DE3536432A1 - Beruehrungslose haltevorrichtung fuer halbleiterscheiben - Google Patents
Beruehrungslose haltevorrichtung fuer halbleiterscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung unter Ausnutzung
des hydrodynamischen Paradoxon.
Zur Halterung und zum Transport von Halbleiterscheiben
werden Vorrichtungen eingesetzt, die beispielsweise beim
Dotierungsprozeß in Diffusionsöfen und beim Hinein- und
Heraustransportieren noch weitgehend manuell bedient werden.
So werden Halbleiterscheiben ab einem gewissen Stadium
der Fertigung in Magazinen gestapelt und für den Diffusionsprozeß
oder andere Prozesse manuell transportiert
und Entladen.
Verunreinigungen, mechanische Beschädigungen und ungleichmäßige
Dotierungen der Halbleiterscheiben sind die Folge.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zum Bearbeiten und Transportieren
von Halbleiterscheiben anzugeben, die weitgehend automatisiert
ist und eine gleichmäßigere Bearbeitung der
einzelnen Halbleiterscheiben ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Figuren
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:
Es zeigen:
Es zeigen:
Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung einer Haltevorrichtung
für Halbleiterscheiben.
Fig. 2 Eine Schnittzeichnung der Haltevorrichtung.
Fig. 3 Eine Schnittzeichnung einer modifizierten Haltevorrichtung
mit einem Transport und Führungsgestänge für Halbleiterscheiben.
Fig. 4 Eine perspektivische Darstellung der Haltevorrichtung
für Halbleiterscheiben in einem Diffusionsofen.
Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 zeigt die Haltevorrichtung
für Halbleiterscheiben, bestehend aus einem
Anblasrohr 1, in welches ein Schutzgas 5 einströmt, das
auf einen Diffusor 2 achsensymmetrisch aufgesetzt ist.
Der dabei physikalisch ausgenutzte Effekt des hydrodynamischen
Paradoxon kann durch die Bernoullische Gleichung
beschrieben werden.
Die radiale Strömungsgeschwindigkeit V des Schutzgases
5 im Diffusor 2 längs der Oberflächenseite (15) der
Halbleiterscheiben 4 nimmt radial von innen nach außen
ab. Dies hat zur Folge, daß unter Beachtung der Gleichung
(1) der statische Druck p im Diffusor 2 kleiner
ist als der äußere Umgebungsdruck PA. Der statische
Druck p im Diffusor 2 nimmt in Richtung der Peripherie
dabei nach einer nichtlinearen Beziehung von innen
nach außen zu bei konstantem Gesamtdruck P.
Die Druckdifferenz zwischen äußerem Umgebungsdruck P A
und dem sich einstellenden statischen Druck p führt dazu,
daß die Halbleiterscheibe 4 abgehoben und transportiert
oder gehalten werden kann. Es stellt sich also
ein Kräftegleichgewicht zwischen Gewicht der Halbleiterscheibe
einerseits und der resultierenden Kraft aus
der Druckdifferenz andererseits ein.
Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Detailkonstruktion
für das Umlenken des Schutzgases 5 um 90°. Im Zentrum
des Diffusors 2 befindet sich ein Verteilerkonus 7,
der der Impulsumlenkung der Gaspartikel dient, um zu
verhindern, daß eine auftretende Impulsänderung an der
Scheibe mit einer Kraftkomponente auf die Scheibe verbunden
wäre, die sich der Gewichtskraft der Halbleiterscheibe
4 gleichsinnig überlagern würde.
Der Verteilerkonus 7 ist in einem Einschraubdiffusor 6
über einen Steg 8 angebracht und wird in den Diffusor
2 eingeschraubt, an dessen Peripherie sich Führungsstifte
3 und Noppen 25 befinden, die ein laterales Abgleiten
oder Verkanten der Halbleiterscheiben 4 verhindern.
Der Gasstrom im Anblasrohr 1 wird mit Hilfe des Verteilerkonus
7 aus der axialen in die radiale Richtung über den
trichterförmigen Konus 9 umgelenkt. Der Abstand 13 zwischen
Unterseite des Diffusors 2 und der Halbleiterscheibenoberfläche
15 wird bei ausströmendem Gasstrom durch
Bewegen der gesamten Haltevorrichtung in axialer Richtung
so eingestellt, daß sich ein wirksamer Ringquerschnitt
12 für die Gasströmung einstellt, der zu einer
Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem besagten
Ringquerschnitt 12 führt, womit nach Gleichung 1
gleichzeitig eine Druckminderung des statischen Drucks
einhergeht. Die Halbleiterscheibe wird dadurch sozusagen
angesaugt. Ihr Gewicht wird durch die Druckdifferenz
zwischen lokalem statischem Druck p und herrschendem Außendruck
P A kompensiert.
In Fig. 3 ist eine Transportkonstruktion für Halbleiterscheiben
gezeigt, bestehend aus dem Anblasrohr 17 und einer
gegenüber Fig. 2 modifizierten Diffusorplatte 20, in
welcher eine Bohrung 10 als Fortsetzung des Anblasrohrs
in radialer Richtung eingebracht ist, und die zur Impulsumlenkung
um 90° von einer achsensymmetrischen Bohrung 30
durchdrungen wird, in deren trichterförmigen Austrittsöffnungen
90 je ein Verteilerkonus 70 angebracht ist zur
nochmaligen Umlenkung des Gasstrahls um 90°. Die Halbleiterscheiben
4 werden dadurch, wie für Fig. 2 bereits beschrieben,
angesaugt und können so in einer Vorrichtung,
bestehend aus einem Führungsgestänge 60, dem Abstandshalter
50 und dem Sicherungshalter 40 bewegt oder gehalten
werden.
