DE2031322A1 - Biegsamer Kunststoffbehälter zur Aufbewahrung von Platten - Google Patents

Biegsamer Kunststoffbehälter zur Aufbewahrung von Platten

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DE2031322A1 DE19702031322 DE2031322A DE2031322A1 DE 2031322 A1 DE2031322 A1 DE 2031322A1 DE 19702031322 DE19702031322 DE 19702031322 DE 2031322 A DE2031322 A DE 2031322A DE 2031322 A1 DE2031322 A1 DE 2031322A1
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Description

DIPL. ing. B. HOLZEB
8» AUGSBURG
I. 70
Augsburg, den 22. Juni 1970
International Business Machines Corporation, Arraonk, N.Y. 10504, Vereinigte Staaten von Amerika
Biegsamer Kunststoffbehälter zur Aufbewahrung von Platten
Die Erfindung betrifft Behälter zur Aufbewahrung von zerbrechlichen Platten bzw. von Platten, welche mindestens eine durch Berührung beschädigbare Fläche aufweisen, und insbesondere zur Aufbewahrung von Glas-
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masken, welche bei der Herstellung von integrierten Mikroelektronischaltkreisen verwendet werden, wobei diese Behälter zum Aufbewahren und Handhaben derartiger Glasmasken bei der Massenfertigung von integrierten Schaltkreisen geeignet sind.
Bei der Herstellung integrierter Schaltkreise werden unterschiedliche Schaltkreiselemente dadurch hergestellt, daß Donator-Verunreinigungen, wie beispielsweise Phosphor, bzw. Akzeptor-Verunreinigungen, wie beispielsweise Bor, in genau gesteuerten Mengen in winzige, genau festgelegte Flächenbereiche einer Halblei terträgerschicht wie beispielsweise Silizium bzw. Germanium selektiv hineindiffundiert werden. Die winzigen, genau festgelegten Flächen, in welche hinein die Diffusion stattfindet, werden auf der Halbleiterträgerschicht mittels in einem Schutzüberzug, beispielsweise aus Siliziumdioxyd, angeordneter Ätzöffnungen gebildet. Die öffnungen in dem Schutzüberzug werden durch Aufbringen einer Photowiderstandsschicht, Belichten und Entwickeln und durch einen anschließenden Ätzvorgang gebildet. Hochgenaue Glasmasken werden zur Belichtung der Photowiderstandsschicht in einem Feld verwendet, welches das gewünschte Muster winziger Flächen aufweist.
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Die Präzision, welche bei derartigen Glasmasken gefordert wird, kann man abschätzen, wenn man weiß, daß ein gewünschtes Muster von mehreren hundert Öffnungen in einem Gebiet gebildet wird, welches nur 1,5 mm auf 1,5 mm mißt. Ein Feld von Hundert bzw. mehr derartigen Bereichen in einem Halbleiterscheibchen, welches anschließend in gesonderte Mikrobausteine unterteilt wird, von welchen jeder ein derartiges Muster aufweist, wird gleichzeitig durch die Glasmaske hindurch in der Photowiderstandsschicht des Halbleiterscheibchens belichtet.
