unbefüllte Trägerkassetten unsachgemäß anstoßen und somit das Prozessgut oder die Trägerkassette beschädigen können. Bei bisherigen Trägerkassetten, wie sie insbesondere in der DE 10 2007 016 388 A1 , der WO 2012/ 174 432 A2 und der WO 2012/ 178 180 A2 beschrieben sind, sind die Oberseite und die Unterseite äußerer Seitenwände entweder flach oder abgeschrägt, um ein Ablaufen von Prozessflüssigkeit zu ermöglichen. Werden diese Trägerkassetten aufeinandergestapelt, besteht das oben beschriebene Risiko, dass die Trägerkassetten gegeneinander verrutschen.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein solches Verrutschen verhindert, indem entsprechende Eingriffnahmestrukturen auf Unterseite und Oberseite von zumindest einer äußeren Seitenwand einer entsprechenden Trägerkassette vorgesehen sind. Die Eingriffnahmestrukturen können nach dem Nut- und Federprinzip zusammenwirken, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander entgegenzuwirken, bzw. um dasselbe zu verhindern. Unter einem seitlichen Verrutschen kann dabei ein Verrutschen in einer oder mehreren Richtungen, die senkrecht zu der Stapelrichtung der Trägerkassetten ist bzw. sind, verstanden werden. Bei Ausführungsbeispielen kann/können diese Richtung(en) quer und/oder längs zur Längserstreckung der äußeren Seitenwände sein.
1A zeigt eine untere Trägerkassette 10a und eine obere Trägerkassette 10b. Die Trägerkassetten weisen jeweils zwei sich gegenüberliegende äußere Seitenwände 12 auf, die, wie in 1B gezeigt ist, jeweils eine Oberseite 14 und eine Unterseite 16 aufweisen. Die Seitenwände erstrecken sich parallel zueinander und weisen eine Länge in einer Längsrichtung L, eine Breite in einer zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung Q und eine Höhe in einer zur Längsrichtung L und Querrrichtung Q senkrechten Höhenrichtung H auf.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass jede der in 1A gezeigten äußeren Seitenwände 12 einen Aufbau aufweisen kann, wie er in 1B gezeigt ist oder allgemein wie er hierein beschrieben ist. Zwischen den äußeren Seitenwänden sind Aufnahmestangen 18 angeordnet, die sich zwischen den äußeren Seitenwänden erstrecken. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann eine andere Anzähl von Aufnahmestangen vorgesehen sein. Eine der Aufnahmestangen kann durch eine Riegelstange gebildet sein, die nach dem Anordnen von Wafern in der Trägerkassette mit den äußeren Seitenwänden verriegelt werden kann, um die Wafer in der Trägerkassette zu halten.
Wie in 1B gezeigt ist, ist eine Eingriffnahmestruktur 20 an der Unterseite der äußeren Seitenwand 12 gebildet, und eine Eingriffnahmestruktur 22 ist an der Oberseite der äußeren Seitenwand 12 gebildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in 1B an sich verdeckte Merkmale der Unterseite der Seitenwand 12 in gestrichelten Linien dargestellt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Eingriffnahmestruktur 20 eine Ausnehmung in der Unterseite 16 der äußeren Seitenwand 12, und die Eingriffnahmestruktur 22 ist ein von der Oberseite 14 der äußeren Seitenwand 12 vorstehender Vorsprung 22.
Unter einer Ausnehmung kann dabei hierin ein Bereich verstanden werden, der auf zumindest einer Seite, vorzugsweise jedoch zwei, drei oder vier Seiten von seitlichen Wandabschnitten der jeweiligen Seitenwand begrenzt ist.
Wenn nun die in 1A gezeigten Trägerkassetten 10a und 10b gestapelt werden, so nehmen die Vorsprünge 22 an der Oberseite 14 der äußeren Seitenwände 12 der unteren Trägerkassette 10a mit den Ausnehmungen 20 in der Unterseite 16 der äußeren Seitenwände 12 der oberen Trägerkassette 10b Eingriff. Anders ausgedrückt sind die Vorsprünge 22 der unteren Trägerkassette im gestapelten Zustand in den Ausnehmungen 20 der oberen Trägerkassette angeordnet. Dadurch kann einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander entgegengewirkt werden bzw. kann ein seitliches Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander verhindert werden.
