DE10121010B4

DE10121010B4 - Halter für Halbleiterwafer in einer Bürstenreinigungsanlage

Info

Publication number: DE10121010B4
Application number: DE10121010A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Hunger; Matthias Fehr; Thomas Mieth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-04-28
Filing date: 2001-04-28
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2021-04-29
Also published as: US6804851B2; US20020160701A1; DE10121010A1

Abstract

Halter für eine flache Scheibe, insbesondere einen Halbleiterwafer in einer Vorrichtung zum Reinigen der Halbleiteroberfläche mithilfe von Bürsten, umfassend ein Trägerteil (61);
mehrere Tragarme (62), die spinnenförmig vom Trägerteil abstehen;
mehrere Auflagen (92) zum horizontalen Positionieren der Scheibe, die jeweils einem Tragarm zugeordnet sind; und
mehrere Führungsrollen (9) zum vertikalen Positionieren der Scheibe, die jeweils drehbar an einem Tragarm gelagert sind, wobei jede Auflage (92) als ringförmiger Kragen an einer der Führungsrollen (9) ausgeformt ist;
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (9) mit der kragenförmigen Auflage (92) als rotationssymmetrische Hülse mit einer durchgehenden Bohrung (91) ausgeformt ist, die von einem in der Bohrung angeordneten Bolzen (10) auf dem Tragarm (62) drehbar festgehalten wird, wobei der Bolzen (10) einen unteren Bolzenabschnitt (103) mit einem selbstsichernden Gewinde zum Befestigen in einer entsprechenden Aufnahme (67) am Tragearm, einen mittleren Bolzenabschnitt (102) zum gleitenden Lagern der Hülse und einen hutförmig ausgebildeten...

