DE4005542A1

DE4005542A1 - Tragrahmen fuer einen traeger zur aufnahme von halbleiter-wafer

Info

Publication number: DE4005542A1
Application number: DE4005542A
Authority: DE
Inventors: Seiichiro Aigo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1990-08-30
Also published as: JPH02113331U; US5012935A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tragrahmen, der dafür verwendet werden kann, um einen Träger, der mit Halbleiter- Wafern versehen ist, innerhalb eines Arbeitsgefäßes bzw. -behälters in Position zu halten. "Halbleiter-Wafer" im Sinne der Erfindung sind plattenförmige Elemente oder Scheiben aus Halbleitermaterial.

Üblicherweise werden in einem Verfahren, beispielsweise beim Waschen oder Spülen von Halbleiter-Wafer diese in einem Träger angeordnet und in dem Verfahren wird dann dieser Träger in eine in einem Gefäß bzw. in einem Behälter vor handene Flüssigkeit, beispielsweise reines Wasser oder eine chemische Flüssigkeit eingetaucht. Hierbei wird ein Trag rahmen verwendet, um den Träger in das Gefäß einzubringen und in diesem Gefäß bzw. Behälter in Position zu halten. Be vorzugt ist dann noch eine Gas- bzw. Luftblasen erzeugende Einrichtung unterhalb des Tragrahmens angeordnet, um zum Bewegen der Flüssigkeit im Gefäß Luft- und/oder Gasblasen zu erzeugen. Die vom Träger aufgenommenen Halbleiter-Wafer sind jeweils in einer nutenförmigen Vertiefung angeordnet, die entlang bzw. an der Innenfläche des Trägers gebildet ist. Die Halbleiter-Wafer sind dann mit ihrem unteren Teil in Kontakt mit Abschnitten der Vertiefung gehalten.

Ein solcher Tragrahmen der vorgenannten herkömmlichen Art besitzt einige Nachteile, die nachfolgend näher erläutert werden. Die Zutrittsmöglichkeit der im Gefäß vorhandenen Flüssigkeit ist an solchen Abschnitten der Wafer ungenügend, d.h. solche Abschnitte der Wafer werden nur ungenügend von der im Gefäß vorhandenen Flüssigkeit erreicht, die gegen eine nutenförmige Vertiefung bzw. Abschnitte einer solchen Vertiefung des Trägers anliegen. Aus diesem Grunde ist der Kontakt der unteren Bereiche der Wafer der Flüssigkeit ungenügend. Dies führt zu Ablagerungen, Schlieren, Flecken usw. an den unteren Bereichen der Wafer und bedingt bei spielsweise bei einem Ätzprozeß eine ungenügend Ätzung dieser unteren Abschnitte der Wafer, wodurch beispielsweise die Produktivität des Prozesses bzw. die Ausnutzung des Halb leitermateriales oder aber die Ausbeute bei dem betreffenden Verfahren stark reduziert werden. Um dieses Problem zu lösen, ist es auch bereits bekannt (beispielsweise japanisches Gebrauchsmuster Nr. 78 746/1987), Mittel vorzusehen, um eine in einem Träger aufgenommene Anzahl von Halbleiter-Wafer bzw. Halbleiter-Scheiben in einem Arbeitsbehälter leicht anzu heben. In Fig. 5 ist eine solche Vorrichtung dargestellt, die eine rotierende Rolle R aufweist, welche zum Anheben und Rotieren der in einem Träger C angeordneten Halbleiter-Wafer A innerhalb des Gefäßes dient. Da die Halbleiter-Wafer an ihrem Umfang eine scharfe Kante aufweisen, wird durch Reibung zwischen der Umfangskante der Wafer und der nutenförmigen Vertiefung im Träger feiner Staub bzw. Abrieb erzeugt. Ein solcher Abrieb kann die Halbleiter-Wafer sehr beeinträch tigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Nach teile des Standes der Technik auszuräumen und dementsprechend einen verbesserten Tragrahmen zur Aufnahme wenigstens eines Halbleiter-Wafer-Trägers aufzuzeigen, der (Tragrahmen) die Entstehung eines Abriebes während eines Fertigungsprozesses vermeidet und dennoch einen gleichförmigen Kontakt der gesamten Oberfläche der Halbleiter-Wafer mit der Flüssigkeit sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Tragrahmen erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Tragrahmen mit Anlagemitteln für die Halbleiter-Wafer versehen ist, und daß die Anlagemittel im wesentlichen im mittleren Bereich des Tragrahmens derart vorgesehen sind, daß die vom Träger aufgenommenen Halb leiter-Wafer dann, wenn der unterste Abschnitt dieser Halbleiter-Wafer gegen die Anlagemittel zur Anlage kommt, leicht angehoben werden, um zu erreichen, daß die gesamte Oberfläche der Halbleiter-Wafer mit der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit in Berührung kommt.

