DE102009021563B4

DE102009021563B4 - Einrichtung zum Transport von Substraten in und aus Vakuumanlagen

Info

Publication number: DE102009021563B4
Application number: DE102009021563.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Laimer
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2029-05-16
Also published as: DE102009021563A1

Abstract

Einrichtung zum Transport von Substraten in und aus Vakuumanlagen, bestehend aus einem Transportmittel (2), auf dem die Substrate (4) gegen Verschieben gesichert sind, wobei über den Substraten (4) im Abstand vom Deckel (5) der Vakuumkammer (1) ein Mittel angeordnet ist, dem von außen über einen Anschluss (9) ein Gas zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportportmittel (2) für mindestens zwei Substrate (4) vorgesehen ist und dass das Mittel derart angeordnet und ausgeführt ist, dass senkrecht gegen die Oberfläche jedes Substrates (4) drückend ein Gasstrom des Gases aus dem Mittel austretend gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transport von Substraten in und aus Vakuumanlagen, insbesondere eine Schleuse zum Ein- und Ausbringen von Substraten in die Prozesskammern von Vakuumanlagen, vorzugsweise von ebenen und sehr dünnen Substraten mit beliebiger Geometrie aus zerbrechlichem Material, wie Glas.
Es ist bekannt, Substrate durch Vakuumanlagen derart zu befördern, indem sie in speziell der Geometrie der Substrate angepassten mechanischen Halteelementen auf Transportmitteln arretiert werden. Diese Halteelemente erfordern beim Be- und Entstücken in bzw. vor den Schleusen einen relativ hohen Zeitaufwand, der die Produktivität der Anlage entscheidend mit bestimmt. Ein Nachteil derartiger Transporteinrichtungen ist es, dass die Befestigungselemente einen erheblich großen Teil der Oberfläche abdecken.
Da das Hauptanwendungsgebiet der Transport dünner, leichter und zerbrechlicher Substrate ist, besteht der weitere Nachteil darin, dass beim Be- und Entlüften ein Luftstrom, d.h. Gasturbulenzen und Verwirbelungen auftreten, die besonders hohe Anforderungen an die Halteelemente der Substrate stellen, denn die Substrate werden dadurch verschoben. Dieser Nachteil kommt besonders dann zur Wirkung, wenn zur Verkürzung der Zeit des Belüftens eine forcierte Belüftung der Schleuse mit Luft oder einem anderen Belüftungsgas erfolgt.
Desweiteren besteht der Nachteil, dass bei dünnen Substraten, beispielsweise aus Glas die Gefahr des Zerbrechens sehr groß ist, wenn sich die Substrate aus den Halteelementen lösen.
Das bedeutet insgesamt, dass bei hochproduktiven Anlagen die Schleusen die Produktivität der Gesamtanlage wesentlich begrenzen. Das Bestreben der Fachwelt geht jedoch dahin, die Zeit zu minimieren.
Aus WO 03/014411 A1 ist eine Schleusenkammer zum Transport von Halbleiter-Substraten zwischen Modulen mit unterschiedlichen inneren Drücken bekannt. Die Schleusenkammer ist mittels einer Vakuumpumpe durch einen Vakuumanschluss evakuierbar. Durch Schleusenventile hindurch, ist ein einzelnes Halbleiter-Substrat in Form eines Wafers innerhalb der Schleusenkammer positionierbar. Oberhalb des Wafers ist ein Diffusor angeordnet, durch welchen von außerhalb der Schleusenkammer Inertgas in deren Inneres geleitet werden kann. Mittels des Diffusors wird das Inertgas über der zum Diffusor hingerichteten Oberfläche des Wafers verteilt, um Feuchtigkeit aus dem Bereich direkt über dieser Oberfläche des Wafers zu spülen und ihn für die nachfolgenden Substratbehandlungen vorzubereiten. Die Feuchtigkeit wird auf Grund des unterhalb des Wafers angeordneten Vakuumanschlusses in diesen Bereich transportiert und abgeleitet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Transport von Substraten in und aus Vakuumanlagen zu schaffen, welche ebene, dünne und leicht zerbrechliche Substrate sicher von Atmosphärendruck in Vakuum und umgekehrt befördern, und geeignet ist, den Vorgang des Schleusens zeitlich erheblich zu minimieren. Die Einrichtung soll für Substrate beliebiger Geometrie geeignet sein und den Transport in waagerechter Ebene, aber auch geneigt ausführen. Der apparative Aufwand soll sich nicht wesentlich erhöhen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Einrichtung aus einem bekannten Transportmittel besteht, welches die Substrate aufnimmt und durch die Vakuumkammer, bzw. Schleuse bewegt, wobei die Be- und Entstückung des Transportmittels in bekannter Weise außerhalb der Schleuse erfolgt, und dass die Substrate auf dem Transportmittel während des Durchlaufes auf dem Transportmittel gegen Verschieben gesichert aufliegen. Über den Substraten sind in Abstand von der Substratoberfläche und von der oberen Wand bzw. des Deckels Mittel angeordnet, die senkrecht einen Luftstrom gegen die Oberfläche der Substrate gerichtet erzeugen. Der Luftstrom ist entweder Druckluft, ein Gas oder ein Gas/Luftgemisch, welches in bekannter weise erzeugt und über Rohrleitungen der Schleuse zugeführt wird, und in einer Stärke so wirkt, dass die Substrate auf dem Transportmittel beim Belüften, insbesondere, wenn eine forcierte Belüftung erfolgt, nicht ausgehoben werden können.