Die Glasmaske, welche das Feld von in der Photowiderstandsschicht zu belichtenden Mustern aufweist, wird mittels photographischer Verfahren mit besonderen, eine hohe Auflösung aufweisenden Emulsionen vorbereitet. Zur Aufrechterhaltung der Unversehrtheit des Bildes des Musters in der Maske ist es erforderlich, daß die Masken mit äußerster Vorsicht gehandhabt werden. Die Photowiderstandsschicht wird selektiv belichtet, wobei die Glasmaske zur Vermeidung von Staub bzw. anderen Verunreinigungen auf der Photowiderstandsschicht bzw. auf der Glasmaske in einem ultrareinen, verunreinigungsfreien Raum angewendet wird. Vor der Anwendung wird jede Maske durch Abblasen mit staubfreier Luft gereinigt, wobei soviel wie möglich von etwaigem Staub bzw, anderen Verunreinigungen von der Maskenoberfläche entfernt wird. Da das Muster aus einer großen Anzahl von
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äußerst kleinen Flächen besteht, wird die Maske durch Staub bzw. andere Verunreinigungen verkratzt bzw.. werden die Musterflächen anderweitig beschädigt, besonders dann, wenn die Maske das mit der Photowiderstandsschicht überzogene Halbleiterscheibchen berührt. Diese Defekte werden wiederum in der Photowiderstandsschicht reproduziert, wenn die Maske zur Belichtung derselben verwendet wird. Wenn die Maske eine ausreichende Anzahl von Fehlern aufweist, so daß der Ausstoß an fehlerfreien integrierten Schaltkreisen unter einen zulässigen Wert absinkt, wird die Maske ausgeschieden. Mit abnehmenden Abmessungen der integrierten Schaltkreise erhält das Problem der Aufrechterhaltung der Bildunversehrtheit eine immer größere Bedeutung. Es, wird deshalb ein Aufbewahrungsbehälter für die Masken benötigt, welcher den Zutritt von Staub bzw. anderen Verunreinigungen und damit deren Ablagerung auf den Masken verhindert. Da außerdem die Herstellung der Präzisionsmasken außerordentlich teuer ist, müssen die Masken soweit wie möglich gegen Beschädigung durch Anstoßen bzw. Herunterfallen geschützt werden. Für die Masken ist deshalb ein Behälter erforderlich, welcher in gewissem Maße stoßabsorbierend wirkt. Bei der Massenfertigung von Integrierten Schaltkreisen ist es erforderlich, daß di© Glasmasken einfach und schnell in den Behälter einsetabar bzw. aus diesem entfernbar sind.
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Ein bekannter Behälter zur Aufbewahrung von bei der Halbleiterherstellung verwendeten Glasmasken weist einen mit einem Scharnier versehenen Kunststoffbehälter mit einem Bett aus Schaumgummi bzw. Kunststoff auf, auf welchem die Maske innerhalb des Behälters ruht. Ein derartiger Behälter ist ausreichend stoßabsorbierend, so daß normalerweise ein Bruch der Maske verhindert wird, und er gestattet außerdem ein schnelles Einsetzen und Entnehmen der Masken. Ein schwerwiegender Nachteil dieses Behälters, insbesondere bei der Anwendung bei integrierten Schaltkreisen neuerer Art, besteht darin, daß der Schaumgummi bzw. Kunststoff innerhalb des Behälters Staub bzw. kleine Teilchen bildet, welche zu der Oberfläche der Maske gelangen. Das erschwert den Reinigungsvorgang, welcher vor der Verwendung der Maske zur Belichtung der Photowiderstandsschicht auf dem Halbleiterscheibchen durchgeführt wird, führt außerdem zur Beschädigung der Glasmaske und führt dazu, daß die Maske weniger häufig zur Belichtung der Photowiderstandssehicht verwendet werden kann, bevor sie ausgeschieden werden muß.
Bei den bekannten Behältern zur Aufbewahrung zerbrechlichen Plattenmateriales gibt es keinen, welcher die Anforderungen erfüllt, die an einen Behälter zur Aufbewahrung von ßlasmasken gestellt werden. In den US-PS 3 389 785 und 3 389 786 sind Behälter beschrieben, welche
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Glasplatten beim Versand vor Bruch schützen. Derartige . Behälter sind für das Aufbewahren von Glasmasken, welche bei der Massenfertigung integrierter Schaltkreise verwendet werden, nicht geeignet. In der US-PS 3 107 783 ist ein Aufbewahrungsbehälter für Schallplatten beschrieben, welcher ebenfalls für das Aufbewahren von bei der Massenfertigung integrierter Schaltkreise verwendeten Glasmasken nicht geeignet ist.
Die Verpackungstechnik für zerbrechliche Platten ist zwar hoch entwickelt, es besteht jedoch immer noch ein Bedarf an Behältern, welche die besonderen Anforderungen des Verpackens von Glasmasken erfüllen und welche für die Pließbandhandhabung der Masken geeignet sind.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Behälter für zerbrechliche Platten bzw. für Platten mit einer durch Berührung beschädigbaren Oberfläche derart auszulegen, daß die Platte innerhalb des Behälters gehaltert ist, so daß ein Zerbrechen bzw. Beschädigen der Platte vermieden und trotzdem ein schnelles Einsetzen bzw. Entfernen der Platte möglich ist.