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
Derartige Halter werden insbesondere zur Lagebestimmung der Halbleiterwafer für einen Reinigungs- und Trocknungsprozess nach dem chemisch-mechanischen Polieren eingesetzt. Chemisch-mechanische Polierverfahren dienen dazu, im Rahmen der Herstellung von Halbleiterbauelementen Grabenfüllungen, Metallplugs, Zwischenoxyde oder Intermetallika einzuebnen. Beim chemisch-mechanischen Polieren wird der zu bearbeitende Halbleiterwafer von einem Scheibenträger gegen einen drehbar angeordneten Poliertisch gedrückt, auf dem sich eine elastisch perforierte Auflage befindet, die eine Poliermittel enthält. Der Halbleiterwafer und der Poliertisch rotieren dabei in entgegengesetzte Richtung, wodurch die Oberfläche des Halbleiterwafers an den herausragenden Stellen abpoliert wird, bis eine plane Scheibenoberfläche erreicht ist.
Nach dem chemisch-mechanischen Poliervorgang bleiben jedoch auf der Oberfläche des Halbleiterwafers Verunreinigungen zurück, die vor einem Weiterprozessieren der Halbleiterscheibe entfernt werden müssen. Hierzu wird der Halbleiterwafer nach Abschluss des mechanisch-chemischen Polierprozesses mithilfe einer automatischen Apparatur von der Polieranlage in eine Reinigungsanlage umgesetzt, in der der Halbleiterwafer mit einer Bürstenapparatur, einem sogenannten Brush-Cleaner, bearbeitet wird, um die Halbleiteroberfläche von diesen Verunreinigungen zu befreien. Während der Bürstenreinigung wird die Halbleiteroberfläche fortlaufend mit einer Benetzmittel enthaltenden Reinigungsflüssigkeit, zum Beispiel Ammoniak oder destilliertem Wasser gespült. Nach Abschluss der Bürstenreinigung wird der Halbleiterwafer dann durch Trockenschleudern von der Reinigungsflüssigkeit befreit.
Die Bürstenreinigung und das Trockenschleudern erfolgt dabei vorzugsweise in einer kombinierten Anlage, um ein weiteres Umsetzen des Halbleiterwafers zu vermeiden. Der Halbleiterwafer wird für den kombinierten Bürstenreinigungs- und Trocknungsprozess in einen Halter eingesetzt, der einerseits eine Drehbewegung des Halbleiterwafers erlaubt, die durch die Rotation der Bürsten auf der Halbleiteroberfläche beim Bürstenreinigungsprozess hervorgerufen wird, und andererseits ein Schleudern des Halbleiterwafers mit einer hohen Drehzahl beim Trocknungsprozess ermöglicht.
Der Halter für den Halbleiterwafer weist im allgemeinen einen Drehteller auf, von dem vorzugsweise vier symmetrisch angeordnete Tragarme spinnenförmig abstehen, auf denen der Halbleiterwafer mit seiner äußeren Umrandung aufsitzt. Zur horizontalen Positionierung des Halbleiterwafers auf den Tragarmen dienen dabei Kunststoffauflagen an den oberen Enden der Tragarme, auf denen der Halbleiterwafer aufliegt. Zur vertikalen Positionierung des Halbleiterwafers sind an den Tragarmen Führungsrollen vorgesehen, die den Halbleiterwafer seitlich umfassen und festhalten. Diese Führungsrollen sind drehbar auf den Tragarmen gelagert, um eine Drehbewegung des Halbleiterwafers während der Bürstenreinigung zu ermöglichen. Der Drehteller des Halters wird weiterhin von einem Motor angetrieben, um eine Drehbewegung des gesamten Halters zum Trockenschleudern des Halbleiterwafers nach der Bürstenreinigung ausführen zu können.
Der Drehteller und die Tragarme des Halters bestehen im allgemeinen aus beschichtetem Stahl. Durch den prozessbedingten Kontakt mit dem bei der Bürstenreinigung verwendeten chemischen Reinigungsmittel und den Poliermittelresten aus dem vorangegangenen chemisch-mechanischen Poliervorgang sowie durch die starke mechanische Belastung infolge der hohen Drehzahlen beim Trockenschleudern besteht jedoch die Gefahr, dass sich die Beschichtung von den Halterelementen löst und der darunter liegende Stahl korrodiert.
Die Führungsrollen zur vertikalen Positionierung des Halbleiterwafers sind bei den bekannten Haltern auf an den Tragarmen vorgesehenen Aufnahmestiften angeordnet und werden weiter durch Kunststoffscheiben fixiert. Die Aufnahmestifte für die Führungsrollen werden wie der Drehteller und die Tragarme des Halters aus beschichtetem Stahl hergestellt. Durch die Drehung der Führungsrollen beim Bürstenreinigungsprozess kann sich jedoch ein Abrieb dieser Beschichtung einstellen, der zu einem ungleichmäßigen Rundlauf der Führungsrollen und damit einem erhöhten Verschleiß führt. Ein weiteres Problem bei den bekannten Haltern kann sich beim Auswechseln der Führungsrollen ergeben, da die Gefahr besteht, dass die Kunststoffscheiben beim Abnehmen die Beschichtung des Aufnahmestiftes beschädigen. Diese Kunststoffscheiben sind darüber hinaus im allgemeinen nur einmal verwendbar.
Die an den Tragarmen vorgesehenen Auflageflächen zur horizontalen Positionierung der Halbleiterwafer werden üblicherweise aus Kunststoff, vorzugsweise POM, hergestellt. Bei diesen Auflagen besteht wiederum die Gefahr, dass sie sich durch den ständigen Kontakt mit dem im Bürstenreinigungsvorgang verwendeten Reinigungsmittel bzw. dem im chemisch-mechanischen Poliervorgang eingesetzten Poliermittel zersetzen, was dann zu zusätzlichen Verunreinigungen der Halbleiteroberfläche führt. Da die Auflageflächen auf den Tragarmen weit vor den Führungsrollen angeordnet sind, wird der Halbleiterwafer auch radial relativ weit innen abgestützt, so dass wenig Spielraum für die Bürstenmontage am Halter bleibt, was zu einer starken Durchbiegung und damit einer Beschädigung des Halbleiterwafers führen kann.

Aus der US 5,498,199 ist ein gattungsgemäßer Halter für Halbleiterwafer in einer Bürstenreinigungsanlage bekannt, bei dem die Auflage zur horizontalen Positionierung des Halbleiter wafers und die drehbare Führungsrolle zu dessen vertikaler Positionierung einteilig ausgebildet sind, wobei diese kombinierte Positioniereinrichtung mithilfe eines Kugellagers drehbar auf einem Tragearm gelagert ist. Diese einstückige Auslegung ermöglicht eine vereinfachte Herstellung und sichere Lagerung der Halbleiterwafer. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist jedoch die komplizierte Drehlagerung über ein Kugellager, was zu einem hohen Montage- und Wartungsaufwand führt.