Bei Ausführungsbeispielen können entsprechende untere Eingriffnahmestrukturen und obere Eingriffnahmestrukturen an den Unterseiten und Oberseiten beider äußeren Seitenwände vorgesehen sein. Dadurch kann ein seitliches Verrutschen verhindert werden, unabhängig davon, wo eine Kraft, durch die das seitliche Verrutschen bedingt werden würde, angreift. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können entsprechende Eingriffnahmestrukturen nur an einer äußeren Seitenwand vorgesehen sein.
Bei Ausführungsbeispielen können die untere Eingriffnahmestruktur und die obere Eingriffnahmestruktur bezüglich einer senkrecht zu den äußeren Seitenwänden verlaufenden Mittelachse asymmetrisch sein, so dass die untere Eingriffnahmestruktur der oberen Trägerkassette mit der oberen Eingriffnahmestruktur der unteren Trägerkassette nur ein Eingriff bringbar ist, wenn die Trägerkassetten eine bestimmte Orientierung zueinander aufweisen. Eine entsprechende Mittelachse ist in 1A als strichpunktierte Linie 30 dargestellt. Wie in 1B zu erkennen ist, sind die Ausnehmung 20 und der Vorsprung 22 bezüglich dieser Mittelachse 30 asymmetrisch. Somit können die Kisten nur in einer einzigen Ausrichtung relativ zueinander gestapelt werden. Sind die Kisten beispielsweise um 180° zueinander verdreht, so könnten die jeweiligen Vorsprünge nicht in die entsprechenden Ausnehmungen eingreifen, so dass eine Stapelung nicht möglich wäre.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die untere Eingriffnahmestruktur zumindest eine Ausnehmung auf und die obere Eingriffnahmestruktur weist zumindest einen Vorsprung auf. Somit kann verhindert werden, dass bei der Entnahme der Trägerkassette aus einem Prozessbecken und bei einem Trennen gestapelter Trägerkassetten voneinander Medium in der Ausnehmung verbleibt. Ferner kann ein Abtropfverhalten verbesserte werden.
Bei Ausführungsbeispielen können die untere und/oder obere Eingriffnahmestruktur mehrere Ausnehmungen bzw. Vorsprünge in Längsrichtung L der äußeren Seitenwände aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen kann die Eingriffnahmestruktur, die den zumindest einen Vorsprung aufweist, mehrere Vorsprünge in Längsrichtung der äußeren Seitenwände aufweisen, und die Eingriffnahmestruktur, die die Ausnehmung aufweist, kann eine Ausnehmung aufweisen, in die die mehreren Vorsprünge eingreifen, wenn mehrere entsprechende Trägerkassetten gestapelt sind. Bei Ausführungsbeispielen können die untere und/oder obere Eingriffnahmestruktur mehrere Ausnehmungen bzw. Vorsprünge in Querrichtung Q der äußeren Seitenwände aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen verjüngt sich der Vorsprung bzw. verjüngen sich die Vorsprünge zu einem von der Seitenwand beabstandeten Ende hin (also in Höhenrichtung), so dass ein Ablaufen von Prozessmedium bei Entnahme der Trägerkassette aus einem Prozessbecken und/bei einem Trennen von gestapelten Trägerkassetten voneinander unterstützt wird. Bei Ausführungsbeispielen verjüngt sich die Ausnehmung bzw. verjüngen sich die Ausnehmungen zu einem Boden der Ausnehmung hin, um mit den entsprechenden Vorsprüngen zusammenzupassen.