Der Behälter soll außerdem verhindern, daß Staub bzw. andere Verunreinigungen zu der Platte gelangen können.
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Weiterhin soll der Behälter zur Aufbewahrung von Glasmasleen dienen und für die Anwendung der Glasmasken bei der Massenfertigung integrierter Schaltkreise geeignet sein.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen biegsamen Kunststoffbehälter zur Aufbewahrung von Platten, welche mindestens eine durch Berührung beschädigbare Fläche aufweisen, der durch einen Deckel, weiter durch ein Unterteil, ferner durch ein den Deckel mit dem Unterteil verbindendes Scharnier, weiterhin durch eine in dem Unterteil gebildete Traganordnung, auf welcher die betreffende Platte im Bereich ihres äußeren Umfan^es ruht, und schließlich durch eine, einen Teil des Deckels bildende Druekeinrichtung gekennzeichnet ist, welche die Platte gegen die Traganordnung drückt, wobei die Traganordnung und die Druckeinrichtung derart zusammenwirken, daß bei geschlossenem Behälter auf die Platte im Bereich ihres äußeren Umfanges einander direkt entgegenwirkende Kräfte ausgeübt werden.
Pur zerbrechliche Platten, wie beispielsweise Glasmasken, welche durch Staub, Schmutz bzw. andere
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Verunreinigungen auf der Maskenoberfläche beschädigbar sind, ist eine Dichtung vorgesehen, welche bei geschlossenem Behälter eine Abdichtung zwischen den Rändern des Deckels und des Unterteils bewirkt und welche vorzugsweise das Eindringen derartiger Verunreinigungen verhindert, wenn der Behälter geschlossen ist.
Der erfindungsgemäße Behälter, welcher die Traganordnung und die Druckeinrichtung aufweist, welche im wesentlichen direkt einander entgegenwirkende Kräfte im Bereich des äußeren Umfanges auf eine zerbrechliche Platte ausüben, bewirkt, daß eine Platte innerhalb des Behälters sicher gehalten wird, ohne daß auf die derart gehalterte Platte Biegekräfte ausgeübt werden. Damit wird beim Herunterfallen des Behälters ein Bruch der Platte vermieden. Da die Traganordnung und die Druckeinrichtung die Platte im Bereich ihres äußeren Umfanges berühren, wird eine Beschädigung einer durch Berührung beschädigbaren Präzisionsoberfläche, beispielsweise eines Feldes von Mustern auf einer Fläche- einer Maske vermieden. Wenn der Behälter geöffnet ist, ist die Druckeinrichtung von der Platte abgehoben und gemeinsam mit dem Deckel weggeschwenkt, wodurch ein sehr leichtes Entfernen
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bzw. Einsetzen der Platte möglich ist. Diese Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich zwar, indem der Behälter bevorzugt für das Haltern von bei der Herstellung integrierter Schaltkreise verwendeten Masken ausgelegt wird, bewirken jedoch außerdem, daß der Behälter für das Aufbewahren und Hardhaben einer Vielzahl anderer Platten ebenfalls geeignet ist.
Die obengenannten sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden als Beispiel dienenden ausführliehen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche-In den Zeichnungen dargestellt ist, die im einzelnen zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung
eine Ausführungsform eines Behälters nach der Erfindung,
Pig. 2 · einen Querschnitt durch den in
Fig., 1 dargestellten erfindungsgemäßen Behälter längs der Linie 2-2, wobei jedoch der Deckel des
- 9 ■-■■'.-■
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Behälters geschlossen ist,
Pig. 3 in perspektivischer Darstellung
den in Pig. I dargestellten Behälter nach der Erfindung mit geschlossenem Deckel und längs der Linie J5-3 in Pig. I aufgebrochen, wobei durch einen Ausschnitt in dem Behälterdeckel hindurch Einzelheiten des Behälterinnenraumes sichtbar sind, und
Fig. 4 einen Querschnitt wie in
Fig. 2, wobei sich jedoch eine andersgeartete Glasmaske in dem erfindungsgemäßen Behälter befindet.
