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Die Erfindung betrifft eine Substrathaltevorrichtung, eine Substrattransportvorrichtung, eine Prozessiervorrichtung und ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats.
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Im Allgeneinen kann ein Substrat oder können mehrere Substrate, z.B. Wafer oder andere plattenförmige Substrate, beispielsweise während eines Beschichtungsprozesses (oder anderer Prozesse zum Behandeln von Substraten) mittels eines Substratträgers gehalten werden. Dabei kann der Substratträger beispielsweise dazu genutzt werden, das Substrat oder die Substrate an einer vordefinierten Position in einer Beschichtungskammer zu halten oder durch eine Beschichtungskammer hindurch zu transportieren und/oder in der Beschichtungskammer zu bewegen. Dabei werden herkömmlicherweise beispielsweise Substratträger verwendet, in welche Substrate nur lose eingelegt werden, wobei die Substrate in diesem Fall leicht aus dem Substratträger herausfallen können, z.B. beim Belüften einer Vakuumkammer aufgrund der eingelassenen Luft. Daher können herkömmliche Substratträger ein Deckelement aufweisen, welches auf dem Substrat aufliegt und dieses beschwert bzw. das Substrat an den Substratträger presst. Alternativ werden Wafer beispielsweise zwischen zwei flexiblen Strukturen (z.B. zwischen zwei Gummiringen, eingeklemmt und somit in einer Halterung fixiert.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Substrathaltevorrichtung (auch als Substrathalter, Substrat-Carrier oder Wafer-Carrier bezeichnet) bereitgestellt, mittels der ein Substrat oder mehrere Substrate gehalten werden können, wobei die Substrathaltevorrichtung eine Trägerplatte mit einer oder mehreren Aussparungen aufweist, in denen jeweils ein Substrat mittels zweier in die jeweilige Aussparung eingelegter Rahmen (auch als Halterahmen oder Haltemaske bzw. Unterrahmen und Oberrahmen oder Untermaske und Obermaske bezeichnet) gehalten werden kann, wobei das Substrat zwischen den beiden Rahmen angeordnet ist. Beispielsweise kann das jeweilige Substrat auf einem unteren Rahmen (Unterrahmen) aufliegen und keinen direkten körperlichen Kontakt zu einem darüberliegenden oberen Rahmen (Oberrahmen) aufweisen. Dabei kann die Substrathaltevorrichtung derart eingerichtet sein, dass sich die beiden Rahmen (oder zumindest ein Rahmen) in der Trägerplatte beim Einlegen in die jeweilige Aussparung der Trägerplatte zentrieren und eine vordefinierte Position und/oder Ausrichtung einnehmen. Dabei kann der Oberrahmen ausschließlich auf dem Unterrahme aufliegen, oder mit anderen Worten kann nur einer der beiden Rahmen die Trägerplatte berühren, so dass sich bei einer Veränderung der Trägerplatte, z.B. bei einem Durchbiegen der Trägerplatte, die relative Lage der beiden Rahmen zueinander nicht verändert. Dies kann beispielsweise dazu notwendig sein, dass ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Abschnittes des Substrats zwischen den beiden Rahmen bereitgestellt werden kann, welcher nur minimal höher ist als die Substratdicke, z.B. kann ein in dem Aufnahmeraum zwischen den beiden Rahmen aufgenommenes Substrat einen Abstand zum Oberrahmen von weniger als 0,5 mm aufweisen. Mit anderen Worten kann der Aufnahmeraum zwischen den beiden Rahmen weniger als ungefähr 0,5 mm (z.B. 0,1 mm bis 0,5 mm) höher sein als die Substratdicke des aufzunehmenden Substrats.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Rahmen an die Form und Dicke des aufzunehmenden Substrats angepasst sein, so dass beispielsweise für ein erstes Substrat ein erstes Rahmenpaar verwendet wird und für ein zweites von dem ersten Substrat verschiedenes Substrat ein zweites von dem ersten Rahmenpaar verschiedenes zweites Rahmenpaar verwendet wird.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Unterrahmen und der Oberrahmen derart eingerichtet sein, z.B. jeweils zueinander passende Zentrierstrukturen aufweisen, dass der Oberrahmen formschlüssig in den Unterrahmen eingreifen kann und der Oberrahmen relativ zu dem Unterrahmen in einer vordefinierten Position verbleibt. Ferner kann der Unterrahmen mit einem oder mehreren Abschnitten, z.B. Randabschnitten oder Eckabschnitten, auf der Trägerplatte aufliegen, so dass der Unterrahmen (z.B. gemeinsam mit dem auf dem Unterrahmen aufliegenden Oberrahmen) in der Aussparung der Trägerplatte angeordnet werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Unterrahmen und die Trägerplatte derart eingerichtet sein, z.B. kann die Innenkontur der Aussparung in der Trägerplatte passend zur Außenkontur des Unterrahmens bereitgestellt sein, dass der Unterrahmen formschlüssig in die Aussparung eingreifen kann und der Unterrahmen relativ zu der Aussparung in einer vordefinierten Position verbleibt. Ferner kann zwischen dem Unterrahmen und der Trägerplatte, z.B. zwischen der Innenkontur der Aussparung und der Außenkontur des Unterrahmens, ein Spalt derart bereitgestellt sein, dass bei einer Veränderung der Trägerplatte, z.B. bei einem Durchbiegen der Trägerplatte, der Unterrahmen möglichst wenig beeinflusst wird. Dabei kann der Unterrahmen ausschließlich zu der Oberfläche der Trägerplatte einen körperlichen Kontakt aufweisen.
