DE102015110564A1 - Prozessieranordnung, Ladevorrichtung, Substrathalter und Verfahren zum Prozessieren eines Substrats - Google Patents

Prozessieranordnung, Ladevorrichtung, Substrathalter und Verfahren zum Prozessieren eines Substrats Download PDF

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Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats Folgendes aufweisen: Transportieren des Substrats (120) mittels eines Substrathalters (100, 200), wobei der Substrathalter einen Haltebereich (212a) zum Halten des Substrats (120) aufweist, wobei das Substrat in dem Haltebereich des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Haltebereich (212a) des Substrathalters; und, während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich (212a) erzeugt wird, Abheben des Substrats von dem Substrathalter.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prozessieranordnung, eine Ladevorrichtung, einen Substrathalter und ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats.
  • Im Allgemeinen kann ein Substrat oder können mehrere Substrate, z. B. Gläser, Wafer oder andere plattenförmige Substrate, beispielsweise während eines Beschichtungsprozesses (oder anderer Prozesse zum Behandeln von Substraten) mittels eines Substrathalters gehalten werden. Dabei kann der Substrathalter 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 Substrathalter verwendet, in welche Substrate nur lose eingelegt werden, wobei die Substrate in diesem Fall leicht aus dem Substrathalter herausfallen können, z. B. beim Belüften einer Vakuumkammer aufgrund der eingelassenen Luft oder z. B. aufgrund von Vibrationen des Transportsystems. Daher können herkömmliche Substrathalter ein Auflageelement aufweisen, welches von oben auf einem Teil der zu beschichtenden Oberfläche des Substrate aufliegt und dieses beschwert bzw. das Substrat von oben an den Substrathalter presst, wobei jedoch die Oberfläche des Substrats nur teilweise beschichtet werden kann. Das teilweise Beschichten einer Oberfläche eines Substrate kann herkömmlicherweise auch derart erfolgen, dass das Substrat zwischen zwei Masken gehalten wird, welche einen Randabschnitt des Substrate abdecken, so dass der Randabschnitt des Substrats nicht beschichtet wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird hierin ein Substrathalter (auch als Substrathalterung oder Substrathaltevorrichtung bezeichnet) für verschiedene Arten von Substraten, z. B. Wafer, Glassubstrate, Abdeckgläser, Linsen und andere optisch transparente Bauelemente, Spiegel oder Ähnliches bereitgestellt. Beispielsweise kann mindestens ein Substrat (d. h. z. B. auch mehrere Substrate) mittels des Substrathalters während eines Beschichtungsprozesses oder eines anderer Behandlungsprozesses in einer Prozessierkammer gehalten werden, wobei zumindest eine freiliegende Oberfläche des mindestens einen Substrats vollständig beschichtet werden kann. Anschaulich kann das Substrat auf einen Träger aufgelegt werden und ausschließlich seitlich mittels federnder Elemente gehalten (bzw. fixiert oder geklemmt) werden, so dass eine nach oben vom Träger weg gerichtete Seite des Substrats vollständig beschichtet werden kann.
  • Dabei kann der mit mindestens einem Substrat bestückte Substrathalter vertikal oder horizontal transportiert werden und das mindestens eine Substrat kann beschichtet werden, z. B. mittels PVD (physikalischer Gasphasenabscheidung) oder CVD (chemischer Gasphasenabscheidung). Dabei kann der mit mindestens einem Substrat bestückte Substrathalter auch für atmosphärische Beschichtungsprozesse (Beschichtungsprozesse bei dem jeweils herrschenden Atmosphärendruck) und/oder für Reinigungsprozesse verwendet werden.
  • Das Bestücken des Substrathalters mit mindestens einem Substrat kann vollautomatisch erfolgen, z. B. mittels eines Laderoboters. Dabei kann der Substrathalter derart eingerichtet sein, dass sich ein auf den Träger aufgelegtes Substrat nicht mehr seitlich verschiebt. Somit können Kratzer in dem Substrat vermieden werden. Anschaulich wird eine Relativbewegung zischen Substrat und Auflagefläche verhindert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Substrathalter bereitgestellt, mittels dessen ein sicherer Halt beim Transport in einer Prozessierkammer gewährleistet werden kann, z. B. beim Evakuieren und/oder Belüften der Prozessierkammer, in welche der Substrathalter beispielsweise zum Beschichten des mindestens einen mittels des Substrathalters gehaltenen Substrats eingeschleust und ausgeschleust wird. Wobei der Substrathalter ferner derart eingerichtet ist, dass ein Substrat oder eine vordefinierte Menge von Substraten von dem Substrathalter entfernt werden kann, indem der Haltebereich, in welchem das Substrat bzw. die Menge von Substraten aufliegt, lokal (d. h. beispielsweise ohne benachbarte Haltebereiche wesentlich zu beeinflussen) in Schwingung versetzt werden kann. Mit anderen Worten kann der Substrathalter derart eingerichtet sein, dass gezielt ein einzelner Haltebereich mehrerer Haltebereiche in Schwingung versetzt werden kann, so dass mindestens ein Substrat (ein Substrat oder mehrere Substrate) aus dem in Schwingung versetzten Haltebereich abgehoben werden kann, wobei Substrate in benachbarten Haltebereichen am Substrathalter verbleiben, d. h. beispielsweise nicht von selbst vom Substrathalter abfallen. Dazu kann der Substrathalter derart eingerichtet sein, dass die einzelnen Haltebereiche zum Halten jeweils mindestens eines Substrats mechanisch voneinander entkoppelt sind, z. B. mittels mindestens eines Spalts oder mindestens einer Aussparung in dem Substrathalter, oder mittels mindestens eines flexiblen Pufferelements.
  • Ferner wird ein Substrathalter bereitgestellt, welcher für einen Beschichtungsprozess, bei welchem ein Wärmeeintrag in das Substrat und somit in den Substrathalter erfolgt, geeignet ist. Mit anderen Worten kann der Substrathalter bezüglich der Prozesstauglichkeit optimiert sein (z. B. bezüglich der Wärmelast, z. B. bezüglich einer Substratbiegung aufgrund eines Temperaturgradientens und/oder aufgrund von Schichtspannungen). Ferner wird ein Substrathalter bereitgestellt, mittels dessen eine Schattenfreiheit für die zu beschichtende Seite des Substrats gewährleistet werden kann, sowie beispielsweise eine Rückseitenbeschichtung des Substrats vermieden werden kann. Ferner wird ein Substrathalter bereitgestellt, mittels dessen ein Substrat mit einer auf der zu beschichtenden Seite des Substrats umlaufend abgerundeten Kante beschichtet werden kann. Anschaulich kann eine abgerundete Kante der zu beschichtenden Oberfläche nahezu vollständig (z. B. mindestens zu 99%) oder vollständig mit beschichtet werden. Dazu kann der Substrathalter beispielsweise Klemmstrukturen (auch als Haltestrukturen bezeichnet) aufweisen, mittels derer jeweils des zu klemmende Substrat seitlich auf dem Substrathalter festgeklemmt (mit anderen Worten fixiert) sein kann oder werden kann.
  • Beispielsweise kann ein Substrathalter (auch als Substrathaltevorrichtung bezeichnet) Folgendes aufweisen: einen Träger mit einer Auflagefläche zum Auflegen eines Substrats auf den Träger; mindestens zwei Haltestrukturen zum Halten eines auf der Auflagefläche aufliegenden Substrats, wobei die mindestens zwei Haltestrukturen derart federnd an dem Träger befestigt sind, dass das auf der Auflagefläche aufliegende Substrat seitlich klemmend gehalten werden kann. Dabei kann unter dem Begriff federnd beispielsweise ausschließlich der Hookesche Bereich verstanden werden. Anschaulich können die mindestens zwei Haltestrukturen federnd mit dem Träger verbunden sein zum Festklemmen (z. B. zum seitlichen Festklemmen) des auf der Auflagefläche aufliegenden Substrats. Ferner kann das Klemmen derart erfolgen, dass eine Kraft beim Klemmen (z. B. ausschließlich) auf den Substratrand übertragen wird. Die jeweils mittels der Haltestrukturen erzeugte Kraft kann dabei im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche wirken. Ferner kann die Auslenkung der federnd eingerichteten Haltestrukturen im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche erfolgen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren Folgendes aufweisen: Transportieren eines Substrats mittels eines Substrathalters, wobei das Substrat in einem Haltebereich des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; Erzeugen einer mechanischen Schwingung in den Haltebereich des Substrathalters; und, während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich erzeugt wird, Abheben des Substrats von dem Substrathalter.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren Folgendes aufweisen: Bestücken eines Substrathalters mit mindestens einem Substrat, wobei das mindestens eine Substrat in einem Haltebereich (z. B. auf einer Auflagefläche) des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; Transportieren des mindestens einen Substrats mittels des Substrathalters (z. B. durch einen Prozessierbereich einer Prozessieranordnung hindurch); Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Haltebereich des Substrathalters; und, während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich erzeugt wird, Abheben des mindestens einen Substrats von dem Substrathalter.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann des Erzeugen der mechanischen Schwingung in dem Haltebereich mittels eines Schwingungsgenerators (auch als Schwingungs-Erzeugungs-Vorrichtung bezeichnet) erfolgen, wobei der Schwingungsgenerator mit dem Substrathalter mechanisch gekoppelt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Schwingungsgenerator einen Generator zum Anregen eines Schwingers aufweisen sowie den mit dem Generator gekoppelten Schwinger. Beispielsweise können der Schwingungsgenerator als Ultraschall-Generator und der Schwinger als Ultraschall-Schwinger eingerichtet sein, so dass beispielsweise in dem Haltebereich des Substrathalters eine Schwingung mit einer Frequenz in einem Bereich von ungefähr 16 kHz bis ungefähr 1 GHz erzeugt werden kann. Alternativ kann der Schwingungsgenerator derart eingerichtet sein, z. B. einen entsprechenden Generator und Schwinger aufweisen, dass beispielsweise in dem Haltebereich des Substrathalters eine Schwingung mit einer Frequenz in einem Bereich von ungefähr 20 Hz bis ungefähr 10 kHz erzeugt werden kann, z. B. in einem Bereich von ungefähr 20 Hz bis ungefähr 5 kHz, z. B. in einem Bereich von ungefähr 20 Hz bis ungefähr 1 kHz, z. B. in einem Bereich von ungefähr 50 Hz bis ungefähr 1 kHz, z. B. in einem Bereich von ungefähr 100 Hz bis ungefähr 1 kHz. In dem Haltebereich des Substrathalters (bzw. allgemein in Festkörpern) breitet sich Ultraschall bzw. Körperschall als Longitudinalwelle und/oder Transversalwelle aus.
