DE102018112632B4

DE102018112632B4 - Substrathalteranordnung und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102018112632B4
Application number: DE102018112632.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Voigtlaender; Thomas Steiner; Manfred Bucher; Mathias Male
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2038-05-26
Also published as: DE102018112632A1

Abstract

Substrathalteranordnung (100), die Folgendes aufweist:
eine Stützstruktur (102), die ausgelegt ist, um ein Substrat (120) auf einer oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) zu stützen;
eine Substratkante-Schutzstruktur (104);
ein Positionierungssystem (106), das ausgelegt ist, um die Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) zu positionieren, um einen Kantenbereich (120e) des Substrats (120), der sich in einem Spalt (113) zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) befindet, zu schützen, wobei das Positionierungssystem (106) eingerichtet ist
Daten (106d) zu empfangen, die einer Dicke (120d) des Substrats (120) zugeordnet sind, und
die Substratkante-Schutzstruktur (104) basierend auf den Daten (106d), die der Dicke (120d) des Substrats (120) zugeordnet sind, zu positionieren, wobei das Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur (104) ein Anpassen einer Höhe (113h) des Spalts (113) aufweist derart, dass ein vordefinierter verbleibender Spalt zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und dem Substrat (120) verbleibt.

Description

Technisches Gebiet
Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf eine Substrathalteranordnung, z. B. eine Wafer-Chuck-Anordnung, und Verfahren dazu, z. B. ein Verfahren zur Handhabung eines Substrats mittels einer Substrathalteranordnung.
Hintergrund der Erfindung
Im Allgemeinen kann ein Substrat mittels verschiedener Arten von Bearbeitungswerkzeugen bearbeitet werden. Bei dem Substrat kann es sich um ein beliebiges in der Bearbeitung von Halbleitern verwendetes Substrat, z. B. einen Halbleiterwafer etc., handeln, und die Bearbeitungswerkzeuge können beispielsweise Ätzwerkzeuge, Schleifwerkzeuge, Temperwerkzeuge, Lithographiewerkzeuge, Beschichtungswerkzeuge etc. sein. Das Substrat kann mittels eines Substrathalters z. B. innerhalb des jeweiligen Bearbeitungswerkzeugs positioniert werden. Verschiedene Arten von Substrathaltern können bei der Halbleiterbearbeitung bereits in Verwendung sein. Beispielsweise kann ein Wafer-Chuck derart gestaltet sein, dass er jede Seite eines Wafers physisch berührt, wobei eine Hauptbearbeitungsoberfläche des Wafers vom Wafer-Chuck abgewandt ist. Innerhalb des Bearbeitungswerkzeugs kann die Hauptbearbeitungsoberfläche (z. B. die Vorderseite oder die Rückseite) des Wafers wie gewünscht bearbeitet werden. Bei verschiedenen Halbleiterprozessen kann es erwünscht sein, einen Teil eines Wafers (z. B. eine Außenkante des Wafers) während der Bearbeitung zu schützen, z. B. den Teil des Wafers mittels einer Schutzstruktur abzudecken, um eine erhebliche Bearbeitung dieses Teils des Wafers zu vermeiden. In US 2013 / 0 288 477 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats beschrieben, wobei das Substrat während des Beschichtens mittels einer Klemme an einem entsprechend geeigneten Chuck fixiert wird. Beim Fixieren des Substrats mittels der Klemme wird ein vordefinierter Abstand eingestellt, welcher der Dicke des Substrats entspricht zum Sicherstellen der mechanischen Fixierung. In US 2014 / 0 311 676 A1 ist ein Substrathalter zum Montieren eines Substrats beschrieben, wobei ein Ringelement derart positioniert und ausgestaltet ist, dass ein Spalt zwischen der Vorderseite des Substrats und der Rückseite des Ringelements bereitgestellt ist. In US 2014 / 0 235 063 A1 ist ein Waferkante-Schutzring sowie dessen Verwendung in einer Plasmaprozesskammer beschrieben.
Kurzdarstellung
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf eine Substrathalteranordnung gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, ein Halbleiter-Bearbeitungswerkzeug mit einer entsprechenden Substrathalteranordnung gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 15 bis 20 sowie eine Wafer-Chuck-Anordnung gemäß dem Anspruch 21 oder 22.
Kurzbeschreibung der Figuren
In den Zeichnungen beziehen sich identische Bezugszeichen im Allgemeinen in allen verschiedenen Ansichten auf dieselben Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise im Maßstab ausgeführt, sondern der Schwerpunkt liegt im Allgemeinen darin, die Prinzipien der Erfindung zu verdeutlichen. In der nachstehenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung bezugnehmend auf die nachstehenden Zeichnungen beschrieben, wobei Folgendes gilt:

1 A zeigt eine Substrathalteranordnung nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
1B zeigt eine Substrathalteranordnung nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Schnittansicht;
1C zeigt eine Substrathalteranordnung und ein Substrat nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Schnittansicht;
1D zeigt schematisch eine Substrathalteranordnung mit einer Substratkante-Schutzstruktur nach verschiedenen Ausführungsformen in zwei verschiedenen Ruhepositionen;
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Handhabung eines Substrats mittels einer Substrathalteranordnung nach verschiedenen Ausführungsformen;
3 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug mit verschiedenen Bearbeitungsmodulen zum Bearbeiten eines Substrats nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht;
4A und 4B zeigen ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Handhabung eines Substrats mittels einer Substrathalteranordnung nach verschiedenen Ausführungsformen;
5 stellt ein Bearbeitungswerkzeug mit einer Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Substrats nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht;
6A und 6B zeigen jeweils einen Wafer in einer schematischen Draufsicht bzw. einer schematischen Schnittansicht; und
7A und 7B zeigen jeweils eine Waferkante-Schutzstruktur in einer schematischen Draufsicht bzw. einer schematischen Schnittansicht.

Beschreibung
Die nachstehende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen, die spezifische Details und Ausführungsformen, in welchen die Erfindung umgesetzt werden kann, illustrativ darstellen. Diese Ausführungsformen sind ausreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen. Andere Ausführungsbeispiele können verwendet werden, und strukturelle, logische und elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsformen sind nicht gegenseitig ausschließend, da einige Ausführungsformen mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, um neue Ausführungsformen zu bilden. Verschiedene Ausführungsformen werden in Verbindung mit Verfahren beschrieben, und verschiedene Ausführungsformen werden in Verbindung mit Vorrichtungen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass in Verbindung mit Verfahren beschriebene Ausführungsformen in ähnlicher Weise auf die Vorrichtungen angewandt werden können und umgekehrt.
Die Termini „wenigstens einer“ und „ein oder mehrere“ sind dahingehend zu verstehen, dass sie jede beliebige Ganzzahl, die größer oder gleich eins ist, also eins, zwei, drei, vier, [...] etc., einschließen. Der Terminus „eine Mehrzahl“ ist dahingehend zu verstehen, dass er jede beliebige Ganzzahl, die größer oder gleich zwei ist, also zwei, drei, vier, fünf, [...] etc., einschließt.
Der Ausdruck „wenigstens einer von“ kann, wenn er sich auf eine Gruppe von Elementen bezieht, hierin dahingehend verwendet werden, dass er wenigstens ein Element aus der aus den Elementen bestehenden Gruppe bezeichnet. Beispielsweise kann der Ausdruck „wenigstens einer von“ bezogen auf eine Gruppe von Elementen hierin verwendet werden, um eine Auswahl von Folgendem zu bezeichnen: eines der aufgeführten Elemente, eine Mehrzahl von einem der aufgeführten Elemente, eine Mehrzahl von einzeln aufgeführten Elementen oder eine Mehrzahl einer Vielzahl von aufgeführten Elementen.
