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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Herstellung
von Mikrostrukturen in aufgeteilten Fertigungsumgebungen und betrifft insbesondere
den Transport und die Handhabung von Substraten zur Herstellung
von Mikrostrukturen, etwa von integrierten Schaltungen.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
ihre Produkte mit hoher Qualität
und geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute
und die Prozesseffizienz zu verbessern, um damit die Herstellungskosten
zu minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung
von Mikrostrukturen, beispielsweise für die Herstellung von Halbleiterbauelementen,
da es in diesem Bereiche wichtig ist, modernste Technologie mit
Massenherstellungsverfahren zu kombinieren. Es ist daher das Ziel
von Herstellern von Halbleiterbauelementen oder allgemein von Mikrostrukturbauelementen,
den Verbrauch von Rohmaterialien und Verbrauchsmaterialien zu reduzieren,
wobei gleichzeitig die Ausbeute und die Prozessanlagenauslastung
zu verbessern sind. Die zuletzt genannten Aspekte sind besonders
wichtig, da die in modernen Halbleiterfertigungsstätten erforderlichen
Anlagen äußerst kostenintensiv
sind und den wesentlichen Teil der Gesamtherstellungskosten repräsentieren.
Gleichzeitig müssen
die Prozessanlagen einer Halbleiterfertigungsstätte häufiger im Vergleich zu den
meisten anderen technischen Gebieten auf Grund der raschen Entwicklung
neuer Produkte und Prozesse, die auch entsprechend angepasste Prozessanlagen
erfordern, ersetzt werden.
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Integrierte
Schaltungen werden typischerweise in automatisierten oder halbautomatisierten Fertigungsstätten hergestellt,
wobei sie eine große Anzahl
an Prozess- und Messschritten bis zur Fertigstellung der Bauelemente
durchlaufen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte und Messschritte,
die ein Halbleiterbauelement durchlaufen muss, hängt von den Gegebenheiten des
herzustellenden Halbleiterbauelements ab. Beispielsweise erfordert
eine moderne CPU mehrere hundert Prozessschritte, wovon jeder innerhalb
spezifizierter Prozessgrenzen auszuführen ist, um damit die Spezifikationen
für das betrachtete
Bauelement zu erfüllen.
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In
vielen Fertigungslinien für
Mikrostrukturbauelemente, etwa Halbleiterfertigungsstätten, wird eine
Vielzahl unterschiedlicher Produktarten gleichzeitig hergestellt,
etwa Speicherchips mit unterschiedlicher Gestaltung und Speicherkapazität, CPU's mit unterschiedlicher
Gestaltung und Arbeitsgeschwindigkeit, und dergleichen, wobei die
Anzahl unterschiedlicher Produktarten bis zu 100 oder mehr erreichen
kann in Fertigungslinien für
die Herstellung von ASIC's
(anwendungsspezifische IC's).
Somit wird für
das Bearbeiten der diversen Produktarten in den vielen Prozessanlagen
ein komplexes Disponierschema benötigt, um eine hohe Produktqualität sicherzustellen
und ein hohes Leistungsniveau, etwa einen hohen Durchsatz der Prozessanlagen
zum Erhalten einer maximalen Anzahl von Produkten pro Zeit und pro
Anlageninvestitionskosten, sicherzustellen. Somit ist das Anlagenleistungsverhalten
insbesondere im Hinblick auf den Durchsatz ein sehr wichtiger Fertigungsparameter,
da dieser die Gesamtproduktionskosten der einzelnen Produkte deutlich
beeinflusst. Daher werden auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung
diverse Strategien in dem Versuch eingesetzt, den Produktstrom zu
optimieren, um damit eine hohe Ausbeute mit einem moderaten Verbrauch an
Rohmaterialien zu erreichen, wodurch ein hoher Anteil an Transportaktivitäten auf
der Grundlage von Substraten erforderlich ist, die diverse Prozesse
abgeschlossen haben und damit Mikrostrukturbauelemente in einem
mehr oder weniger fortgeschrittenen Bearbeitungszustand aufweisen.
Häufig
wird der Fertigungsprozess für
die entsprechenden Mikrostrukturbauelemente auf zwei oder mehrere
Fertigungsorte aufgeteilt, anstatt die Bauelemente in einer einzelnen
Fertigungsstätte
vollständig
herzustellen, wodurch der Aufwand für erforderliche Transportaktivitäten weiter
erhöht
wird, wobei jede Transportaktivität auch die Gefahr einer Schädigung oder
eines Totalverlusts an Substraten beinhaltet.
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Innerhalb
der Produktionsstätten
werden Substrate, d. h. typischerweise Scheiben, in Gruppen gehandhabt,
die als Lose bezeichnet werden, die abhängig von dem Grad der Automatisierung
innerhalb der Fertigungsumgebung mittels eines automatischen Transportsystems
transportiert werden, das auch als automatisches Materialhandhabungssystem
(AMHS) bezeichnet wird, und das die Substrate in entsprechenden
Behälter,
beispielsweise an der Vorderseite öffnende vereinheitlichte Behälter (FOUP),
in denen die mehreren Substrate gestapelt sind und jedes Substrat
horizontal orientiert ist, zu sogenannten Ladestati onen der Anlagen
zuführt
und die Behälter
dort aufnimmt, die zuvor bearbeitete Substrate enthalten. Somit
repräsentiert
der Transportvorgang selbst einen wichtigen Faktor für das effiziente
Disponieren und Verwalten der Fertigungsumgebung, da die Zeit zum
Einladen und Ausladen von Behältern
bis zu mehreren Minuten pro Behälteraustauschereignis
beanspruchen kann und auch einer großen Schwankung unterliegt,
die zu unerwünschten
Wartezeiten an speziellen Prozessanlagen führen kann, wodurch deren Leistungsverhalten beeinträchtigt wird.
Andererseits gibt es ein ständiges
Bestreben, die Größe der entsprechenden
Substrate zu vergrößern, um
damit die Prozesseffizienz zu verbessern. Beispielsweise fand in
der Vergangenheit eine Entwicklung von 150 mm auf 200 mm statt,
während
aktuell 300 mm zu einem industriellen Standard in der IC-Herstellung
wird mit der Aussicht auf 450 mm Scheiben in der absehbaren Zukunft.
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Somit
führt abhängig von
der Größe und der Prozessphase
der Substrate der Bruch eines Substrats innerhalb eines entsprechenden
Transportbehälters
nicht nur zu einem Verlust der Bauteile, die auf dem gebrochenen
Substrat ausgebildet sind, sondern es können auch die verbleibenden
Substrate in dem Transportbehälter
beschädigt
werden. Beispielsweise werden Mikrostrukturbauelemente häufig bis
zu einem sehr fortgeschrittenen Fertigungsstadium bearbeitet, während ein
nächster
Prozessschritt, etwa dem Zerteilen der Substrate, in einer anderen
Fertigungsstätte
ausgeführt
wird. Dazu werden mehrere Substrate in einem Transportbehälter angeordnet,
wobei die einzelnen Substrate horizontal durch geeignete Kanten,
die in dem Transportbehälter
vorgesehen sind, in Position gehalten werden. Auf Grund der thermischen
und/oder mechanischen Verspannung oder anderer Umwelteinflüsse während des
Transports kann ein Substrat brechen und die resultierenden Bruchstücke können ein
oder mehrere der anderen Substrate treffen, wodurch eine Schädigung,
etwa Kratzer, Teilchenkontamination, und dergleichen hervorgerufen
wird. Da die Substrate bereits den Hauptanteil der Fertigungsprozesse
durchlaufen haben, ist ein entsprechender Verlust von Bauelementen äußerst kostenintensiv.
