DD224878A1 - Verfahren zur vollautomatischen handhabung von substratscheiben in einer ionenstrahlaetzanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollautomatischen Handhabung von Substratscheiben in einer Ionenstrahlaetzanlage. Die Substratscheiben werden insbesondere fuer mikroelektronische Bauelemente mittels eines Ionenstrahles in der Ionenstrahlaetzanlage bearbeitet. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Handhabung der Substratscheiben derart zu gestalten, dass mit einer minimalen Anzahl von Verfahrensschritten eine vollautomatische Ionenstrahlaetzung fuer verschiedene Boeschungswinkel und eine Sekundaerionenbeschichtung der Substratscheiben ohne Zwischenbelueftung in einfacher Weise moeglich ist. Das erfindungsgemaesse Verfahren besteht darin, dass eine Substratscheibe mittels einer als aeusserer Schleusendeckel wirkenden Transporteinrichtung durch eine in der Vakuumkammerwand angebrachte Schleusenoeffnung auf einem in der Vakuumkammer befindlichen, als innerer Schleusendeckel wirkenden Substrathalter uebergeben wird, auf diesem waehrend des Bearbeitungsprozesses verbleibt und danach mittels der Transporteinrichtung wieder entnommen wird und dass der Substrathalter mit der Substratscheibe eine lineare Bewegung in Schleusenoeffnungsachse von der Schleuse weg und zurueck ausfuehrt und dabei nacheinander in Positionen fuer Ionenstrahlaetzen fuer verschiedene Boeschungswinkel und in Position fuer Sekundaerionenbeschichtung gebracht wird. Fig. 3

Description

- Λ-

Verfahren zur vollautomatischen Handhabung von Substratscheiben in einer Ionenstrahlätzanlage

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollautomatischen Handhabung von Substratscheiben in einer Ionenstrahlätzanlage. Die Substratscheiben werden insbesondere für mikroelektronische Bauelemente mittels eines Ionenstrahles bearbeitet. Es ist mitunter auch erforderlich, die Substratscheiben nach dem Ätzen mittels Sekundärionenbeschichtung zu behandeln.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Ionenstrahlätzanlagen zur Bearbeitung von Substrat scheiben sind bekannt« Sie weisen eine als Bearbeitungskammer ausgebildete Vakuumkammer auf, an die eine Ionenstrahlquelle angeflanscht ist. Die Substratscheiben werden in die Vakuumkammer eingebracht, auf einen Substrathalter gelegt, bearbeitet und wieder aus der Vakuumkammer gebracht· So werden bei den Ionenstrahlätzanlagen gemäß Prospekt der Pa. Technics "MIM MICRO IOH MHLHG-Ionenstrahl-Atzanlagen¹¹ mehrere Scheiben manuell in die offene Vakuumkammer auf einen Substrathalter gelegt. Danach wird die Vakuumkammer verschlossen« Während des Bearbeitungsprozesses bleiben die Substratscheiben auf dem Substrathalter, der manuell schwenkbar ist, um das Ätzen verschiedener Böschungswinkel und eine Sekundärionenbeschichtung zu ermöglichen· Danach werden die Substratscheiben wieder manuell entnommen. Bei diesen Anlagen kann zwar der Bearbeitungsprozeß automatisch gesteuert ablaufen, jedoch ist keine automatische Handhabung

der Substratscheiben möglich, und damit auch, keine vollautomatisierte Produktionsanlage realisierbar.

In der DE-OS 24 30 462 ist eine Einrichtung zur automatischen Förderung von Werkstücken zu einer in einer Vakuumkammer befindlichen Bearbeitungsstation beschrieben, gemäß der eine Substratscheibe auf einen Substrathalter gelegt wird, der auf einer Hubvorrichtung aufliegt. Dazu ist eine Schleusenöffnung vorhanden und die Hubvorrichtung wirkt als innerer Schleusendeckel. Die Handhabung der Substratscheiben erfolgt derart, daß nach dem Auflegen der Subs-tratscheibe die Schleuse mittels eines äußeren Schleusendeckels verschlossen und die Hubvorrichtung abgesenkt wird. Der Substrathalter mit Substratscheibe wird mittels eines komplizierten Zangenmechanismusses innerhalb der Vakuumkammer von der Hubvorrichtung entnommen und der Bearbeitungsstation horizontal zugeführt· Danach wird der Substrathalter wieder der Hubvorrichtung zugeführt und die Scheibe durch die Schleuse entnommen. Mit dieser Anlage ist ebenfalls kein vollautostatischer Betrieb möglich, außerdem kein Schrägätzen für verschiedene Böschungswinkel und keine Sekundärionenbeschichtung der Substratscheiben·