Das Wort „über“, das hierin verwendet wird, um das Bilden eines Merkmals, z. B. einer Schicht „über“ einer Seite oder Oberfläche zu beschreiben, kann verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Merkmal, z. B. die Schicht, „direkt auf“, z. B. in direktem Kontakt mit, der implizierten Seite oder Oberfläche gebildet wird. Das Wort „über“, das hierin verwendet wird, um das Bilden eines Merkmals, z. B. einer Schicht „über“ einer Seite oder Oberfläche zu beschreiben, kann verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Merkmal, z. B. die Schicht, „indirekt auf“ der implizierten Seite oder Oberfläche gebildet wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Seite oder Oberfläche und der gebildeten Schicht angeordnet werden.
In ähnlicher Weise kann das Wort „abdecken“, das hierin verwendet wird, um ein Merkmal zu beschreiben, das über einem anderen verteilt wird, z. B. eine Schicht, die eine Seite oder Oberfläche „abdeckt“, verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Merkmal, z. B. die Schicht, über und in direktem Kontakt mit der implizierten Seite oder Oberfläche verteilt wird. Das Wort „abdecken“, das hierin verwendet wird, um ein Merkmal zu beschreiben, das über einem anderen verteilt wird, z. B. eine Schicht, die eine Seite oder Oberfläche „abdeckt“, kann verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Merkmal, z. B. die Schicht, über und in indirektem Kontakt mit der implizierten Seite oder Oberfläche verteilt wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Seite oder Oberfläche und der abdeckenden Schicht angeordnet werden.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substrat wie hierin beschrieben ein Halbleitersubstrat, ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat oder eine beliebige andere Art von Substrat einschließen. Das Substrat kann entweder nur ein Material oder alternativ verschiedene Materialschichten verschiedener Materialien einschließen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann ein Halbleitersubstrat einen Halbleiterwafer einschließen. Weiterhin kann ein Halbleitersubstrat wenigstens eine Halbleiterschicht, z. B. eine auf einer beliebigen geeigneten Art von Träger aufgebrachte Halbleiterschicht, einschließen. Das Halbleitersubstrat kann Silizium oder ein beliebiges anderes Halbleitermaterial einschließen. Verschiedene Arten von Halbleitermaterialien, z. B. Germanium mit einer Wertigkeit von III bis V (z. B. SiC) oder sonstige Arten einschließlich beispielsweise Polymeren, können verwendet werden.
Im Allgemeinen kann eine Halbleiterstruktur (z. B. eine integrierte Schaltungsstruktur, eine mikromechanische Vorrichtung, eine mikro-elektromechanische Vorrichtung, eine optoelektronische Vorrichtung etc.) in einer oder mehreren Bearbeitungsmodulen eines Bearbeitungswerkzeugs produziert werden. Die Halbleiterstrukturen können auf einem Wafer gebildet werden und/oder auf einem Wafer bearbeitet werden. In einem Bearbeitungswerkzeug (oder in den Bearbeitungsmodulen) können Wafer unterschiedlicher Dicken (z. B. Siliziumwafer auf einem Träger, Siliziumwafer, gestapelte Wafer etc.) bearbeitet werden. Die Dicke des Wafers kann in einem Bereich von etwa 25 µm bis etwa 1500 µm, z. B. in einem Bereich von etwa 250 µm bis etwa 1500 µm, liegen. Der Wafer kann jedoch wenigstens teilweise mittels einer Waferkante-Schutzstruktur (z. B. mittels eines Waferkante-Schutzrings, auch als WEP-Ring bezeichnet) geschützt sein. Der Wafer kann mittels eines Wafer-Chucks, z. B. mittels eines elektrostatischen Wafer-Chucks (ESC), gestützt sein.
Infolgedessen kann ein Spalt zwischen dem elektrostatischen Chuck und dem Waferkante-Schutzring entsprechend angepasst werden, um den Schutz der Waferkante und der Waferfase vor einer Exponierung in dem Bearbeitungswerkzeug (z. B. vor einer Plasmaexposition in einem Plasma-Bearbeitungswerkzeug) zu gewährleisten. Beispielsweise kann ein Ätzangriff und/oder eine Plasmaschädigung der Waferkante oder der Waferfase in einem Plasma-Bearbeitungswerkzeug durch das Positionieren eines Waferkante-Schutzrings über dem Wafer zum Abdecken der Waferkante vermieden werden. Handelsübliche Plasma-Ätzwerkzeuge stellen möglicherweise keine Möglichkeit bereit, ohne erhebliche Hardwareänderungen einen Abstand zwischen dem Waferkante-Schutzring und dem Wafer anzupassen, was ausschließlich vorgenommen werden kann, wenn die Bearbeitungskammer nicht für die Bearbeitung verwendet wird, z. B. wenn die Bearbeitungskammer geöffnet ist, um einen Zugang zum Inneren der Bearbeitungskammer zu ermöglichen. Handelsübliche Plasma-Ätzwerkzeuge können somit zu einem starken Ätzangriff auf eine Waferkante und eine Waferfase und infolgedessen zu einer hohen Fehlerdichte in dem Fall, dass der Waferkante-Schutzring nicht nahe am Wafer positioniert ist (z. B. in dem Fall, dass der Abstand zwischen dem Wafer und dem Waferkante-Schutzring mehr als etwa 1,5 mm beträgt), führen.
Als Beispiel können WEP-Ringe mit verschiedenen Höhenprofilen verwendet werden, um zwischen dem WEP-Ring und dem Wafer entsprechend der Dicke des jeweiligen bearbeiteten Wafers einen individuellen Abstand bereitzustellen. Infolgedessen kann das Bearbeitungsmodul einer gewissen Waferdicke zugewiesen sein. Eine Änderung der Waferdicke ohne umfangreiche Hardware-Anpassungen (wie das Installieren eines modifizierten WEP-Rings) kann einen stärkeren Ätzangriff auf die Waferkante/-fase verursachen, was verschiedene Fehlerquellen wie Partikel etc. erzeugt. Darüber hinaus kann die Waferfase aufgrund des Ätzangriffs sehr scharfkantig werden. Somit können Schneiden und Verbringen in den Träger ein verbreitetes Problem darstellen. Ein WEP-Ring kann durch ein binäres pneumatisches Antriebssystem auf dem Wafer-Chuck platziert werden oder vom Wafer-Chuck abgehoben werden. Bei herkömmlichen Bearbeitungswerkzeugen weist das binäre pneumatische Antriebssystem lediglich zwei vorgegebene Positionen, nämlich Aufwärts und Abwärts, auf.
