DE102018004436A1 - Wafergreifer-einheit, system und verwendung davon - Google Patents

Wafergreifer-einheit, system und verwendung davon Download PDF

Info

Publication number
DE102018004436A1
DE102018004436A1 DE102018004436.0A DE102018004436A DE102018004436A1 DE 102018004436 A1 DE102018004436 A1 DE 102018004436A1 DE 102018004436 A DE102018004436 A DE 102018004436A DE 102018004436 A1 DE102018004436 A1 DE 102018004436A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wafer
boat
frame
gripper unit
wafer boat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018004436.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Roelf Venema
Marten Ronald Renes
Ronald Henrica Maria Van Dijk
Johannes Reinder Marc Luchies
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEMPRESS IP BV
Solaytec BV
Original Assignee
TEMPRESS IP BV
Solaytec BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL2019031A external-priority patent/NL2019031B1/en
Application filed by TEMPRESS IP BV, Solaytec BV filed Critical TEMPRESS IP BV
Publication of DE102018004436A1 publication Critical patent/DE102018004436A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4587Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
    • C23C16/4588Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically the substrate being rotated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67313Horizontal boat type carrier whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67751Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a single workpiece
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

Die Wafergreifer-Einheit ist mit wenigstens einem Wafergreifer (50) umfassend eine Basis (51) und ein Brückenelement (52), Vakuummitteln umfassend einen Schlauch (53) zum Anlegen eines Unterdrucks und wenigstens eine Saugzone (54), ausgelegt zum Halten eines Wafers (10) mittels des angelegten Unterdrucks, einem mit dem Brückenelement (52) gekoppelten Rahmen (60) versehen. Der Rahmen (60) ist mit Positionierungsmitteln (57) versehen, die zum Kontakt mit einem Waferboot gestaltet sind, um den Wafer in einem vordefinierten Abstand von dem Waferboot zu positionieren. Eine elastische Verbindung (56) ist zwischen dem Rahmen (60) und entweder dem Brückenelement (52) oder einer Halteplatte (70) umfassend die Saugvorrichtungen (54) vorhanden, wenn solch eine Halteplatte vorhanden ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine mit wenigstens einem Wafergreifer, der eine Basis und ein davon herunterhängendes Element umfasst, versehene Wafergreifer-Einheit, wobei einen Schlauch zum Anlegen eines Unterdrucks und wenigstens eine Saugvorrichtung umfassende Vakuummittel zum Halten eines Wafers mittels des angelegten Unterdrucks vorhanden sind, wobei die Saugvorrichtungen mit dem herunterhängenden Element verbunden sind.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein System einer solchen Wafergreifer-Einheit und eines Waferboots.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer solchen Wafergreifer-Einheit zum Laden von Wafern auf ein Waferboot.
  • Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle umfassend die Schritte eines:
    • - Ladens wenigstens eines Wafers auf ein Waferboot umfassend gegenseitig getrennte Elektroden;
    • - Transportierens des Waferboots mit dem wenigstens einen Wafer in eine Abscheidungskammer einer Vorrichtung zur Plasma-verstärkten chemischen Abscheidung aus der Gasphase (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD);
    • - Aufbringens wenigstens einer Schicht auf den wenigstens einen Wafer auf dem Waferboot mittels Plasma-verstärkter chemischer Abscheidung aus der Gasphase (PECVD);
    • - Transportierens des Waferboots aus der Abscheidungskammer und
    • - Ausladens des wenigstens einen Wafers aus dem Waferboot.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Vorrichtungen zur Plasma-verstärkten chemischen Abscheidung aus der Gasphase (PECVD) werden zum Beispiel zur Abscheidung einer nicht-reflektierenden Vorderseitenbeschichtung (ARC) auf Solarzellen-Wafern benutzt. Eine solche Vorrichtung verwendet ein Waferboot zum Transportieren einer Vielzahl von Wafern in eine Abscheidungskammer der Vorrichtung und aus der Abscheidungskammer. Das Waferboot zur Plasma-verstärkten CVD ist dadurch gekennzeichnet, dass es gegenseitig isolierte Elektroden umfasst, durch die das Plasma in der Abscheidungskammer erzeugt wird. Diese Elektroden sind gewöhnlich als Platten in einem Boot vorhanden. Bei einer Verwendung in der Abscheidungskammer sind die Platten mit einer Wechselstromquelle mit einer Frequenz von gewöhnlich 20-100 kHz verbunden. In Anbetracht dessen umfassen die Platten eines PECVD-Bootes elektrisch leitendes Material. Das typische Material ist Graphit. Keramische, diese Platten trennende Abstandshalter sind auch vorhanden. Die dem Plasma zugewandte Seite des Wafers empfängt eine Abscheidung. Die andere Seite des Wafers ist an der Platte befestigt und empfängt keine Abscheidung.
  • Wenn Wafer in ein Waferboot geladen werden, werden Wafer an Graphitplatten befestigt. Gewöhnlich ist das Waferboot dafür mit von den Graphitplatten vorstehenden Halteelementen versehen. In einer bekannten Ausführung sind die Halteelemente Stifte (Pins), die mit einem Endabschnitt mit einem größeren Durchmesser als im Hauptabschnitt des Stifts versehen sind. Dies erlaubt ein Befestigen der Wafer hinter den Endabschnitten. Da das PECVD-Boot sehr zerbrechlich und nicht sehr solide ist, ist es bei der Positionierung der Wafer wesentlich, diese sorgfältig zu positionieren. Wenn dieses auf nicht-akkurate Weise getan wird, können die Wafer herabfallen und zerbrechen oder können durch ein Zerkratzen der Waferoberfläche beschädigt werden. Diese Erfindung beabsichtigt, Schaden an den Wafern zu reduzieren oder sogar auszuschließen.
  • Um die Wafer hinter die Stifte zu bringen und die Platten zu schließen, ist es insbesondere notwendig, die Wafer sorgfältig handzuhaben, da die Stifte nicht weit von den Platten der Waferboote hervorstehen. In einer Ausführungsform erstrecken sich die Stifte in dem Bereich 0,25 bis 0,7 mm, während die Dicke der Wafer gewöhnlich in dem Bereich von 0,1 bis 0,18 mm liegt. Man sollte Acht geben, ein Zerkratzen der Rückseite, der nicht beschichteten Seite des Wafers, nicht hervorzurufen.
  • Der Schutz der Rückseite der Wafer ist besonders ein Anliegen bei weiter fortgeschrittenen Solarzellen wie zum Beispiel PERC-Zellen, N-PERT-Zellen oder IBC-Zellen. In Standard-p-Typ-Aluminium-Rückseitenfeld-Zellen (Back-Surface-Field cells), sind Kratzer an der Rückseite gewöhnlich nicht von Belang, da diese Kratzer von einer Aluminiumrückseitenmetallisierung bedeckt werden. Bei weiter fortgeschrittenen Solarzellen, wo die Rückseite teilweise offen ist oder wo ein zusätzliches Rückseiten-Nitrid abgeschieden werden kann, können durch eine Rückseitenabscheidung verursache Kratzer Erscheinung und/oder Verhalten der resultierenden Solarzellen beeinflussen. Dies kann zu einer schlechten visuellen Erscheinung, oder schlechter, zu einem geringeren Zellenwirkungsgrad der Solarzelle führen. Daher ist es wichtig, ein Zerkratzen von Wafern bei einer fortgeschrittenen Solarzellen-PECVD-Abscheidung zu vermeiden.
  • Ein solches Boot ist zum Beispiel aus dem US 4,799,451 (ASM International 1918) bekannt. Das Graphitboot besteht aus einer Vielzahl von Platten, die mehrere Wafer pro Platte halten können. Die Wafer werden auf beiden Seiten der Platte positioniert und von mehreren kleinen Stiften in Position gehalten. Die Gesamtanzahl an Wafern in einem Boot ist die Gesamtzahl der Wafer pro Platte, die gleich der Anzahl von Spalten mal die Anzahl von Platten (Reihen) mal zwei ist. Da die Außenseiten-Platten einen Wafer auf der nach innen weisenden Seite der Platte halten können, ist die Gesamtzahl an Wafern gleich (Anzahl der Spalten) mal (Anzahl der Reihen - eins) mal zwei.
  • Ein Beispiel einer Wafergreifer-Einheit ist aus dem US 8,556,315 B2 bekannt. Diese bekannte Wafergreifer-Einheit umfasst wenigstens ein Vakuumpolster, das beweglich mit einem Element verbunden ist, das an der Basis aufgehängt ist und auf das als Vakuumgreifer-Fingerplatte Bezug genommen wird. In der offenbarten Einheit sind die Vakuumpolster innerhalb der Fingerplatte vorhanden. Ein Schlauch ist mit dem Vakuumpolster verbunden. Weiter ist eine Stabilisierungsstruktur vorhanden und eingerichtet, das wenigstens eine Vakuumpolster in einer im Allgemeinen, flachen Orientierung relativ zu der Fingerplatten-Greiferplatte zu stabilisieren, wenn der Greifer nicht einen Wafer greift. Insbesondere ist die Stabilisierungsstruktur eine Blattfeder, die sich von der Fingerplatte erstreckt, um mit dem Vakuumpolster mit einem Kontaktpunkt, der eine zwei-dimensionale ebene Fläche darstellt, in Kontakt zu sein, um das Vakuumpolster in Bezug auf die Fingerplatte zu stabilisieren. Wie aus den Figuren offensichtlich, sind die Vakuumpolster in Öffnungen innerhalb der Platte angeordnet. Sie ist mithilfe von vier Zugfedern an der Fingerplatte angebracht. Die Blattfeder ist mit der von dem Wafer wegweisenden Rückseite der Platte verbunden. Der Aufbau dieser bekannten Wafergreifer-Einheit kann jedoch nicht dazu beitragen, ein Zerkratzen der Rückseite eines Wafers während eines Ladens und/oder Entladens davon aus dem Waferboot zu vermeiden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Wafergreifer-Einheit bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und es insbesondere erlaubt, ein Zerkratzen der Rückseite eines Wafers während eines Ladens in und/oder Ausladens aus einem Waferboot zu vermeiden.