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Es
wird nun eine typische Situation während des Transports von Substraten,
die für
die Herstellung von Mikrostrukturbauelementen verwendbar sind oder
verwendet werden, mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben.
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1a zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Transportbehälters oder
Containers 150, der ausgebildet ist, mehrere Substrate 100 aufzunehmen,
die Substrate reprä sentieren,
die darauf ausgebildet Mikrostrukturbauelemente, etwa integrierte
Schaltungen und dergleichen aufweisen, wobei typischerweise die
Mikrostrukturbauelemente in einem fortgeschrittenen Fertigungszustand
sind, der den Transport zu einer anderen Fertigungsstätte erfordert,
um damit in geeigneter Weise die Gesamtfertigungssequenz fortzusetzen.
Z. B. können
die Substrate 100 entsprechende integrierte Schaltungen aufweisen,
die in einzelne Chips vor dem Einbringen in ein Gehäuse zu vereinzeln
sind. Abhängig
von der Größe der einzelnen
Chipbereiche, die auf dem Substrat 100 ausgebildet sind,
können
somit mehrere 100 Bauelemente oder mehr pro Substrat 100 vorhanden
sein, wobei jedes einzelne Bauelement einen Wert von einigen Dollar
bis zu mehreren 100 Dollar aufweisen kann. Der Einfachheit halber
sind derartige Mikrostrukturbauelemente in 1a nicht
gezeigt. Typischerweise werden die einzelnen Substrate 100 am
Rand durch entsprechende Haltestrukturen 151 gehalten,
um damit das automatische Einladen und Ausladen in die und aus den
Transportbehälter 150 zu
ermöglichen.
Der Transportbehälter 150 kann
ferner eine Abdeckung 152 aufweisen, die im Wesentlichen
die Substrate vor Umwelteinflüssen, etwa
Teilchen, Feuchtigkeit, und dergleichen schützt. Während des Transports des Behälters 150 werden abhängig von
den Transportbedingungen die Substrate 100 diversen Belastungszuständen ausgesetzt, beispielsweise
thermischen und/oder mechanischen Belastungssituationen, die schließlich in
Verbindung mit intern bestehenden mechanischen Verspannungen zu
deutlichen Schäden
in einem oder mehreren der Substrate 100 führen können, was
sogar zu einem vollständigen
Bruch des entsprechenden Substrats führen kann. Beispielsweise kann
in 1a eine mechanische Belastung oder eine andere
Belastung 140 auf eines der Substrate 100 einwirken,
wobei zu beachten ist, dass die externe Belastung 140 zu
einer unterschiedlichen Reaktion in einzelnen Substraten führen kann,
abhängig
von den substratspezifischen Bedingungen, etwa dem Ausmaß an innerer
Verspannung der Substrate innerhalb des Transportbehälters 150,
und dergleichen. Wenn daher ein gewisser Schwellwert überschritten
wird, der für
jedes der Substrate 100 unterschiedlich sein kann, kann
ein Bruch eines entsprechenden Substrats 100 auftreten,
wodurch mehrere Teilstücke
und Teilchen, die das innere des Transportbehälters 150 kontaminieren,
erzeugt werden.
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1b zeigt
schematisch die entsprechende Situation, wenn mehrere Teilstücke 101 in
dem Transportbehälter 150 verteilt
sind, wodurch auch andere Substrate 100 kontaminiert werden,
d. h. er werden Teilchen und dergleichen erzeugt, die die weitere Bearbeitung
der intakten Substrate 100 nach der Ankunft in der neuen
Fertigungsstätte
negativ beeinflussen können.
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1c zeigt
schematisch den Transportbehälter 150,
wobei die Wechselwirkung der Fragmente 101 mit weiteren
Substraten 100 zum Zerstören eines oder mehrerer weiterer
Substrate führt.
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Folglich
kann der Bruch eines Substrats 100 während des Transports nicht
nur zu einem deutlichen Verlust an Mikrostrukturbauelementen, die
auf dem gebrochenen Substrat vorgesehen sind, führen, sondern kann auch zu
beträchtlichen
Schäden
oder sogar einem Bruch anderer Substrate führen, die ursprünglich nicht
durch während
des Transports hervorgerufene Belastungen wesentlich beeinflusst
wurden.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für eine Technik
für ein
effizienteres Handhaben von Transportproblemen für Substrate bei der Bereitstellung
von Mikrostrukturen, wobei eines oder mehrere der oben erkannten
Probleme vermieden oder reduziert werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zum
deutlichen Reduzieren der Wahrscheinlichkeit für durch Transport hervorgerufene
Schäden
von Substraten, die zur Bearbeitung von Mikrostrukturen verwendbar
sind oder verwendet werden. Zu diesem Zweck werden die Substrate
so vorbereitet, dass diese eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Erzeugen
loser Teilstücke
aufweisen, selbst wenn schwerwiegende durch den Transport hervorgerufene
Schäden
in einem oder mehreren der entsprechenden Substrate erzeugt werden.
Folglich kann durch Verringern der Wahrscheinlichkeit zur Erzeugung
loser Teilstücke
eine Kontamination des entsprechenden Transportbehälters deutlich
verringert werden, wodurch auch die Gefahr einer Schädigung oder
Zerstörung
anderer Substrate verringert wird, die in dem Transportbehälter vorhanden
sind. Durch geeignetes Vorbereiten des Substrats derart, dass dieses
ein gewünschtes
Sicherheitsverhalten beim Bruch aufweist, können bestehende konventionelle
Anlagen und Ressourcen mit erhöhter
Effizienz eingesetzt werden, wodurch eine deutlich erhöhte Gesamtausbeute
der Transportaktivitä ten
und somit des gesamten Fertigungsprozesses der betrachteten Mikrostrukturbauelemente
erreicht wird.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Transportieren
eines Substrats in einem Transportbehälter von einer ersten Fertigungsstätte zu einer
zweiten Fertigungsstätte,
wobei das Substrat eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und ein Trägermaterial
zur Herstellung von Mikrostrukturbauelementen in und auf der Vorderseite
repräsentiert.