Verschiedene Ausführungsformen betreffen einen Hebemechanismus mit stufenlos anpassbarer Höhe, um für jede Waferdicke bei einer einheitlichen WEP-Ring-Bauart denselben Abstand zwischen dem jeweiligen Wafer und dem WEP-Ring bereitzustellen. Werden unterschiedliche WEP-Ring-Bauarten vermieden, kann dies zu einer höhen Werkzeug-Produktivität führen, indem ein Öffnen des Bearbeitungsmoduls für einen Hardware-Austausch vermieden wird. Bei Verwendung des hierin beschriebenen Höhenanpassungssystems kann der Abstand zwischen dem Wafer und dem WEP-Ring mittels des entsprechenden Positionierens des WEP-Rings geregelt werden. Als Beispiel kann der Abstand zwischen dem Wafer und dem WEP-Ring selbst dann konstant gehalten werden, wenn Wafer mit unterschiedlichen Dicken bearbeitet werden. Dies kann einen schwächeren Ätzangriff auf die Waferkante und -fase bewirken.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Positionierung des WEP-Rings bezogen auf den Wafer-Chuck und somit bezogen auf den Wafer durch ein Antriebssystem (auch als Positionierungssystem bezeichnet) vorgenommen werden. Dem Antriebssystem können Informationen zur Waferdicke zugeführt werden, um den Abstand zwischen dem Wafer und dem WEP-Ring bezogen auf die Waferdicke anzupassen. Dies kann durch unterschiedliche Ansätze erreicht werden. Beispielsweise können die Informationen zur Waferdicke von einer externen Vorrichtung (z. B. mittels des Kommunikationsstandards SECS, Kopplung) oder von einer internen Vorrichtung des Bearbeitungswerkzeugs (z. B. mittels Rezepteinstellung) bereitgestellt werden. Die Informationen zur Waferdicke können für ein bestimmtes Produkt oder einen bestimmten Prozess bereitgestellt werden. Weiterhin kann mit einer Dickenmessung in situ am Werkzeug jeder Wafer gemessen werden, und infolgedessen kann der Abstand für jeden eingeführten Wafer individuell eingestellt (z. B. minimiert) werden. Da das System extern mit dem Bearbeitungswerkzeug verbunden sein kann, kann es für jedes beliebige Werkzeug mit einem WEP-Ring-Hebesystem verwendet werden.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Substrathalteranordnung zum Plasmaschneiden, z. B. zum Vereinzeln von Chips, Chipkarten etc., verwendet werden. Durch ein Regeln des Abstands zwischen dem WEP-Ring und dem Wafer kann das aus einem Ätzangriff auf die Waferkante und -fase herrührende Risiko für eine Fehlerdichte reduziert werden. Mit anderen Worten kann der Vorteil der hierin beschriebenen Substrathalteranordnung in einer Reduzierung des Ätzangriffs auf die Waferfase liegen, was zu einer höheren Qualität (z. B. reduzierte Fehlerdichte, keine scharfkantige Waferfase etc.) der Produkte führt. Zusätzlich kann die Werkzeug-Betriebszeit deutlich erhöht werden, da kein Hardware-Änderungsaufwand am Bearbeitungsmodul aufgrund von WEP-Ringwechseln zur Angleichung an die Waferdicke mehr notwendig ist. Veranschaulichend kann eine spezielle Kammerzuweisung zu bestimmten Waferdicken vermieden werden.
Verschiedene Ausführungsformen werden hierin bezogen auf einen Wafer, einen Waferkante-Schutzring und/oder einen Wafer-Chuck beschrieben. Andere Substrate können jedoch in ähnlicher Weise mit einer entsprechenden Substratkante-Schutzstruktur und einem geeigneten Substrathalter verwendet werden.
Die 1A bis 1D zeigen eine Substrathalteranordnung 100 nach verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten.
1A stellt eine Substrathalteranordnung 100 in einer Draufsicht dar. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathalteranordnung 100 eine Stützstruktur 102, die ausgelegt ist, um ein Substrat 120 auf einer oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 zu stützen, einschließen. Die Stützstruktur 102 kann einen Wafer-Chuck oder einen beliebigen anderen geeigneten Substrathalter einschließen oder Teil von diesem sein. Beispielsweise kann ein Wafer-Chuck wenigstens eine Oberfläche zum Stützen (veranschaulichend zum Halten) eines darauf platzierten Wafers aufweisen. Der Wafer-Chuck kann zusätzlich eine Struktur aufweisen, um den Wafer an der wenigstens einen Oberfläche z. B. mittels eines Unterdrucks, mittels elektrostatischer Kraft, mittels eines mechanischen Mechanismus etc. anhaften zu lassen.
1B stellt eine Substrathalteranordnung 100 in einer Schnittansicht, z. B. einer Schnittansicht 101c der in 1A dargestellten Substrathalteranordnung 100, dar. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathalteranordnung 100 eine Substratkante-Schutzstruktur 104 einschließen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Substratkante-Schutzstruktur 104 ein Waferkante-Schutzring (siehe beispielsweise 7A und 7B) sein. Die Substratkante-Schutzstruktur 104 kann lediglich ein einzelnes Schutzelement (z. B. einen Schutzring) oder eine Anordnung einer Mehrzahl an Schutzelementen (wie beispielsweise in 1A dargestellt) einschließen. Veranschaulichend kann das mittels der Substrathalteranordnung 100 zu behandelnde Substrat die Größe, Form etc. der Substratkante-Schutzstruktur 104 definieren.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathalteranordnung 100 weiterhin ein Positionierungssystem 106 zum Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 einschließen. Das Positionierungssystem 106 kann ausgelegt sein, um die Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 zu positionieren, um einen Spalt 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 bereitzustellen.
1C stellt die Substrathalteranordnung 100 in einer Schnittansicht, z. B. einer Schnittansicht 101c der in 1A dargestellten Substrathalteranordnung 100, dar, wobei ein Substrat 120 auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platziert wird. Wird das Substrat 120 auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platziert, kann ein Kantenbereich 120e des Substrats 120 im Spalt 113 angeordnet sein. Veranschaulichend kann der Kantenbereich 120e des Substrats 120 wenigstens teilweise von der Substratkante-Schutzstruktur 104 abgedeckt sein. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kantenbereich 120e eines Substrats 120, der sich im Spalt 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 befindet, geschützt werden, z. B. vor einer Bearbeitung von oben geschützt werden. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann eine erste Oberfläche 120f (z. B. eine zu bearbeitende Oberfläche) des Substrats 120 von der Stützstruktur 102 abgewandt sein und kann nur teilweise einem Bearbeitungsbereich eines Halbleiter-Bearbeitungswerkzeugs ausgesetzt sein, siehe beispielsweise 5, da ein Teil des Substrats 120, d. h. wenigstens ein Teil des Kantenbereichs 120e des Substrats 120, von der Substratkante-Schutzstruktur 104 der Substrathalteranordnung 100 abgedeckt sein kann. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann eine der ersten Oberfläche 120f gegenüberliegende zweite Oberfläche 120b des Substrats 120 der Stützstruktur 102 zugewandt sein. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil der zweiten Oberfläche 120b des Substrats 120 in direktem physischen Kontakt mit der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 stehen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem 106 ausgelegt sein, um Daten 106d, die einer Dicke 120d des Substrats 120 zugeordnet sind, zu empfangen. Die Daten können Dickeninformationen entsprechen, die ein Regeln einer Höhe 113h des Spalts gemäß eines im Voraus definierten Abstands 113d der Substratkante-Schutzstruktur 104 vom Substrat 120 ermöglichen, wenn das Substrat 120 auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platziert wird. Mit anderen Worten ist das Positionierungssystem 106 ausgelegt, um die Höhe 113h des Spalts 113 in Übereinstimmung mit der Dicke 120d des auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platzierten jeweiligen Substrats 120 anzupassen, um einen vordefinierten verbleibenden Spalt mit der Höhe 113d zu belassen. Der vordefinierte verbleibende Spalt kann eine Höhe 113d in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 1500 µm unabhängig von der Dicke 120d eines jeweiligen Substrats 120, das mittels der Stützstruktur 102 gestützt wird, aufweisen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem 106 ausgelegt sein, um die Substratkante-Schutzstruktur 104 basierend auf den Daten 106d, die der Dicke 120d des Substrats 120 zugeordnet sind, zu positionieren. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann ein Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 ein Bewegen der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 einschließen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Substratkante-Schutzstruktur 104 mittels eines (beispielsweise mechanischen, elektromechanischen etc.) Bewegungsmechanismus des Positionierungssystems 106 bewegt (z. B. angehoben) 114 werden, um die Höhe 113h des Spalts 113 anzupassen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem 106 (z. B. der Bewegungsmechanismus des Positionierungssystems 106) ausgelegt sein, um eine Bewegung 114 der Substratkante-Schutzstruktur 104 lediglich entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 senkrechten Richtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die eine oder können die mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 in einer gemeinsamen Ebene, die zu der Richtung 103 senkrecht und zu den Richtungen 101, 105 parallel ist, angeordnet sein. Die Bewegung 114 der Substratkante-Schutzstruktur 104 kann zu der Richtung 103 parallel sein.