Bei Ausführungsbeispielen kontaktieren sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Oberflächenabschnitte der unteren Eingriffnahmestruktur und sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Oberflächenabschnitte der oberen Eingriffnahmestruktur zweier gestapelter Trägerkassetten, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander in allen Richtungen entgegenzuwirken, wenn die untere und die obere Eingriffnahmestruktur Eingriff nehmen. Bei Ausführungsbeispielen kann beispielsweise der Vorsprung vier Wandabschnitte aufweisen, die in vier zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind, wobei diese vier Wandabschnitte entsprechende Wandabschnitte der Ausnehmung berühren können, wenn die Trägerkassetten gestapelt sind. Bei Ausführungsbeispielen kann somit einem Verrutschen der Trägerkassetten in positiver und negativer Längsrichtung L (vorwärts und rückwärts) und positiver und negativer Querrichtung Q (links und rechts) entgegengewirkt werden. Bei Ausführungsbeispielen können entsprechende Wandabschnitte schräg angeordnet sein, so dass ich die Vorsprünge bzw. Ausnehmungen in Höhenrichtung verjüngen. Bei Ausführungsbeispielen können entsprechende Wandabschnitte gekrümmt sein.
Bei Ausführungsbeispielen weisen die Aufnahmestangen eine Zahnstange, einen Kamm oder eine wellenförmige Stange auf, um die Wafer voneinander zu separieren, wenn sie in der Trägerkassette vertikal angeordnet sind. Beispielsweise können die in 1A gezeigten Aufnahmestangen 18 als Zahnstangen ausgebildet sein, wie durch den vergrößerten Abschnitt x in 1C gezeigt ist. Die Zahnstange weist Zähne 32 und zwischen den Zähnen 32 angeordnete Bereiche 34 auf. Jede der Aufnahmestangen 18 kann einen entsprechenden Aufbau aufweisen. Zwischen den Aufnahmestangen 18 wird somit ein Raum aufgespannt, der, wenn er nur eine zu der Seitenwand parallele Ebene betrachtet, durch die Schnittpunkte der Ebene und den Aufnahmestangen 18 vier Berührpunkte definiert, die eine Fläche begrenzen, so dass über die vier Berührpunkte ein Wafer parallel zu den äußeren Seitenwänden (und somit vertikal) gehalten werden kann. Dabei ist der Wafer in den entsprechenden Bereichen 34 der jeweiligen Aufnahmestangen angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine Vielzahl von Wafern vertikal in der Trägerkassette zu halten, wobei die einzelnen Wafer durch die Zähne 32 der Aufnahmestangen voneinander getrennt sind.
Wie nachfolgend erörtert wird, kann bei Ausführungsbeispielen der Erfindung in der Oberseite der Seitenwände jeweils eine Riegelstangennut gebildet sein, in die eine Riegelstange einbringbar ist, um die Wafer in der Trägerkassette zu halten. Dabei kann die Riegelstange ebenfalls als eine Zahnstange, ein Kamm oder eine wellenförmige Stange ausgebildet sein. Die Riegelstange kann in eine verriegelte Position drehbar sein, in der die Wafer in entsprechenden Bereichen zwischen Zähnen der Riegelstange angeordnet sind und die Wafer gegen die anderen Aufnahmestangen gehalten werden.
Bei Ausführungsbeispielen von miteinander stapelbaren Trägerkassetten können abgeschrägte Flächen an oberen Kanten der äußeren Seitenwände große Fasen ausbilden, wobei sich diese Kontur als negative Ausführung an den gegenüberliegenden Kanten der äußeren Seitenwände einer unteren Kassette wiederfinden kann. Somit kann sich eine ideale Passgenauigkeit untereinander in allen Ebenen ergeben.
