DE19753471C2 - Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung - Google Patents

Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wafer-Trä­ ger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung, die in einer Naßreinigungsvorrichtung für Halbleiterelemente verwendet wird.
Eine herkömmliche Wafernaßbehandlungsvorrichtung zum Reini­ gen von Wafern ist auf eine solche Art und Weise aufgebaut, daß ein Wafer in ein inneres Bad geladen wird, das innerhalb eines äußeren Behälters angeordnet ist, wobei eine Reini­ gungslösung von der Unterseite aus in das Bad fließt, über das Bad überläuft, und dann aus dem äußeren Behälter entla­ den wird oder wieder in die Behälter rückgeführt wird, um dadurch den Wafer zu reinigen. Hierbei wird der Wafer in ei­ nen Waferträger, der eine Mehrzahl von Wafern trägt, gela­ den, wobei der Waferträger in das Bad befördert wird. Ein herkömmliches Bad, das bei einer Waferreinigungsvorrichtung, wie z. B. der oben beschriebenen, verwendet wird, ist in dem U.S.-Patent 5 071 776 offenbart, während ein Waferträger, der U-förmige Seiten aufweist, in dem U.S.-Patent 5 011 041 beschrieben ist.
Bei der herkömmlichen Wafernaßreinigungsvorrichtung fließt die Reinigungslösung durch eine Flußsteuerplatte, die die Unterseite eines Reinigungsbehandlungsbehälters ist, in das Bad, reinigt den Wafer, der in den Waferträger geladen ist, und fließt dann über das Bad in eine Entladungsausnehmung. Die Reinigungslösung, die durch die Entladungsausnehmung entladen wird, wird entfernt oder rückgeführt.
Mit zunehmender Integration der Halbleiterelemente werden die Waferreinigungs-Technik und -Vorrichtung wichtiger. Der Grund dafür ist, daß sogar eine kleine Verunreinigungsmenge aufgrund der Waferreinigungsvorrichtung die Zuverlässigkeit des Elements beeinflußt. Dies verringert die Waferreini­ gungswirkung und erzeugt schlechte Chips. Überdies ist, da der Durchmesser von Wafern größer wird, ein großes Bad er­ forderlich. Folglich wurden Anstrengungen unternommen, um das Bad und andere Teile der Reinigungsvorrichtung zu opti­ mieren, um die Größe der Reinigungsvorrichtung zu reduzie­ ren.
Aus diesem Grund wurde die Form des Trägers zum Tragen und Befördern eines Wafers von der Kassettenform, die in Fig. 1 gezeigt ist, in die Bootform 21, die in Fig. 2 gezeigt ist, geändert. Dadurch sind die Fläche, die durch den Waferträger in dem Bad besetzt ist, und der Kontaktabschnitt des Wafers und des Trägers minimiert, um dadurch Verunreinigungsquellen von Partikeln, die von außen in das Bad eingeführt werden, zu beseitigen.
Die Kassette, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist auf eine solche Art und Weise aufgebaut, daß Seitenwände 11 und 12 einander in einem spezifischen Abstand gegenüberliegen, wobei ein Wafer 10 durch eine Mehrzahl von Vorsprüngen 13, 14, 15 und 16, die in einem spezifischen Abstand auf den Seitenwänden gebildet sind, gehalten ist. Bei dem Boot, das in Fig. 2 ge­ zeigt ist, halten Spannfutter 24 und 25 die Seitenkanten der Wafer und befördern denselben in das Bad. Die Spannfutter 24 und 25 können auch das Boot 21 halten, oder nur den Wafer.
Bei dem vorher genannten herkömmlichen Verfahren können die Kassette oder das Boot zum Tragen des Wafers, oder das Spannfutter zum Halten desselben in dem Bad, die externen Verunreinigungsquellen sein. Beispielsweise kann der Wafer verunreinigt werden, indem derselbe in Kontakt mit dem Boot kommt. Da bei dem Bad des oben beschriebenen Überlaufsystems die Verunreinigungsquelle unterhalb des Wafers angeordnet ist, werden Verunreinigungsmaterialien von der Quelle zu der gesamten Oberfläche des Wafers entlang der Flußlinie der Reinigungslösung bewegt, wenn dieselbe in das Bad fließt. Diese Verunreinigungen auf dem Wafer aufgrund des Trägers, der unter dem Wafer angeordnet ist, oder dem Spannfutter, das die Seite und die Unterseite des Wafers hält, haben ein schlechtes Halbleiterelement zur Folge.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung zu schaf­ fen, bei der die oben genannten Verunreinigungsprobleme be­ schränkt oder beseitigt sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Wafer-Trä­ ger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung, die im wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Begrenzungen und Nachteile des Stands der Technik beseitigt.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung, die einen Wafer an der Oberseite seiner Umrandung hält, während die Unterstützung der Unterseite minimiert ist, um Verunreinigungsquellen zu reduzieren und deren Position in eine Richtung zu ändern, um Verunreinigungen zu verringern, um dadurch den Wafer vor Verunreinigungen zu schützen.