Es können mehrere Möglichkeiten bestehen, um die Bewegung 114 der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 umzusetzen. Das Positionierungssystem 106 kann beispielsweise einen Elektroantrieb einschließen, der mit dem Bewegungsmechanismus gekoppelt ist, um die Bewegung 114 der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 anzutreiben. Der Elektroantrieb kann einen oder mehrere Schrittmotoren einschließen. Beispielsweise kann die Substratkante-Schutzstruktur 104 durch wenigstens drei Hubkontakte angehoben werden, wobei jeder der wenigstens drei Hubkontakte durch einen Elektroantrieb (z. B. einen Schrittmotor) angetrieben wird. Der jeweilige Schrittmotor kann ausgelegt sein, um eine Schrittgröße für die Bewegung 114 der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 100 µm, z. B. im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 50 µm, z. B. im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 10 µm, bereitzustellen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem 106 eine oder mehrere Regeleinrichtungen einschließen, um den oder die jeweiligen Elektroantriebe zu regeln.
Weiterhin kann das Positionierungssystem 106 einen oder mehrere Prozessoren einschließen, die ausgelegt sind, um die Daten 106d zu empfangen und die Regeleinrichtung zu instruieren, die Substratkante-Schutzstruktur 104 entsprechend zu positionieren. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Prozessoren Teil einer Bearbeitungswerkzeugregelung des Bearbeitungswerkzeugs, in welchem die Substrathalteranordnung 100 umgesetzt sein kann, sein.
1D stellt die Substrathalteranordnung 100 in einer Schnittansicht, z. B. einer Schnittansicht 101c der in 1A dargestellten Substrathalteranordnung 100, dar. Wie dargestellt kann ein Substrat 120 auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platziert werden, und abhängig von der jeweiligen Dicke 120d-1, 120d-2 des Substrats 120 kann die Substratkante-Schutzstruktur 104 in spezifische Ruhepositionen 140r-1, 104r-2 bewegt werden oder in diesen verbleiben.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem 106 ausgelegt sein, um die Substratkante-Schutzstruktur 104 (z. B. eine Waferkante-Schutzstruktur) bezogen auf die Stützstruktur 102 (z. B. einen Wafer-Chuck 102) in wenigstens einer ersten Ruheposition 104r-1 und einer zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren, um einen Kantenbereich 120e des jeweiligen Substrats 120, der sich im Spalt 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 befindet, zu schützen.
In der ersten Ruheposition 104r-1 kann der Spalt 113 eine erste Spalthöhe 113h-1 aufweisen, die einer ersten Dicke 120d-1 des Substrats 120 zugeordnet ist, und in der zweiten Ruheposition 104r-2 kann der Spalt 113 eine zweite Spalthöhe 113h-2 aufweisen, die einer zweiten Dicke 120d-2 des Substrats 120 zugeordnet ist. Die erste Dicke 120d-1 kann weniger als die zweite Dicke 120d-2 betragen, und dementsprechend kann die erste Spalthöhe 113h-1 weniger als die zweite Spalthöhe 113h-2 betragen. Das Positionierungssystem 106 kann ausgelegt sein, um zu ermitteln, ob das Substrat 120 die erste Dicke 120d-1 oder die zweite Dicke 120d-2 aufweist, und um die Substratkante-Schutzstruktur 104 in der ersten Ruheposition 104r-1 zu positionieren, wenn das Substrat 120 die erste Dicke 120d-1 aufweist, oder in der zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren, wenn das Substrat 120 die zweite Dicke 120d-2 aufweist. Der verbleibende Spalt zwischen den jeweiligen Substraten 120 und der Substratkante-Schutzstruktur 104 kann unabhängig von der Dicke 120d-1, 120d-2 des Substrats 120 dieselbe Höhe aufweisen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Substratkante-Schutzstruktur 104 eine beliebige Art von Form (z. B. eine Ringform) aufweisen. Die Substratkante-Schutzstruktur 104 kann eine Mehrzahl an Abschnitten einschließen; die Abschnitte können jede beliebige Form aufweisen. Nach verschiedenen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Substratkante-Schutzstruktur 104 den Kantenbereich 120e des Substrats 120 nur teilweise abdeckt. Die Stützstruktur 102 kann ein beliebiges geeignetes Material, z. B. Keramik, Metall oder eine Kombination aus diesen (z. B. mit Yttriumoxid beschichtetes Aluminium), Polymer etc., einschließen oder aus diesem hergestellt sein.
Das Substrat 120 kann eine kreisförmige Form aufweisen. Alternativ hierzu kann das Substrat 120 eine im Wesentlichen rechteckige (z. B. quadratische) Form oder jede beliebige sonstige gewünschte Form, z. B. für die Bearbeitung von Solarzellen (z. B. organischen Solarzelle), Leuchtdioden (z. B. organischen Leuchtdioden) etc., aufweisen.
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200, z. B. eines Verfahrens zur Handhabung eines Substrats (z. B. eines Wafers) mittels einer Substrathalteranordnung 100 nach verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 200 kann Folgendes einschließen: in 210 Platzieren eines Substrats 120 auf einer oder mehreren Oberflächen 102s einer Stützstruktur 102; in 220 Ermitteln einer Dicke 120d des Substrats 120 (z. B. vor dem Platzieren des Substrats auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur oder z. B. vor dem Einführen des Substrats in eine Bearbeitungskammer zum Bearbeiten des Substrats); und in 230 Positionieren einer Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 basierend auf der ermittelten Dicke 120d zum Schutz eines Kantenbereichs 120e des Substrats 120, wobei der Kantenbereich 120e des Substrats 120 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 (z. B. in einem Spalt 113) angeordnet ist. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren vorgenommen werden, um die hierin bezugnehmend auf die Substrathalteranordnung 100 und/oder das Bearbeitungswerkzeug 300, 500 (siehe 3 und 5) beschriebenen Funktionen bereitzustellen.
3 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug 300 nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 300 kann verschiedene Bearbeitungsmodule 302 zum Bearbeiten von einem oder mehreren Substraten einschließen. Die Bearbeitungsmodule 302 können einem gemeinsamen Vakuumtransport 304 zugeordnet sein. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann ein Dickenmessmodul 312 für (z. B. in situ) Dickenmessungen des Substrats 120 dem Vakuumtransport 304 zugeordnet sein. Das eine Substrat oder die mehreren Substrate können mittels einer Schleuseneinrichtung 308 von dem atmosphärischen Handhabungsbereich 306 in den Vakuumtransport 304 und von dem Vakuumtransport 304 in das jeweilige Bearbeitungsmodul 302 zum Bearbeiten des einen oder der mehreren Substrate überführt werden. Nach dem Bearbeiten des einen oder der mehreren Substrate können das eine oder die mehreren Substrate vom jeweiligen Bearbeitungsmodul 302 in den Vakuumtransport 304 und vom Vakuumtransport 304 mittels der Schleuseneinrichtung 308 in den atmosphärischen Handhabungsbereich 306 überführt werden. Vor dem Bearbeiten können das eine oder die mehreren Substrate zum Ermitteln der Dicke des Substrats 120 in das Dickenmessmodul 312 überführt werden.