Eine bevorzugte Lösung besteht darin, dass das Mittel zur Führung des Luftstromes ein über den Substraten angeordnetes Prallblech ist, welches mit einer entsprechenden Umhausung einen Raum zwischen dem Deckel der Schleuse bildet, in welchen das Belüftungsgas eingeleitet wird. Diese Prallbleche haben über den gesamten Bereich der Substrate verteilt Öffnungen, durch welche das Belüftungsgas unmittelbar auf die Substrate gerichtet geleitet wird und einen Druck auf die Substrate erzeugen. Die Durchmesser der Öffnungen in den Prallblechen sind dem zu erzeugenden Luftstrom oder Gasstrom und des dazu erforderlichen Luftdruckes oder Gasdruckes, der auf die Substrate wirken soll, angepasst.
Eine weitere Lösung besteht darin, dass das Mittel zur Führung des Gasstromes ein Rohrsystem ist, welches über den Substraten angeordnet ist. In diesem Rohrsystem sind Austrittsöffnungen eingebracht, die jeweils über den Substraten angeordnet sind, und lassen den Gasstrom direkt auf die Substrate wirken. Der Querschnitt der Rohrleitungen und die Größe der Austrittsöffnungen sind dem zu erzeugenden Gasstrom und des erforderlichen Gasdruckes auf die Substrate angepasst.
Das Transportmittel enthält Aussparungen, in welche die Substrate eingelegt und damit gegen seitliches Verschieben gesichert sind. Die Aussparungen sind der Geometrie der Substrate angepasst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass bei einer zweiseitigen oder rückseitigen Beschichtung der Substrate im Transportmittel Durchbrüche innerhalb der Substratfläche eingebracht sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass an Stelle der Aussparungen in dem ebenen Transportmittel auf diesem der Geometrie des Substrates angepasste Erhebungen derart aufgebracht sind, dass die Substrate gegen seitliches Verrutschen gesichert sind. Diese Erhebungen können beispielsweise Stifte oder Anschlagstücke sein.
Eine weitere Ausgestaltung bei der Verwendung von Prallblechen besteht darin, dass bei eng aneinander auf dem Transportmittel aufgelegten Substraten das Prallblech durchgehend perforiert ist.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass jedes an sich bekanntes Transportmittel für den Durchlauf der Substrate verwendet werden kann, in dem die Substrate gegen seitliches Verschieben arretiert transportiert werden. Gegen das Abheben der Substrate durch den Gasstrom beim Belüften der Vakuumkammer durch Gaseinlass wirkt der Gasdruck auf das Substrat. Die Kraft des auf das Substrat drückenden Gases ist so regelbar und einstellbar, dass das Substrat weder beschädigt noch zerstört, aber sicher gehalten wird.
Diese Lösung hat den entscheidenden Vorteil, dass die Zeit für die Be- und Entlüftung der Schleuse wesentlich reduziert werden kann.
Die Transportmittel können derart ausgestaltet sein, dass die Substrate, wenn sie in dem Transportmittel durch die Anlage befördert werden, von einer oder zwei Seiten beschichtet werden können.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung in einer bevorzugten Ausführung beschrieben.
Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schleuse im Schnitt quer zur Transportrichtung.
In der Schleuse 1 (Vakuumkammer) bewegt sich ein außerhalb dieser in bekannter Weise bestücktes Transportmittel 2. Das Transportmittel 2 ist eine an sich bekannte Transportpalette (Carrier), in welche Aussparungen 3 eingebracht sind. In den Aussparungen 3 liegen die Substrate 4, und sind gegen seitliches Verschieben arretiert. Zwischen den Substraten 4 und dem Deckel 5 der Schleuse 1 ist ein Prallblech 6 angeordnet, welches seitlich durch Wände 7 einen geschlossenen Raum 8 bildet. Im Deckel 5 ist ein Anschluss 9 für den Gaseinlass in den Raum 8 angeordnet.
Das Prallblech 6 besitzt Öffnungen 10 für den Gasaustritt, welche derart angeordnet sind, dass das Gas direkt auf alle Substrate 4 gleichzeitig mit gleicher Kraft unmittelbar auf jedes Substrat 4 auftrifft und mit seinem Druck alle Substrate 4 gegen das Transportmittel 2 drückt.
Bezugszeichenliste