Das Verfahren umfasst ferner das Aufbringen einer Haftschicht auf
der Rückseite
des Substrats vor dem Transportieren des Substrats, wobei die Haftschicht
ausgebildet ist, eine Kontamination des Transportbehälters bei
einem beim Transport verursachten Bruch des Substrats zu verringern.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden eines
Sicherheitsmaterials auf einem Substrat, das zur Bearbeitung von Mikrostrukturbauelementen
verwendet wird, wobei das Sicherheitsmaterial ausgebildet ist, die
Bildung loser Teilstücke
beim Brechen des Substrats zu reduzieren. Des weiteren wird das
Substrat von einer ersten Fertigungsstätte zu einer zweiten Fertigungsstätte transportiert.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Transportieren von
Substraten von Mikrostrukturbauelementen von einer ersten Fertigungsstätte zu einer
zweiten Fertigungsstätte
bereitgestellt. Das System umfasst eine Ladestation, die ausgebildet
ist, ein oder mehrere Substrate in dem Transportbehälter einzuladen,
wobei das eine oder die mehreren Substrate ein Sicherheitsmaterial
aufweisen, das ausgebildet ist, eine Kontamination des Transportbehälters beim
Brechen eines Substrats zu verringern. Das System umfasst ferner
eine Prozessanlage, die ausgebildet ist, das Sicherheitsmaterial auf
jedem des einen oder der mehreren Substrate herzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1a bis 1c schematisch
Querschnittsansichten eins Transportbehälters während des Transports von Substraten
gemäß einem
konventionellen Ablauf zeigen, wobei der Bruch eines einzelnen Substrats
zu einem deutlichen Schaden an anderen Substraten in dem entsprechenden
Transportbehälter
führen
kann;
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2a schematisch
ein Substrat mit einem darauf ausgebildeten Sicherheitsmaterial
zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Erzeugens loser Teilstücke beim
Brechen des Substrats gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2b schematisch
einen Transportbehälter
während
des Transports mehrerer Substrate mit einem entsprechenden Sicherheitsmaterial
gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
zeigt;
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2c zeigt
schematisch ein Transportschema mit einem geeigneten Sicherheitsmaterial und
einer Transportorientierung der Substrate für ein weiteres Verringern der
Wahrscheinlichkeit des Brechens von Substraten während des Transports gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
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3a bis 3c schematisch
Querschnittsansichten von Substraten mit darauf ausgebildeten Sicherheitsmaterialien
zur Reduzierung der Kontamination von Transportbehältern beim
Brechen des Substrats gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
zeigen;
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4a schematisch
ein System zum Transport von Substraten mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit
für durch
Transport hervorgerufene Kontaminationen gemäß anschaulicher Ausführungsformen
zeigt; und
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4b zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Substrats mit einem Sicherheitsmaterial
zeigt, das mit einem Sensorelement zur Überwachung von Transportbedingungen
des Substrats verbunden ist, gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebene anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft den Gegenstand der angefügten Patentansprüche dar.
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Im
Allgemeinen löst
die vorliegende Erfindung das Problem der ausgeprägten Ausbeuteverringerung
während
des Transports oder während
des Versendens von Substraten für
die Bearbeitung von Mikrostrukturbauelementen, die durch den Bruch
eines oder mehrerer Substrate während
des Transports hervorgerufen wird. Wie zuvor erläutert ist, sind typischerweise
insbesondere bei der Herstellung von modernen Mikrostrukturbauelementen,
etwa integrierten Schaltungen mit hoher Komplexität und dergleichen,
eine Vielzahl komplexer Fertigungsprozesse auszuführen, wobei
eine große
Anzahl an Prozessaktivitäten
auszuführen
sind, um damit die Substrate in geeigneter Weise den entsprechenden
Fertigungsstätten
zuzuführen.
Obwohl im Allgemeinen gewisse Prozessmodule so ausgebildet sind,
dass der Substrattransport durch automatische Transportsysteme bewältigt wird,
wodurch deutlich die Wahrscheinlichkeit von Belastungsbedingungen,
die durch den Transport hervorgerufen werden, für die Substrate reduziert wird,
werden entsprechende Mikrostrukturbauelemente häufig nicht in einer Fertigungsstätte vollständig hergestellt,
sondern es ist mindestens eine Transportaktivität erforderlich, während welcher die
entsprechenden Bedingungen nicht so steuerbar sind, wie dies wünschenswert
ist, um im Wesentlichen transportbezogene Ausbeuteverluste zu vermeiden.
Beispielsweise werden die Substrate typischerweise in unterschiedlichen
Fertigungsstätten hergestellt
und dann zu entsprechenden Einrichtungen, etwa Halbleiterfabriken,
und dergleichen transportiert, um damit entsprechende Bauelemente
auf den Substraten zu bilden. Einige der äußerst komplexen Fertigungsprozesse
zur Vervollständigung
eines separaten Halbleiterbauelements in einem Gehäuse erfordert
typischerweise die Bearbeitung in unterschiedlichen Fertigungsstätten auf
Grund ökonomischer,
technischer oder anderer Gründe.
Z. B. wird der Vorgang des Vereinzelns der einzelnen Substrate in
einer anderen Fertigungsstätte
als die vorhergehenden Prozesse auf Grund ökonomischer Gründe im Hinblick
auf das relativ geringe Maß an
Au tomatisierung, das beim Vereinzelungsprozess gegeben ist, ausgeführt. Da
die entsprechenden Transportbedingungen während eines Transports von
einer Fertigungsstätte
zu einer anderen äußerst variabel
sind und zu einem gewissen Maße
nicht vorhersagbar sind, wird typischerweise ein Kompromiss zwischen ökonomischen
Rahmenbedingungen, d. h. es werden möglichst viele Substrate in
dicht gepackter Weise transportiert, und der Integrität der entsprechenden
Substrate, die in den entsprechenden Transportbehältern enthalten
sind, eingegangen. Folglich besteht in konventionellen Transportschemata,
wie dies zuvor mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben
ist, eine große
Wahrscheinlichkeit für
einen deutlichen Ausbeuteverlust.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen, um die entsprechenden
Ausbeuteverluste zu reduzieren, ohne im Wesentlichen zu einer erhöhten Gesamtkomplexität und zu
höheren
Fertigungskosten beizutragen, indem eine Strategie bereitgestellt
wird, in der zumindest die Konsequenzen des Bruchs eines Substrats
während
des Transports deutlich verringert werden. Zu diesem Zweck werden
die entsprechenden Substrate vor dem eigentlichen Transportieren der
Substrate so präpariert,
dass die Wahrscheinlichkeit für
das Erzeugen loser Teilstücke
und Teilchen beim Brechen des Substrats deutlich verringert wird. Dies
kann auf der Grundlage eines geeignet gestalteten Sicherheitsmaterials
bewerkstelligt werden, das auf geeigneten Positionen auf dem Substrat
gebildet wird, wobei das Sicherheitsmaterial ein wesentlich größeres Maß an Flexibilität im Vergleich
zu dem Substratmaterial aufweist, so dass es auf eine große Bandbreite
externer Belastungen reagieren kann, ohne dass ein deutlicher Schaden
auftritt. Ferner kann das Sicherheitsmaterial Bruchstücke des gebrochenen
Substrats in geeigneter Weise zurückhalten, beispielsweise indem
eine ausreichende Haftung zu den entsprechenden Teilstücken geschaffen wird,
die damit das Innere des Transportbehälters im Wesentlichen nicht
kontaminieren oder die zumindest eine Kontamination im Vergleich
zu konventionellen Strategien deutlich einschränken. Die Wirkung der Sicherheitsmaterialien,
die auf den entsprechenden Substraten vorgesehen sind, kann noch
weiter verbessert werden, indem der Betrag der externen Belastung
auf die Substrate verringert wird, indem beispielsweise die Substrate
in den entsprechenden Transportbehältern in geeigneter Weise positioniert werden.
In anschaulichen Ausführungsformen
ist das Aufbringen des Sicherheitsmaterials mit dem Vorsehen entsprechender
Sensorelemente verknüpft,
um damit die Transportbedingungen der einzelnen Substrate zu detektieren
oder zumindest zeitweilig zu überwachen.
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Dies
ermöglicht
es, in geeigneter Weise die entsprechenden Daten zu sammeln und
zu bewerten, wodurch die Gesamttransporteffizienz verbessert wird.