  • Es ist eine andere Aufgabe, ein System aus einer Wafergreifer-Einheit und einem Waferboot bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Verwendung einer Wafergreifer-Einheit mit reduziertem Zerkratzen oder sogar ohne ein Zerkratzen bereitzustellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, der in dem Eingangsabsatz erwähnten Art mit einem reduzierten Zerkratzen oder sogar ohne ein Zerkratzen auf der Rückseite bereitzustellen. Gemäß einem ersten Aspekt sieht die Erfindung eine mit wenigstens einem Wafergreifer, der eine Basis und ein an der Basis aufgehängtes Brückenelement umfasst, versehene Wafergreifer-Einheit vor. Der Greifer umfasst weiter einen mit dem Brückenelement verbundenen und mit Positionierungsmitteln, die für einen Kontakt mit einem Waferboot ausgelegt sind, versehenen Rahmen, um den Rahmen in einem vordefinierten Abstand von dem Waferboot zu positionieren. Der Greifer umfasst auch Vakuummittel umfassend einen Schlauch zum Anlegen eines Unterdrucks und wenigstens eine Saugvorrichtung, die zum Halten eines Wafers mittels des angelegten Unterdrucks ausgelegt ist. Gemäß der Erfindung ist eine elastische Verbindung zwischen entweder dem Rahmen und dem Brückenelement oder zwischen dem Rahmen und der wenigstens einen Saugvorrichtung vorhanden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein System aus einer Wafergreifer-Einheit der Erfindung und einem Waferboot vorgesehen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt ist eine Verwendung der Wafergreifer-Einheit der Erfindung zum Laden eines Wafers bzw. einer Halbleiterscheibe auf ein Waferboot und/oder zum Ausladen des Wafers aus dem Waferboot vorgesehen. Insbesondere wird die Wafergreifer-Einheit als Teil eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Schicht mittels PECVD und besonders als Teil eines Verfahrens zum Herstellen einer im Eingangsabsatz spezifizierten Solarzelle verwendet.
  • Die Erfindung basiert auf der Ansicht, dass das Zerkratzen der Rückseite des Wafers gerade nicht mittels verbesserter Robotertechnik verhindert werden kann, sondern eine verbesserte Greifer-Einheit erfordert, um das Positionieren zu erleichtern. Infolge der Spanne an Abmessungen von Waferbooten hat der Lade- und Ausladevorgang sehr begrenzte Toleranz. Heutige PECVD-Boote sind im Wesentlichen in einer Größe mit einer Plattenanzahl reichend von 19 bis 27 und einer Anzahl von Spalten reichend von 6 bis 8. Da ein Herstellen dieser Boote mit einer Spanne an Abmessungen einzelner Teile in dem Boot einhergeht, kann eine durchaus große Spanne an Bootabmessungen entstehen, was zu Abweichungen von der erwarteten Waferplatzierung führt, die den Bereich von 0,7 mm leicht überschreiten kann. Als solches haben die Erfinder angenommen, dass ein Positionieren der Wafergreifer-Einheit relativ zu dem Waferboot notwendig ist.
  • Dazu umfasst der Wafergreifer gemäß der Erfindung einen mit Positionierungsmitteln, die gegenüber dem Waferboot und insbesondere gegenüber der relevanten Platte davon zu positionieren sind, versehenen Rahmen. Dieser Rahmen ist mit einer elastischen Verbindung mit entweder dem Brückenelement - entsprechend der Fingerplatte des Standes der Technik - oder mit einer Halteplatte für die Saugvorrichtungen, wenn eine solche Halteplatte vorhanden ist, versehen. Mittels dieser elastischen Verbindung kann der Abstand des Wafers von dem Waferboot vor einem Einsetzen zwischen Haltestiften auf dem Waferboot eingestellt werden und/oder eine Gegenkraft zu Bewegungen von dem Wafergreifer auf das Waferboot zu kann bereitgestellt werden. Es wurde in vorangegangenen Experimenten mit Wafergreifern gemäß der Erfindung gefunden, dass die Ausfallrate tiefgreifend abnahm. Wohingegen herkömmlich Ausfallraten von 2 - 40% gewöhnlich sind, wurden ferner abhängig von der Art des Waferboots, der Länge der Haltestifte und der Präzision der Bewegung der Wafergreifer-Einheit Ausfallraten von deutlich unter 1% erreicht. In vergleichbaren Experimenten war die Abnahme der Ausfallrate ein Faktor 10 oder dergleichen.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführung ist die elastische Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Brückenelement vorhanden. Dies hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Wafer und dem Waferboot eingestellt werden kann, bevor eine für das Einsetzen des Wafers zwischen den Haltestiften auf dem Waferboot notwendige Drehbewegung gestartet wird. Überdies stellt die Verbindung weiter einen Widerstand gegen starke, in der Basis des Wafergreifers erzeugte und auf den Wafer übertragene Kräfte bereit. Der Widerstand kann Stöße verhindern, die ansonsten zu einem Schaden an dem Wafer führen könnten. Geeignet sind die elastischen Verbindungsmittel als eine Vielzahl von Federn ausgeführt, die mit dem Rahmen verbunden sind. In einer Ausführung sind die Federn Blattfedern und wobei die Blattfedern vorzugsweise von dem Rahmen nach innen gerichtet sind.
  • In einer besonderen Ausführungsform hierauf kann die elastische Verbindung mittels Federn bereitgestellt werden, die eine Deformation in zwei entgegengesetzten Richtungen erlauben: weg von dem Waferboot und auf das Waferboot zu. Wie man versteht, kann eine Vielzahl von Federn gestaltet sein, auf diese Art von einer Bezugsposition (die könnte vorgestreckt sein, um sowohl eine Verdichtung als auch eine Dehnung zu erlauben) deformiert zu werden. Die Deformation in zwei entgegengesetzten Richtungen ist wirksam, um Veränderungen in der Form des Waferboots und eines Teils davon, wie einer Platte, die entweder vorwärts oder rückwärts relativ zu dem Greifer sein kann, zu überwinden.
  • In einer zweiten Ausführung ist die elastische Verbindung zwischen dem Rahmen und einer Halteplatte für die Saugvorrichtungen vorhanden. In dieser Ausführung ist der Abstand zwischen dem Brückenelement und dem Waferboot fest. Jede Deformation des Waferboots oder eines Teils davon kann mittels der Bewegung der Halteplatte mit den Saugvorrichtungen und eines daran relativ zu dem Brückenelement angebrachten Wafers kompensiert werden. Einer derartigen Bewegung wird jedoch durch ein Ansteigen der Federkraft der Feder entgegengewirkt. Es wird als vorzuziehen beachtet, dass eine Vielzahl von Saugvorrichtungen vorhanden ist, weiter bevorzugt wenigstens drei.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der Wafergreifer zum Durchführen einer Drehbewegung ausgelegt, wobei die Drehbewegung um eine in einem Raum definierte Achse geschieht, wobei bei einer Benutzung ein Wafer positioniert wird. Diese Fähigkeit einer Drehbewegung erleichtert das Laden und Ausladen eines Wafers in und aus dem Waferboot stark. Weiter bevorzugt ist der Wafergreifer ferner zum Ausführen einer Korkenzieherbewegung ausgelegt. Dies ist die bevorzugte Bewegung, die für den Wafergreifer der Erfindung geeignet ist.
  • In einer bedeutenden Ausführungsform sind die Positionierungsmittel an einer Stelle angrenzend an einen für einen Wafer gestalteten Raum angeordnet. Dies kann mittels der Ausdehnung des Rahmens, insbesondere eines ersten Elementes davon erreicht werden. So sind die Positionierungsmittel bei einem Gebrauch mit einem geladenen Wafer sichtbar, wenn man von der exponierten Seite des Wafers beobachtet, der auf dem Waferboot befestigt ist, um der Platte zugewandt zu sein. Auf diese Art können die Positionierungsmittel ebenso zu einer Fläche des Waferboots zeigen und diese kontaktieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die Positionierungsmittel als wenigstens ein von dem Rahmen sich erstreckender Vorsprung ausgeführt sein. In einer bestimmten Ausführung steht der Vorsprung über den Wafer vor, sodass keine Gefahr besteht, dass der Wafer die Platte des Waferboots berühren würde. In einer weiteren Ausführung kann der Vorsprung eine Kontaktschicht zum Kontakt mit dem Waferboot umfassen. Eine derartige Kontaktschicht kann ein zu dem Rahmen unterschiedliches Material enthalten und kann lokal auf dem Rahmen, zum Beispiel durch Abscheidung, vorgesehen sein. Das Material der Kontaktschicht ist geeignet gewählt, um jeden Schaden an dem Waferboot zu verhindern, d. h. eine Erzeugung von Rissen und Mikrorissen zu verhindern. Eine geeignete Kontaktschicht ist Siliziumnitrid.
  • Während die Positionierungsmittel zum Kontakt auf einem ebenen Abschnitt der Oberfläche des Waferboots ausgelegt sind, ist es nicht ausgeschlossen, dass die Positionierungsmittel zum Kontakt auf einem nicht-ebenen Abschnitt ausgelegt sind. Ein derartiger nicht-ebener Abschnitt könnte ein Vorsprung aber auch eine Aushöhlung relativ zu der Oberfläche des Waferboots sein. In einer bestimmten Ausführung können die Positionierungsmittel zum Kontakt der Positionierungselemente auf dem Waferboot ausgelegt sein, wobei die Positionierungsmittel und die Positionierungselemente eine komplementäre Form aufweisen können. Die Ausführung ermöglicht es, dass der Wafergreifer und die relevante Platte des Waferboots zueinander als in mehr als einer Dimension positioniert sind, d. h. nicht nur um einen normalen Abstand des Greifers zu dem Waferboot zu definieren, sondern auch um eine Position parallel zu der Platte des Waferboots zu definieren. Die Letztgenannte ist besonders geeignet, um eine Position relativ zu irgendwelchen Stiften auf dem Waferboot zu definieren.