1: Schleuse
2: Transportmittel
3: Aussparung
4: Substrat
5: Deckel
6: Prallblech
7: Wand
8: Raum
9: Anschluss
10: Öffnung

Claims

Einrichtung zum Transport von Substraten in und aus Vakuumanlagen, bestehend aus einem Transportmittel (2), auf dem die Substrate (4) gegen Verschieben gesichert sind, wobei über den Substraten (4) im Abstand vom Deckel (5) der Vakuumkammer (1) ein Mittel angeordnet ist, dem von außen über einen Anschluss (9) ein Gas zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportportmittel (2) für mindestens zwei Substrate (4) vorgesehen ist und dass das Mittel derart angeordnet und ausgeführt ist, dass senkrecht gegen die Oberfläche jedes Substrates (4) drückend ein Gasstrom des Gases aus dem Mittel austretend gerichtet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Substraten (4) das Mittel ausbildend ein Prallblech (6) derart mit Wänden (7) verbunden und angeordnet ist, dass ein Raum (8) entsteht, in den Gas einleitbar ist, dass in das Prallblech (6) Öffnungen (10) zum Gasaustritt eingebracht sind und dass die Größe der Öffnungen (10) dem zu erzeugenden Druck des Gases auf die Substrate (4) angepasst ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Substraten (4) das Mittel ausbildend ein Rohrsystem angeordnet ist, welches mit dem Anschluss (9) verbunden ist, in welchem Öffnungen (10) für den Gasaustritt derart eingebracht sind, dass sie jeweils über den Substraten (4) angeordnet sind, und dass die Größe der Öffnungen (10) und der Querschnitt des Rohrsystems dem zu erzeugenden Druck des Gases auf die Substrate (4) angepasst ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Transportmittels (2) Aussparungen (3) in der Größe der Substrate (4) eingebracht sind, in denen die Substrate (4) eingelegt sind.
Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Transportmittels (2) Erhebungen, insbesondere Stifte oder Anschläge die Substrate (4) umgebend eingesetzt sind.
Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Substratfläche Durchbrüche mit kleinerer Fläche als die der Substrate (4) eingebracht sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallblech (6) ganzflächig perforiert ist.
Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (2) Fördergurte, Förderbänder oder aneinander gereihte Paletten sind.