DE10164175A1

DE10164175A1 - Prozessgerät mit mindestens zwei Raumeinheiten mit jeweils einer gegenüber der Umgebung verminderten Dichte kontaminierender Teilchen

Info

Publication number: DE10164175A1
Application number: DE10164175A
Authority: DE
Inventors: Kay Lederer; Steffen Hornig
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: US20030121417A1; JP2004006626A; DE10164175B4; US6797029B2

Abstract

Zwischen zwei Raumeinheiten (21, 22) zur Herstellung eines Mini-Environments in einem Prozeßgerät (2) zur Herstellung von Halbleiterwafern (1) wird eine dritte Raumeinheit (23) angeordnet, welche eine zu den laminaren Strömungen (41, 42) der Raumeinheiten (21, 22) senkrechte laminare Strömung (43) aufweist und mit einer geringfügig größeren Strömungsgeschwindigkeit betrieben wird. Gemäß der Bernoulli-Gleichung ist damit der statische Druck in der dritten Raumeinheit (23) niedriger als in den umgebenden Raumeinheiten (21, 22). Vorteilhaft tritt damit keine Kontamination aus einer stärker belasteten Raumeinheit (22) in eine weniger belastete Raumeinheit (21) über.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung von wenigstens zwei Raumeinheiten mit jeweils einer gegenüber der Umgebung verminderten Dichte kontaminierender Teilchen in einem Prozeßgerät zur Verarbeitung wenigstens einer Halbleiterscheibe, sowie ein Verfahren zum Betrieb der Anordnung.
Solche Anordnungen sind aus Halbleiterfertigungsstätten, welche erhöhten Anforderungen an die Reinraumbedingungen in den Hallen unterliegen, bekannt. Sowohl die Halle selbst wie auch die einzelnen Prozeßgeräte unterliegen dabei strikten Spezifikationen bezüglich der Einhaltung von Temperatur, Humidität, Luftdruck, Luft-Strömungsgeschwindigkeit, Dichte kontaminierender Teilchen etc.. Typische Reinraumanlagensysteme umfassen daher Sensoren zur Messung der entsprechenden Parameter, welche in einem Regelkreislauf ihre Daten den entsprechenden Lüftungs-, Kühl- oder Heizungs- und Umwälzsystemen zur Verfügung stellen. Die zulässigen Variationsbereiche für die jeweiligen Parameter sind dabei zumeist sehr eng.
Mit den abnehmenden Strukturgrößen auf den Halbleiterscheiben, etwa Wafern, wird auch das Spektrum von Größen kontaminierender Teilchen, welche zu einer Schädigung der integrierten Schaltung auf der Scheibe führen können, immer ausgedehnter. Unter kontaminierenden Teilchen werden in diesem Dokument aber nicht nur makroskopische Teilchen verstanden, welche sich aus der Luft auf eine integrierte Schaltung auf der Halbleiterscheibe niedersetzen können, sondern auch chemische Substanzen wie Lösungen, Amine oder andere reaktive Substanzen. Diese können die oftmals mit empfindlichen Schichten belegten Scheiben angreifen und damit die Oberfläche chemisch verändern. Beispielweise können in lithografischen Belichtungsgeräten die durch Belichtung von einem Säurebildner freigesetzten Säuren die empfindliche Resist-Oberfläche noch unbelichteter, nachfolgender Halbleiterscheiben angreifen und damit die Fotoaktivität des Resists nachteilhaft abschwächen. Andererseits kann dadurch auch die Objektivlinse angegriffen werden, welches zu einer Linsendegradation führen kann, so daß die Linse entweder öfter gereinigt werden muß - mit dem Ergebnis einer geringeren Produktivität, oder daß durch eine kürzere Lebensdauer die Linsen nach kürzeren Abständen ausgewechselt werden müssen mit dem Ergebnis höherer Produktionskosten.
In dem genannten Beispiel besteht die Ursache in der Kontamination innerhalb einer kontaminationsreduzierten Raumeinheit eines lithografischen Belichtungsgeräts selbst. Bei gerade einem solchen Gerät ist es aber gewöhnlich das Ziel, den Grad an Kontamination, d. h. die Dichte kontaminierender Teilchen in der Raumeinheit, im Vergleich zu den umgebenden Einheiten besonders gering zu halten. Für den genannten Fall kann daher ein effektiver Schutz nur in einer besonders geeigneten Anlage zur Erzeugung des sogenannten Mini-Environments in der genannten Raumeinheit bestehen.
