JP2005522047A - 基板を保持するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、基板（Ｓ）、特に光起電素子を製造するために用いられるウエハまたはシリコン基板を収容するための装置に関する。本発明の装置は、互いに向かい合って配置された２つの壁（１）を備えることにより、設けられたそれらの壁（１）を連結する少なくとも２つのロッド様の支持エレメント（２，３）が設けられ、その支持エレメント（２，３）は、その支持エレメント上で壁（１）と平行な垂直位置に支持された基板（Ｓ）を保持する保持手段（５）を有する提供される。本発明の目的は、基板が処理浴内を浮遊することを可能にすると同時に、できる限り簡単な着脱を可能にすることである。この目的のために、少なくとも１つのロッド様の支持カウンターエレメントが提供され、これは、両方の壁を連結し、壁（１）に対する基板（Ｓ）の垂直方向の動作を制限し、基板が垂直な方向に対してある角度で着脱されることを可能にするように支持エレメントに対して配置される。

Description

本発明は、請求項１の前文に規定されるように基板を保持するための装置に関する。

このような装置は、光起電素子の製造のためのウエハまたは基板のような複数の基板を水平または垂直にセットするために使用される。この内部に基板を入れた装置は、エッチング、洗浄または乾燥のために処理浴に浸され、次いで再び引き上げられる。

先行技術では、トレイまたはキャリアとも呼ばれるこのような装置は、通常、周囲に４つの壁を有する。向かい合った縦長の壁の内側には、基板の端が挿入されるスリットが垂直に伸びている。縦長の壁は、基板が底から落ちないように、その下端の領域において内側に折り曲げられ得る。このような装置は、例えば、ＵＳ５，２９９，９０１から公知である。同様の装置は、ＥＰ０３８５５３６、ＵＳ４，９６３，０６９、およびＵＳ４，７２２，７５２に記載されている。

このタイプの装置は、例えば、ＤＥ４２２３３２６Ｂ１およびＤＥ４４２８１６９Ｃ２から公知である。この装置により、基板は、２つの隣接する向かい合った壁を互いに連結する数個のロッド様のキャリアエレメント上に支持される。これらの装置は、スリットを有する縦長の壁を有していない。

実際の使用において、エッチング工程の間に苛性浴において生成された水素が、基板の表面に泡の形態で付着する場合がある。このため、基板は装置から持ち上げられ、そして苛性浴中に浮遊し得る。このような浮遊した基板の除去には、さらなる手間が必要である。処理液の望ましくない汚染が、この間に生じ得る。

ＤＥ４３００２０５Ａ１から、基板を保持するためのカセットが公知である。このカセットは、その中で基板が２つのキャリアエレメント上に支持されている挿入物を有する。カウンターキャリアエレメントが、基板を所定の位置に保持するために提供される。この提案されたカセットは、基板が苛性浴中に浮遊するのを防ぐ。しかしながら、基板の着脱は時間のかかることである。まず挿入物をカセットから引き上げなければならず、次いで、カウンターキャリアエレメントを取り外さなければならない。
米国特許第５，２９９，９０１号明細書 欧州特許第０３８５５３６号明細書 米国特許第４，９６３，０６９号明細書 米国特許第４，７２２，７５２号明細書 独国特許発明第４２２３３２６号明細書 独国特許出願公開第４４２８１６９号明細書 独国特許出願公開第４３００２０５号明細書

本発明の目的は、先行技術の欠点を排除することである。特に、基板が浮遊することを防止し得、そしてできるだけ簡単に取り扱うことができる装置が特定される。

この目的は、請求項１の特徴によって解決される。有用な実施形態は、請求項２〜２５の特徴から生じる。

本発明によれば、２つの壁を連結する少なくとも１つのカウンターキャリアエレメントが提供され、壁に対する基板の垂直方向の動きが制限され、垂直方向に対して斜めに基板を着脱することができるようにキャリアエレメントに対して相関的に配置される。

このような簡単な様式で、処理浴中の基板が装置から引き上げられないことが達成される。流体の表面の方向における基板の垂直方向の動きは、カウンターキャリアエレメントによって制限される。これは、キャリアエレメントから基板を引き上げることが、保持手段においてなおしっかりと保持されている程度までしか可能でなく、装置から逃れられないことを意味する。この装置は、通常、沈められた状態の基板がキャリアエレメントから数ミリメーター引き上げられ得るように構成される。また、処理浴中において、基板が流体の表面に向かって斜め上方に向かって動いても、これらは装置から逃れられない。なぜなら、この場合、処理槽（ｂａｓｉｎ）の壁にぶつかってしまうからである。対照的に、基板は、処理浴から引き上げられた装置には、斜めに着脱され得る。特に、着脱の前に、カウンターキャリアエレメントを装置から取り外す必要はない。