Das eine oder die mehreren Substrate können innerhalb eines genormten Transportbehälters (FOUP) mittels eines flurfreien Transportsystems zu einer oder mehreren Beschickungsöffnungen 310 des Bearbeitungswerkzeugs 300 transportiert werden. Es kann jedoch jedes beliebige sonstige Transportsystem zum Transportieren des einen oder der mehreren Substrate (z. B. einem oder mehreren 150 mm-Wafern, einem oder mehreren 200 mm-Wafern) zu der einen oder den mehreren Beschickungsöffnungen 310 des Bearbeitungswerkzeugs 300 verwendet werden.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke 120d des Substrats 120 mittels eines oder mehrerer Sensoren (z. B. in situ) ermittelt werden. Der eine oder die mehreren Sensoren können beispielsweise im atmosphärischen Handhabungsbereich 306, der Schleuseneinrichtung 308, der Beschickungsöffnung 310 und/oder dem Dickenmessmodul 312 angeordnet sein.
Der eine oder die mehreren Sensoren können einen oder mehrere optische Sensoren, z. B. für Messungen im Handhabungsbereich 306, der Schleuseneinrichtung 308 und/oder der Beschickungsöffnung 310, einschließen. Das Verwenden von einem oder mehreren optischen Sensoren kann eine spontane Messung während der Handhabung durch Passieren von beispielsweise einem optischen Sensor (z. B. einer optischen Pinzette) ermöglichen. Die Messung kann basierend auf einer oder mehreren Wellenlängen vorgenommen werden. Der eine oder die mehreren optischen Sensoren können von dem zu messenden Substrat beabstandet, z. B. in einem Abstand von bis zu 3 cm, montiert werden. Die optischen Sensoren (z. B. die Pinzette) können kompakt sein und können wenig Platz für eine Integration in das Bearbeitungswerkzeug beanspruchen. Der eine oder die mehreren Sensoren können einen oder mehrere kapazitive Sensoren, z. B. für Messungen in dem atmosphärischen Handhabungsbereich 306 und/oder dem Dickenmessmodul 312, einschließen. Ein genaues Ergebnis der Dicke kann sowohl durch die optische als auch die kapazitive Messung erhalten werden. Es können jedoch auch andere Positions- und/oder sonstige Sensortypen (z. B. mechanisches Profilmessgerät, Präzisionswaage etc.) zum Ermitteln der Dicke 120d des Substrats 120 verwendet werden.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke 120d des Substrats 120 mittels einer beliebigen geeigneten Dickenmessung 314 ermittelt werden (z. B. ex situ), und die Dicke wiedergebende Daten 106d können an das Bearbeitungswerkzeug 300 geschickt werden. Das Bearbeitungswerkzeug 300 kann eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 316 einschließen, die ausgelegt sind, um die der Dicke 120d des Substrats 120 entsprechenden Daten 106d zu empfangen und entsprechend die Daten dem Positionierungssystem 106 einer Substrathalteranordnung 100, das in wenigstens einem des einen oder der mehreren Bearbeitungsmodule 302 verwendet werden kann, bereitzustellen oder dieses zu instruieren.
4A und 4B zeigen ein schematisches Ablaufdiagramm 400a, 400b einer Waferbearbeitung nach verschiedenen Ausführungsformen für eine Dickenmessung in situ bzw. eine Dickenmessung ex situ. Wie in 4A dargestellt kann eine Wafersequenz 400w das Überführen des jeweiligen Wafers von der Beschickungsöffnung 310 zu einer Bearbeitungskammer 402 für eine Bearbeitung einschließen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substrathalteranordnung 100 der Bearbeitungskammer 402 zugeordnet sein. Wenigstens ein Teil des Positionssystems 106 kann in der Bearbeitungskammer angeordnet sein, um den Wafer entsprechend zu handhaben. Die In-situ-Dickenmessung 412 kann vorgenommen werden, bevor der Wafer in die Bearbeitungskammer 402 überführt wird. Die Bearbeitungskammer 402 kann Teil des Bearbeitungsmoduls 302 des Bearbeitungswerkzeugs 300 sein oder kann eine sonstige beliebige in der Halbleiterbearbeitung verwendete geeignete Art von Bearbeitungskammer sein.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann eine Datensequenz 400d der Wafersequenz 400w zugeordnet sein. Ein oder mehrere Prozessoren 406 können ausgelegt sein, um die Daten (z. B. die die Dickeninformationen eines jeweiligen Wafers oder eines Wafersatzes wiedergebenden), die von der Dickenmessung 412 empfangen wurden, zu verarbeiten. Der eine oder die mehreren Prozessoren 406 sind ausgelegt, um die Bearbeitungskammer 402 mittels den Dickeninformationen entsprechenden Anpassungsdaten anzupassen. Ein Anpassen der Bearbeitungskammer 402 kann ein Anpassen der Höhe 113h des Spalts 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102, wie hierin bezugnehmend auf die Substrathalteranordnung 100 beschrieben, einschließen.
Wie in 4B dargestellt kann die Dickenmessung 414 ex situ unabhängig von der Wafersequenz 400w vorgenommen werden, z. B. bevor der Wafer an der Beschickungsöffnung 310 ankommt.
5 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug 500 nach verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 500 kann ein Halbleiter-Bearbeitungswerkzeug sein und wenigstens einen Bearbeitungsbereich 502p einschließen. Eine Bearbeitungsvorrichtung 504 kann verwendet werden, um wenigstens ein Substrat 120 in dem wenigstens einen Bearbeitungsbereich 502p zu bearbeiten. Weiterhin kann wenigstens eine Substrathalteranordnung 100 verwendet werden, um das wenigstens eine Substrat 120 zu halten, z. B. wenigstens während des Bearbeitens des Substrats im Bearbeitungswerkzeug. Beispielsweise kann das Bearbeitungswerkzeug 500 eine Bearbeitungskammer 502 einschließen. Die Bearbeitungskammer 502 kann eine Vakuum-Bearbeitungskammer sein, um beispielsweise eine Plasmabearbeitung in dem Bearbeitungsbereich 502p durchzuführen.
Das Bearbeitungswerkzeug 500 kann als Plasma-Bearbeitungswerkzeug ausgelegt sein, um den Wafer 120 mittels eines Plasmas zu bearbeiten. Das Plasma kann im Bearbeitungsbereich 502p der Bearbeitungskammer 502 erzeugt werden. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Bearbeitungsvorrichtung 504 einen Plasmaerzeuger, z. B. eine ICP-Quelle, CCP-Quelle, Remote-Plasmaquelle etc., einschließen oder ein solcher sein und kann verwendet werden, um das Plasma im Bearbeitungsbereich 502p bereitzustellen.
Das Bearbeitungswerkzeug 500 kann ausgelegt sein, um eine Materialschicht auf der ersten Oberfläche 120f (z. B. über der Vorderseite) des Wafers 120 aufzubringen. Alternativ hierzu kann das Bearbeitungswerkzeug 500 ausgelegt sein, um jede sonstige geeignete Bearbeitung der ersten Oberfläche 120f oder der zweiten Oberfläche 120b des Wafers 120, z. B. Plasmaätzen, Plasmareinigen, Plasma-Lackveraschung und dergleichen, zu ermöglichen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann während der Bearbeitung eine Spannung, z. B. eine Vorspannung oder wenigstens entweder eine Wechselstrom- oder eine Gleichstromspannung, an den Wafer-Chuck 102 angelegt werden, um ein Plasma im Bearbeitungsbereich 502p zu erzeugen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Bearbeitungswerkzeug 500 weiterhin eine Gaszufuhr einschließen, um dem Bearbeitungsbereich 502p ein Prozessgas zuzuführen. Das Prozessgas kann beispielsweise ein Vorläufergas für eine (z. B. plasmagestützte) chemische Gasphasenabscheidung einschließen. Alternativ hierzu kann das Prozessgas ein Ätzmittel für einen plasmabasierten Ätzprozess einschließen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Waferkante-Schutzstruktur 104 die Kante des Wafers 120 während des Bearbeitens, z. B. während der Plasmabearbeitung im Bearbeitungsbereich 502p, schützen.