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Somit
ist die vorliegende Erfindung äußerst vorteilhaft
im Zusammenhang mit dem Transportieren von Substraten für die Bearbeitung
von Mikrostrukturbauelementen von einer Fertigungsstätte zu einer
weiteren über
lange Strecken, wobei Transportmedien, etwa Straßen, Flugrouten, Schiffsrouten, und
dergleichen beteiligt sind, da hier äußerst variable und unvorhersehbare
Transportbedingungen auftreten können.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung
auch auf Situationen angewendet werden kann, in denen die entsprechenden
Fertigungsstätten
nahe aneinander angeordnet sind, wobei dennoch Transportaktivitäten unter
anspruchsvollen Bedingungen erforderlich sind, wenn beispielsweise
nicht automatisierte Transportsysteme beteiligt sind, oder wenn
im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit für durch Transport hervorgerufene
Verluste zu verringern ist.
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Mit
Bezug zu den begleitenden Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
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2a zeigt
schematisch ein Substrat 200, wenn es einer speziellen
Belastungsbedingung ausgesetzt ist, die als eine externe Belastung 240 angegeben
ist, die abhängig
von den inneren Eigenschaften des Substrats 300 eine stärkere Beschädigung, etwa
einen Riss, und dergleichen hervorrufen kann. Das Substrat 200 repräsentiert
ein beliebiges geeignetes Trägermaterial
zur Herstellung von entsprechenden Mikrostrukturbauelementen, etwa
integrierten Schaltungen, mikromechanischen Bauelementen, optoelektronischen
Bauelementen, und dergleichen. Der Einfachheit halber sind derartige
Mikrostrukturbauelemente in 2a nicht
gezeigt. In anderen Fällen
repräsentieren
die Substrate 200 Trägermaterialien,
die einem Hersteller von Mikrostrukturen zuzuführen sind. Wie zuvor erläutert ist,
gibt es ein ständiges
Bestreben, den Durchmesser der einzelnen Substrate zu vergrößern, um
damit die Effizienz der entsprechenden Fertigungsprozesse zu steigern.
Somit kann auch die Anzahl der einzelnen Bauelemente, die auf einem
einzelnen Substrat 200 ausgebildet sind, ebenso anwachsen,
was zu einem deutlich erhöhten
Maß an
Ausbeuteverlust führen kann,
wenn das Substrat 200 durch die transportinduzierte Belastungsbedingung 240 zerbricht.
Beispielsweise beträgt
ein typischer Durchmesser des Substrats 200 150 bis 300
mm, wobei 450 mm in der absehbaren Zukunft eine Standardsubstratgröße für die Bearbeitung
von siliziumbasierten Mikrostrukturbauelementen werden kann. Das
Substrat 200 be sitzt eine Vorderseite 202 und
eine Rückseite 203, wobei
die Vorderseite 202 als der entsprechende Bereich des Substrats 200 definiert
ist, der darin und darüber
Mikrostrukturbauelemente erhält,
etwa integrierte Schaltungen und dergleichen. Es sollte beachtet
werden, dass die Rückseite 203,
die typischerweise für
die Handhabung des Substrats 200 durch automatische Transportsysteme
und Prozessanlagen verwendet wird, ebenso entsprechende Komponenten
erhalten kann, etwa Kontaktelektroden und dergleichen, abhängig davon,
welche Bauelemente auf und in dem Substrat 200 zu bilden
sind. In anderen Fällen
repräsentiert
die Rückseite 203 ein
Materialgebiet des Substrats 200, das in einer späteren Prozessphase
entfernt wird, abhängig
von den Bauteilerfordernissen. In jedem Falle repräsentiert
die Vorderseite 202 einen Oberflächenbereich des Substrats 200,
der den meisten Fertigungsprozessen ausgesetzt ist oder diesen noch
unterliegt, um entsprechende Mikrostrukturbauelemente auf der Grundlage
des Substrats 200 zu bilden. In einer anschaulichen Ausführungsform
umfasst das Substrat 200 zumindest auf der Rückseite 203 ein
geeignetes Sicherheitsmaterial 210, das ausgebildet ist,
auf die Belastungsbedingung 240 so zu reagieren, dass die Erzeugung
loser Teilstücke
des Substrats 200 im Wesentlichen reduziert wird oder im
Wesentlichen vermieden wird, wenn das Substrat 200 der
Belastungsbedingung 240 nicht widersteht. In einer anschaulichen
Ausführungsform
repräsentiert
das Sicherheitsmaterial 210 ein Material mit einer erhöhten Flexibilität im Vergleich
zu dem Substrat 200, so dass das Material 210 nicht
wesentlich dazu neigt, entsprechende Risse oder andere Deformationen
zu bilden, die die mechanische Integrität des Materials 210 gefährden, zumindest
für eine
große
Klasse an externen Belastungen 240. In einer anschaulichen
Ausführungsform
umfasst das Sicherheitsmaterial 210 eine Haftschicht, die
in zuverlässiger
Weise an der Rückseite 203 des
Substrats 200 haftet, wodurch das Ablösen von Fragmenten des Substrats 200 beim Zerbrechen
im Wesentlichen vermieden wird. Beispielsweise kann die Haftschicht,
die das Sicherheitsmaterial 210 repräsentiert oder einen Teil davon bildet,
in Form eines folienartigen Materials vorgesehen werden, das ausreichend
Haftung zu der Rückseite 203 besitzt,
um damit Teilstücke
zurückzuhalten.
Z. B. sind geeignete Polymermaterialien verfügbar, die das gewünschte Maß an Stabilität und Haftung
bieten. In einem Beispiel weist das entsprechende Sicherheitsmaterial 210 ein
Folienmaterial auf, wie es in ähnlicher
Weise als Sägefolie
verwendet wird, die zum Separieren einzelner Chips in einer späteren Fertigungsphase
eingesetzt wird. Das Sicherheitsmaterial 210 wird auf der
Rückseite 203 auf der
Grundlage einer beliebigen etablierten Prozesstechnik aufgebracht,
etwa Aufschleuderverfahren, CVD (chemische Dampfabscheidung), wobei
eine nachfolgende Behandlung optional ausgeführt werden kann, um dem zuvor
aufge brachten Basismaterial die gewünschten Eigenschaften zu verleihen.
In anderen Fällen
wird das Sicherheitsmaterial 210 an dem Substrat 200 mittels
eines mechanischen Prozesses festgemacht, wenn das Basismaterial
zur Herstellung des Sicherheitsmaterials 210 mit einer folienartigen
Konsistenz bereitgestellt werden kann. Danach können weitere Materialien aufgebracht
werden, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
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Während einer
typischen Transportsituation wirkt die Belastung 240 auf
das Substrat 200, was zu einer entsprechenden Erzeugung
eines Risses 201a auf Grund bereits bestehender innerer
mechanischer Verspannungen und dergleichen führen kann, wodurch möglicherweise
entsprechende Teilstücke
bzw. Fragmente 201 gebildet werden können, die jedoch an dem Sicherheitsmaterial 210 haften
bleiben, wodurch die Fragmente 201 mit dem Sicherheitsmaterial 210 verbunden
bleiben. Es sollte beachtet werden, dass in der in 2a gezeigten
Konfiguration das Substrat 200 in einer im Wesentlichen
horizontalen Orientierung vorgesehen ist, wobei in diesem Falle der
Begriff „horizontal" als eine absolute
Positionsinformation zu verstehen ist, d. h. das Substrat 200 ist im
Wesentlichen horizontal in Bezug auf den Grund bzw. Boden 260 angeordnet.