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Somit kann beispielsweise die Lage beider Rahmen in der Trägerplatte aufgrund der Schwerkraft definiert sein. Der hierin beschrieben Substratträger kann sich beispielsweise für das horizontale Handhaben von Substraten eignen (z.B. kann die Trägerplatte mit den Substraten nicht senkrecht gestellt werden oder über Kopf gedreht werden, wenn die Substrate in deren Lage verbleiben sollen), da der Rahmen oder die Rahmen aufgrund der Schwerkraft in der Aussparung verbleiben.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Halterahmen einen Teil des Substrats abdecken, wenn das Substrat zwischen den beiden Halterahmen angeordnet ist. Anschaulich kann der Oberrahmen eine obere Oberfläche des Substrats teilweise abdecken. Der Oberrahmen kann beispielsweise einen Randbereich des Substrats von oben abdecken. Ferner kann ein Mittenbereich der oberen Oberfläche des Substrats frei bleiben, so dass der Mittenbereich des Substrats behandelt, z.B. beschichtet, werden kann. Anschaulich kann der Unterrahmen eine untere Oberfläche (gegenüberliegend zur oberen Oberfläche) des Substrats teilweise abdecken. Der Unterrahmen kann beispielsweise einen Randbereich des Substrats von unten abdecken. Ferner kann ein Mittenbereich der unteren Oberfläche des Substrats frei bleiben, so dass der Mittenbereich des Substrats behandelt, z.B. beschichtet, werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrathaltevorrichtung Folgendes aufweisen: eine Trägerplatte mit einer Aussparung zum (zumindest teilweisen) Aufnehmen eines ersten Halterahmens und eines zweiten Halterahmens zum Halten eines Substrats mittels der zwei Halterahmen in der Aussparung, wobei sich die Aussparung von einer Oberseite der Trägerplatte zu einer Unterseite der Trägerplatte durch die Trägerplatte hindurch erstreckt, wobei der in die Aussparung eingelegte erste Halterahmen abschnittsweise auf der Trägerplatte aufliegt und wobei der zweite Halterahmen abschnittsweise (z.B. ausschließlich) auf dem ersten Halterahmen aufliegt, und wobei die zwei Halterahmen derart eingerichtet sind, dass zwischen den zwei in der Aussparung angeordneten Halterahmen oder in die Aussparung eingelegten Halterahmen ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Randabschnitts des Substrats bereitgestellt ist. Dabei kann das Substrat ausschließlich auf dem ersten Halterahmen aufliegen. Der erste Halterahmen kann auch als Unterrahmen oder Untermaske bezeichnet sein oder werden. Der zweite Halterahmen kann auch als Oberrahmen oder Obermaske bezeichnet sein oder werden. Somit kann das Substrat beispielsweise mittels der Substrathaltevorrichtung gehalten werden und beidseitig behandelt werden.
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Ferner können die zwei Halterahmen derart eingerichtet sein oder werden (z.B. eine seitliche Zentrierungs-Struktur aufweisen), dass die zwei Halterahmen beim Auflegen des zweiten Halterahmens auf den ersten Halterahmen formschlüssig ineinander greifen. Ferner können die zwei Halterahmen derart eingerichtet sein oder werden (z.B. eine seitliche Zentrierungs-Struktur und eine Auflagestruktur aufweisen), dass die zwei Halterahmen beim Auflegen des zweiten Halterahmens auf den ersten Halterahmen einen Formschluss in zwei verschiedene (z.B. zueinander senkrechte) Richtungen bilden. Dabei kann der Kraftschluss beispielsweise ausschließlich aufgrund der Schwerkraft erfolgen. Alternativ kann zumindest eine der Halterahmen festgeklemmt sein oder werden.
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Ferner können die zwei Halterahmen mehrere paarweise zueinander passende Zentrierstrukturen (auch bezeichnet als Zentrierelemente oder Zentrierkonturen) aufweisen, so dass die beiden Halterahmen beim Auflegen des zweiten Halterahmens auf den ersten Halterahmen zueinander (z.B. seitlich) zentriert werden.
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Beispielsweise kann in dem ersten Halterahmen eine Aussparung als Zentrierstruktur bereitgestellt sein. Ferner kann der zweite Halterahmen einen zu der Aussparung in dem ersten Halterahmen passenden Vorsprung als Zentrierstruktur aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden paarweise zueinander passende Zentrierstruktur derart eingerichtet sein, dass das Auflegen und Zentrieren des zweiten Halterahmens auf dem ersten Halterahmen vereinfacht wird (z.B. können die Zentrierstrukturen Fasen oder Einführschrägen aufweisen oder bereitstellen).
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Ferner kann jeweils eine Innenumfangswandung der zwei Halterahmen eine Fase aufweisen. Mit anderen Worten können/kann der erste Halterahmen und/oder der zweite Halterahmen an deren/dessen Innenumfangswandung abgeschrägt sein. Somit kann beispielsweise das Substrat bei einem Beschichten weniger von den zwei Halterahmen abgeschattet werden.
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Ferner kann die Aussparung im Wesentlichen quaderförmig sein und vier Eckbereiche aufweisen, wobei der erste Halterahmen nur in den Eckbereichen der Aussparung auf der Trägerplatte aufliegt. Dies kann eine bessere Stabilität der zwei Halterahmen in der Aussparung ermöglichen, wenn sich die Trägerplatte (z.B. entlang der Breite der Trägerplatte) durchbiegt.
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Ferner können die zwei Halterahmen passend zur Aussparung eine im Wesentlichen quaderförmige Außenkontur mit vier Außen-Eckabschnitten aufweisen, wobei die zwei Halterahmen jeweils paarweise zueinander passende Zentrierstrukturen in den vier Außen-Eckabschnitten aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrathaltevorrichtung Folgendes aufweisen: eine Trägerplatte mit mehreren (z.B. entlang der Breite der Trägerplatte) nebeneinander angeordneten Aussparungen, wobei jede der Aussparungen zum Aufnehmen eines ersten Halterahmens und eines zweiten Halterahmens eingerichtet ist und sich von einer Oberseite der Trägerplatte zu einer Unterseite der Trägerplatte durch die Trägerplatte hindurch erstreckt, und wobei in jeder der Aussparung ein erster Halterahmen abschnittsweise auf der Trägerplatte aufliegt und ein zweiter Halterahmen abschnittsweise (z.B. ausschließlich) auf dem ersten Halterahmen aufliegt, wobei die zwei Halterahmen derart eingerichtet sind, dass zwischen den zwei in der jeweiligen Aussparung angeordneten oder zwischen den zwei in die jeweilige Aussparung eingelegten Halterahmen ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Randabschnitts des Substrats bereitgestellt ist; wobei die Trägerplatte zwei Haltebereiche aufweist, an welchen die Trägerplatte zum Transportieren der Trägerplatte gelagert werden kann, wobei die mehreren nebeneinander angeordneten Aussparungen zwischen den zwei Haltebereichen angeordnet sind.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zwei Halterahmen und die jeweilige Aussparung derart bereitgestellt sein oder werden, dass die zwei in die jeweilige Aussparung eingelegten Halterahmen (z.B. zumindest auf einer Seite der Trägerplatte) bündig mit der Trägerplatte abschließen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zwei Halterahmen derart bereitgestellt sein oder werden, dass die Zentrierstruktur verdeckt angeordnet sind, so dass diese beispielsweise bei einem Beschichten des Substrats nicht mit beschichtet werden. Somit kann sich beispielsweise die definierte Lage der zwei Halterahmen relativ zueinander nicht aufgrund eines Beschichtens der Zentrierstruktur verändern.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrattransportvorrichtung Folgendes aufweisen: eine Substrathaltevorrichtung (wie hierin beschrieben); und ein Transportsystem zum Transportieren der Substrathaltevorrichtung, wobei das Transportsystem zwei Halteelemente derart aufweist, dass die Trägerplatte der Substrathaltevorrichtung nur in den zwei Haltebereichen gehalten wird.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessiervorrichtung Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer zum beidseitigen Prozessieren mehrerer Substrate in einem Prozessierbereich der Prozessierkammer; und eine Substrattransportvorrichtung (wie hierin beschrieben) zum Transportieren und/oder Positionieren der mehreren Substrate in dem Prozessierbereich.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats Folgendes aufweisen: Einlegen eines ersten Halterahmens zum Halten des Substrats in eine Aussparung in einer Trägerplatte, wobei der erste Halterahmen eine ebene Auflagefläche zum Auflegen des Substrats aufweist; Einlegen des Substrats in die Aussparung auf die ebene Auflagefläche des ersten Halterahmens; Auflegen eines zweiten Halterahmens auf den ersten Halterahmen, wobei die zwei Halterahmen derart eingerichtet sind, dass das Substrat zwischen den zwei Halterahmen angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten Halterahmen und dem Substrat ein Spalt verbleibt, so dass das Substrat nur auf dem ersten Halterahmen aufliegt.