Ein typisches Problem stellt hingegen die Kontaminationsquelle in den die besonders empfindliche Raumeinheit des Belichtungsgerätes umgebenden Raumeinheiten des sogenannten Lithographischen Tracks dar. Auf automatisierten Transportstrecken durchlaufen die Halbleiterscheiben verschiedene Stationen wie Hot Plate, Cool Plate, Belackung, Pre-Bake etc.. Dabei wirkt einerseits der mechanische Abrieb der Transportsysteme verunreinigend, andererseits aber auch die Prozessierung der Substratoberfläche als Kontaminationsquelle. Viele dieser Stationen besitzen eigene Raumeinheiten mit eigenen Vorrichtungen zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen, d. h. Anlagen zur Erhaltung eines jeweiligen Mini-Environments. Naturgemäß ist in diesem Beispiel die Anforderung an die kontaminationsreduzierte Raumeinheit des Belichtungsgeräts bezüglich der Reinraumparameter am höchsten.
Für die Übergabe einer Halbleiterscheibe von einer Raumeinheit zur nächsten ist eine direkte Öffnung zwischen den Raumeinheiten notwendig. Um die differenzierten Bedingungen dennoch einhalten zu können, wird zusätzlich dafür gesorgt, daß in der Raumeinheit mit den gerade empfindlicheren Bedingungen - z. B. einem Belichtungsgerät - ein geringfügig größerer Druck vorliegt als in der benachbarten Raumeinheit, z. B. einer Raumeinheit des Lithographischen Tracks im oben genannten Beispiel. Unter dieser Vorraussetzung führt ein minimaler Luftstrom durch die Öffnung aus der jeweils empfindlicheren Raumeinheit heraus, so daß keine neuen kontaminierenden Teilchen eindringen können.
Die Reinraumbedingungen in den kontaminationsreduzierten Raumeinheiten werden unter anderem auch durch die Maßnahme der Erzeugung einer laminaren Strömung gewährleistet. Die Vorrichtung zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen besitzt dafür ein geeignetes Lüftungssystem, welches eine geeignete Strömung mit einer Strömungsgeschwindigkeit erzeugt, welche hinreichend niedrig ist, z. B. 0,3 m/s, so daß keine Turbulenzen entstehen. Einmal entstandene kontaminierende Teilchen driften dadurch mit dem Strom von einer Lufteinlaßöffnung in Richtung auf eine Luftauslaßöffnung und werden dort gefiltert oder anderweitig entsorgt. Wichtig ist dabei, daß die Luftströmung im wesentlichen parallel zur Öffnungsfläche der zu der benachbarten Raumeinheit führenden Öffnung gerichtet ist. Es findet daher zwischen den Raumeinheiten nicht unmittelbar durch die laminare Strömung ein Luftaustausch statt, sondern nur ein minimaler Luftstrom, welcher aus dem Druckausgleich resultiert. Durch die daher nur minimal erlaubten Druckunterschiede zwischen den beiden Raumeinheiten kann nun aber das Problem auftreten, daß durch plötzliche Druckänderungern oder Luftbewegungen - etwa beim Transport eines Wafers in der Nähe der Öffnung - der Luftstrom in die umgekehrte Richtung gelenkt werden kann. Dadurch gelangen kontaminierende Teilchen in die empfindlichere der beiden Raumeinheiten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, welche das vorgenannte Problem verhindert und damit zu einer geringeren Dichte kontaminierender Teilchen in einer empfindlicheren von zwei Raumeinheiten in einem Prozeßgerät für die Halbleiterfertigung auf vorteilhafte Weise reduziert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Prozeßgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eines Verfahrens zum Betrieb des Prozeßgerätes gemäß Anspruch 6.