Folglich kann das Vorsehen des Sicherheitsmaterials 210 auf
der Rückseite 203 zumindest
zu einem gewissen Grade das gebrochene Substrat 200 stabilisieren,
da die entsprechenden Ränder
des Risses 201a an der Vorderseite 202 gegeneinandergedrückt werden,
während
die entsprechenden Ränder
an der Rückseite 203 durch die
Schwerkraft auseinandergezogen werden, wodurch sich der resultierende
Abstand im Wesentlichen durch die Elastizität des Sicherheitsmaterials 210 begrenzt
ist. Bei einer geringen Elastizität kann das Sicherheitsmaterial 210 sogar
die Lage des Substrats 200 selbst in dem gebrochenen Zustand
beibehalten, mit Ausnahme eines gewissen Maßes an Krümmung, das von dem Maß an Elastizität abhängt, das
von dem Sicherheitsmaterial 210 bereitgestellt wird, ohne
dass weitere mechanische Komponenten erforderlich sind.
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2b zeigt
schematisch eine typische Transportsituation, in der ein Transportbehälter 250 mehrere
Substrate aufweist, etwa die Substrate 200, wie sie in 2a gezeigt
sind. In diesem Falle wirkt eine externe Belastung 240 auf
die Substrate, wobei eines der Substrate 200, wie dies
in 2b gezeigt ist, den entsprechenden „Schwellwert" übersteigt und einen entsprechenden
Riss 201a bildet, wobei das Ablösen von Teilstücken 201 von
den entsprechenden Substraten 200 in das Innere des Transportbehälters 250 im
Wesentlichen vermieden werden kann oder die Anzahl der freigesetzten
Bereiche des Substrats 200 zumin dest deutlich verringert
wird im Vergleich zu konventionellen Strategien ohne das Sicherheitsmaterial 210.
In Situationen, wie sie zuvor mit Bezug zu 2a beschrieben
sind, kann das gebrochene Substrat 200 seine Position innerhalb
des entsprechenden Faches beibehalten, wobei das Maß an Durchbiegung
des Substrats 200 von dem Ausmaß an Zerstörung des Substrats 200 und
den Eigenschaften des Sicherheitsmaterials 210 abhängt. Für ein Material
mit einem moderat geringen Maß an Elastizität kann beispielsweise
die sich ergebende Krümmung
nach dem Bruch des Substrats 200 kleiner sein im Vergleich
zu dem Abstand des tieferliegenden benachbarten Substrats 200 in
dem Behälter 250,
wodurch ein unerwünschter
Kontakt des gebrochenen Substrats 200 mit dem tieferliegenden
Nachbarsubstrat im Wesentlichen vermieden wird. In anderen Fällen, wenn
ein gewisses Maß an
Materialabtrag an der Vorderseite 202 des Substrats 200 auftritt, indem
beispielsweise sich der entsprechende Rand des Risses 201a während der
externen Belastung 240 ablöst, kann die Krümmung und
damit die Durchbiegung des gebrochenen Substrats 200 größer werden,
was möglicherweise
zu einer Berührung
des darunter liegenden Substrats führt, jedoch mit einer geringeren
Neigung, das benachbarte Substrat zu schädigen, wobei dennoch eine Ablösung größerer Teilstücke 201 in
effizienter Weise durch das Sicherheitsmaterial 210 unterdrückt wird.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
kann eine deutliche Materialablösung
an der Vorderseite 202 unterdrückt werden, indem eine entsprechende
Schutzschicht darauf gebildet wird, wie dies nachfolgend detaillierter
beschrieben ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass in dem in 2b beschriebenen
Transportschema die Substrate 200 im Wesentlichen horizontal
in Bezug auf den Boden orientiert sind, wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird, konventionelle Transportabläufe anzuwenden, jedoch mit
einer deutlich reduzierten Wahrscheinlichkeit für durch den Transport hervorgerufene
Behälterkontaminationen
und damit entsprechende Ausbeuteverluste. Wie jedoch zuvor erläutert ist, werden
die entsprechenden Substrate 200 im Wesentlichen an deren
Rand mittels einer entsprechenden Halterungsstruktur 251 befestigt,
was zu einer deutlichen mechanischen Belastung innerhalb zentraler
Bereiche der entsprechenden Substrate 200 auf Grund der
Schwerkraft führen
kann, insbesondere wenn Substrate mit großem Durchmesser betrachtet
werden. D. h., das entsprechende Substrat 200 kann unter
einer deutlichen mechanischen Verspannung leiden, die zu einem gewissen
Maße eine
Zugdeformation an der Rückseite 203 und
einer Druckdeformation an der Vorderseite 202 führt. Folglich kann
für Substrate
mit größerem Durchmesser
eine mechanische Belastung oder eine andere extern hervorgerufene
Belastung, etwa die Belastung 240 zu einer Absenkung des
entspre chenden „Schwellwerts" oder „Toleranzpegels
für externe
Belastungen" im Hinblick
auf einen Scheibenbruch führen,
wodurch ein moderat hohes Risiko für einen Substratbruch selbst
für moderat
geringe interne Belastungspegel geschaffen wird. In einer derartigen
Situation kann das Vorsehen des Sicherheitsmaterials 210 potentielle
Ausbeuteverluste in konventionellen Transportschemata deutlich reduzieren.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
wird zusätzlich
zu dem Sicherheitsmaterial 210 die Eigenstabilität des Substrats 200 verbessert,
indem eine andere Orientierung der Substrate 200 während des
Transports gewählt wird.
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2c zeigt
schematisch die Situation des Transports des Substrats 200 in
einem entsprechend ausgebildeten Transportbehälter 200, in welchem entsprechende
Fächer 252 in
einer nicht horizontalen Weise angeordnet sind. In den dargestellten
Ausführungsformen
sind die entsprechenden Fächer 252 so ausgebildet,
dass die Substrate 200 in einer im Wesentlichen vertikalen
Orientierung aufgenommen wurden, so dass durch Schwerkraft hervorgerufene Zugverspannungen
und Druckverspannungen des Substrats 200 deutlich verringert
werden. Somit kann in Verbindung mit dem Sicherheitsmaterial 210 die Wahrscheinlichkeit
für das
Erzeugen von Verspannungspegeln, die den Bruch von Substraten hervorrufen,
reduziert werden, während
zusätzlich
eine Kontamination, die durch gebrochene Substrate hervorgerufen
wird, ebenso verringert werden kann, wodurch insgesamt eine deutlich
verbesserte Transporteffizienz erreicht wird. In einigen anschaulichen Ausführungsformen,
wie dies in 2c gezeigt ist, besitzen die
entsprechenden Substrate 200 darauf ausgebildet das Sicherheitsmaterial 210 in
Form eines ersten Bereichs 210a, der auf der Rückseite
vorgesehen ist, und eines zweiten Bereichs 210b, der auf
der Vorderseite vorgesehen ist, wobei der erste und der zweite Bereiche 210a, 210b im
Wesentlichen die gleichen Materialzusammensetzungen aufweisen oder
aber sich zumindest in einer Eigenschaft abhängig von den Prozesserfordernissen
unterscheiden können.
