DE102006038243A1 - Verfahren und Einrichtung zum Handhaben eines Gegenstandes im Rahmen einer Halbleiterfertigung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Verfahren zum Handhaben, insbesondere Greifen, eines Gegenstandes (200) im Rahmen einer Halbleiterfertigung, wobei ein Greifer (10) eingesetzt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Greifer beim Handhaben des Gegenstandes durch eine gefrorene Flüssigkeit (110) von dem Gegenstand (200) vollständig getrennt ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Handhaben, insbesondere Greifen, eines Gegenstandes im Rahmen einer Halbleiterfertigung.
  • Bekanntermaßen werden im Rahmen der Halbleiterfertigung Greifer eingesetzt, mit denen sich Wafer handhaben lassen. Unter dem Begriff „Handhaben" ist dabei jedwede mechanische Einwirkung zu verstehen, sei es durch ein Greifen, ein Fortbewegen oder lediglich ein Halten oder Fixieren. Unter dem Begriff „Greifer" ist nachfolgend jede Einrichtung zu verstehen, mit der sich eine solche Handhabung durchführen lässt; unter einem „Greifer" ist somit also jede Art „Handhabungseinrichtung" zu verstehen.
  • Problematisch bei den heutzutage im Bereich der Halbleiterfertigung bekannten Handhabungsverfahren ist, dass durch das Greifen eine Partikelverschmutzung bzw. Kontamination auftreten kann. Um diese Kontaminationsproblematik in den Griff zu bekommen, ist es bekannt, Anlagen zu dedizieren, wenn Materialien wie z.B. Cu oder high-K Materialien in einer Anlage zur Wafer-Bearbeitung eingesetzt werden. Derartige Anlagendedizierungen schränken die Nutzung bzw. die Kapazitäten der eingesetzten Anlagen stark ein und erhöhen die Kosten für die entstehenden Halbleiterprodukte. Durch ein kontaminationsfreies bzw zumindest kontaminationsärmeres Handhaben der Wafer in den Kammern bzw. in den an der Halbleiterherstellung beteiligten Anlagen würde sich die Auslastung und Flexibilität stark erhöhen lassen, und es könnte sogar teure Reinraumfläche eingespart werden, da je nach Anwendung bei geringerer Kontaminationsgefahr Anlagen wegfallen können und damit Platz für diese Anlagen entfällt.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Handhaben eines Gegenstandes im Rahmen einer Halbleiterfertigung anzugeben, bei dem die Gefahr einer Kontamination durch das Handhaben gering, zumindest gegenüber bisherigen Handhabungsverfahren deutlich reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gegenstand mit einem Greifer gehandhabt wird, der beim Handhaben des Gegenstandes durch eine gefrorene Flüssigkeit von dem Gegenstand vollständig getrennt bleibt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Greifer und dem zu handhabenden Gegenstand vermieden wird, weil durch die gefrorene Flüssigkeit eine Trennung gewährleistet bleibt. Eine etwaige Kontamination der Flüssigkeit spielt dabei keine Rolle, weil diese ohne großen Aufwand durch eine neue, nicht kontaminierte Flüssigkeit ersetzt werden kann. Vorzugsweise wird für jede Handhabung jeweils eine neue bzw. reine Flüssigkeit verwendet, um jegliche Kontaminationsgefahr zu vermeiden.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass an der Greifstelle relativ niedrige Temperaturen herrschen, wodurch das Kontaminationsrisiko – beispielsweise durch Materialdiffusion – noch weiter reduziert wird.
