DE4223326A1 - CARRIER OR CONTAINER FOR WAFER OR SIMILAR SEMICONDUCTOR BOARD - Google Patents

CARRIER OR CONTAINER FOR WAFER OR SIMILAR SEMICONDUCTOR BOARD

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DE4223326A1
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Abstract

A carrier or container for silicon wafers or other substrates such as semiconductor wafers memory disks and flat panel displays requiring chemical processing, is characterised by having a carrier base portion coated with a layer of diamond formed by chemical vapour deposition, eg from methane and carbon tetrachloride as sources which is chemically inert and avoids problems associated with materials such as plastics which are attacked by chemicals. Figure 1 illustrates a typical megafine wafer carrier 10 which is to be coated whilst Fig 2 is a detail section of an enlarged portion of such a carrier 60 having a carrier base 61 covered by a coating 62 of diamond-like material. Ribs 63 in the carrier sidewalls are for maintaining the wafers separated from each other and spaces 64 between the ribs are where the wafers are confined and the slots 65 facilitate movement of processing fluids onto and away from the wafers being processed. Other embodiments are illustrated, one being particularly useful for transporting wafers; another being a two part box or container; another being in multiple sections of moulded parts. Yet another is an individual wafer carrier for a single wafer. The carrier base may be steel, polymeric, or a matrix of one material with discrete fragments of another material embedded therein. The diamond coating may have a thickness of 0.05-1 mu m. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a carrier according to the preamble of Claim 1.

Diese Träger dienen - und so ist der Begriff Wafer gemeint - der Aufnahme einzelner oder mehrerer Siliciumwafer oder anderer Halbleiterplättchen, Speicherscheiben, Substratplatten, flacher Plattendisplays und ähnlicher, scheibenförmiger Gegenstände, die während ihrer Herstellung einer chemischen Behandlung ausgesetzt werden.These carriers serve - and so the term wafer is meant - the inclusion of one or more silicon wafers or other semiconductor chips, storage disks, Substrate plates, flat plate displays and the like, disc-shaped objects during their manufacture be exposed to chemical treatment.

Träger der hier in Frage kommenden Art werden eingesetzt, um scheibenförmige Gegenstände während einer Behandlung und zum Lagern zwischen den einzelnen Behandlungsstufen aufzunehmen. Entsprechende Träger sind beschrieben und dargestellt in folgenden US-Patenten: 39 61 877; 45 57 382; 48 15 601; 49 30 634; 49 49 848. Die meisten dieser Träger sind aus den verschiedensten Kunststoffen durch Gießen oder Spritzgießen hergestellt. Einige sind auch aus Metall, wie Aluminium und Stahl, her­ gestellt und entsprechend maschinell bearbeitet. Es ist auch möglich, sie aus Quarz oder nichtgießbaren Kunststoffen, wie Polytetrafluorethylen (PTFE) herzustellen. Gießbare Thermo­ plaste für derartige Träger sind Perfluor-Alkoxy (Teflon PFA), Tetrafluorethylen-Perfluorpropylen-Copolymer (Teflon, FEP), Polypropylen, hochdichtes Polyethylen, Polyacarbonat, Polyetherketon (PEEK), Polyethersulfon (PES), Polyaryl­ etherketon (PAEK), Acrylnitrilbutadienstyren (ABS) und andere (Teflon ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma DuPont).Carriers of the type in question here are used to disc-shaped objects during a treatment and for Store between the individual treatment stages. Corresponding carriers are described and shown in following US patents: 39 61 877; 45 57 382; 48 15 601; 49 30 634; 49 49 848. Most of these carriers are from a wide variety  Plastics made by casting or injection molding. Some are also made of metal, such as aluminum and steel provided and machined accordingly. It is also possible to make them from quartz or non-castable plastics, such as To manufacture polytetrafluoroethylene (PTFE). Pourable thermo Plastics for such supports are perfluoroalkoxy (Teflon PFA), tetrafluoroethylene-perfluoropropylene copolymer (Teflon, FEP), polypropylene, high density polyethylene, polyacarbonate, Polyether ketone (PEEK), polyether sulfone (PES), polyaryl etherketon (PAEK), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and other (Teflon is a registered trademark of the company DuPont).

Träger, die aus diesen Kunststoffen hergestellt sind und andere, die aus Polypropylen sowie hochdichtem Polyethylen bestehen, sind zweckmäßig zum Lagern von Wafern zwischen den einzelnen Behandlungsschritten. Andere, die aus Fluorpolymeren bestehen, sind geeignet, die Wafer während der Bearbeitung aufzunehmen, da sie entsprechend widerstandsfähig gegen zerstörerische Einwirkungen der Reagenzien und der hohen Temperaturen, die während der Bearbeitung auftreten, sind.Carriers made from these plastics and others made of polypropylene as well as high density polyethylene exist, are useful for storing wafers between the individual treatment steps. Others out Fluoropolymers exist that are suitable during the wafer to begin editing as it is resistant to destructive effects of the Reagents and the high temperatures during the Editing occur.