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In den Zeichnungen, besonders in den Fig. 1, 2 und 3, sind die Merkmale einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbewahrungsbehälters dargestellt. Der Behälter ist in einem Stück aus Polyäthylen, Polypropylen bzw. aus einem anderen elastischen bzw. federnden Material geformt bzw. gegossen und weist ein Unterteil 10 und einen Deckel 12 auf, welche durch ein, mit dem Behälter ein gemeinsames Teil bildendes Scharnier \A miteinander verbunden sind. Das Scharnier 14 ist vorzugsweise aus einem "lebenden" polymeren Kunststoffmaterial gebildet, welches für eine lange Verwendungszeit des Behälters dauerhaft genug ist. Vier Träger 16 bilden mit dem Unterteil 10 des Behälters ein gemeinsames Teil. Eine Glasmaske 18 ruht auf Stufen 19 der Träger 16.
Die Glasmaske 1.8" weist ein Feld 20 des gewünschten Flächenmusters 22 auf (auf der Unterseite der Maske 18 dargestellt), welches zur selektiven Belichtung von Flächen in einer auf die Oberfläche eines Halbleiterscheibchens aufgebrachten Fotowiderstandsschicht verwendet wird. Das Feld 20 muß vor Beschädigung geschützt werden, damit die Unversehrtheit des Bildes in der Maske erhalten bleibt. Der Übersichtlichkeit halber weist das Muster nur eine geringe Anzahl von Flächen
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auf. Man muß sich jedoch darüber im Klaren sein, daß tatsächliche Muster in Masken, welche bei der Herstellung typischer integrierter Schaltkreise verwendet werden, mehrere hundert derartige Flächen 22 aufweisen.
Der Deckel 12 des Behälters weist auf seiner Innenseite einen Ringansatz 2k auf, welcher die Glasmaske 18 im Bereich ihres äußeren Umfanges 26 dann niederdrückt, wenn die Glasmaske auf den Stufen 19 der Träger 16 ruht, was am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Wenn der Deckel 12 des Behälters geschlossen ist, so wirkt der Ringansatz 2k mit dem Träger 16 derart zusammen, daß auf den Bereich des äußeren Umfanges 26 der Glasmaske 18 im wesentlichen direkt gegeneinander wirkende Kräfte ausgeübt werden. Für das Haltern der Maske in dem Behälter ist keine Berührung mit dem Teil der Maske 18 erforderlich, welcher das Feld 20 aufweist. Der Ringansatz 2k und die Träger 16 müssen im wesentlichen direkt einander entgegenwirkende Kräfte auf die Maske 18 ausüben, damit die Maske 18 beim Herunterfallen des Behälters gegen Bruch geschützt ist. Wenn diese Kräfte nicht direkt einander entgegenwirken, so kann auf die Maske 18 eine Biegekraft einwirken und damit deren Bruch bewirken. Gemäß der Darstellung in den Fig. i, 2 und 3 drückt der Ringansatz 2k
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in geringer Entfernung von den Enden der Stufen 19 auf die Maske 1-8 herab und es ergibt sich damit kein Bruch bzw. keine Beschädigungder Maske 18'., falls der Behälter herunterfallen sollte. Wenn der Ringansatz 2H in der Nähe des Mittelpunktes der Maske angeordnet wäre, würde ein derartiger Bruch auftreten.
Der Unterteil 10 und der Deckel 12 des Behälters werden durch Verschlußlaschen 28 bzw. durch vorragende Stifte 30, welche auf den Seiten des Deckels bzw. des Unterteiles angeordnet sind, geschlossen gehalten. Wenn die vorragenden Teile in die Laschen eingreifen, so ragen gemäß der Darstellung in Fig. 3 Enden 32 der Laschen 28 unterhalb des Unterteiles 10 des Behälters vor. Daraus ergibt sich eine Steckverbindung der Behälter untereinander, wenn diese aufeinandergestapelt werden, und außerdem eine weitere Hilfe zur Vermeidung eines zusätzlichen Bruches der Glasmasken 18. Scharniere 33» welche ähnlich dem Scharnier 14 sind und welche mit dem Deckel 12 ein gemeinsames Teil bilden, dienen zur Anlenkung der Laschen 28.