Beispielsweise kann das Sicherheitsmaterial 210a, das an
der Rückseite 203 vorgesehen
ist, für die
höhere
mechanische Integrität
und die Hafteigenschaften sorgen, während das Material 210b,
das an der Vorderseite 202 vorgesehen ist, die Ablösung von kleinen
Teilchen von Bereichen reduzieren kann, in denen entsprechende Risse 201a entstehen
können. Auf
diese Weise kann die Effizienz des Materials 210a verbessert
werden und gleichzeitig kann eine substratinterne Kontamination
durch Teilchen unterdrückt
werden. Somit können
entsprechende Teilstücke 201,
die groß genug
sind, dass diese ein oder mehrere intakte Bauelemente enthalten,
für die
weitere Bearbeitung verwendet werden, beispielsweise für das Abtrennen
einzelner Chipbereiche, selbst nach dem Bruch des entsprechenden
Substrats. Durch Vorsehen des entsprechenden Materials 210b auf
der Vorderseite 202 kann eine weitere Kontamination, die
mit der Substrathandhabung und mit Transportaktivitäten verknüpft ist,
deutlich reduziert werden, wodurch weiter zu einer verbesserten
Gesamtproduktionsausbeute beigetragen wird.
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Es
sollte beachtet werden, dass ein entsprechendes schützendes
Vorderseitenmaterial und dergleichen auch in dem Transportschema
eingesetzt werden kann, wie es mit Bezug zu den 2a und 2b beschrieben
ist, wobei entsprechende Strategien nachfolgend detaillierter beschrieben
werden, wenn auf die 3a bis 3c verwiesen
wird.
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In
noch weiteren anschaulichen Ausführungsformen
(nicht gezeigt) wird die Orientierung der Substrate 200 mit
einem geeigneten Winkel zwischen der im Wesentlichen horizontalen
Orientierung, die in 2b gezeigt ist, und der im Wesentlichen
vertikalen Orientierung, wie sie in 2c gezeigt
ist, ausgewählt.
In diesem Falle kann der entsprechende Zuwachs der Eigenstabilität der Substrate 200 auf
ein gewünschtes
Maß eingestellt
werden, indem beispielsweise ein Winkel von ungefähr 40 bis 60
Grad in Bezug auf den Untergrund gewählt wird, während dennoch eine gewisse
Schwerkraft zur Wirkung auf ein gebrochenes Substrat 200 sichergestellt ist,
um damit eine durch Schwerkraft hervorgerufene Biegung des gebrochenen
Substrats zu erzeugen, wodurch ein gewisses Maß an Eigenstabilität selbst nach
dem Bruch des entsprechenden Substrats gewährleistet ist.
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3a zeigt
schematisch ein Substrat 300 mit einer Vorderseite 302 und
einer Rückseite 303. Das
Substrat 200 kann ein Substrat repräsentieren, wie es zuvor mit
Bezug zu den Substraten 100 und 200 beschrieben
ist. Des weiteren umfasst in der dargestellten Ausführungsform
das Substrat 300 in und über seiner Vorderseite einen „aktiven" Bereich 305, in
welchem entsprechende Mikrostrukturbauelemente, etwa integrierte
Schaltungen und dergleichen vorgesehen sind. Die entsprechenden
Mikrostrukturbauelemente in dem Bereich 305 können in
einem fortgeschrittenen Fertigungsstadium sein, beispielsweise kann
der Bereich 305 im Wesentlichen vollständige integrierte Schaltungen
enthalten, die eine Separierung in einzelne Chips und das Befestigen
an geeigneten Gehäusematerialien
benötigen.
Des weiteren umfasst das Substrat 300 an seiner Rückseite 303 ein
entsprechendes Sicherheitsmaterial 310, um das Substrat 300 für die nachfolgende
Transportaktivität vorzubereiten.
In einer anschaulichen Ausführungsform
umfasst das Sicherheitsmaterial 310 eine erste Materialschicht 310c,
die zumindest die erforderliche Haftung an der Rückseite 303 des Substrats 300 bereitstellt.
D. h., das Material 310c haftet an der Rückseite 303,
selbst wenn das Substrat 300 in mehrere Teilstücke auf
Grund der Einwirkung einer typischen transportverursachten externen
Belastung bricht. Es sollte beachtet werden, dass eine transportbezogene Belastung
als ein externer Einfluss mit einer gewissen Größe betrachtet wird, der zu
der Zerstörung
des entsprechenden Substrats 300 führen kann, der aber andere
Substrate intakt lässt.
Beispielsweise kann das Material 310c ein geeignetes Material
repräsentieren,
das für
das gewünschte
Maß an
Haftung sorgt, wobei es auch ein gewisses Maß an mechanischer Stabilität und Flexibilität in Reaktion
auf eine externe Belastung aufweist. Um die gewünschten Sicherheitseigenschaften
des Materials 210 weiter zu verbessern, kann mindestens
eine weitere Materialschicht 310d vorgesehen werden, die
dem Material 310c eine erhöhte mechanische Stabilität verleiht.
Z. B. kann die Steifigkeit des Materials 310c deutlich vergrößert werden,
indem ein geeignetes Material, etwa eine Metallschicht und dergleichen,
vorgesehen wird, die die erforderlichen Eigenschaften verleiht.
In anderen Fällen
ist die Schicht 310d aus einem Metallgitter aufgebaut,
das entsprechende Bereiche aus Metallmaterial mit einem hohen Maß an Festigkeit enthält, wodurch
die Gesamtstabilitätseigenschaften des
Sicherheitsmaterials 310 verbessert werden. Es sollte beachtet
werden, dass die Materialschichten 310c, 310d in
Form eines Schichtstapels vorgesehen werden können, wie dies gezeigt ist,
während
in anderen anschaulichen Ausführungsformen
diese Materialien in einer „integrierten" Form vorgesehen
werden, wenn beispielsweise ein entsprechendes Metallgitter in das
Material der Schicht 310c eingebaut wird. Des weiteren
kann das Sicherheitsmaterial 310 zusätzliche Materialschichten aufweisen,
beispielsweise eine weitere Schicht aus dem Material 310c, um
das Material 310d mit der erhöhten mechanischen Stabilität einzukapseln.
Zum Beispiel kann die Schicht 310c in Form eines Polymermaterials
vorgesehen werden, etwa eines PVC-Materials, an das sich ein metallenthaltendes
Material für
die Schicht 310d anschließt, woran sich optional ein
weiteres Material anschließen
kann, etwa ein Polymer, und dergleichen.
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Das
Substrat 300, wie es in 3a gezeigt ist,
kann durch Bearbeiten des Substrats 300 ohne das Sicherheitsmaterial 310 auf
der Grundlage einer geeigneten Prozesssequenz zur Herstellung der
entsprechenden Mikrostrukturbauelemente in dem Bereich 305 bearbeitet
werden. In einem geeigneten Fertigungsstadium wird dann das Sicherheitsmaterial 310 aufgebracht,
wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen die entsprechenden
Materialschichten 310c, 310d individuell vorgesehen
werden, beispielsweise durch geeignete Abscheideverfahren, während in
anderen Fällen
einige der Unterschichten des Materials 310 separat zu
dem Substrat 300 hergestellt und nachfolgend auf das Substrat 300 aufgebracht
werden. Wenn z. B. das Sicherheitsmaterial 310 im Wesentlichen
folienartige Eigenschaften aufweist, d. h. es ist flexibel und hat
ein hohes Maß an Zähigkeit,
wobei das Maß an
Elastizität
beispielsweise auf der Grundlage des Materials 310d eingestellt werden
kann, kann das Sicherheitsmaterial 310 in einem mechanischen
Prozess aufgebracht werden, wobei z. B. geeignet dimensionierte
Materialstücke 310 an
der Rückseite 303 festgemacht
werden. In anderen Fällen
kann ein Teil des Materials 310 durch mechanische Verfahren
befestigt werden, woran sich das Abscheiden eines geeigneten Materials
zum Einstellen der gewünschten
Eigenschaften anschließt. Bei
Bedarf kann die entsprechende Prozesssequenz umgedreht werden, d.
h. ein geeignetes Material, etwa ein Haftmittel, kann Mittels eines
Abscheideverfahrens aufgebracht werden, etwa Aufschleudern, CVD,
und dergleichen, woran sich das mechanische Anhaften eines weiteren
Materials, etwa der Schicht 310d, anschließt.