  • Vorzugsweise umfasst der Greifer mehr als einen einzigen Vorsprung als die Positionierungsmittel. In einer Ausführungsform umfassen die Positionierungsmittel einen ersten, an der Stelle angrenzend an den für einen Wafer gestalteten Raum angeordneten Vorsprung und einen zweiten, an einer Stelle angrenzend an den Raum und an einer Seite davon gegenüberliegend zu dem ersten Vorsprung angeordneten Vorsprung. Diese Ausführung stellt eine stabilere Positionierung des Wafergreifers relativ zu dem Waferboot bereit. Im Fall, dass das Waferboot sich nicht vollkommen parallel zu dem Rahmen, typisch in der vertikalen Richtung, erstrecken würde, wird eine derartige Ausrichtung dem Greifer vielmehr kommuniziert werden.
  • In einer weiteren Ausführung hat der erste Vorsprung eine kleinere Dicke als der zweite Vorsprung. In dieser Ausführung ist der Greifer zur Kooperation mit einem Waferboot ausgelegt, auf dem ein erstes Positionierungselement vorhanden ist, das mit dem ersten Vorsprung kooperiert. Der erste Vorsprung stellt hiermit eine Referenz für die Positionierung dar, wohingegen irgendwelche weiteren Vorsprünge zum Definieren eines Abstands von dem Waferboot beabsichtigt sind. Es ist ausführbar, dass einige oder alle der Stifte auf dem Waferboot zum Kontakt mit dem Rahmen des Wafergreifers eher als ein zweiter Vorsprung mit einer kleineren Dicke gestaltet sind. Vorzugsweise trifft dieses lediglich auf einen Teil der Stifte zu, da ein knapper Abstand von einem Stift zu dem Rahmen die Fähigkeit eines Einsetzens des Wafers hinter Spitzenabschnitte der Stifte reduzieren kann. Bei einem solchen Ereignis sind die Stifte, die den Rahmen kontaktieren, geeignet mit einer Abstandsschicht, zum Beispiel aus Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid oder dergleichen versehen.
  • In einer wiederum anderen Ausführungsform, die mit der vorangehenden Ausführungsform vorzugsweise kombinierbar ist, ist der erste Vorsprung der Positionierungsmittel vorhanden, um bei einem Gebrauch über dem Wafer angeordnet zu sein. Irgendein zweiter Vorsprung kann bei einem Gebrauch unterhalb des Wafers geeignet angeordnet sein. Diese Anordnung gilt als in Kombination mit einem Positionierungsprotokoll umfassend sowohl eine Translation zu dem Waferboot als auch eine Drehbewegung, um den Wafer zwischen Halteelementen des Waferboots anzuordnen, als vorzuziehen. Wenigstens ein Teil der Halteelemente ist bei einem Gebrauch dann seitens des Wafers vorhanden.
  • In einer Ausführung umfasst der Rahmen ein erstes und ein zweites als Stab ausgeführtes Element. Dies wird als nützlich zum Erzeugen einer mechanisch stabilen Struktur erachtet. Weiter ist das Brückenelement an der Basis entlang einer ersten, vorzugsweise vertikalen Richtung aufgehängt und wobei wenigstens eines des ersten und zweiten Elements sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung erstreckt.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die elastischen Verbindungsmittel als eine Vielzahl von Federn ausgeführt, zum Beispiel in dem Bereich von 2 - 8 sowie 3 - 6. Die Federn können in wechselseitig gleichen Winkeln zueinander angeordnet sein, obwohl das nicht notwendig ist. Die Federn oder wenigstens ein Teil davon sind vorzugsweise als Blattfedern ausgeführt. Dies ermöglicht es, dass die Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zu dem Waferboot auf eine präzise Weise eingestellt werden kann. Weiter stellen Blattfedern eine verlässliche Ausführung dar. Es erscheint nützlich, dass wenigstens einige der Federn derart ausgedehnt sind, dass die Federn bei einer Benutzung mit einem an wenigstens einer Saugvorrichtung angebrachten Wafer wenigstens im Wesentlichen in einer Richtung zu Winkeln der Wafer ausgerichtet sind. Während die Blattfedern die einzige Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Brückenelement sein können, ist es nicht ausgeschlossen, dass zusätzliche Verbindungen vorhanden sind. Solche zusätzlichen Verbindungen können sicherstellen, dass die Gesamtkonstruktion des Wafergreifers ausreichend robust ist, um den Wafer zu halten. Eine solche zusätzliche Verbindung kann mittels einer Adhäsion oder auf eine mechanische Weise ausgeführt sein, während eine Bewegung in einer Richtung senkrecht zu der Ebene sowohl durch das Brückenelement als auch dem Rahmen erlaubt wird. In einer weiteren Ausführung können die Saugvorrichtungen auf einer mit dem Brückenelement verbundenen Halteplatte angeordnet sein. Dies reduziert die von dem Rahmen zu tragende Masse. Dies trägt wiederum zu der Robustheit des Wafergreifers bei.
  • Die Verwendung von Federn und vorzugsweise von Blattfedern wird als weiter nützlich für die beabsichtigte Positionierung des Wafers auf dem Waferboot auf ein Laden betrachtet. Wegen der Vielzahl von Blattfedern können diese auf eine unterschiedliche Weise deformiert werden.
  • In einer wiederum weiteren Ausführungsform ist die Anzahl der Saugvorrichtungen größer als eins. Im Allgemeinen ist drei eine bevorzugte Anzahl. Die Saugvorrichtungen sind zum Beispiel als Polster oder Absaugungen wie in US 8,556,315 B2 gezeigt ausgeführt. Jedoch sind alternative Ausführungen nicht ausgeschlossen. Es erscheint ausreichend, ein Element bereitzustellen, das auf oder ausreichend dicht an einem Wafer platziert werden kann und das eine mit einem Unterdruckschlauch verbundene Öffnung enthält. Die Ausführung hiervon ist dem Fachmann auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Während es bevorzugt ist, dass alle vorhandenen Saugvorrichtungen mit demselben Unterdruckschlauch verbunden sind, ist es nicht streng notwendig und mehr als ein Unterdruckschlauch kann vorhanden sein, wenn auch mehr als eine Saugvorrichtung vorhanden ist. In einer Ausführungsform ist der Vakuumschlauch als ein Rohr angeordnet und von dem Brückenelement separiert. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Unterdruckschlauch mit dem Brückenelement verbunden ist oder dass wenigstens ein Teil des Vakuumschlauches als ein Kanal innerhalb des Brückenelements ausgeführt ist.
  • In einer wiederum weiteren Ausführungsform ist die Wafergreifer-Einheit mit einem Speicher und einem Prozessor versehen, der zum Speichern geeigneter Positionen auf dem Waferboot ausgelegt ist. Entsprechend ist ein Sensor ebenfalls vorhanden. Ein derartiger Sensor ist zum Beispiel ausgeführt mittels eines Lasers oder eines Bildsystems, wie einer Kamera, das eine akkuratere Lokalisierungsinformation ermöglicht, um eine verbesserte Positionierung des Wafers zu erlauben. Dies reduziert einige der Boot-für-Boot-Veränderungen und eine Säule-zu-Säule-Veränderung.
  • Die Wafergreifer-Einheit der Erfindung ist vorzugsweise mit einer Vielzahl von Wafergreifern versehen, wodurch ein simultanes Laden bzw. Ausladen von Wafern ermöglicht wird wie an sich auf dem Fachgebiet bekannt. Die Basen der Wafergreifer-Einheit sind auf geeignete Weise miteinander verbunden wie es an sich auf dem Fachgebiet bekannt ist. Gewöhnlich sind die Basen der Wafergreifer aneinander befestigt und können in ihrer Gesamtheit bewegt werden. Dies wird gewöhnlich mittels eines auch als Roboter bekannten Antriebsmittels ausgeführt.
  • In einer anderen Ausführungsform sind der Rahmen und die elastische Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Brückenelement derart gestaltet, dass der Rahmen in derselben Position verbleibt, während der Wafer hinter die Trägerstifte auf der Platte auf dem Waferboot gedreht wird. Eine derartige Konfiguration erhält man durch eine geeignete Wahl der Federkonstante und der Abmessungen der Federn relativ zu der Masse und der Größe des Rahmens. Der Vorteil ist, dass lediglich der Wafer mit den Ansaugzonen sich drehen wird. Dies ermöglicht es, eine präzisere Drehung auszuführen und reduziert die Gefahr eines Zerkratzens weiter.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Drehbewegung des Greifers mit einer Bewegung zu oder von der Platte des Waferboots kombiniert. Eine derartige Kombination, die zum Beispiel durch eine Korkenzieherbewegung zustande gebracht wird, gibt eine sehr präzise Kontrolle der Trajektorie des Wafers und erleichtert ein Einsetzen des Wafers hinter die Haltestifte des Waferbootes. Der Klarheit halber sind die Haltestifte, auf die Bezug genommen wird, diejenigen, die an einer Stelle auf dem Waferboot entsprechend der Position des Wafers sind.
  • In dem System der Erfindung umfasst das Waferboot typischerweise eine Platte und eine Vielzahl von von der Platte vorstehenden Halteelementen und wobei der Wafergreifer zum Platzieren eines Wafers zwischen den Halteelementen auf dem Waferboot ausgelegt ist. Die Halteelemente sind zum Beispiel als von der Platte vorstehende Stifte (Pins) ausgeführt. Insbesondere umfasst ein einzelnes Boot eine Vielzahl von Platten. Vorzugsweise sind die Halteelemente mit einem Hauptabschnitt und einem Endabschnitt versehen, wobei der Hauptabschnitt sich zwischen der Platte des Waferboots und dem Spitzenabschnitt erstreckt, wobei der Spitzenabschnitt einen größeren Durchmesser als der Hauptabschnitt aufweist. Diese Art von Halteelement verhindert, dass ein Wafer aus dem Waferboot fallen kann. In einer Ausführung weist der Spitzenabschnitt eine Form eines Kegelstumpfs auf. Eine derartige Form wird als vorteilhaft zum Ebnen des Prozesses eines Ladens und Entladens betrachtet. Das Waferboot umfasst insbesondere Graphitplatten und Abstandshalter. Die Graphitplatten sind bei Benutzung mit Spannungen in abwechselnder Reihenfolge verbunden, um eine Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Platten zu erzeugen.