Alle diese Trägermaterialien sind aber nur beschränkt geeignet, diesen extremen Anforderungen gerecht zu werden. Fluorpolymermaterialien, PFA, FEP und PTFE, sind Materialien, die im wesentlichen widerstandsfähig gegen die Chemikalien sind, die während der Behandlung zur Wirkung kommen, sie nehmen aber geringe Anteile der Chemikalien auf und nehmen diese zu den nachfolgenden Verfahrensschritten mit, so daß die Wafer verunreinigt werden und auf diese Wafer austreten. Temperaturen oberhalb 180° führen dazu, daß Materialien wie Fluorpolymere ihre Festigkeit, Standhaftigkeit und Dimensionsstabilität verlieren, und dieses führt zu Schwierigkeiten bei der automatischen Handhabung der aufgeheizten Träger, die mit Wafern gefüllt sind. Andere gießbare Materialien weisen eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien auf und sie sind nur bei niedrigeren Temperaturen als PFA einsetzbar. Versuche, PFA-Träger fester zu gestalten, und zwar mit starren Einlagen aus Kunststoffmaterial, wurden unternommen, diese sind aber insgesamt nicht zufriedenstellend verlaufen. Hierzu wird auf das US-Patent 48 72 554 verwiesen. Es ist wünschenswert, die Wafertemperaturen von 200 bis 300°C in einigen chemischen Behandlungsschritten auszusetzen, wobei Temperaturen von 250 bis 300°C bei Verfahrensschritten einschließlich Photoresist auftreten.However, all of these carrier materials are only limited suitable to meet these extreme requirements. Fluoropolymer materials, PFA, FEP and PTFE, are Materials that are essentially resistant to the Chemicals are effective during treatment come, but they absorb small amounts of the chemicals and take these to the subsequent process steps with so that the wafers become contaminated and on them Wafer exit. Temperatures above 180 ° cause that Materials like fluoropolymers their strength, Losing steadfastness and dimensional stability, and this leads to difficulties in automatic  Handling the heated carrier filled with wafers are. Other castable materials are less Resistance to chemicals and they are only usable at lower temperatures than PFA. Tries, To make PFA supports firmer, with rigid ones Inlays made of plastic material have been made overall, however, were not satisfactory. For this, reference is made to US Pat. No. 4,872,554. It is desirable the wafer temperatures from 200 to 300 ° C in subject to some chemical treatment steps, whereby Temperatures of 250 to 300 ° C in process steps including photoresist.

Teflon-Träger, obwohl entsprechend schmierfähig, sondern Teilchen auf die Wafer während der verschiedenen Behandlungs­ schritte ab, wenn eine Bewegung in und aus den Trägern stattfindet. Statische Aufladungen werden leicht und häufig in Verbindung mit derartigen Trägern erzeugt, mit dem Er­ gebnis, daß Teilchen aus der Luft und andere Verunreini­ gungen angezogen werden, die wiederum zu einer Verschmutzung der Wafer führen. Obwohl Kohlenstoff in manchen Fällen zu Kunststoffen hinzugefügt wurde, um der statischen Aufladung entgegenzuwirken, führt Kohlenstoff zu einer erhöhten Auf­ nahme von Chemikalien und zur Erzeugung von Teilchen mit dem Ergebnis einer Verunreinigung der Wafer.Teflon carrier, although lubricated accordingly, but Particles on the wafers during the various treatment steps off when moving in and out of the straps takes place. Static charges become light and frequent generated in connection with such carriers, with the Er result that airborne particles and other contaminants conditions that in turn lead to pollution the wafer lead. Although carbon increases in some cases Plastics has been added to the static charge to counteract, carbon leads to an increased taking chemicals and producing particles with the Result of contamination of the wafers.

Quarzträger wurden insbesondere bei Behandlungsschritten mit hohen Temperaturen, wie Brennen oder Härten im Bereich von 800 bis 1700°C oder höher eingesetzt, diese Quarzträger sind aber sehr viel teurer als aus Kunststoff gegossene Träger und sie führen leicht zu einer Beschädigung der Wafer.Quartz supports were used in particular during treatment steps high temperatures, such as burning or hardening in the range of 800 to 1700 ° C or higher used, these are quartz carriers but much more expensive than plastic-molded supports and they easily damage the wafers.

Andere Materialien zur Herstellung der Träger weisen bessere Charakteristiken als PFA auf, diese erfordern aber, daß die Wafer in bestimmten Abständen von einem Träger zu einem anderen übertragen werden, da eine Teilchenerzeugung erfolgt. Dieses bedeutet weitere Verfahrensschritte.Other materials for making the carriers have better ones Characteristics as PFA, but these require that the Wafers at regular intervals from one carrier to another  others because of particle generation he follows. This means further process steps.

Wie bereits erwähnt, wird unter dem Begriff Wafer grundsätzlich ein scheibenförmiger Gegenstand verstanden, wie er eingangs definiert wurde, und wie er einer entsprechenden chemischen Behandlung ausgesetzt wird.As already mentioned, the term wafer basically understood a disc-shaped object, how it was defined in the beginning, and how it was defined appropriate chemical treatment is exposed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger der eingangs genannten Art zu schaffen, der zur Aufnahme von Wafern in den unterschiedlichsten Behandlungsstufen sowie zur Lagerung und zum Transport derartiger Wafer eingesetzt ist, wobei eine Verunreinigung der Wafer auf ein Minimum herabgesetzt wird.The invention has for its object a carrier to create the kind mentioned at the outset, for the inclusion of Wafers in a wide variety of treatment levels as well used for the storage and transport of such wafers with contamination of the wafers to a minimum is reduced.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is fundamentally determined by the characteristic of Claim 1 solved.