  • Das Verfahren wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn im Rahmen der Halbleiterfertigung hoch kontaminationsgefährliche Elemente wie z.B. Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Ruthenium (Ru), Palladium (Pd) oder Platin (Pt) eingesetzt werden. Bei derartigen Elementen handelt es sich um besonders kontaminationskritische Elemente, da diese schon bei geringen Temperaturen von wenigen 100°C sehr gut beispielsweise in Silizium diffundieren können. Anlagen, die diese Substanzen auf den Wafer aufbringen (z.B. Cu-Platingkammern, Seedlayersputtern von Kupfer und Platin, etc.) befinden sich heute üblicherweise in speziell dedizierten Bereichen (Cu-Linien) oder zumindest in Cu dedizierten Anlagen, wo keine anderen Wafer (z.B. nicht Cu-Wafer) bearbeitet werden dürfen. Wird nun das beschriebene Handhabungsverfahren eingesetzt, so können beispielsweise auf der gleichen Maschine bzw. innerhalb derselben Prozesskammer sowohl Kupfer aufweisende als auch Kupferfreie Wafer bearbeitet werden. Die Dedizierung kann somit entfallen. Ebenfalls ist eine Trennung der gesamten Halbleiterlinie in z.B. „Cu" und „Nicht-Cu" nicht mehr erforderlich. Dies gilt neben Kupfer auch für alle anderen der genannten kontaminationskritischen Elemente. Teure Reinraumfläche sowie Investment für zusätzliche Ausstattung kann damit eingespart werden; außerdem wird die Logistik vereinfacht.
  • Auch kann das beschriebene Handhabungsverfahren im Rahmen der Halbleiterfertigung bei Verwendung so genannter high-K Substanzen (Dielektrika) wie z.B. Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZrO2), Hafniumoxid (HfO2), Yittriumoxid (Y2O3), Titanoxid (TiO2) und Kobalt (Co), etc. eingesetzt werden. Derartige Verbindungen finden wegen der sinkenden Strukturbreite der Halbleiterbauteile immer mehr Einsatz in der Halbleiterindustrie zum Zweck der Isolation im Schichtaufbau des Halbleiters. Die genannten Stoffe sowie allgemein ähnliche Elemente der 3d-Übergangsmetalle/Übergangsmetalloxide sowie Mischungen aus deren Verbindungen können durch Kontamination der in den Verbindungen befindlichen Elemente zur Zerstörung der Halbleiterprodukte führen, selbst wenn diese Elemente nicht ganz so kontaminationskritisch sind wie die bereits genannten Metalle, da sie nicht so schnell in Siliziumsubstrate diffundieren können. Trotzdem werden bei diesen Prozessschritten bisher ebenfalls oft Dedizierungen eingeführt, die sich bei Einsatz des beschriebenen Handhabungsverfahrens vermeiden lassen.
  • Darüber hinaus kann das beschriebene Handhabungsverfahren im Rahmen der Halbleiterfertigung bei „allgemein" kontaminationskritischen Elementen wie Kalzium (Ca), Natrium (Na), Kalium (K), Magnesium (Mg) und Eisen (Fe) eingesetzt werden. Bei diesen Elementen handelt es sich ebenfalls um kontaminationskritische Elemente, da diese in der Natur sehr verbreitet sind (z. B. in der Erdkruste) und mit sinkender Strukturbreite mehr und mehr eine Herausforderung an die Kontaminationsstrategie eines jeden Reinraums zur Herstellung von Halbleiterbauteilen, Solarzellen, Datenträgern wie CDs, DVDs, Festplatten oder aber auch von medizinischen Produkten darstellen. In der Halbleiterindustrie kann durch den Einsatz des beschriebenen „Gefriergreifens" das Kontaminationsrisiko stark gesenkt und die elektrischen Ausbeuten im Gegenzug stark verbessert werden. Folgt man den internationalen Roadmaps der Halbleiterindustrie, so lässt sich erkennen, dass sich die Grenzen für Verunreinigungen mit Spurenelementen in den nächsten Jahren vom ppb-Bereich (parts per billion) in den ppt-Bereich (parts per trillion) verschieben werden; das Prinzip des hier vorgeschlagenen „Gefriergreifens" im Rahmen der Halbleiterfertigung kann helfen, diese Grenzen zukünftig zu erreichen.
  • Im Hinblick auf eine besonders geringe Kontamination wird es – wie bereits erläutert – als vorteilhaft angesehen, wenn der Gegenstand unter Reinraumbedingungen gehandhabt wird.
  • Als Gegenstände können beispielsweise Halbleitersubstrate, insbesondere Halbleiterwafer aus Silizium, Silizium-Germanium oder verwandten Materialen, Waferkassetten, Masken oder Maskenkassetten sowie sonstige empfindliche Bauteile gehandhabt werden.