Erfindungsgemäß wird die dem Stand der Technik gemäße direkte Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Raumeinheit durch eine jeweils mit Öffnungen zu der ersten und zweiten Raumeinheit versehenen dritten Raumeinheit ersetzt. Sie ist mit einer eigenen Vorrichtung zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen versehen, welche durch Erzeugung eines entsprechenden Luftstroms für die dritte Raumeinheit eigene Parameter der Reinraumbedingungen einstellen kann, insbesondere der Strömungsgeschwindigkeit. Die durch geeignetes Anbringen der Vorrichtung bestimmte Richtung der Strömung ist im wesentlichen parallel zu der jeweils durch die erste und zweite Öffnung zu den benachbarten Raumeinheiten gebildeten Fläche. Im Unterschied zu der dem Stand der Technik gemäßen parallelen Ausrichtung benachbarter laminarer Strömungen benachbarter Raumeinheiten ist die Strömungsrichtung in der dritten Raumeinheit senkrecht zu den ersten und zweiten Luftströmen der benachbarten Raumeinheiten ausgerichtet.

Der Vorteil der Erfindung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Prozeßgerätes besonders deutlich. In den drei benachbarten Raumeinheiten werden jeweils die Drücke gemessen, wonach der dritte Druck jeweils mit dem ersten und zweiten Druck verglichen wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs dient als Input für die Vorrichtung zur Reduzierung kontaminierender Teilchen in der dritten Raumeinheit, welche zur Erzielung eines niedrigeren Druckes die Strömungsgeschwindigkeit der laminaren Strömung infolge der gemessenen Druckunterschiede neu anpaßt. Gemäß der Bernoulli-Gleichung

wobei V_Luft die Luftströmungsgeschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung und P der isotrope, statische Luftdruck ist, verringert sich der Druck, wenn die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird und umgekehrt, d. h. der Gesamtdruck setzt sich zusammen aus dem durch die Strömungsgeschwindigkeit gegebenen dynamischen Druck und dem durch die thermischen Eigenschaften der Luft gegebenen statischen Druck sowie einem hier vernachlässigbaren barometrischem Term. Erfindungsgemäß wird also durch die Einstellung einer entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit durch die Vorrichtung zur Reduzierung kontaminierender Teilchen ein im Verhältnis zu den umgebenden Raumeinheiten geringfügiger Unterdruck erzeugt.

Dies führt auf vorteilhafte Weise dazu, daß kontaminierende Teilchen aus der ersten Raumeinheit und kontaminierende Teilchen aus der zweiten Raumeinheit in die dritte Raumeinheit gelangen können, aber nicht umgekehrt. Über die laminare Strömung in der dritten Raumeinheit werden die kontaminierenden Teilchen, welche über die minimale Luftströmung, welche keine Turbulenzen erzeugt, in der dritten Raumeinheit aufgenommen und zum darin vorhandenen Luftauslaßschlitz geführt, um dort herausgefiltert zu werden. Insbesondere ist dadurch ein Übergang kontaminierender Teilchen von der ersten in die zweite Raumeinheit erheblich erschwert. Somit wird eine vorteilhafte Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen besonders in einer gegenüber kontaminierenden Teilchen empfindlichen Raumeinheit im Vergleich zu der anderen Raumeinheit erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die dritte Strömungsgeschwindigkeit geringfügig kleiner als die erste und zweite Strömungsgeschwindigkeit derart, daß im Bereich der ersten und der zweiten Öffnung durch die sich zwischen der ersten und dritten Raumeinheit und zwischen der zweiten und dritten Raumeinheit einstellende Druckdifferenz keine Turbulenzen entstehen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Vorrichtung zur Übergabe einer Halbleiterscheibe von der ersten über die dritte in die zweite Raumeinheit derart konfiguriert, daß die flache Oberfläche der Halbleiterscheibe gerade bei der Übergabe innerhalb der dritten Raumeinheit längs des laminaren Luftstroms in der dritten Raumeinheit angeordnet ist. Einerseits werden dadurch Turbulenzen an den Kanten der Scheibe minimiert, andererseits führt der längs der Oberfläche entlanglaufende Luftstrom zu einem möglichen Entfernen von an der Oberfläche angelagerten kontaminierenden Teilchen.

Der laminare Luftstrom in der dritten Raumeinheit ist vorzugsweise schmal und exakt fokussiert, wobei die dritte Raumeinheit vorzugsweise eine im Vergleich zu der ersten und zweiten Raumeinheit geringe Ausdehnung besitzt.