Eine Dichtung 34 aus Gummi bzw. aus einem anderen Material, welches eine Strömungsmitteldichte Abdichtung
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bewirkt, ist um den Rand des Unterteiles 10 des Behälters herum angeordnet und bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Deckel und dem Unterteil, wenn der Behälter geschlossen ist. Die Dichtung 3^ verhindert das Eindringen von Staub bzw. anderen Verunreinigungen in dem Behälter während des Aufbewahrens einer Glasmaske. Darüberhinaus ermöglicht die Dichtung 34, daß die Glasmaske in dem Behälter auch außerhalb eines sauberen Raumes, in welchem sie zur selektiven Belichtung der Potowiderstandsschicht verwendet wird, aufbewahrt werden kann. Staub, welcher sich außerhalb des sauberen Raumes auf dem Behälter niederschlägt, ist durch Eintauchen des Behälters in ein schnelltrocknendes Lösungsmittel entfernbar. Die Dichtung 34 stellt sicher, daß das Lösungsmittel nicht in den Behälter eindringt und die Maske berührt. Bisher verwendete Behälter für Glasmasken waren nicht strömungsmitteldicht ausgeführt. Es war deshalb bislang erforderlich, die Masken in sauberen Räumen sowohl zu benutzen als auch aufzubewahren, weil die Behälter nicht.staubdicht waren. Das Äußere der bekannten Behälter konnte außerdem nicht durch Eintauchen in ein Lösungsmittel gereinigt werden, ohne daß Lösungsmittel in das Behälterinnere gelangt ist.
Die Glasmaske 18 wird vorzugsweise derart in dem
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Behälter aufbewahrt, daß die das Feld 20 in dem gewünschten Flächenmuster 22 aufweisende Seite nach abwärts gerichtet ist. Falls Staub bzw. andere Verunreinigungen in den Behälter eindringen, können sie sich nicht auf dem Feld 20 niederlassen. Durch diese Art der Anbringung der Glasmaske in dem Behälter wird außerdem sichergestellt, daß kein Teil des Behälters das Feld 20 berührt. Die Maske kann ebenfalls derart in dem Behälter angeordnet werden, daß die das Feld 20 aufweisende Seite nach oben weist, solange dafür Sorge getragen wird, daß der Mittelteil 36 des Deckels 12 das Feld 20 nicht berührt.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Behälter, wobei sich eine andersartige Glasmaske 37 darin befindet. Die Maske 37 besteht aus einer Glasplatte 38, welche auf einem Metallrahmen 40 befestigt ist, der eine Mittelöffnung 42aufweist, welche derart groß ist, daß sie ein das gewünschte Muster von Flächen 45 in der Maske festlegendes Feld 44 aufnehmen kann. Diese Maske ruht auf unteren Stufen 46 der Träger 16. Wegen der größeren Dicke der Maske wirken die Träger 16 und der Ringansatz derart zusammen, daß bei geschlossenem Behälter direkt einander entgegenwirkende Kräfte auf diese Art von Maske ausgeübt werden. Auf die Maske werden deshalb durch die
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Träger und den Ringansatz keine Biegekräfte ausgeübt.