  • Um eine Kontamination durch die Flüssigkeit zu vermeiden, wird vorzugsweise als Flüssigkeit hochreines Wasser eingesetzt und gefroren.
  • Alternativ kann als Flüssigkeit auch eine dekontaminierende Flüssigkeit gefroren werden, also beispielsweise eine quasi reinigende Flüssigkeit, die eine bereits vorhandene Kontamination wieder entfernt. Als dekontaminierende Flüssigkeit kann beispielsweise eine verdünnte Säure gefroren werden. Geeignet sind beispielsweise HCl, HNO3 und/oder HF aufweisende Säuren oder Lösungen.
  • Im Hinblick auf ein einfaches Abführen der Flüssigkeit nach einem Abtauen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die tauende Flüssigkeit mit einer Auffangöffnung aufgefangen wird, die sich räumlich unterhalb des durch die gefrorene Flüssigkeit gebildeten Greifbereichs befindet; durch eine solche Anordnung kann die Flüssigkeit durch die Schwerkraft selbsttätig abgeführt werden.
  • Um ein vollständiges und schnelles Auffangen sicherzustellen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn als Auffangöffnung eine Absaugöffnung eingesetzt wird, mit der die Flüssigkeit abgesaugt wird. Durch ein Absaugen wird sichergestellt, dass keine Flüssigkeit unerwünscht verloren geht und zu einer Verschmutzung führen kann. Eine solche Absaugöffnung kann prinzipiell beliebig angeordnet werden, weil eine Schwerkraftmitwirkung zum Abführen der Flüssigkeit zwar hilfreich, aber nicht unbedingt nötig ist.
  • Vorteilhaft wird die abtauende Flüssigkeit mittels einer rinnenartige Vertiefung oder Nut zur Auffangöffnung geleitet.
  • Die Flüssigkeit wird vorzugsweise mittels einer Zuführeinrichtung in die Nut eingeführt und darin mit einer Kühleinrichtung gefroren. Besonders bevorzugt wird die Zuführeinrichtung in einem oberen Bereich der Nut, die Auffangöffnung in einem unteren Bereich der Nut und die Kühleinrichtung in einem mittleren Bereich der Nut angeordnet; durch eine solche Anordnung wird in sehr einfacher Weise erreicht, dass die Flüssigkeit schwerkraftbedingt in den Bereich der Kühlein richtung gelangt, um darin gefroren zu werden, und anschließend beim Abtauen ebenfalls schwerkraftbedingt von dem Kühlbereich zu der Auffangöffnung gelangt. Vorzugsweise wird die Nut zum Einfüllen der Flüssigkeit waagerecht gehalten und erst nach dem Frieren der Flüssigkeit in eine senkrechte Position gebracht, sei es vor oder nach dem Handhaben des Gegenstandes, um während des Abtauens die Wirkung der Schwerkraft zu nutzen.
  • Besonders bevorzugt wird die Flüssigkeit derart gefroren, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring zwischen dem Gegenstand und dem Greifer gebildet wird. Durch einen solchen Ring lässt sich beispielsweise innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings ein Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum, bilden, das den Gegenstand zusätzlich an dem Greifer hält. Die Form des Flüssigkeitsrings ist beliebig; er kann beispielsweise rund, oval oder sonst wie rahmenförmig (dreieckig, rechteckig, usw.) sein, sofern er eine geschlossene Kontur bildet.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auch auf ein Verfahren zum Handhaben, insbesondere Greifen, eines Gegenstandes, und zwar unabhängig davon, ob dieses Handhaben im Rahmen einer Halbleiterfertigung erfolgt oder nicht. Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass eine Flüssigkeit derart gefroren wird, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring zwischen dem Gegenstand und dem Greifer gebildet wird und dass innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings ein Unterdruck erzeugt wird, der den Gegenstand an dem Greifer hält. Bezüglich der Vorteile dieses Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen verwiesen.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen Greifer zum Greifen eines Gegenstandes. Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass während des Greifens des Gegenstandes dieser durch eine gefrorene Flüssigkeit von dem Gegenstand vollständig getrennt ist. Bezüglich der Vorteile dieses Greifers sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
  • Vorzugsweise weist der Greifer eine Auffangöffnung auf, die sich räumlich unterhalb eines durch die gefrorene Flüssigkeit gebildeten Greifbereichs befindet und auftauende Flüssigkeit schwerkraftbedingt auffängt. Beispielsweise ist die Auffangöffnung durch eine Absaugöffnung gebildet, die auftauende Flüssigkeit zusätzlich noch an- und absaugt.