Weiterhin ist die Erfindung gerichtet auf einen Trägerunter­ bau, der so gestaltet ist, daß sämtliche funktionalen Charakteristiken zum Halten eines oder mehrerer in einer bestimmten Stellung erfüllt werden, und ein schnelles und leichtes manuelles oder automatisches Handhaben der Träger möglich ist. Die Wafer sind schnell ein- und ausladbar. Der gesamte Trägerunterbau ist mit einem Diamantfilm oder -Überzug umschlossen.Furthermore, the invention is directed to a carrier sub construction that is designed so that all functional Characteristics of holding one or more in one certain position to be fulfilled, and a quick and easy manual or automatic handling of the carriers is possible. The wafers can be loaded and unloaded quickly. The entire substructure is covered with a diamond film or - Cover wrapped.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in einem Trägerunterbau aus einem Material, das dimensionsstabil ist, um Form und Größe unter verschiedensten Temperaturbedingungen, die während der Behandlung der Wafer auftreten, zu erhalten, wobei ein Diamantüberzug den Trägerunterbau umschließt. Der Trägerunterbau ist in typischer Weise aus einem thermoplastischen Material wie PEEK, PAEK, PEKK und PEK oder aus Metall, wie Stahl oder Stahllegierungen, hergestellt. Andere dimensionsstabile Metall oder temperaturaushärtbare Materialien, sind Epoxidharze oder Polymide oder Materialien mit einer keramischen Matrix, wie Quarz. Wenn weniger teure Materialien gewünscht werden, kann der Trägerunterbau aus Polycarbonat, Polypropylen, Polyethylen, ABS und dergleichen gegossen sein.Another feature of the invention is one Support base made of a material that is dimensionally stable, about shape and size among different Temperature conditions during the treatment of the wafers occur, with a diamond coating Encloses the substructure. The substructure is in typically made of a thermoplastic material such as PEEK, PAEK, PEKK and PEK or made of metal such as steel or  Steel alloys. Other dimensionally stable Metal or thermosetting materials Epoxy resins or polymids or materials with a ceramic matrix, such as quartz. If less expensive If the materials are required, the substructure can be made of Polycarbonate, polypropylene, polyethylene, ABS and the like be poured.

Der Trägerunterbau kann in einigen Fällen aus mehr als einem Material, d. h. aus einem zusammengesetzten Material, bestehen. Z.B. kann der Trägerunterbau, wie vorstehend beschrieben, gegossen sein, und zwar um und verstärkt durch einen sehr stabilen Kern. Der zusammengesetzte Trägerunterbau kann dann ebenfalls mit einem Diamantfilm überzogen und von diesem umgeben werden.The substructure can in some cases consist of more than one Material, d. H. from a composite material, consist. E.g. can the support substructure, as above described, poured around and reinforced by a very stable core. The composite The substructure can then also be covered with a diamond film be covered and surrounded by it.

Das Material in dem Trägerunterbau kann außerdem Fasern, wie Kohlenstoff-Fasern, enthalten, die den Ausdehnungskoeffi­ zienten herabsetzen und für eine entsprechende Steifigkeit bei hohen Temperaturen sorgen.The material in the substructure can also be fibers such as Carbon fibers, which contain the coefficient of expansion lowers and for a corresponding stiffness worry at high temperatures.

Derartige diamantüberzogene Waferträger weisen viele Vorteile auf. Wichtig ist, daß der Überzug dazu führt, daß die Träger chemisch inert und undurchlässig sind, um zu verhindern, daß Chemikalien und Gase den Trägerunterbau angreifen, wodurch wieder verhindert wird, daß diese Chemikalien und Gase von dem Trägerunterbau aufgenommen werden. Der Diamantüberzug nimmt weder Chemikalien noch Gase auf. Als Ergebnis wird eine spätere Eindringung oder Gasübertragung der Chemikalien von den überzogenen Trägern auf die behandelten Wafer auf ein absolutes Minimum herabgesetzt. Der Überzug ist in hohem Grade unempfindlich gegen starke Chemikalien, die bei der Bearbeitung und Behandlung von Wafern eingesetzt werden. Der Diamantüberzug auf den Trägern ist darüber hinaus statisch unwirksam und dementsprechend zieht der überzogene Träger keine Teilchen aus der Luft oder andere Teilchen an. Außerdem ist der Diamantüberzug dimensionsstabil innerhalb eines sehr großen Temperaturbehandlungsbereiches, dem der Träger während der Behandlung der Wafer ausgesetzt wird. Da dem Diamantüberzug eine Schmierfähigkeit innewohnt, wird der Erzeugung verunreinigender Teilchen entgegengewirkt.Such diamond coated wafer carriers have many Advantages on. It is important that the coating leads to the fact that the carriers are chemically inert and impervious to prevent chemicals and gases from affecting the substructure attack, which again prevents this Chemicals and gases are absorbed by the substructure will. The diamond coating takes neither chemicals nor gases on. As a result, later intrusion or Gas transfer of chemicals from the coated vehicles on the treated wafers to an absolute minimum reduced. The coating is highly insensitive against strong chemicals that are involved in machining and Treatment of wafers can be used. The diamond coating on the carriers is also statically ineffective and  accordingly, the coated carrier does not pull particles from the air or other particles. In addition, the Diamond coating dimensionally stable within a very large Temperature treatment area that the wearer during the Treatment of the wafer is suspended. Because of the diamond coating Lubricity is inherent in generation counteracting contaminating particles.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert:In the following the invention with reference to the Drawing based on various embodiments explains:

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Waferträgers, wie er in typischer Weise in Verbindung mit der Bearbeitung von Siliziumwafern eingesetzt wird; Fig. 1 is a perspective view of a wafer support, such as is used typically in connection with the processing of silicon wafers;

Fig. 2 einen Schnitt einer Einzelheit im vergrößerten Maßstab eines Siliziumträgers entsprechend dem­ jenigen der Fig. 1; FIG. 2 shows a section of a detail on an enlarged scale of a silicon carrier corresponding to that of FIG. 1;

Fig. 3 eine teilweise abgebrochene Ansicht eines Trägers, wie er zum Transport von Wafern, Plättchen oder entsprechenden Substraten eingesetzt wird; Figure 3 is a partially broken away view of a carrier, such as is used for transport of wafers, wafers or respective substrates.