Es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Behälter also um einen Behälter zur bruchsicheren Aufbewahrung zerbrechlicher Platten, beispielsweise von Glasplatten. Der Behälter hält eine Glasmaske sicher fest, ohne die empfindliche Bildfläche der Maske zu berühren, und schützt die Maske vor Beschädigung durch Bruch bzw. Anstoßen. Der Behälter nach der Erfindung ist strömungsmitteldicht und verhindert das Eindringen von Staub bzw. anderen Verunreinigungen und verhindert damit eine Verunreinigung und Beschädigung der Glasmaske. Der erfindungsgemäße Behälter weist diese erforderlichen Eigenschaften für das Aufbewahren von Glasmasken auf und gestattet außerdem ein leichtes Einbringen und Entnehmen der Masken. Die Maske kann bei geöffnetem Behälter einfach von den Trägern 16 abgehoben bzw. auf die Träger 16 niedergelegt werden. Für das sorgfältige Einlegen der Masken werden keinerlei weitere Hilfsmittel benötigt. Der erfindungsgemäße Behälter ist für das Aufbewahren und Handhaben von Glasmasken ausreichend starr und für die Verwendung bei der Massenfertigung integrierter Schaltkreise geeignet. Von besonderer Bedeutung ist, daß diese Anforderungen an die Starrheit von einem Behälter erfüllt werden, welcher
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im wesentlichen einstückig aufgebaut und deshalb in einem einzigen, billigen Form- bzw. Gießvorgang herstellbar ist.
Ein Behälter, welcher die oben beschriebenen Merkmale aufweist, kann ebensogut auch für andere zerbrechliche Plattenmaterialien verwendet werden. Beispielsweise könnte der Behälter mit nur leicht abgewandelten Aufbaueinzelheiten zur Aufbewahrung und Handhabung eines Halbleiterscheibchens sowohl während als auch nach der Herstellung integrierter Schaltkreise auf dem Halbleiterscheibchen verwendet werden. Durch die Träger und durch die Druck- ■ einrichtung bzw. den Ringansatz würde ein Halbleiterscheibchen sicher festgehalten und es wäre kein Berühren der die integrierten Schaltkreise enthaltenden Innenfläche des Halbleiterscheibchens erforderlich. In gleicher Weise kann ein Behälter nach der Erfindung für das Haltern und Aufbewahren einer Metallplatte verwendet werden, welche eine durch Berührung beschädigbare Innenfläche aufweist, wie beispielsweise eine Kupferplatte, welche ein Feld von Nickeleisen-Magnetschichtspeicherelementen aufweist, die auf dem inneren Teil von dessen Fläche aufgebracht sind.
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Im Rahmen der Erfindung bietet sieh dem Fachmann über die beschriebenen Ausführungsbeispiele hinaus selbstverständlich eine Vielzahl von Vereinfachungsund Verbesserungsmöglichkeiten sowohl hinsichtlich des Aufbaues als auch der Einzelheiten des erfindungsgemäßen Behälters.
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Claims (6)

  1. Patentansprüche;
    \y Biegsamer Kunststoffbehälter für Platten, welche mindestens eine durch Berührung besehädigbare Fläche aufweisen, gekennzeichnet durch einen Deckel (12), weiter durch ein Unterteil (10), ferner durch ein den Deckel mit dem Unterteil verbindendes Scharnier (14), weiterhin durch eine in dem Unterteil gebildete Traganordnung (16, 19), auf welcher die betreffende Platte (18) im Bereich ihres äußeren Umfanges ruht, und schließlich durch eine, einen Teil des Deckels bildende Druckeinrichtung {2k), welche die Platte gegen die Traganordnung drückt, wobei die Traganordnung und die Druckeinrichtung derart zusammenwirken, daß bei geschlossenem Behälter auf die Platte im Bereich ihres äußeren Umfanges einander direkt entgegenwirkende Kräfte ausgeübt werden.
  2. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Behälter eingebrachte Platte (18) aus Glas ist.
    - 19 -
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  3. 3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Dichtung (34), welche bei geschlossenem Behälter eine Abdichtung zwischen den Rändern des
    Deckels (12) und des Unterteils (10) bewirkt.
  4. 4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die in den Behälter eingebrachte Platte (18) eine Glasmaske ist.
  5. 5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traganordnung (16, 19)» auf welcher die Platte (18) im Bereich ihres äußeren Umfanges ruht, mit dem Unterteil (10) ein gemeinsames Teil bildet.
  6. 6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von an dem Deckel (12) angebrachten Laschen (28) und durch eine Vielzahl von dem Behälterunterteil (10) vorragender Teile (30), welche mit den Laschen verriegelbar sind, wobei die Laschen unterhalb des Behälterunterteiles vorragen, wenn sie mit den vorragenden Teilen verriegelt sind.
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    Lee rs e i t e
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