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Nach
dem Aufbringen des Sicherheitsmaterials 310 wird das Substrat 300 weiter
bearbeitet, wenn das Material 310 mit nachfolgenden Prozessschritten kompatibel
ist, oder das Substrat 300 wird in einen entsprechenden
Transportbehälter
eingeführt,
wie dies zuvor beschrieben ist.
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3b zeigt
schematisch das Substrat 300 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen. Hier
wird ein Sicherheitsmaterial 310a auf der Rückseite 303 vorgesehen,
wobei zusätzlich
ein weiteres Sicherheitsmaterial 310b auf der Vorderseite 302 vorgesehen
ist, wodurch auch der Bereich 305 abgedeckt wird. Das Material 310b kann
einen Schutzfilm aus einer geeigneten Materialzusammensetzung repräsentieren,
die so gewählt
ist, dass sie nicht in ungeeigneter Weise mit Mikrostrukturbauelementen
in dem Bereich 305 in Wechselwirkung tritt, während dennoch
eine Kontamination des Bereichs 305 zuverlässig unterdrückt wird.
Beispielsweise kann das Material 310b aus einem Polymermaterial
aufgebaut sein oder kann folienartige Eigenschaften zeigen, wobei
in einigen anschaulichen Ausführungsformen die
Haftung und die mechanischen Eigenschaften sich von jenen des Materials 310a unterscheiden können. Wie
beispielsweise zuvor erläutert
ist, können
die Substrate 300 in einer im Wesentlichen horizontalen
Orientierung innerhalb des entsprechenden Transportbehälters angeordnet
werden, so dass die erforderliche mechanische Stabilität innerhalb
des Behälters
durch das Material 310a erzeugt wird, wenn das Substrat 300 während des
Transports bricht. In diesem Falle kann das Material 310b das Ablösen von
Material deutlich unterdrücken,
insbesondere in der Nähe
in Bruchbereichen, die ansonsten zu einer Teilchenkontamination
anderer Substrate, die in dem gleichen Transportbehälter enthalten sind,
führen
würden.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
besitzt das Material 303b ähnliche Eigenschaften wie das
Sicherheitsmaterial, wie dies zuvor mit Bezug zu den Substraten 200 und 300 in 3a beschrieben
ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Behälterkontamination beim Bruch
weiter reduziert wird. In anderen Fällen kann, wie zuvor mit Bezug
zu 2c erläutert
ist, ein entsprechendes Maß an
mechanischer Stabilität
des entsprechenden Sicherheitsmaterials auf beiden Seiten des Substrats 300 vorteilhaft
sein, wenn dieses in einer im Wesentlichen vertikalen Orientierung
angeordnet ist. In diesem Falle kann die Form und die Position des
Substrats 300 im Wesentlichen unabhängig von der vertikalen Orientierung
des Substrats 300 beibehalten werden. In Bezug auf das
Herstellen der Sicherheitsmaterialien 310a, 310b gelten
die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu den Materialien 210 und 310c und 310d erläutert sind.
D. h., jedes der Materialien 310b, 310a kann selbst
aus unterschiedlichen Materialien und/oder Schichten hergestellt
sein, um damit die gewünschten
Eigenschaften zu erhalten, wie dies zuvor erläutert ist.
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3c zeigt
schematisch das Substrat 300 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in
denen das Substrat 300 im Wesentlichen durch das entsprechende
Sicherheitsmaterial 310 eingekapselt ist. In diesem Falle
kann das Sicherheitsmaterial 310 im Wesentlichen als eine
Hülle für das Substrat 300 dienen,
wobei das Sicherheitsmaterial 310 in einigen anschaulichen
Ausführungsformen
eine ausreichende Eigenstabilität
aufweist, um damit seine Größe und Form
selbst nach einem Brechen des Substrats 300 beizubehalten.
In anderen Fällen
dient das Sicherheitsmaterial 310 als ein Puffermaterial, das
den wirksamen Betrag von thermischen und/oder mechanischen Belastungen,
die tatsächlich auf
das Substrat 300 einwirken, deutlich verringern, wodurch
die Wahrscheinlichkeit eines Brechens der Scheibe weiter verringert
wird. Wenn der entsprechende „Schwellwert
für das
Brechen" überschritten wird,
kann die Einkapselung durch das Material 310 das Herauswandern
selbst kleiner Teilchen Sicherheitsmaterial 310 unterdrücken.
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Das
in 3c gezeigte Sicherheitsmaterial 310 kann
auf der Grundlage einer geeigneten Technik hergestellt werden, etwa
durch Eintauchen des Substrats 300 in ein geeignetes Vorstufenmaterial und
durch Ausführen
einer entsprechenden Nachbehandlung, um damit die abschließenden Eigenschaften
des Materials 310 einzustellen. Beispielsweise können entsprechende
Polymermaterialien in effizienter Weise auf der Grundlage von UV-Strahlung, Wärme, und
dergleichen ausgehärtet
werden. Wie zuvor mit Bezug zu 3a erläutert ist,
können
die mechanischen Eigenschaften eingestellt werden, indem unterschiedliche
Materialien zumindest lokal innerhalb des Materials 310 bei
Bedarf vorgesehen werden. In anderen Fällen wird die Behandlung des Materials 310 nach
Aufbringen so gesteuert, dass die Materialeigenschaften über die
Dicke des Materials 310 hinweg variieren. Beispielsweise
kann das Aushärten
des Materials 310 nach dem Aufbringen so gesteuert werden,
dass ein relativ verformbarer Zustand in der Nähe der entsprechenden Oberflächen 302, 303 beibehalten
wird, während
die äußeren Flächenbereiche
des Materials 310 für
die gewünschte mechanische
Stabilität
sorgen.