  • Bevorzugt ist im Greifbereich eine Nut vorhanden, die die abtauende Flüssigkeit zur Absaugöffnung leitet. Eine Zuführeinrichtung zum Einführen der Flüssigkeit in die Nut sowie eine Kühleinrichtung zum Frieren der Flüssigkeit sind vorzugsweise ebenfalls im Bereich der Nut vorhanden. Dabei ist bevorzugt die Zuführeinrichtung in einem oberen Bereich der Nut, die Absaugöffnung in einem unteren Bereich der Nut und die Kühleinrichtung in einem mittleren Bereich der Nut angeordnet. Die Begriffe „oben" und „unten" beziehen sich dabei beispielsweise auf eine vertikale Stellung der Nut, in die der Greifer zumindest zum Abtauen der Flüssigkeit gebracht werden kann. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise ein Peltier Modul aufweisen.
  • Vorzugsweise besteht der Greifer außenseitig zumindest im Greifbereich aus Teflon oder einer Titan/Aluminiumlegierung.
  • Außerdem wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine Kühleinrichtung vorhanden ist, die die Flüssigkeit derart gefriert, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring zwischen dem Gegenstand und dem Greifer gebildet wird. Eine solche Ausgestaltung des Greifers wird im Übrigen als selbständige Erfindung angesehen, unabhängig davon, ob während des Greifens des Gegenstandes dieser durch eine gefrorene Flüssigkeit von dem Gegenstand vollständig getrennt ist oder nicht.
  • Vorzugsweise ist auch eine Ansaugeinrichtung vorhanden, die innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings einen Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum, erzeugt.
  • Ein weiterer Einsatz des beschriebenen Gefrierprinzips kann im Übrigen im Bereich des Verschlusses von Anlagentüren an Halbleiterausrüstungen liegen. Hier kann nämlich beispielsweise mittels eines gefrorenen Flüssigkeitsfilms beim Verschluss der Tür und anschließendem gezielten Abtauen ein Reinigungseffekt genutzt werden, der hilft, den Verschluss der Tür sauber und partikelfrei zu halten. Demgemäß wird als selbständige Erfindung ein mit einer Gefriereinrichtung ausgestatteter oder mit einer Gefriereinrichtung in Verbindung stehender Verschluss für eine Anlagentür angesehen, bei dem sich ein gefrorener Flüssigkeitsfilm bilden lässt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gefriergreifer, anhand dessen auch das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert wird,
  • 2 den Gefriergreifer nach 1 nach dem Bilden eines gefrorenen Flüssigkeitsfilms,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gefriergreifer mit drei vakuumunterstützten Greifbereichen,
  • 4 den Gefriergreifer nach 3 in einer Explosionsdarstellung und
  • 5 einen der drei vakuumunterstützten Greifbereiche des Gefriergreifers nach 3 im Detail.
  • In der 1 erkennt man ein Ausführungsbeispiel für einen Gefriergreifer 10, nachfolgend kurz Greifer genannt. Der Greifer 10 weist eine an der Außenseite des Greifergehäuses angeordnete Vertiefung bzw. Nut 20 auf, die bei einem Einsatz des Greifers 10 zum Handhaben eines Gegenstandes in eine senkrechte Position gebracht werden kann.
  • Im oberen Bereich 30 der Nut 20 befindet sich eine Zuführeinrichtung 40, mit der sich Flüssigkeit in die Nut 20 einführen lässt.