Fig. 4 eine Ansicht eines kastenförmigen, geschlossenen Transportbehälters oder Trägers zum Transportieren von Wafern oder dergleichen; Fig. 4 is a like view of a box-like closed transport container or carrier for transferring wafers or the like;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Trägers zur flachen Anordnung von großen Platten, die aber dennoch mit Hilfe eines Trägers bearbeitet und gehandhabt werden sollen;5 is a perspective view of a carrier to the flat arrangement of large slabs which are to be processed but still with the aid of a support and handled.

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Trägers für ein einzelnes Plättchen; und Fig. 6 is a perspective view of a carrier for a single tile; and

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Waferträgers. Fig. 7 is a perspective view of another embodiment of a wafer carrier.

Sämtliche Waferträger, wie sie in den Fig. 1 und 3 bis 6 dargestellt sind, sind ausgebildet zum Tragen von Wafern, wie sie in Fig. 1 mit W bezeichnet sind oder anderer Plättchen der unterschiedlichsten Art, die einer chemischen Behandlung ausgesetzt werden sollen, in der sie ihre endgültige Form erhalten, wobei diese zu behandelnden Teile im folgenden grundsätzlich als Wafer bezeichnet werden.All of the wafer carriers, as shown in FIGS . 1 and 3 to 6, are designed to carry wafers, as denoted by W in FIG. 1, or other platelets of the most varied types that are to be subjected to chemical treatment which they get their final shape, these parts to be treated are basically referred to below as wafers.

Der Waferträger 10 der Fig. 1 stellt eine typische Ausführungsform eines derartigen Trägers dar, in dem Wafer W während einer Behandlung angeordnet sind, bei der es sich um eine Spritztechnik, wie in den meisten Fällen handelt. Die Seitenwände 11 des Trägers sind mit einer Anzahl von Rippen oder Zähnen 12 versehen, die einen Abstand voneinander aufweisen, um die Kanten der Wafer dazwischen aufzunehmen. Die Räume zwischen den Rippen 12 gehen in Schlitze 13 über, um eine schnelle Bewegung der Flüssigkeiten und Gase durch den Träger während der Behandlung der Wafer zu unterstützen. Weiterhin wird hierdurch das Reinigen der Träger 10 zusammen mit den Wafern am Ende einer Behandlung erleichtert.The wafer carrier 10 of FIG. 1 represents a typical embodiment of such a carrier, in which wafers W are arranged during a treatment, which is a spraying technique, as in most cases. The side walls 11 of the carrier are provided with a number of ribs or teeth 12 spaced apart to accommodate the edges of the wafers therebetween. The spaces between the ribs 12 merge into slots 13 to aid in the rapid movement of the liquids and gases through the carrier during the treatment of the wafers. Furthermore, this simplifies the cleaning of the carriers 10 together with the wafers at the end of a treatment.

In Fig. 3 ist ein Waferträger 20, der auch allgemein als Scheibentransportbehälter bezeichnet wird, dargestellt. Er ist mit einem Bodendeckel 21 über dem offenen Boden und mit einem oberen Deckel 22 für die Oberseite des Trägers ausgerüstet. Diese verlaufen nach unten über die offenen Enden des Trägers. Der Träger 20 hat Rippen oder Distanzteile 23 um die Wafer dazwischen aufzunehmen und diese im Abstand voneinander zu halten, wenn sie in dem Träger angeordnet sind. Dieser Träger ist insbesondere zum Transport von Wafern geeignet. Die Seitenwände 24 sind daher nicht mit offenen Schlitzen versehen, wie in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 3 is a wafer carrier 20, which is also commonly referred to as wafer transport container shown. It is equipped with a bottom cover 21 over the open bottom and with an upper cover 22 for the top of the carrier. These run down over the open ends of the carrier. The carrier 20 has ribs or spacers 23 for receiving the wafers therebetween and keeping them spaced apart when they are arranged in the carrier. This carrier is particularly suitable for the transport of wafers. The side walls 24 are therefore not provided with open slots, as shown in FIG. 1.

Eine andere Ausführungsform eines Gerätes zum Tragen von Wafern ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Träger 30 als zweiteiliger Kasten oder Behälter mit einem Unterteil 31 und einem Oberteil 32 ausgebildet, die beide mit Innenrippen 33, 34 versehen sind, um die Wafer gegen Bewegungen abzustützen und zu sichern. Bei dieser Ausführungsform sind federnde, dämpfende Finger 34 vorge­ sehen, die mit den einzelnen Wafern in Eingriff gelangen, und dazu führen, daß die Bewegung der Wafer herabgesetzt wird.Another embodiment of a device for carrying wafers is shown in FIG. 4. In this embodiment, the carrier 30 is designed as a two-part box or container with a lower part 31 and an upper part 32 , both of which are provided with inner ribs 33 , 34 in order to support and secure the wafers against movements. In this embodiment, resilient, damping fingers 34 are easily seen, which come into engagement with the individual wafers, and cause the movement of the wafers to be reduced.