In einer vorzugsweisen Ausgestaltung wird die dritte Raumeinheit als Zwischenpuffer für auf die Prozessierung in der benachbarten Raumeinheit wartende Halbleiterscheiben verwendet. Der Vorteil ist, daß während der Pufferung von der Scheibenoberfläche abplatzende Teilchen sofort entfernt werden und nicht weiter in die Raumeinheiten für die weitere Prozessierung gelangen. Insbesondere abkühlende Halbleiterscheiben nach einem Hitzeprozeß können dabei als Kontaminationsquelle verantwortlich sein.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Öffnung in der dritten Raumeinheit gegenüberliegend angeordnet. Einerseits vereinfacht diese Anordnung den Transport einer Scheibe von der ersten in die zweite Raumeinheit durch die dritte Raumeinheit hindurch, andererseits ist bei dieser Anordnung die Erhaltung eines laminaren Luftstroms besser gewährleistet.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Prozeßgerät ein Lithografie-Cluster, wobei eine erste Raumeinheit Teil eines Lithographischen Tracks ist und eine zweite Raumeinheit Teil eines lithografischen Belichtungsgerätes für flache Halbleiterscheiben ist. Bei solchen Prozeßgeräten bestehen einerseits besonders hohe absolute Anforderungen an die Reinraumbedingungen in der gegenüber kontaminierenden Teilchen empfindlichen Raumeinheit, dem Belichtungsgerät, andererseits sind hier die Unterschiede dieser Anforderungen zu den benachbarten Raumeinheiten besonders groß durch die zahlreichen chemischen und Wärmeprozesse in dem Lithographischen Track.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen:
Fig. 1 zwei kontaminationsreduzierte Raumeinheiten, welche gemäß dem Stand der Technik durch eine Öffnung direkt miteinander verbunden sind,
Fig. 2 zwei kontaminationsreduzierte Raumeinheiten, welche erfindungsgemäß über eine dritte Raumeinheit mit jeweils einer Öffnung miteinander verbunden sind,
Fig. 3 in einer Schrägprojektion die Ausrichtung der laminaren Strömung in den drei erfindungsgemäßen Raumeinheiten,
Fig. 4 die Ausrichtung der laminaren Strömung von einem Lufteinlaß- zu einem Luftauslaßschlitz in der dritten Raumeinheit ohne (a) und mit (b) Halbleiterscheibe in der dritten Raumeinheit,
Fig. 5 das Ausführungsbeispiel eines Lithografie-Clusters mit einer Anzahl von herkömmlichen Raumeinheiten sowie einer erfindungsgemäßen Raumeinheit als Schleuse zwischen zwei herkömmlichen Raumeinheiten.
In Fig. 1 ist eine dem Stand der Technik gemäße Anordnung von zwei Raumeinheiten 11, 12 in einem Prozeßgerät 2 gezeigt, welche eine Öffnung 13 zur Übergabe eines Halbleiterwafers 1 zwischen den Raumeinheiten aufweist. Die Raumeinheiten 11, 12 sind räumlich abgeschlossen und besitzen eine gegenüber ihrer Umgebung verringerte Dichte kontaminierender Teilchen. Die Umgebung kann beispielsweise der Reinraumbereich einer Halbleiterfertigung sein. Spätestens mit Einführung der 300 mm- Technologien wurde dazu übergegangen, die Halbleiterwafer vorwiegend in Boxen aufzubewahren, sogenannten FOUPs, in denen selbst verminderte Teilchendichten gegenüber dem umgebenden Reinraum vorliegen. Vorzugsweise werden diese FOUPs direkt an die Prozeßgeräte angedockt und das Mini-Environment des FOUPs mit dem einer Raumeinheit 11 oder 12 des Prozeßgeräts 2 unmittelbar verbunden. Auf diese Weise können Halbleiterwafer 1 dem Prozeßgerät 2 direkt zugeführt werden. Es ist auch denkbar, daß der FOUP selbst eine Raumeinheit 11 oder 12 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In Fig. 2 ist ein Prozeßgerät 2 mit einer erfindungsgemäßen Anordnung von zwei Raumeinheiten 21 und 22 sowie einer dritten Raumeinheit 23 gezeigt, welche anstelle der dem Stand der Technik gemäßen Öffnung 13 zwischen den beiden Raumeinheiten 21 und 22 angeordnet ist. Die Raumeinheit 23 besitzt zwei Öffnungen jeweils zur ersten Raumeinheit 21 und zur zweiten Raumeinheit 22. Diese dienen zur Übergabe des Halbleiterwafers 1 von der ersten Raumeinheit 21 in die dritte 23 und von der dritten 23 in die zweite Raumeinheit 22.
