DE10104319C1

DE10104319C1 - Rotierende Halterung für einen Wafer

Info

Publication number: DE10104319C1
Application number: DE2001104319
Authority: DE
Inventors: Erich Thallner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2021-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotierende Halterung für einen Wafer. Die Aufgabe der Erfindung, eine rotierende Halterung für einen Wafer und zwar insbesnodere zur Anwendung bei der Spinbeschichtung zu schaffen, welche bei einfacher Ausführung der Lagerung, die zugleich in einfacher Weise zu demontieren und zu montieren sein soll, eine hohe Laufruhe im Sinne einer völligen Unterdrückung von Taumelbewegungen erreicht, wird dadurch gelöst, daß die im wesentlichen senkrechte Rotationsachse der Halterung (4) um einen kleinen Winkel gegenüber der Rotationsachse des fest angeordneten Antriebes (2) kippbar ist und sich unter dem Wafer (5) bzw. unter einer Auflagescheibe (4) für den Wafer (5) in der Nähe der Peripherie eine Ringleitung (8) mit gleichmäßig über den Umfang verteilten, nach oben gerichteten Düsen (7) zur Ausbildung einer Fluidlagerung für den rotierenden Wafer (5) befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Halterung für eine allgemein als Wafer bezeichnete Halbleiterscheibe während der verschiedenen Bearbeitungsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterschaltungen auf dieser Halbleiterscheibe. Eine solche Halterung wird oft auch als "Chuck" bezeichnet und ist beispielsweise aus der US 5 868 843 bekannt.

Zur Rationalisierung dieser Bearbeitungsverfahren wird es angestrebt, auf einem möglichst großen Wafer möglichst viele solcher Halbleiterschaltungen gleichzeitig zu bearbeiten. Derzeit ist bei den modernsten Fertigungsanlagen beispielsweise ein Durchmesser des Wafers von 300 mm üblich.

Bei Behandlung des Wafers mit Flüssigkeiten, beispielsweise bei der sogenannten Spinbeschichtung mit einem lichtempfindlichen Photolack zur Erzeugung feinster Strukturen mittels photographischer Belichtung sowie beim anschließenden Entwickeln des Lackes und beim Ätzen der beim Entwickeln freigelegten Bereiche läßt man zunächst den Photolack in einem feinen Strahl auf den rotierenden Wafer fließen, wo er durch die Fliehkraft in Verbindung mit der Adhäsion und der dem Photolack innewohnenden Zähigkeit gleichmäßig auf der Oberfläche des Wafers verteilt wird. Es versteht sich, daß dabei die Oberfläche des Wafers genau waagerecht bzw. die Rotationsachse genau senkrecht verlaufen müssen, da ansonsten eine Schwerkraftkomponente die gleichmäßige Verteilung des Photolacks stören würde.

Bei kleinsten Toleranzen in der Führung der Rotationsachse kommt es zu einer Taumelbewegung des Wafers um seine Rotationsachse, was die Gleichmäßigkeit der Auftragung beispielsweise des Photolackes um so stärker stört, je größer der Durchmesser des Wafers ist, wobei, wie oben bereits bemerkt, große Durchmesser im Interesse einer hohen Produktivität angestrebt werden.

Die US 5 868 843 beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten eines Wafers, der auf einem rotierenden Träger angeordnet ist.

Die DE 41 28 276 A1 hat eine Rotationsvorrichtung zum Gegenstand.

Die DE 693 23 079 T2 offenbart eine rotierende Wafer- Halterung.

Die nächstliegende technische Lösung dieses Problems besteht darin, die zentrale Lagerung in axialer Richtung besonders präzise auszuführen, was einerseits einen erheblichen technischen Aufwand erfordert und zum anderen durch die Forderung, daß die Halterung zu Reinigungszwecken in einfacher Weise zu demontieren und wieder zu montieren sein muß, erheblich erschwert wird.