Der Träger 40, der in Fig. 5 dargestellt ist, besteht aus mehreren Teilen, die durch Gießen hergestellt sind. Die beiden Stirnwände 41, 42 sind einzeln gegossen. Die Seitenwandsegmente 43 sind ebenfalls getrennt gegossen und mit den Stirnwänden 41, 42 zusammengebaut und fest mit diesen verbunden.The carrier 40 , which is shown in FIG. 5, consists of several parts which are produced by casting. The two end walls 41 , 42 are cast individually. The side wall segments 43 are also cast separately and assembled with the end walls 41 , 42 and firmly connected to them.

Der Träger 40 ist besonders geeignet zum Tragen flacher Plättchendisplays, die Glas als ein Substrat oder auch andere Materialien verwenden, wobei die Platten, die gehandhabt und behandelt werden sollen, eine Größe von 300· 355 mm aufweisen können. Diese Platten sind wiederum in Schlitzen, gebildet durch beabstandete Rippen, an den Seitenwänden angeordnet, wie es beim Betrachten der Fig. 5 deutlich wird.The carrier 40 is particularly suitable for carrying flat plate displays that use glass as a substrate or other materials, and the plates to be handled and treated can have a size of 300 x 355 mm. These plates are in turn arranged in slots, formed by spaced ribs, on the side walls, as becomes clear when viewing FIG. 5.

In Fig. 6 ist ein Waferträger 50 dargestellt, der einge­ richtet und ausgebildet ist, um eine einzige runde Wafer W zu tragen, wie sie auch in Fig. 1 dargestellt ist. Der Waferträger 50 besteht aus einem gegossenen Behälterboden 51 und einem Deckel 52, der über ein Scharnier 53 mit dem Boden 51 verbunden ist. Der Behälter 50 ist innen mit Beschlägen ausgerüstet, um die Wafer abzustützen und einer Bewegung in dem geschlossenen Behälter entgegenzuwirken. FIG. 6 shows a wafer carrier 50 which is set up and designed to carry a single round wafer W, as is also shown in FIG. 1. The wafer carrier 50 consists of a cast container base 51 and a lid 52 which is connected to the base 51 via a hinge 53 . The container 50 is equipped with fittings on the inside to support the wafers and to counteract movement in the closed container.

Der in Fig. 7 dargestellte Träger 50 entspricht dem Träger, wie er in Fig. 7 des US-Patentes 48 72 554 dargestellt ist. Der Träger 50 besteht aus gegossenen Stirnwänden 51, 52, die durch beabstandete, zylindrische und ebenfalls gegossene Stangen 53, 54 verbunden sind. Die Stangen 53 bilden Seitenwände 55 des Trägers und die Stangen 54 stützen die Wafer, wobei sie als Abschnitte der Seitenwände 55 angesehen werden können. Die Stangen 53, 54 können steife Verstärkungsstangen oder Einschübe 56 enthalten, die aus Quarz, keramischen Materialien, Glas oder anderen Materialien, die temperaturbeständig sind, bestehen. Diese sind vollständig in den Stangen 53, 54 eingebettet. In einigen Fällen können die Stirnwände 51, 52 ebenso Versteifungseinsätze 57 aus ähnlichen Materialien wie die Einsätze 56 enthalten, und diese sind vollständig von den Stirnwänden umgeben.The carrier 50 shown in Fig. 7 corresponds to the carrier as shown in Fig. 7 of US Patent 48 72 554. The carrier 50 consists of cast end walls 51 , 52 , which are connected by spaced, cylindrical and also cast rods 53 , 54 . The bars 53 form side walls 55 of the carrier and the bars 54 support the wafers, whereby they can be viewed as sections of the side walls 55 . The rods 53 , 54 may include rigid reinforcing rods or inserts 56 made of quartz, ceramic materials, glass, or other materials that are temperature resistant. These are completely embedded in the rods 53 , 54 . In some cases, end walls 51 , 52 may also include stiffening inserts 57 made of materials similar to inserts 56 , and these are completely surrounded by the end walls.

Die Stangen 53, 54 weisen ebenfalls beabstandete Zähne 58 auf, die die Wafer in einem entsprechenden Abstand zueinander aufnehmen.The rods 53 , 54 also have spaced teeth 58 which receive the wafers at a corresponding distance from one another.

Der Träger 50 ist besonders geeignet, mit einem Diamantüberzug versehen zu werden, da es sich um eine offene Konstruktion handelt. Die Seitenwände 55 weisen breite Öffnungen 59 zwischen den Stangen 53, 54 auf, wobei ein offenes Oberteil 50.1, ein offener Boden 50.2 und offene Bereiche 50.3, 50.4 in den Stirnwänden vorgesehen sind, die sämtlich eine schnelle und leichte Übertragung des Diamantüberzuges ermöglichen.The carrier 50 is particularly suitable to be provided with a diamond coating, since it is an open construction. The side walls 55 have wide openings 59 between the rods 53 , 54 , an open upper part 50.1 , an open bottom 50.2 and open areas 50.3 , 50.4 being provided in the end walls, all of which enable the diamond coating to be transferred quickly and easily.

Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Einzelheit ist für sämtliche Behälter und Träger beispielhaft. In Fig. 2 ist ein Abschnitt eines Trägers 60 mit einem Unterbau 61 dar­ gestellt, der in den meisten Fällen durch Gießen hergestellt wird und mit einem Überzug oder einer Beschichtung 62 aus Diamantmaterial versehen ist. Der Abschnitt des Trägers 60, der in Fig. 2 dargestellt ist, stellt tatsächlich einen Abschnitt der Rippen 63 in den Trägerseitenwänden zur Auf­ rechterhaltung des Abstandes zwischen den Wafern W dar. Die Abstände 64 zwischen den Rippen sind dort vorgesehen, wo die Wafer festgehalten werden, wobei die Schlitze 65 die Be­ wegung der Behandlungsflüssigkeit auf die Wafer und von diesen weg erleichtern. Der Trägerunterbau 61 ist gegossen oder aus einem der vorstehend genannten Materialien hergestellt. Er kann auch aus Kohlenstoff-Fasern 16 als beliebige Bruchstücke oder andere Materialien enthalten, die darin eingebettet sind.The detail shown in section in FIG. 2 is exemplary for all containers and carriers. In Fig. 2, a portion of a carrier 60 is provided with a substructure 61 , which is produced in most cases by casting and is provided with a coating or a coating 62 made of diamond material. The portion of the carrier 60 shown in FIG. 2 actually represents a portion of the ribs 63 in the carrier sidewalls to maintain the distance between the wafers W. The distances 64 between the ribs are provided where the wafers are held wherein the slots 65 facilitate the movement of the treatment liquid onto and away from the wafers. The support base 61 is cast or made from one of the above materials. It can also contain carbon fibers 16 as any fragments or other materials embedded therein.

Sämtliche Waferträger 10, 20, 30, 40 und 50, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, sind mit einem Diamantüberzug 62, so wie definiert, versehen.All wafer carriers 10 , 20 , 30 , 40 and 50 , as shown in the drawing, are provided with a diamond coating 62 , as defined.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß der Trägerunterbau 61 die genaue Größe und Form des Trägers vorgibt, wie er insgesamt gestaltet werden soll. Bei einer bewährten Ausführungsform wurde der Trägerunterbau 61 aus thermoplastischem Material der Etherketon-Familie hergestellt, z. B. aus PEEK, PAEK, PEKK und PEK.It is readily apparent that the support base 61 specifies the exact size and shape of the support as it should be designed overall. In a proven embodiment, the support base 61 was made of thermoplastic material of the ether ketone family, e.g. B. from PEEK, PAEK, PEKK and PEK.

Andere Materialien können zur Herstellung des Unterbaus 61 eingesetzt werden, und zu diesen gehören auch Stahl und Legierungen oder andere mehrdimensionsstabile Metalle. Es können aber auch weniger teure Materialien wie Polycarbonat, Polypropylen, Polyethylen, ABS oder dergleichen, eingesetzt werden.Other materials can be used to make the base 61 , and these include steel and alloys or other multi-dimensionally stable metals. However, less expensive materials such as polycarbonate, polypropylene, polyethylene, ABS or the like can also be used.

Das Material, in dem Diamantüberzug, kann beschrieben werden als Diamant, polykristalliner Diamant, diamantähnlicher Kohlenstoff, amorpher Diamant, hydrierter, diamantähnlicher Kohlenstoff, einzelkristalliner heteroepitaxialer Diamant. Bei diesen Diamantüberzügen oder diamantentsprechenden Über­ zügen, ist die Mehrzahl der Kohlenstoffatome diamantge­ bunden. Als Ergebnis entsteht ein harter, nahezu perfekter und chemisch widerstandsfähiger Überzug, der einen niedrigen Neigungskoeffizienten aufweist und nahezu undurchdringlich für flüssige und gasförmige Reagenzien ist. Der Überzug 62 wird durch einen chemischen Dampfauftrag (CVD) übertragen, obwohl andere Übertragungsverfahren, die sich mehr oder weniger stark unterscheiden, eingesetzt werden können.The material in the diamond coating can be described as diamond, polycrystalline diamond, diamond-like carbon, amorphous diamond, hydrogenated, diamond-like carbon, single crystalline heteroepitaxial diamond. In these diamond coatings or coatings corresponding to diamond, the majority of the carbon atoms are bonded with diamonds. The result is a hard, almost perfect and chemically resistant coating that has a low slope coefficient and is almost impervious to liquid and gaseous reagents. The coating 62 is transferred by chemical vapor deposition (CVD), although other transfer methods that differ more or less can be used.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem chemischen Dampfauftrag zur Übertragung des Diamantauszuges um eine Ionenstrahltechnik. Die Ionenquelle, bei der es sich vorzugsweise um eine 30 cm-Durchmesser-Ionenquelle mit Extraktionsgittern, maskiert auf 10 cm im Durchmesser, handelt, wird benutzt, um den Diamantkohlenstoff-Film direkt aufzutragen. Die Ionenquelle verwendet Argongas in einer hohlen Kathode, die in der Hauptentladungskammer ebenso wie in der Neutralisationsvorrichtung angeordnet ist. Nachdem eine Entladung zwischen Kathode und Anode aufgebaut ist, wird Methan (CH4) durch eine Leitung in die Entladungskammer eingeführt. Hierbei beträgt das Molverhältnis Methan zu Argon 0,28. Dieses Verhältnis hat sich als besonders geeignet zur Erzeugung eines Films unter einem Satz von Bedingungen herausgestellt. Bei diesem Verfahren ist die gesamte Ionenstrahlenergie die Summe der Entladungsspannung und der Schirmgitterspannung, und sie liegt bei ungefähr 100 eV. Typische Stromdichte bei diesen Bedingungen ist 1 ma/cm2 bei einem Abstand von 2,5 cm in axialer Richtung stromabwärts der Gitter. Unter diesen Bedingungen werden die Filme aufgetragen und abgelagert, wie es erwünscht wird.The chemical vapor application for transferring the diamond extract is preferably an ion beam technique. The ion source, which is preferably a 30 cm diameter ion source with extraction grids masked to 10 cm in diameter, is used to directly apply the diamond carbon film. The ion source uses argon gas in a hollow cathode which is arranged in the main discharge chamber as well as in the neutralization device. After a discharge has built up between the cathode and the anode, methane (CH 4 ) is introduced into the discharge chamber through a line. The molar ratio of methane to argon is 0.28. This ratio has been found to be particularly suitable for producing a film under a set of conditions. In this method, the total ion beam energy is the sum of the discharge voltage and the screen grid voltage, and is approximately 100 eV. Typical current density under these conditions is 1 ma / cm 2 at a distance of 2.5 cm in the axial direction downstream of the grids. Under these conditions, the films are applied and deposited as desired.