Die Funktion der Raumeinheiten 21 und 22 entspricht denen der Raumeinheiten 11 und 12 gemäß dem Stand der Technik: Sie dienen der Erhaltung eines Mini-Environments, d. h. eines Bereiches mit verminderter Dichte kontaminierender Teilchen, konstantem Druck und Temperatur etc., und stellen entweder Pufferbereiche für Halbleiterwafer 1, Be- und Entladebereiche für Prozeßkammern oder Prozeßkammern selbst dar. Der Fall eines FOUPs oder ähnlich abgeschlossenen Waferbehälters als Raumeinheit 21, 22 ist von der Erfindung mit eingeschlossen.
Fig. 3 zeigt schematisch in schräger Draufsicht auf eine Fläche projiziert die Anordnung aus Fig. 2. Eingezeichnet sind hier mit einer Kennzeichnung durch Pfeile die Strömungsrichtungen der durch Vorrichtungen zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen erzeugten laminaren Luftströmung 41, 42, 43. Der durch die Vorrichtung 31 in der ersten Raumeinheit 21 erzeugte laminare Luftstrom 41 ist dabei parallel zu dem durch die Vorrichtung 32 in der Raumeinheit 22 erzeugte laminare Luftstrom 42.
Die durch die in Fig. 3 nicht gezeigte Vorrichtung 33 erzeugt einen laminaren Luftstrom 43, welcher senkrecht zu den laminaren Luftströmen 41 und 42 der Raumeinheiten 21 und 22 ist. Alle drei laminaren Luftströmen in den drei Raumeinheiten haben jedoch die Eigenschaft, parallel zu den Öffnungsflächen der Öffnungen 24 und 25 gerichtet zu sein, so daß die laminaren Luftströme gerade nicht durch die Öffnungen 24, 25 durchtreten.
In der Raumeinheit 23 wird durch die Vorrichtung 33 die Geschwindigkeit der laminaren Strömung 43 derart größer als die Strömungsgeschwindigkeit der laminaren Strömungen 41 und 42 eingestellt, daß gemäß der Bernoulli-Gleichung der statische Druck in der Raumeinheit 23 geringer als in den umgebenden Raumeinheiten 21 und 22 ist. Dieser statische Druckunterschied ist jedoch so gering, daß an den Öffnungen 24 und 25 keine Turbulenzen entstehen. Hingegen zweigen aus der laminaren Strömung 41, 42 zum Ausgleich des Druckunterschiedes minimale Luftströmungen 44 ab, welche durch die Öffnungen 24, 25 in die dritte Raumeinheit 23 eintreten und dort von der laminaren Strömung 43 ohne Bildung von Turbulenzen mitgeführt werden.
Fig. 4a zeigt schematisch die dritte Raumeinheit 23 mit einem Lufteinlaßschlitz 51 und einem Luftauslaßschlitz 52 für die durch die Vorrichtung zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen erzeugte laminare Strömung 43. Die erfindungsgemäße Handhabung des Transports eines Halbleiterwafers 1 in der dritten Raumeinheit 23 ist in Fig. 4b gezeigt. Die flache Halbleiterscheibe 1 wird so durch die laminare Strömung 43 der Raumeinheit 23 bewegt, daß sie der laminaren Strömung einen möglichst geringen Widerstand entgegenstellt. Erfindungsgemäß wird dies durch eine parallele Ausrichtung der Halbleiterscheibe zu der laminaren Strömung 43 ermöglicht. Die automatischen Handlingsysteme zur Übergabe des Wafers von der Raumeinheit 21 in die zweite Raumeinheit 22 sind dazu entsprechend justiert. Es ist auch möglich, daß die Handlingsysteme bei der Übergabe von der ersten Raumeinheit 21 in die dritte Raumeinheit 23 eine langsame Drehbewegung der Halbleiterscheibe durchführen, so daß zur Vermeidung von Turbulenzen die Scheibe ständig parallel zur laminaren Strömung 41 und 43 ausgerichtet ist.
