Кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин


 

H01L21/677 - Способы и устройства для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей (способы и устройства, специально предназначенные для изготовления и обработки приборов, относящихся к группам H01L 31/00- H01L 49/00, или их частей, см. эти группы; одноступенчатые способы изготовления, содержащиеся в других подклассах, см. соответствующие подклассы, например C23C,C30B; фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы или оригиналы для этой цели; устройства, специально предназначенные для этой цели вообще G03F)[2]

Владельцы патента RU 2408953:

Ершова Елена Федоровна (RU)
Колесников Вячеслав Алексеевич (RU)
Кислякова Марина Александровна (RU)
Взнуздаев Евгений Александрович (RU)
Корнеева Галина Ильинична (RU)
Зырянова Светлана Григорьевна (RU)
Корнеева Ольга Николаевна (RU)
Липина Татьяна Владимировна (RU)

Изобретение относится к устройствам для удержания полупроводниковых пластин во время транспортировки в процессе изготовления. Сущность изобретения: кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин выполнена из четырех фторопластовых стержней, два боковых стержня размещены по бокам располагаемых в кассете полупроводниковых пластин и один нижний стержень, выполняющий роль дна кассеты, размещен внизу располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, боковые стержни размещены так, что их продольные оси и центры обрабатываемых в кассете пластин находятся в одной плоскости, пазы в стержнях совмещены таким образом, что обеспечивают размещение каждой обрабатываемой пластины в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольным осям стержней, пазы в обоих боковых стержнях имеют П-образную форму, крепления с торцов стержней выполнены с возможностью закрепления в них, после размещения в кассете полупроводниковых пластин, четвертого стержня, выполняющего роль крышки, при этом четвертый стержень также выполнен с пазами, совмещенными с пазами в боковых и нижнем стержнях, форма пазов в четвертом стержне является зеркальным отражением формы паза в нижнем стержне для обеспечения фиксации пластин в процессе транспортировки. Изобретение обеспечивает исключение потерь пластин при транспортировке за счет исключения залипания пластин в пазах после высокотемпературных операций, а также при перегрузке пластин.

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для удержания полупроводниковых пластин во время транспортировки в процессе изготовления полупроводниковых приборов.

Известна кассета для групповой обработки и транспортировки полупроводниковых пластин, содержащая основание, на внутренней поверхности которого продольно расположены ребра с пазами для размещения пластин, выполненные определенным образом (см. RU 2018190, опубликовано 15.08.1994). Известная кассета имеет ряд недостатков, связанных с тем, что кассета выполнена в виде сплошного основания, что утяжеляет конструкцию. Недостатком известной кассеты является также и то, что для пластин большого диаметра применение ее затруднено тем, что для удержания пластин в вертикальном положении нужны основания, охватывающие значительную часть пластин, и узкие и глубокие пазы, при этом требуется увеличить расстояние между пазами, что снижает производительность процесса. Наличие узких пазов превращают их из опорных в заклинивающие, а это приводит к потерям пластин как при перегрузке, так и на операциях транспортировки.

Известна кассета для групповой обработки и транспортировки полупроводниковых пластин, состоящая из четырех стержней с нарезанными в них пазами, причем два стержня расположены выше по отношению к двум другим стержням (FR 2248764, опубликовано 16.05.1975.). Такая конструкция кассеты более проста и легка в исполнении. Основания пазов нижних стержней, в которых стоят пластины, выполняют опорную функцию для пластин, а боковые стенки пазов верхних стержней удерживают пластины в вертикальном положении, выполняют поддерживающую функцию для пластин. Такая конструкция кассеты позволила увеличить ширину пазов верхних поддерживающих стержней, что, в свою очередь, снимает проблему загрузки пластин в лодочки с использованием загрузочных устройств, поскольку увеличивает степень свободы перемещения пластин в пазах.

К недостаткам конструкции таких кассет следует отнести недостаточную степень свободы перемещения пластин в пазах кассеты как в процессе непосредственной транспортировки, так и при загрузке или выгрузке всех пластин во все пазы четырех стержней кассеты. Это значит, что при несоответствии проекций пазов пластина не может занять нужное положение в кассете, что приводит к потере пластин как на операции перегрузки пластин в кассеты, так и при последующей транспортировке. Даже при попадании пластин в пазы возможно их заклинивание в пазе, следствием чего являются бой, сколы или царапины на пластинах.

