держатель для полупроводниковых пластин при жидкостной обработке центрифугированием

Формула изобретения

ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН ПРИ ЖИДКОСТНОЙ ОБРАБОТКЕ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕМ, содержащий диск с выполненными гнездами для полупроводниковых пластин и полостями под каждым из гнезд, соединенными каналом со средством разрежения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, каждое средство разрежения выполнено в виде выемок в форме прямого угла, выполненных по периметру диска между каждой парой соседних гнезд для полупроводниковых пластин с образованием зубчатой поверхности, а канал выполнен между одной из граней прямого угла каждой выемки и боковой стенкой смежного с ним по направлению движения диска гнезда для полупроводниковых пластин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическому оборудованию, применяемому в электронной и полупроводниковой технике, в частности, для крепления кремниевых и ситалловых пластин при жидкостной обработке центрифугированием, и может быть использовано на таких технологических операциях как обезжиривание, отмывка, травление, при которых недопустимо соприкосновение пластин между собой и с инородными поверхностями.

Известны конструкции держателей, осуществляющие крепление пластин механическим способом с использованием зажимов, фиксаторов. Одним из них является устройство, содержащее подложкодержатель в форме диска с отверстиями, в которые вставлены металлические захваты. Захваты изогнуты в направлении поверхности подложкодержателя.

Недостатком такой конструкции является необходимость соприкосновения пластин с металлическими захватами. В результате этого загрязняется поверхность пластин и создается вероятность образования царапин на ней в процессе вращения подложкодержателя.

Известны конструкции, в которых удержание пластин осуществляется за счет центростремительных сил вращения. Так, например, устройство для крепления пластин фотошаблона, содержащее подложку с четырьмя прижимными лепестками, расположенными по периметру и соприкасающиеся с кромками закрепляемой пластины фотошаблона. С противоположной стороны каждого лепестка установлены подпружиненные грузы, соединенные с этими лепестками и центром вращения устройства с помощью стержней-проводников. При вращении подложки под действием центростремительных сил грузов лепестки перемещаются к центру вращения и, прижимаясь к закрепляемой пластине фотошаблона, удерживают ее.

Недостатком данной конструкции является ее сложность, проявляющаяся в большом количестве элементов конструкции (подложка, прижимные лепестки, подпружиненные грузы, стержни-проводники). Неравномерность прикладываемой нагрузки и наличие мест соприкосновения лепестков с закрепляемой пластиной фотошаблона ведет к появлению трещин и к образованию дефектов по чистоте поверхности в местах соприкосновения, что увеличивает процент брака при проведении технологического процесса.

Перечисленные выше недостатки устраняются в держателях с вакуумными системами откачки воздуха.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для зажима полупроводниковых пластин, представляющее собой диск, содержащий вакуумируемые полости, которые через всасывающий канал соединены с откачной системой. При вакуумировании внутреннего объема полостей полупроводниковая пластина прижимается к диску атмосферным давлением.

Устройство для зажима полупроводниковых пластин приводится во вращение с помощью электродвигателя.

Недостаток этой конструкции заключается в ее сложности, проявляющейся в наличии двух сложных узлов устройства, таких как зажима пластин при их обработке с электродвигателем и вакуумной системы откачки.

Целью изобретения является упрощение конструкции держателя за счет изменения конфигурации и взаимосвязи элементов конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что каждый узел разрежения держателя полупроводниковых пластин выполнен в виде прямоугольного сектора по его периметру, причем прямоугольный сектор соединен каналом с ближайшей по направлению движения устройства стороной вакуумируемой полости, а число узлов разрежения равно числу гнезд для установки полупроводниковых пластин.

На чертеже изображен предлагаемый держатель, общий вид.

Предлагаемый держатель содержит диск 1, на поверхности которого выполнены гнезда 2 для установки полупроводниковых пластин 3. Под гнездами 2 имеются углубления, образуя вакуумируемые полости 4 под ними.

По периметру диска 1 выполнены узлы разрежения. Каждый из них содержит прямоугольный сектор 5, соединенный каналом 6 с ближайшей по направлению движения по стрелке А держателя стороной авсd вакуумируемой полости 4. Число узлов разрежения равно числу гнезд 2 для установки полупроводниковых пластин 3.

Предлагаемый держатель работает следующим образом.

Подвергаемые обработке полупроводниковые пластины 3 устанавливают в гнезда 2 на поверхности диска 1 держателя. Включают электродвигатель для приведения во вращательное движение держатель. Вращающийся держатель увлекает за собой прилегающий к его поверхности поток воздуха. В пограничном слое и в прямоугольных секторах воздух получает вращательное движение. Скорость его вращения при приближении к оси держателя резко увеличивается, а согласно уравнения Бернулли давление при этом падает, образуя разрежение. Следовательно, в прямоугольных секторах 5 образуются области разрежения. По каналам 6 из вакуумируемых полостей 4 происходит откачка воздуха в прямоугольные сектора 5. В результате образуется разрежение под пластинами 3. Это обеспечивает их эффективный прижим и исключает смещение из гнезд 2 при быстром вращении держателя.

Таким образом, использование в производстве предлагаемого держателя для обработки полупроводниковых пластин при центрифугировании показало следующие его преимущества по сравнению с известными: простоту конструкции, проявляющуюся в наличии одного несложного узла устройства, при вращательном движении благодаря конфигурации устройства и взаимосвязи элементов конструкции образуются области разрежения без дополнительной системы откачки воздуха; отсутствие возможности появления повреждений полупроводниковых пластин ввиду отсутствия в конструкции устройства зажимов и фиксаторов, что исключает возникновение источников загрязнения обрабатываемых полупроводниковых пластин и увеличивает процент выхода годных изделий по чистоте обработки поверхности; надежное крепление полупроводниковых пластин в гнездах держателя до полной его остановки при отключении электродвигателя. При отключении электродвигателя держатель за счет сил инерции еще некоторое время совершает вращательное движение, увлекая за собой поток воздуха. В результате этого создавшееся разрежение в вакуумируемых полостях под пластинами сохраняется до полной остановки двигателя и, следовательно, полупроводниковые пластины надежно удерживаются в гнездах держателя до полной его остановки. Это исключает создание брака ввиду образования трещин и сколов пластин при их смещении из гнезд держателя.

Указанные выше преимущества позволяют широко использовать изобретение в технологическом оборудовании для крепления кремниевых и ситалловых пластин при жидкостной обработке центрифугированием, применяемом в электронной и полупроводниковой технике.