  • Im mittleren Bereich 50 der Nut 20 befindet sich eine Kühleinrichtung 60 zum Frieren der Flüssigkeit; die Kühleinrichtung 60 kann beispielsweise einen Aluminiumdraht 65 umfassen, der durch ein nicht weiter gezeigtes Peltier-Element gekühlt werden kann.
  • Im unteren Bereich 70 der Nut 20 befindet sich eine Rinne 80 mit einer Absaugöffnung 90, mit der sich auftauende Flüssigkeit absaugen lässt.
  • Der Greifer 10 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
    Soll ein Gegenstand 200, beispielsweise ein Wafer, im Rahmen einer Halbleiterfertigung unter Reinraumbedingungen bewegt werden, so wird eine vorzugsweise unbenutzte, frische Flüssigkeit 100 (vgl. 2) von der Zuführeinrichtung 40 in die Nut 20 eingeführt. Bei der Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um hochreines Wasser oder um eine dekontaminierende Flüssigkeit auf der Basis einer HCl, HNO3 und/oder HF aufweisenden Lösung oder Säure.
  • Schwerkraftbedingt wird die Flüssigkeit 100 nach unten in den mittleren Bereich 50 der Nut 20 fließen und dort von der Kühleinrichtung 60 gefroren; dadurch bildet sich eine gefrorene Flüssigkeitsschicht, die nachfolgend kurz als „Eisschicht" 110 bezeichnet wird. Alternativ kann das Einfüllen der Flüssigkeit 100 auch in einer waagerechten Stellung der Nut 20 erfolgen.
  • Mit dem Greifer 10 wird anschließend der Wafer 200 derart gegriffen, dass ausschließlich die Eisschicht 110 mit dem Wafer 200 in Kontakt tritt; andere Teile, insbesondere Teile des Greifers 10, berühren den Wafer dabei nicht.
  • Nachdem der Wafer in der gewünschten Weise gehandhabt, beispielsweise gehalten und/oder bewegt, worden ist, und die Eisschicht 110 von dem Wafer getrennt worden ist, wird die Eisschicht 110 aufgetaut. Dies kann dadurch geschehen, dass die Kühleinrichtung 60 abgeschaltet wird. Alternativ bzw. zusätzlich kann der Aluminiumdraht 65 mit einer nicht weiter dargestellten Heizeinrichtung geheizt werden. Eine solche Heizeinrichtung kann beispielsweise ebenfalls durch das bereits erwähnte Peltier-Element gebildet sein. Bildet das Peltier-Element auch das Heizelement, so wird dieses zum Heizen vorzugsweise einfach umgepolt.
  • Sobald die Eisschicht 110 schmilzt, wird die sich bildende Flüssigkeit 100 schwerkraftbedingt in die Rinne 80 und von dort zur Absaugöffnung 90 laufen, mit der sie schließlich abgesaugt wird.
  • Die abgesaugte Flüssigkeit gelangt von dort zu einem nicht weiter gezeigten Auffangbehälter. Im Falle einer hohen zulässigen Kontaminationsgrenze kann die aufgefangene Flüssigkeit wieder verwendet werden, indem sie für einen neuen Greifvorgang wieder über die Zuführeinrichtung 40 in die Nut 20 eingeführt wird. Bei einer niedrigen zulässigen Kontaminationsgrenze wird die Flüssigkeit 100 nicht wieder verwendet oder vor Weiterverwendung zumindest einem Reinigungs- bzw. Dekontaminationsschritt unterzogen.
  • In der 3 erkennt man ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Gefriergreifer 10.
  • Dieser Gefriergreifer ist mit drei vakuumunterstützten Greifbereichen 300, 310 und 320 ausgestattet. Jeder der drei vakuumunterstützten Greifbereiche 300, 310 und 320 weist jeweils eine ringförmige Nut 340 auf. Jede Nut 340 ist jeweils mit einer Mehrzahl an Zuführöffnungen 350 zur Zufuhr einer Flüssigkeit ausgestattet; die Zuführöffnungen 350 sind in der 5 erkennbar, die einen der drei vakuumunterstützten Greifbereiche 300 im Detail zeigt.