Die US 5,052,886 zeigt weiter eine Bolzenlagerung einer Führungsrolle, die zur Übertragung einer Drehbewegung von einem Motor zu der Führungsrolle dient.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Halter für Halbleiterwafer in einer Bürstenreinigungsanlage bereitzustellen, der sich durch eine hohe Wartungsfreundlichkeit und einfache Montage auszeichnet, und darüber hinaus zuverlässig Beschädigungen und Verunreinigungen des Halbleiterwafers vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch einen Halter gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Halter für eine flache Scheibe, insbesondere einen Halbleiterwafer in einer Vorrichtung zum Reinigen der Halbleiteroberfläche mithilfe von Bürsten zeichnet sich dadurch aus, dass die Auflagen zum horizontalen Positionieren des Halbleiterwafers jeweils als ringförmiger Kragen an einer drehbar auf den Tragearmen gelagerten Führungsrolle, die zum vertikalen Positionieren des Halbleiterwafers dient, ausgeformt sind.

Durch die einstückige Ausgestaltung der Auflage zur horizontalen Positionierung des Halbleiterwafers und der drehbaren Führungsrolle zu dessen vertikaler Positionierung kann ein herkömmlicher Halterbauteil eingespart werden, was zu einer vereinfachten Herstellung und Montage führt. Darüber hinaus wird auch die Wartungsfreundlichkeit des Halters wesentlich verbessert, da beim Austausch der Führungsrollen und der Waferauflagen nur ein Bauteil ausgewechselt werden muss. Hierdurch werden die Wartungszeiten und damit die Gefahr einer Eintrocknung der Reinigungsbürsten beim Stillstand der Reinigungsanlage vermindert. Darüber hinaus wird durch die Ausbildung der Waferauflagen als Kragen an der Führungsrolle der Abrieb dieser Waferauflagen und damit die Gefahr einer Verschmutzung der Halbleiteroberfläche wesentlich reduziert. Weiterhin wird durch die Ausbildung der Waferauflage als Kragen an der Führungsrolle der Halbleiterwafer auch nur radial am äußersten Rand abgestützt, so dass ein größerer Spielraum am Halter zur Bürstenmontage gegeben ist und sich so auch die Gefahr einer Durchbiegung des Halbleiterwafers wesentlich vermindern lässt.

Erfindungsgemäß ist die Führungsrolle mit der kragenförmigen Auflage als rotationssymmetrische Hülse mit einer durchgehenden Bohrung ausgebildet, wobei die Führungsrolle von einem als Flachkopfschraube mit einem selbstsichernden Gewinde ausgebildeten Haltebolzen am Tragarm festgehalten wird. Dies ermöglicht eine einfache Montage bzw. Demontage der Führungsrolle, da nur der Haltebolzen entfernt werden muss. Dieser lässt sich darüber hinaus wieder verwenden, insbesondere dann, wenn er wie das Trägerteil und die Tragarme aus hochlegiertem, chemisch beständigem Edelstahl, der vorzugsweise in einem Elektropoliervorgang oberflächenbehandelt wird, besteht.