  • Um der Klarheit willen wird festgestellt, dass der Ausdruck „Wafer bzw. Halbleiterscheibe“ hierin für ein Substrat wie ein Halbleitersubstrat benutzt wird, das gewöhnlich auf eine Dicke von 300 µm oder weniger zurückgedünnt wird. Das Halbleitersubstrat ist zum Beispiel ein Siliziumsubstrat, das monokristallin, polykristallinen oder amorph ist, aber alternativ irgendeine andere Art von geeignetem Substrat wie ein SOI (Silicon-on-Insulator, Siliziumauf-Isolator), Silizium-Germanium, Aluminiumnitrid, Aluminiumnitrid auf Silizium, Galliumarsenid usw. sein kann. Das Substrat kann vor dem Laden auf das Waferboot mittels des Wafergreifers gemäß der Erfindung Gegenstand einiger Prozessierungsschritte gewesen sein. Zum Beispiel können Diffusions- und/oder Implantations-Schritte ausgeführt worden sein wie auch Abscheidungsschritte enthaltend eine Bildung von Polysilizium-Schichten, thermischem Oxid, anderer Oxide wie auch eine Erzeugung einer Textur und ein Herstellen von Gitterlücken. Die Prozessierung kann auf einer oder auf beiden Seiten durchgeführt worden sein. Vorzugsweise ist die Prozessierung zweiseitig durchgeführt worden. Die Prozessierung kann auch durchgeführt worden sein, um unterschiedliche Arten von Bauelementen vorzubereiten. Am meisten bevorzugt ist die Prozessierung ausgeführt worden, um Solarzellen zu bilden. Das Laden auf das Waferboot gemäß der Erfindung ist insbesondere vorgesehen für die Abscheidung von irgendwelchen Schichten mittels PECVD wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumcarbid, amorphes Silizium, Polysilizium und dergleichen. Jedoch ist jede alternative Verwendung nicht ausgeschlossen.
  • Bei einer Verwendung der Wafergreifer-Einheit der Erfindung ist es besonders bevorzugt, die folgenden Schritte auszuführen:
    • - Befestigen wenigstens eines Wafers an der Wafergreifer-Einheit und Halten des wenigstens einen Wafers durch Anlegen eines Unterdrucks über die wenigstens eine Saugvorrichtung des Wafergreifers,
    • - Positionieren der Wafergreifer-Einheit zu dem Waferboot derart, dass Positionierungsmittel wenigstens eines Wafergreifers in Kontakt mit einer Platte des Waferboots sind,
    • - Drehen der Wafergreifer-Einheit vorzugsweise entlang einer im Wesentlichen durch den Wafer verlaufenden Achse, um den Wafer hinter wenigstens ein Halteelement an der Platte des Waferboots zu bewegen.
    • - Wenn der wenigstens eine Wafer auf der Platte des Waferboots hinter dem wenigstens einen Halteelement befestigt worden ist, Entfernen des Unterdrucks.
  • Wenn die Wafergreifer-Einheit der Erfindung zum Entladen eines Waferboots benutzt wird, wird die Wafergreifer-Einheit zuerst derart an dem Waferboot positioniert, dass Positionierungsmittel wenigstens eines Wafergreifers in Kontakt mit einer Platte des Waferboots sind. Dann wird die Wafergreifer-Einheit auf eine Weise bewegt, dass die Saugvorrichtungen in Kontakt mit dem Wafer sind. Unterdruck wird dann über die Saugvorrichtungen angelegt, um eine Befestigung zwischen den Saugvorrichtungen und dem Wafer zu erreichen. Nachfolgend wird die Wafergreifer-Einheit gedreht, vorzugsweise um eine im Wesentlichen durch den Wafer verlaufende Achse, sodass der Wafer einen oder mehrere der Haltestifte passieren kann. Wenn der Wafer alle Stifte passiert hat, kann er aus den Räumen zwischen benachbarten Platten des Waferboots bewegt werden. Dies geschieht typischerweise durch eine Bewegung der ganzen Wafergreifer-Einheit. Während das obige Verfahren für einen einzelnen Wafer beschrieben worden ist, versteht es sich, dass im Zusammenhang mit der Erfindung eine Wafergreifer-Einheit gewöhnlich eine Vielzahl von Wafern gleichzeitig handhabt.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung werden weiter mit Bezug auf die Figuren erläutert werden, die nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind und worin gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Elemente bezeichnen, wobei:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Waferboots zeigt,
    • 2 eine schematische Vorderansicht eines Wafergreifers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, der mit einem Wafer versehen ist,
    • 3 eine Seitenansicht des in 2 gezeigten Wafergreifers zeigt,
    • 4 und 5 Seitenansichten eines mit demjenigen der 3 vergleichbaren aber in modifizierten Ausführungen zeigen,
    • 6 eine schematische Vorderansicht eines mit einem Wafer versehenen Wafergreifers gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt,
    • 7 eine schematische Vorderansicht eines mit einem Wafer versehenen Wafergreifers gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt und
    • 8 eine schematische Seitenansicht einer Waferboot-Platte mit zwei geladenen Wafern und einen Teil des an den geladenen Wafern positionierten Wafergreifers zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • 1 zeigt ein Waferboot 1 in einer Vogelperspektive mit den separat gezeigten Stäben und Abstandshaltern. Die gezeigte Übersicht ist auf dem Fachgebiet bekannt. Das Waferboot umfasst eine Vielzahl von ersten Platten 11 und zweiten Platten 21, die mittels Abstandshaltern 31 voneinander beanstandet sind. Die Platten sind mit Löchern oder Fenstern 13 versehen, die alternativ Aushöhlungen sein können. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es acht Fenster 13 in einer Reihe. Die Platten 11, 21 umfassen nahe an ihren Unterseiten 2 und nahe an ihren Unterseiten 2 drei Löcher. Elektrisch isolierende Stäbe 15 sind vorhanden, um die Löcher in den Platten 11, 21 und in den Abstandshaltern 31, die ebenso mit Löchern versehen sind, zu passieren. Die Stäbe haben ein erstes Ende A und ein gegenüberliegendes zweites Ende B. Um die Stäbe 15 zu fixieren, sind eine Mutter 34 und eine Sicherungsmutter 35 an deren Enden A, B vorhanden. Wie es einem Fachmann bekannt ist, sind die Platten 11, 21 gewöhnlich mit Fenstern versehen. Ein solches Fenster ist jedoch geschlossen, um eine Aushöhlung 13 in der äußersten Platte 11 zu bilden.
  • Ausdehnungen 12, 22 dehnen sich von der ersten Platte 11 beziehungsweise der zweiten Platte 21 aus. Die erste Platte 11 und die zweite Platte 12 haben jeweils eine Ausdehnung an der oberen Seite 2 und eine Ausdehnung an der Bodenseite 3. Jedoch ist dies nur eine geeignete Ausführung. Bedeutend wird eine Trennung zwischen der ersten und zweiten Ausdehnung 12, 22 erreicht. Die ersten Platten 11 können so elektrisch mit einander mittels der ersten Ausdehnungen 12 und leitenden Abstandshaltern 32 verbunden werden. Ähnlich können die zweiten Platten 12 elektrisch mittels der zweiten Verbindungen 22 und leitenden Abstandshaltern verbunden werden. Auf diese Weise wird ein Muster ineinandergreifender, gegenseitig beabstandeter Elektroden gebildet. Eine Spannungsdifferenz kann zwischen den Elektroden angelegt werden, d. h. den ersten und zweiten Platten 11, 21. Dies wird als besonders nutzvolles Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas zwischen den in dem Waferboot zwischen einer ersten und einer angrenzenden zweiten Platte zu positionierenden Substraten (auch bekannt als Wafer) erachtet. Die Abstandshalter 32 sind mit den ersten Ausdehnungen 12 mit einem ersten Stab 16 und einem Hilfsstab 17 verbunden. Weitere Abstandshalter sind mit den zweiten Ausdehnungen 22 mit einem zweiten Stab 18 und einem Hilfsstab 19 verbunden. In dieser Ausführungsform sind der erste und zweite Stab 16, 18 elektrisch leitend und die Hilfsstäbe 17, 19 elektrisch isolierend. Dies wird als geeignet, aber nicht als notwendig erachtet. Das Boot wird von einem Stützelement 33 gestützt, das sich von den leitenden Abstandshaltern an der Bodenseite 3 erstreckt. Zusätzlich ist ein Haltestift 23 zum Halten der Wafer vorhanden. Ein Waferboot 1 der gezeigten Art umfasst gewöhnlich Platten 11, 21 aus Graphit und isolierende Stäbe 15 aus Aluminiumoxid. Jedoch sind andere Materialien oder Variationen von spezifizierten Materialien wie Mischungen nicht ausgeschlossen.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Wafergreifer bereitgestellt, der das Befestigen eines Wafers 10 auf einer Platte 11, 21 des Waferboots 1 erleichtert. Man versteht, dass dieses Befestigen das Positionieren des Wafers 10 an den Haltestiften 23 einschließt. Insbesondere tritt dies in den Zwischenräumen zwischen angrenzenden ersten und zweiten Platten 11, 21 auf. Eine Vielzahl von Wafern wird in zwei Reihen zwischen einem einzelnen Paar aus einer ersten und einer zweiten Platte 11, 21 bereitgestellt, wobei eine erste Reihe an der ersten Platte 11 befestigt wird und eine zweite Reihe an der zweiten Platte 21 befestigt wird. Die Gesamtzahl von Wafern in einem Boot ist die Gesamtzahl von Wafern pro Platte, welche die Anzahl der Spalten mal der Anzahl der Platten (Reihen) mal zwei ist. Da die Außenseitenplatten einen Wafer auf der nach innen weisenden Seite der Platte halten können, ist die Gesamtzahl an Wafern gleich (Anzahl der Spalten) × (Anzahl der Reihen -1) × 2. Um die Wafer hinter die Stifte und nahe an die Graphitplatten zu bringen, müssen die Wafer sorgfältig gehandhabt werden, da der Zwischenraum zwischen der Graphitplatte und dem Stift auf den Bereich von 0,25 bis 0,7 mm begrenzt ist, während die Dicke der Wafer in den Bereich von 0,1 bis 0,25 mm ist. Heutige Waferboote haben im Wesentlichen eine Größe mit einer Plattenanzahl reichend von 19 bis 27 und einer Anzahl von spaltenreichend von 6 bis 8. Da ein Herstellen dieser Boote mit einer Spanne in den Abmessungen der einzelnen Teile des Bootes einhergeht, kann eine durchaus große Spanne in Bootsabmessungen entstehen, was zu Abweichungen von der erwarteten Waferplatzierung führt, die leicht den Bereich von 0,7 mm überschreiten können. Besonders sollte Sorgfalt getragen werden, kein Zerkratzen an der Rückseite, der nicht-beschichteten Seite des Wafers, zu verursachen.