「ロッド様キャリアエレメント」という用語は、一般的に、長い、引き延ばされたキャリアエレメントを意味するものと理解される。このようなキャリアエレメントの断面は、丸いか、長方形か、多角形か、または他の形態であることが仮定され得る。キャリアエレメントの実施形態に主に重要なことは、装置が処理浴から取り出された場合に、それに付着している処理液が、完全かつ妨害されずに流れ去ることである。

カウンターキャリアエレメントは、好ましくは取り外し可能に、壁に固定され得る。カウンターキャリアエレメントの取り外し可能な装着により、カウンターキャリアエレメントは、処理浴から装置を引き上げた後に取り外すことが可能であり、次いで、基板を、垂直方向に着脱し得る。着脱可能な装着は、例えば、カウンターキャリアエレメントがロボットによって取り外され、次いで再び取り付けられ得るように形成された適切なキャッチ装置により実行され得る。この提案された装置は、特に汎用的である。

１つの実施形態において、キャリアエレメントの少なくとも１つが、保持手段としてのスリット様のリセスまたは歯を装備している。例えば、キャリアエレメントは、保持手段として互いに隣り合った切れ目を有する円筒状のロッドであり得る。しかし、鋸歯様の歯がロッド上で互いに隣り合って提供されてもよい。

適切には、歯は、トゥースベース（ｔｏｏｔｈ ｂａｓｅ）がキャリアエレメントの上側頂部（ｕｐｐｅｒ ａｐｅｘ ｌｉｎｅ）上に位置するようにキャリアエレメント上に配置される。これにより、このような歯を装備したキャリアエレメントが引き上げられたときに、処理流体が完全にはけることを確実にする。

同様にして、カウンターキャリアエレメントは、キャリアエレメントの方向を向いたスリット型のリセスまたは歯を、保持手段として有し得る。これらの歯は、トゥースベースがカウンターキャリアエレメントの下側頂部（ｌｏｗｅｒ ａｐｅｘ ｌｉｎｅ）上に位置するように、カウンターキャリアエレメント上に有用に配置される。この手段もまた、カウンターキャリアエレメントが処理浴から引き上げられたときに、処理流体が確実に完全にはけることを保証する。

さらなる特に有利な実施形態によれば、カウンターキャリアエレメントは、垂直方向の動作の間に、基板が常に保持手段により保持されるように、キャリアエレメントに対して相関的に配置または形成される。この場合、処理流体中において装置からの望ましくない基板の引き上げを防げるのみでなく、基板が装置内で互いに平行に離して置かれることを確実にする。保持エレメント内での基板の垂直な動作を制限された所定量とすることにより、エッチング中の流体の交換が可能となり、それによって基板の支持点の領域のエッチングの除去およびそれゆえ基板の全表面エッチングを可能となる。これに加えて、垂直方向の基板のわずかな引き上げにより、基板の完全な乾燥が可能となる。適切な装置を使用して、基板は、ゆっくりと処理浴から引き上げられ得る。基板が処理流体の表面を通る間に、これらの基板は、キャリアエレメントによって少しの間引き上げられ得、そしてキャリアエレメントが処理流体を通過した後、これらの上に再び置かれる。

適切には、キャリアエレメントは、本質的に亜垂直下向きに延びた排水リッジを有する。同様にして、カウンターキャリアエレメントは、本質的に垂直上向きに延びたさらなる排水リッジを有し得る。排水リッジの幅および／またはさらなる排水リッジの幅は、キャリアエレメントまたはカウンターキャリアエレメントの中心に向かって大きくなり得る。このような排水リッジおよびさらなる排水リッジを設けることにより、キャリアエレメントまたはカウンターキャリアエレメントが処理流体から引き上げられたときに、流体が完全にキャリアエレメントまたはカウンターキャリアエレメントから排水される。キャリアエレメントまたはカウンターキャリアエレメントは、完全に乾燥して、処理流体から引き上げられ得ることが確実となる。

壁の端部は、傾斜していてもよい。さらに、両側の壁の下端は、中心のＵ字型の第１のリセスから下向きに傾斜していることが有用である。Ｕ字型の第１のリセスは、動作槽（ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｂａｓｉｎ）における対応する支持装置中でこの装置を使用するための位置決め機構として作用する。この端部および下端の提案された構成は、装置が引き上げられたときに、処理流体が完全に壁からはけることを助ける。