Da die in dem Träger ausgenommenen Halbleiter-Wafer leicht angehoben werden, wenn diese mit ihren unteren Abschnitten beim Einsetzen des Trägers gegen die Anlagemittel zur Anlage kommen, haben die unteren Teile der Halbleiter-Wafer keinen Kontakt mit einer der nutenförmigen Vertiefungen im Träger, so daß alle Bereiche der Halbleiter-Wafer in ausreichender Weise mit der Flüssigkeit in dem jeweiligen Gefäß bzw. Behälter in Berührung kommen. Wesentlich ist weiterhin auch, daß die von einem Träger aufgenommenen Halbleiter-Wafer während der Bearbeitung in einem stationären Zustand in dem Tragrahmen gehalten sind, so daß keine Reibung zwischen dem Umfang der Wafer und dem Träger bzw. den dortigen nuten förmigen Vertiefungen auftritt und damit auch kein Abrieb entsteht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines Tragrahmens gemäß der Erfindung;

Fig. 2 im Schnitt einen in den erfindungsgemäßen Tragrahmen eingesetzten Träger, zusammen mit einem in diesem Träger angeordneten Halbleiter-Wafer;

Fig. 3 in schematischer Vorderansicht einen in einem Tragrahmen angeordneten Träger, wobei der Tragrahmen in die Flüssigkeit in einem Gefäß für eine Be- bzw. Verarbeitung eingetaucht ist;

Fig. 4 im Querschnitt einen in einem Tragrahmen nach dem Stand der Technik angeordneten Träger mit einem Halbleiter-Wafer; und

Fig. 5 im Querschnitt einen in einem Tragrahmen gemäß einem weiteren Stand der Technik angeordneten Träger mit einem Halbleiter-Wafer.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Tragrahmen der beschriebenen Art werden für die Anordnung bzw. Aufnahme von Trägern, in denen Halbleiter-Wafer angeordnet sind, verwendet, und zwar in Spülgefäßen bzw. -behälter oder in anderen Arbeitsbe hältern.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Waschsystems mit einem Spülbehälter 1, in dem ein Tragrahmen 2 angeordnet ist. Weiterhin zeigt die Figur einen Träger 3 mit einer geeigneten Anzahl von Wafer A, die von dem im Tragrahmen 2 angeordneten Träger 3 aufgenommen sind. Die für das Reinigen bzw. Spülen verwendete Flüssigkeit wird dem Behälter am Bodenbereich über eine Pumpe 4 und ein Filter 5 zugeführt. Die Flüssigkeit überströmt die Oberseite der Umfangswand des Spülbehälters 1 und fließt dort in einen Kanal 6, der zur Bildung eines Kreislaufes mit der Pumpe 4 verbunden ist.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tragrahmens 10 für einen Träger. Wie in der Fig. 1 darge stellt ist, weist dieser Tragrahmen 10 eine rechteckförmige oder quadratische Basis- oder Grundplatte 11 auf, die mit einer mittigen Ausnehmung versehen ist. Die Basisplatte 11 ist horizontal angeordnet und besitzt an ihrer Unterseite Standfüße oder Fußelemente 12, und zwar an den vier Ecken der Platte 11. Eine Einrichtung zum Erzeugen von Blasen kann, sofern es erwünscht ist, unter der Basisplatte 11 angeordnet werden.