  • 2 - 3 zeigen einen Wafergreifer 50 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Wafergreifer umfasst eine Basis 51 und von der Basis 51 herunterhängendes Brückenelement 52. In der gezeigten Ausführungsform weist das Brückenelements 52 im Wesentlichen die Form einer Platte auf. Jedoch ist es nicht ausgeschlossen, dass das Brückenelement 52 als ein Schaft oder als eine Vielzahl von Stäben ausgeführt ist. Das Brückenelement überbrückt im Wesentlichen einen Zwischenraum zwischen der Basis 51 und der Fläche, in der ein Wafer angebracht und mittels der Saugvorrichtungen 54 gehalten werden kann. Es ist um der Klarheit willen zu beachten, dass die Basis 51 des Wafergreifers 52 mit angrenzenden Basen weiterer Wafergreifer der Wafergreifer-Einheit verbunden oder gekoppelt ist. Gewöhnlich umfasst eine einzelne Wafergreifer-Einheit wenigstens 10 Wafergreifer. Die Einheit kann in ihrer Gesamtheit bewegt und rotiert werden, um die von dem Wafergreifer gehaltenen Wafer von einem ursprünglichen Platz an einem Bestimmungsort zu positionieren. Der ursprüngliche Platz ist zum Beispiel ein Speicher oder ein Regal oder ein erstes Waferboot, wohingegen der Bestimmungsort ein anderes Waferboot oder umgekehrt ist.
  • 2 und 3 veranschaulichen ferner die Gegenwart eines Vakuummittels umfassend einen Schlauch 53 und Saugvorrichtungen 54 und eine Vakuumanschluss 58. Die Saugvorrichtungen können als Polster oder Vakuumvorrichtungen wie in US 8,556,315 B2 gezeigt vorgesehen sein. Jedoch sind alternative Ausführungen nicht ausgeschlossen. Als ein Minimum ist eine Saugvorrichtung ein Element, das an einem Wafer oder ausreichend nahe bei einem Wafer platziert werden kann und das eine Öffnung zu dem angeschlossenen Vakuumschlauch enthält. Die Ausführung hiervon ist dem Fachmann auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Während die veranschaulichte Ausführungsform zeigt, dass alle vorhandenen Saugvorrichtungen an denselben Vakuumschlauch angeschlossen sind, ist dies genau genommen nicht notwendig und mehr als ein Vakuumschlauch kann vorhanden sein, wenn auch mehr als eine Saugfläche vorhanden ist.
  • 2 und 3 zeigen ferner die Gegenwart von an einem Rahmen 60 angeordneten Positionierungsmitteln 57. Bei der veranschaulichten Ausführungsform, wie in 3 ersichtlich, sind die Positionierungsmittel 57 Vorsprünge, die sich zu einer Fläche einer Platte 11 eines Waferboots erstrecken. Ein erster und ein zweiter Vorsprung 57 sind vorhanden und angeordnet, um an gegenüberliegenden Seiten eines zur Anbringung eines Wafers 10 gestalteten Zwischenraums vorhanden zu sein. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Vorsprünge 57 eine Höhe derart auf, dass sie über den Wafer 10 ausgedehnt sind. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Rahmen 60 ein erstes Element 61, ein zweites sich parallel zu dem ersten Element 61 erstreckendes Element 62 und irgendein weiteres Element 63, welches das erste und das zweite Element 61, 62 verbindet. Die Elemente 61 - 63 sind hierbei als Stäbe ausgeführt. Dies ist jedoch nicht wesentlich und eines oder mehrere von diesen könnten als Platten, Blöcke, Zylinder ausgeführt sein. Während das erste und zweite Element 61, 62 in der veranschaulichten Ausführungsform parallel verlaufen, ist dies weiterhin nicht notwendig. Die veranschaulichte Ausführungsform ist jedoch nützlich, um ausreichend Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Element 61, 62 zu halten, der zur Anordnung von zum Beispiel des sich fortsetzenden Brückenelementes 52 und einer Vielzahl von Federn 56, in dieser Ausführungsform Blattfedern, gestaltet ist. In dieser Ausführungsform sind die Saugvorrichtungen 54 in oder an dem Rahmen 60 vorhanden. In der gezeigten Ausführungsform dehnen sich das erste und zweite Element 61, 62 des Rahmens 60 in einer im Wesentlichen zu der Richtung, entlang welcher das Brückenelement 52 von der Basis 51 herunterhängt, parallel Richtung aus.
  • 2, 3 zeigen ferner Federn 56. Diese Federn sind in der gezeigten Ausführungsform als Blattfedern vorhanden und erstrecken sich zwischen dem Rahmen 60 und dem Brückenelement 52 des Wafergreifers 50. Wie in 3 gezeigt werden sich die Federn 56 bei Gebrauch ausdehnen, um einen Winkel zwischen einer durch den Wafer 10 und durch den Rahmen 60 verlaufenden Ebene 50 einzuschließen. Diese Öffnung der Federn 56 erlaubt eine gesteuerte Positionierung des Wafers hinter die Stifte 23 des Waferboots.
  • Außerdem überwinden die Federn 56 und die Positionierungsmittel Abweichungen von und Veränderungen in dem Ort der Platte 10 auf dem Waferboot. Es ist hierin beobachtet worden, dass eine Wafergreifer-Einheit gewöhnlich eine Vielzahl von Wafern in „Spalten“ positioniert, d. h. einen nach dem anderen. Während der Wafergreifer, wie ein Steuergerät oder Roboter hierin, seine Positionierung auf ein Erkennen eines spezifischen Waferboots anpassen kann, können irgendwelche Veränderungen in dem Ort von individuellen Platten 11 des Waferboots nicht mittels irgendeines der bekannten Wafergreifer-Einheiten kompensiert werden, sondern können mittels der Wafergreifer-Einheit gemäß der Erfindung kompensiert werden. In dem Fall, dass die Platte 11 eines Waferboots zu der Rückseite deformiert werden würde (d. h. die rechte Seite in der Ansicht der 3) wird der Rahmen 60 sich weiter zu der Platte 11 bewegen, damit die Positionierungsmitteln 57 die Platte 11 berühren. Als eine Konsequenz werden sich die Federn 56 deformieren und einen Abstand in der Richtung senkrecht zu der Platte 11 zwischen dem Rahmen 60 und dem Brückenelement erzeugen. Wenn die Platte andererseits zu der Vorderseite deformiert ist (d. h. die linke Seite in der Sicht der 3), muss der Rahmen sich zu dem Brückenelement 52 bewegen. Die Deformation der Federn 56 wird im Vergleich zu der Ansicht in 3 reduziert werden oder kann sich in der entgegengesetzten Richtung deformieren, d. h. in der Zeichnung nach links. Auf diese Weise wird ein angemessener Abstand zwischen der Platte 11 des Waferboots und dem Wafer 10 beibehalten, der ein Zerkratzen des Wafers an der Platte 11 des Waferboots verhindert oder zumindest signifikant reduziert. Man versteht, dass ein ähnlicher Mechanismus und Vorteil erhalten wird, wenn der Wafer aus dem Waferboot entfernt wird.
  • Weiter sichtbar in 3 ist, dass die Stifte 23 mit Kopfabschnitten eines größeren Durchmessers versehen sind. In dieser Ausführungsform hat der Kopfabschnitt die Form eines Kegelstumpfes, andere Formen sind aber ebenso möglich. Der Wafer 10 ist hierin hinter diesen Stiften 23 so positioniert, dass der Wafer 10 nicht zufällig von dem Waferboot fallen kann, sondern zwischen den Stiften 23 und der Platte 11 gehalten wird. Um den Wafer 10 in dieser Position einzusetzen, ist es wünschenswert, eine Bewegung einschließlich einer Drehung auszuführen, um die Haltestifte mit einem Endabschnitt mit einem größeren Durchmesser als einen Hauptabschnitt der Stifte 23 zu passieren. Gegenwärtig wird die Ladebewegung in zwei nachfolgenden Schritten ausgeführt, wobei der Wafergreifer zuerst relativ zu der Platte 11 des Waferboots mittels der Positionierungsmittel 57 positioniert wird. Danach wird die Basis 51 als Teil einer Greifer-Einheit mittels eines herkömmlich als Robotereinrichtung bezeichneten Antriebsmittels bewegt. Diese Robotereinrichtung ist geeignet konfiguriert, um Bewegungen in sechs Dimensionen auszuführen. Damit der Wafer die Endabschnitte der Stifte 23 passiert, muss eine Drehbewegung ausgeführt werden, die Federn 56 können hierbei deformiert, insbesondere unterschiedlich deformiert werden, um die Drehung und/oder die Bewegung zu ermöglichen, die nicht vollständig parallel zu dem Rahmen 60 ist. In geeigneter Weise folgt der Drehbewegung eine Korkenzieher-Bewegung oder wenigstens eine Bewegung derart, dass der Wafer eine kreisförmige, ovale und/oder spiralförmige Bahnkurve ausführt. Auf diese Art kann der Wafer 10 hinter alle haltenden Stifte 23 bewegt werden. Gewöhnlich ist, wie in 1 ersichtlich, eine Vielzahl von Haltestiften vorhanden. In 1 können fünf Stifte um ein einzelnes Loch der ersten Platte 11 vorhanden sein. Man beobachtet der Klarheit willen, dass 3 etwas vereinfacht relativ zu der 2 ist und lediglich eine einzelne Saugvorrichtung 54 und einen einzelnen Schlauch 53 zeigt.