  • Jeder der drei vakuumunterstützten Greifbereiche 300, 310 und 320 ist außerdem mit einer Öffnung 360 ausgestattet, an die eine in den Figuren nicht weiter gezeigte Ansaugeinrichtung angeschlossen ist. Bei der Ansaugeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Vakuumpumpe handeln.
  • In der 4 ist der Greifer 10 gemäß 3 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Man erkennt zwei Plattenteile 400 und 410, zwischen denen drei Peltier-Elemente 420 eingeklemmt sind. Jedes Peltier-Element 420 bildet jeweils eine Kühleinrichtung zum Frieren der Flüssigkeit, die sich in der zugeordneten-ringförmigen Nut 340 befindet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 5 ist beispielhaft das Plattenteil 410 dem zu haltenden Gegenstand zugewandt; das Plattenteil 410 bildet damit eine dem Gegenstand zugewandte Außenseite des Greifers 10.
  • Der in den 3 bis 5 gezeigte Gefriergreifer 10 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
    Zunächst werden die ringförmigen Nuten 340 mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Reinstwasser durch die Zuführöffnungen 350 gefüllt; hierzu werden die Nuten 340 vorzugsweise waagerecht ausgerichtet. Das Reinstwasser wird mittels der Peltier-Elemente 420 gefroren, so dass sich in den Nuten 340 erhabene bzw. nach außen über die Außenfläche des Plattentei les 410 hervorstehende Eisringe bilden. Anschließend werden die Eisringe auf einen zu greifenden Wafer aufgesetzt; dabei treten nur die Eisringe mit dem Wafer in Kontakt, nicht jedoch das Plattenteil 410. Durch ein Absaugen der Luft aus den durch die Eisringe begrenzten Ringbereichen durch die Öffnungen 360 wird ein Vakuum erzeugt, wodurch der Wafer und das Plattenteil 410 zusammengehalten werden; die Eisringe fungieren dabei als seitliche Dichtung. Ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Plattenteil 410 und dem Wafer tritt dabei nicht auf, da der mechanische Kontakt nur durch die Eisringe bereitgestellt wird.
  • Das Lösen der Greifverbindung erfolgt derart, dass nach Ablage des Wafers an einer gewünschten Stelle das Vakuum abgeschaltet wird und anschließend der Gefrierprozeß beendet wird; danach wird der Greifer zurückgefahren.
  • Das Reinstwasser kann nach dem Auftauen beispielsweise über die Zuführöffnungen 350 schwerkraftbedingt ablaufen, sofern der Greifer 10 annähernd waagerecht, und zwar mit dem Plattenteil 410 nach oben gerichtet, gehalten wird. Alternativ kann das Reinstwasser auch abgesaugt werden, sei es über die Zuführöffnungen 350 oder mit einer separaten, nicht gezeigten Zusatzeinrichtung. Die Restfeuchte am Wafer wird im Zuge der weiteren Bearbeitung in die Umgebungsluft abgegeben, beispielsweise durch Verdunstung infolge der konstant niedrigen Luftfeuchte im Reinraum.