Также известна кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин (RU 2357322), выполненная из четырех фторопластовых стержней, закрепляемых двумя креплениями с торцов, при этом два боковых стержня размещены по бокам располагаемых в кассете полупроводниковых пластин и один нижний стержень, выполняющий роль дна кассеты, размещен внизу располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, боковые стержни размещены так, что их продольные оси и центры размещаемых в кассете полупроводниковых пластин находятся в одной плоскости, пазы для размещения каждой полупроводниковой пластины совмещены таким образом, что находятся в одной вертикальной плоскости и выполнены для размещения пластин в этой плоскости перпендикулярно оси стержней, пазы в обоих боковых стержнях имеют П-образную форму, при этом ширина паза больше толщины обрабатываемой пластины на 30-80%, пазы в нижнем стержне имеют форму перевернутой трапеции так, что верхнее (большее) основание трапеции больше толщины полупроводниковой пластины на 100-200%, а нижнее (меньшее) основание трапеции при этом также больше толщины пластины, чтобы при размещении пластин в кассете они не заклинивали, доходя до дна паза в нижнем стержне, крепления с торцов стержней выполнены с возможностью закрепления в них, после размещения в кассете полупроводниковых пластин, четвертого стержня, выполняющего роль крышки, при этом четвертый стержень также выполнен с пазами, совмещенными с пазами в боковых и нижнем стержнях, форма пазов в четвертом стержне является зеркальным отражением формы пазов в нижнем стержне для обеспечения фиксации пластин в процессе транспортировки.

В известной кассете для групповой транспортировки полупроводниковых пластин в основном устранены перечисленные выше недостатки, однако при этом только частично исключены потери пластин на операции транспортировки после высокотемпературных операций, в частности после диффузионной термообработки.

Нами установлено, что известные формы и размеры пазов не обеспечивают 100% исключения залипания пластин в пазах нижнего и верхнего стержней при одновременной надежной фиксации их в боковых стержнях после высокотемпературных обработок.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в 100% исключении потерь пластин на операции транспортировки после высокотемпературных операций, в частности после диффузионной термообработки, за счет исключения залипания пластин в пазах нижнего и верхнего стержней при одновременной надежной фиксации их в боковых стержнях, а кроме того, снижение потерь при перегрузке пластин.

Поставленная задача решается тем, что кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин содержит четыре фторопластовых стержня с пазами и два крепления с торцов стержней, два боковых стержня размещены по бокам располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, один нижний стержень, выполняющий роль дна кассеты, размещен внизу располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, боковые стержни размещены так, что их продольные оси и центры обрабатываемых в кассете пластин находятся в одной плоскости, пазы в стержнях совмещены таким образом, что обеспечивают размещение каждой обрабатываемой пластины в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольным осям стержней, причем пазы в обоих боковых стержнях имеют в сечении П-образную форму, отличающаяся тем, что ширина боковых пазов больше толщины обрабатываемой пластины на 50-90%, глубина боковых пазов составляет 2-4,5 ширины боковых пазов, при этом пазы в нижнем стержне для размещения обрабатываемых пластин имеют в сечении форму полукруга с радиусом, составляющим 0,8-1,1 толщины обрабатываемой пластины, крепления с торцов стержней выполнены с возможностью закрепления в них после размещения в кассете полупроводниковых пластин четвертого стержня, выполняющего роль крышки, при этом четвертый стержень также выполнен с пазами, совмещенными с пазами в боковых и нижнем стержнях, форма пазов в четвертом стержне является зеркальным отражением формы пазов в нижнем стержне для обеспечения фиксации пластин в процессе транспортировки.

При таком расположении боковых поддерживающих стержней происходит последовательная загрузка пластин в кассету, сначала в пазы боковых стержней, а затем в пазы нижнего стержня. Используемая форма нижнего паза придает пластине максимальную степень свободы перемещения, а также решает проблему самоцентровки пластин в нижних пазах.

На практике форма паза никогда не является идеально прямоугольной: из-за технологических особенностей самого процесса нарезания пазов они имеют явно выраженную коническую форму, сужающуюся в направлении к основанию кассеты или в радиальном направлении. В результате ширина паза в его верхней части может превышать толщину обрабатываемой пластины, тогда как в глубине паза указанная пластина из-за недостаточной ширины паза "заклинивает", не доставая дна паза. Понятно, что в этом случае при термических операциях полупроводниковая пластина или заклинивает, или растрескивается в пазу кассеты, особенно если коэффициенты термического (линейного) расширения материала пластины и кассеты значительно различаются. Для устранения указанного недостатка приходится формировать заведомо широкие пазы. Так как загрузка пластин в одном процессе определяется числом пазов, а число нарезанных пазов при фиксированном размере кассеты в основном определяется шириной паза (ширина разделительной перегородки на практике не зависит от толщины полупроводниковых пластин и является минимальной, обеспечивающей механическую прочность и целостность кассеты при резании пазов и в процессе эксплуатации), то ясно, что нерационально повышенная ширина паза приводит к существенному (на 20-30%) уменьшению числа пластин, транспортируемых в одном процессе, с соответствующим возрастанием материальных затрат.