Die Basisplatte 11 ist weiterhin mit Führungsmitteln 13 versehen, die an der Oberseite dieser Platte an vier Seiten vorgesehen sind, um auf diese Weise Führungen für einen Träger zu bilden. Die Führungsmittel 13 umfassen vier Paare von Führungsstäben 13 a, 13 b, 13 c und 13 d, die an der Vorder und Rückseite (rechte und linke Seiten bei der für die Fig. 1 gewählten Darstellung) sowie an den rechten und linken Seiten vorgesehen sind. Die entsprechenden Seiten der Basisplatte 11 sind jeweils mit einem Paar solcher Führungsstäbe versehen.

In Abänderung hiervon können die entsprechenden Seiten der Basisplatte 11 auch mit einer oder aber mehr als zwei Führungsstäben versehen sein.

Die entsprechenden Führungsstäbe 13 a, 13 b, 13 c und 13 d besitzen einen unteren vertikalen Abschnitt, der recht winkelig zu der Basisplatte 11 verläuft, sowie einen oberen, schräg nach außen verlaufenden bzw. geneigten Abschnitt. Auf diese Weise sind die oberen Abschnitte der Führungsstäbe nach oben divergent ausgebildet und dienen zur Führung des Trägers 3, wenn dieser in den Tragrahmen eingesetzt wird. Ein Träger 3, der in dem Tragrahmen 10 angeordnet ist, ist dort positio niert und gehalten durch die unteren Abschnitte der Führungs stäbe. Die Führungsstäbe 13 a und 13 b, die an einem Paar von einander gegenüberliegenden Seiten, d.h. an der Vorder- und Rückseite vorgesehen sind, besitzen vorzugsweise eine größere Länge als die Führungsstäbe an den beiden anderen Seiten und sind außerdem zur Versteifung miteinander über einen recht eckförmigen Rahmen 14 verbunden. Weiterhin haben die Füh rungsstäbe 13 a und 13 b einen als Handhabe bzw. Griff ausge bildeten Abschnitt 18 an ihrem oberen Ende, um die Handhabung des Tragrahmens zu vereinfachen.

Ein Merkmal des Tragrahmens 10 besteht darin, daß dieser im mittleren Bereich der Basisplatte 11 mit Anlagemitteln 15 für die Wafer versehen ist. Diese Anlagemittel 15 erstrecken sich in einer Achsrichtung zwischen der Vorder- und Rückseite, d.h. in Richtung zwischen den mit den Führungsstäben 13 c und 13 d versehenen Seiten, und zwar über die zentrale Öffnung der Basisplatte 11. Außerdem stehen die Stop- und Anlagemittel nach oben über die Basisplatte 11 vor, um so die im Träger angeordneten Halbleiter-Wafer relativ zum Träger leicht anzuheben, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Die Basisplatte 11 besitzt weiterhin horizontale Tragstangen 16 zur Aufnahme der Fußabschnitte eines eingesetzten Trägers. Diese Tragstangen 16 liegen mit ihrer Längserstreckung senkrecht zu den Stop- und Anlagemitteln 15 und erstrecken sich ebenfalls über die zentrale Ausnehmung der Basisplatte 11. Obwohl die Anlagemittel bei der in der Fig. 1 darge stellten Ausführung aus einem Stab bestehen, können diese Mittel auch von einem Paar solcher Stäbe gebildet sein. Der wenigstens eine, die Anlagemittel 15 bildende Stab besitzt rechtwinkelig abgebogene Abschnitte an beiden Enden. An diesen abgewinkelten Abschnitten ist der wenigstens eine Stab an der Basisplatte befestigt.

Der Tragrahmen 10 ist an seinem Umfang bevorzugt mit stab- und oder bolzenförmigen Anlageelementen 17 versehen, um den Tragrahmen 10 innerhalb des Spülbehälters 1 in einer vorge gebenen Positionierung zu halten. Die konstruktiven Elemente des Tragrahmens 10 sind bevorzugt aus einen Fluor-Kunststoff, aus Quarz, PVC oder einem anderen geeigneten Material hergestellt.