6A stellt ein Substrat (z. B. einen Wafer) 120, das von der Stützstruktur 102 (z. B. durch den Wafer-Chuck) gestützt werden soll, in einer schematischen Draufsicht dar, und 6B zeigt eine entsprechende Schnittansicht des Substrats 120 entlang der Querschnittlinie 601c nach verschiedenen Ausführungsformen. Der Kantenbereich 120e des Substrats 120 kann (z. B. vollständig) den Innenbereich 120i des Substrats 120 lateral umgeben. Die erste Oberfläche 120f des Substrats 120 kann einen Kantenoberflächenbereich 620e und entsprechend einen Innenflächenbereich 620i aufweisen. Wie hierin beschrieben kann der dem Kantenbereich 120e des Wafers 120 entsprechende Kantenoberflächenbereich 620e mittels der Substratkante-Schutzstruktur 104, z. B. mittels eines WEP-Rings, geschützt (z. B. abgedeckt) sein. Der Innenflächenbereich 620i kann einen Durchmesser 622 aufweisen, der kleiner als der Durchmesser 620d des Substrats 120 ist. Der Durchmesser 620d des Substrats 120 kann beispielsweise in dem Bereich von etwa 5 cm bis etwa 50 cm liegen. Die Dicke 120d des Substrats 120 kann geringer als der Durchmesser 620d des Substrats 120 sein, z. B. mehr als 100-mal weniger betragen.
Der Kantenbereich 120e des Substrats 120 kann beispielsweise eine Breite 620w, z. B. in dem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 10 mm, aufweisen.
7A stellt eine Substratkante-Schutzstruktur 104 (z. B. einen WEP-Ring) in einer schematischen Draufsicht dar, und 7B zeigt eine entsprechende Schnittansicht der Substratkante-Schutzstruktur 104 entlang der Querschnittlinie 701c nach verschiedenen Ausführungsformen.
Die Substratkante-Schutzstruktur 104 kann eine Ringstruktur 704 einschließen, die eine Aussparung 714 umgibt. Die Breite der Aussparung kann einen Innendurchmesser 720d der Ringstruktur 704 definieren. Der Innendurchmesser 720d der Ringstruktur 704 kann im Wesentlichen derselbe wie der Durchmesser 622 des zu schützenden Innenflächenbereichs 620i des Substrats 120 sein. Die Ringstruktur 704 kann eine Breite 704w aufweisen. Die Breite 704w der Ringstruktur 704 kann dieselbe wie die Breite 620w des Kantenoberflächenbereichs 620e des Substrats 120 oder größer sein.
Nachstehend werden verschiedene Beispiele bereitgestellt, die auf die obenstehend beschriebenen Figuren und Ausführungsformen Bezug nehmen.
Beispiel 1 ist eine Substrathalteranordnung 100, die Folgendes einschließt: eine Stützstruktur 102, die ausgelegt ist, um ein Substrat 120 auf einer oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 zu stützen; ein Positionierungssystem 106, das ausgelegt ist, um eine Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 zu positionieren, um einen Kantenbereich 120e des Substrats 120, der sich in einem Spalt 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 befindet, zu schützen, wobei das Positionierungssystem 106 ausgelegt ist, um Daten 106d, die einer Dicke 120d des Substrats 120 zugeordnet sind, zu empfangen und die Substratkante-Schutzstruktur 104 basierend auf den der Dicke 120d des Substrats 120 zugeordneten Daten 106d zu positionieren. Die Substrathalteranordnung 100 kann weiterhin die Substratkante-Schutzstruktur 104 einschließen.
Der hierin verwendete Terminus „Substrathalter“ ist als eine beliebige Vorrichtung für das fernbediente Handhaben von Objekten, z. B. innerhalb eines Bearbeitungswerkzeugs, zu verstehen. Das Bearbeitungswerkzeug kann beispielsweise ein Ätzwerkzeug, ein Beschichtungswerkzeug, ein Schleifwerkzeug etc. sein. Der Substrathalter kann die Stützstruktur 102 bereitstellen.
Ein Substrathalter kann auch als Substratmanipulator oder Substrat-Chuck bezeichnet werden. Das Substrat kann ein Halbleiterwafer sein, und die Stützstruktur kann Teil eines Wafer-Chucks sein. Mit anderen Worten kann eine Wafer-Chuck-Anordnung Folgendes einschließen: einen Wafer-Chuck, der ausgelegt ist, um einen Wafer auf einer oder mehreren Oberflächen des Wafer-Chucks zu stützen; eine Waferkante-Schutzstruktur und ein Positionierungssystem zum Positionieren der Waferkante-Schutzstruktur bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen des Wafer-Chucks, um einen Kantenbereich des Wafers, der sich in einem Spalt zwischen der Waferkante-Schutzstruktur und der einen oder den mehreren Oberflächen des Wafer-Chucks befindet, zu schützen, wobei das Positionierungssystem ausgelegt ist, um einer Dicke des Wafers zugeordnete Daten zu empfangen und die Waferkante-Schutzstruktur basierend auf den der Dicke des Wafers zugeordneten Daten zu positionieren oder eine Höhe des Spalts basierend auf den der Dicke des Wafers zugeordneten Daten anzupassen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Höhe des Spalts der Abstand zwischen der Waferkante-Schutzstruktur und der einen oder den mehreren Flächen des Wafer-Chucks sein.
Bei Beispiel 2 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 1 wahlweise einschließen, dass ein Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur 104 ein Anpassen einer Höhe 113h des Spalts 113 einschließt, um einen vordefinierten verbleibenden Spalt zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und dem Substrat 120 zu belassen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann die Höhe 113h des Spalts der Abstand (z. B. gemessen in Richtung 103) zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 sein.
Bei Beispiel 3 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 2 wahlweise einschließen, dass der vordefinierte verbleibende Spalt eine Höhe 113d in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 1500 µm, z. B. in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 800 µm, z. B. in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 100 µm, aufweist.
Bei Beispiel 4 kann die Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 1 bis 3 wahlweise einschließen, dass die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur 102 innerhalb einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dies ermöglicht das Stützen eines ebenen Substrats oder wenigstens eines Substrats mit einer ebenen Oberfläche, wobei die ebene Oberfläche des Substrats der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 zugewandt ist.
Bei Beispiel 5 kann die Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 1 bis 4 wahlweise einschließen, dass das Positionierungssystem 106 einen Bewegungsmechanismus einschließt, um eine Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 zu ermöglichen.
Bei Beispiel 6 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 5 wahlweise einschließen, dass der Bewegungsmechanismus ausgelegt ist, um die Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur 104 oder der Stützstruktur 102 entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 senkrechten Richtung zu ermöglichen. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann der Bewegungsmechanismus ein Linearhebemechanismus sein. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann der Bewegungsmechanismus ausgelegt sein, um die relative Bewegung entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 parallelen Richtung zu ermöglichen.
Bei Beispiel 7 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 5 oder 6 wahlweise einschließen, dass das Positionierungssystem 106 einen mit dem Bewegungsmechanismus gekoppelten Elektroantrieb einschließt, um die Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 anzutreiben.
Bei Beispiel 8 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 7 wahlweise einschließen, dass der Elektroantrieb einen Schrittmotor einschließt.
Bei Beispiel 9 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 8 wahlweise einschließen, dass der Schrittmotor eine Schrittgröße der Bewegung in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 100 µm definiert. Veranschaulichend kann der Spalt zwischen der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 und der Substratkante-Schutzstruktur 104 in Schritten mit einer Schrittgröße in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 100 µm angepasst werden.