  • Die von dem Schwingungsgenerator bereitgestellt Anrege-Schwingung kann mechanisch auf den Substrathalter überragen werden, wobei die im Haltebereich des Substrathalters erzeugte Schwingung von den charakteristischen Eigenschaften des Systems abhängig sein kann, wobei die Anrege-Schwingung beispielsweise eine Frequenz in einem Bereich von ungefähr 20 Hz bis ungefähr 10 kHz oder im Ultraschallbereich aufweisen kann. Es versteht sich, dass anstatt der Schwingung auch die entsprechende mechanische Welle mit der gleichen Frequenz betrachtet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen der Schwingung in dem Substrathalter derart erfolgen, dass eine Resonanz erreicht wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substrathalter eine Metallplatte (z. B. Stahlplatte oder Aluminiumplatte) als Träger für die Substrate aufweisen, mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 6 mm, wobei die Oberfläche der Metallplatte, auf welcher die Substrate aufgelegt werden, poliert ist. Die Oberfläche der Metallplatte kann beispielsweise eine Rauheit von weniger als 5 RA aufweisen und eine Ebenheit von weniger als 0,1 mm. Somit können auch dünne plattenförmige Substrate, z. B. mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm mittels des Substrathalters transportiert werden.
  • Anschaulich kann das Substrat plattenförmig sein und der Substrathalter kann in dem Haltebereich eine plane Auflagefläche aufweisen, wobei das Substrat, obwohl keine Klebemittel oder Verbindungskomponenten verwendet werden, nicht ohne weiteres von dem Substrathalter abgehoben werden kann. Diese Haftverbindung zweier glatter, ebener Flächen kann dadurch verringert oder vermieden werden, dass der Haltebereich des Substrathalters in Schwingung versetzt wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abheben des Substrats von dem Substrathalter mittels einer Ladevorrichtung erfolgen, wobei die Ladevorrichtung ein Saugelement aufweisen kann, welches beim Abheben des Substrats kraftschlüssig mit dem Substrat verbunden ist. Anschaulich kann das Substrat plattenförmig sein, wobei das Saugelement das plattenförmige Substrat mittels eines Unterdrucks abheben kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann des Verfahren, wie hierin beschrieben ist, ferner vor dem Abheben und/oder während des Abhebens des Substrats Folgendes aufweisen: Bewegen einer Klemmstruktur des Substrathalters von einer Klemm-Position, in welcher das Substrat an dem Substrathalter festgeklemmt ist, in eine Offen-Position, in welcher das Substrat freigegeben ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Klemmstruktur ein Klemmelement oder mehrere Klemmelemente aufweisen. Ferner kann die Klemmstruktur innerhalb des Kaltbereichs angeordnet sein oder auch den Haltebereich definieren. Ferner kann pro Haltebereich mindestens eine Klemmstruktur zum (beispielsweise seitlichen) Halten des Substrats auf dem Substrathalter verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren, wie hierin beschrieben ist, ferner Folgendes aufweisen: Transportieren eines weiteren Substrats mittels des Substrathalters, wobei das weitere Substrat in einem weiteren Haltebereich des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; wobei der Substrathalter zwischen dem Haltebereich und dem weiteren Haltebereich eine Schwingungs-Entkopplungsstruktur aufweist zum mechanischen Entkoppeln der beiden Haltebereiche.
  • Anschaulich kann eine Vielzahl von Substraten, z. B. 10 bis 100, oder mehr als 100, mittels des Substrathalters transportiert werden. Falls nicht alle Substrate gleichzeitig von dem Substrathalter angehoben werden sollen, kann der Substrathalter entsprechende Schwingungs-Entkopplungsstrukturen aufweisen, so dass der Substrathalter nur in den Bereichen lokal zum Schwingen gebracht werden kann, in welchen dann tatsächlich die Substrate abgehoben werden sollen. Somit können die Substrate, welche noch auf dem Substrathalter verbleiben sollen, entsprechend weiter an dem Substrathalter anhaften.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Ladevorrichtung zum Abheben eines Substrats von einem Substrathalter Folgendes aufweisen: ein Saugelement, welches beim Abheben des Substrats kraftschlüssig mit dem Substrat verbunden ist; einen Schwingungsgenerator zum Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Haltebereich des Substrathalters; und eine Stellvorrichtung zum Bewegen einer Klemmstruktur des Substrathalters von einer Klemm-Position, in welcher das Substrat an dem Substrathalter festgeklemmt ist, in eine Offen-Position, in welcher das Substrat freigegeben ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung ferner Folgendes aufweisen: mindestens eine Positioniervorrichtung zum Positionieren der Ladevorrichtung relativ zu dem Substrat und/oder relativ zu dem Substrathalter. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dabei das Saugelement relativ zu dem Substrat positioniert werden, beispielsweise in körperlichen Kontakt mit dem Substrat gebracht werden. Ferner kann dabei die Stellvorrichtung relativ zu der Klemmstruktur positioniert werden, beispielsweise mit der Klemmstruktur gekuppelt werden. Beispielsweise kann die Stellvorrichtung mit der Klemmstruktur gekuppelt sein oder werden, wenn das des Saugelement in körperlichen Kontakt mit dem Substrat gebracht ist oder wird. Ferner kann der Schwingungsgenerator relativ zu dem Haltebereich positioniert werden, beispielsweise in körperlichen Kontakt mit dem Haltebereich gebracht werden. Beispielsweise kann der Schwingungsgenerator relativ zu dem Haltebereich positioniert sein oder werden, wenn die Stellvorrichtung relativ zu der Klemmstruktur positioniert ist oder wird und wenn das das Saugelement in körperlichen Kontakt mit dem Substrat gebracht ist oder wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann nur eine Positioniervorrichtung (z. B. ein Roboterarm) notwendig sein, um des Saugelement, die Stellvorrichtung, und den Schwingungsgenerator zu positionieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substrathalter Folgendes aufweisen: einen ersten Haltebereich mit einer ersten Auflagefläche zum Auflegen eines ersten Substrats direkt auf die erste Auflagefläche; einen zweiten Haltebereich mit einer zweiten Auflagefläche zum Auflegen eines zweiten Substrats direkt auf die zweite Auflagefläche; eine Entkopplungsstruktur, welche derart eingerichtet ist und derart zwischen dem ersten Haltebereich und dem zweiten Haltebereich angeordnet ist, dass eine Übertragung einer mechanischen Schwingung von dem ersten Haltebereich zu dem zweiten Haltebereich und/oder von dem zweiten Haltebereich zu dem ersten Haltebereich gehemmt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substrathalter ferner Folgendes aufweisen: mindestens eine erste Klemmstruktur, welche in dem ersten Haltebereich angeordnet ist, zum Festklemmen des ersten Substrats an dem Substrathalter; und mindestens eine zweite Klemmstruktur, welche in dem zweiten Haltebereich angeordnet ist, zum Festklemmen des zweiten Substrats an dem Substrathalter; wobei jede der Klemmstrukturen eine Kupplungsstruktur aufweist zum Ankuppeln einer Stellvorrichtung aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung zum Prozessieren mindestens eines Substrats Folgendes aufweisen: eine Transportvorrichtung zum Transportieren des mindestens einen Substrats mittels eines Substrathalters und mindestens eine Ladevorrichtung zum Abheben des mindestens einen Substrats von dem Substrathalter.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Substrathaltevorrichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht einer Substrathaltevorrichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 3 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein verfahren zum Bestücken einer Substrathaltevorrichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 4 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Substrathaltevorrichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 5A und 5B jeweils eine Ansicht einer Haltestruktur eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 6A und 6B jeweils eine Ansicht einer Anordnung mehrerer Haltestrukturen auf einem Träger eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 7 eine perspektivische Ansicht einer Haltestruktur eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 8 eine perspektivische Ansicht einer Haltestruktur eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 9A und 9B jeweils eine schematische Ansicht einer Haltestruktur eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 10A und 10B jeweils eine schematische Ansicht einer Haltestruktur eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 11A und 11B jeweils eine Ansicht einer Anordnung mehrerer Haltestrukturen auf einem Träger eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 12A und 12B jeweils eine Ansicht eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 13A und 13B jeweils eine Ansicht eines Substrathalters, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 14 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Entladen einer Substrathaltevorrichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 15 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
  • 16A bis 16D jeweils eine schematische Ansicht eines Substrathalters und einer Ladevorrichtung während des Abhebens eines Substrate von dem Substrathalter, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • 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.