Im Unterschied zu der herkömmlichen Reinigungsvorrichtung, bei der die Fläche der gehaltenen Waferunterseite größer ist und bei der eine große Anzahl von Abschnitten der Waferun­ terseite gehalten ist, hält die vorliegende Erfindung den Wafer an der Oberseite seiner Seitenabschnitte, während sei­ ne Unterseite an einem Punkt gehalten wird, wobei dieselbe ein Spannfuttersystem an der Oberseite des Wafers bildet, um den Wafer fest zu halten.
Eine Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt zumindest einen Träger, der eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, in die der Rand eines Wafers eingebracht ist, zum Halten des Wafers, der an dem unteren Abschnitt des Wafers in die Ausnehmungen einge­ fügt ist, einen ersten Verbindungsstab zum Verbinden des Trägers mit einem Betätigungsglied, zumindest zwei Haltestä­ be mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen, in die der Rand ei­ nes Wafers eingebracht ist, zum Halten des Wafers an der Oberseite seiner beiden Seiten, und einen zweiten Verbin­ dungsstab zum Verbinden der Haltestäbe mit dem Betätigungs­ glied. Eine Verbindungsplatte ist zwischen dem ersten Ver­ bindungsstab und dem Träger oder zwischen dem zweiten Ver­ bindungsstab und dem Träger angeordnet, um dadurch die Sta­ bilität der Vorrichtung zu erhöhen. Vorzugsweise ist ein Gelenk zwischen dem ersten Verbindungsstab, dem zweiten Ver­ bindungsstab und dem Betätigungsglied hinzugefügt, um die Verbindungsstäbe zu biegen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen herkömmlichen Waferträger;
Fig. 2 ein herkömmliches Waferboot;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erklärung einer Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Waferträgers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines Waferhaltestabs gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5B eine Querschnittansicht eines Waferhaltestabs ge­ mäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erklärung des Betriebs zum Halten eines Wafers unter Verwendung der Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung;
Fig. 7 und 8 den Zustand, in dem der Wafer durch die Wa­ fer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung gehalten wird; und
Fig. 9 den Zustand, in dem der Wafer unter Verwen­ dung der Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bad angebracht ist.
Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erklärung der elementaren Struk­ tur einer Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 3 weist die Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung der vorlie­ genden Erfindung einen Träger 30 zum Tragen eines Wafers, der befördert werden soll, an seiner Unterseite und zumin­ dest zwei Haltestäbe 40 zum Tragen und Halten des Wafers an der Oberseite seiner Seitenabschnitte auf. Fig. 3 zeigt ein Beispiel von vier Haltestäben.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Waferträgers der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Träger derart aufgebaut, daß eine Mehrzahl von Ausnehmungen 32 zum Halten des Wafers auf dem Trägerkörper 31 gebildet sind, wobei ein erster Verbindungsstab 33 mit einer Seite des Körpers verbunden ist. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann der erste Verbindungsstab derart geformt sein, daß zwei Ver­ bindungsstäbe 61 und 62 in der Form eines Dreibeins an einer Seite des Körpers angebracht sind. Überdies ist es bevorzug­ ter, daß biegbare Gelenke 82 und 83 in der Mitte der Verbin­ dungsstäbe 61 und 62 gebildet sind, und somit die Verbin­ dungsstäbe in einem geeigneten Winkel gebogen werden. Der Träger 30 wird durch den ersten Verbindungsstab 33 zu einem vorbestimmten Ort bewegt.
Die Fig. 5A und 5B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittansicht eines Waferhaltestabs 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, ist der Waferhaltestab 40 derart aufgebaut, daß eine Mehrzahl von Ausnehmungen 42 zum Halten des Wafers mit dem gleichen Abstand wie die Ausnehmungen 32 des Trägerkörpers 31 in einem Körper 41 gebildet sind, wobei ein zweiter Ver­ bindungsstab 43 an einer Seite des Körpers 41 angebracht ist. Der Haltestab 40 wird durch den zweiten Verbindungsstab 43 bewegt. Der Körper 41 des Haltestabs kann zuerst mit ei­ ner Verbindungsplatte 65 (die in Fig. 6 gezeigt ist) verbun­ den sein und dann mit den zweiten Verbindungsstäben 67 und 68 verbunden sein. Es ist bevorzugt, daß die zweiten Verbin­ dungsstäbe und die Verbindungsplatte 65 unter Verwendung von Gelenken 85 und 86 verbunden sind, um in einem spezifischen Winkel gebogen zu werden.