Der Wafer wird meist, aber nicht ausschließlich, mittels Unterdruck auf einer rotierenden Auflagescheibe gehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Halterung für einen Wafer und zwar insbesondere zur Anwendung bei den besprochenen Fertigungsverfahren zu schaffen, welche bei einfacher Ausführung der Lagerung, die zugleich in einfacher Weise zu demontieren und zu montieren sein soll, eine hohe Laufruhe im Sinne einer völligen Unterdrückung von Taumelbewegungen erreicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Wafer wird auf einer Halterung (einer Auflageplatte) abgelegt und mittels Vakuum angesaugt. Zum Unterschied von bisher bekannten Systemen ist diese Auflageplatte (Halterung) nicht starr, sondern elastisch oder gelenkig um einen kleinen Winkel zur Senkrechten beweglich zur Achse des Antriebes montiert. Der äußere Rand des Wafers oder der Auflageplatte, auf welcher der Wafer praktisch bis zum Rand aufliegt, sind gewissermaßen ergänzend pneumatisch oder auf einem anderen aus den Düsen austretenden Fluid gelagert. Der Abstand zwischen dem Wafer bzw. der Auflageplatte und den Düsen ist gering und wird durch den Überdruck bzw. die Menge der aus strömenden Luft oder eines anderen Fluids sowie durch die Umfangs geschwindigkeit am Ort der Düsen bestimmt. Da alle Düsen über ei nen gemeinsamen Ringkanal mit Luft bzw. einem anderen Fluid ver sorgt werden, kommt es zwischen den Düsen automatisch zu einem Druckausgleich, so daß sich ebenso automatisch, unabhängig von et waigen möglichen Verlagerungen der Antriebsachse, der Wafer bzw. dessen Auflageplatte stets genau parallel zu dem Kranz der Düsen einstellt.

Werden die Düsen zur Zuführ einer Reinigungslösung benutzt, so kann der Wafer zusätzlich an seiner Unterseite gereinigt werden.

Kommt hingegen bei einem speziellen Arbeitsgang eine bereits bearbeitete Flache des Wafers nach unten zu liegen, so ist es vorteilhaft, wenn dieser auf einer Auflageplatte hegt, welche bis zu seinem Rand reicht. Es versteht sich, daß in diesem Falle die Düsen auf die Auflageplatte wirken und dieselbe zusammen mit dem Wafer ständig genau waagerecht ausrichten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Halterung

Fig. 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Düsenring.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Prozeßkammer, in welcher ein Wafer 5 beispielsweise mit Photolack beschichtet werden soll. Die Einrichtung, aus welcher der Photolack ausströmt, entspricht dem Stand der Technik. Da sie dem Fachmann allgemein bekannt ist, wurde sie nicht dargestellt. Ein Motor 2 versetzt eine Auflageplatte 4, auf welcher der Wafer 5 mittels eines in Vakuumkanälen 9 herrschenden Vakuums gehalten wird, in Rotation Erfindungswesentlich ist ein elastisches Element 3, beispielsweise aus einem Polymer gefertigt, welches die Verbindung zwischen der Achse des Motors 2 und der Auflageplatte 4 herstellt und welches derart bemessen und angebracht ist, daß es zum einen das Drehmoment des Motors 2 auf die Auflageplatte 4 überträgt und zum anderen ausreichend elastisch ist, um die Rotationsachse der Auflageplatte 4 gegenüber der Rotationsachse der Achse des Motors 2 geringfügig kippen zu können. Dies ist erforderlich, damit sich die Auflageplatte 4 mit dem aufliegenden Wafer 5 bei Taumelbewegungen der Achse des Motors 2, an deren Lagerung nun keine besonderen Anforderungen mehr zu stellen sind, auf dem Luftpolster von aus Düsen 7 ausströmender Druckluft stets genau waagerecht einstellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wirken die Düsen 7, die in einem Düsenring 6 angeordnet sind und durch eine Ringleitung 8 mit Druckluft versorgt werden, auf den äußeren Rand des Wafers 5 ein. Genauso gut könnten sie auch auf den äußeren Rand der entsprechend bis zum Rand des Wafers 5 reichenden Auflageplatte 4 einwirken, wenn die direkte Einwirkung auf den Wafer 5, wie oben dargelegt, nicht erwünscht ist.

Claims

1. Rotierende Halterung für einen Wafer, insbesondere zur sogenannten Spinbeschichtung desselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Rotationsachse des Antriebs (2) und einer Auflageplatte (4) für den Wafer (5) mit einem elastischen Element (3) erfolgt, das so an der Auflageplatte (4) angebracht ist, daß es das Drehmoment des fest angeordneten Antriebs (2) auf die Auflageplatte (4) überträgt und dabei so elastisch ist, daß die Rotationsachse der Auflageplatte (4) gegenüber der Rotationsachse des Antriebs (2) geringfügig kippbar ist und sich unter dem Wafer (5) oder unter der Auflageplatte (4) jeweils an dessen Peripherie eine Ringleitung (8) mit gleichmäßig über den Umfang verteilten, nach oben gerichteten Düsen (7) zur Ausbildung einer Fluidlagerung für den rotierenden Wafer (5) befindet.

2. Halterung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vakuumansaugung des Wafers (5) auf der Auflageplatte (4).

3. Halterung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Klemmeinrichtung zur Befestigung des Wafers (5) auf der Auflageplatte (4).

4. Halterung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Magnetbefestigung des Wafers (5) auf der Auflageplatte (4).