Die 2A bis 2C zeigen ein Ausführungsbeispiel gestapelter äußerer Seitenwände 42. An der Oberseite der äußeren Seitenwände ist jeweils eine obere Eingriffnahmestruktur 44 in Form eines Vorsprungs vorgesehen. In der Unterseite der äußeren Seitenwände 42 ist jeweils eine untere Eingriffnahmestruktur in Form einer Ausnehmung 46 vorgesehen. Wie insbesondere in 2C zu erkennen ist, sind die Konturen des Vorsprungs 44 und der Ausnehmung 46 derart aneinander angepasst, dass der Vorsprung 44 in die Ausnehmung 46 passt. Wie am besten in 2A zu sehen ist, sind in der Oberseite der Seitenwände 42 Nuten 50 gebildet, in denen jeweils ein Haken 52 angeordnet ist. Die Haken 52 stellen Aufnahmemittel dar, die ein maschinelles Greifen der Trägerkassette ermöglichen. Der Vorsprung 44 kann auf beiden Seiten der linken Nut 50 in 2A vorgesehen sein. Die Ausnehmung 46 kann in der Unterseite der äußeren Seitenwand 42 vorgesehen sein, um sich über die Abschnitte des Vorsprungs 44 auf beiden Seiten der Nut 50 und über die Nut 50 zu erstrecken. Somit können die beiden sich durch die Nut 50 ergebenden Vorsprünge 44 in die gleiche Ausnehmung 46 eingreifen. Wie in 2C zu erkennen ist, muss der Vorsprung 44 die Ausnehmung 46 nicht vollständig ausfüllen, sondern es können ein oder mehrere Zwischenräume bestehen bleiben, solange jeweilige Oberflächen des Vorsprungs und der Ausnehmung einander kontaktieren, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten relativ zueinander entgegenzuwirken.
Die 3A und 3B zeigen schematisch Ausschnitte von äußeren Seitenwänden 62 eines Ausführungsbeispiels einer Trägerkassette. Wie in 3A zu sehen ist, ist in der Oberseite der äußeren Seitenwand 62 wiederum eine Nut 50 gebildet, in der ein Haken 52 angeordnet ist. Ferner ist in der Oberseite der äußeren Seitenwand 62 eine Riegelstangennut 64 gebildet, in die eine Riegelstange einbringbar ist. Eine Trägerkassette 70 mit entsprechenden äußeren Seitenwänden 62 ist in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt ist, sind an der Oberseite der äußeren Seitenwände 62 sich nach oben verjüngende Vorsprünge 74a, 74b und 74c vorgesehen. Diese stellen obere Eingriffnahmestrukturen dar, die somit jeweils auf beiden Seiten einer der Nuten 50 sowie der Riegelstangennut 64 vorgesehen sind.
Bei Ausführungsbeispielen ist in der Unterseite der äußeren Seitenwände an einer der Riegelstangennut entsprechenden Position eine Gegennut gebildet, die der Riegelstangennut gegenüberliegt, wenn die Trägerkassetten übereinander gestapelt sind, wobei die untere Eingriffnahmestruktur auf beiden Seiten der Gegennut gebildet ist.
Ein solches Beispiel ist das in den 3A bis 4 gezeigte Ausführungsbeispiel, wo eine Gegennut 76 in der Unterseite der äußeren Seitenwände 62 gebildet ist. Wie in 3B zu sehen ist, ist die untere Eingriffnahmestruktur in der Form zweier Ausnehmungen 78a und 78b auf beiden Seiten der Gegennut 76 an der Unterseite der äußeren Seitenwand 62 vorgesehen. Die Gegennut 76 ermöglicht, dass Teile der Riegelstange 72, die möglicherweise von der Oberseite der Seitenwände vorstehen, nicht stören, wenn die Trägerkassetten übereinander gestapelt werden.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Trägerkassette sechs Aufnahmestangen 18 und eine Riegelstange 72 auf. Wie durch einen Pfeil 80 in 4 gezeigt ist, ist die Riegelstange 72 in die Riegelnut 64 eingebracht. Geeignete Mittel können vorgesehen sein, um die Riegelstange 72 in der Riegelnut 64 zu verriegeln. Beispielsweise kann zu diesem Zweck die Nut 64 zwei Nutenabschnitte aufweisen, wie in 3A zu erkennen ist, wobei die beiden Enden der Riegelstange 72 jeweils zwei Stifte aufweisen, die in die beiden Nutenabschnitte der Nut 64 eingreifen, so dass die Riegelstange durch eine Drehbewegung um einen der Stifte durch einen Formschluss in der Verriegelungsposition verriegelbar ist. Eine solche Verriegelung ist in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 224 980 A1 beschrieben. Alternativ können auch andere Riegelmechanismen vorgesehen sein, beispielsweise solche, wie sie in der DE 10 2007 016 388 A1 , der WO 2012/ 174 432 A2 oder der WO 2012/ 178 180 A2 beschrieben sind.
Wie in 4 zu erkennen ist, können alle nach oben gerichteten Abschnitte der äußeren Seitenwände jeweils mit konstruktiven Abschrägungen versehen sein, durch die das Abtropfverhalten verbessert werden kann, was zu geringeren Anhaftungen und somit einem geringeren Weitertragen von Prozessflüssigkeiten, beispielsweise gekühlt oder geheizt, führt.
Wenn zwei Trägerkassetten, wie sie in 4 gezeigt sind, übereinander gestapelt werden, so greifen die Vorsprünge 74a, 74b und 74c der unteren Trägerkassette in die Ausnehmungen 78a und 78b der oberen Trägerkassette ein. Wie beispielsweise in 3B zu erkennen ist, können die Ausnehmungen sich zum Boden der Ausnehmung hin (also in Höhenrichtung) verjüngen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Ausnehmung oder können die Ausnehmungen entsprechend schräge Ausnehmungswände 90a und 90b aufweisen, die sich in Längsrichtung der äußeren Seitenwände erstrecken. Ferner können schräge Seitenwände 90c bzw. 90d vorgesehen sein, die sich in Querrichtung der äußeren Seitenwände erstrecken. Dadurch kann ein seitliches Verrutschen der gestapelten Trägerkassetten in vier zueinander senkrechten Richtungen verhindert werden, nämlich hinsichtlich der Längsrichtung der äußeren Seitenwände nach vorne und hinten sowie nach links und rechts. Die Vorsprünge 74a, 74b und 74c weisen entsprechend abgeschrägte Kanten auf, wie am besten in 4 zu erkennen ist.
Sich (in Höhenrichtung) verjüngende Ausnehmungen und Vorsprünge, wie sie oben beschrieben sind, können vorteilhaft sein, da sie eine korrekte Ausrichtung der Trägerkassetten zueinander beim Stapeln unterstützen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können sich nicht verjüngende Vorsprünge und Ausnehmungen vorgesehen sein.
5 stellt jeweils Seitenansichten von drei übereinander angeordneten äußeren Seitenwänden dar, um verschiedene Möglichkeiten, wie die oberen und unteren Eingriffnahmestrukturen implementiert werden können, zu zeigen. Bei 100 zeigt 5 dabei eine obere Eingriffnahmestruktur in Form eines im Querschnitt dreieckigen Vorsprungs und eine untere Eingriffnahmestruktur in Form einer entsprechenden im Querschnitt dreieckigen Ausnehmung. Der Vorsprung bzw. die Ausnehmung erstreckt sich dabei über die gesamte Breite der äußeren Seitenwand. Bei 102 zeigt 5 eine alternative Ausführungsform, bei der die Vorsprünge und Ausnehmungen im Querschnitt ebenfalls dreieckig sind, sich jedoch nicht über die gesamte Breite der äußeren Seitenwand erstrecken. Bei 104 zeigt 5 untere und obere Eingriffnahmestrukturen, die im Querschnitt halbkreisförmig sind. Bei dem gezeigten Beispiel erstrecken sich die Eingriffnahmestrukturen nicht über die gesamte Breite der Seitenwand. Alternativ könnten sich die bei 104 gezeigten Eingriffnahmestrukturen über die gesamte Breite der äußeren Seitenwand erstrecken. Bei 106 zeigt 5 obere Eingriffnahmestrukturen in Form von zwei im Querschnitt dreieckigen Vorsprüngen und untere Eingriffnahmestrukturen in Form von zwei im Querschnitt dreieckigen Ausnehmungen. Bei 108 zeigt 5 obere Eingriffnahmestrukturen in Form eines im Querschnitt dreieckigen Vorsprungs und eines im Querschnitt halbkreisförmigen Vorsprungs und untere Eingriffnahmestrukturen in Form einer im Querschnitt dreieckigen Ausnehmung und in Form einer im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmung. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, dass neben den in 5 gezeigten Ausführungsbeispielen auch Vorsprünge und Ausnehmungen mit anderen Querschnittformen verwendet werden können.