さらなる実施形態によれば、壁の側壁は、上部において把持装置を係合するための向き合って配置されたに第２のリセスを有する。さらに、壁の上端は、基板の着脱装置を使用するための第３のリセスを有し得る。適切には、第３のリセスは、側端に対して傾斜した少なくとも２つのリセス端によって制限される。

さらなる実施形態によれば、壁の側端の主要な部分は、垂直になっている。側端の垂直方向は、動作浴中の装置の動きの垂直方向に対応する。側端の垂直方向の配置のために、それに付着する処理流体は、装置が処理流体から引き上げられるときに、何の問題もなく流れ落ち得ることが確実になる。

さらなる実施形態によれば、キャリアエレメントおよび／またはカウンターキャリアエレメントは、好ましくは、第１のプラスチックで被覆された剛化構造でできている。剛化構造は、金属、ガラス、セラミック、または好ましくはファイバーによって強化された第２のプラスチックで製造され得る。この剛化構造は、例えば、シリコンカーバイドセラミックまたはシリカガラスでできていてもよい。この壁もまた、第１のプラスチックでできていてもよい。このプラスチックは、好ましくは、酸または塩基に耐性であるプラスチックであり、そして以下の群：ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリビニルジエンジフルオライド）、ＰＶＤＦ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）から選択され得る。

第１のプラスチックもまた、ファイバーで強化され得る。特に適切なファイバーは、炭素またはガラスでできている。

特別な実施形態によれば、４つのキャリアエレメントが壁を連結することが前提である。キャリアエレメントには平行な配置が、通常、使用される。それらの保持手段は、ほぼキャリアエレメントに平行な装置の仮想中心軸の方向に向いている。２つの下部キャリアエレメントが、壁の下端近くに設置され得、そして２つの上部キャリアエレメントは、壁の側端の下部近くに設置され得る。

カウンターキャリアエレメントは、側壁の上端の近くに設置され得る。適切には、カウンターキャリアエレメントは、キャリアエレメント（単数）／キャリアエレメント（複数）の配置または構成に関連する対称平面からずれて位置し配置され、そしてこれ／これらに対して平行である。この特別な配置は、処理浴中での基板の垂直な動きを防止する。同時に、処理浴の外側で基板を斜めに着脱することが確実になる。少なくとも１つのカウンターキャリアエレメントは、壁から取り外せないように連結され得る。しかし、それはまた、例えば、着脱可能なスクリュー、クランプ、またはキャッチ連結で壁に連結され得る。

以下、実施例を使用して、本発明をより詳細に記載する。

図面は基板を保持するための装置を同様に様々な視点から示す。２つの壁１は、２つの下部キャリアエレメント２、２つの上部キャリアエレメント３、および１つのカウンターキャリアエレメント４で着脱不可能に連結されている。下部キャリアエレメント２および／または上部キャリアエレメント３は、対称面Ｅからずれた位置にある。カウンターキャリアエレメント４は、対称面Ｅに対してねじれて配置される。これもまた壁１に着脱不可能に連結される。当然ながら、カウンターキャリアエレメント４を壁１と着脱可能に連結するることも可能である。このために、カウンターキャリアエレメント４は、例えば、壁１に対して従来のキャッチ連結で連結され得る。

特に、図２および３に例示されるように、壁１は、ミラー反転して（ｍｉｒｒｏｒ−ｉｎｖｅｒｔｅｄ）形成される。この装置に保持された基板を、Ｓで示す。基板Ｓは、下部キャリアエレメント２および上部キャリアエレメント３上に支持される。Ｖで示す垂直方向の基板Ｓの動作は、カウンターキャリアエレメント４によって制限される。対称的に、ＳＲで示すように斜めに着脱することは、可能である。

カウンターキャリアエレメント４が壁１に対して着脱可能に設置されるかぎりにおいて、カウンターキャリアエレメント４が取り除かれた後に垂直方向に基板Ｓを着脱することも可能である。

歯５は、キャリアエレメント２、３上に保持手段として設けられる。歯５は、ここでは垂直向きに配置される。しかし、歯５は、ＺＡで示す中心軸方向を向くことも可能である。カウンターキャリアエレメント４上に設けられた歯５は、垂直下向きである。ここでまた、歯５は、中心軸ＺＡの方向に向くことが可能である。２つの隣接する歯５によって作られるスリットは、キャリアエレメント２、３、またはキャリアエレメント４の方向に向かって狭くなる。