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Ferner kann das Einlegen des ersten Halterahmens und/oder des zweiten Halterahmens mittels eines Magnetgreifers oder eines Sauggreifers (auch als Vakuumgreifer bezeichnet) erfolgen. Dazu können Angriffsflächen, welche an den Halterahmen bereitgestellt sein können oder werden können, an den Greifer angepasst sein oder werden.
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Ferner können die zwei Halterahmen nach dem Einlegen in die Aussparung der Trägerplatte bzw. nach dem Auflegen zentriert in der Aussparung gehalten werden, wobei die zwei Halterahmen derart eingerichtet sind, dass zwischen den zwei Halterahmen ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Randabschnitts des Substrats bereitgestellt ist. Dieser Randabschnitt des Substrats kann beispielsweise als Auflage dienen und die vertikale Halterung/Positionierung des Substrats bilden. Dabei kann bei einem Beschichten der Randabschnitt des Substrats nicht mit beschichtet werden.
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Ferner kann die Aussparung quaderförmig sein und vier Eckbereiche (Innen-Eckbereiche) aufweisen. Ferner kann die Aussparung prismatisch sein und drei oder mehr als drei Eckbereiche (Innen-Eckbereiche) aufweisen. Beispielsweise können die Eckbereiche der Aussparung als Zentrierbereiche für den ersten Halterahmen eingerichtet sein. Ferner können die Eckbereiche des ersten Halterahmens als Zentrierbereiche für den zweiten Halterahmen eingerichtet sein. Ferner kann die Aussparung zylinderförmig sein.
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Beispielsweise können/kann der erste Halterahmen und/oder der zweite Halterahmen eine quaderförmige Außenkontur mit vier Eckabschnitten (Außen-Eckabschnitten) aufweisen, wobei jeweils ein Zentrierabschnitt an jedem der vier Eckabschnitte des ersten Halterahmens bzw. des zweiten Halterahmens bereitgestellt ist zum zentrierten Auflegen des zweiten Halterahmens. Ferner können/kann der erste Halterahmen und/oder der zweite Halterahmen eine prismatische Außenkontur mit drei oder mehr als drei Eckabschnitten (Außen-Eckabschnitten) aufweisen, wobei jeweils ein Zentrierabschnitt an jedem der drei oder mehr als drei Eckabschnitte des ersten Halterahmens bzw. des zweiten Halterahmens bereitgestellt ist zum zentrierten Auflegen des zweiten Halterahmens. Anschaulich können die Eckabschnitte des ersten Halterahmens bzw. des zweiten Halterahmens als Zentrierabschnitte eingerichtet sein zum zentrierten Auflegen des zweiten Halterahmens. Ferner können/kann der erste Halterahmen und/oder der zweite Halterahmen eine zylinderförmige Außenkontur aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen
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1 bis 3 eine Substrathaltevorrichtung jeweils in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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4A und 4B eine Substrathaltevorrichtung jeweils in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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5A bis 5C eine Substrathaltevorrichtung in jeweils einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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6 jeweils zwei Halterahmen einer Substrathaltevorrichtung in einer schematischen perspektivischen Detailansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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7 eine Substrattransportvorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
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8 ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem schematischen Ablaufdiagramm, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa "oben", "unten", "vorne", "hinten", "vorderes", "hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Substrathaltevorrichtung zum Transportieren von Substraten, z.B. Wafern, in einer Prozesskammer, z.B. in einer horizontalen Beschichtungsanlage, verwendet werden, z.B. zum Beschichten der Substrate mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) und/oder chemischen Gasphasenabscheidung(CVD). Dabei kann die Substrathaltevorrichtung derart bereitgestellt und die Beschichtungsanlage derart eingerichtet sein, dass die Substrate von unten und/oder von oben beschichtet werden können, z.B. gleichzeitig von unten und von oben, oder z.B. nacheinander von unten und von oben ohne Ausschleusen der Substrate aus der Beschichtungsanlage.
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Anschaulich ist die hierin beschrieben Substrattransportvorrichtung mit der Substrathaltevorrichtung zum Transport von Wafern oder anderen dünnen Substraten (z.B. mit einer Dicke von weniger als 2 mm oder weniger als 1 mm oder weniger als 0,5 mm) in einer Vakuumbeschichtungsanlage geeignet. Dabei können sowohl die Oberseiten als auch Unterseiten der Substrate beschichtet werden, ohne dass die Substrate aus der Substrathaltevorrichtung entfernt werden müssen. Dies gestattet beispielsweise eine Maskierung der Oberseite und der Unterseite der Substrate. Eine jeweilige Rückseitenbeschichtung wird vermieden. Mit anderen Worten kann die Substrattransportvorrichtung derart eingerichtet sein, dass diese zwei Prozessbereiche (z.B. jeweils einen Beschichtungsbereich oberhalb und unterhalb der Substrattransportvorrichtung) voneinander separiert. Somit können die Substrate von oben mit einem anderen Material als von unten beschichtet werden, ohne dass sich die auf den Substraten abgeschiedenen Materialen vermischen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathaltevorrichtung zum Beschichten von Substraten verwendet werden, z.B. mit optischen Schichten, und Halbleiterschichten und/oder Verkapslungsschichten.