Eine etwas andere Technik, die zum Beschichten größerer Bereiche verwendet wurde, ist ein Glühfaden- oder Glühdraht-CDV-Verfahren, bei dem das Gas thermisch durch einen feuerfesten Metallfaden oder Draht aktiviert wird, der auf 1800 bis 2300°C aufgeheizt wird. Andere Verfahren verwenden Plasma, das durch zugeführtes Gas aktiviert wird (PACVD), wobei das Basis-CVD-Verfahren ausgedehnt wurde auf Hochdruckgasentladung, um die Wachstumsgeschwindigkeit des Diamantfilms zu erhöhen.A slightly different technique for coating larger ones Areas used is a filament or Glow wire CDV process in which the gas is thermally passed through  a fireproof metal thread or wire is activated which is heated to 1800 to 2300 ° C. Other procedures use plasma that is activated by supplied gas (PACVD), whereby the basic CVD method has been expanded to High pressure gas discharge to the growth rate of the Increase diamond film.

Ursprünglich überflutet das CVD-Verfahren Methan- und Wasser­ stoffgas mit Mikrowellen, bis eine Umwandlung in ein Plasma bei 1100°C erfolgt. Der Kohlenstoff von dem Methan wird auf einem Substrat abgelagert, wohingegen der Wasserstoff den Kohlenstoff daran hindert, von dem Diamantaufbau in den Graphitaufbau zurückzufallen. In einigen Fällen können die Reaktionskammertemperaturen unter 250° fallen, wenn Halo­ kohlenstoffe, wie Kohlenstofftetrafluorid anstelle von Hydrokohlenstoffausgangsmaterial, wie Methan, verwendet wird. In neuerer Zeit ist der Ionenstrahl durch Mikrowellen­ entladung ersetzt worden. Auch wurden Plasmabrenner, Glüh­ drähte und sogar Lichtbogenbrenner durch Mikrowellen­ entladung ersetzt.The CVD process originally flooded methane and water Bulk gas with microwaves until conversion to plasma at 1100 ° C. The carbon from the methane is on deposited on a substrate, whereas the hydrogen Prevents carbon from building up in the diamond Fall back graphite structure. In some cases, the Reaction chamber temperatures drop below 250 ° when halo carbons, such as carbon tetrafluoride instead of Hydrocarbon feedstock such as methane is used becomes. In more recent times, the ion beam is through microwaves discharge has been replaced. Also were plasma torches, glow wires and even arc burners through microwaves discharge replaced.

Die sich hieraus ergebenen diamantüberzogenen Träger weisen eine Anzahl von Vorteilen auf. Der Diamantüberzug ist chemisch widerstandsfähig gegen Chemikalien, die in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Wafern eingesetzt werden, wobei eine große Reinheit vorhanden ist. Der Überzug wird nicht angegriffen, verschlechtert oder durch Chemi­ kalien gelöst, die in der Halbleiterindustrie angetroffen werden. Der Überzug besteht aus Kohlenstoff oder aus Kohlen­ stoff und Wasserstoff und es treten keine Verunreinigungen bei der Behandlung der Wafer auf.The resulting diamond-coated straps point a number of advantages. The diamond coating is chemically resistant to chemicals in the Semiconductor industry used for the production of wafers with great purity. The coating is not attacked, deteriorated or by chemi Solved in the semiconductor industry will. The coating is made of carbon or coal substance and hydrogen and there are no impurities in the treatment of the wafers.

Der Diamantüberzug auf dem Unterbau der Träger ist undurchlässig. Da der Überzug entsprechend dicht ist, werden keine Chemikalien aufgenommen, und es treten keine Probleme durch Übertragung von Chemikalien auf. Da der Überzug nicht durchlässig ist, wird auch der Trägerunterbau von Angriffen durch Chemikalien geschützt. Da der Diamantüberzug undurchlässig ist, hindert er organische Bestandteile, aus dem Unterbau aus und in die behandelten Wafer einzutreten.The diamond coating on the base of the straps is impermeable. Since the coating is accordingly dense no chemicals are absorbed and no problems arise  by transferring chemicals to. Since the coating is not permeable, the substructure of attacks is also protected by chemicals. Because the diamond coating is impermeable, it prevents organic components out of the substructure and into the treated wafers.