Bei Beispiel 10 kann die Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 7 bis 9 wahlweise einschließen, dass das Positionierungssystem 106 eine Regeleinrichtung einschließt, die ausgelegt ist, um den Elektroantrieb zu regeln. Die Regeleinrichtung kann eine Schrittmotor-Regeleinrichtung zum Regeln der Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 sein.
Bei Beispiel 11 kann die Substrathalteranordnung 100 nach Beispiel 10 wahlweise einschließen, dass das Positionierungssystem 106 einen oder mehrere Prozessoren einschließt, die ausgelegt sind, um die Daten 106d zu empfangen und die Regeleinrichtung zu instruieren, die Substratkante-Schutzstruktur 104 basierend auf den Daten 106d zu positionieren.
Bei Beispiel 12 kann die Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 1 bis 11 wahlweise Folgendes einschließen: einen oder mehrere Sensoren, die ausgelegt sind, um die der Dicke 120d des Substrats 120 entsprechenden Daten zu ermitteln und die Daten dem Positionierungssystem 106 bereitzustellen. Die Anordnung kann eine Bearbeitungskammer einschließen. Das eine oder die mehreren Substrate können in der Bearbeitungskammer bearbeitet werden, z. B. kann das eine oder können die mehreren Substrate in der Bearbeitungskammer mittels der Stützstruktur 102 gehandhabt (z. B. positioniert) werden. Der eine oder die mehreren Sensoren können außerhalb der Bearbeitungskammer angeordnet sein.
Bei Beispiel 13 kann die Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 1 bis 11 wahlweise Folgendes einschließen: eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen, die ausgelegt sind, um die der Dicke 120d des Substrats 120 entsprechenden Daten 106d zu empfangen und die Daten dem Positionierungssystem 106 bereitzustellen.
Beispiel 14 ist ein Halbleiter-Bearbeitungswerkzeug 500, das Folgendes einschließt: einen Bearbeitungsbereich 502p und eine Bearbeitungsvorrichtung 504, um wenigstens ein Substrat 120 im Bearbeitungsbereich 502p zu bearbeiten; und wenigstens eine Substrathalteranordnung 100 nach einem beliebigen der Beispiele 1 bis 13. Die Stützstruktur 102 der Substrathalteranordnung 100 kann ausgelegt sein, um das wenigstens eine Substrat 120 im Bearbeitungsbereich 502p, z. B. innerhalb einer Bearbeitungskammer der Bearbeitungsvorrichtung 504, zu halten. Der eine oder die mehreren Sensoren nach Beispiel 12 oder die eine oder mehreren Kommunikationsschnittstellen nach Beispiel 13 können außerhalb der Bearbeitungskammer der Bearbeitungsvorrichtung 504 angeordnet sein.
Beispiel 15 ist ein Verfahren, das Folgendes einschließt: Platzieren eines Substrats 120 auf einer oder mehreren Oberflächen 102s einer Stützstruktur 102; Ermitteln einer Dicke 120d des Substrats 120 (z. B. bevor das Substrat 120 auf der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 platziert wird) und basierend auf der ermittelten Dicke 120d Positionieren einer Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 zum Schützen eines Kantenbereichs 120e des Substrats 120, wobei der Kantenbereich 120e zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 angeordnet ist.
Bei Beispiel 16 kann das Verfahren nach Beispiel 15 wahlweise einschließen, dass ein Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 ein Belassen eines vordefinierten verbleibenden Spalts zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und dem Substrat 120 einschließt.
Bei Beispiel 17 kann das Verfahren nach Beispiel 15 oder 16 wahlweise einschließen, dass ein Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 ein Bewegen der Substratkante-Schutzstruktur 104 entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen 102s der Stützstruktur 102 senkrechten Richtung einschließt.
Bei Beispiel 18 kann das Verfahren nach einem beliebigen der Beispiele 15 bis 17 wahlweise einschließen, dass ein Ermitteln der Dicke 120d des Substrats 120 ein Messen der Dicke 120d des Substrats 120 mittels eines oder mehrerer Sensoren einschließt.
Bei Beispiel 19 kann das Verfahren nach einem beliebigen der Beispiele 15 bis 18 wahlweise einschließen, dass ein Ermitteln der Dicke 120d des Substrats 120 ein Empfangen der die Dicke 120d des Substrats 120 wiedergebenden Daten von einer Prozessregelung einschließt. Die Prozessregelung kann beispielsweise eine Run-to-Run-Regelung sein.
Beispiel 20 ist eine Substrathalteranordnung 100, die Folgendes einschließt: eine Stützstruktur 102; eine Substratkante-Schutzstruktur 104; und ein Positionierungssystem 106, das ausgelegt ist, um die Substratkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 in wenigstens einer ersten Ruheposition 104r-1 und einer zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren, um einen Kantenbereich 120e eines Substrats 120, der sich in einem Spalt 113 zwischen der Substratkante-Schutzstruktur 104 und der Stützstruktur 102 befindet, zu schützen, wobei in der ersten Ruheposition 104r-1 der Spalt 113 eine erste Spalthöhe 113h-1, die einer ersten Dicke 120d-1 zugeordnet ist, aufweist und wobei in der zweiten Ruheposition 104r-2 der Spalt 113 eine zweite Spalthöhe 113h-2, die einer zweiten Dicke 120d-2 zugeordnet ist, aufweist, wobei das Positionierungssystem 106 ausgelegt ist, um zu ermitteln, ob das Substrat 120 die erste Dicke 120d-1 oder die zweite Dicke 120d-2 aufweist, und die Substratkante-Schutzstruktur 104 in dem Fall, dass das Substrat 120 die erste Dicke 120d-1 aufweist, in der ersten Ruheposition 104r-1 zu positionieren oder in dem Fall, dass das Substrat 120 die zweite Dicke 120d-2 aufweist, in der zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren.
Beispiel 20 ist eine Wafer-Chuck-Anordnung 100, die Folgendes einschließt: einen Wafer-Chuck 102; eine Waferkante-Schutzstruktur 104; und ein Positionierungssystem 106, das ausgelegt ist, um die Waferkante-Schutzstruktur 104 bezogen auf den Wafer-Chuck 102 in wenigstens einer ersten Ruheposition 104r-1 und einer zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren, um einen Kantenbereich 120e eines Wafers 120, der sich in einem Spalt 113 zwischen der Waferkante-Schutzstruktur 104 und dem Wafer-Chuck 102 befindet, zu schützen, wobei in der ersten Ruheposition 104r-1 der Spalt 113 eine erste Spalthöhe 113h-1, die einer ersten Dicke 120d-1 zugeordnet ist, aufweist und wobei in der zweiten Ruheposition 104r-2 der Spalt 113 eine zweite Spalthöhe 1 13h-2, die einer zweiten Dicke 120d-2 zugeordnet ist, aufweist, wobei das Positionierungssystem 106 ausgelegt ist, um zu ermitteln, ob der Wafer 120 die erste Dicke 120d-1 oder die zweite Dicke 120d-2 aufweist, und die Waferkante-Schutzstruktur 104 in dem Fall, dass der Wafer 120 die erste Dicke 120d-1 aufweist, in der ersten Ruheposition 104r-1 zu positionieren oder in dem Fall, dass der Wafer 120 die zweite Dicke 120d-2 aufweist, in der zweiten Ruheposition 104r-2 zu positionieren.