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Die Substrathaltevorrichtung kann es beispielsweise ermöglichen, dass eine gleichmäßige beidseitige Beschichtung der Substrate im Vakuum mit einer Schichtdickendifferenz von unter 2% erfolgen kann. Das jeweilige Substrat kann vollflächig von oben, einseitig oder beidseitig maskiert beschichtet werden. Mit anderen Worten kann einer der Halterahmen auch als Platte eingerichtet sein, so dass die gesamte Fläche des Substrats abgedeckt wird. Die Konstruktion der Substrathaltevorrichtung kann derart ausgeführt sein, dass ein automatisches Beladen und Entladen von Wafern und Masken (Halterahmen) möglich ist.
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Bei einem beidseitig maskierten Prozess mit dem Ziel einer gleichmäßigen Beschichtung der Oberseite und der Unterseite der Substrate kann es beispielsweise notwendig oder hilfreich sein, beidseitig dieselben geometrischen Bedingungen (z.B. Targetabstand, Gastrennung, Wirkfläche, Eingriffswinkel, Abschattung etc.) zu realisieren.
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Des Weiteren kann es beispielsweise notwendig oder hilfreich sein, dafür zu sorgen, dass die Substrate während des gesamten Prozesses in einer sicheren, stabilen Lage transportiert werden. Hierzu können die Substrate beispielsweise jeweils einzeln in die biegesteife Untermaske eingelegt werden, wobei die biegesteife Untermaske eine ebene Auflagefläche bereitstellt. Ferner kann mittels einer vorgegebenen Taschenkontur in der Untermaske eine definierte Maskierung (Randausschluss der Beschichtung) realisiert sein oder werden. Die Untermasken können beispielsweise in einem Tragrahmen (als Trägerplatte bezeichnet) schwimmend fixiert sein oder werden. Unabhängig von der Verformung des Tragrahmens, z.B. der Durchbiegung in horizontaler Lage, bleibt die Ebenheit der Auflagefläche innerhalb der Untermaske konstant. Beispielsweise wird damit eine schädliche Biegebeanspruchung der Substrate entkoppelt. Mit anderen Worten werden im Wesentlichen keine mechanischen Spannungen von dem Tragrahmen auf das jeweilige Substrat übertragen.
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Die exakte Lage der Masken zueinander, d.h. beispielsweise die Deckungsgleichheit der Maskenöffnungen, wird beispielsweise mittels einer geeigneten Zentrierung der Masken zueinander gewährleistet. Die Zentrierung kann derart gestaltet sein oder werden, dass ein sicheres automatisiertes Handling garantiert ist und dass es zu keinem Verkanten und/oder Verklemmen der Masken zueinander kommt.
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An jeder der (z.B. vier) Ecken eines Halterahmens kann eine Passbohrung bereitgestellt sein oder werden und am Gegenstück (z.B. dem anderen der zwei Halterahmen) kann ein Passbolzen bereitgestellt sein oder werden. Konstruktiv möglich sind auch adäquate Kreissegmente (z.B. Fräskonturen), welche die gleiche Funktionalität besitzen. Diese Zentrier-konturen können lagegenau mittig zum Maskenfenster mit höchster Präzision gefertigt sein oder werden (z.B. mit der jeweiligen Maschinengenauigkeit von NC-(Numerische Steuerung)-Maschinen).
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Des Weiteren können die Zentrierkonturen Fasen und/oder Einführschrägen aufweisen, so dass auch bei unpräziser Vorzentrierung der Masken zueinander, diese sich während der Paarung stufenweise in übereinstimmende Lage begeben (stufenweise Zentrierung). Der Vorteil geht direkt in die geringere erforderliche Positioniergenauigkeit der automatischen Beschickung ein.
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Die Zentrierelemente (auch als Zentrierstrukturen bezeichnet) können derart angeordnet sein oder werden, dass sie sich auf der Seite der jeweiligen Maske befinden, welche von der Beschichtungsquelle nicht erreicht wird (anschaulich können die Zentrierelemente abgeschattet sein). Dies verhindert beispielsweise, dass Auflageflächen und/oder Zentrierflächen ungewollt beschichtet werden, und beispielsweise damit einhergehend ein Verlust in der Genauigkeit der Zentrierung.
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Aufgrund der Trennung der Carrier-Struktur in Tragrahmen, Untermasken und Obermasken ist eine hohe Flexibilität gewährleistet. Der Tragrahmen kann als einfaches, preisgünstiges Teil (z.B. Laserteil ohne Nachbearbeitung) gefertigt werden. Die hohen Präzisionsanforderungen sind auf die Masken (bzw. Halterahmen) reduziert. Diese lassen sich, auf Grund der geringeren Abmessungen als Massenteil günstiger fertigen. Je nach Prozess können die entsprechenden Masken gewechselt werden. Bei Beschädigungen ist ein Austausch einzelner Masken jederzeit möglich. Auch die Reinigungsmöglichkeiten (das so genannte Entschichten) gestalten sich einfacher und kostengünstiger, z.B. nasschemisch oder mittels Trockeneis-Strahlens.
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1 veranschaulicht eine Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Substrathaltevorrichtung 100 kann beispielsweise eine Trägerplatte 102 aufweisen. Die Trägerplatte 102 kann mindestens eine Aussparung 112 derart aufweist, dass in der Aussparung 112 ein Unterrahmen 132a (ein erster Halterahmen 132a) und ein Oberrahmen 132a (ein zweiter Halterahmen 132b) aufgenommen werden kann oder zumindest teilweise aufgenommen werden kann zum Halten eines Substrats 120 mittels der zwei Halterahmen 132a, 132b in der Aussparung 112.