Weiterhin ist der Diamantüberzug dimensionsstabil, bei hohen und bei niedrigen Temperaturen. Der Überzug ist stabil bis 400°C, so daß der Trägerunterbau, aus dimensionsstabilem Material wie PEEK, PAEK, PEKK und PEK oder sogar aus Metall bestehen kann. Der Träger weist eine gute Formbeständigkeit bei Umgebungstemperaturen bis zu 400°C auf, wenn entsprechende Materialien für den Unterbau 61 verwendet werden. Wie bereits dargestellt, kann dieser Temperaturbereich bei der Behandlung der Wafer eingesetzt werden, sowohl während der chemischen Behandlung als auch bei der Behandlung von Photoresist.Furthermore, the diamond coating is dimensionally stable, at high and at low temperatures. The coating is stable up to 400 ° C, so that the substructure can consist of dimensionally stable material such as PEEK, PAEK, PEKK and PEK or even of metal. The carrier has good dimensional stability at ambient temperatures up to 400 ° C if appropriate materials are used for the base 61 . As already shown, this temperature range can be used in the treatment of the wafers, both during the chemical treatment and in the treatment of photoresist.

Natürlich können auch weniger teure Materialien wie Polycarbonat, Polypropylen, Poylethylen, ABS und dergleichen, zur Herstellung des innenliegenden Trägerunterbaus 61 eingesetzt werden, wenn ein preiswerter Niedrigtemperaturträger gewünscht wird.Of course, less expensive materials such as polycarbonate, polypropylene, polyethylene, ABS, and the like can also be used to manufacture the inner support base 61 if an inexpensive low temperature support is desired.

Der Überzug 62 auf dem Trägerunterbau hat bei typischen Beispielen eine Stärke von 0,05 bis 1,5 µm.The coating 62 on the carrier substructure has a thickness of 0.05 to 1.5 μm in typical examples.

Claims (14)

1. Träger für Wafer, Halbleiterplättchen oder ähnliche scheibenförmigen Gegenstände, mit einem Trägerunterbau, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf einem Abschnitt des Unterbaus (61) ein Diamantüberzug (62) vorgesehen ist.1. Carrier for wafers, semiconductor wafers or similar disc-shaped objects, with a support base, characterized in that a diamond coating ( 62 ) is provided at least on a portion of the base ( 61 ). 2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantüberzug auf den entsprechenden Abschnitten des Trägerunterbaus haftet oder klebt.2. Carrier according to claim 1, characterized in that the diamond coating on the appropriate sections of the substructure sticks or sticks. 3. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantüberzug mit Hilfe eines chemischen Dampfauftrags übertragen wird.3. Carrier according to claim 1, characterized in that the diamond coating using a chemical Steam order is transmitted. 4. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerunterbau aus einem Material besteht, das sich von dem Diamantüberzug unterscheidet.4. Carrier according to claim 1, characterized in that the substructure consists of a material that is different from the diamond coating. 5. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerunterbau aus einem Material besteht, der eine Dimensionsstabilität innerhalb des Temperaturbereiches aufweist, dem das Trägermaterial während der Herstellung oder Behandlung der Wafer ausgesetzt wird.5. Carrier according to claim 1, characterized in that the support base consists of a material that a Dimensional stability within the temperature range has the carrier material during manufacture or treatment of the wafer is suspended. 6. Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerunterbau aus einem hochtemperaturbeständigen Material mit geringem Ausdehnungskoeffizienten innerhalb eines Temperaturbereiches, dem der Träger während der Behandlung der Wafer ausgesetzt wird, besteht. 6. Carrier according to claim 5, characterized in that the support base from a high temperature resistant Material with a low coefficient of expansion within a temperature range that the wearer during the Treatment of the wafer is suspended.   7. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerunterbau ein Thermoplast aus der Etherketon- Familie ist.7. Carrier according to claim 1, characterized in that the support base is a thermoplastic made of ether ketone Family is. 8. Träger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau aus einem Material besteht, das aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, zu denen die Polyetheretherketone, die Polyarylenetherketone, die Polyetherketoneketone und die Polyetherketone gehören.8. A carrier according to claim 7, characterized in that the substructure consists of a material made of a Group of materials is selected to which the Polyetheretherketones, the polyaryleneetherketones, the Polyether ketone ketones and the polyether ketones belong. 9. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau aus einem temperaturaushärtenden Material besteht.9. Carrier according to claim 1, characterized in that the substructure made of a temperature-curing material consists. 10. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau aus einem Material besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, zu der Stahl, Polycarbonat, PES, Polypropylen, Polyethylen und ABS gehört.10. Carrier according to claim 1, characterized in that the substructure consists of a material made of a Group is selected to which steel, polycarbonate, PES, Polypropylene, polyethylene and ABS are one of them. 11. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantüberzug aus einem Überzugsmaterial besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, zu der folgende Materialien gehören: Diamant, polykristalliner Diamant, diamantgleicher Kohlenstoff, amorpher Diamant, hydrierter, diamantgleicher Kohlenstoff und Einzelkristall-heteroepitaxialer Diamant.11. A carrier according to claim 1, characterized in that that the diamond coating consists of a coating material, selected from a group to the following Materials include: Diamond, polycrystalline diamond, diamond-like Carbon, amorphous diamond, hydrogenated, diamond-like Carbon and single crystal heteroepitaxial diamond. 12. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau aus mehr als einem Material besteht.12. Carrier according to claim 4, characterized in that the substructure consists of more than one material. 13. Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau eine Matrix aus einem Material und zufälligen Bruchstücken eines anderen, darin eingebetteten Materiales bildet. 13. A carrier according to claim 12, characterized in that that the substructure is a matrix of one material and random fragments of another, embedded in it Forms material.   14. Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau Einsätze aus einem Material aufweist, und innerhalb von umhüllten Abschnitten eines anderen Materiales enthalten ist.14. Carrier according to claim 12, characterized in that the substructure has inserts made of one material, and within encased sections of another material is included.
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