    • 10
    Greifer
    20
    Nut
    30
    oberer Bereich
    40
    Zuführeinrichtung
    50
    mittlerer Bereich/Greifbereich
    60
    Kühleinrichtung
    65
    Aluminiumdraht
    70
    unterer Bereich
    80
    Rinne
    90
    Absaugöffnung
    100
    Flüssigkeit
    110
    „Eisschicht"
    200
    Wafer
    300
    vakuumunterstützter Greifbereich
    310
    vakuumunterstützter Greifbereich
    320
    vakuumunterstützter Greifbereich
    340
    Nut
    350
    Zuführöffnung
    360
    Öffnung
    400
    Plattenteil
    410
    Plattenteil
    420
    Peltier-Element

Claims (24)

  1. Verfahren zum Handhaben, insbesondere Greifen, eines Gegenstandes (200) im Rahmen einer Halbleiterfertigung, wobei ein Greifer (10) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer beim Handhaben des Gegenstandes durch eine gefrorene Flüssigkeit (110) von dem Gegenstand (200) vollständig getrennt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand unter Reinraumbedingungen gehandhabt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenstand ein Halbleitersubstrat, insbesondere ein Halbleiterwafer, eine Waferkassette, eine Maske oder eine Maskenkassette gehandhabt wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit (100) hochreines Wasser gefroren wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit (100) eine dekontaminierende Flüssigkeit gefroren wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als dekontaminierende Flüssigkeit eine verdünnte Säure gefroren wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als verdünnte Säure eine HCl, HNO3 und/oder HF aufweisende Säure gefroren wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Handhaben des Gegenstands die gefrorene Flüssigkeit aufgetaut wird, wobei die auftauende Flüssigkeit mit einer räumlich unterhalb der gefrorenen Flüssigkeit befindlichen Auffangöffnung (90) aufgefangen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Auffangöffnung eine Absaugöffnung (90) eingesetzt wird, mit der die Flüssigkeit abgesaugt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abtauende Flüssigkeit (100) mittels einer Nut (20) zur Auffangöffnung geleitet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor dem Gefrieren mittels einer Zuführeinrichtung (40) in die Nut eingeführt wird und darin mit einer Kühleinrichtung (60) gefroren wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung in einem oberen Bereich (30) der Nut, die Auffangöffnung in einem unteren Bereich (70) der Nut und die Kühleinrichtung in einem mittleren Bereich (50) der Nut angeordnet werden.
  13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit derart gefroren wird, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring auf einer Außenseite (410) des Greifers gebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings ein Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum, gebildet wird, das den Gegenstand an dem Greifer hält.
  15. Verfahren zum Handhaben, insbesondere Greifen, eines Gegenstandes mit einem Greifer, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Flüssigkeit (100) derart gefroren wird, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring (110) auf einer Außenseite (410) des Greifers gebildet wird, – der gefrorene Flüssigkeitsring (110) auf den Gegenstand aufgesetzt wird und – zwischen dem Gegenstand und dem Greifer innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings ein Unterdruck erzeugt wird, der den Gegenstand an dem Greifer hält.
  16. Greifer zum Handhaben eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass während des Greifens des Gegenstandes dieser durch eine gefrorene Flüssigkeit (110) von dem Gegenstand vollständig getrennt ist.
  17. Greifer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer eine Auffangöffnung (90) aufweist, die sich räumlich unterhalb eines durch die gefrorene Flüssigkeit gebildeten Greifbereichs (50) befindet und auftauende Flüssigkeit (100) auffängt.
  18. Greifer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangöffnung durch eine Absaugöffnung (90) gebildet ist, die auftauende Flüssigkeit absaugt.
  19. Greifer nach einem der Ansprüche 16-18, dadurch gekennzeichnet, dass im Greifbereich eine Nut (20) vorhanden ist.
  20. Greifer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (40) zum Einführen der Flüssigkeit (100) in die Nut (20) sowie eine Kühleinrichtung (60) zum Gefrieren der Flüssigkeit in der Nut vorhanden ist.
  21. Greifer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung in einem oberen Bereich der Nut, die Auffangöffnung in einem unteren Bereich der Nut und die Kühleinrichtung in einem mittleren Bereich der Nut angeordnet sind.
  22. Greifer zum Handhaben eines Gegenstandes, insbesondere nach einem der Ansprüche 16-21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung vorhanden ist, die eine Flüssigkeit derart gefrieren kann, dass ein gefrorener Flüssigkeitsring auf einer Außenseite des Greifers gebildet wird.
  23. Greifer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansaugeinrichtung vorhanden ist, mit der innerhalb des gefrorenen Flüssigkeitsrings ein Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum, erzeugt werden kann, sobald der gefrorene Flüssigkeitsring auf einen zu handhabenden Gegenstand aufgesetzt worden ist.
  24. Halbleiterbearbeitungsanlage mit einer Anlagentür, die sich mit einem Verschluss verschließen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss mit einer Gefriereinrichtung ausgestattet ist oder mit einer Gefriereinrichtung in Verbindung steht, mit der sich ein den Verschluss zumindest teilweise abdeckender, gefrorener Flüssigkeitsfilm bilden lässt.
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