Ausführungsbeispiele schaffen somit miteinander stapelbare Trägerkassetten, deren abgeschrägte Flächen an den Kanten der Seitenflächen große Fasen, vorzugsweise an der Oberseite der Seitenwände, ausbilden. Diese Kontur kann sich als negative Ausführung an den gegenüberliegenden Kanten wiederfinden, so dass mehrere entsprechende Trägerkassetten mit einer idealen Passgenauigkeit untereinander gestapelt werden können. Dies ermöglicht eine platzsparende stabile Aufbewahrung und Lagerung. Somit kann Lagerfläche optimal genutzt werden. Ausführungsbeispiele ermöglichen ein sicheres Übereinanderstellen von beladenen und leeren Trägerkassetten. Schäden an den Trägerkassetten, die durch unsachgemäßes Übereinanderstellen verursacht werden, können reduziert werden. Ferner ermöglichen Ausführungsbeispiele eine Zentrierung der Trägerkassetten beim Übereinanderstellen. Ausführungsbeispiele ermöglichen, dass eine Stapelung immer in gleicher Orientierung stattfindet, wobei eine Verdrehung um 180° nicht möglich ist.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen die Trägerkassetten zwei äußere Seitenwände auf. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können zusätzliche Seitenwände vorgesehen sein, die zwischen den beiden Seitenwänden angeordnet sind bzw. diese verbinden. Auch an der Oberseite oder Unterseite solcher zusätzlicher Seitenwände können entsprechende Eingriffnahmestrukturen vorgesehen sein. Entsprechend können Eingriffnahmestrukturen in Seitenwänden, die in zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind, vorgesehen sein.
Ausführungsbeispiele ermöglichen eine zeitsparende Bearbeitung, da mehrere Trägerkassetten in einem Becken gestapelt werden können, wobei eine Zentrierung im Becken entfallen kann. Beispielsweise können gleichzeitig Wafer in vier Trägerkassetten in einem Becken behandelt werden, wobei jeweils zwei Trägerkassetten übereinander gestapelt werden (4er Batch). Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Zentrierung im Becken von nasschemischen Anlagen. Ausführungsbeispiele ermöglichen ferner eine Optimierung der Verpackung, da zwei Trägerkassetten in einer Verpackung gestapelt werden können. Bei Ausführungsbeispielen kann durch geringere Auflageflächen der Trägerkassette im Trockner ein besseres Trocknungsverhalten bewirkt werden. Da die Vorsprünge bzw. Ausnehmungen (Einfräsungen) an den äußeren Seitenwänden (Seitenplatten) ausgeführt sind, können die Trägerkassetten auch nebeneinander besser zusammengestellt werden. Dadurch kann Platz gespart werden, beispielsweise in einem Eingabepuffer, in dem die Trägerkassetten gelangen, bevor sie in ein Prozessbecken verbracht werden.