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4a zeigt
schematisch ein System 470 zum Versenden von Substraten
oder zum Transportieren von Substraten, die zur Bearbeitung von
Mikrostrukturen verwendbar sind oder verwendet werden, wobei der
Transport von einer ersten Fertigungsstätte 471 zu einer zweiten
Fertigungsstätte 472 verläuft. Die
entsprechenden Fertigungsstätten 471, 472 können entsprechende
Fabriken zur Ausführung
einer Fertigungssequenz repräsentieren,
um beispielsweise Halbleiterbauelemente bis zu einem spezifizierten Fertigungsstadium
herzustellen, wobei eine nachfolgende Fertigungssequenz sodann an
anderer Stelle ausgeführt
wird. Das System 470 umfasst eine entsprechende Prozessanlage 473,
die in der ersten Fertigungsstätte 471 angeordnet
ist, um damit entsprechende Substrate mit einem Sicherheitsmaterial 410 zu
versehen, das Eigenschaften aufweist, wie sie zuvor mit Bezug zu
den Materialien 210, 310 beschrieben sind. Des
weiteren ist das System 470 ausgebildet, die Substrate 400 mit
dem Sicherheitsmaterial 410 in geeignete Transportbehälter 450 einzuführen, um
damit die Substrate 400 über entsprechende Transportmedien 455 zu
der zweiten Fertigungsstätte 472 zu
transportieren. In einer anschaulichen Ausführungsform umfasst das System 470 eine
entsprechende Prozessanlage 474, die ausgebildet ist, die Substrate 400 aufzunehmen
und das entsprechende Sicherheitsmaterial 410 vor der eigentlichen
weiteren Bearbeitung der Substrate 400 zu entfernen. Wie
zuvor erläutert
ist, kann das entsprechende Sicherheitsmaterial 410 auf
Grundlage diverser Prozessverfahren hergestellt werden und kann
unterschiedliche Materialien enthalten, so dass die entsprechenden
Prozessanlagen 473 und 474 ausgebildet sind, um
das entsprechende Sicherheitsmaterial 410 vorzusehen, und
in geeigneter Weise zu entfernen. Die Prozessanlage 473 kann
Anlagen zum mechanischen Befestigen, Abscheideanlagen, Aufschleuderverfahren,
und dergleichen, abhängig
von den Eigenschaften des Sicherheitsmaterials 410 umfassen.
In ähnlicher
Weise kann die Prozessanlage 474 entsprechende Mittel zum
mechanischen Ablösen
des Materials 410 und kann auch entsprechende Ätzanlagen
und dergleichen aufweisen. In noch anderen anschaulichen Ausführungsformen
wird das Sicherheitsmaterial 410 oder zumindest Teile davon
beibehalten, wenn die entsprechenden Materialeigenschaften der verbleibenden
Materialbereiche mit den Prozessschritten verträglich sind, die in der zweiten Fertigungsstätte 472 auszuführen sind.
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In
einer anschaulichen Ausführungsform
umfasst das System 470 ein Überwachungssystem 475, das
ausgebildet ist, mindestens einen Parameter, der mit Transportbedingungen
in dem Transportmedien 455 verknüpft ist, zu überwachen
oder zu detektieren. In einer anschaulichen Ausführungsform ist das Sicherheitsmaterial 410 mit
einer entsprechenden Sensoreigenschaft verknüpft, um damit das Erkennen
eines geeigneten Parameterwertes zu ermöglichen, der von dem Überwachungssystems 475 aufgenommen
wird. In einer anschaulichen Ausführungsform weist das Sicherheitsmaterial 410 darin eingebaut
oder daran angebracht ein entsprechendes Sensorelement auf, das
in kabelloser Weise angesprochen werden kann, um damit Information über die
Transportbedingungen in den Medien 455 zu erhalten. Zu
diesem Zweck können
funkfrequenzgesteuerte und aktivierte Elemente eingesetzt werden, die
einen Sensorbereich zum Bewerten entsprechender Transportbedingungen
aufweisen, etwa der Temperatur, der Feuchtigkeit, der mechanischen
Belastung, und dergleichen. Entsprechende Messdaten werden von einer
oder mehreren Empfängereinheiten 476 aufgenommen,
die an geeigneten Stellen positioniert sind, um damit die gewünschte Information zu
erhalten. Beispielsweise kann eine Empfängereinheit 476 an
der zweiten Messstätte 472 positioniert sein,
um damit die Transportbedingungen auf der Grundlage von Informationen
zu bewerten, die von den entsprechenden Sensorelementen bereitgestellt werden.
In anderen Fällen
werden mehrere Empfängereinheiten 476 vorgesehen,
um damit eine detailliertere Information im Hinblick auf die Transportsituation
für die
entsprechenden Substrate 400 zu gewinnen. Wenn beispielsweise
entsprechende Sensorelemente, die mit dem Sicherheitsmaterial 410 verknüpft sind,
einen Zugriff mittels Funkfrequenzsignalen ermöglichen, können entsprechende Messinformationen
an einer beliebigen gewünschten
Position innerhalb der gesamten Transportroute erfasst werden. Beispielsweise
können
entsprechende Funkidentifikationselemente oder intelligente Markierungen
mit extrem kleinem Volumen hergestellt werden, so dass die entsprechenden
Elemente einfach an dem Sicherheitsmaterial 410 angebracht
werden können,
ohne dass eine Neukonfigurie rung bereits bestehender Transportbehälter oder
anderer Transportanlagen erforderlich ist. Z. B. können entsprechende
Elemente effizient in folienartigen Materialien eingebaut oder an
diesen angebracht werden, die dann als das Sicherheitsmaterial 410 verwendet
werden können.
Da viele dieser Sensormaterialien verwendet werden können, ohne
dass eine interne Versorgungsspannung erforderlich ist, kann ein
hohes Maß an
Flexibilität
in Bezug auf die Anwendung und auf das Zugreifen auf die entsprechenden
Sensorelemente erreicht werden.
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4b zeigt
schematisch das Substrat 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform,
wobei das Sicherheitsmaterial 410 darin eingebaut ein entsprechendes
Sensorelement 477 aufweist. In einigen anschaulichen Ausführungsformen
repräsentiert
das Element 477 eine elektronische Komponente, die auf Funkfrequenzsignale
reagiert, wobei die entsprechende Antwort von mindestens einem transportbezogenen
Parameter, etwa dem Druck, der Belastung, die Temperatur, und dergleichen
abhängt.
In anderen anschaulichen Beispielen repräsentiert das Sensorelement 477 einen
nicht elektronischen Bereich des Sicherheitsmaterials 410,
der als ein Indikatormaterial fungieren kann, um damit den Status
mindestens eines transportbezogenen Parameters anzuzeigen, etwa
der Temperatur, der Feuchtigkeit, und dergleichen. Beispielsweise
kann das Sensorelement 477 eine maximale Temperatur oder
eine minimale Temperatur oder beides anzeigen, die auf das Bauelement 477 während des
Transports eingewirkt hat.
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Es
gilt also: Die vorliegende Erfindung vermindert das Problem transportbezogener
Kontaminationserscheinungen, die durch das Brechen von Substraten
in einem Transportbehälter
hervorgerufen werden, indem die entsprechenden Substrate für den Transport
so vorbereitet werden, dass ein entsprechendes Sicherheitsmaterial
vorgesehen wird, das die Wahrscheinlichkeit für das Erzeugen loser Teilstücke und
Teilchen deutlich reduzieren kann, wenn ein entsprechendes Substrat
auf Grund der jeweiligen Transportbedingungen bricht. Zu diesem
Zweck wird zumindest ein Teil der Oberfläche des Substrats mit dem Sicherheitsmaterial
abgedeckt, das Teilstücke
zurückhalten
und auch einen verstärkten
Schutz gegenüber
Oberflächenkontamination
bieten kann. Durch geeignetes Positionieren der Substrate in dem Transportbehälter kann
die Wahrscheinlichkeit des Brechens von Substraten verringert werden,
was in Verbindung mit dem Vorsehen eines entsprechenden Sicherheitsmaterials
Ausbeuteverluste weiter verringern kann, die durch Substrattransport hervorgerufen werden,
insbesondere wenn im Wesentlichen vollständig bearbeitete Mikrostruktursubstrate
betrachtet werden.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.