Weiterhin ist die Führungsrolle erfindungsgemäß so ausgebildet, dass an der Unterseite ein Aufsatz angeordnet ist, mit dem die Führungsrolle auf dem Tragarm aufliegt, wobei die Anliegfläche des Aufsatzes gegenüber dem Führungsrollendurchmesser einen verminderten Durchmesser besitzt, um die Flächenreibung bei der Drehung der Führungsrolle während des Bürstenreinigungsprozesses zu verringern. Diese reduzierte Flächenreibung sorgt wiederum für einen verminderten Abrieb der Führungsrolle und damit für eine längere Lebensdauer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das Trägerteil und die mehreren spinnenförmig vom Trägerteil abstehenden Tragarme einstückig als rotationssymmetrische Einheit aus hochlegiertem chemisch beständigen Edelstahl hergestellt, wobei die Oberfläche vorzugsweise elektropoliert ist. Durch diese Ausgestaltung der Tragekonstruktion des Halters muss nur ein einzelnes Bauteil gefertigt werden, wobei auf eine Beschichtung verzichtet werden kann. Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten des Halters wesentlich vermindern. Darüber hinaus wird so die Gefahr eines Abriebs der Beschichtung durch die mechanische Belastung während des Bürsten- und des anschließenden Trocknungsprozesses bzw. einer chemischen Abtragung der Beschichtung durch die beim Bürstenreinigungsprozess verwendeten Reinigungsmittel und die vorher beim chemisch-mechanischen Polieren eingesetzten Poliermittel ausgeschlossen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die Flächenreibung weiter verringern, wenn auch auf der Oberseite der Führungsrolle ein Aufsatz ausgebildet ist, auf dem der als Flachkopfschraube ausgebildete Haltebolzen mit seiner Unterseite aufsitzt und wobei dieser Aufsatz mit einem gegenüber dem Führungsrollendurchmesser verminderten Durchmesser ausgebildet ist. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich die Gefahr eines Abriebs der Führungsrolle vermindern und damit sowohl deren Lebensdauer verlängern als auch eine zusätzliche Oberflächenverunreinigung des Halbleiterwafers verhindern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf jedem Tragarm eine horizontale Stützfläche vorgesehen, auf der die Führungsrolle angeordnet ist, wobei radial vor der Führungsrolle auf der Stützfläche eine Auflage mit einer Anschlagfläche sitzt, deren Oberseite gegenüber der kragenförmigen Auflage an der Führungsrolle vorzugsweise um min destens einen Millimeter zurückgesetzt ist. Diese zusätzliche Auflage dient als Sicherungselement, das eine einfache und sichere Positionierung der Halbleiterscheibe auf dem Halter ermöglicht, die vorzugsweise mittels eines Roboterarms erfolgt. Falls der Roboterarm nämlich den Halbleiterwafer nicht in der gewünschten Position ablegt, sorgt die Anschlagfläche der zusätzlichen Auflage als Gleitebene dafür, dass der Halbleiterwafer automatisch auf die kragenförmige Auflage an der Führungsrolle rutscht. Durch die Zurücksetzung der Anschlagfläche der zusätzlichen Auflage gegenüber der kragenförmigen Auflage an der Führungsrolle wird gleichzeitig dafür gesorgt, dass kein Kontakt zwischen dem Halbleiterwafer und dieser Anschlagfläche besteht, wenn der Wafer sich in seiner gewünschten Position auf der kragenförmigen Auflage an der Führungsrolle befindet.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters mit aufgelegtem Halbleiterwafer während des Bürstenreinigungsvorgangs;

2 eine Explosionsdarstellung der in 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters;

3a–d eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsrolle, wobei 3a eine perspektivische Darstellung der Führungsrolle, 3b einen Querschnitt durch die Führungsrolle und 3c eine Aufsicht auf die Führungsrolle zeigt; und