  • 4 zeigt im Wesentlichen die gleiche Seitenansicht wie 3 aber für einen modifizierten Wafergreifer 50. In der Tat entspricht die gezeigte Seitenansicht der Vorderansicht von 2 genau wie die der 3. In der in 4 gezeigten Ausführung ist das Positionierungsmittel auf einer Seite des lediglich für den Wafer 10 reservierten Zwischenraumes vorhanden, d. h. auf der oberen Seite in der Darstellung von 4. Während die Gegenwart des Positionierungsmittels 57 auf der Oberseite als nützlich erachtet wird, ist es nicht ausgeschlossen, dass die Unterseite oder die Seitenfläche gewählt werden könnten.
  • Ferner kann nicht ausgeschlossen werden, dass mehr als ein Positionierungsvorsprung 57 auf der gewählten Oberseite vorhanden ist. Auf der Unterseite ist kein Vorsprung vorhanden. Vielmehr ist der entsprechende Stift 23 auf dem Waferboot mit einer Abstandsschicht 67 versehen, zum Beispiel als eine Schicht von Siliziumnitrid oder einem anderen Material, das bei PECVD-Abscheidungsprozessen benutzten Temperaturen standhält, ausgeführt.
  • 5 zeigt wiederum eine weitere Ausführung des Wafergreifers 50, die sich von der in 3 und 4 unterscheidet und weiter der Ansicht von 2 entspricht. In dieser Ausführungsform ist das Waferboot weiter mit einem Bootausdehnungsstift 24 versehen, der an einem unteren Niveau als ein unterer der Haltestifte 23 angeordnet ist. Der Bootausdehnungsstift 24 kann wirksam unterhalb des Haltestifts 23 angeordnet sein, aber muss es nicht notwendigerweise sein. Der Bootausdehnungsstift 24 ist mit einer Abstandsschicht 67 versehen und ist konfiguriert, in Kontakt mit dem Rahmen 60 der Wafergreifer-Einheit zu sein. Diese Stifte 24 sind nicht beabsichtigt, um den Wafer zu halten, sondern werden lediglich benutzt als Beistand für den Rahmen 60 (definierend eine Greiferebene) zusätzlich zu den Greifervorsprüngen 57. Die zusätzlichen Bootausdehnungsstifte sind eine optionale Ausführung, andere Formen sind auch möglich. Vorzugsweise ist die Gesamtzahl von Abstandshaltern 68 und Stiften 23, 24, auf welchen der Rahmen 60 positioniert ist, mehr als drei, um den Wafer im Wesentlichen parallel zu der ersten Platte 11 des Waferboots zu halten.
  • 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Wafergreifers 50. Hierbei ist das Brückenelement 52 kürzer als in der ersten Ausführungsform der 2 - 3. Das Brückenelement 52 ist hierbei zwischen der Basis 51 und dem Rahmen 60 angeordnet. In dieser Ausführungsform weist der Rahmen 60 die Form einer mit einer Öffnung 64 versehenen Platte auf. Wie in der ersten Ausführungsform sind die Positionierungsmittel 57 an dem Rahmen 60 vorhanden. Während der Rahmen mit dem Brückenelement mittels einer fixierten Verbindung verbunden ist, ist eine elastische Verbindung bzw. Kopplung zwischen dem Rahmen 60 und einer Halteplatte 70 vorhanden. Diese Halteplatte 70 umfasst die Saugvorrichtungen 54 und ist somit zum Halten eines Wafers 10 ausgelegt. Die elastische Verbindung ist wiederum eine Ausführung durch Blattfedern 56. Es ist in 4 sichtbar, dass die Blattfedern 56 an der Seite des Rahmens 60 und der Halteplatte 70 von dem Wafer 10 wegweisend angebracht sind.
  • In dieser Ausführungsform sind die Positionierungsmittel 57 in einer festen Beziehung zu dem Brückenelement 52 fixiert. Es ist daher in dieser Ausführung bevorzugt, dass die Positionierungsmittel etwas überdimensioniert sind, d. h. eine etwas größere Höhe als gemäß der mittleren Positionierung des Brückenelements 52 relativ zu der ersten Platte 11 des Waferboots notwendig aufweisen. Es ist beobachtet worden, dass der Ausdruck „etwas größere Höhe“ in dem Kontext der gewöhnlichen Abmessungen zu sehen ist. Mit einer Stifthöhe von gewöhnlich 0,7 mm oder weniger wird der effektive Abstand zwischen dem Brückenelement 52 und der Platte 11 höchstens einige mm sein und kann so klein wie 1 - 2 mm sein. Die größere Höhe der Positionierungsmittel ist somit lediglich in der Größenordnung von 0.1-1 mm, gewöhnlich 0,1 - 0,5 mm oder sogar 0,1 - 0,3 mm.
  • In dieser Ausführungsform wird jede durch die Basis 51 erzeugte Bewegung über die Federn 56 auf die Halteplatte 70 übertragen, wenn die Positionierungsmittel 57 die erste Platte 11 berühren. Je größer die Ausdehnung der Feder 56 umso stärker ist die Gegenkraft. Dies erzeugt eine inhärente Tendenz, dass der Wafer 10 nicht zu weit zu der Platte 11 bewegt wird, während der Translations- und insbesondere der Drehbewegung und nachfolgenden Bewegung, um den Wafer 10 hinter die Stifte 23 des Waferboots einzusetzen. Als eine Konsequenz ermöglichen die Federn 56 eine gesteuerte Bewegung des Wafers, die ein Zerkratzen verhindern kann.
  • In diesem Kontext ist beobachtet worden, dass die gesteuerte Bewegung nicht lediglich ein Zerkratzen reduziert, sondern ferner benutzt werden kann, um die Höhe der Stifte 23 zu verringern. Das Letztere würde gewöhnlich die Gefahr eines Zerkratzens erhöhen, aber es wurde gefunden, eine bessere Abscheidung bereitzustellen.
  • 7 zeigt eine dritte Ausführungsform des Wafergreifers 50 gemäß der Erfindung. Wie in der ersten, in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Rahmen 60 hierbei elastisch mit dem Brückenelements 52 verbunden bzw. gekoppelt, das gemäß einem bevorzugten Gestaltung als ausgedehnte Platte, die sich weit in einen durch den Rahmen 60 definierten Hohlraum erstreckt, geformt ist. Die elastische Verbindung bzw. Kopplung ist wiederum mittels von Blattfedern 56 ausgeführt. Jedoch ist sie nicht als begrenzend aufzufassen und die Blattfedern können durch irgendeine andere Art von auf dem Fachgebiet bekannten Federn ersetzt werden. Unterschiedlich zu der Ausführungsform in 2 aber vergleichbar mit derjenigen von 4 sind die hierbei auf oder in einer Halteplatte 70 angeordneten Saugvorrichtungen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Halteplatte 70 an dem Brückenelement 52 fixiert. Die Halteplatte 70 ist im Wesentlichen kreisförmig. Dies wird als vorteilhaft erachtet, um eine optimale Drehung der Halteplatte 70 während des Einsetzens des Wafers 10 hinter die Stifte des Waferboots zu ermöglichen. Die Kreisform der Halteplatte ist einer kreisförmigen Öffnung um die Halteplatte 70 angepasst. Um Platz für die Halteplatte 70 zu lassen, sind das erste und zweite Element 61, 62 des Rahmens hierbei mit einem sich nach außen erstreckenden Abschnitt hierbei mit einer winkeligen Gestaltung versehen.
  • In der in 7 gezeigten Ausführungsform werden die Positionierungsmittel 57 - nicht gezeigt in 7 - die Platte 11 und/oder die Haltestifte 23, 24 des Waferboots kontaktieren. Die Federn 56 stellen eine Toleranz für irgendeine Deformation des Waferboots entweder vorwärts oder rückwärts bereit. Da eine Vielzahl von Federn vorgesehen ist, die über die Ausdehnung des Rahmens 60 verteilt sind, ist es ferner möglich, mehr lokale Deformationen des Waferboots zu tolerieren. In letzterem Fall werden sich nicht alle Federn gleich deformieren. Nach dieser Positionierung der Positionierungsmittel 57 in Kombination mit einer Betätigung der Federn 56 kann der Wafer 10 hinter den Haltestiften 23 des Waferboots mittels der Drehbewegung der Basis 51 eingesetzt werden und somit auch der Rest des Greifers. Die Federn 56 und der Rahmen 60 werden voraussichtlich eine Gegenkraft gegen eine Bewegung auf das Waferboot zu ausüben. Sie werden somit dämpfen und einen Widerstand gegen eine zu starke Bewegung bereitstellen. Damit tragen die Positionierungsmittel 57 und Federn 56 dazu bei, ein Zerkratzen durch ein Halten des Wafers in ausreichendem Abstand von dem Waferboot infolge der Positionierung und/oder durch Bereitstellen eines Widerstands gegen eine zu starke Bewegung auf das Waferboot zu während des Einsetzens des Wafers hinter die Stifte des Waferboots - was entsprechend eine Drehbewegung umfasst - zu reduzieren.