壁１の外周縁には、面とり端６が設けられる。

キャリアエレメント２、３の各々は、垂直下向きに延びた排水リッジ７ａを有し、そしてカウンターキャリアエレメント４は、垂直上向きに延びたさらなる排水リッジ７ｂを有する。排水リッジ７ａ、７ｂの幅または高さ、壁１の下端８は、下端８は、中央に第１のリセスを有する。Ｕ字型の第１のリセス９の両側から外側に対して下向きに傾斜する。

側端１０は、本質的に垂直である。これは、垂直方向Ｖに対して平行であることを意味する。これらは上部に、装置をつかむための把持装置（ここでは図示せず）を使用するための第２のリセス１１を有する。

さらに、第３のリセス１３が、壁１の上端１２上に位置する。第３のリセス１３は、装置に着脱するための把持アームと基板Ｓとを係合を可能にする。第３のリセスを制限する少なくとも２つのリセス端１４ａ、１４ｂは、側端１０に対して傾斜している。このように構成された傾斜した第３のリセス１３により、傾斜方向ＳＲにおいて基板Ｓを装置に着脱することが可能となる。

図４は、下部キャリアエレメント２の断面を示す。下部キャリアエレメント２は、カーボンファイバーで強化された第２のプラスチックから有用に構築された中心剛化（ｃｅｎｔｒａｌ ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１５から形成される。当然ながら、剛化構造はまた、他の材料、好ましくは、非金属材料からも製造され得る。剛化構造１５は、第１のプラスチックでできたコーティング１６を有する。適切には、第１のプラスチックは、酸および塩基に対して耐性である。これは、例えば、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリビニルジエンジフルオライド）、ＰＶＤＦ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）であり得る。

適切には、歯５および排水リッジ７ａ、７ｂは、コーティング１６とともに一体形成される。ここでは円筒状に形成された下部キャリアエレメント２の上側頂部（ｕｐｐｅｒ ａｐｅｘ）は、１７で示す。トゥースベース（ｔｏｏｔｈ ｂａｓｅ）１８は、断面において、歯５と下部キャリアエレメント２との間の環状セグメント形状の接線である。洗浄液の完全な排水を常に確実にするためには、歯５は、上側頂部１７がトゥースベース１８の一部であるように配置される必要がある。

示された歯５の配置は、上部キャリアエレメント３に対しても同様に適用される。カウンターキャリアエレメント４に対しても同様に適用され、ここでは、歯５の配置のために下側頂部が図４において参照符号１９で示されるようになければならない。

本発明の枠内において、特に搬送される基板Ｓの形状寸法に適合するようにキャリアエレメント２、３、およびカウンターキャリアエレメント４の数および構成を変更することは当然ながら可能である。したがって、例えば、本実施例に記載された４つのキャリアエレメントの代わりに、２つのキャリアエレメント／１つのキャリアエレメントのみを使用することも可能である。

本発明は、処理浴中での基板Ｓの望ましくない垂直方向の動作を防止するための簡単な方法を提供する。同時に、カウンターキャリア４のような据え付けエレメントを装置から外す必要なしに、デバイスの簡単な着脱が可能である。

図面は以下に掲げる通りである。

装置の長手方向側面図 図１のＡからみた側面図 図１のＢからみた側面図 キャリアエレメントまたはカウンターキャリアエレメントの模式的な断面図

符号の説明

１ 壁
２ 下部キャリアエレメント
３ 上部キャリアエレメント
４ カウンターキャリアエレメント
５ 歯
６ 傾斜端
７ａ，７ｂ 排水リッジ
８ 下端
９ 第１のリセス
１０ 側端
１１ 第２のリセス
１２ 上端
１３ 第３のリセス
１４ａ，１４ｂ リセス端
１５ 剛化構造
１６ コーティング
１７ 上部先端
１８ トゥースベース
１９ 下部先端
Ｖ 垂直方向
ＳＲ 傾斜方向
Ｓ 基板
Ｅ 対称面
ＺＡ 中心軸

Claims (25)