4 eine seitliche Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltebolzens.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Reinigungskammer 32, in der vorzugsweise beide Oberflächen einer Halbleiterscheibe 4 mit einer Bürstenreinigungseinheit 5 von Verunreinigungen befreit werden. Die Bürstenreinigungseinheit 5 besteht vorzugsweise aus zwei Reinigungsbürsten 51, 52, die so zur Halbleiterscheibe 4 positioniert werden, dass die Halbleiterscheibe 4 sich zwischen den beiden Reinigungsbürsten 51, 52 befindet, wobei die obere Reinigungsbürste 51 in Kontakt mit der Oberseite der Halbleiterscheibe 4 und die untere Reinigungsbürste 52 in Kontakt mit der Unterseite der Halbleiterscheibe steht. Zum Reinigen der Oberflächen der Halbleiterscheibe werden die Reinigungsbürsten 51, 52 in entgegengesetzte Richtung gedreht, so dass die drehbar gelagerte Halbleiterscheibe sich zwischen den beiden Reinigungsbürsten hindurch dreht. Die Drehrichtungen der Reinigungsbürsten 51, 52 sowie der Halbleiterscheibe 4 sind durch Pfeile in 1 angezeigt.
Während der Bürstenreinigung wird die Halbleiteroberfläche fortwährend mit einer Benetzungsmittel enthaltenden Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Ammoniak oder destilliertem Wasser, gespült. Die Reinigungsflüssigkeit kann dabei direkt über die Reinigungsbürsten 51, 52 eingespeist werden oder über eine separate Zuführung (nicht gezeigt). Nach Abschluss der Bürstenreinigung wird die Halbleiterscheibe dann durch Trockenschleudern mit einer Drehgeschwindigkeit von z.B. 1800 U/min von der Reinigungsflüssigkeit wieder befreit.
Die Bürstenreinigung und das anschließende Trockenschleudern erfolgt dabei, wie in 1 gezeigt, vorzugsweise in einer kombinierten Einrichtung, so dass ein weiteres Umsetzen der Halbleiterscheibe vermieden werden kann. Die Halbleiterscheibe 4 wird zur Lagebestimmung während des Reinigungs- und Trocknungsprozesses in einen Halter 6 eingesetzt. Dieser Halter 6 besteht aus einem vorzugsweise scheibenförmigen Grundkörper 61, im weiteren auch als Trägerteil bezeichnet, der auf einem schematisch angedeuteten Motorblock 7 sitzt. Mithilfe dieses Motorblocks 7 kann das Trägerteil 61 im Rahmen des Trocknungsvorgangs der Halbleiterscheibe 4 auf die dafür erforderlichen Umdrehungen von bis zu 1800 U/min gebracht werden. Die beiden möglichen Drehrichtungen des Motorblocks 7 sind als Doppelpfeil in 1 angezeigt.
Vom Grundkörper 61 des Halters 6 stehen vorzugsweise vier winkelförmig ausgebildete Tragarme 62 ab. Diese vier Tragarme 62 sind dabei vorzugsweise symmetrisch am scheibenförmigen Grundkörper 61 angeformt, wobei der Grundkörper 61 und die Tragarme 62 wiederum vorzugsweise einstückig als rotationssymmetrische Einheit ausgebildet sind. Als Werkstoff zur Herstellung des Grundkörpers 61 und der Tragarme 62 wird dabei hochlegierter Edelstahl, vorzugsweise X6CrNiMoTi17-12-2 eingesetzt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch eine hohe Chemiebeständigkeit und Oberflächengüte aus, so dass keine zusätzliche Beschichtung vorgenommen werden muss, die sich bei einem Abrieb dann ggf. als Verunreinigung auf der Halbleiterscheibe niederschlagen könnte. Eine Verbesserung der Oberflächengüte des Edelstahls kann zusätzlich durch Elektropolieren erreicht werden.
Auf den oberen Enden der winkelförmigen Tragarme ist jeweils ein radial nach außen stehender Anschlag 63 vorgesehen, der wie die Explosionsdarstellung des Halters in 2 zeigt, jeweils eine plane Ablagefläche 65 bildet. Auf dieser Ablagefläche 65 sind radial hintereinander jeweils eine Waferauflage 8 und eine Führungsrolle 9 angeordnet. Die Waferauflage 8 setzt sich dabei aus einem Bolzen 81 und einem scheibenförmigen Kopf 82 zusammen, wobei der Bolzen 81, wie die Explosionsdarstellung in 2 weiter zeigt, in einer Bohrung 66 sitzt, die auf der Ablagefläche 65 des Anschlags 63 am Tragarm 62 ausgebildet ist. Die Waferauflage 81 wird vorzugsweise aus chemisch beständigem Kunststoff mit einer hohen Oberflächengüte, z.B. PTFE natur hergestellt.
Die Führungsrolle 9, die im Detail in 3a–c gezeigt ist, ist als rotationssymmetrische Hülse ausgebildet mit einer durchgehenden Innenbohrung 91. Die Führungsrolle setzt sich dabei im wesentlichen aus vier Abschnitten zusammen. Am unte ren Ende ist ein verbreiterter ringförmiger Kragenabschnitt 92 vorgesehen mit einer im wesentlichen planen Unterseite, auf der ein ca. 0,5 mm überstehender schmaler ringförmiger Aufsatz 96 um die Bohrung 91 herum ausgebildet ist. Die Oberseite 93 des verbreiterten Kragenabschnitts 92 ist leicht kegelförmig ausgebildet mit einem Anstellwinkel von 80°. An den verbreiterten Kragenabschnitt 92 schließt sich ein längerer zylindrischer Abschnitt 94 an, auf dem wiederum ein kürzerer kegelförmiger zulaufender oberer Abschnitt 95 aufsetzt. Der Anstellwinkel des kegelförmigen oberen Abschnitts 95 ist dabei vorzugsweise 30°.