In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für einen Lithografie-Cluster gezeigt. Darin sind zu sehen eine Anordnung von fünf aufeinanderfolgenden Raumeinheiten 86, 85, 84, 22', 21', welchen zusätzlich erfindungsgemäß die dritte Raumeinheit 23 zugeordnet ist. Zur Vermeidung von Turbulenzen sind die laminaren Strömungen in jeder dieser Raumeinheiten parallel gerichtet mit Ausnahme der laminaren Strömung 43 in Raumeinheit 23, welche senkrecht aus der Zeichenebene der Fig. 5 herausragt. Die Raumeinheit 21' entspricht einem Belichtungsgerät für die optische Projektion eines Halbleiterwafers 1. Hier gelten die höchsten Anforderungen an die Reinraumspezifikationen. Die Raumeinheiten 86, 85, 84, 22' sind Raumeinheiten des Lithographischen Tracks, in welchen eine Prä- oder Postprozessierung vor oder nach der Belichtung eines Wafers in dem Belichtungsgerät 21' durchgeführt wird, etwa die Belackung, diverse Bake-Schritte, Entwickler- oder Kühlschritte etc.. Zwischen den Raumeinheiten befinden sich Öffnungen zur Übergabe des Halbleiterwafers zum nächsten Prozeßschritt.
Um den erhöhten Anforderungen an das Mini-Environment Rechnung zu tragen, ist die dritte Raumeinheit 23 zwischen der Raumeinheit 21' und der Raumeinheit 22' vorgesehen. Die im Vergleich zur Raumeinheit 21' kontaminationsbehaftete Luftströmung in der Raumeinheit 22' wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Raumeinheit 23 daran gehindert, bei geringen Luftdruckschwankungen oder bei Halbleiterwaferübergaben in die Raumeinheit 21' zu gelangen.
In den Raumeinheiten 21', 22' und 23 sind jeweils Sensoren für die Messung von Druck und Temperatur angebracht, welche die aktuell gemessenen Werte in einem Regelkreislauf an die jeweiligen Vorrichtungen zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen 31, 32, 33 zurückmelden. Diese erhalten jeweils konstante Reinraumbedingungen. Diese sind aber auch untereinander gekoppelt über Signalleitungen 100, so daß die Vorrichtung 33 einen Vergleich der Drücke und Temperaturen zwischen der Raumeinheit 23 und den angrenzenden Raumeinheiten durchzuführen. Als Reaktion darauf kann die Vorrichtung 33 die laminare Strömung 43 derart anpassen, daß durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit ein vergleichsweise geringerer statische Druck vorliegt.
Für die Raumeinheit 86 ist beispielhaft eine auf die Raumeinheit 23 übertragbare Ausgestaltung dargestellt. Die durch einen Luftauslaßschlitz austretende laminare Strömung 92 wird dabei in die umgebende Hallenbelüftung abgegeben. Ein anderer Teil der laminaren Strömung 93 wird jedoch recycelt und über ein Filtersystem wieder der Vorrichtung 91 zur Erzeugung der laminaren Luftströmung zugeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung dient die Raumeinheit 23 als Pufferstation für das Belichtungsgerät mit der Raumeinheit 21'. Dabei können sich auch mehrere Halbleiterwafer 1 gleichzeitig in der Raumeinheit 23 aufhalten. Die fokussierte Luftströmung quer zur Waferoberfläche sorgt hier für einen zusätzlichen Reinigungseffekt.
Beispielhafte Strömungsgeschwindigkeiten in der Raumeinheit 21', 22' und 23 sind jeweils 0,3 m/s, die relative Humidität beträgt jeweils 40%, die Temperatur im Lithographischen Track und der Raumeinheit 23 liegt bei 22°C, im Belichtungsgerät bei 23°C. Bezugszeichenliste 1 Halbleiterscheibe, Wafer
2 Prozeßgerät
11 erste Raumeinheit, Stand der Technik
12 zweite Raumeinheit, Stand der Technik
13 Öffnung zur Übergabe einer Halbleiterscheibe
21 erste Raumeinheit
22 zweite Raumeinheit
23 dritte Raumeinheit
31 erste Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontaminationsdichte
32 zweite Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontaminationsdichte
33 dritte Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontaminationsdichte
41 erste laminare Strömung
42 zweite laminare Strömung
43 dritte laminare Strömung
44 minimaler Luftstrom, nicht turbulent
51 Lufteinlaßschlitz
52 Luftauslaßschlitz
84, 85, 86 weitere Raumeinheiten
91 weitere Vorrichtung
92 Entsorgung von Luft im Reinraum
93 Wiederverwendung von Luft durch Filter
100 Verbindungen der Vorrichtungen für die Kontrolle der dritten laminaren Strömung