Fig. 4 zeigt eine Anwendungsmöglichkeit der in Fig. 3
beschriebenen Transportkonstruktion.
Dabei sind mehrere Haltevorrichtungen in einem Diffusionsofen
14 dargestellt, der in Längsrichtung von einem Dotiergas
16 beströmt wird. Zur Halterung der Halbleiterscheiben
4 werden diese über das Anblasrohr 17 mit dem
Schutzgas 5 beströmt unter Ausnutzung des Effektes des
hydrodynamischen Paradoxon. Infolge der unterschiedlichen
Durchmesser an der Übergangsstelle zwischen Anblasrohr
17 und Bohrung 10 kommt es zu Turbulenzen, die dazu ausgenutzt
werden, daß im Diffusionsofen 14 eine Verwirbelung
von Dotiergas 16 und Schutzgas 5 stattfindet, so
daß die einseitig zu dotierenden Halbleiterscheiben nicht
nur längs, sondern spiralförmig turbulent umströmt werden,
was zu einem gleichmäßigeren Dotierungsprofil aller
am Prozeß beteiligten Halbleiterscheiben führt.
Die Einströmgeschwindigkeit des Schutzgases 5 in das Anblasrohr
17 bzw. die Anblasbohrung 10 wird dabei geregelt
auf das Kriterium eines konstanten Abstandes 13 zwischen
Halbleiterscheibe 4 und Unterkante der Diffusorplatte 20
und einer ausreichenden Haltekraft, indem die Kapazität
zwischen diesen beiden Bereichen gemessen und in einem
Regelkreis weiterverarbeitet wird.
Es können auch Wirbelstromverluste, die durch Bedämpfen
einer Spule eines Schwingkreises mittels der Halbleiterscheibe
4 auftreten, dafür herangezogen werden.
In einer weiteren Anwendungsmöglichkeit kann die Halbleiterscheibe
4 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 oder
2 dazu benutzt werden, daß einseitige Tauchbeschichtungen
oder Ätzungen auf der Halbleiterscheiben-Unterseite vorgenommen
werden können.
Verwendet man statt des Schutzgases 5 im Anblasrohr 17
ebenfalls das Dotiergas 16, sind z. B. Dotierung auf Vorder-
und Rückseite von 2 aneinander gelegten oder miteinander
verbundenen Halbleiterscheiben möglich.
Claims (7)
1) Haltevorrichtung unter Ausnutzung des hydrodynamischen
Paradoxon, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Halterung
bei unterschiedlichen Bearbeitungsprozessen und zum
Transport von Halbleiterscheiben.
2) Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß am Mantel des Diffusors (2) Führungsstifte
(3) angebracht sind, die die Halbleiterscheiben
(4) gegen laterales Abgleiten stützen.
3) Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (2) mit einem
Einschraubdiffusor (6) versehen ist, der eine trichterförmige
Bohrung (9) aufweist, in deren Zentrum ein Verteilerkonus
(7) über einen Steg (8) befestigt ist.
4) Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Diffusorplatte (20) in radialer Richtung
und in axialer Richtung sich durchdringende Bohrungen
(10, 30) angebracht sind, daß im Zentrum der axialen
Bohrung (30) an den beiden Oberflächen der Diffusorplatte
(20), an der die Halbleiterscheiben (4) durch Anblasen
der Bohrung (10) angedrückt werden, je ein Verteilerkonus
(70) befestigt ist.
5) Haltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zum
Transport von Halbleiterscheiben durch einen Abstandshalter
(50) und ein Führungsgestänge (60) bewegt wird, und
daß je zwei Halbleiterscheiben (4) über einen Sicherungshalter
(40) an je einer Diffusorplatte (20) bezüglich
ihrer Lage gesichert werden.
6) Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung in einem Diffusionsofen (14)
so angeordnet ist, daß sie in Längsrichtung des Diffusionsofens
von einem Dotiergas (16) umströmt wird und unter Ausnutzung
des hydrodynamischen Paradoxon von einem Schutzgas
(5) zur Halterung angeblasen wird, so daß es im Diffusionsofen
(14) zu Verwirbelungen nur an einer, dem Dotiergas unmittelbar
ausgesetzten Oberfläche der Halbleiterscheiben
kommt und eine durchdringende Dotierung dieser stattfindet.
7) Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß sie unter Ausnutzung des hydrodynamischen Paradoxon
statt von einem Schutzgas (5) vom Dotiergas (16) angeblasen
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536432 DE3536432A1 (de) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | Beruehrungslose haltevorrichtung fuer halbleiterscheiben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536432 DE3536432A1 (de) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | Beruehrungslose haltevorrichtung fuer halbleiterscheiben |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3536432A1 true DE3536432A1 (de) | 1987-04-16 |
Family
ID=6283432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853536432 Withdrawn DE3536432A1 (de) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | Beruehrungslose haltevorrichtung fuer halbleiterscheiben |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3536432A1 (de) |
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