Die Höhe des scheibenförmigen Kopfes 81 der Waferauflage 8 ist so mit der Führungsrolle abgestimmt, dass die Höhe des scheibenförmigen Kopfes 81 vorzugsweise ca. 1 mm niedriger ist als die Höhe des Kragenabschnitts 92 der Führungsrolle 9. Hierdurch wird gewährleistet, dass dann, wenn die Halbleiterscheibe 4 auf der Oberseite 93 des Kragenabschnitts 92 der Führungsrolle 9 anliegt, die Halbleiterscheibe 4 keinen Kontakt mehr mit dem scheibenförmigen Kopf 81 der Waferauflage 8 hat. Die Führungsrolle 9 wird aus einem chemisch beständigen Kunststoff mit hoher Oberflächengüte z.B. PEEK natur hergestellt.
Die Führungsrolle 9 wird auf dem Anschlag 63 des Tragarms 62 mithilfe eines als Flachkopfschraube ausgebildeten Haltebolzens 10 drehbar festgehalten. Der Haltebolzen 10, der im Detail in 4 dargestellt ist, weist einen verbreiterten Kopfabschnitt 101 auf, in dem ein Schlitz vorgesehen ist, an dem sich ein Drehwerkzeug ansetzen lässt. An diesen verbreiterten Kopfabschnitt 101 schließt sich ein längerer stiftförmiger Abschnitt 102 an, auf dem wiederum ein selbstsichernder Gewindeabschnitt 103 sitzt. Der Haltebolzen 10 kann mit diesem selbstsichernden Gewindeabschnitt 103 in einer auf der Ablagefläche 65 des Anschlags 63 am Tragarm 62 vorgesehenen hinteren Bohrung 67, die ein Gegengewinde trägt, eingeschraubt werden.
Die vordere Bohrung 66 und die hintere Bohrung 67 sind auf der Ablagefläche 65 des Anschlags 63 dabei vorzugsweise so angeordnet, dass zwischen dem scheibenförmigen Kopf 81 der Waferauflage 8 und dem verbreiterten Kragenabschnitt 92 der Führungsrolle 9 ein Abstand von wenigstens ca. 2 mm besteht. Der Haltebolzen 10 ist so ausgelegt, dass der stiftförmige Abschnitt 102 im wesentlichen die Höhe der Führungsrolle 9 besitzt. Auf diesem Stiftabschnitt 102 gleitet die Führungsrolle 9 dann im befestigten Zustand mit der Innenseite ihrer Bohrung 91. Festgehalten wird die Führungsrolle 9 dabei durch den verbreiterten Kopfabschnitt 101, der auf dem kegelförmigen oberen Abschnitt 95 der Führungsrolle 9 aufsitzt. Die Berührfläche des Kopfabschnitts 101 des Haltebolzens 10 ist dabei durch den verminderten Durchmesser des oberen Kegelabschnitts 94 an der Führungsrolle 9 nur klein, so dass eine minimale Gleitreibung erreicht wird. Die Gleitreibung wird auch durch den schmalen unteren Aufsatz 96 der Führungsrolle 9 verringert, mit der die Führungsrolle auf der Anliegefläche 65 des Aufsatzes 63 am Tragarm 62 aufliegt. Der Haltebolzen 10 ist wie die Tragarme 62 und der Grundkörper 61 aus hochlegiertem Edelstahl, vorzugsweise X6CrNiMoCi17-12-2 hergestellt, dessen Oberfläche zusätzlich durch Elektropolieren vergütet ist. Durch diese Materialwahl ist es nicht erforderlich, eine zusätzlich Beschichtung auf dem Haltebolzen vorzusehen, die sich während des Betriebs des Halters abreiben kann und so zu einem schnelleren Verschleiß der Führungsrolle 9 führen würde.
Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Halters 6 für den Bürstenreinigungs- und Trockenschleudervorgang wird eine hohe Wartungsfreundlichkeit erreicht, da sowohl die vertikale als auch horizontale Positionierung der Halbleiterscheibe ausschließlich durch die Führungsrolle 9 vorgenommen wird. Der ringförmig verbreiterte Kragenabschnitt 92 der Führungsrolle dient als Auflagefläche für die Halbleiterscheibe, die wiederum vertikal durch den sich daran anschließenden zylinder förmigen oberen Abschnitt 94 der Führungsrolle 9 gesichert wird.
Die zusätzlichen Waferauflagen 8 vereinfachen insbesondere den Beladevorgang des Halters mit der Halbleiterscheibe, der üblicherweise über einen Roboterarm vorgenommen wird. Wenn dieser Roboterarm die Halbleiterscheibe 4 nicht in ihrer exakten Position auf den verbreiterten Kragenabschnitten 92 der Führungsrollen 9 aufsetzt, z.B. aufgrund eines Steuerungsfehlers, sorgen die zusätzlichen Waferauflagen 8 dafür, dass die Halbleiterscheibe 4 über den verbreiterten Kopfabschnitt 81 der Waferauflagen 8 zu den Führungsrollen 9 hingleitet und sich so automatisch auf der Oberseite 93 des verbreiterten Kragenabschnittes 92 dieser Führungsrollen positioniert. Wenn die Halbleiterscheibe 4 richtig positioniert ist, berührt die Waferauflage 8 die Halbleiterscheibe 4 nicht mehr, da diese, wie oben erläutert, eine geringere Höhe als der verbreiterte Kragenabschnitt 92 der Führungsrollen 9 besitzt. Durch das drehbare Lagern der Führungsrollen 9 auf dem Anschlag 63 am Halter 6 mithilfe des stiftförmigen Haltebolzens 10 ist eine einfache Montage und Demontage der Führungsrollen möglich, wobei der Haltebolzen mehrfach eingesetzt werden kann. Das selbstsichernde Gewinde am Haltebolzen 10 gewährt dabei eine exakte Positionierung der Führungsrolle 9 auf dem Halter 6 und damit einen gleichmäßigen Rundlauf.
Die einstückige Ausgestaltung des Halter 6 mit dem Grundkörper 61 und den vier spinnenförmig daran angeordneten Tragarmen 62 sorgt weiter für eine vereinfachte Herstellung und Montage, wobei durch die Wahl von hochlegiertem Edelstahl keine zusätzliche Oberflächenbeschichtung, die die Gefahr eines Abriebs nach sich zieht, notwendig ist.