  • 8 zeigt in einer grafischen Ansicht einen Teil eines Waferboots. Die Platte 11 umfasst Fenster oder Hohlräume 13. Die Platte 11 ist weiter mit einer Vielzahl von um jedes Fenster 13 angeordneten Haltestiften 23 versehen. Diese sind derart angeordnet, dass ein Wafer 10 zu der ersten Platte 11 das Fenster 13 abdeckt. In der Figur sind einige Situationen dargestellt: ein erstes Fenster 13 (auf der rechten Seite) ist noch unbedeckt (kein Wafer platziert); ein Wafer 10 ist vor einem zweiten Fenster 13 (in der Mitte) vorhanden und ein Rahmen 60 eines Wafergreifers ist vor dem dritten Fenster 13 gezeigt (auf der linken Seite), um einen Wafer 10 zu laden oder einen Wafer 10 zu entladen. Entsprechend der in 5 gezeigten Ausführungsform sind nicht nur die HalteBootsstifte 23 sondern auch die Bootausdehnungsstifte 24 vorhanden. Es ist außerdem sichtbar, dass Vorsprungmittel 57 an Stellen auf der Platte 11 angeordnet sind, wo keine Stifte 23, 24 vorhanden sind. Es gibt überdies einen Stift 23, der von dem Rahmen 60 abgedeckt ist, der auch zu der Fixierung des Wafers 10 auf der ersten Platte 11 beiträgt. Jedoch ist der Bootausdehnungs-Stift 24 etwas weiter von dem Fenster 13 weg lokalisiert. Unter normalen Bedingungen kann dieser Stift 24 nicht oder nur zu einem begrenzten Maß zur Fixierung des Wafers 10 beitragen.
  • Die Erfindung enthält weiter folgende Ausführungsformen.
  • In einer Ausführungsform ist eine Wafergreifer-Einheit mit wenigstens einem Wafergreifer versehen, der (1) einen mit einer Basis 51 in einer ersten Zone versehenen Wafergreifer 50 (zum Beispiel eine Greiferplatte), wobei der Greifer mit einem Brücken- oder Stützelement 52 und einer Halteplatte 70 in einer zweiten, zum Koppeln bzw. Verbinden mit einem Wafer gestalteten Zone gekoppelt bzw. verbunden ist; (2) Vakuummittel umfassend einen Schlauch 53 zum Anlegen eines Unterdrucks und wenigstens eine so mit einer Saugvorrichtung 54 versehene, zum Halten eines Wafers mittels des angelegten Unterdrucks gestaltete Saugzone; (3) eine mit einem elastischen Kopplungsmittel 56 mit dem Greifer 50 verbundene Haltevorrichtung 60 und umfassend ein erstes, mit der wenigstens einen Saugzone zum Halten eines Wafers versehenes Element 61 umfasst. Hierin ist der Wafergreifer ferner mit zum Kontakt mit einem Waferboot 1 gestalteten Positionierungsmitteln 57 versehen, um den Wafergreifer 50 in einem vordefinierten Abstand von dem Waferboot 1 zu positionieren.
  • Vorzugsweise sind die Positionierungsmittel 57 mit der zweiten Zone des Greifers 50 verbunden. Zum Beispiel ist der Greifer 50 in der zweiten Zone mit einer Öffnung oder einem Hohlraum versehen, in dem die Haltevorrichtung 60 angeordnet ist. Die Positionierungsmittel 57 sind vorzugsweise Teil der Haltevorrichtung 60. In einer Ausführung erstreckt sich das erste Element 61 der Haltevorrichtung 60 im Wesentlichen parallel zu dem Greifer (Platte) 50 und die Positionierungsmittel 57 sind zumindest teilweise an dem ersten Element 61 vorhanden. Vorzugsweise ist die zweite Zone der Greiferplatte 50 von der ersten Zone entlang einer Haupterrichtung beabstandet und wobei das erste Element 61 sich im Wesentlichen parallel zu der Hauptrichtung erstreckt. Die Haltevorrichtung 60 umfasst geeignet weiter ein zweites Element 62, das sich im Wesentlichen parallel zu dem ersten Element 61 erstreckt, welches erstes und zweites Element 61, 62 verbunden sind. Hierin können das erste und zweite Element 61, 62 als Stäbe ausgeführt sein.
  • In einer Ausführungsform sind die Positionierungsmittel 57 und die Haltevorrichtung 60 gegenseitig derart angeordnet, dass die Positionierungsmittel 57 an einer Stelle angrenzend an einen für einen Wafer gestalteten Raum angeordnet sind. Hierin sind die Positionierungsmittel 57 vorzugsweise als wenigstens ein bei einem Gebrauch auf das Waferboot 1 zu ausgedehnter Vorsprung ausgeführt. Geeignet umfassen die Positionierungsmittel 57 einen ersten, an dem Ort, der an den für einen Wafer gestalteten Raum angrenzt, angeordneten Vorsprung und einen zweiten, an einem Ort angrenzend an den Raum und an einer Seite davon entgegengesetzt zu dem ersten Vorsprung angeordneten Vorsprung. In einer Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Vorsprung eine als Kontaktschicht mit dem Waferboot gestaltete Kontaktschicht.
  • In einer Ausführung sind die elastischen Kopplungsmittel als eine oder mehrere Federn 56 zwischen der Haltevorrichtung 60 und dem Greifer 50 ausgeführt. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Federn vorhanden. Weiter bevorzugt sind die Federn Blattfedern.
  • Ferner ist in einer Ausführungsform ein System aus einer zuvor beschriebenen Wafergreifer-Einheit und einem Waferboot 1 vorgesehen. Hierin umfasst das Waferboot 1 eine Platte 11, 21 und eine Vielzahl von von der Platte 11, 21 vorstehenden Halteelementen 23 und wobei der Wafergreifer zur Einbringung eines Wafers zwischen den Halteelementen 23 des Waferboots 1 gestaltet ist. Vorzugsweise sind die Halteelemente 23 mit einem Hauptabschnitt und einem Endabschnitt versehen, wobei sich der Hauptteil zwischen der Platte des Waferboots und dem Endabschnitt erstreckt, wobei der Endabschnitt einen größeren Durchmesser als der Hauptabschnitt aufweist. In einer Ausführung weist der Endabschnitt eine Kegelstumpfform auf. Vorzugsweise ist das Waferboot 1 mit Positionierungselementen zur Zusammenarbeit mit den Positionierungsmitteln der Wafergreifer-Einheit versehen. In einer Ausführung umfasst die Platte 11, 21 des Waferboots Graphit.
  • In einer wiederum anderen Ausführungsform ist eine Verwendung einer zuvor beschriebenen Wafergreifer-Einheit zum Laden eines Wafers auf ein Waferboot und/oder zum Ausladen des Wafers aus dem Waferboot vorgesehen, vorzugsweise, um ein System, wie hierin zuvor beschrieben zu bilden. Vorzugsweise ist der Wafer ein Wafer gemäß einer Prozessierung zur Bildung einer Solarzelle.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle die Schritte eines:
    • - Ladens wenigstens eines Wafers auf ein Waferboot umfassend gegenseitig getrennte Elektroden,
    • - Transportierens des Waferboots mit dem wenigstens einen Wafer in eine Abscheidungskammer einer Vorrichtung zur Plasma-verstärkten chemischen Abscheidung aus der Gasphase (PECVD),
    • - Auftragens wenigstens einer Schicht auf den wenigstens einen Wafer auf dem Waferboot mittels Plasma-verstärkter chemischer Abscheidung aus der Gasphase (PECVD),
    • - Transportierens des Waferboots aus der Abscheidungskammer heraus und
    • - Entladens des wenigstens einen Wafers aus dem Waferboot, wobei die Wafergreifer-Einheit, wie hierin zuvor beschrieben, für das Laden und das Ausladen des wenigstens einen Wafers aus dem Waferboot verwendet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4799451 [0009]
    • US 8556315 B2 [0010, 0031, 0045]

Claims (15)

  1. Wafergreifer-Einheit versehen mit wenigstens einem Wafergreifer, der umfasst: - eine Basis, - ein von der Basis herunterhängendes Brückenelement, - einen Rahmen, der mit dem Brückenelement verbunden ist und der mit zum Kontakt mit einem Waferboot ausgelegten Positionierungsmitteln versehen ist, um den Rahmen in einem vordefinierten Abstand von dem Waferboot zu positionieren, - Vakuummittel umfassend einen Schlauch zum Anlegen eines Unterdrucks und wenigstens eine zum Halten eines Wafers mittels des angelegten Unterdrucks ausgelegte Saugvorrichtung, wobei eine elastische Verbindung zwischen entweder dem Rahmen und dem Brückenelement oder zwischen dem Rahmen und der wenigstens einen Saugvorrichtung vorhanden ist.
  2. Wafergreifer-Einheit nach Anspruch 1, wobei die elastische Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Brückenelement vorhanden ist.
  3. Wafergreifer-Einheit nach Anspruch 2, wobei die elastische Verbindung als wenigstens eine zur Deformation in zwei entgegengesetzten Richtungen relativ zu dem Rahmen ausgelegte Feder ausgeführt ist.
  4. Wafergreifer-Einheit nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine Saugvorrichtung an dem Rahmen definiert ist.
  5. Wafergreifer-Einheit nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine Saugvorrichtung an einer Halteplatte vorhanden ist, die mit dem Rahmen oder dem Brückenelement verbunden ist.
  6. Wafergreifer-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine Saugzone an einer mit dem Rahmen verbundenen Halteplatte definiert ist und wobei die Halteplatte elastisch mit dem Rahmen verbunden ist.
  7. System aus einer Wafergreifer-Einheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und einem Waferboot.
  8. System nach Anspruch 7, wobei das Waferboot mit Positionierungselementen zur Zusammenarbeit mit den Positionierungsmitteln der Wafergreifer-Einheit versehen ist.