Beispiel 21 ist eine Substrathalteranordnung 100, die Folgendes einschließt: eine Stützstruktur 102; eine Schutzstruktur 104; und ein Positionierungssystem 106, das ausgelegt ist, um die Schutzstruktur 104 bezogen auf die Stützstruktur 102 zu positionieren und eine Höhe 113h eines Spalts 113 zwischen der Schutzstruktur 104 und der Stützstruktur 102 zu regulieren, wobei die Stützstruktur 102 und die Schutzstruktur 104 ausgelegt sind, um einen Kantenbereich 120e eines Substrats 120, der sich in dem Spalt 113 befindet, zu schützen und wobei das Positionierungssystem 106 ausgelegt ist, um Daten 106d, die einer Dicke 120d des Substrats 120 zugeordnet sind, zu empfangen und die Höhe 113h des Spalts 113 basierend auf den Daten 106d, die der Dicke 120d des Substrats 120 zugeordnet sind, anzupassen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen kann eine Substratkante-Schutzstruktur 104 jede beliebige Struktur sein, die geeignet ist, um den Kantenbereich 120e des Substrats 120 zu schützen (z. B. durch teilweises Abdecken, Abschatten etc.).

Claims

Substrathalteranordnung (100), die Folgendes aufweist: eine Stützstruktur (102), die ausgelegt ist, um ein Substrat (120) auf einer oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) zu stützen; eine Substratkante-Schutzstruktur (104); ein Positionierungssystem (106), das ausgelegt ist, um die Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) zu positionieren, um einen Kantenbereich (120e) des Substrats (120), der sich in einem Spalt (113) zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) befindet, zu schützen, wobei das Positionierungssystem (106) eingerichtet ist Daten (106d) zu empfangen, die einer Dicke (120d) des Substrats (120) zugeordnet sind, und die Substratkante-Schutzstruktur (104) basierend auf den Daten (106d), die der Dicke (120d) des Substrats (120) zugeordnet sind, zu positionieren, wobei das Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur (104) ein Anpassen einer Höhe (113h) des Spalts (113) aufweist derart, dass ein vordefinierter verbleibender Spalt zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und dem Substrat (120) verbleibt.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 1, wobei der vordefinierte verbleibende Spalt eine Höhe (113d) in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 1500 µm aufweist.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) innerhalb einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Substrathalteranordnung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Positionierungssystem (106) einen Bewegungsmechanismus aufweist, um eine Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die Stützstruktur (102) zu ermöglichen.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 4, wobei der Bewegungsmechanismus ausgelegt ist, um die Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur (104) oder der Stützstruktur (102) entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) senkrechten Richtung zu ermöglichen.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Positionierungssystem (106) einen Elektroantrieb aufweist, der mit dem Bewegungsmechanismus gekoppelt ist, um die Bewegung der Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die Stützstruktur (102) anzutreiben.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 6, wobei der Elektroantrieb einen Schrittmotor aufweist.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 7, wobei der Schrittmotor eine Schrittgröße für das Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur (104) in dem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 100 µm definiert.
Substrathalteranordnung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Positionierungssystem (106) eine Regeleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, den Elektroantrieb zu regeln.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 9, wobei das Positionierungssystem (106) einen oder mehrere Prozessoren aufweist, die eingerichtet sind, die Daten (106d) zu empfangen und basierend auf den Daten (106d) die Regeleinrichtung zu instruieren, die Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die Stützstruktur (102) zu positionieren.
Substrathalteranordnung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, die weiterhin Folgendes aufweist: einen oder mehrere Sensoren, die eingerichtet sind, die der Dicke (120d) des Substrats (120) entsprechenden Daten (106d) zu ermitteln und die Daten (106) dem Positionierungssystem (106) bereitzustellen.
Substrathalteranordnung (100) nach Anspruch 11, wobei der eine oder die mehreren Sensoren einen oder mehrere optische Sensoren aufweisen.
Substrathalteranordnung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, die weiterhin Folgendes aufweist: eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen (316), die eingerichtet sind, die der Dicke (120d) des Substrats (120) entsprechenden Daten (106d) zu empfangen und die Daten (106) dem Positionierungssystem (106) bereitzustellen.
Halbleiter-Bearbeitungswerkzeug (500), das Folgendes aufweist: einen Bearbeitungsbereich (502p) und eine Bearbeitungsvorrichtung (504), um wenigstens ein Substrat (120) im Bearbeitungsbereich (502p) zu bearbeiten; und wenigstens eine Substrathalteranordnung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 13.
Verfahren, das Folgendes aufweist: Ermitteln einer Dicke (120d) eines Substrats (120); Platzieren des Substrats (120) auf einer oder mehreren Oberflächen (102s) einer Stützstruktur (102); und, basierend auf der ermittelten Dicke (120d), Positionieren einer Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) zum Schützen eines Kantenbereichs (120e) des Substrats (120), wobei der Kantenbereich (120e) zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) angeordnet ist, wobei das Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur (104) auf der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) das Belassen eines vordefinierten verbleibenden Spalts zwischen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und dem Substrat (120) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Positionieren der Substratkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf die eine oder mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) ein Bewegen der Substratkante-Schutzstruktur (104) und/oder der Stützstruktur (102) entlang einer zu der einen oder den mehreren Oberflächen (102s) der Stützstruktur (102) senkrechten Richtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Ermitteln der Dicke (120d) des Substrats (120) ein Messen der Dicke (120d) des Substrats (120) mittels eines oder mehrerer Sensoren aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der eine oder die mehreren Sensoren einen oder mehrere optische Sensoren aufweisen.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 15 bis 18, wobei das Ermitteln der Dicke (120d) des Substrats (120) ein Empfangen von Daten (106), die die Dicke (120d) des Substrats (120) wiedergeben, von einer Prozessregelung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Prozessregelung eine Run-to-Run-Regelung ist.
Wafer-Chuck-Anordnung (100), die Folgendes aufweist: einen Wafer-Chuck (102); eine Waferkante-Schutzstruktur (104); und und ein Positionierungssystem (106), das eingerichtet ist, die Waferkante-Schutzstruktur (104) bezogen auf den Wafer-Chuck (102) in wenigstens einer ersten Ruheposition (104r-1) und einer zweiten Ruheposition (104r-2) zu positionieren derart, dass ein Kantenbereich (120e) eines Wafers (120), der sich in einem Spalt (113) zwischen der Waferkante-Schutzstruktur (104) und dem Wafer-Chuck (102) befindet, geschützt wird, wobei in der ersten Ruheposition (104r-1) der Spalt (113) eine erste Spalthöhe (113h-1), die einer ersten Dicke (120d-1) zugeordnet ist, aufweist und wobei in der zweiten Ruheposition (104r-2) der Spalt (113) eine zweite Spalthöhe (113h-2), die einer zweiten Dicke (120d-2) zugeordnet ist, aufweist, wobei das Positionierungssystem (106) eingerichtet ist, zu ermitteln, ob der Wafer (120) die erste Dicke (120d-1) oder die zweite Dicke (120d-2) aufweist, und die Waferkante-Schutzstruktur (104) in Übereinstimmung mit der Ermittlung zu positionieren, wobei das Positionieren der Waferkante-Schutzstruktur (104) ein Anpassen einer Höhe (113h) des Spalts (113) aufweist derart, dass ein vordefinierter verbleibender Spalt zwischen der Waferkante-Schutzstruktur (104) und dem Wafer (120) verbleibt, wobei der vordefinierte verbleibende Spalt unabhängig von der ersten Dicke (120d-1) und der zweiten Dicke (120d-2) dieselbe Höhe aufweist.
Wafer-Chuck-Anordnung nach Anspruch 21, wobei das Positionierungssystem (106) eingerichtet ist, die Waferkante-Schutzstruktur (104) in dem Fall, dass der Wafer (120) die erste Dicke (120d-1) aufweist, in der ersten Ruheposition (104r-1) zu positionieren oder in dem Fall, dass der Wafer (120) die zweite Dicke (120d-2) aufweist, in der zweiten Ruheposition (104r-2) zu positionieren.