1. ２つの向かい合った壁（１）を用いて光起電素子を製造するための基板（Ｓ）、特にウエハまたはシリコン基板を保持するための装置であって、
   前記壁（１）を連結する少なくとも２つのロッド様キャリアエレメント（２，３）が設けられ、
   前記キャリアエレメント（２，３）は、基板（Ｓ）を前記壁（１）に対して平行な垂直位で支持して保持する保持手段（５）を有し、
   前記キャリアエレメント（２，３）と相関的に配置され、前記２つの壁（１）を連結する少なくとも１つのロッド様カウンターキャリアエレメント（４）が設けられることによって、前記基板（Ｓ）の前記壁（１）に対する垂直方向の動作が制限され、前記垂直方向（Ｖ）に対して斜めに前記基板（Ｓ）を着脱することが可能である、装置。
2. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、前記壁（１）に対して、好ましくは、着脱可能に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
3. 前記基板（Ｓ）は、前記カウンターキャリアエレメント（４）が取り外された場合、前記垂直方向（Ｖ）にも着脱され得る、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記キャリアエレメント（２，３）の少なくとも１つは、スリット型のリセスまたは歯（５）を保持手段として有する、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記歯（５）は、当該歯（５）のトゥースベース（ｔｏｏｔｈ ｂａｓｅ）（１８）が前記キャリアエレメント（２，３）の上側頂部（ｕｐｐｅｒ ａｐｅｘ ｌｉｎｅ）（１７）上に位置するように当該キャリアエレメント（２，３）に取り付けられる、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、前記キャリアエレメント（２，３）の方向を向いたスリット様のリセスまたは歯（５）として形成された保持手段を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 前記歯（５）は、当該歯（５）のトゥースベース（１８）が前記カウンターキャリアエレメント（４）の下側頂部（ｌｏｗｅｒ ａｐｅｘ ｌｉｎｅ）（１９）上に位置するように当該カウンターキャリアエレメント（４）に取り付けられる、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、前記垂直方向（Ｖ）の動作が生じた場合に、前記基板（Ｓ）が前記保持手段に常に保持されるように、前記キャリアエレメント（２，３）と相対的に配置または形成される、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. 前記キャリアエレメント（２，３）は、本質的に垂直上向き延びた排水リッジ（７ａ）を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、主に垂直下方に走るさらなる排水リッジ（７ｂ）を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
11. 前記排水リッジ（７ａ）および／または前記さらなる排水リッジ（７ｂ）の幅は、前記キャリアエレメント（２，３）または前記カウンターキャリアエレメント（４）の真中に向かって大きくなる、請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記壁（１）の端部（８，１０，１２）は傾斜している、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記壁（１）の下端（８）は、中心のＵ字型の第１のリセス（９）の両側から下方に傾斜する、請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 側端（１０）は、上部において向かい合って配置された、セクションで把持装置を使用するための第２のリセス（１１）を有する、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記壁（１）の上端（１２）は、基板（Ｓ）の着脱装置と係合する第３のリセス（１３）を有する、請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記第３のリセス（１３）は、前記側端（１０）に対して傾斜した少なくとも２つのリセス端（１４ａ，１４ｂ）によって規定される、請求項１〜１５のいずれかに記載の装置。
17. 前記キャリアエレメント（２，３）および／または前記カウンターキャリアエレメント（４）は、好ましくは、第１のプラスチックコーティングを有する剛化構造（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）（１５）から形成される、請求項１〜１６のいずれかに記載の装置。
18. 前記剛化構造（１５）は、金属、ガラス、セラミック、または好ましくは、ファイバーで強化された第２のプラスチックからできている、請求項１〜１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記壁（１）は、第１のプラスチックからできている、請求項１〜１８のいずれかに記載の装置。
20. 前記第１のプラスチックは、酸および塩基に対して耐性であり、好ましくは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦの群から選択される、プラスチックである、請求項１〜１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記第１のプラスチックは、ファイバーで強化されている、請求項１〜２０のいずれかに記載の装置。
22. ４つのキャリアエレメント（２，３）が前記壁（１）を連結する、請求項１〜２１のいずれかに記載の装置。
23. ２つの下部キャリアエレメント（２）は、前記壁（１）の下端（８）の近くに取り付けられ、２つの上部キャリアエレメント（３）は、当該壁（１）の側端（１０）の下部の近くに取り付けられる、請求項１〜２２のいずれかに記載の装置。
24. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、前記壁（１）の上端（１２）の近くに取り付けられる、請求項１〜２３のいずれかに記載の装置。
25. 前記カウンターキャリアエレメント（４）は、前記キャリアエレメント（単数）／キャリアエレメント（複数）（２，３）の配置または形成に関連し、これ／これらに対して平行な対称面（Ｅ）からずらして取り付けられる、請求項１〜２４のいずれかに記載の装置。

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