Claims

Halter für eine flache Scheibe, insbesondere einen Halbleiterwafer in einer Vorrichtung zum Reinigen der Halbleiteroberfläche mithilfe von Bürsten, umfassend ein Trägerteil (61); mehrere Tragarme (62), die spinnenförmig vom Trägerteil abstehen; mehrere Auflagen (92) zum horizontalen Positionieren der Scheibe, die jeweils einem Tragarm zugeordnet sind; und mehrere Führungsrollen (9) zum vertikalen Positionieren der Scheibe, die jeweils drehbar an einem Tragarm gelagert sind, wobei jede Auflage (92) als ringförmiger Kragen an einer der Führungsrollen (9) ausgeformt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (9) mit der kragenförmigen Auflage (92) als rotationssymmetrische Hülse mit einer durchgehenden Bohrung (91) ausgeformt ist, die von einem in der Bohrung angeordneten Bolzen (10) auf dem Tragarm (62) drehbar festgehalten wird, wobei der Bolzen (10) einen unteren Bolzenabschnitt (103) mit einem selbstsichernden Gewinde zum Befestigen in einer entsprechenden Aufnahme (67) am Tragearm, einen mittleren Bolzenabschnitt (102) zum gleitenden Lagern der Hülse und einen hutförmig ausgebildeten oberen Bolzenabschnitt (101) zum vertikalen Positionieren der Hülse aufweist und wobei die Führungsrolle (9) an der Unterseite mit einem Aufsatz (96) versehen ist, der auf dem Tragarm (62) aufliegt, wobei die Anlagefläche des Aufsatz einen gegenüber dem Hülsendurchmesser verringerten Durchmesser besitzt, um eine verminderte Flächenreibung zu erzielen.
Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (61) und die mehreren Tragarme (62) einstückig als rotationssymmetrische Einheit aus hochlegiertem chemisch beständigen Edelstahl hergestellt sind, wobei die Oberfläche vorzugsweise elektropoliert ist.
Halter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (9) an der Oberseite mit einem Aufsatz (95) versehen ist, der an dem hutförmigen oberen Bolzenabschnitt (101) mit der Oberseite anliegt, wobei die Anlagefläche des Aufsatz einen gegenüber dem Hülsendurchmesser verringerten Durchmesser besitzt, um eine verminderte Flächenreibung zu erzielen.
Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (62) am oberen Ende eine horizontale Ablagefläche (65) aufweist, auf der die Führungsrolle angeordnet ist, wobei auf der Ablagefläche radial vor der Führungsrolle eine Anschlagfläche (8) vorgesehen ist, die gegenüber der Oberseite der kragenförmigen Auflage (92) an der Führungsrolle (9) vorzugsweise um mindestens 1 mm zurückgesetzt ist.