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Die Trägerplatte 102 kann beispielsweise eine Oberseite 102a (bzw. eine oberer Oberfläche) und eine Unterseite 102b (bzw. eine untere Oberfläche) aufweisen. Die beiden Oberflächen 102a, 102b können (z.B. zumindest abschnittsweise) planparallel zueinander sein. Die Trägerplatte 102 kann eine Dicke entlang der Richtung 105 (senkrecht zu den beiden Oberflächen 102a, 102b) in einem Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 80 mm aufweisen, z.B. eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 6 cm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerplatte 102 aus Titan bestehen oder Titan aufweisen. Alternativ kann die Trägerplatte 102 aus jedem anderen geeigneten Werkstoff gefertigt sein, z.B. aus einem Verbundwerkstoff oder aus Metall, z.B. Edelstahl. Ferner kann die Trägerplatte 102 eine Breite entlang der Richtung 101 (parallel zu den beiden Oberflächen 102a, 102b) in einem Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 5 m aufweisen, z.B. eine Breite in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 3 m. Ferner kann die Trägerplatte 102 eine Länge, parallel zu den beiden Oberflächen 102a, 102b und quer zur Breitenrichtung 101, in einem Bereich von ungefähr 40 cm bis ungefähr 5 m aufweisen, z.B. eine Breite in einem Bereich von ungefähr 0,5 m bis ungefähr 2 m.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerplatte 102 von den Abmessungen her sowohl an die Menge und Größe der aufzunehmenden Substrate 120 als auch an die Größe (z.B. Beschichtungsbreite und/oder Schleusenlänge) der zum Behandeln der Substrate verwendeten Prozessanlage angepasst sein oder werden.
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Ferner kann sich die mindestens eine Aussparung 112 in der Trägerplatte 102 von der Oberseite 102a der Trägerplatte 102 zu der Unterseite 102b der Trägerplatte 102 durch die Trägerplatte 102 hindurch erstrecken. Die Aussparung 112 kann, aus der Richtung 105 betrachtet, kreisförmig, quadratisch oder beliebig n-eckig sein. Die Form der Aussparung 112 kann an die Außenkontur des aufzunehmenden Substrats angepasst sein oder werden, z.B. kann die Aussparung 112 im Wesentlichen kreisförmig sein zum Aufnehmen kreisförmiger Wafer oder quadratisch (z.B. mit abgerundeten oder abgeschnittenen Ecken) sein zum Aufnehmen quadratischer Wafer (z.B. mit abgerundeten oder abgeschnittenen Ecken).
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Ferner kann die Substrathaltevorrichtung 100 einen in die Aussparung 112 eingelegten ersten Halterahmen 132a aufweisen, welcher abschnittsweise auf der Trägerplatte (102) (z.B. auf der Oberseite 102a der Trägerplatte 102) aufliegt. Ferner kann die Substrathaltevorrichtung 100 einen zweiten Halterahmen 132b aufweisen, welcher abschnittsweise auf dem ersten Halterahmen 132a aufliegt. Die zwei Halterahmen 132a, 132b können derart eingerichtet sein, dass zwischen den zwei Halterahmen 132a, 132b ein Aufnahmeraum 130 (z.B. ein Spalt 130) zum Aufnehmen eines Randabschnitts des Substrats 120 bereitgestellt ist.
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Beispielsweise kann das Substrat 120 auf dem ersten Halterahmen 132a aufliegen und/oder der zweite Halterahmen 132b kann über dem Substrat 120 angeordnet sein, wobei beispielsweise der zweite Halterahmen 132b keinen körperlichen Kontakt zu dem Substrat 120 aufweist.
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In analoger Weise, kann die Trägerplatte 102 eine Vielzahl von Aussparungen 112 aufweisen zum gleichzeitigen Aufnehmen und Halten einer Vielzahl von Substraten.
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Anschaulich zeigt beispielsweise 1 einen Basis-Carrier 102 (auch bezeichnet als Trägerplatte 102), welcher einen oder vorzugsweise mehrere Wafer für einen PVD-Prozess positionieren kann. Der Basis-Carrier 102 weist je nach Anzahl und Form der aufzunehmenden Wafer entsprechende Ausschnitte 112 auf.
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Wie beispielsweise in 1 veranschaulicht ist, können die Halterahmen 132a, 132b über die Oberseite 102a (und/oder die Unterseite 102b) der Trägerplatte 102 vorstehen. Alternativ können die Halterahmen 132a, 132b auch bündig mit der Trägerplatte 102 bereitgestellt sein oder werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Halterahmen 132a, 132b einen Beschichtungsbereich definieren, in welchem ein zwischen den beiden Halterahmen 132a, 132b positioniertes Substrat 120 beschichtet werden kann. Anschaulich können die beiden Halterahmen 132a, 132b derart bereitgestellt sein oder werden, dass diese mindestens einen Randabschnitt eines zwischen den beiden Halterahmen 132a, 132b positionierten Substrats 120 abdecken oder abschirmen (maskieren).
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Wie in 1 dargestellt ist, kann das Substrat 120, z.B. ein Wafer, z.B. ein Halbleiterwafer, z.B. ein Siliziumwafer, in der Substrathaltevorrichtung 100 aufgenommen sein. Das Substrat 120 kann beispielsweise auf dem ersten (bzw. unteren) Halterahmen 132a aufliegen, z.B. kann das Substrat 120 vollumfänglich mit dem Randbereich des Substrats 120 auf dem unteren Halterahmen 132a aufliegen. Alternativ kann das Substrat 120 auch nur abschnittsweise in dem Randbereich des Substrats 120 (z.B. bei einem eckigen Substrat jeweils mit den Ecken) auf dem unteren Halterahmen 132a aufliegen. Der untere Halterahmen 132a kann eine ebene (bzw. plane) Auflagefläche zum Auflegen des Substrats 120 aufweisen. Mit anderen Worten kann der untere Halterahmen 132a eine Auflageebene bereitstellen zum Auflegen des Substrats 120.
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Falls beispielsweise nur ein einseitiges Behandeln des Substrats 120 erforderlich ist, kann der Halterahmen als eine geschlossene Halteplatte ausgebildet sein oder werden, so dass eine Seite des Substrats vollständig abdeckt (bzw. maskiert) ist.
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Zwischen dem zweiten (bzw. oberen) Halterahmen 132b und dem Substrat 120 kann ein schmaler Spalt verbleiben, z.B. mit einer Spalthöhe (entlang der Richtung 105) in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,5 mm, oder mit einer Spalthöhe von weniger als 500 µm, 400 µm, 300 µm, 200 µm oder 100 µm. Somit ist in diesem Fall beispielsweise auch eine geringe Fertigungstoleranz für die Halterahmen 132a, 132b der Substrathaltevorrichtung 100 erforderlich. Die Substrathaltevorrichtung 100 kann derart eingerichtet sein oder werden, dass plattenförmige Substrate 120 beliebiger Dicke, z.B. mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 1 cm, in der Aussparung 112 aufgenommen werden können.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Spalt 130 (auch als Aufnahmeraum bezeichnet zum Aufnehmen des Substrats 120) zwischen den beiden Halterahmen 132a, 132b eine Spalthöhe aufweisen, welche an die Dicke des aufzunehmenden Substrats 120 angepasst sein kann, z.B. mit einer Spalthöhe (entlang der Richtung 105) in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 1 mm, oder mit einer Spalthöhe von weniger als 1 mm, 500 µm, 300 µm oder 200 µm. Ferner kann der zwischen den beiden Halterahmen 132a, 132b bereitgestellte Spalt 130 an die Breite (z.B. den Durchmesser oder die seitliche Ausdehnung) des Substrats 120 (in Richtung 101) angepasst sein oder werden. Anschaulich können die beiden Halterahmen 132a, 132b und die Aussparung 112 derart eingerichtet sein, dass das Substrat 120 seitlich frei liegt, d.h. mit anderen Worten dass das Substrat 120 seitlich nicht an den ersten Halterahmen 132a und den zweiten Halterahmen 132b anstößt.
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Diesbezüglich kann die Substrathaltevorrichtung 100 derart bereitgestellt sein, dass verschiedene Halterahmen 132a, 132b für Substrate 120 mit verschiedenen Substratdicken verwendet werden können. Anschaulich soll der obere Halterahmen 132b keinen körperlichen Kontakt zu dem Substrat 120 haben. Ferner kann die Substrathaltevorrichtung 100 derart bereitgestellt sein, dass verschiedene Halterahmen 132a, 132b für Substrate 120 mit verschiedenen Substratdurchmessern oder Substratbreiten verwendet werden können. Anschaulich kann der Substratdurchmesser oder die Substratbreite selbstredend von der Breite der Aussparung 112 limitiert sein.
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Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Substrathaltevorrichtung 100 und Details zu der Aussparung 112 und den Halterahmen 132a, 132b beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1 beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in 1 beschriebene Substrathaltevorrichtung 100 übertragen werden oder mit der in 1 beschriebenen Substrathaltevorrichtung 100 kombiniert werden.
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2 veranschaulicht die Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei der obere Halterahmen 132b und/oder der untere Halterahmen 132a angefast sind, oder mit anderen Worten eine Fase 234a, 234b aufweisen können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Innenumfangswandung des unteren und/oder des oberen Halterahmens 132a, 132b eine Fase 234a, 234b aufweisen. Somit kann beispielsweise das Substrat 120 homogener beschichtet werden, da beispielsweise keine oder eine geringere Abschattung des Substrats 120 aufgrund der Halterahmen 132a, 132b stattfindet.
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Ferner kann der obere Halterahmen 132b derart eingerichtet sein, dass dieser den unteren Halterahmen 132a vollständig abdeckt. Somit kann beispielsweise der untere Halterahmen 132a nicht von oben beschichtet werden.
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Ferner kann zwischen dem unteren Halterahmen 132a und der Trägerplatte 102 ein Abstand 201 oder Spalt 201 bereitgestellt sein oder werden, so dass der untere Halterahmen 132a anschaulich mit seitlichem Spiel in der Aussparung hängt. Somit kann der untere Halterahmen 132a von der Trägerplatte 102 entkoppelt sein, so dass beispielsweise keine Biegespannungen von der Trägerplatte 102 auf den unteren Halterahmen 132a und somit auf das Substrat 120 übertragen werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerplatte 102 eine Zentrierstruktur zum zentrierten Halten des unteren Halterahmens 132a aufweisen.
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3 veranschaulicht die Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die beiden Halterahmen 132a, 132b eine gemeinsame Zentrierstruktur 336 aufweisen, so dass die beiden Halterahmen 132a, 132b beim Einlegen des unteren Halterahmens 132a in die Aussparung 112 und beim Auflegen des oberen Halterahmens 132b auf den unteren Halterahmen 132a relativ zueinander in einer vordefinierten Lage zur Ruhe kommen.
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Anschaulich können die beiden Halterahmen 132a, 132b Abschnitte und/oder Aussparungen aufweisen, welche formschlüssig ineinander greifen. Somit können die beiden Halterahmen 132a, 132b auch nicht gegeneinander seitlich entlang der Richtung 101 verschoben werden. Dabei wird der obere Halterahmen 132a beispielsweise ausschließlich von der Schwerkraft fixiert. Mit anderen Worten kann keine Klemmung der beiden Halterahmen 132a, 132b gegeneinander erforderlich sein. Dies ermöglicht beispielsweise ein einfacheres Beladen und Entladen der Halterahmen 132a, 132b und des Substrats 120 in die bzw. aus der Trägerplatte 102.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, können die zwei Halterahmen 132a, 132b mehrere paarweise zueinander passende Zentrierstrukturen 336 aufweisen, so dass die beiden Halterahmen 132a, 132b beim Auflegen des oberen Halterahmens 132b auf den unteren Halterahmen 132a zueinander zentriert werden bzw. zueinander in eine vordefiniert Lage gebracht werden.
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4A veranschaulicht eine Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Aussparung 112 in der Trägerplatte 102 kann beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig sein und somit (z.B. von oben gesehen) vier Eckbereiche 412e aufweisen. Alternativ kann die Aussparung 112 in der Trägerplatte 102 jede andere geeignete Form aufweisen, z.B. angepasst an die Form des Substrats 120 und/oder an die Form der beiden Halterahmen 132a, 132b.
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Beispielsweise kann die Aussparung 112 eine im Wesentlichen quaderförmige Innenkontur 412i mit vier Innen-Eckabschnitten 412e aufweisen. Die zwei Halterahmen 132a, 132b können beispielsweise passend zur Aussparung 112 eine im Wesentlichen quaderförmige Außenkontur mit vier Außen-Eckabschnitten aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zwei Halterahmen 132a, 132b jeweils paarweise zueinander passende Zentrierstrukturen in den jeweiligen vier Außen-Eckabschnitten der Halterahmen 132a, 132b aufweisen (vgl. beispielsweise 6). Ferner kann der erste Halterahmen 132a nur an den Eckbereichen 412e der Aussparung 112 auf der Trägerplatte 102 aufliegen.
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Wie in 4B in einer schematischen Draufsicht auf die Trägerplatte 102 der Substrathaltevorrichtung 100 veranschaulicht ist, können mehrere Aussparung 112 nebeneinander in der Trägerplatte 102 bereitgestellt sein oder werden zum Halten mehrerer Substrate 120. Dabei kann die Richtung 103 eine Transportrichtung sein, entlang derer die Substrathaltevorrichtung 100 in einer Prozessiervorrichtung zum Prozessieren der mehreren Substrate transportiert werden kann, wobei die mehreren Aussparungen zumindest entlang der Breitenrichtung 101 quer zur Transportrichtung 103 nebeneinander angeordnet sein können.
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Dementsprechend kann die Trägerplatte 102 mindestens zwei Haltebereiche 402h (bzw. Halteabschnitte 402h) aufweisen, in welchen die Trägerplatte 102 gelagert oder gestützt werden kann zum Transportieren der Trägerplatte 102 mitsamt den in der Trägerplatte 102 gehaltenen Substraten 120 (vgl. 7).
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Analog zu der in 4B dargestellten Trägerplatte 102 kann eine Substrathaltevorrichtung 100 somit Folgendes aufweisen: eine Trägerplatte 102 mit mehreren nebeneinander angeordneten Aussparungen 112, wobei jede der Aussparungen 112 zum Aufnehmen eines ersten Halterahmens 132a und eines zweiten Halterahmens 132b eingerichtet ist, wie hierin beschrieben, wobei die Trägerplatte 102 zwei Haltebereiche 402h aufweist, an welchen die Trägerplatte 102 zum Transportieren der Trägerplatte 102 gelagert werden kann, wobei die mehreren nebeneinander angeordneten Aussparungen 112 zwischen den zwei Haltebereichen 402h angeordnet sind.
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5A veranschaulicht eine Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, z.B. in einer Schnittansicht quer zur Richtung 103 (vgl. beispielsweise 4A und 4B), wobei in 5B eine Schnittansicht der entsprechenden Substrathaltevorrichtung 100 in Richtung 107 veranschaulicht ist. Anschaulich sind in 5B die Zentrierelemente 336 in den Außen-Eckabschnitten 532e der beiden Halterahmen 132a, 132b veranschaulicht, analog zum vorangehend Beschriebenen.
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Der untere Halterahmen 132a kann beispielsweise in jedem Außen-Eckabschnitt 532e eine Zentrieraussparung aufweisen, z.B. ein Durchgangsloch. Ferner kann der obere Halterahmen 132b beispielsweise in jedem Außen-Eckabschnitt 532e einen zur Zentrieraussparung in dem unteren Halterahmen 132a passenden Zentriervorsprung aufweisen.
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Dabei kann der Zentriervorsprung beispielsweise einen konisch geformten Abschnitt aufweisen, so dass der Zentriervorsprung einfacher in die beispielsweise zylinderförmige Zentrieraussparung eingeführt werden kann.
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5C veranschaulicht eine Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, z.B. in einer Schnittansicht quer zur Richtung 103 (vgl. beispielsweise 4A, 4B und 5A).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Halterahmen 132b angefast (oder anschaulich zur Aussparung 112 hin abgeschrägt) sein. Mit anderen Worten kann der obere Halterahmen 132b eine Fase 234b aufweisen. Ferner kann der untere Halterahmen 132a angefast (oder anschaulich zur Aussparung 112 hin abgeschrägt) sein. Mit anderen Worten kann der untere Halterahmen 132a eine Fase 234a aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Innenumfangswandung des unteren und/oder des oberen Halterahmens 132a, 132b eine Fase 234a, 234b aufweisen. Somit kann beispielsweise das Substrat 120 homogener beschichtet werden, da beispielsweise keine oder eine geringere Abschattung des Substrats 120 aufgrund der Halterahmen 132a, 132b stattfindet.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der untere Halterahmen 132a nur mit dessen Außen-Eckabschnitten 532e auf der Trägerplatte 102 aufliegen, vgl. 5B und 6.
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6 veranschaulicht jeweils zwei Halterahmen 132a, 132b der Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen perspektivischen Detailansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die zwei Halterahmen 132a, 132b mehrere paarweise zueinander passende Zentrierelemente in deren Außen-Eckabschnitten 532e aufweisen, so dass die beiden Halterahmen 132a, 132b beim Auflegen des zweiten Halterahmens 132b auf den ersten Halterahmen 132a zueinander zentriert werden. Beim Zentrieren der beiden Halterahmen 132a, 132b relativ zueinander können die beiden Rahmenöffnungen zur Deckung gebracht sein oder werden.
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Die paarweise zueinander passenden Zentrierstrukturen können beispielsweise in Form einer zylinderförmigen Zentrieraussparung 632a in dem unteren Halterahmen 132a und einem zur Zentrieraussparung 632a passenden Zentriervorsprung 632v in dem oberen Halterahmen 132b bereitgestellt sein oder werden. Alternativ können die paarweise zueinander passenden Zentrierstrukturen beliebige andere geeignete Zentrierelemente aufweisen. Beispielsweise können paarweise zueinander passende Zentrierkonturen 632k in dem unteren Halterahmen 132a und in dem oberen Halterahmen 132b bereitgestellt sein oder werden.
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Anschaulich bilden die paarweise zueinander passenden Zentrierstrukturen einen Formschluss in mindestens zwei Richtungen, z.B. entlang Richtung 105 zum Auflegen des oberen Halterahmens 132b auf den unteren Halterahmen 132a und entlang Richtung 101 und/oder 107 zur seitlichen Zentrierung der Lage der beiden Halterahmen 132a, 132b relativ zueinander.
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7 veranschaulicht eine Substrattransportvorrichtung 700 zum Transportieren der Substrathaltevorrichtung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrattransportvorrichtung 700 ein Transportsystem zum Transportieren der Substrathaltevorrichtung 100 aufweisen, wobei das Transportsystem zwei Halteelemente 712 derart aufweist, dass die Trägerplatte 102 der Substrathaltevorrichtung 100 nur in den zwei Haltebereichen 402h gehalten bzw. gestützt wird. Der Transport der auf die Halteelemente 712 gestützten Trägerplatte 102 kann beispielsweise mittels Transportrollen, Ketten, Stangen oder eines anderen geeigneten Transportsystems erfolgen.
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Aufgrund der Lagerung der Trägerplatte 102 kann sich diese beispielsweise durchbiegen, z.B. mit einer maximalen Durchbiegung 705 in der Mitte der Trägerplatte 102. Aufgrund dessen, dass die Halterahmenanordnungen 702 zum Halten der jeweiligen Substrate von der Trägerplatte 102 entkoppelt sind, wie vorangehend beschrieben, kann sich die Durchbiegung 705 der Trägerplatte 102 nicht negativ auf die Substrate auswirken.
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Die jeweilige Halterahmenanordnung 702 kann die beiden hierin beschriebenen Halterahmen 132a, 132b aufweisen zum Aufnehmen jeweils eines Substrats 120 zwischen den beiden Halterahmen 132a, 132b.
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Die hierin beschriebene Substrattransportvorrichtung 700 kann zum Transportieren und/oder Positionieren der mehreren Substrate 120 in einer Prozessierkammer (z.B. in einer Vakuumkammer oder einer Atmosphärendruckkammer oder einer Überdruckkammer) verwendet werden. Dabei kann die Prozessierkammer eine oder mehrere Prozessiervorrichtungen (z.B. Beschichtungsvorrichtungen) aufweisen zum einseitigen oder beidseitigen Prozessieren (z.B. Beschichten) der mehreren Substrate 120 in einem Prozessierbereich (z.B. Beschichtungsbereich) der Prozessierkammer.
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Beispielsweise können Magnetrons als Beschichtungsvorrichtungen verwendet werden. Ferner können Elektronenstrahlverdampfer als Beschichtungsvorrichtungen verwendet werden. Zum Transportierten der Trägerplatte 102 durch die Prozessierkammer hindurch können beispielsweise einseitig gelagerte Transportrollen auf beiden Seiten der Trägerplatte 102 verwendet werden. Ferner kann die Trägerplatte 102 auch in einen weiteren Träger eingelegt sein oder werden oder mittels eines weiteren Trägers transportiert werden.
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8 veranschaulicht ein Verfahren 800 zum Prozessieren eines Substrats 120 in einem schematischen Ablaufdiagramm, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das Verfahren 800 aufweisen kann: in 810, Einlegen eines ersten Halterahmens 132a in eine Aussparung 112 in einer Trägerplatte 102, wobei der erste Halterahmen 132a eine ebene Auflagefläche zum Auflegen des Substrats 120 aufweist; in 820, Einlegen des Substrats auf die ebene Auflagefläche des ersten Halterahmens; und, in 830, Auflegen eines zweiten Halterahmens auf den ersten Halterahmen, wobei die zwei Halterahmen 132a, 132b (der erste und der zweite Halterahmen) derart eingerichtet sind, dass das Substrat 120 zwischen den zwei Halterahmen 132a, 132b angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten Halterahmen 132b und dem Substrat 120 ein Spalt verbleibt, so dass das Substrat 120 nur auf dem ersten Halterahmen 132a aufliegt.
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Dabei kann das Einlegen bzw. Auflegen des ersten Halterahmens 132a und/oder des zweiten Halterahmens 132b mittels eines Magnetgreifers oder eines Sauggreifers erfolgen. Dazu können/kann der erste Halterahmen 132a und/oder der zweite Halterahmen 132b entsprechende Bereiche aufweisen, an welchen der Magnetgreifer oder der Sauggreifer den jeweiligen Halterahmen 132a, 132b festhalten kann.
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Anschaulich kann als erstes die Untermaske 132a in den Basis-Carrier 102 eingelegt werden. Nachdem die Untermaske 132a in den Basis-Carrier 102 eingelegt ist, kann die Auflage des Wafers 120 erfolgen (z.B. mit einem kleinen Spalt ringsum zum Basis-Carrier 102 bzw. zum seitlichen Rand der Untermaske 132a. Im Anschluss erfolgt die Auflage der Obermaske 132b. Dabei berührt die Obermaske 132b beispielsweise niemals die Oberfläche des Wafers 120. Ist dann dieser Vorgang für alle mittels der Substrathaltevorrichtung 100 zu tragenden Wafer 120 abgeschlossen, kann beispielsweise ein PVD-Prozess beginnen. Mittels der seitlich und oberhalb des Substrats 120 verbleibenden Spalte kann beispielsweise ein effizientes Evakuieren beim Einschleusen der Substrathaltevorrichtung 100 in eine Vakuumkammer unterstützt werden, da keine Gasvolumina eingeschlossen werden.
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Der Entladevorgang kann beispielsweise wie der Beladevorgang erfolgen, jedoch in der umgekehrten Reihenfolge, wobei möglicherweise die Untermaske 132a permanent im Basis-Carrier 102 verbleiben kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich alle Bauteile zum vollautomatischen Beladen und/oder Entladen der Wafer 120 und deren Masken 132a und 132b eignen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Beladen der Substrathaltevorrichtung 100 mit Substraten 120 nach einer Reinigung aller Teile erfolgen, z.B. nach einer nasschemischen Reinigung oder nach einem Trockeneis-Strahlen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Halterahmen 132b nur von dem unteren Halterahmen 132a gestützt werden. Ferner kann der untere Halterahmen 132a lose (z.B. seitlich schwimmend) auf der Trägerplatte 102 aufliegen, wobei sich ein Teil des unteren Halterahmens 132a in die Aussparung 112 der Trägerplatte 102 hinein erstrecken kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Substrathaltevorrichtung 100 bereitgestellt, welche eine Verringerung der Gefahr des Waferbruchs in der Produktionsanlage ermöglicht, sowie eine flexible Maskengestaltung und eine einfache Wartung. Ferner weist die Substrathaltevorrichtung 100 geringe Fertigungskosten auf, da die Präzision in Kleinteilen liegt, d.h. anschaulich beispielsweise in den Halterahmen 132a, 132b und nicht in der gesamten Trägerplatte 102. Ferner kann eine genaue Maskenzentrierung ermöglicht sein oder werden, was einen höheren Wirkungsgrad bei den zu beschichtenden Substraten ermöglicht.
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Ferner kann mittels der hierin beschriebenen Substrathaltevorrichtung 100 der Einfluss der Carrier-Bewegung vom Wafer entkoppelt sein oder werden. Ferner ist die Prozesssicherheit erhöht, da die Maskenzentrierung mittels eines präzisen Formschlusses erfolgt.