  • 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.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Substrathaltevorrichtung zum Transportieren von Substraten, z. B. Wafern, in einer Prozesskammer, z. B. in einer horizontalen oder vertikalen Beschichtungsanlage, verwendet werden, z. B. zum Beschichten der Substrate mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) und/oder chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
  • Anschaulich ist die hierin beschriebene 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 0,3 mm) in einer Vakuumbeschichtungsanlage geeignet. Dabei kann zumindest eine Seite des Substrats vollständig beschichtet werden.
  • 1 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Substrathaltevorrichtung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Substrathaltevorrichtung 100 (auch als Substrathalter bezeichnet) kann beispielsweise einen Träger 102 (auch als Trägerplatte oder Carrier bezeichnet) aufweisen. Der Träger 102 kann eine Auflagefläche 102a aufweisen zum Auflegen eines Substrats 120 auf den Träger 102. Die Auflagefläche 102a kann entsprechend der Größe des aufzulegenden Substrats 120 eingerichtet sein, woraus sich beispielsweise auch die geometrische Anordnung von Haltestrukturen ergibt, welche erforderlich sein können, um ein auf der Auflagefläche 102a aufliegendes Substrat 120 zu halten bzw. seitlich festzuklemmen.
  • Wie in 1 veranschaulicht ist, kann die Substrathaltevorrichtung 100 mindestens zwei Haltestrukturen 104 aufweisen, welche derart eingerichtet sind und relativ zueinander sowie relativ zu der Auflagefläche 102a angeordnet sind, dass ein auf der Auflagefläche 102a aufliegendes Substrat 120 gehalten bzw. seitlich festgeklemmt werden kann. Die mindestens zwei Haltestrukturen 104 können derart federnd an dem Träger 102 befestigt sein, dass das auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegende Substrat 120 seitlich klemmend gehalten werden kann.
  • Anschaulich definiert das zu beschichtende Substrat 120 {insbesondere die seitlichen Ausdehnung des Substrats in Richtung 101 bzw. in der Ebene senkrecht zur Richtung 105) die Auflagefläche 102a sowie die Anordnung der Haltestrukturen 104 auf dem Träger 102.
  • Die jeweils zum Halten eines Substrats verwendeten mindestens zwei Haltestrukturen 104 werden hierin auch als Klemmstruktur bezeichnet, welche den Haltebereich definieren, in welchem das jeweilige Substrat auf dem Träger 102 gehalten bzw. geklemmt wird. Mittels der jeweiligen Klemmstruktur kann das Substrat seitlich fixiert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Haltestrukturen 104 derart angeordnet sein, dass ein auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegendes Substrat 120 an den jeweiligen Ecken des Substrats 120 gehalten werden kann. Alternativ können die Haltestrukturen 104 derart angeordnet sein, dass ein auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegendes Substrat 120 an den jeweiligen Kanten des Substrats 120 gehalten werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Haltestrukturen 104 zumindest teilweise zylinderförmig sein, so dass das Substrat 120 im Wesentlichen nur entlang einer Kontaktlinie seitlich an den Haltestrukturen 104 anliegt. In diesem Fall können auch Substrate 120 mit einer kreisförmigen Außenkontur oder beispielsweise mit abgerundeten Ecken gehalten werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das auf der Auflagefläche 120a des Trägers 102 aufliegende Substrat 120 eine zu behandelnde Oberfläche 120a aufweisen, welche von dem Träger 102 weg gerichtet ist. Mit anderen Worten kann das Substrat 120 im Wesentlichen plattenförmig sein und mit der nicht zu beschichtenden Oberfläche 120b auf dem Träger 102 aufliegen oder zumindest teilweise auf dem Träger 102 aufliegen. Ferner kann das Substrat 120 leicht gekrümmt oder gewölbt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens zwei Haltestrukturen 104 derart eingerichtet sein, dass die zu behandelnde Oberfläche 120a des Substrats 120 vollständig freiliegt. Mit anderen Worten steht kein Abschnitt der Haltestrukturen 104 über die zu behandelnde Oberfläche 120a des Substrats über.
  • Ferner können die mindestens zwei Haltestrukturen 104 derart eingerichtet sein, dass auch ein Teil der Seitenkontur des Substrats 120 freiliegt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 zwei planparallele Oberflächen 102o, 102u aufweisen. Beispielsweise können die mindestens zwei Haltestrukturen 104 weniger von dem Träger 102 vorstehen (in Richtung 105) als das Substrat 120 dick ist. Dabei kann die Dicke des Substrats als maximale Dicke des Substrats angesehen werden, wenn das Substrat keine einheitliche Dicke aufweist.
  • Die Haltestrukturen 104 können federnd gelagert sein bzw. federnd an dem Träger 102 befestigt sein oder federnd in dem Träger 102 bereitgestellt sein. Zum Halten eines auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegenden Substrats 120 können die Haltestrukturen 104 eine Federkraft 104f auf das Substrat übertragen. Anschaulich werden die Haltestrukturen 104 seitlich parallel zur Richtung 101 aus deren jeweiligen Ruhelage ausgelenkt und mittels der rücktreibenden Kraft 104f kann ein auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegendes Substrat 120 seitliche festgeklemmt werden.
  • Die beiden Oberflächen 102o, 102u können (z. B. zumindest abschnittsweise) planparallel zueinander sein. Der Träger 102 kann eine Dicke entlang der Richtung 105 (senkrecht zu den beiden Oberflächen 102o, 102u) in einem Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 80 mm aufweisen, z. B. eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 4 mm bis ungefähr 10 mm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 aus Edelstahl bestehen oder Edelstahl aufweisen. Alternativ kann der Träger 102 aus jedem anderen geeigneten Werkstoff gefertigt sein, z. B. aus einem Verbundwerkstoff, z. B. aus Titan. Ferner kann der Träger 102 eine Breite entlang der Richtung 101 (parallel zu den beiden Oberflächen 102o, 102u) in einem Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 5 m aufweisen, z. B. eine Breite in einem Bereich von ungefähr 0,5 m bis ungefähr 1,5 m. Ferner kann der Träger 102 eine Länge, parallel zu den beiden Oberflächen 102a, 102b und quer zur Breitenrichtung 101, in einem Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 5 m aufweisen, z. B. eine Breite in einem Bereich von ungefähr 0,5 m bis ungefähr 1,5 m.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 bezüglich dessen Abmessungen 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.
  • Wie in 2 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht veranschaulicht ist, können die Haltestrukturen 104 des Trägers 102 an das zu haltende Substrat 120 angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann das Substrat 120 eine gekrümmte bzw. gewölbte Oberfläche 120b aufweisen, und somit beispielsweise nur abschnittsweise auf der Auflagefläche 102a (mit anderen Worten auf dem Auflagebereich 102a) des Trägers 102 aufliegen. Aufgrund des seitlichen Klemmens 104f des Substrats 120 kann auch eine gekrümmte bzw. gewölbte Oberfläche 120a des Substrats 120 vollständig beschichtet werden.
  • 3 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestücken einer Substrathaltevorrichtung 100 mit mindestens einem Substrat 120, wobei das Verfahren 300 Folgendes aufweisen kann: in 310, des Bewegen der mindestens zwei federnd an dem Träger 102 befestigten Haltestrukturen 104 entgegen der Federkraft in eine Ladeposition (z. B. mittels eines Laderoboters), so dass zwischen den mindestens zwei federnd an dem Träger 102 befestigten Haltestrukturen 104 ein Substrats 120 auf die Auflagefläche 102a aufgelegt werden kann: in 320, das Auflegen eines Substrats auf die Auflagefläche (z. B. mittels eines Laderoboters); und, in 330, des Bewegen der mindestens zwei federnd an dem Träger 102 befestigten Haltestrukturen 104 aus der Ladeposition in eine Klemmposition (z. B. mittels eines Laderoboters) derart, dass des auf die Auflagefläche 102a aufgelegte Substrat 120 zwischen den mindestens zwei federnd an dem Träger 102 befestigten Haltestrukturen 104 aufgrund der Federkraft 104f festgeklemmt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestücken der Substrathaltevorrichtung 100 mit mindestens einem Substrat 120 vollautomatisch erfolgen, z. B. mittels eines kombinierten Greifers (z. B. aufweisend einen Spreizgreifer zum Bewegen der Haltestrukturen 104 und einen Sauggreifer zum Positionieren des Substrats 120). Der Greifer kann ein Laderoboter sein oder Teil eines Laderoboters sein.
  • Beispielsweise kann der Sauggreifer ein Substrat aus einem Substratvorrat (auch als Magazin bezeichnet) entnehmen. Das Substrat kann dann mittels eines Kamera-Scans einige Millimeter über der Auflagefläche 102a des Trägers 102 positioniert werden (anschaulich kann der Laderoboter ein optisches Positioniersystem aufweisen). Danach kann der Spreizgreifer die Haltestrukturen 104 entgegen der Federkraft 104f spreizen. Dann kann das Substrat auf die Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufgesetzt werden. Danach kann der Spreizgreifer von den Haltestrukturen 104 entkoppelt werden, wobei sich die Haltestrukturen 104 seitlich an das Substrat 120 anlegen und dieses festhalten.
  • Es versteht sich, dass das Substrat 120 in analoger Weise (z. B. in umgekehrter Reihenfolge) von der Substrathaltevorrichtung 100 entfernt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Haltestrukturen 104 jeweils mindestens eine Aussparung aufweisen, in welche der Spreizgreifer eingreifen kann zum Bewegen der Haltestrukturen 104.
  • 4 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer Substrathaltevorrichtung 100, wobei das Verfahren 400 Folgendes aufweisen kann: in 410, das Formen einer Aussparungsstruktur in einem plattenförmigen Träger 102, wobei sich die Aussparungsstruktur von einer ersten Oberfläche 102o des plattenförmigen Trägers 102 zu einer der ersten Oberfläche 102o gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 102u des plattenförmigen Trägers 102 derart erstreckt, dass ein Grundelement teilweise aus dem plattenförmigen Träger 102 ausgeschnitten ist und an mindestens einer Stelle mit dem plattenförmigen Träger 102 verbunden ist, so dass das Grundelement federnd gelagert ist: und, in 420, das Befestigen mindestens eines Halteelements an dem Grundelement, wobei das mindestens eine Halteelement über die erste Oberfläche 102o des plattenförmigen Trägers 102 derart vorsteht, dass ein Substrat 120 auf der ersten Oberfläche 102o des plattenförmigen Trägers 102 mittels des federnd gelagerten Grundelements und des mindestens einen Halteelements festgeklemmt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Aussparungsstruktur mittels Strahlschneidens (z. B. Wasserstrahlschneidens oder Laserstrahlschneidens) in den Träger 102 eingeschnitten werden. Ferner kann die Aussparungsstruktur mittels Erodierens (z. B. Elektroerodierens) in dem Träger 102 gebildet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das federnd gelagerte Grundelement und das mindestens eine Halteelement eine jeweilige Haltestruktur 104 bilden, wie vorangehend beschrieben.
  • Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Substrathaltevorrichtung 100 und Details zu dem Träger 102 und den Haltestrukturen 104 beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1 bis 4 beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1 bis 4 beschriebene Substrathaltevorrichtung 100 übertragen werden oder mit der in den 1 bis 4 beschriebenen Substrathaltevorrichtung 100 kombiniert werden.
  • 5A veranschaulicht eine schematische Draufsicht einer Haltestruktur 104 einer Substrathaltevorrichtung 100 und 5B veranschaulicht eine schematische perspektivische Ansicht der Haltestruktur 104, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 der Substrathaltevorrichtung 100 zwei planparallele Oberflächen (in der Ebene, welche von den beiden Richtungen 101, 103 aufgespannt wird) aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist, wobei der Träger 102 für jede Haltestruktur 104 eine Aussparung 506 aufweist, in welcher die jeweilige Haltestruktur 104 federn gelagert bereitgestellt ist. Anschaulich können die beiden Richtungen 101, 103 seitliche Richtungen sein, wobei sich das auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegende Substrat parallel zur Ebene, welche von den beiden Richtungen 101, 103 aufgespannt wird, erstreckt, und in seitliche Richtung geklemmt wird, z. B. mittels der Haltestruktur 104 in Richtung 101, wie in 5A dargestellt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Haltestruktur 104 ein federnd in dem Träger 102 befestigtes Grundelement 504g aufweisen, welches bündig mit den zwei planparallelen Oberflächen des Trägers 102 abschließt. Beispielsweise kann eine Aussparung 506 oder können mehrere Aussparungen 506 (bzw. anschaulich einen Aussparungsstruktur 506) in dem Träger 102 geformt werden, wobei das von der Aussparungsstruktur 506 definierte Grundelement 504g zumindest an einer Stelle 506f mit dem Rest des Trägers 102 körperlich verbunden bleibt derart, dass das Grundelement 504g federnd gelagert ist.
  • Ferner kann die Haltestruktur 104 mindestens ein an dem Grundelement 504g befestigtes Halteelement 504h aufweisen zum seitlichen Klemmen des auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegenden Substrats 120. Anschaulich kann das mindestens eine Halteelement 504h entsprechend angepasst sein, wie es das zu klemmende Substrat 120 erfordert. Dabei kann das Grundelement 504g derart eingerichtet sein, dass eine entsprechend vordefinierte Federkraft zum Klemmen des Substrats 120 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Abschnitt 506f zum Bereitstellen einer vordefinierten Federkraft entsprechend dimensioniert werden.
  • Wie in 5B dargestellt ist, kann sich die mindestens eine Aussparung 506 bzw. die Aussparungsstruktur 506 von einer der zwei planparallelen Oberflächen des Trägers 102 zu der anderen der zwei planparallelen Oberflächen des Trägers 102 durch den Träger 102 hindurch erstrecken. Dabei kann das Grundelement 504g der jeweiligen Haltestruktur 104 eine Aussparung 504a aufweisen zum Bewegen des Grundelements gegen eine rücktreibende Federkraft mittels eines Greifers, welcher in die Aussparung 504a eingreifen kann.
  • Beispielsweise kann die Andruckkraft zum Klemmen eines auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegenden Substrats 120 mittels der Anzahl der Abschnitte 506f, der Länge, der Breite und der Höhe des jeweiligen Abschnitts 506f und des Materials, aus dem der jeweilige Abschnitt 506f besteht, definiert sein. Dabei kann die Höhe des jeweiligen Abschnitts 506f (in Richtung 105, senkrecht zu den beiden seitlichen Richtungen 101, 103) gleich der Dicke des Trägers 102 sein.
  • Beispielsweise kann das mindestens eine Halteelement 504h, oder anschaulich jeweils die beiden in 5B dargestellten Halteelemente 504h, eine Niete sein. Diese kann beispielsweise Edelstahl aufweisen oder aus Edelstahl bestehen, z. B. aus gehärtetem Stahl. Ferner kann das mindestens eine Halteelement 504h eine konkave Form aufweisen und die Oberfläche des Halteelements 504h, welche Kontakt zum Substrat 120 hat, kann eine Textur aufweisen, z. B. eine linienförmige Struktur zur Erhöhung der Reibung. Anschaulich kann die Außenkontur des Halteelements 504h entsprechend eingerichtet sein, das Substrat 120 ausreichend fest aber beschädigungsfrei zu klemmen. Beispielsweise kann der Druck auf das Substrat 120 verteilt werden, indem mehrere Halteelemente 504h verwendet werden. Anstellen von Nieten können auch Schrauben oder Ähnliches verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mittels der Substrathaltevorrichtung 100, wie beispielsweise in 6A und 6B veranschaulicht ist, alle Arten und Formen (vorzugsweise flächig oder konkav) von Substraten 120 gehalten werden. Runde Substrate können beispielsweise mittels drei Haltestrukturen 104 gehalten werden, welche um 120° versetzt zueinander angeordnet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substrat 120 Folgendes sein oder aufweisen: ein Display-Glas (z. B. ein Handydisplay oder ein Smartphone-Display), ein Uhrendisplay, Displays für nautische Anzeigeinstrumente, z. B. Radar-Displays, optische Linsen, Schutzgläser, Opfergläser, Displays für Luft- und Raumfahrt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Haltevorrichtung auch zum Halten von Targets, z. B. zur Target-Klemmung (d. h. ohne Schrauben und/oder Pratzen usw.) verwendet werden. Mit anderen Worten kann das Substrat auch ein Target sein oder Targetmaterial aufweisen.
  • Ferner kann die Substrathaltevorrichtung 100 mittels eines zerstörungsfreien Reinigungsverfahrens gereinigt werden, z. B. von einer AlOxNy-Verschmutzung mittels eines Lasers (z. B. mittels eines CO2-Linienlasers). Ferner kann die Substrathaltevorrichtung 100 chemisch gereinigt werden (z. B. nasschemisch) oder mittels Trockeneisstrahlens.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Haltestrukturen 104 mittels Laserstrahlschneidens oder Wasserstrahlschneidens in den Träger 102 eingebracht werden.
  • Mittels des geeigneten Schneidens in den Träger 102 kann ein schwimmendes Federelement 504g bereitgestellt werden, welches sich in Grenzen bewegen kann. Dieses Federelement 504g (auch als Grundelement bezeichnet) wird (relativ zu der Auflagefläche 102a) mehrseitig benutzt, z. B. zweiseitig gegenüberstehend, zum sicheren (z. B. vertikalen) Halten des Substrats 120 mittels der Substrathaltevorrichtung 100. Da beim Fertigungsverfahren mittels Schneidens in den Träger kein Höhenunterschied entstehen, jedoch Andruckelemente 504h (auch als Halteelemente bezeichnet) benötigt werden, werden diese extra, z. B. mittels Nieten oder Ähnlichem, eingebracht. Diese Nieten 504h oder anderen Halteelemente 504h bilden beispielsweise die einzigen Berührungslinien zu dem auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegenden Substrat 120.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ermöglicht die hierin beschriebene Substrathaltevorrichtung 100 eine sehr dichte Substrat-Anordnung auf dem Träger 102, da keine weiteren Spannelemente und/oder Positionierelement benötigt werden. Mit anderen Worten können auf der Oberfläche 102o des Trägers 102 mehrere Auflageflächen 102a und entsprechend den mehreren Auflageflächen 102a zugeordnete Haltestrukturen 104 platzeffizient bereitgestellt sein oder werden.
  • Ferner sind die zu erwartenden Fertigungskosten auf ein Minimum gesenkt. Die hierin beschriebenen Ausführungen der Substrathaltevorrichtung 100 sind thermisch resistent und stabil bis beispielsweise ca. 200°C. Etwaige unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Träger 102 und dem Substrat 120 werden von den Haltestrukturen 104 kompensiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ermöglicht die hierin beschriebene Substrathaltevorrichtung 100 ein beidseitiges Halten von Substraten am Träger 102. Beispielsweise können an dem Grundelement 504g auf beiden Seiten 102o, 102u des Trägers 102 Halteelemente 504h bereitgestellt sein oder werden, so dass auf beiden Seiten 102o, 102u des Trägers 102 jeweils mindestens ein Substrat gehalten werden kann. Alternativ können die Haltestrukturen 104 derart bereitgestellt sein, dass mittels der Halteelemente 504h an den Grundelementen 504g definiert ist, auf welcher Seite 102o, 102u des Trägers 102 das jeweilige Substrat 120 gehalten werden soll.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein flächiges Substrat 120 vollflächig am Träger 102 anliegen und kann somit überschüssige Wärme abgeben, wie z. B. in 1 veranschaulicht ist.
  • Der Träger 102, welcher mit den eingebrachten Haltestrukturen 104 eine monolithische Einheit bilden kann, kann einfach gereinigt werden (z. B. mittels Nasschemie oder Trockeneis-Strahlens). Alle Öffnungen und Schlitze können einen Sputterschutz (nicht dargestellt) aufweisen, so dass diese vor einem Beschichten geschützt werden können. Beispielsweise kann die Aussperrungsstruktur 506 der Substrathaltevorrichtung 100 während des Beschichtens mit einem Abdeckelement abgedeckt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann für jede Haltestruktur 104 ein separates Abdeckelement bereitgestellt sein oder werden, wobei das separate Abdeckelement beispielsweise in der Greifer-Öffnungen 506 des Grundelements 504g fixiert sein kann oder werden kann (vgl. 5A und 5B).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind alle Elements der Substrathaltevorrichtung 100 ebenflächig mit der Oberfläche des Trägers 102 bereitgestellt, wie beispielsweise in 7 und 8 veranschaulicht ist, wobei nur die vergleichsweise kleinen Halteelemente 504h zum seitlichen Klemmen des Substrats 120 vorstehen, so dass ein auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegendes Substrat 120 auch zumindest teilweise seitlich beschichtet werden kann.
  • Es versteht sich, dass es, wie hierin beschrieben ist, verschiedenen Möglichkeiten gibt, wie die Haltestrukturen 104 im Detail ausgebildet sein können.
  • Analog zu den vorangehend dargestellten Haltestrukturen 104, welche im Wesentlichen mittels linearen Verschiebens gespannt werden, kann die Federwirkung auch basierend auf einem Drehen (Verdrehen aus einer Ruhelage) oder Kippen (Verkippen aus einer Ruhelage) erfolgen. Anschaulich kann die Haltestruktur 104 basierend auf einem Drehfederprinzip bereitgestellt sein oder werden.
  • Dazu kann beispielsweise die Aussparungsstruktur 506 derart bereitgestellt sein oder werden, wie in 9A und 9B veranschaulicht ist, dass das Grundelement 504g relativ zu dem Träger 102 drehbar federnd gelagert ist. Dabei kann das Grundelement 504g an mindestens einer Stelle körperlich mit dem Träger 102 derart verbunden sein, dass beim Verdrehen des Grundelements 504g eine Kraft erzeugt wird zum Klemmen eines auf der Auflagefläche 102a des Trägers 102 aufliegenden Substrats 120 mittels des Halteelements 504h, welches an dem Grundelement 504g befestig ist. In diesem Fall kann ein Drehgreifer anstelle des Spreizgreifers verwendet werden, um die Substrathaltevorrichtung 100 mit einem Substrat zu bestücken.
  • Wie in 9A und 9B veranschaulicht ist, stellt der Träger 102 die Führung für das drehbar gelagerte Grundelement 504g bereit, z. B. aufgrund der passenden Formkonturen, und mittels der Abschnitte 506f wird beim Auslenken (beim Verdrehen) des Grundelements 504g aus dessen Ruhelage eine rücktreibende Kraft erzeugt.
  • In analoger Weise kann die Aussparungsstruktur 506 beispielsweise derart bereitgestellt sein oder werden, wie in 10A und 10B veranschaulicht ist, dass das Grundelement 504g relativ zu dem Träger 102 schwenkbar federnd gelagert ist. Beispielsweise stellt der Träger 102 die Führung für das schwenkbar gelagerte Grundelement 504g bereit, z. B. aufgrund der passenden Formkonturen, und mittels des Abschnitts 506f wird beim Auslenken (Schwenken) des Grundelements 504g aus dessen Ruhelage eine rücktreibende Kraft erzeugt.
  • Es versteht sich, dass je nach Bedarf auch von einander verschiedene Haltestrukturen 104, wie beispielsweise hierin beschrieben sind, gemeinsam auf einem Träger 102 verwendet werden können.
  • In analoger Weise kann die Aussparungsstruktur 506 beispielsweise derart bereitgestellt sein oder werden und derart auf dem Träger 102 angeordnet sein oder werden, wie in 11A und 11B veranschaulicht ist (vgl. analog 6A und 6B), dass das auf der Auflagefläche des Trägers 102 aufliegende Substrat 120 die Aussparungsstruktur 506 teilweise abdeckt. Mit anderen Worten können die Haltestrukturen 104 beispielsweise derart bereitgestellt sein oder werden und derart auf dem Träger 102 angeordnet sein oder werden, dass das auf der Auflagefläche des Trägers 102 aufliegende Substrat 120 die Haltestrukturen 104 teilweise abdeckt. Anschaulich können mehrere Haltestrukturen 104 derart auf dem Träger 102 angeordnet sein oder werden, dass die Haltestrukturen 104 möglichst wenig seitlich unter dem auf der Auflagefläche des Trägers 102 aufliegenden Substrat 120 hervorsteht.
  • Beispielsweise kann das jeweilige Grundelement der Haltestrukturen 104 seitlich unter dem auf der Auflagefläche des Trägers 102 aufliegenden Substrat 120 hervorstehen, so dass das Substrat 120 auf den Träger 102 aufgelegt werden kann, d. h. anschaulich so dass die Haltestrukturen 104 noch gespreizt werden können. Im Wesentlichen wird die Auflagefläche für das Substrat dann von den Halteelementen 504h der Haltestrukturen 104 definiert, da das Substrat 120 dann teilweise auf den Haltestrukturen 104 aufliegen kann. Die Haltestrukturen 104 können dabei derart eingerichtet sein, z. B. zumindest teilweise abgesenkt sein, dass diese bei einer Bewegung der Haltestrukturen 104 nicht an dem auf der Auflagefläche des Trägers 102 aufliegenden Substrat 120 kratzen oder schleifen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Abschnitte, welche die Federwirkung verursachen, derart bereitgestellt sein, dass diese ausschließlich im Hookeschen Bereich ausgelenkt (gedehnt und/oder gestaucht) werden. Dabei können beispielsweise erhöhte Temperaturen berücksichtigt sein oder werden, welche die Dehnungseigenschaften beeinflussen können. Die Haltestrukturen 104 der Substrathaltevorrichtung 100 können somit auch nach einer hohen Anzahl von Bewegungszyklen (z. B. beim Bestücken der Substrathaltevorrichtung 100 mit Substraten und beim Entferner der Substrate von der Substrathaltevorrichtung 100) zuverlässig funktionieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des Trägers 102 die elastischen (federelastischen) Eigenschaften der Abschnitte 506f beeinflussen. Die Abschnitte 506f können beispielsweise anschaulich Verbindungsabschnitte sein, welche das jeweilige Grundelement 504g mit dem restlichen Träger 102 körperlich verbinden und somit das Grundelement 504g federnd lagern. Die Abschnitte 506f können beispielsweise anschaulich Halteabschnitte sein, welche das jeweilige Grundelement 504g halten und somit federnd lagern.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann eine Substrathaltevorrichtung (auch als Substrathalter bezeichnet) Folgendes aufweisen: einen Träger 102 mit einer Auflagefläche 102a zum Auflegen eines Substrats 120 auf den Träger; mindestens zwei Haltestrukturen 104 zum Halten eines auf der Auflagefläche 102a aufliegenden Substrats 120, wobei die mindestens zwei Haltestrukturen 104 derart federnd mit dem Träger 102 verbunden sind, dass das auf der Auflagefläche 102a aufliegende Substrat 120 mittels der mindestens zwei Haltestrukturen 104 seitlich klemmend gehalten werden kann.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann das auf der Auflagefläche 102a aufliegende Substrat 120 eine zu behandelnde Oberfläche 120a aufweisen, welche von dem Träger 102 weg gerichtet ist, und die mindestens zwei Haltestrukturen 104 können derart eingerichtet sein, dass die zu behandelnde Oberfläche 120a des auf der Auflagefläche 102a aufliegenden Substrats 120 vollständig freiliegt.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, können die mindestens zwei Haltestrukturen 104 derart relativ zu der Auflagefläche 102a angeordnet sein oder werden, dass das auf der Auflagefläche aufliegende Substrat 120 zwischen den mindestens zwei Haltestrukturen 104 eingeklemmt wird.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann der Träger 104 für jede der mindestens zwei Haltestrukturen 104 eine Aussparung 506 aufweisen, in welcher die jeweilige Haltestruktur 104 federn gelagert ist.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann der Träger 104 zwei planparallele Oberflächen 102o, 102u aufweisen, und jede der mindestens zwei Haltestrukturen 104 kann mittels einer in dem Träger 102 geformten Aussparungsstruktur 506 bereitgestellt sein oder werden.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann die jeweilige Aussparungsstruktur 506 derart ausgebildet sein oder werden, dass ein federnd gelagertes Grundelement 504g bereitgestellt ist, welches bündig mit den zwei planparallelen Oberflächen 102o, 102u des Trägers 102 abschließt; und mindestens ein Halteelement 504h kann an dem federnd gelagerten Grundelement 504g bereitgestellt sein oder werden zum seitlichen Klemmen des auf der Auflagefläche 102a aufliegenden Substrats 120.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann sich die jeweilige Aussparungsstruktur 506 von einer der zwei planparallelen Oberflächen 102o, 102u des Trägers 102 zu der anderen der zwei planparallelen Oberflächen 102o, 102u des Trägers 102 durch den Träger 102 hindurch erstreckt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Grundelement 504g der jeweiligen Haltestruktur 104 eine Aussparung 504a aufweisen zum Bewegen des Grundelements 504g gegen eine rücktreibende Federkraft 104f.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bestücken einer Substrathaltevorrichtung 100, wie hierin beschrieben ist, mit mindestens einem Substrat 120, Folgendes aufweisen: Bewegen der mindestens zwei Haltestrukturen 104 entgegen der Federkraft 104f in eine Ladeposition, so dass zwischen den mindestens zwei Haltestrukturen 104 ein Substrat 120 auf die Auflagefläche 102a des Trägers (102) aufgelegt werden kann; Auflegen eines Substrats 120 auf die Auflagefläche 102a des Trägers 102; und Bewegen der mindestens zwei Haltestrukturen 104 aus der Ladeposition in eine Klemmposition derart, dass das auf die Auflagefläche 102a aufgelegte Substrat 120 zwischen den mindestens zwei Haltestrukturen 104 aufgrund der Federkraft 104f festgeklemmt ist.
  • Beispielsweise kann bei zwei verwendeten Haltestrukturen (z. B. pro zu haltendem Substrat) eine Anordnung der zwei Haltestrukturen fluchtend gegenüber erfolgen. Beispielsweise kann bei vier verwendeten Haltestrukturen (z. B. pro zu haltendem Substrat) eine Anordnung der jeweils zweier Haltestrukturen fluchtend gegenüber erfolgen.
  • Ferner kann das auf der Auflagefläche aufliegende Substrat eine zu behandelnde (z. B. zu beschichtende) Oberfläche aufweisen, welche von dem Träger weg gerichtet ist, und die mindestens zwei Haltestrukturen können derart eingerichtet sein, dass die zu behandelnde Oberfläche vollständig freiliegt. Anschaulich kann eine Oberseite des Substrats vollständig freiliegen, so dass diese vollständig beschichtet werden kann.
  • Ferner können die mindestens zwei Haltestrukturen derart relativ zu der Auflagefläche angeordnet sein oder werden, dass das auf der Auflagefläche aufliegende Substrat zwischen den mindestens zwei Haltestrukturen eingeklemmt wird. Beispielsweise können drei Haltestrukturen bereitgestellt sein oder werden, welche jeweils zueinander in gleichem Abstand angeordnet sind (anschaulich an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks). Beispielsweise können vier Haltestrukturen jeweils an den Ecken eines Rechtecks Oder Quadrats angeordnet sein oder werden.
  • Ferner kann der Träger zwei planparallele Oberflächen aufweisen, z. B. kann zumindest die dem jeweils zu haltenden Substraten zugesandte Oberfläche des Trägers plangeschliffen sein oder werden. Ferner kann der Träger für jede der mindestens zwei Haltestrukturen eine Aussparung aufweisen, in welcher die jeweilige Haltestruktur federn gelagert ist. Anschaulich kann die Aussparung einen Aufnahmeraum definieren, in welchem die jeweilige Haltestruktur federn gelagert ist und/oder die Aussparung selbst kann derart bereitgestellt sein oder werden, dass die jeweilige federn gelagerte Haltestruktur bereitgestellt wird.
  • Ferner kann die jeweilige Haltestruktur ein federnd in (bzw. an) dem Träger befestigtes Grundelement aufweisen, welches bündig mit den zwei planparallelen Oberflächen des Trägers abschließt. Anschaulich kann der Träger derart eingeschnitten sein, d. h. eine Aussparungsstruktur derart aufweisen, dass ein federnd in (bzw. an) dem Träger befestigtes Grundelement bereitgestellt wird. Ferner kann die jeweilige Haltestruktur mindestens ein an dem Grundelement befestigtes Halteelement aufweisen zum seitlichen Klemmen des auf der Auflagefläche aufliegenden Substrats.
  • Es versteht sich, dass der Substrathalter entsprechend gruppierte Haltestrukturen (d. h. anschaulich eine Klemmstruktur) aufweisen kann, welche federnd an dem Träger befestigt sind, so dass eine Vielzahl von Substraten auf dem Träger platziert und seitlich klemmend gehalten werden können. Dabei können die Haltestrukturen platzeffizient angeordnet sein, so dass möglichst viele Substrate pro Fläche des Trägers gehalten werden können. Eine hohe Packungsdichte kann beispielsweise dazu führen, dass der Carrier weniger verunreinigt wird.
  • Beispielsweise kann die Aussparungsstruktur zum federnden Lagern des Grundelements derart in dem Träger bereitgestellt sein oder werden, dass die Aussparungsstruktur im Wesentlichen von einem auf der Auflagefläche des Trägers aufliegenden Substrat abgedeckt wird.
  • Beispielsweise können alle Haltestrukturen, ausgenommen der Aussparung (z. B. Bohrung) in dem Grundelement für ein Spreizelement des Spreizgreifers, vom auf der Auflagefläche des Trägers aufliegenden Substrat verdeckt sein oder werden. Somit kann beispielsweise eine hohe Packungsdichte der Substrate auf dem Träger erreicht werden.
  • Wie hierin beschrieben ist, wird eine Substrathaltevorrichtung 100 in Form eines entsprechend ausgestalteten Trägers 102 bereitgestellt. In analoger Weise wird im Folgenden ein Substrathalter 200 beschrieben, welcher passend zu einer Ladevorrichtung 502 bereitgestellt sein kann oder werden kann (siehe 13A und 13B). Der Substrathalter 200 und die Ladevorrichtung 502 sind beispielsweise derart eingerichtet, dass ein halb- oder vollautomatisches Entladen von einem oder mehreren flächigen Substraten (z. B. Displays für elektronische Geräte) von einem flächigen Träger 102 bzw. von einer Auflagefläche 102 des Substrathalters 200 erfolgen kann, ohne eine mechanische Beschädigung des Substrate 120 zu verursachen.
  • Mögliche Ursachen für das Anhaften eines Substrats auf der Auflagefläche 102 des Substrathalters 200 aufgrund des direkten körperlichen Kontakts zwischen dem Substrat und dem Substrathalter 200 sind beispielsweise Adhäsionskräfte. Adhäsionskräfte bzw. „Van-der-Waals-Kräfte” beruhen beispielsweise auf einer schwachen elektrostatischen Anziehung zwischen elektrisch neutralen Atomen oder Molekülen, z. B. aufgrund dessen, dass Dipolmomente aufgrund von Fluktuationen der Ladungsverteilungen hervorgerufen werden und diese bewirken beispielsweise eine gegenseitige Anziehung. Es wurde festgestellt, dass Substrate, auch ohne eine Klebeschicht oder Ähnliches zu verwenden, an dem Substrathalter 200 anhaften, so dass damit beim Entladen dieser anhaftenden Substrate Probleme auftreten können.
  • Beispielsweise kann im Moment des Entladens mittels Düsen Druckluft oder inertes Gas derart bereitgestellt sein oder werden, dass ein Gaspolster zwischen dem jeweils zu entladenden Substrat und dem Substrathalter erzeugt wird. Ferner kann ein einseitiges Abbiegen oder Verdrehen des Substrate im Moment des Entladens genutzt werden, um das Substrat vom Substrathalter zu lösen. Dies kann jedoch dazu führen, dass zu große Kräfte in das Substrat eingetragen werden und dieses brechen kann oder anderweitig beschädigt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren bereitgestellt, welches keine mechanischen Dreh- oder Biegemomente und auch keine Überdruckgase benötigt.
  • Dabei wird, wie vorangehend beschrieben ist, eine mechanische Schwingung in dem Substrathalter 200 bzw. in dem Träger 102 der Substrathaltevorrichtung 100 erzeugt; und, während dessen wird das Substrat von dem Substrathalter abgehoben.
  • Die Amplitude oder die Schwingfrequenz und damit die Intensität können durch eine Steuerung oder Regelung eingestellt werden. Beispielsweise kann Ultraschall oder eine andere Schwingung genutzt werden, z. B. in einem Bereich von ungefähr 20 kHz bis ungefähr 400 KHz. Ferner kann auch die Resonanzfrequenz des Systems aus Substrat 120 und Träger 102 ermittelt werden (z. B. abhängig vom Masse Verhältnis des Trägers 102 und des Substrats 120) und dann zur Anregung der Schwingung in dem Substrathalter bzw. in dem Träger verwendet werden. Zum Erzeugen der Schwingung kann ein Vibrations-Generator (auch als Schwingungsgenerator bezeichnet) verwendet werden. Dieser kann beispielsweise auch an die Ladevorrichtung 502 gekuppelt sein, so dass die Schwingung lokal in den Substrathalter 200 eingebracht werden kann, wo diese zum Abheben des Substrats 120 benötigt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auch Körperschall, z. B. in einem Frequenz-Bereich von ungefähr 30 Hz bis ungefähr 300 Hz, oder von ungefähr 30 Hz bis ungefähr 1000 Hz, in der Nähe des Substrate (z. B. mittels eines Bass-Vibrationserzeugers) erzeugt werden, um das Abheben des Substrats zu ermöglichen oder zu erleichtern. Die Frequenzquelle kann beispielsweise der Träger 102 bzw. der Substrathalter 200 selbst sein oder auch die Ladevorrichtung 502 (z. B. ein Greifer) oder das Saugelement (z. B. ein beliebig geeignetes Greifer-Element).
  • Damit in der Nähe befindliche Substrate oder Baugruppen nicht oder nur unwesentlich beeinflusst werden, kann es hilfreich sein, Schwingungsentkopplungen in der Nähe des zu lösenden Substrats in den Träger 102 bzw. Substrathalter 200 zu integrieren. Eine mögliche Variante hierfür wären beispielsweise schmale Spalte, welche das schwingungsübertragende Volumen klein halten. Somit kann der Bereich, der mit Ultraschall oder Körperschall beaufschlagt wird, eingrenzt werden.
  • 12A und 12B veranschaulichen jeweils einen Substrathalter 200 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Substrathalter 200 kann prinzipiell analog zur vorangehend beschriebenen Substrathaltevorrichtung 100 ausgestaltet sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substrathalter 200 einen ersten Haltebereich 212a mit einer ersten Auflagefläche 102a sowie einen zweiten Haltebereich 212b mit einer zweiten Auflagefläche 102a aufweisen. Auf der jeweiligen Auflagefläche 102 im ersten Haltebereich 212a und im zweiten Haltebereich 112 des Substrathalters 200 kann jeweils ein Substrat 120 aufliegen, wobei des jeweilige Substrat 120 (z. B. mit dessen Rückseite 120b) direkt auf der entsprechenden Auflagefläche 102a aufliegen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen muss die jeweilige Auflagefläche 102a eine vordefinierte Ebenheit aufweisen, damit das jeweilige Substrat 120 sicher mittels des Substrathalters 200 transportiert werden kann bzw. damit des jeweilige Substrat 120 entsprechend mittels der Klemmstrukturen festgeklemmt werden kann, wie vorangehend beschrieben ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Auflageflächen 102a (oder wenn mehr als zwei Haltebereiche eingerichtet sind, alle Auflageflächen) der Oberfläche 102a des Trägers 102 entsprechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die gesamte Oberfläche 102a des Trägers 102 plangeschliffen sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dem jeweils zu haltenden Substraten 120 zugewandte plane Oberfläche 102a des Trägers 102 eine Ebenheit von weniger als 1 mm aufweisen, z. B. weniger als 100 μm, z. B. weniger als 10 μm, z. B. weniger als 1 μm. Dabei bezieht sich die Angabe der Ebenheit auf zwei parallele Ebenen mit dem entsprechenden Abstand von weniger als 1 mm voneinander, wobei die Oberfläche 102a (bzw. alle Auflageflächen 102a) vollständig zwischen den beiden parallelen Ebenen liegt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substrathalter 200 eine Entkopplungsstruktur 202 (z. B. einen Spalt, eine Aussparung, einen Hohlraum, etc. in dem Substrathalter 200 bzw. in dem Träger 102 des Substrathalters 200) aufweisen, welche derart eingerichtet ist und derart zwischen dem ersten Haltebereich 212a und dem zweiten Haltebereich 212b angeordnet ist, dass eine Übertragung einer mechanischen Schwingung von dem einen Haltebereich in den anderen Haltebereich gehemmt ist. Anschaulich kann somit zum Abheben des in dem ersten Haltebereich 212a auf der Auflagefläche 102a aufliegenden Substrate 120 nur in dem ersten Haltebereich 212a eine Schwingung erzeugt werden, und entsprechend kann zum Abheben des in dem zweiten Haltebereich 212b auf der Auflagefläche 102a aufliegenden Substrate 120 nur in dem zweiten Haltebereich 212b eine Schwingung erzeugt werden (siehe auch 16D).
  • Wie vorangehend beschrieben ist, und beispielsweise in 12B veranschaulicht ist, kann der Substrathalter ferner mindestens eine erste Klemmstruktur 204, welche in dem ersten Haltebereich 212a angeordnet ist, zum Festklemmen des ersten Substrate 120 an dem Substrathalter 200 bzw. an dem Träger 102 des Substrathalters 200 aufweisen sowie mindestens eine zweite Klemmstruktur 204, welche in dem zweiten Haltebereich 212b angeordnet ist, zum Festklemmen des zweiten Substrate 120 an dem Substrathalter 200 bzw. an dem Träger 102 des Substrathalters 200. Dabei weist jede der Klemmstrukturen 204 eine Kupplungsstruktur (z. B. eine Bohrung oder eine Aussparung) auf zum Ankuppeln einer Stellvorrichtung 504 (auch als Spreizgreifer bezeichnet) zum Bewegen der Klemmstrukturen 204.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Stellvorrichtung 504 in die Ladevorrichtung 502 integriert sein bzw. Teil der Ladevorrichtung 502 sein (siehe 13). Anschaulich kann die Ladevorrichtung als Saug/Spreiz-Greifer ausgestaltet sein oder werden.
  • Somit kann beispielsweise eine Prozessieranordnung 500 zum Prozessieren mehrerer Substrate 120, wie in 13A und 13B jeweils in einer perspektivischen Ansicht veranschaulicht ist, Folgendes aufweisen: einen Substrathalter 200, und mindestens eine Ladevorrichtung 502 zum Abheben des mindestens einen Substrats 120 von dem Substrathalter 200. Dabei kann der Substrathalter 200 mittels einer geeigneten Transportvorrichtung transportiert werden (nicht dargestellt).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 502 zum Abheben des Substrats 120 von dem Substrathalter 200 Folgendes aufweisen. ein Saugelement 506, welches beim Abheben des Substrats 120 kraftschlüssig mit dem Substrat 120 verbunden ist; einen Schwingungsgenerator 508 zum Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Substrathalter 120; und eine Stellvorrichtung 504 zum Bewegen der Klemmstruktur 204 des Substrathalters 200 von einer Klemm-Position, in welcher das Substrat an dem Substrathalter (z. B. seitlich) festgeklemmt ist, in eine Offen-Position, in welcher das Substrat freigegeben ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 502 an einer Positioniervorrichtung montiert sein bzw. eine Positioniervorrichtung aufweisen (nicht dargestellt) zum Positionieren der Ladevorrichtung 502 relativ zu dem Substrat und/oder relativ zu dem Substrathalter.
  • Beispielsweise können die Stellvorrichtung 504, das Saugelement 506 und der Schwingungsgenerator 508 an einem Roboterarm oder Ähnlichem montiert sein oder werden.
  • Alternativ können nur die Stellvorrichtung 504 und das Saugelement 506 an einem Roboterarm oder Ähnlichem montiert sein oder werden. In diesem Fall wird der Schwingungsgenerator 508 auf andere Weise mit dem Substrathalter 200 gekuppelt, z. B. an den Rand des Substrathalters 200 oder der Schwingungsgenerator 508 kann von unten her an die Unterseite (welche den Auflageflächen 102a gegenüberliegt und welche vom dem mindestens einen auf dem Substrathalter 200 aufliegenden Substrat weg gerichtet ist) des Substrathalters 200 gekuppelt werden. In diesem Fall befindet sich der Substrathalter 200 bzw. der Träger 102 des Substrathalters 200 beim Entladen zwischen dem Schwingungsgenerator 508 und der Ladevorrichtung mit der Stellvorrichtung 504 und dem Saugelement 506. Dazu kann ein weiterer Roboterarm verwendet werden, um den Schwingungsgenerator 508 mit dem Substrathalter 200 zu kuppeln.
  • 14 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Entladen einer Substrathaltevorrichtung 100 bzw. eines Substrathalters 200, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das Verfahren aufweist: in 610, Erzeugen einer mechanischen Schwingung in einem Haltebereich 212a, 212b des Substrathalters 200; und, während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich 212a, 212b erzeugt wird, Abheben des Substrats 120 von dem Substrathalter 200.
  • Ferner kann ein Verfahren zum Entladen einer Substrathaltevorrichtung 100 bzw. eines Substrathalters 200 Folgendes aufweisen: in 610, Erzeugen einer mechanischen Schwingung nur in einem ersten Haltebereich 212a des Substrathalters 200; und, während die mechanische Schwingung in dem ersten Haltebereich 212a erzeugt wird, Abheben des Substrate 120 von dem Substrathalter 200, wobei ein weiteres Substrat in einem zweiten Haltebereich 212b des Substrathalters 200 auf dem Substrathalter 200 verbleibt.
  • 15 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Prozessieren eines Substrats 120, wobei das Verfahren aufweist: in 710, Transportieren des Substrats 120 mittels eines Substrathalters 200, wobei der Substrathalter 200 einen Haltebereich 212a zum Halten des Substrats 120 aufweist, wobei das Substrat 120 in dem Haltebereich 212a des Substrathalters 200 in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter 200 aufliegt; in 720, Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Haltebereich 212a des Substrathalters 200; und, in 730, während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich 212a erzeugt wird, Abheben des Substrats 120 von dem Substrathalter 200.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung eine Vielzahl von Ladevorrichtungen 502 aufwiesen zum gleichzeitigen Abheben einer Vielzahl von Substraten 120 von dem Substrathalter 200. Die Ladevorrichtungen 502 der Vielzahl von Ladevorrichtungen können in einem Array angeordnet sein oder werden, welches passend zu einer Vielzahl von Haltebereichen des Substrathalters 200 ausgestaltet ist. Dabei kann die Entkopplungsstruktur 202 jeweils die Haltebereiche des Substrathalters 200 eingrenzen, aus denen die Substrate mittels der Vielzahl von Ladevorrichtungen 502 gleichzeitig abgehoben werden. Alternativ kann auch jeder Haltebereich der Vielzahl von Haltebereichen einzeln mittels einer Entkopplungsstruktur 202 eingegrenzt sein.
  • 16A bis 16D zeigen jeweils einen Substrathalter 200 und einer Ladevorrichtung 502 während des Abhebens eines Substrats 120 von dem Substrathalter 200, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • In 16A ist der Substrathalter 200 in dem Zustand dargestellt, in welchem die Substrate 120 prozessiert werden können, z. B. beschichtet, belichtet, gereinigt, geätzt, etc., d. h. beispielsweise während die Substrate 120 transportiert werden, z. B. durch eine Prozesskammer oder eine Prozessieranlage hindurch.
  • Zum Abheben zumindest eines Substrats 120 von dem Substrathalter 200 wird zunächst das Sauelement 506 auf das entsprechende Substrat 120 aufgesetzt, wie in 16B veranschaulicht ist. Das Substrat 120 kann mittels eines Unterdrucks an dem Sauelement 506 fixiert sein oder werden. Ferner wird die Stellvorrichtung 504 mit der Klemmstruktur 204 des Substrathalters 200 gekuppelt. Die Klemmstruktur 204 kann in einem Bereich beispielsweise eine oder mehrere Haltestrukturen 104 aufweisen, wie hierin beschrieben ist. Anschaulich können beispielsweise zylinderförmige Elemente (z. B. beispielsweise Spreizelemente) der Stellvorrichtung 504 in entsprechende Aussparungen der Haltestrukturen 104 eingebracht werden, so dass die Haltestrukturen 104 seitlich von dem Substrat 120 weg bewegt werden können (siehe auch 13B).
  • Ferner wird, vor dem Abheben und/oder während des Abhebens des Substrats 120, wie in 16C und 16D veranschaulicht ist, die Klemmstruktur 204 des Substrathalters 200 von einer Klemm-Position (siehe 16A und 16B), in welcher das Substrat 120 mittels der Klemmstruktur 204 an dem Substrathalter 200 festgeklemmt ist, in eine Offen-Position (siehe 16C und 16D), in welcher des Substrat 120 freigegeben ist, bewegt. Anschaulich werden die Haltestrukturen 104 seitlich von dem Substrat 120, welches abgehoben werden soll, weg bewegt. Dazu kann die Stellvorrichtung 504 beispielsweise einen Linearantrieb, einen Druckluftstellmechanismus, etc. aufweisen.
  • Ferner wird, wie in 16D veranschaulicht ist, eine mechanische Schwingung 800 in dem Haltebereich 212b erzeugt und das Substrat 120 mittels der Ladevorrichtung 502 von dem Substrathalter 200 abgehoben, während die mechanische Schwingung 800 in dem Haltebereich 212b erzeugt wird.
  • Danach kann die Stellvorrichtung 504 wieder von der Klemmstruktur 204 entkoppelt werden (nicht dargestellt).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auch die Stellvorrichtung 504 von unten an den Substrathalter 200 herangeführt werden zum Bewegen der Klemmstruktur 204. In diesem Fall kann beim Abheben des Substrats der Substrathalter 200 zwischen der Stellvorrichtung 504 und dem Saugelement 506 angeordnet sein.
  • Ferner können auch mehrere Substrate gleichzeitig mittels einer oder mehrerer Ladevorrichtungen abgehoben werden. Dazu kann die Ladevorrichtung beispielsweise mehrere Sauelemente und mehrere Stellvorrichtungen aufweisen, oder es können mehrere Ladevorrichtungen mit genau einem Sauelement und genau einer Stellvorrichtungen verwendet werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Prozessieren eines Substrate, das Verfahren aufweisend: • Transportieren des Substrats (120) mittels eines Substrathalters (100, 200), wobei der Substrathalter einen Haltebereich (212a, 212b) zum Halten des Substrate (120) aufweist, wobei des Substrat in dem Haltebereich des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; • Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Haltebereich (212a, 212b) des Substrathalters; und, • während die mechanische Schwingung in dem Haltebereich (212a, 212b) erzeugt wird, Abheben des Substrate von dem Substrathalter.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Erzeugen der mechanischen Schwingung in dem Haltebereich (212a, 212b) mittels eines Schwingungsgenerators (508) erfolgt, wobei der Schwingungsgenerator (508) beim Abheben des Substrate mit dem Substrathalter mechanisch gekoppelt ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei des Abheben des Substrate von dem Substrathalter mittels einer Ladevorrichtung (502) erfolgt, wobei die Ladevorrichtung (502) ein Saugelement (506) aufweist, welches beim Abheben des Substrate kraftschlüssig mit dem Substrat verbunden ist.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: vor dem Abheben und/oder während des Abhebens des Substrats, Bewegen einer Klemmstruktur (204) des Substrathalters von einer Klemm-Position, in welcher das Substrat an dem Substrathalter festgeklemmt ist, in eine Offen-Position, in welcher das Substrat freigegeben ist.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: • Transportieren eines weiteren Substrats (120) mittels des Substrathalters, wobei das weitere Substrat in einem weiteren Haltebereich (212b) des Substrathalters in direktem körperlichen Kontakt auf dem Substrathalter aufliegt; • wobei der Substrathalter zwischen dem Haltebereich und dem weiteren Haltebereich (212b) eine Schwingungs-Entkopplungsstruktur (202) aufweist zum mechanischen Entkoppeln der beiden Haltebereiche (212a, 212b) voneinander.
  6. Ladevorrichtung (502) zum Abheben eines Substrats (120) von einem Substrathalter (100, 200), die Ladevorrichtung (502) aufweisend: • ein Saugelement (506), welches beim Abheben des Substrats (120) kraftschlüssig mit dem Substrat (120) verbunden ist; • einen Schwingungsgenerator (508) zum Erzeugen einer mechanischen Schwingung in dem Substrathalter (100, 200); und • eine Stellvorrichtung (504) zum Bewegen einer Klemmstruktur (204) des Substrathalters (100, 200) von einer Klemm-Position, in welcher das Substrat (120) an dem Substrathalter festgeklemmt ist, in eine Offen-Position, in welcher das Substrat freigegeben ist.
  7. Ladevorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend: • mindestens eine Positioniervorrichtung zum Positionieren der Ladevorrichtung (502) relativ zu dem Substrat (120) und/oder relativ zu dem Substrathalter (100, 200).
  8. Substrathalter (200), aufweisend: • einen ersten Haltebereich (212a) mit einer ersten Auflagefläche (102a) zum Auflegen eines ersten Substrats (120) direkt auf die erste Auflagefläche (102a); • einen zweiten Haltebereich (212b) mit einer zweiten Auflagefläche (102a) zum Auflegen eines zweiten Substrats (120) direkt auf die zweite Auflagefläche (102a); • eine Entkopplungsstruktur (202), welche derart eingerichtet ist und derart zwischen dem ersten Haltebereich (212a) und dem zweiten Haltebereich (212b) angeordnet ist, dass eine Übertragung einer mechanischen Schwingung von dem einen Haltebereich in den anderen Haltebereich gehemmt ist.
  9. Substrathalter (200) gemäß Anspruch 8, ferner aufweisend: • mindestens eine erste Klemmstruktur (204), welche in dem ersten Haltebereich (212a) angeordnet ist, zum Festklemmen des ersten Substrats (120) an dem Substrathalter; und • mindestens eine zweite Klemmstruktur (204), welche in dem zweiten Haltebereich (212b) angeordnet ist, zum Festklemmen des zweiten Substrats (120) an dem Substrathalter; wobei jede der Klemmstrukturen (204) eine Kupplungsstruktur aufweist zum Ankuppeln einer Stellvorrichtung (504) zum Bewegen der Klemmstrukturen (204).
  10. Prozessieranordnung (500), aufweisend: • eine Transportvorrichtung zum Transportieren mindestens eines Substrate (120) mittels eines Substrathalters (200) gemäß Anspruch 8 oder 9; und • mindestens eine Ladevorrichtung (502) gemäß Anspruch 6 oder 7 zum Abheben des mindestens einen Substrats (120) von dem Substrathalter (200).
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DE102010006760A1 (de) * 2010-02-04 2011-08-04 AMB Apparate + Maschinenbau GmbH, 86462 Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel
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