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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Anordnung von zwei Raumeinheiten und einer die zwei Raumeinheiten
verbindenden dritten Raumeinheit mit jeweils einer gegenüber der
Umgebung verminderten Dichte kontaminierender Teilchen in einem Prozeßgerät zur Verarbeitung
wenigstens einer Halbleiterscheibe, sowie ein Verfahren zum Betrieb
des Prozeßgerätes.
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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.
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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 be legten Scheiben angreifen und damit die Oberfläche chemisch
verändern.
Beispielsweise 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.
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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.
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Ein typisches Problem stellt hingegen
die Kontaminationsquelle in den die besonders empfindliche Raumeinheit
des Belichtungsgerätes
umgebenden Raumeinheiten des sogenannten Lithographischen Tracks
/ der lithographischen Spur 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 ei nes jeweiligen Mini-Environments. Naturgemäß ist in
diesem Beispiel die Anforderung an die kontaminationsreduzierte
Raumeinheit des Belichtungsgeräts
bezüglich
der Reinraumparameter am höchsten.
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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 / der lithographischen Spur 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.
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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.
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In der Druckschrift
DE 199 32 735 A1 wird eine
Anordnung von drei kontaminationsreduzierten Raumeinheiten vorgeschlagen,
bei der in einer als Waferprozeßgebiet
fungierenden mittleren Raumeinheit, bei der es sich insbesondere
auch um eine Belichtungskammer für
Halbleiterwafer handeln kann, ein im Vergleich zu den umgebenden
und mit der mittleren Raumeinheit durch Öffnungen verbundenen Raumeinheiten
erhöhter
Druck durch Zuführen einer
Menge reiner Luft eingestellt und gesteuert wird. Bei den verbundenen
Raumeinheiten handelt es sich um ein Servicegebiet des Reinraums
auf der einen und um ein Wafertransfergebiet zum Be- und Entladen
des Prozeßgebietes
auf der anderen Seite. Von den drei Raumeinheiten wird nur das Servicegebiet
mit einem laminaren Luftstrom versorgt. Durch den Überdruck
in der mittleren Raumeinheit, dem Prozeßgebiet, werden kontaminierende
Teilchen aus dieser empfindlicheren Raumeinheit in die verbundenen
Raumeinheiten transferiert und im Falle des Servicegebietes über den
nur dort vorhandenen laminaren Luftstrom abtransportiert.
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In der Druckschrift
DE 36 37 880 C2 ist ein transportierbares
Behältnis
zur Handhabung von Halbleiterwafern beschrieben, welches eine Übergabeöffnung zum
Austausch von Wafern mit einem weiteren Behältnis, beispielsweise einem
Prozeßgerät oder einem
begehbaren Reinraum, aufweist. Der im Falle einer Übergabe
die Übergabeöffnungen
der Behältnisse
umgebende Bereich wird vor kontaminierenden Teilchen geschützt, indem
innerhalb beider Behältnisse
zueinander parallele laminare Luftströme unter einem im Vergleich
zur Umgebung höheren Luftdruck
erzeugt werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine verbesserte Anordnung und ein verbessertes Verfahren
zum Betrieb einer Anordnung bereitzustellen, welche eine geringere
Dichte kontaminierender Teilchen in einer empfindlicheren von zwei Raumeinheiten
in einem Prozeßgerät für die Halbleiterfertigung
auf vorteilhafte Weise gewährleistet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Prozeßgerät mit den
Merkmalen gemäß Anspruch
1 sowie ein Verfahren zum Betrieb des Prozeßgerätes gemäß Anspruch 6.
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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.
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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 je weils 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.
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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 emp findlichen Raumeinheit im Vergleich zu der anderen Raumeinheit
erreicht.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
die dritte Strömungsgeschwindigkeit
geringfügig
größer 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung ist das Prozeßgerät ein Lithographie-Cluster
/ eine Lithographie-Gerätegruppe,
wobei eine erste Raumeinheit Teil eines Lithographischen Tracks
/ einer Lithographischen Spur ist und eine zweite Raumeinheit Teil
eines lithographischen 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 / der Lithographischen Spur.
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Die Erfindung soll nun anhand eines
Ausführungsbeispiels
mit Hilfe einer Zeichnung näher
erläutert
werden. Darin zeigen:
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1 zwei
kontaminationsreduzierte Raumeinheiten, welche gemäß dem Stand
der Technik durch eine Öffnung
direkt miteinander verbunden sind,
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2 zwei
kontaminationsreduzierte Raumeinheiten, welche erfindungsgemäß über eine
dritte Raumeinheit mit jeweils einer Öffnung miteinander verbunden
sind,
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3 in
einer Schrägprojektion
die Ausrichtung der laminaren Strömung in den drei erfindungsgemäßen Raumeinheiten,
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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,
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5 das
Ausführungsbeispiel
eines Lithografie-Clusters / einer Lithographie-Gerätegruppe
mit einer Anzahl von herkömmlichen
Raumeinheiten sowie einer erfindungsgemäßen Raumeinheit als Schleuse
zwischen zwei herkömmlichen
Raumeinheiten.
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In 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 (Front Opening Unified Pods), 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.
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In 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 Halbleiterwa fers 1 von der ersten Raumeinheit 21 in
die dritte 23 und von der dritten 23 in die zweite
Raumeinheit 22.
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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.
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3 zeigt
schematisch in schräger
Draufsicht auf eine Fläche
projiziert die Anordnung aus 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.
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Die durch die in 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
Luftströme
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.
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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.
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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 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.
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In 5 ist
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
für einen
Lithographie-Cluster / eine Lithographie-Gerätegruppe 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 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 / der Lithographischen
Spur, 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.
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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.
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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 statischer Druck vorliegt.
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Für
die Raumeinheit 86 ist beispielhaft eine auf die Raumeinheit 23 übertragbare
Ausgestaltung dargestellt. Die durch ei nen 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.
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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.
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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.
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- 1
- Halbleiterscheibe,
Wafer
- 2
- Prozeßgerät
- 11
- erste
Raumeinheit, Stand der Technik
- 12
- zweite
Raumeinheit, Stand der Technikr
- 13
- Öffnung zur Übergabe
einer Halbleiterscheibe
- 21
- erste
Raumeinheit
- 22
- zweite
Raumeinheit
- 23
- dritte
Raumeinheit
- 31
- erste
Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontamina
-
- tionsdichte
- 32
- zweite
Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontamina
-
- tionsdichte
- 33
- dritte
Vorrichtung zur Erzeugung verminderter Kontamina
-
- tionsdichte
- 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