Durch die DE-OS 25 29 018 ist eine Einrichtung zur automatischen Einzelförderung von Werkstücken in eine unter Unterdruck stehende Bearbeitungsstation bekannt, wonach die Handhabung der Substratscheiben derart erfolgt, daß jeweils eine Substrat scheibe dem als innerer Schleusendeckel wirkenden Substrathalter mittels einer 'Transporteinrichtung zugeführt wird und der abgesenkt wird, nachdem ein äußerer separater Schleusendeckel die Abdichtung der Vakuumkammer übernommen hat, und auf dem die Substrat scheibe während des gesamten Bearbeitungsprozesses verbleibt. In der Vakuumkammer sind mindestens zwei Substrathalter angeordnet, so daß sich immer der eine in Schleusungsposition und der

andere in Bearbeitungsposition befindet. Die Substrathalter werden kreisförmig zu den einzelnen Positionen bewegt. Auf Grund des Handhabungsverfahrens für die Substrat scheiben, nach dem die Substrathalter die gleiche Lage in den einzelnen Positionen gleichzeitig einnehmen müssen, ist die Anwendung bei Ionenstrahlätzanlagen, bei denen Ätzen für verschiedene Böschungswinkel und Sekundärionenbeschichtung der Substratscheiben gefordert wird, nicht möglich.

Bei einer Anlage zur Beschichtung von Substratscheiben gem· DS-OS 30 47 411 werden die Substratscheiben einzeln mittels einer Transporteinrichtung durch eine in der Vakuumkammerwand angeordneten Schleuse dem Substrathalter übergeben, wobei die !Transporteinrichtung gleichzeitig als äußerer Schleusendeckel wirkt· Die Vakuumkammer ist dabei innen durch einen inneren Schleusendeckel abgedichtet. Die Substratscheiben verbleiben während des gesamten Bearbeitungsprozesses auf dem ringförmigen Substrathalter, der diese den Bearbeitungsstationen kreisförmig zuführt· Das dieser DS-OS entnehmbare Verfahren zur vollautomatischen Handhabung der Substratscheiben kann ebenfalls bei Ionenstrahlätzanlagen, bei denen Ätzen für verschiedene Böschungswinkel möglich sein soll, nicht angewandt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Handhabung von Substrat scheiben in einen Ionenstrahlätzanlage eine hochproduktive, vielseitig einsetzbare, vollautomatische Ionenstrahlätzanlage zu schaffen,

Wesen der Erfindung

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Handhabung der Substratscheiben derart zu gestalten, daß mit einer mini— malen Anzahl von Verfahrensschritten eine vollautomatische

Ionenstrahlätzung für verschiedene Böschungswinkel und eine· Sekundärionenbeschichtung der Substratscheiben ohne Zwischenbelüftung der Vakuumkammer, in einfacher Weise möglich ist* Die Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise eine Substratscheibe mittels einer als äußerer Schleusendeckel wirkenden Transporteinrichtung durch eine in der Vakuumkammerwand angebrachte Schleusenöffnung auf einem in der Vakuumkammer befindlichen, als innerer Schleusendeckel wirkenden Substrathalter übergeben wird, auf diesem während des gesamten Bearbeitungsprozesses verbleibt und danach mittels der Transporteinrichtung wieder entnommen wird und daß der Substrathalter mit der Substrat scheibe eine lineare Bewegung in Schleusenöffnungsachse von der Schleuse weg und zurück ausführt und dabei nacheinander in Positionen für Ionenstrahlätzen für verschiedene Böschungswinkel und in Position für Sekundärionenbeschichtung gebracht wird*

Durch die erfindungsgemäße Handhabung der Substratscheiben entfällt jeglicher manueller 7erfahrensschritt und da der Substrathalter nur eine lineare Bewegung in Schleusenöffnungsachse weg und zurück ausführt, kann er in einfachster Weise, z.B· durch Schwenken, in verschiedene Bearbeitungspositionen, nämlich zur Ionenstrahlätzung unter den verschiedensten Böschungswinkeln und zur Sekundärionenbeschichtung der Substratoberfläche gebracht werden· Eine Zwischenbelüftung der Vakuumkammer ist dabei nicht erforderlich.

Ausführungsbeiapiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 bis 7: Die Handhabung der Substratscheiben Figur·· 8: Varianten der Verfahrensausübung in den einzelnen Verfahrensschritten·

In der Wand der Vakuumkammer 1 der Ionenstrahlätzanlage befindet sich eine Schleusenöffnung 2. An die Vakuumkammer 1 ist eine Ionenstrahlquelle 3 angeflanscht. Innerhalb der Yakuumkammer 1 befindet sich ein Substrathalter 4 und ein schwenkbares Target 5» Der Substrathalter 4 ist mit bekannten Mitteln in Schleusenöffnungsachse linear bewegbar. Die Handhabung der Substratscheiben erfolgt in folgender Weise: Der Substrathalter 4 befindet sich in einer Ausgangsstellung, in der er die Schleusenöffnung 2 ton innen vakuumdicht verschließt.. Eine Substratscheibe 6 wird mittels einer Transporteinrichtung 7 herangebracht, auf die Oberfläche 8 des Substrathalters 4 abgelegt und von diesem gehaltert. Die Transporteinrichtung 7 wirkt dabei als äußerer Schleusendeckel und dichtet die Vakuumkammer 1 von außen vakuumdicht ab (Pig. 2). Danach führt der Substrathalter 4 eine lineare Bewegung in Schleusenöffnungsachse von der Schleuse weg aus (Pig. 3) und wird durch Schwenken in die Bearbeitungsposition für Ätzen mit einem Böschungswinkel von 0° gebracht (Pig. 4). Bei einer weiteren geringen linearen Bewegung des Substrathalters 4 kann der Schwenkwinkel derart verändert werden, daß verschiedene Böschungswinkel der Struktur der Substratscheibe ätzbar sind (Pig.5)· Das Schwenken des Substrathalters kann in bekannter Weise erfolgen« Der obere Teil 9 des Substrathalters kann drehbar sein. Bei einer weiteren linearen Bewegung des Substrathalters 4 von der Schleuse weg wird der Substrathalter 4 in die Position für Sekundärionenbeschichtung gebracht (Pig. 6). Zur Sekundärionenbeschichtung wird das Target 5 in die entsprechende Stellung geschwenkt (Pig.7). Hach der Pertigbearbeitung der Substratscheiben 6 führt der Substrathalter 4 eine lineare Bewegung in Schleusenöffnungsachse zur Schleuse hin aus bis zur Stellung gem. Pig. 2. Die Schleusenöffnung 2 wird vom Substrathalter 4 vakuumdicht verschlossen und die Substratscheibe .6 wird

mittels der Transporteinrichtung 7 entnommen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ionenstrahlätzanlage sehr variabel genutzt werden* Eine Auswahl d.er möglichen Verfahrensschritte ist in Fig. 8 dargestellt·. Die Ziffern 1 bis 7 stellen die einzelnen Verfahrensschritte nach Pig. 1 bis 7 dar. Sie können die Verfahrensschritte 1-2-3-4-3-2-1 oder 1-2-3-5-3-2-1 oder 1-2-3-4-6-7-6-3-2-1 oder 1-2-3-5-6-7-6-3-2-1 gewählt werden. Mit dem Handhabungsverfahren können, falls gewünscht, auch noch andere Bearbeitungsschritte für die Substratscheiben verwirklicht werden, ζ. B. Reinigung der Substratseheibenoberfläche.

Claims (1)

1. -7 -Pat ent ansprach

   Verfahren zur vollautomatischen Handhabung von Substratscheiben in einer Ionenstrahlätzanlage, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Substratscheibe (6) mittels einer als äußerer Schleusendeckel wirkenden Transporteinrichtung (7) durch eine in der Vakuumkammerwand (1) angebrachte Schleusenöffnung (2) auf einem in der Vakuumkammer befindlichen, als innerer Schleusendeckel wirkenden Substrathalter (4) übergeben wird, auf diesem während des gesamten Bearbeitungspro·* zesses verbleibt und danach mittels der Transporteinrichtung (7) wieder entnommen wird und daß der Substrathalter (4) mit der Substratscheibe (6) eine lineare Bewegung in SchleusenSffnungsachse von der Schleuse weg und zurück ausführt und dabei nacheinander in Positionen für Ionenstrahlätzen für verschiedene Böschungswinkel und in Position für Sekundärionenbeschichtung gebracht wird«

   - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -