DE102015114964A1

DE102015114964A1 - Substratträger, Substrathaltevorrichtung, Substrattransportvorrichtung und Prozessiervorrichtung

Info

Publication number: DE102015114964A1
Application number: DE102015114964.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Hentschel; Christoph Kaiser
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substratträger (100) zum Tragen eines flächigen Substrats (104, 600) Folgendes aufweisen: mindestens eine Auflagefläche (102o) zum Auflegen eines flächigen Substrats (104) auf die Auflagefläche (102o), wobei die Auflagefläche (102o) zumindest abschnittsweise gewölbt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Substratträger, eine Substrathaltevorrichtung, eine Substrattransportvorrichtung und eine Prozessiervorrichtung sowie ein Verfahren zum Transportieren eines Substrats in einer Prozessierkammer.
Im Allgemeinen 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 Substratträger verwendet, in welche Substrate nur lose in eine Aussparung des Substratträgers eingelegt oder nur lose auf den Substratträger aufgelegt 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 zusätzlich ein Deckelement aufweisen, welches auf dem Substrat aufliegt und dieses beschwert bzw. welches das Substrat an den Substratträger presst.
Verschiedene nachfolgend beschriebene Ausführungsformen beruhen beispielsweise darauf, ein Substrat mittels eines Substratträgers zu tragen, d.h. zu halten, zu transportieren, zu positionieren, etc., wobei das Substrat auf dem Substratträger mechanisch verspannt fixiert ist. Dies erfolgt dadurch, dass die Auflagefläche des Substratträgers, welche in direktem körperlichen Kontakt mit dem auf dieser Auflagefläche aufliegenden Substrat steht, zumindest abschnittsweise gewölbt ist. Anschaulich ist die Auflagefläche nicht wie herkömmlicherweise eben (d.h. planar) ausgestaltet, sondert weicht von einer ebenen Fläche derart ab, dass ein Biegemoment auf ein auf der Auflagefläche aufliegendes Substrat übertragen werden kann, indem das Substrat auf die Auflagefläche gepresst wird. Anschaulich ist das Substrat, wenn es auf der Auflagefläche aufliegt bzw. an der Auflagefläche anliegt, somit mechanisch verspannt (z.B. gebogen). Dadurch kann das Substrat beispielsweise sicher transportiert werden, da dieses stabil auf dem Substratträger fixiert ist. Ferner kann dadurch ein Beschichten der Auflagefläche des Substratträgers verhindert werden, wenn das Substrat mittels des Substratträgers durch einen Beschichtungsbereich einer Prozessierkammer transportiert wird.
Anschaulich kann ein zu beschichtendes Substrat während des Beschichtens mehrdimensional verformt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substratträger zum Tragen eines Substrats in einer Vakuumumgebung mindestens eine Auflagefläche aufweisen zum Auflegen eines flächigen Substrats auf die Auflagefläche des Substratträgers, wobei die Auflagefläche zumindest abschnittsweise gewölbt ist.
Der Substratträger kann derart ausgestaltet sein, dass dieser in einer Vakuumumgebung (z.B. bei einem Druck von weniger als 100 mbar) verwendet werden kann, z.B. kann dieser ein entsprechend geeignetes Material aufweisen oder daraus bestehen (z.B. Stahl, Edelstahl, Tantal, Wolfram, oder andere Materialien mit entsprechend niedrigem Dampfdruck, z.B. Kohlenstoff-basierte-Verbundwerkstoffe wie CFC (Kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff) oder CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substratträger ferner eine Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die Auflagefläche die Durchgangsöffnung zumindest teilweise umgibt, so dass das flächige Substrat nur mit einem (z.B. minimal ausgestalteten) Randbereich auf der Auflagefläche aufliegt und ein Mittenbereich des Substrats frei liegt.
Der Substratträger kann beispielsweise als Halterahmen ausgestaltet sein, so dass dieser in eine Trägerplatte (einem so genannten Carrier) mit einer entsprechenden Aussparung zum Aufnehmen des Halterahmens eingelegt werden kann. Somit können mittels der Trägerplatte mehrere Substrate getragen werden, wobei jedes der Substrate auf jeweils einem Halterahmen aufliegt, und jeder der Halterahmen in einer entsprechenden Aussparung der Trägerplatte eingelegt ist oder wird. Das Verwenden von Halterahmen, welche in die Trägerplatte eingelegt werden, führt beispielsweise dazu, dass die Halterahmen von der Trägerplatte mechanisch entkoppelt sein können oder werden können, so dass sich beispielsweise eine Verformung der Trägerplatte nicht negativ auf die Halterahmen auswirken kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrathaltevorrichtung Folgendes aufweisen: mindestens einen Substratträger, wie hierin beschrieben ist, und mindesten eine Niederhaltestruktur zum Pressen eines flächigen Substrats auf die gewölbte Auflagefläche des Substratträgers. Dabei wird das flächige Substrat derart auf die Auflagefläche gepresst, dass sich das Substrat an die Form der Auflagefläche anpasst, d.h. dass das Substrat (mehrdimensional, z.B. dreidimensional) gebogen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das mittels des Substratträgers getragene Substrat ein flächiges Substrat sein, welches jeweils auf der Oberseite und der Unterseite einen Randbereich und ein Mittenbereich aufweist, wobei der Mittenbereich von dem jeweiligen Randbereich umgeben ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat derart mittels der Substrathaltevorrichtung gehalten werden, dass der Mittenbereich auf der Oberseite des Substrats frei liegt, d.h. beispielsweise nicht von der Niederhaltestruktur verdeckt oder abgedeckt wird. Dabei kann die gesamte Unterseite des Substrats von dem Substratträger verdeckt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat derart mittels der Substrathaltevorrichtung gehalten werden, dass jeweils der Mittenbereich auf der Oberseite des Substrats und auf der Unterseite des Substrats frei liegt, d.h. beispielsweise nicht von dem Substratträger und der Niederhaltestruktur verdeckt oder abgedeckt wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat derart mittels der Substrathaltevorrichtung gehalten werden, dass jeweils der Mittenbereich auf der Oberseite des Substrats und auf der Unterseite des Substrats frei liegt, und dass der Randbereich auf der Oberseite des Substrats teilweise frei liegt. In diesen Fällen kann der Randbereich des Substrats auf der Unterseite des Substrats vollständig verdeckt oder abgedeckt sein, z.B. von dem Halterahmen auf dem das Substrat mit dem Randbereich auf der Unterseite des Substrats aufliegt.
Die Niederhaltestruktur kann beispielsweise ein Niederhalteelement oder mehrere Niederhalteelemente aufweisen, wobei diese auf einem Oberseiten-Randbereich des Substrats aufliegen können. Dabei kann die Niederhaltestruktur auf dem gesamten Randbereich des Substrats umlaufend aufliegen und diesen somit vollständig abdecken. Alternativ kann die Niederhaltestruktur nur auf einem Teil des umlaufenden Randbereichs des Substrats aufliegen (z.B. nur im Bereich der Ecken eines eckigen Substrats) und diesen somit nur abschnittsweise abdecken.
Beispielsweise kann das Substrat (z.B. ein Wafer) beidseitig mit ITO (Indium-Zinn-Oxid) beschichtet werden, wobei eine umlaufende Unterbrechung der abgeschiedenen ITO-Schicht zwischen Substrat-Oberseite und Substrat-Unterseite erzeugt wird, indem das Substrat nur mit einem Randbereich auf der Substrat-Unterseite auf dem Substratträger aufliegt.
Wenn der Substratträger als Halterahmen ausgestaltet ist, kann das Substrat mit dem gesamten Randbereich des Substrats umlaufend auf dem Halterahmen aufliegen, so dass der umlaufende Randbereich vollständig von dem Halterahmen abgedeckt ist. Somit kann beispielsweise ein Substrat, welches mittels des Halterahmens gehalten wird, beidseitig beschichtet werden, wobei dann der Randbereich des Substrats nicht beschichtet wird und somit die Beschichtung der Unterseite von der Beschichtung der Oberseite separiert ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Niederhaltestruktur derart eingerichtet (z.B. geformt) und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche angeordnet sein oder werden, dass ein Biegemoment auf das Substrat einwirkt, wenn das Substrat mittels der Niederhaltestruktur auf die gewölbte Auflagefläche gepresst wird. Mit anderen Worten kann die Niederhaltestruktur derart eingerichtet (z.B. geformt) und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche angeordnet sein oder werden, dass das Substrat, wenn es mittels der Niederhaltestruktur auf die gewölbte Auflagefläche gepresst wird, verbogen wird. Dabei wird das Substrat elastisch verformt, so dass es, wenn es von dem Substratträger entfernt wird, wieder seine ursprüngliche Form annimmt, z.B. eine planare (d.h. ebene) Form. Solange das Substrat auf die gewölbte Auflagefläche gepresst wird, wird eine Biegespannung in dem Substrat erzeugt.
Die Niederhaltestruktur (oder wenn beispielsweise mehrere Niederhalteelemente verwendet werden, jedes dieser Niederhalteelemente) kann beispielsweise die gleiche Wölbung aufweisen, wie die Auflagefläche, wobei bei der Ausgestaltung der Niederhaltestruktur, die Dicke der zu prozessierenden Substrate berücksichtigt sein kann, so dass beispielsweise die Niederhaltestruktur auf dem Substratträger aufliegend das Substrat auf die gewölbte Auflagefläche presst. Bei aufgelegter Niederhaltestruktur kann zwischen dieser und der Auflagefläche ein Aufnahmebereich gebildet sein oder werden, in welchen das Substrat abschnittsweise hinein ragt, z.B. in welchen der Randbereich des Substrats hineinragt.
Aufgrund der in dem Substrat erzeugten Biegespannung kann dieses stabil an der Auflagefläche anliegen, so dass ein Beschichten der Auflagefläche und des Substrat im Bereich, in dem diese aneinander anliegen, verhindert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathaltevorrichtung ferner ein flächiges Substrat aufweisen (d.h. die Substrathaltevorrichtung kann mit einem Substrat bestückt sein), wobei das flächige Substrat eine Dicke von weniger als 1 mm aufweisen kann. Dabei kann die mindesten eine Niederhaltestruktur derart eingerichtet und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche angeordnet sein oder werden, dass sich das flächige Substrat verformt, wenn es mittels der Niederhaltestruktur auf die gewölbte Auflagefläche gepresst wird. Anschaulich muss das Substrat eine gewisse Flexibilität aufweisen, so dass es auf die gewölbte Auflagefläche gepresst werden kann, ohne beschädigt zu werden. Die Flexibilität des Substrats (bezogen auf den Hookeschen Bereich) kann sowohl von der Form als auch von dem Material des Substrats abhängig sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat ein flächiges Substrat sein, d.h. plattenförmig ausgestaltet sein, wobei die Dicke des Substrats wesentlich geringer (z.B. weniger als 10%, 5%, 1% oder weniger als 0,1%) ist als dessen seitliche Ausdehnung (z.B. Länge und/oder Breite). Aufgrund der geringen Dicke des Substrats im Vergleich zur (z.B. zu beschichtenden) Fläche des Substrats kann das Substrat ausreichend flexibel sein, um, ohne das Substrat zu beschädigen, an die gewölbte Auflagefläche angelegt zu werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat ein Halbleiterwafer sein, z.B. je nach Form, mit einer Breite oder einem Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 70 cm, oder in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm.
Ferner kann das Substrat entsprechend wie beschrieben plattenförmig sein und mindestens eines der folgenden Materialien aufweisen: ein Oxid (z.B. Glas), ein Carbid (z.B. ein Siliziumcarbid), ein Metall (z.B. Edelstahl, Aluminium, Kupfer, etc.), ein Halbmetall (z.B. Silizium, Germanium, etc.), Kohlenstoff, oder ein anderes Substratmaterial. Beispielsweise kann das Substrat ein mit Silizium beschichteter Träger sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindesten eine Niederhaltestruktur derart eingerichtet und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche und dem Substrat angeordnet sein oder werden, dass diese nur auf einem Randbereich des flächigen Substrats aufliegt und ein Mittenbereich des Substrats frei liegt. Beispielsweise kann die Niederhaltestruktur als Rahmen ausgestaltet sein. Alternativ kann die Niederhaltestruktur mehrere einzelne Niederhalteelemente aufweisen, die nur auf dem Substrat aufliegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die gewölbte Auflagefläche des Substratträgers einen Krümmungsradius in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m aufweisen. Dabei kann die gewölbte Auflagefläche die Form eines Abschnitts einer Zylindermantelfläche aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrattransportvorrichtung Folgendes aufweisen: mindestens eine Substrathaltevorrichtung, wie hierin beschrieben ist, und ein Transportsystem zum Transportieren der mindestens einen Substrathaltevorrichtung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrattransportvorrichtung Folgendes aufweisen: mindestens einen Substratträger, wie hierin beschrieben ist (z.B. einen Halterahmen oder eine Halteplatte); eine Trägerplatte mit mindestens einer Aussparung, wobei der mindestens eine Substratträger in die mindestens eine Aussparung eingelegt ist; mindestens eine Niederhaltestruktur zum Pressen eines flächigen Substrats auf die gewölbte Auflagefläche des mindestens einen Substratträgers, und ein Transportsystem zum Transportieren der Trägerplatte.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrattransportvorrichtung Folgendes aufweisen: mehrere Substratträger (z.B. Halterahmen oder Halteplatten); eine Trägerplatte mit mehreren nebeneinander angeordneten Aussparungen zum Aufnehmen der mehreren Substratträger, wobei jeweils ein Substratträger der mehrere Substratträger in je eine Aussparung der mehreren nebeneinander angeordneten Aussparungen eingelegt ist; mehrere Niederhaltestrukturen zum Pressen je eines flächigen Substrats auf die jeweilige gewölbte Auflagefläche der mehreren Substratträger, und ein Transportsystem zum Transportieren der Trägerplatte. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils ein Niederhalteelement mehrere Substrate (z.B. zwei oder vier) gleichzeitig auf die jeweilige gewölbte Auflagefläche der mehreren Substratträger pressen. Dabei kann jedem Substratträger genau ein Substrat zugeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessiervorrichtung Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer zum Prozessieren mindestens eines Substrats in einem Prozessierbereich der Prozessierkammer; und eine Substrattransportvorrichtung, wie hierin beschrieben ist, zum Transportieren und/oder Positionieren der mindestens einen Substrathaltevorrichtung in dem Prozessierbereich. Dabei kann die Prozessiervorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Prozessieren des mindestens einen Substrats eingerichtet sein oder werden. Für ein beidseitiges Prozessieren kann das Transportsystem der Substrattransportvorrichtung zwei voneinander beabstandete Transportvorrichtungen derart aufweisen, dass die mindestens eine Substrathaltevorrichtung nur in zwei einander gegenüberliegenden Randabschnitten aufliegend mittels der zwei Transportvorrichtungen transportiert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessiervorrichtung Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer zum beidseitigen Prozessieren mindestens eines Substrats (z.B. eines Substrats oder mehrerer Substrate) in einem Prozessierbereich der Prozessierkammer; und eine Substrattransportvorrichtung (wie hierin beschrieben ist) zum Transportieren und/oder Positionieren des mindestens einen Substrats in dem Prozessierbereich; wobei das Transportsystem der Substrattransportvorrichtung zwei voneinander beabstandete Transportvorrichtungen derart aufweist, dass die Trägerplatte nur in zwei einander gegenüberliegenden Randabschnitten der Trägerplatte aufliegend mittels der zwei Transportvorrichtungen transportiert wird. Dabei können die beiden Transportvorrichtungen eine Transportebene definieren, entlang derer die Trägerplatte mit dem mindestens einen Substrat transportiert wird. Ferner kann oberhalb und unterhalb der Transportebene jeweils mindestens eine Prozessierquelle, z.B. ein Heizer, eine Blitzlampe, ein Magnetron, ein Elektronenstrahlverdampfer, etc., angeordnet sein oder werden zum gleichzeitigen beidseitigen Prozessieren des mindestens einen Substrats. Mittels der Trägerplatte können auch in analoger Weise mehrere Substrate nebeneinander transportiert und prozessiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Transportieren eines Substrats in einer Prozessieranlage Folgendes aufweisen: Auflegen eines Substrat auf eine gewölbte Auflagefläche eines Substratträgers; Pressen des Substrats mittels einer Niederhaltestruktur auf die gewölbte Auflagefläche des Substratträgers derart, dass eine Biegespannung in das Substrat eingetragen wird; und anschließend, Transportieren und/oder Positionieren des Substratträgers in einem Prozessierbereich der Prozessieranlage.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substratträger auch mehrere Auflagebereiche aufweisen, wobei in jedem der Auflagebereiche eine zumindest abschnittsweise gewölbte Auflagefläche bereitgestellt ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Transportieren eines Substrats in einer Prozessieranlage Folgendes aufweisen: Auflegen mehrerer Substrat auf mehrere gewölbte Auflageflächen eines Substratträgers, wobei auf jeder gewölbten Auflagefläche genau ein Substrat aufliegt; Pressen der mehreren Substrate mittels einer Niederhaltestruktur auf die jeweilige gewölbte Auflagefläche derart, dass eine Biegespannung in das jeweilige Substrat eingetragen wird; und anschließend, Transportieren und/oder Positionieren des Substratträgers in einem Prozessierbereich der Prozessieranlage.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Transportieren eines Substrats in einer Prozessieranlage Folgendes aufweisen: Auflegen mehrerer Substrat auf mehrere Halterahmen (oder in analoger Weise auf mehrere Halteplatten), wobei die mehreren Halterahmen mittels einer gemeinsamen Trägerplatte getragen werden und wobei jeder der Halterahmen eine zumindest abschnittsweise gewölbte Auflagefläche aufweist, wobei auf jeder der Auflageflächen genau ein Substrat aufliegt; Pressen der mehreren Substrate mittels einer Niederhaltestruktur auf die jeweilige gewölbte Auflagefläche derart, dass eine Biegespannung in das jeweilige Substrat eingetragen wird; und anschließend, Transportieren und/oder Positionieren der Trägerplatte in einem Prozessierbereich der Prozessieranlage.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum beidseitigen Prozessieren eines Substrats (oder in analoger Weise mehrerer Substrate) in einer Prozessieranlage Folgendes aufweisen: Einlegen eines Halterahmens zum Halten des Substrats in eine Aussparung in einer Trägerplatte, wobei der Halterahmen eine gewölbte Auflagefläche zum Auflegen des Substrats aufweist und wobei der Halterahmen eine Durchgangsöffnung derart aufweist, dass das flächige Substrat nur mit einem Randbereich auf der Auflagefläche aufliegt und ein Mittenbereich des Substrats zu einer ersten Seite hin frei liegt; Auflegen des Substrats auf die gewölbte Auflagefläche des Halterahmens; Auflegen mindestens eines Niederhalteelements auf den Halterahmen und/oder auf die Trägerplatte derart, dass eine Biegespannung in das Substrat eingetragen wird, wobei das mindestens eine Niederhalteelement nur auf einem Randbereich des Substrats aufliegt und ein Mittenbereich des Substrats zu einer zweiten Seite hin frei liegt; und anschließend, Transportieren und/oder Positionieren des Substratträgers in einem Prozessierbereich der Prozessieranlage; und gleichzeitiges beidseitiges Prozessieren des Substrats in dem Prozessierbereich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1A und 1B jeweils einen Substratträger in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 einen Substratträger in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 eine Trägerplatte in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4 eine Prozessiervorrichtung bzw. eine Substrattransportvorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5A eine Substrathaltevorrichtung in einer schematischen perspektivischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5B eine Substrathaltevorrichtung in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5C eine Substrathaltevorrichtung in einer schematischen Schnittansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5D eine Substrathaltevorrichtung in einer schematischen Seitenansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
6A und 6B jeweils eine Substrat in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
7 ein Niederhalteelement in einer schematischen perspektivischen Ansicht, 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 werden ein Substratträger und eine Substrathaltevorrichtung und entsprechend dazu ausgestaltet eine Transportvorrichtung und eine Prozessiervorrichtung bereitgestellt, wobei diese für einen PVD (physikalische Gasphasenabscheidung) und/oder CVD (chemischen Gasphasenabscheidung) Beschichtungsprozess verwendet werden können. Ferner können diese auch für andere Prozesse verwendet werden, z.B. zum Bestrahlen, Tempern, Ätzen, Analysieren, etc., der mittels des Substratträgers bzw. der Substrathaltevorrichtung transportierten Substrate.
Somit können in der Ausgestaltung des Substratträgers bzw. der Substrathaltevorrichtung die Lage, die Form und die Ausrichtung der Substrate (z.B. Wafer) berücksichtigt sein oder werden. Beispielsweise kann der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung in so genannten Horizontalanlagen verwendet werden, wie hierin allgemein dargestellt ist. Dabei ist die Transportebene, entlang derer der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung transportiert wird, horizontal ausgerichtet. In analoger Weise kann der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung in einer Vertikalanlage verwendet werden, wobei dann das verwendete Transportsystem entsprechend derart angepasst ist, dass die Transportebene, entlang derer der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung transportiert wird, vertikal ausgerichtet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung derart ausgestaltet sein, dass die Beschichtung des Substrats auf dessen Verwendungszweck hin optimiert ist, z.B. auf die Verwendung in einem Solarpanel. Dazu kann beispielsweise der Substratträger bzw. die Substrathaltevorrichtung entsprechend dazu verwendet werden, Bereiche des Substrats abzudecken, welche nicht beschichtet werden sollen, wobei andere Bereiche des Substrats, welche beschichtet werden sollen, frei liegend verbleiben. Beispielsweise kann beim Transportieren des Substrats nur dessen Rand (z.B. Randabschnitt oder Randbereich) teilweise oder vollständig verdeckt oder abgedeckt sein, d.h. es können die Bereiche des Substrats abgedeckt sein oder werden, welche nicht beschichtet werden sollen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise das Halten und der Transport des jeweiligen Substrats derart erfolgen, dass die frontseitige Beschichtungsfläche des Substrats maximiert ist (z.B. kann mehr als 95%, 98% oder 99% der Frontseite des Substrats zum Beschichten freiliegen).
Dazu kann das Substrat derart an einem Substratträger fixiert sein oder werden, dass dieses eine konvexe oberseitige und eine konkave unterseitige Wölbung aufweist.
Am Rand der Unterseite des Substrats kann aufgrund der konkaven unterseitigen Wölbung und der Auflage auf der konvex gewölbten Auflagefläche eine gleichförmige Unterbrechung der Beschichtung erreicht werden. Die auf dem Substrat aufzubringende Beschichtung kann beispielsweise elektrisch leitfähig sein. Aufgrund der Unterbrechung der Beschichtung, wobei die Unterbrechung beispielsweise am Rand der Unterseite des Substrats vollständig umlaufenden ausgebildet ist, kann ein erster Bereich der Beschichtung auf der Oberseite des Substrats von einem zweiten Bereich der Beschichtung auf der Unterseite des Substrats elektrisch separiert sein.
In analoger Weise kann die Substrathaltevorrichtung (z.B. die Wölbung der Auflagefläche und die Ausgestaltung der Niederhaltestruktur) derart eingerichtet sein, dass das Substrat eine konkave oberseitige Wölbung und eine konvexe unterseitige Wölbung aufweist. Anschaulich ist in diesem Fall die Auflagefläche konkav gewölbt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf eine vollständig umlaufende Obermaske, wie sie beispielsweise herkömmlicherweise verwendet wird, verzichtet werden. Um beispielsweise einen im Wesentlichen viereckigen Wafer auf dem Substratträger zu fixieren, können beispielsweise nur an den vier Ecken des Wafers entsprechend ausgestaltete Niederhalteelemente verwendet werden. Dabei kann ein Niederhalteelement beispielsweise auch gleichzeitig weitere (z.B. drei weitere) benachbarte Wafer halten, wenn mehrere Wafer nebeneinander auf einer gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind.
Die Auflage der Substrate (z.B. Wafer) auf dem Substratträger erfolgt beispielsweise nur im unteren umlaufenden Randbereich. Dieser bildet dann beispielsweise, sofern erforderlich, die elektrische Unterbrechung der (z.B. elektrisch leitfähigen) Vorderseitenbeschichtung von der Rückseitenbeschichtung des Substrats. Beispielsweise kann das Substrat (z.B. der Wafer) mit einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (z.B. ITO, Indium-Zinn-Oxid) beidseitig beschichtet werden, wobei allerdings die Vorderseitenbeschichtung und Rückseitenbeschichtung des Substrats nicht elektrisch miteinander verbunden sein sollen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Auflagefläche leicht konvex (z.B. mit einem Krümmungsradius in einem Bereich von ungefähr 1000 mm bis ungefähr 5000 mm) ausgeführt. Diese konvexe Ausführung hat beispielsweise den Vorteil, dass das Substrat vorgespannt wird. Durch diese Vorspannung wird eine annähernd komplette Beschichtung auf der Oberseite möglich und gleichzeitig eine umlaufende Auflage im Randbereich an der Unterseite. Herkömmlicherweise werden zum Transport der Substrate ein Oberrahmen und ein Unterrahmen verwendet, wobei dann sowohl der obere Randbereich als auch der untere Randbereich vollständig abgedeckt wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der schmale nicht unterbrochene Randbereich auf der Unterseite des Substrats nicht mit beschichtet, da das Substrat mit diesem Randbereich vollständig umlaufend auf dem Substratträger (z.B. auf der Auflagefläche) aufliegt. Herkömmlicherweise können Substrate auch nur auf eine Auflagefläche aufgelegt werden, wobei jedoch eine Beschichtung der Unterseite des Substrats nicht vollständig verhindert werden kann, da das Substrat nur mit dem Eigengewicht aufliegt. Aufgrund der Vorspannung des Substrats, wie hierin beschrieben ist, kann der Spalt zwischen dem Substrat und dem Substratträger vollständig geschlossen werden und auch während des Transport (welcher beispielsweise Vibrationen verursacht) des Substratträgers vollständig verschlossen bleiben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann nur ein kleiner Flächenbereich des Substrats, d.h. ein schmaler Randbereich, z.B. mit einer Randbreite in einem Bereich von ungefähr 0,2 mm bis ungefähr 0,5 mm, zum Halten des Substrat mittels der Substrathaltevorrichtung verwendet werden (siehe 6B).
Ein im Wesentlichen eckiges Substrat (z.B. auch mit abgerundeten oder abgeschrägten Ecken) kann beispielsweise nur an den Ecken mittels Niederhalteelementen nach unten gepresst werden, z.B. aufgrund des Eigengewichts der Niederhalteelemente, welche jeweils auf den Ecken des Substrats aufliegen. Optional kann eine Spannvorrichtung verwendet werden, falls das Eigengewicht der Niederhalteelemente nicht ausreicht, um das Substrat an die gewölbt Auflagefläche zu pressen.
Wenn der Substratträger als Halterahmen ausgestaltet ist, kann dieser mindestens einen Zentrierabschnitt aufweisen, welcher passend zu einem Zentrierabschnitt in der zugehörigen Aussparung in der Trägerplatte (auch als Carrier bezeichnet) ausgestaltet ist, so dass der jeweilige Halterahmen zentriert in der zugehörigen Aussparung in der Trägerplatte eingelegt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Niederhalteelemente miteinander verbunden sein. Alternativ können mehrere einzelne Niederhalteelemente verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen könnte auch die gesamte Trägerplatte gewölbt sein, wobei dann jeweils ein Bereich der Trägerplatte einen Haltebereich mit gewölbter Auflagefläche bildet.
In einer Ausgestaltung könnte der Halterahmen unterbrochen sein, z.B. derart, dass das Substrat nur mit dessen Kanten oder Ecken auf dem Halterahmen aufliegt. Ferner könnte der Wafer auch vorgespannt in die Trägerplatte eingelegt werden, z.B. mittels eines Greifers, und beim Entspannen in eine Aussparung der Trägerplatte hineinrutschen und damit verspannt bleiben. Alternativ könnte der Wafer auch in eine Tasche eingedreht werden, z.B. mittels eines Greifers, und damit verspannt bleiben.
Im Allgemeinen kann das Substrat aufgrund dessen verspannter Fixierung an dem Substratträger jeweils direkt in flächigem Kontakt mit der Auflagefläche sein, so dass sich beispielsweise kein Beschichtungsmaterial auf der Auflagefläche ablagert, wenn das Substrat beschichtet wird. Anschaulich schützt das Substrat den Substratträger vor einem Ablagern von Beschichtungsmaterial. Dabei kann sich das Substrat beim Transport des Substratträgers aufgrund dessen, dass es vorgespannt ist, nicht von der Auflagefläche entfernen und somit kann sich kein Beschichtungsmaterial auf der Auflagefläche unterhalb des Substrats ablagern.
In 1A ist ein Substratträger 100 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. Der Substratträger 100 kann beispielsweise plattenförmig sein, d.h. senkrecht zu der Richtung 105 längserstreckt sein. Dabei kann der Substratträger 100 eine gewölbte Oberfläche 102o aufweisen, auf die ein Substrat 104 aufgelegt werden kann, wenn das Substrat 104 mittels des Substratträgers 100 getragen (z.B. transportiert) werden soll. Anschaulich dient die gewölbte Oberfläche 102o des Substratträgers 100 als Auflagefläche für das Substrat 104. Dabei kann das Substrat 104 ebenfalls plattenförmig sein (auch als flächiges Substrat bezeichnet), d.h. dass zumindest die Unterseite 104u des Substrats 104, mit der das Substrat 104 auf die Auflagefläche 102o gelegt wird, eben sein kann.
Aufgrund des Unterschieds der Form (d.h. der Wölbung) der Auflagefläche 102o zu der Form der Unterseite 104u des Substrat 104 in unverspanntem Zustand (siehe 1A), wird das Substrat verspannt, wenn es auf die Auflagefläche 102o gepresst wird (siehe 1B). Anschaulich passt sich das Substrat 104 an die Wölbung der Auflagefläche 102o an, so dass die Unterseite 104u des Substrats 104 in gleicher Weise wie die Auflagefläche 102o gewölbt ist, wenn das Substrat 104 auf die Auflagefläche 102o gepresst wird. Zum Pressen des Substrats 104 an die gewölbte Auflagefläche 102o kann eine Niederhaltestruktur 106 verwendet werden. Diese kann entsprechend ausgestaltet sein, eine Kraft derart auf das Substrat 104 auszuüben, dass sich das Substrat 104 beispielsweise vollständig an die gewölbte Auflagefläche 102o anlegt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat ein Wafer sein, z.B. ein Halbleiterwafer. Dabei kann das Substrat eine Dicke (in Richtung 105) in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 1 mm aufweisen. Die Ausdehnung des plattenförmigen Substrats senkrecht zur Richtung 105 (z.B. in Richtung 101 und/oder in Richtung 103) kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 100 cm liegen. Es können aber auch weniger breite Substrate und breitere Substrate mittels des Substratträgers 100 transportiert werden. Anschaulich kann der Substratträger 100 an das zu transportierende Substrat angepasst sein. Dabei kann die Form der Auflagefläche 102o des Substratträgers 100 an die Form der Unterseite 104u des Substrats 104 angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann für ein im Wesentlichen n-eckiges Substrat 104 eine im Wesentlichen gleich große n-eckige Auflagefläche 102o bereitgestellt sein oder werden zum passenden Auflegen des Substrats 104 auf die Auflagefläche 102o. Beispielsweise kann für ein im Wesentlichen kreisrundes oder ovales Substrat 104 eine im Wesentlichen gleich große kreisrunde bzw. ovale Auflagefläche 102o bereitgestellt sein oder werden zum passenden Auflegen des Substrats 104 auf die Auflagefläche 102o.
Der Substratträger 100 kann beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sein oder werden. Es versteht sich, dass der Substratträger 100 bezüglich des Aufbaus und des verwendeten Materials an das jeweilige Einsatzgebiet angepasst sein kann oder werden kann, z.B. an die Einsatztemperaturen, an chemische Reaktionsbedingungen, etc., so dass der Substratträger 100 entsprechend langlebig ist. Beispielsweise kann Substratträger 100 einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen.
Die gewölbte Auflagefläche 102o des Substratträgers 100 kann einen Krümmungsradius in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m aufweisen. Dabei kann die gewölbte Auflagefläche 102o die Form eines Abschnitts einer Zylindermantelfläche aufweisen (wobei die Zylinderachse senkrecht zu den beiden Richtungen 101, 105 bzw. parallel zur Richtung 103 verläuft). Die Auflagefläche 102o des Substratträgers 100 kann aber auch elliptisch ausgestaltet sein oder eine andere geeignete Krümmungsform (z.B. oval) aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substratträger 100 eine Aussparung (z.B. eine Durchgangsöffnung) aufweisen, welche sich von der Auflagefläche 102o aus in den Substratträger hinein bzw. durch den Substratträger 100 hindurch erstreckt (siehe z.B. 2). Dabei ist die Aussparung derart bereitgestellt, dass die Auflagefläche 102o bzw. der Auflagebereich zum Auflegen des Substrats 104 die Aussparung zumindest teilweise umgibt, so dass das Substrat 104 nur mit einem Randbereich auf der Auflagefläche 102o aufliegen kann und ein Mittenbereich des Substrats 104 frei liegt.
In 2 ist ein Substratträger 100 in der Ausgestaltung eines Halterahmens dargestellt, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Halterahmen 200 kann beispielsweise analog zu dem vorangehend beschriebenen Substratträger 100 ausgestaltet sein, wobei ausgehend von der Auflagefläche 102o zumindest eine Durchgangsöffnung 102a in dem Substratträger 100 bereitgestellt ist. Anschaulich wird der Halterahmen 200 auch als Maske (z.B. als Untermaske) bezeichnet, da die Durchgangsöffnung 102a einen Bereich auf einem auf dem Halterahmen 200 aufliegenden Substrat definiert (z.B. einen Mittenbereich), welcher beschichtet wird. Der Randbereich des Substrats, mit dem das Substrat auf dem Halterahmen 200 aufliegt, wird dagegen nicht beschichtet. Dementsprechend kann der Halterahmen 200 zwei Funktionen übernehmen, zum einen kann das Substrat darauf aufliegend getragen (bzw. gehalten) werden und zum anderen kann der Halterahmen 200 mindestens einen zu beschichtenden Bereich des Substrats (z.B. einen Mittenbereich auf der Unterseite des Substrats) nicht abdecken und mindestens einen nicht zu beschichtenden Bereich des Substrats (z.B. einen Randbereich auf der Unterseite des Substrats) abdecken. Anschaulich kann der Halterahmen 200 als Prozessier-Maske verwendet werden. Die Aussparung 102a kann beispielsweise eine kreisrunde, ovale oder eckige Form aufweisen, und somit entsprechend auf der Unterseite des Substrats einen entsprechend geformten Bereich definieren, welcher beschichtet (oder allgemein prozessiert) werden kann.
Im Vergleich der 1A und 1B mit 2 können die 1A und 1B jeweils den Querschnitt AA des Halterahmens 200 bei nicht aufgelegtem und aufgelegtem Substrat veranschaulichen.
Alternativ zu einem Halterahmen 200 kann eine Halteplatte verwendet werden, welche keine Aussparung 102a aufweist bzw. welche kein Durchgangsloch aufweist. In diesem Fall kann das Beschichten der Unterseite des auf der Halteplatte aufliegenden Substrats vollständig verhindert werden.
Das Substrat kann mittels mindesten einer Niederhaltestruktur (z.B. mittels mehrerer Niederhalteelemente) auf die gewölbte Auflagefläche 102o des Substratträgers 100 bzw. des Halterahmens 200 oder der Halteplatte gepresst werden. Dazu kann beispielsweise die Gewichtskraft der Niederhaltestruktur, welche auf das Substrat wirkt, wenn die Niederhaltestruktur zumindest teilweise auf das Substrat aufgelegt wird, ausreichend sein.
Der Halterahmen 200 (bzw. in analoger Weise die Halteplatte) kann im Wesentlichen in seitliche Richtung (senkrecht zur Richtung 105) so groß sein wie das zu haltende Substrat bzw. wie zum Halten des jeweiligen Substrats erforderlich. Zum gleichzeitigen Transportieren mehrerer Substrate mittels jeweils eines Halterahmens 200 pro Substrat können die Halterahmen 200 mittels einer gemeinsamen Trägerplatte transportiert werden.
3 veranschaulicht eine Trägerplatte 300 (auch als Carrier bezeichnet), wobei in der Trägerplatte 300 eine Vielzahl von Aussparungen 300a bereitgestellt ist, wobei in jede der Aussparungen ein Halterahmen 200 (bzw. in analoger Weise eine Halteplatte) eingelegt sein kann oder werden kann. Dabei kann ein Substrat auf den jeweiligen Halterahmens 200 aufgelegt werden und auf die Auflagefläche 102o des jeweiligen Halterahmens 200 gepresst werden.
Wenn die Auflageflächen 102o der mehreren Halterahmen 200 konvex gewölbt sind, können die Substrate beispielsweise an deren Ecken oder Eckbereichen niedergehalten werden. Dabei kann beispielsweise im Bereich 300p der Trägerplatte 300, in welchem beispielsweise vier der Aussparungen 300a aneinandergrenzen, jeweils ein Niederhaltelement verwendet werden, um beispielsweise vier der Substrate gleichzeitig auf den jeweiligen in die Aussparung 300a eingelegten Halterahmen 200 zu pressen.
Wenn die Auflageflächen 102o der Halterahmen 200 konkav gewölbt sind, können die Substrate beispielsweise an deren Kanten oder Kantenbereichen niedergehalten werden. Dabei kann beispielsweise im Bereich 300k der Trägerplatte 300, in welchem beispielsweise zwei der Aussparungen 300a aneinandergrenzen, jeweils ein Niederhaltelement verwendet werden, um beispielsweise zwei der Substrate gleichzeitig auf den jeweiligen in die Aussparung 300a eingelegten Halterahmen 200 zu pressen. Das Einlegen 301 des jeweiligen Halterahmens 200 in die zugehörige Aussparung 300a (sowie auch das Auflegen des Substrate und der Niederhalteelemente) kann vollautomatisch mittels eines Greifers (z.B. eines Sauggreifers bzw. eines Laderoboters) erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Halterahmen 200 auch monolithisch in die Trägerplatte 300 integriert sein, d.h. anschaulich kann die Trägerplatte 300 entsprechend geformte (z.B. stufenförmige) Aussparungen aufweisen.
In 4 ist eine Prozessiervorrichtung 400 dargestellt, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei mittels der Prozessiervorrichtung 400 mindestens ein Substrat, welches mittels einer Substrathaltevorrichtung 404 getragen wird, prozessier werden kann. Dabei ist in 4 schematisch eine Horizontalanlage dargestellt, wobei aber in analoger Weise auch eine Vertikalanlage zum Prozessieren der Substrate verwendet werden kann.
Als die Substrathaltevorrichtung 404 zum Tragen eines Substrats oder mehrerer Substrate in der Prozessiervorrichtung kann beispielsweise der hierin beschriebene Substratträger 100 verwendet werden. Ferner kann auch die hierin beschriebene Trägerplatte 300 mit den eingelegten Halterahmen 200 (oder Halteplatten) als Substrathaltevorrichtung 404 verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessiervorrichtung 400 eine Prozessierkammer 402 aufweisen. Dabei kann die Substrathaltevorrichtung 404 derart eingerichtet sein, dass das jeweilige Substrat von unten und oben, d.h. beidseitig, prozessiert werden kann, oder dass das jeweilige Substrat nur einseitig, z.B. nur von oben, prozessiert werden kann. Entsprechend dazu passend kann die Prozessiervorrichtung 400 zum einseitigen oder beidseitigen Prozessieren (z.B. Beschichten) ausgestaltet sein. Die Prozessierkammer 402 kann beispielsweise einen Prozessierbereich 402p aufweisen, in welchem zumindest ein mittels der Substrathaltevorrichtung 404 transportiertes Substrat einseitig oder beidseitig prozessiert (z.B. beschichtet) werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es zum Prozessieren des mindestens einen Substrats in der Prozessierkammer 402 notwendig sein, in dem Prozessierbereich ein Vakuum (oder auch beispielsweise ein Schutzgas) bereitzustellen, so dass die Prozessierkammer als Vakuumkammer ausgestaltet sein kann. Alternativ, z.B. zum Tempern, Bestrahlen, etc., kann die Prozessierkammer als Atmosphärendruck-Kammer oder Überdruck-Kammer ausgestaltet sein oder werden.
Ferner kann die Prozessiervorrichtung 400 ein Transportsystem aufweisen zum Transportieren und/oder Positionieren der Substrathaltevorrichtung 404 (z.B. zum direkten Transportieren des Substratträgers 100 oder zum Transportieren der Trägerplatte 300 mit einer Vielzahl von eingelegten Halterahmen 200 oder Halteplatten) in der Prozessierkammer 402.
Wenn das Substrat beispielsweise beidseitig prozessiert werden soll, können zwei voneinander beabstandete Transportvorrichtungen 402a, 402b verwendet werden, so dass die Substrathaltevorrichtung 404 nur in zwei einander gegenüberliegenden Randabschnitten 404r mittels der zwei Transportvorrichtungen 402a, 402b transportiert und/oder positioniert wird. Die Transportvorrichtungen 402a, 402b können beispielsweise an den seitlichen Kammerwänden der Prozessierkammer 402 montiert sein oder werden. Die Transportvorrichtungen 402a, 402b können als Rollenantrieb, Bandantrieb oder Kettenantrieb ausgestaltet sein, wobei die Substrathaltevorrichtung 404 (d.h. z.B. der Substratträger 100 oder die Trägerplatte 300) direkt auf den Rollen, Bändern bzw. Ketten aufliegen kann. In diesem Fall kann mittels des Transportsystems und der aufliegenden Substrathaltevorrichtung 404 eine Gasseparation zwischen den beiden Seiten (z.B. oberhalb und unterhalb) der Transportebene realisiert sein. Die Transportebene erstreckt sich in dem in 4 dargestellten Fall horizontal und wird von den beiden Transportvorrichtungen 402a, 402b definiert, wobei die bereitgestellte Substrattransportrichtung senkrecht zur Zeichenebene liegt.
Bei dem Transport der Substrathaltevorrichtung 404 kann diese in Schwingung geraten oder Stößen ausgesetzt sein, wobei die Substrate, da diese an die gewölbte Auflagefläche 102o gepresst werden, stets dicht an der Auflagefläche 102o anliegen, so dass sich beispielsweise kein Beschichtungsmaterial auf der Auflagefläche 102o anlagern kann. Wären die Substrate nicht verspannt (gebogen bzw. gewölbt), könnte ein Niederhalten des Substrats in dessen Ecken nicht ausreichend sein, um eine Beschichtung der Auflagefläche 102o unterhalb des Substrats in Bereichen zwischen den Ecken zu verhindern, d.h. die Kanten des Substrats könnten sich (aufgrund der Schwingung oder der Stöße) zeitweise von der Auflagefläche 102o abheben, so dass sich Beschichtungsmaterial zwischen dem Substrat und der Auflagefläche 102o anlagern kann. Das Beschichtungsmaterial müsste dann erst von der Auflagefläche 102o wieder entfernt werden, bevor der Substratträger 100 bzw. der Halterahmen 200 wieder zum Substrattransport verwendet werden kann.
Im Folgenden werden Details zu dem Substratträger 100 in der Ausgestaltung als Halterahmen 200 veranschaulicht, sowie Details des Anpressens (d.h. des Verspannens, Verbiegens, Wölbens, etc.) des Substrats mittels der verwendeten Niederhaltelemente. Dabei zeigen 5A bis 5D verschiedenen Ansichten eines Halterahmens 200 mit einer gewölbten Auflagefläche 102o, wobei mittels mehrerer Niederhaltelemente 506 ein Substrat 104 auf die gewölbte Auflagefläche 102o des Halterahmens 200 gepresst wird. Dabei können die Niederhaltelemente 506 nur aufgelegt sein oder, z.B. optional, mittels einer zusätzlichen Klemmstruktur festgeklemmt sein oder werden, z.B. wenn die Gewichtskraft der Niederhaltelemente 506 zu gering ist, um das Substrat entsprechend zu verspannen, oder wenn der Halterahmen 200 mit der zugehörigen Trägerplatte in einer Vertikalanlage verwendet werden soll.
Jeweils ein Halterahmen 200, wie er in den 5A bis 5D veranschaulicht ist, kann beispielsweise in jeweils eine Aussparung 300a der Trägerplatte 300 (siehe 3) eingelegt werden, so dass mehrere Substrate mittels der gemeinsamen Trägerplatte 300 getragen werden können.
Wie in den 6A in einer Draufsicht und in 6B in einer Detaildarstellung veranschaulicht ist, kann ein zu prozessierendes Substrat 600 eine vordefinierte Form aufweisen. Das Substrat 600 kann beispielsweise vier Kanten 600k und entsprechend vier Eckbereiche 600e aufweisen, wobei das Substrat 600 in den Eckbereichen 600e abgeschrägt und/oder abgerundet sein kann. Dabei wird ein Mittenbereich 600m des Substrats 600 von einem Randbereich 600r des Substrats 600 vollständig (umlaufend) umgeben. Zum Tragen des Substrats 600, wie hierin gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben ist, kann nur der Randbereich 600r des Substrats 600 verwendet werden. Dazu kann die Unterseite des Substrats 600 im gesamten Randbereich 600r (oder optional nur abschnittsweise) auf der gewölbten Auflagefläche 102o des Halterahmens 200 aufliegen, wie in den 5A bis 5D veranschaulicht ist.
Ferner kann eine Niederhaltestruktur in dem gesamten Randbereich 600r auf der Oberseite des Substrats 600 aufliegen, so dass das Substrat 600 auf die gewölbte Auflagefläche 102o des Halterahmens 200 gepresst wird. Dazu kann die Niederhaltestruktur (z.B. als Obermaske bezeichnet) eine gewölbte Fläche aufweisen, mit welcher die Niederhaltestruktur auf dem Substrat 600 aufliegt.
Optional können mehrere Niederhaltelemente 506 verwendet werden, welche nur in den Eckbereichen 600e des Substrats 600 auf dem Randbereich 600r auf der Oberseite des Substrats 600 aufliegen, so dass das Substrat 600 auf die gewölbte Auflagefläche 102o des Halterahmens 200 gepresst wird, wie in den 5A bis 5D veranschaulicht ist. Dazu können die Niederhaltelemente 506 eine entsprechende Form aufweisen, wie beispielsweise in 7 veranschaulicht ist, so dass möglichst wenig des Randbereichs 600r auf der Oberseite des Substrats verdeckt wird. Somit kann ein möglichst großer Flächenanteil des Substrats 600 von der Oberseite her beschichtet werden. Die Niederhalteelemente können eine gewölbte Fläche aufweisen, mit welcher die Niederhalteelemente auf dem Substrat 600 aufliegen.

Claims

Substratträger (100) zum Tragen eines flächigen Substrats (104, 600), der Substratträger aufweisend: • mindestens eine Auflagefläche (102o) zum Auflegen eines flächigen Substrats (104) auf die Auflagefläche (102o), wobei die Auflagefläche (102o) zumindest abschnittsweise gewölbt ist.
Substratträger (100) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Durchgangsöffnung (102a), wobei die Auflagefläche (102o) die Durchgangsöffnung (102a) zumindest teilweise umgibt, so dass das flächige Substrat (104, 600) nur mit einem Randbereich auf der Auflagefläche (102o) aufliegen kann, wobei dabei ein Mittenbereich des Substrats (104, 600) frei liegt.
Substratträger (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dieser als Halterahmen (200) ausgestaltet ist zum Einlegen des Halterahmens (200) in eine Trägerplatte (300).
Substrathaltevorrichtung, aufweisend: • mindestens einen Substratträger (102, 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, und • mindesten eine Niederhaltestruktur (106, 506) zum Pressen eines flächigen Substrats (104, 600) auf die gewölbte Auflagefläche (102o) des Substratträgers (100).
Substrathaltevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Niederhaltestruktur (106, 506) derart eingerichtet und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche (102o) angeordnet ist, dass ein Biegemoment auf das Substrat (104, 600) einwirkt, wenn das Substrat mittels der Niederhaltestruktur (106, 506) auf die gewölbte Auflagefläche (102o) gepresst wird.
Substrathaltevorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, ferner aufweisend: das flächige Substrat (104, 600), wobei dieses eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist; und wobei die mindesten eine Niederhaltestruktur (106, 506) derart eingerichtet und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche (102o) angeordnet ist, dass sich das flächige Substrat (104, 600) verbiegt, wenn es mittels der Niederhaltestruktur (106, 506) auf die gewölbte Auflagefläche (102o) gepresst wird.
Substrathaltevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die mindesten eine Niederhaltestruktur (106, 506) derart eingerichtet und derart relativ zu der gewölbten Auflagefläche (102o) und dem flächigen Substrat (104, 600) angeordnet ist, dass diese nur auf einem Randbereich des flächigen Substrats (104, 600) aufliegt, wobei ein Mittenbereich des flächigen Substrats (104, 600) frei liegt.
Substrattransportvorrichtung, aufweisend: • mindestens eine Substrathaltevorrichtung (404) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7; und • ein Transportsystem zum Transportieren der mindestens einen Substrathaltevorrichtung (404).
Prozessiervorrichtung (400), aufweisend: • eine Prozessierkammer (402) zum Prozessieren mindestens eines Substrats (104, 600) in einem Prozessierbereich (402p) der Prozessierkammer (402); und • eine Substrattransportvorrichtung gemäß Anspruch 8 zum Transportieren und/oder Positionieren der mindestens einen Substrathaltevorrichtung (404) in dem Prozessierbereich (402p); • wobei das Transportsystem der Substrattransportvorrichtung zwei voneinander beabstandete Transportvorrichtungen (402a, 402b) derart aufweist, dass die mindestens eine Substrathaltevorrichtung (404) nur in zwei einander gegenüberliegenden Randabschnitten (404r) mittels der zwei Transportvorrichtungen (402a, 402b) transportiert wird.
Verfahren zum Transportieren eines Substrats in einer Prozessierkammer, das Verfahren aufweisend: • Auflegen eines Substrat auf eine gewölbte Auflagefläche eines Substratträgers; • Pressen des Substrats mittels einer Niederhaltestruktur auf die gewölbte Auflagefläche des Substratträgers derart, dass eine Biegespannung in das Substrat eingetragen wird; und anschließend, • Transportieren und/oder Positionieren des Substratträgers in einem Prozessierbereich der Prozessieranlage.