Claims

1. Prozeßgerät (2) mit einer ersten (21) und einer zweiten Raumeinheit (22) mit jeweils einer gegenüber der Umgebung verminderten Dichte kontaminierender Teilchen, wobei
die erste Raumeinheit (21) eine erste Vorrichtung (31) zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen umfaßt, welche einen ersten laminaren Luftstrom (41) mit einer ersten Stömungsgeschwindigkeit bildet,
die zweite Raumeinheit (22) eine zweite Vorrichtung (32) zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen umfaßt, welche einen zweiten laminaren Luftstrom (42) mit einer zweiten Strömungsgeschwindigkeit bildet,
der erste (41) und der zweite laminare Luftstrom (42) zueinander parallel gerichtet sind, und zwischen der ersten (21) und zweiten Raumeinheit (22) eine Verbindung zur Übergabe der wenigstens einen Halbleiterscheibe besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine dritte Raumeinheit (23) die Verbindung zur Übergabe bildet, welche wenigstens eine erste (24) und zweite Öffnung (25) zu der ersten (21) und zweiten Raumeinheit (22) besitzt, und daß die dritte Raumeinheit (23) eine dritte Vorrichtung (33) zur Reduzierung der Dichte kontaminierender Teilchen mit einen Lufteinlaßschlitz (51) und einem Luftauslaßschlitz (52) umfaßt, welche einen dritten laminaren Luftstrom (43) mit einer dritten Stömungsgeschwindigkeit bilden kann, der im wesentlichen senkrecht zu dem ersten (41) und dem zweiten Luftstrom (42) gerichtet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Strömungsgeschwindigkeit geringfügig kleiner als die erste Strömungsgeschwindigkeit ist, und geringfügig kleiner als die zweite Strömungsgeschwindigkeit ist derart, daß im Bereich der ersten (24) und der zweiten Öffnung (25) durch die sich zischen der ersten (21) und dritten Raumeinheit (23) und zwischen der zweiten (22) und dritten Raumeinheit (23) einstellende Druckdifferenz keine Turbulenzen entstehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterscheibe (1) eine flache Oberfläche besitzt,
das Prozeßgerät (29) eine Vorrichtung zur Übergabe der Halbleiterscheibe von der ersten (21) über die dritte (23) in die zweite Raumeinheit (22) besitzt, welche derart eingestellt ist, daß die flache Oberfläche der Halbleiterscheibe (1) bei einer Übergabe innerhalb der dritten Raumeinheit (23) längs des dritten laminaren Luftstroms (43) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (24) und die zweite Öffnung (25) gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßgerät (2) ein Lithographie-Cluster ist, die erste Raumeinheit (22') Teil eines Lithographischen Tracks ist und die zweite Raumeinheit (21') Teil eines Belichtungsgerätes für flache Halbleiterscheiben (1) ist.

6. Verfahren zum Betrieb des Prozeßgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend:
Erzeugen eines ersten laminaren Stroms (41) mit einer ersten Strömungsgeschwindigkeit durch die erste Vorrichtung (31) in der ersten Raumeinheit (21),
Erzeugen eines zweiten laminaren Stroms (42) mit einer zweiten Strömungsgeschwindigkeit durch die zweite Vorrichtung (32) in der zweiten Raumeinheit (22),
Erzeugen eines dritten laminaren Stroms (43) mit einer dritten Strömungsgeschwindigkeit durch die dritte Vorrichtung (33) in der dritten Raumeinheit (23) senkrecht zu dem ersten (41) und zweiten laminaren Strom (42).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Druck in der ersten Raumeinheit (21) gemessen wird,
ein zweiter Druck in der zweiten Raumeinheit (22) gemessen wird,
ein dritter Druck in der dritten Raumeinheit (23) gemessen wird,
der dritte Druck mit dem zweiten und dem ersten Druck verglichen wird,
die dritte Strömungsgeschwindigkeit des dritten laminaren Stromes (43) in der dritten Raumeinheit (23) infolge des Vergleiches adjustiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Strömungsgeschwindigkeit derart adjustiert wird, daß der dritte Druck niedriger als der erste und zweite Druck ist.