Кроме того, если транспортируемая пластина "висит" на боковых ребрах кассеты, то даже максимальная ширина паза не спасает от механического воздействия кассеты на пластину, что приводит к появлению микротрещин в месте контакта пластины и кассеты с последующим снижением процента выхода годных пластин.

При этом ширину паза никогда не делают "избыточно" большой. Необходимо компромиссное соотношение между загрузкой пластин в одном процессе и повышенным механическим боем пластин.

Процесс загрузки пластин, удерживаемых в пазах держателя пластин загрузочного устройства в поддерживающие пазы двух боковых стержней кассеты и в опорные пазы нижнего стержня кассеты, происходит следующим образом. Пластины, удерживаемые в пазах держателя пластин загрузочного устройства, опускаясь вертикально вниз между боковыми стержнями, подходят к пазам нижнего стержня, одновременно углубляясь в поддерживающие пазы. Вхождение пластин в поддерживающие пазы в дальнейшем исключает выпадание пластин из поддерживающих пазов при наличии несоответствия в совмещении пластины с одним из опорных пазов нижнего стержня кассеты.

Когда пластины подходят к пазам нижнего стержня, они освобождаются от удерживающих пазов держателя пластин загрузочного устройства. Держатели пластин загрузочного устройства, освободившись от пластин, покидают пределы кассеты. Выгрузка пластин происходит в обратной последовательности.

Снижение числа одновременно загружаемых пазов за счет последовательной загрузки пластин в кассету сначала в пазы боковых стержней, а затем в пазы нижнего стержня, увеличение ширины пазов боковых стержней за счет увеличения высоты расположения боковых стержней, а также полукруглая форма пазов нижних стержней в сочетании с определенным размером (глубиной и шириной в зависимости от толщины пластин) пазов в боковых стержнях придает пластине максимальную степень свободы перемещения в пазах, что позволяет пластинам занять нужное положение в кассете и в конечном итоге решает проблему по исключению брака как на данной операции загрузки/выгрузки, так и в самом процессе транспортировки полупроводниковых пластин.

Скрепленные по торцам стержни с пазами выполнены из фторопласта. Два боковых стержня размещены по бокам размещаемых в кассете полупроводниковых пластин и расположены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем крепление пластин в соответствующих пазах. Нижний стержень, выполняющий роль дна кассеты, размещен внизу транспортируемых в кассете полупроводниковых пластин. Боковые стержни размещены так, что их продольные оси и центры размещаемых в кассете полупроводниковых пластин находятся в одной плоскости. Пазы для размещения каждой полупроводниковой пластины совмещены таким образом, что находятся в одной плоскости, пазы в обоих боковых стержнях выполнены в направлении, перпендикулярном продольной оси боковых стрежней, и имеют в сечении плоскостью, содержащей обе продольные оси боковых стрежней, П-образную форму. Ширина боковых пазов больше толщины обрабатываемой пластины на 50-90%, глубина боковых пазов составляет 2-4,5 ширины боковых пазов, при этом пазы в нижнем стержне для размещения обрабатываемых пластин имеют в сечении форму полукруга с радиусом, составляющим 0,8-1,1 толщины обрабатываемой пластины. Крепления с торцов стержней выполнены таким образом, чтобы после размещения в кассете полупроводниковых пластин можно было закрепить четвертый стержень, также выполненный из фторопласта и выполняющий роль крышки. При этом четвертый стержень также выполнен с пазами, совмещенными с пазами в боковых и нижнем стержнях, форма пазов в четвертом стержне является зеркальным отражением формы пазов в нижнем стержне для обеспечения фиксации пластин в процессе транспортировки. Иными словами, пазы в верхнем стержне имеют такие же размеры и форму, как и пазы в нижнем стержне.

Стержни кассеты могут быть выполнены диаметром порядка 5-10 мм. Ширина пазов боковых стержней в кассете составляет 50-90% от стандартной толщины используемых кремниевых пластин. Для определения размера паза нижнего и соответственно верхнего стержня в кассете также следует ориентироваться на толщину используемых кремниевых пластин.

Кассету с загруженными кремниевыми пластинами диаметром 76 мм возможно надежно транспортировать в технологическом процессе производства полупроводниковых приборов при переходе от одной операции к другой. Заявленная кассета может быть использована для транспортировки и перегрузки пластин даже в условиях химически агрессивных ванн, при химико-технологических операциях травления. Количество обрабатываемых в кассете пластин обычно выбирают порядка 50 штук. Зазор между пластинами может быть установлен порядка 3-6 мм.

Предложенная конструкция кассеты с четырьмя фторопластовыми стержнями, в которых выполнены пазы строго определенной формы в сечении, исключает зависание полупроводниковой пластины в пазу нижнего стержня при минимальных его размерах, что, с одной стороны, исключает залипание и заклинивание пластин в пазах кассеты как во время загрузки, так и при транспортировке, с другой стороны, позволяет оптимизировать ширину самого паза и количество транспортируемых в кассете полупроводниковых пластин без брака.