Beim Einsetzen eines Trägers 3 in den Tragrahmen 10 wird der Träger durch die oberen, geneigten Abschnitte der Führungs stäben geführt und bewegt sich somit nach unten in die vorbestimmte Position. Da zwischen den Fußabschnitten des Trägers ein Zwischenraum vorhanden ist, gelangen die Anlage mittel 15 für die Wafer in diesen Zwischenraum zwischen den Fußabschnitten des Trägers, wodurch die im Träger angeord neten Halbleiter-Wafer mit dem untersten Bereich ihres Umfangs gegen die Stop- bzw. Anlagemittel 15 zur Anlage kommen. Dementsprechend werden die jeweiligen Halbleiter- Wafer, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, leicht angehoben, und zwar beispielsweise um einen Betrag von 5-10 mm, so daß die Wafer dann nicht mehr gegen die untersten Abschnitte, beispielsweise die in der Fig. 4 mit a und b bezeichneten Abschnitte der nutenförmigen Ausnehmungen 3 a des jeweiligen Trägers anliegen.

Ist somit ein Träger in einem Tragrahmen gemäß der Erfindung angeordnet, so sind die im Träger angeordneten Halbleiter- Wafer geringfügig angehoben, so daß ein toter Raum bzw. Bereich (a, b in Fig. 4) vermieden ist. Die gesamte Ober fläche in der Halbleiter-Wafer, die in einem Träger ange ordnet sind, kommt somit mit der im Behälter vorhandenen Flüssigkeit in Berührung. Weiterhin wird auch eine Reibung zwischen dem Umfang der Halbleiter-Wafer und der nutenför migen Vertiefung 3 a im Träger vermieden, womit dann auch ein feiner Staub oder Abrieb entstehen kann. Dies führt zu einem effektiven Prozeß, beispielsweise zu einem effektiven Waschen bzw. Spülen von Halbleiter-Wafer.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Modifikationen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims

1. Tragrahmen für die Aufnahme wenigstens eines Halbleiter- Wafer-Trägers und zur Verwendung in einem Behälter zur Behandlung, beispielsweise zum Waschen oder Spülen der in dem Träger angeordneten Halbleiter-Wafer, mit Mitteln zum Führen und Halten des Trägers am Tragrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (10) mit Anlagemitteln (15) für die Halbleiter-Wafer (A) versehen ist, und daß die Anlagemittel (15) im wesentlichen im mittleren Bereich des Tragrahmens (10) derart vorgesehen sind, daß die vom Träger (3) aufgenommenen Halbleiter-Wafer (A) dann, wenn der unterste Abschnitt dieser Halbleiter-Wafer (A) gegen die Anlagemittel (15) zur Anlage kommt, leicht angehoben werden, um zu erreichen, daß die gesamte Oberfläche der Halbleiter-Wafer (A) mit der in dem Behälter (1) enthaltenen Flüssigkeit in Berührung kommt.

2. Tragrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagemittel (15) von einem Stab gebildet sind, der an beiden Enden einen vorzugsweise rechtwinkelig abge winkelten Abschnitt aufweist, und daß der Stab an diesen abgewinkelten Abschnitten an einer Basisplatte (11) des Tragrahmens (10) befestigt ist.

3. Tragrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagemittel (15) wenigstens ein Paar von zueinander parallelen Stäben aufweisen, die jeweils abgewinkelte, vorzugsweise rechtwinkelig abgewinkelte Abschnitte an ihren beiden Enden besitzen, und daß dieses Paar von Stäben an den abgewinkelten Enden an der Basisplatte befestigt ist.

4. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Führungsmittel vier Seiten aufweisen, zwischen denen ein Träger für die Wafer (A) aufgenommen werden kann, daß jede Seite von zwei Führungsstäben (13 a, 13 b, 13 c, 13 d) gebildet ist, und daß jeder Führungsstab einen unteren, vertikalen Abschnitt sowie einen oberen, schräg nach außen verlaufenden Abschnitt aufweist.