Der erste und der zweite Verbindungsstab werden durch die Verbindung zu einem Roboterarm (nicht gezeigt) oder einem Betätigungsglied einer automatischen Steuerung (nicht ge­ zeigt) exakt gesteuert. Dieselben können manuell gesteuert werden. Die oben beschriebenen Komponententeile der Vorrich­ tung sind aus einem Material gebildet, vorzugsweise Quarz, das eine höhere Festigkeit aufweist und keine Partikel er­ zeugt. Überdies kann eine Verbindungsplatte zwischen dem ersten Verbindungsstab und dem Träger hinzugefügt sein, um dieselben miteinander zu verbinden. Eine mittlere Verbin­ dungsplatte kann zwischen dem ersten Verbindungsstab, dem zweiten Verbindungsstab und dem Betätigungsglied vorgesehen sein, um dieselben zu befestigen.
Fig. 6 ist ein Diagramm zur Erklärung des Betriebs zum Hal­ ten eines Wafers unter Verwendung der Wafer-Träger- und -Be­ förderungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird eine Verbindungsplatte 65, mit der vier Haltestäbe 66 verbunden sind, automatisch oder ma­ nuell gesteuert, um die Verbindungsstäbe abwärts zu drehen, und Wafer 1 werden in die Ausnehmungen, die auf den vier Haltestäben 66 gebildet sind, eingebracht, um in einer Reihe angeordnet zu sein. Indem die zwei Verbindungsstäbe 61 und 62, mit denen der Träger 63 verbunden ist, bewegt werden, werden die Ausnehmungen, die in dem Trägerkörper gebildet sind, entsprechend zu jeder Oberseite der Wafer 1 gebracht. Danach halten die Haltestäbe und der Träger die Wafer wie in Fig. 7 gezeigt ist. Fig. 8 zeigt den Zustand, in dem die Wa­ fer-Halte- und -Beförderungs-Vorrichtung, die in Fig. 7 ge­ zeigt ist, umgedreht ist.
Fig. 9 zeigt den Zustand, in dem die Wafer, die durch die vorher beschriebene Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs- Vorrichtung gehalten sind, in einen inneren Behälter 91 ei­ nes Überlauf-Typ-Bads geladen sind. Bei dieser Waferreini­ gungsvorrichtung, in die die Wafer geladen werden, wird eine Reinigungslösung von der Unterseite des inneren Behälters zugeführt, reinigt die Wafer und läuft dann über den Behäl­ ter über. Die überlaufende Reinigungslösung wird in einem äußeren Behälter 92 gesammelt und wird dann entladen oder rückgeführt.
Wenn die Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für das Waferreinigungsverfahren verwendet wird, ist, wie oben beschrieben wurde, die Erzeu­ gung von Partikeln verringert, wohingegen der Reinigungsef­ fekt erhöht ist, wenn der Wafer in dem Bad gereinigt wird, da die Größe des Trägers geringer ist.

Claims (5)

1. Wafer-Träger- und/oder -Beförderungs-Vorrichtung mit folgenden Merkmalen:
zumindest einem Träger (30; 63) mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen (32), in die der Rand eines Wafers (1) einbringbar ist, zum Tragen des Wafers (1), der in die Ausnehmungen (32) eingebracht ist, an dem unteren Ab­ schnitt des Wafers (1);
mindestens einem ersten Verbindungsstab (33; 61, 62) zum Verbinden des Trägers (30; 63) mit einem Betätigungsglied;
zumindest zwei Haltestäbe (40; 66) mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen (42), in die der Rand eines Wafers (1) einbringbar ist, zum Halten des Wafers (1) an der Ober­ seite seiner beiden Seiten; und
mindestens einem zweiten Verbindungsstab (43; 67, 68) zum Verbin­ den der Haltestäbe (40; 66) mit dem Betätigungsglied.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der eine Verbindungs­ platte zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungsstab (33; 61, 62) und dem Träger (30; 63) zum Verbinden derselben mitein­ ander vorgesehen ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der eine Ver­ bindungsplatte (65) zwischen dem mindestens einen zweiten Verbindungs­ stab (43; 67, 68) und den Haltestäben (40; 66) zum Ver­ binden derselben miteinander vorgesehen ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Verbindungsplatte zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungs­ stab (33; 61, 62), dem mindestens einen zweiten Verbindungsstab (43; 67, 68) und dem Betätigungsglied zum Verbinden derselben miteinander vorgesehen ist.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Gelenk (82, 83; 85, 86) zwischen dem mindestens einen ersten Verbin­ dungsstab (33; 61, 62) und dem Betätigungsglied und/oder dem mindestens einen zweiten Verbindungsstab (43; 67, 68) und dem Betätigungsglied vorgesehen ist, um die Verbin­ dungsstäbe zu biegen.
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