Ausführungsbeispiele schaffen somit Trägerkassetten für Wafer (flache Substrate, Halbleiterscheiben), die ein sicheres Stapeln ermöglichen. Somit ermöglichen Ausführungsbeispiele neben einer vorteilhaften Behandlung der Wafer in der Trägerkassette, wenn diese mit Prozessgut befüllt ist, auch eine vorteilhafte Lagerung der Trägerkassetten ohne Befüllung nach der Fertigung bzw. beim Transport derselben. Darüber hinaus ermöglichen Ausführungsbeispiele eine vorteilhafte Lagerung von Prozessgut unter einer Schutzatmosphäre.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Trägerkassettenstapel mit zumindest zwei Trägerkassetten, wie sie hierin beschrieben sind, die übereinander gestapelt sind, wobei die untere Eingriffnahmestruktur der oberen Trägerkassette mit der oberen Eingriffnahmestruktur der unteren Trägerkassette Eingriff nimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zur nasschemischen Behandlung von Wafern unter Verwendung zumindest zweier Trägerkassetten wie sie hierin beschrieben sind, wobei die Trägerkassetten zur nasschemischen Behandlung der Wafer, die in den Trägerkassetten aufgenommen sind, übereinander in einem Prozessbecken gestapelt werden. Bei Ausführungsbeispielen kann zunächst eine der Trägerkassetten in das Prozessbecken eingebracht werden, woraufhin eine zweite der Trägerkassetten auf dieser Trägerkassette gestapelt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zur nasschemischen Behandlung von Wafern unter Verwendung eines Trägerkassettenstapels, wobei der Trägerkassettenstapel zur nasschemischen Behandlung der Wafer in einem Prozessbecken platziert wird. Bei Ausführungsbeispielen können die Trägerkassetten außerhalb des Prozessbeckens gestapelt und der dadurch erhaltene Stapel in das Prozessbecken eingebracht werden.
Beispiele einer nasschemischen Behandlung sind ein Ätzen oder Reinigen, wobei sich ein entsprechendes Prozessmedium (Ätzmedium oder Reinigungsmedium) in dem Prozessbecken befinden kann.
6 zeigt schematische ein Prozessbecken 120, in dem ein Trägerkassettenstapel aus unterer Trägerkassette 10a und oberer Trägerkassette 10b angeordnet ist. Ein Prozessmedium 122 ist in dem Prozessbecken 120 angeordnet. Rein schematisch ist in 6 ferner eine Handhabungsvorrichtung 124 dargestellt, über die jede der Trägerkassetten 10a, 10b einzeln oder über die der Trägerkassettenstapel, der beide Trägerkassetten aufweist, in das Prozessbecken eingebracht werden kann. Zu diesem Zweck kann die Handhabungsvorrichtung 124 beispielsweise ausgebildet sein, um Aufnahmemittel der Seitenwände zu greifen, beispielsweise die oben beschriebenen Haken 52, die in den Nuten 50 angeordnet sind. Über die Handhabungsvorrichtung 124 können somit die Trägerkassetten bzw. der Trägerkassettenstapel in das Prozessbecken eingebracht und wieder aus diesem entnommen werden, um in den Trägerkassetten angeordnete Wafer einer nasschemischen Behandlung zu unterziehen.

Claims

Trägerkassette (10a, 10b, 70) für Wafer, mit folgenden Merkmalen: zwei sich gegenüberliegenden äußeren Seitenwänden (12, 42, 62), die jeweils eine Oberseite (14) und eine Unterseite (16) aufweisen, zwischen den äußeren Seitenwänden (12, 42, 62) angeordneten Aufnahmestangen (18) zum Aufnehmen einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Wafern, einer unteren Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) an der Unterseite (16) von zumindest einer der äußeren Seitenwände (12, 42, 62) und einer zu der unteren Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) passenden oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) an der Oberseite (14) von zumindest einer der äußeren Seitenwände (12, 42, 62), wobei, wenn die Trägerkassette (10a, 10b, 70) mit einer weiteren entsprechenden Trägerkassette (10a, 10b, 70) übereinander gestapelt ist, die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) der oberen Trägerkassette (10b) mit der oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) der unteren Trägerkassette (10a) Eingriff nimmt, um einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten (10a, 10b, 70) relativ zueinander entgegenzuwirken, und wobei die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) zumindest eine Ausnehmung und die obere Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) zumindest einen Vorsprung aufweist, oder wobei die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) zumindest einen Vorsprung und die obere Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) zumindest eine Ausnehmung aufweist, wobei in der Oberseite der Seitenwände (62) eine Riegelstangennut (64) gebildet ist, in die eine Riegelstange (72) einbringbar ist, um die Wafer in der Trägerkassette (70) zu halten, und wobei in der Unterseite der äußeren Seitenwände (62) an einer der Riegelstangennut (64) entsprechenden Position eine Gegennut (76) gebildet ist, die der Riegelstangennut (64) gegenüberliegt, wenn die Trägerkassetten (70) übereinander gestapelt sind, wobei die untere Eingriffnahmestruktur (78a, 78b) auf beiden Seiten der Gegennut (76) gebildet ist.