  9. Verwendung einer Wafergreifer-Einheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1-6 zum Laden eines Wafers auf ein Waferboot und/oder zum Entladen des Wafers aus dem Waferboot, vorzugsweise um ein System nach Anspruch 7 zu bilden.
  10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei der Wafer ein Wafer gemäß einer Prozessierung zur Bildung einer Solarzelle ist.
  11. Verwendung nach Anspruch 9 umfassend die Schritte eines: - Befestigens wenigstens eines Wafers an der Wafergreifer-Einheit und Haltens des wenigstens eines Wafers durch Anlegen eines Unterdrucks über die wenigstens eine Saugvorrichtung des Wafergreifers, - Positionierens der Wafergreifer-Einheit zu dem Waferboot derart, dass Positionierungsmittel wenigstens eines Wafergreifers eine Platte des Waferboots berühren, - Drehens der Wafergreifer-Einheit entlang einer im Wesentlichen durch den Wafer verlaufenden Achse, um den Wafer hinter wenigstens ein Halteelement an der Platte des Waferboots zu bewegen, - Entfernens des Unterdrucks, wenn der wenigstens eine Wafer an der Platte des Waferboots hinter dem wenigstens einen Halteelement befestigt worden ist.
  12. Verwendung nach Anspruch 11 weiter umfassend den Schritt eines Bewegens des Wafergreifers, vorzugsweise gemäß einer Korkenzieher-Bewegung, nach der Drehung, um den Wafer hinter einer Vielzahl von an gegenüberliegenden Seiten des Wafers angeordneten Halteelementen anzuordnen.
  13. Verwendung nach Anspruch 9 umfassend die Schritte eines - Positionierens der Wafergreifer-Einheit zu dem Waferboot derart, dass Positionierungsmittel wenigstens eines Wafergreifers eine Platte des Waferboots berühren, - Bewegens der Wafergreifer-Einheit derart, dass wenigstens eine Saugvorrichtung mit einem an dem Waferboot befestigten Wafer in Kontakt ist und Anbringens des Wafers an der wenigstens einen Saugvorrichtung durch Anlegen eines Unterdrucks über die Saugvorrichtung, - Drehens der Wafergreifer-Einheit, vorzugsweise entlang einer im Wesentlichen durch den Wafer verlaufenden Achse, um den Wafer von hinter dem wenigstens einen Halteelement an der Platte des Waferboots freizusetzen, - auf Beendigung der Freisetzung des einen oder mehrerer Wafer Bewegens der Wafergreifer-Einheit, um den einen oder die mehreren Wafer aus dem Waferboot an einen vordefinierten Ort zu transportieren und passend - Anordnens des einen oder der mehreren Wafer an dem vordefinierten Ort und Entfernens des Unterdrucks.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle umfassend die Schritte eines: - Ladens wenigstens eines Wafers auf ein Waferboot umfassend gegenseitig getrennte Elektroden, - Transportierens des Waferboots mit dem wenigstens einen Wafer in eine Abscheidungskammer einer Vorrichtung zur Plasma-verstärkten chemischen Abscheidung aus der Gasphase (PECVD), - Auftragens wenigstens einer Schicht auf dem wenigstens einen Wafer auf dem Waferboot mittels einer Plasma-verstärkten chemischen Abscheidung aus der Gasphase (PECVD), - Transportierens des Waferboots aus der Abscheidungskammer und - Ausladens des wenigstens einen Wafers aus dem Waferboot, wobei die Wafergreifer-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-17 zum Laden und Ausladen des wenigstens einen Wafers aus dem Waferboot verwendet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Ladeschritt die Verwendung nach einem Anspruch 12 oder 13 umfasst.
DE102018004436.0A 2017-06-06 2018-06-05 Wafergreifer-einheit, system und verwendung davon Pending DE102018004436A1 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17000956.7 2017-06-06
EP17000956 2017-06-06
EP17001191 2017-06-07
EP17001191.0 2017-06-07
NL2019031A NL2019031B1 (en) 2017-06-07 2017-06-08 Wafer gripper assembly, system and use thereof
NL2019031 2017-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018004436A1 true DE102018004436A1 (de) 2018-12-06

Family

ID=64278985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018004436.0A Pending DE102018004436A1 (de) 2017-06-06 2018-06-05 Wafergreifer-einheit, system und verwendung davon

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20180133335A (de)
CN (1) CN109003934B9 (de)
DE (1) DE102018004436A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114102216A (zh) * 2021-12-14 2022-03-01 安徽光智科技有限公司 一种光学镜片装夹用连接工装

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148576B (zh) * 2019-05-27 2020-12-29 义柏应用技术(深圳)有限公司 一种用于半导体晶圆传送的机械夹持装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4799451A (en) 1987-02-20 1989-01-24 Asm America, Inc. Electrode boat apparatus for processing semiconductor wafers or the like
US8556315B2 (en) 2009-03-31 2013-10-15 Ats Automation Tooling Systems Inc. Vacuum gripper assembly

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080549A (en) * 1987-05-11 1992-01-14 Epsilon Technology, Inc. Wafer handling system with Bernoulli pick-up
JP2801014B2 (ja) * 1988-06-17 1998-09-21 アドヴァンスド、セミコンダクター・マテリアルズ・アメリカ・インコーポレーテッド ベルヌーイのピックアップを備えるウエーハ取り扱いシステム
US6608370B1 (en) * 2002-01-28 2003-08-19 Motorola, Inc. Semiconductor wafer having a thin die and tethers and methods of making the same
JP4323129B2 (ja) * 2002-02-15 2009-09-02 株式会社ディスコ 板状物の搬送機構
JP2007157996A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd ワーク搬送装置及びワーク搬送方法
JP4740414B2 (ja) * 2007-04-24 2011-08-03 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置
JP2010258129A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Seiko Epson Corp 吸引保持装置、吸引保持方法、搬送装置、及び搬送方法
US20120315113A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-13 Tokyo Electron Limited Substrate holder, substrate transfer apparatus, and substrate processing apparatus
JP5543813B2 (ja) * 2010-03-23 2014-07-09 日東電工株式会社 ワーク搬送方法およびワーク搬送装置
DE102011109648A1 (de) * 2011-08-05 2013-02-07 Centrotherm Thermal Solutions Gmbh & Co. Kg Greifer und Roboter zum Greifen oder Halten eines Substrats
US9224906B2 (en) * 2012-03-20 2015-12-29 Tempress Ip B.V. Method for manufacturing a solar cell
JP2014072321A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi High-Technologies Corp 板状体保持機構、基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法
DE102013220252A1 (de) * 2013-10-08 2015-04-09 Rudolph Technologies Germany Gmbh Halte- und Drehvorrichtung für flache Objekte
CN104795463B (zh) * 2014-01-21 2017-02-15 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 一种生产异质结太阳能电池的pecvd设备及工作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4799451A (en) 1987-02-20 1989-01-24 Asm America, Inc. Electrode boat apparatus for processing semiconductor wafers or the like
US8556315B2 (en) 2009-03-31 2013-10-15 Ats Automation Tooling Systems Inc. Vacuum gripper assembly

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114102216A (zh) * 2021-12-14 2022-03-01 安徽光智科技有限公司 一种光学镜片装夹用连接工装
CN114102216B (zh) * 2021-12-14 2023-10-03 安徽光智科技有限公司 一种光学镜片装夹用连接工装

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180133335A (ko) 2018-12-14
CN109003934B (zh) 2024-03-19
CN109003934A (zh) 2018-12-14
CN109003934B9 (zh) 2024-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69204940T2 (de) Mit Diamant überzogener, gegossener Feldemissions-Elektronenemitter und Verfahren zur Herstellung desselben.
DE19649508B4 (de) Halter für Halbleiterplatten
DE2413942B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Dünnfilm-Feldemissions-Elektronenquellen
DE102018004436A1 (de) Wafergreifer-einheit, system und verwendung davon
WO2012000679A1 (de) Verfahren zum stapeln von blättern, insbesondere zur fertigung einer lithium-ionen-batterie
WO2020078740A1 (de) Haftstempel und verfahren zum transfer fehlender halbleiterchips
EP2920821A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufbringen von kontaktdrähten auf solarzellenwafer
DE102012102239B4 (de) Substrataufnahmeverfahren und Substrattrennungssystem
EP3178109B1 (de) Substratträger
EP3890082A1 (de) Kontinuierliches stapeln von zuschnitten mindestens einer folien- oder membran-artigen warenbahn auf einen stapel
DE69021952T2 (de) Vorrichtung zur Handhabung von Halbleiterplättchen.
WO2024052291A1 (de) Transferstempel und verfahren zum erzeugen eines transferstempels
DE102011051347A1 (de) Verfahren zum Ausbilden eines dreidimensionalen Bauteils und dreidimensionales Bauteil mit Halterahmen
DE69402105T2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Elektreten
EP1435106B1 (de) Hebe- und stützvorrichtung
DE102014116342B4 (de) Substrathaltevorrichtung und Verfahren zum Prozessieren eines Substrats
DE102020111231B3 (de) Endeffektor mit Stabilisierungsbeinen für Kommissionierroboter, Kommissionierroboter mit einem solchen Endeffektor und Verfahren zum Steuern eins Kommissionierroboters
DE102009025681A1 (de) Wafer-Kassettenvorrichtung und Verfahren zum gemeinsamen Bearbeiten einer Mehrzahl von Waferstapeln und Kontaktschieber
DE3620223A1 (de) Einrichtung zum herstellen einer halbleitervorrichtung
DE102018219079A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stapels von Elektrodenelementen sowie Stapel von Elektrodenelementen
DE2223288A1 (de) Pyroelektrische Photol?atode fuer Bildaufnahmeroehren
DE102017100620A1 (de) Produktgreifer
DE102011079222B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Struktur
WO2010094278A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bilden einer paketartigen back-to-back-wafercharge
DE10214550A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für den Transport von plattenförmigen Substraten von elektronischen Bauteilen und/oder Informationen