Предложенная кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин предназначена для промышленного применения, проста в исполнении.

Предложенная кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин позволяет на 50% увеличить число пластин, транспортируемых за один раз в кассете, и исключить их залипание и заклинивание в пазах кассеты.

Использование четвертого дополнительного стержня обеспечивает надежную фиксацию полупроводниковых пластин в кассете в процессе транспортировки, что дополнительно исключает потери.

Кассета для групповой транспортировки полупроводниковых пластин, содержащая четыре фторопластовых стержня с пазами и два крепления с торцов стержней, два боковых стержня размещены по бокам располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, один нижний стержень, выполняющий роль дна кассеты, размещен внизу располагаемых в кассете полупроводниковых пластин, боковые стержни размещены так, что их продольные оси и центры обрабатываемых в кассете пластин находятся в одной плоскости, пазы в стержнях совмещены таким образом, что обеспечивают размещение каждой обрабатываемой пластины в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольным осям стержней, причем пазы в обоих боковых стержнях имеют в сечении П-образную форму, отличающаяся тем, что ширина боковых пазов больше толщины обрабатываемой пластины на 50-90%, глубина боковых пазов составляет 2-4,5 ширины боковых пазов, при этом пазы в нижнем стержне для размещения обрабатываемых пластин имеют в сечении форму полукруга с радиусом, составляющим 0,8-1,1 толщины обрабатываемой пластины, крепления с торцов стержней выполнены с возможностью закрепления в них после размещения в кассете полупроводниковых пластин четвертого стержня, выполняющего роль крышки, при этом четвертый стержень также выполнен с пазами, совмещенными с пазами в боковых и нижнем стержнях, форма пазов в четвертом стержне является зеркальным отражением формы пазов в нижнем стержне для обеспечения фиксации пластин в процессе транспортировки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нанесению тонкого слоя жидкости на элементы, в частности для фотоэлектрического применения. .

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к способам разделения на кристаллы полупроводниковых пластин с двухсторонним тонкопленочным покрытием, и может быть использовано при получении кристаллов термодатчиков и термометров.

Изобретение относится к устройству для эжекции текучей среды и к электрической схеме цепи для управления этим устройством. .
Изобретение относится к материаловедению и может широко использоваться в полупроводниковой электронике. .
Изобретение относится к устройствам для удержания полупроводниковых пластин во время транспортировки в процессе изготовления. .

Изобретение относится к производству изделий электронной техники и может быть использовано для двухсторонней обработки пластин квадратной формы. .

Изобретение относится к способу изготовления в едином технологическом цикле микроэлектромеханического устройства и электронной схемы управления. .

Изобретение относится к способу формирования штабелей легируемых с одной стороны полупроводниковых пластин, в частности солнечных полупроводниковых пластин, для загрузки технологической лодочки партиями полупроводниковых пластин, в которой предопределенное четное число полупроводниковых пластин рядами устанавливают в установочные шлицы подлежащего расположению точно в горизонтальной плоскости транспортировочного держателя с обращенным кверху отверстием для штабелирования

Изобретение относится к способу формирования штабелей легируемых с одной стороны полупроводниковых пластин, в частности солнечных полупроводниковых пластин, для загрузки технологической лодочки партиями полупроводниковых пластин, в которой предопределенное четное число полупроводниковых пластин рядами устанавливают в установочные шлицы подлежащего расположению точно в горизонтальной плоскости транспортировочного держателя с обращенным кверху отверстием для штабелирования

Изобретение относится к способу формирования штабелей легируемых с одной стороны полупроводниковых пластин, в частности солнечных полупроводниковых пластин, для загрузки технологической лодочки партиями полупроводниковых пластин, в которой предопределенное четное число полупроводниковых пластин рядами устанавливают в установочные шлицы подлежащего расположению точно в горизонтальной плоскости транспортировочного держателя с обращенным кверху отверстием для штабелирования
Изобретение относится к теплоотводящим элементам
Изобретение относится к технологии изготовления микросхем и микроэлектромеханических приборов

Изобретение относится к способам получения наноразмерных структур и может найти применение, в частности, в микроэлектронике, а также при изготовлении модулей памяти со сверхвысокой плотностью записи, наносенсоров, молекулярных сит, игл-зондов сканирующих туннельных микроскопов

Изобретение относится к способу обработки жидкости, который включает удаление компонента смолы из жидкости, используемой для отслаивания компонента органической смолы с поверхности подложки

Изобретение относится к захвату, в частности захвату Бернулли, для приема плоскостных элементов, например, кремниевых полупроводниковых пластин, с обеспечением низкой нагрузки на них
Наверх