Trägerkassette (10a, 10b, 70) nach Anspruch 1, die jeweils eine untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) an der Unterseite (16) von beiden äußeren Seitenwänden (12, 42, 62) aufweist und die jeweils eine obere Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) an der Oberseite (14) von beiden äußeren Seitenwänden aufweist (12, 42, 62).
Trägerkassette (10a, 10b, 70) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) und die oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) bezüglich einer senkrecht zu den äußeren Seitenwänden verlaufenden Mittelachse (30) asymmetrisch sind, so dass die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) der oberen Trägerkassette (10b) mit der oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) der unteren Trägerkassette (10a) nur in Eingriff bringbar ist, wenn die Trägerkassetten (10a, 10b, 70) eine bestimmte Orientierung zueinander aufweisen.
Trägerkassette (10a, 10b, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der zumindest eine Vorsprung sich zu einem von der Seitenwand beabstandeten Ende des Vorsprungs hin verjüngt und die zumindest eine Ausnehmung sich zu einem Boden der Ausnehmung hin verjüngt.
Trägerkassette (10a, 10b, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Oberflächenabschnitte der unteren Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) und sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Oberflächenabschnitte der oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) zweier gestapelter Trägerkassetten (10a, 10b, 70) kontaktieren und einem seitlichen Verrutschen der Trägerkassetten (10a, 10b, 70) relativ zueinander in allen Richtungen entgegenwirken, wenn die untere und die obere Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) Eingriff nehmen.
Trägerkassette (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der in der Oberseite der Seitenwände (42, 62) zumindest eine Nut (50) gebildet ist, in der Aufnahmemittel (52), die ein Greifen der Trägerkassette (70) ermöglichen, gebildet sind, wobei die obere Eingriffnahmestruktur (44, 74a, 74b, 74c) auf beiden Seiten der Nut (50) gebildet ist.
Trägerkassette (10a, 10b, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Aufnahmestangen (18) eine Zahnstange oder einen Kamm oder eine wellenförmige Stange umfassen, um die Wafer zu separieren.
Trägerkassette (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein Verriegelungsabschnitt der Riegelstange (72) Aufnahmemittel in Form einer Zahnstange, eines Kamms oder einer wellenförmigen Platte aufweist, um die Wafer zu separieren.
Trägerkassette (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die obere Eingriffnahmestruktur (74a, 74b, 74c) auf beiden Seiten der Riegelstangennut (64) gebildet ist.
Trägerkassettenstapel mit zumindest zwei Trägerkassetten (10a, 10b, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die übereinander gestapelt sind, wobei die untere Eingriffnahmestruktur (20, 46, 78a, 78b) der oberen Trägerkassette (10b) mit der oberen Eingriffnahmestruktur (22, 44, 74a, 74b, 74c) der unteren Trägerkassette (10a) Eingriff nimmt.
Verfahren zur nasschemischen Behandlung von Wafern unter Verwendung zumindest zweier Trägerkassetten (10a, 10b, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Trägerkassetten (10, 10a, 70) zur nasschemischen Behandlung der Wafer übereinander in einem Prozessbecken (120) gestapelt werden.
Verfahren zur nasschemischen Behandlung von Wafern unter Verwendung eines Trägerkassettenstapels nach Anspruch 10, wobei der Trägerkassettenstapel zur nasschemischen Behandlung der Wafer in einem Prozessbecken (120) platziert wird.