DE10212420A1

DE10212420A1 - Einrichtung zur Aufnahme eines Wafers

Info

Publication number: DE10212420A1
Application number: DE10212420A
Authority: DE
Inventors: Erich Thallner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US20030178864A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einem Träger zur Aufnahme eines Wafers innerhalb einer Wafer-Behandlungsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einem Träger zur Aufnahme eines Wafers innerhalb einer Wafer-Behandlungsvorrichtung.
Der Begriff "Wafer" steht erfindungsgemäß stellvertretend für alle Arten von scheibenförmigen Gegenständen. Insbesondere gehören dazu Siliziumscheiben, die zur Herstellung von Halbleitern dienen.
Die Wafer werden in unterschiedlichsten Prozeßschritten bearbeitet und behandelt. Hierzu gehören beispielsweise das Justieren, Ätzen, Beschichten oder Reinigen von Wafern beziehungsweise Wafer-Oberflächen.
Der Aufnahmeteil dieser Vorrichtungen wird üblicherweise als Chuck bezeichnet.
Bekannte Vorrichtungen zur Behandlung von Wafern umfassen solch eine Einrichtung (einen Chuck) mit einem Träger zur Aufnahme des Wafers, wobei der Wafer auf unterschiedliche Art und Weise auf beziehungsweise am Träger positioniert werden kann.

Die EP 0 444 714 B1 beschreibt verschiedene bekannte Einrichtungen und zugehörige Verfahren, unter anderem eine Einrichtung, die nach dem sogenannten Bernoulli-Prinzip arbeitet. Dabei wird über einen in der Trägeroberfläche auslaufenden Kanal Gas zugeführt und das zugeführte Gas anschließend wieder abgezogen. Auf diese Weise entsteht ein Unterdruck zwischen Träger und Wafer. Es ergibt sich eine berührungslose Führung des Wafers auf dem Träger.

Alternativ und/oder kumulativ sind mechanische Einrichtungen zur Führung des Wafers bekannt, beispielsweise über sogenannte "Pins", die den Wafer umfangsseitig greifen, zentrieren und festhalten.

Wie bei allen Verfahrensschritten im Zusammenhang mit der Herstellung von Halbleitern gilt auch hier, dass Staub oder sonstige Verunreinigungen so weit wie möglich vermieden werden müssen. Dies erfordert eine regelmäßige Reinigung der Vorrichtungen. Da die genannten Chucks in den Wafer-Bearbeitungsanlagen üblicherweise fest integriert sind, ist ein Wechsel des Chucks und seine Reinigung schwierig.

Beim Reinigen der meist metallischen Bauteile kann es durch die Reinigungsmittel zu Kontaminationen kommen, die sich auf den zu prozessierenden Wafer später übertragen können.

In Anlagen, bei denen die Wafer beschichtet werden, beispielsweise mit Fotolacken, sind wechselbare Chucks bekannt. Üblicherweise muß der gesamte Chuck gereinigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die genannten Reinigungsarbeiten zu vereinfachen.

Grundgedanke der Erfindung ist es dabei, den zu prozessierenden Wafer nicht mehr direkt auf dem Träger anzuordnen, sondern auf einem zwischengeschalteten Bauteil, welches leicht auswechselbar ist.

Auf diese Weise wird die Verunreinigung der schwer zu demontierenden Trägereinheit überflüssig. Das Zwischenelement (eine Art Adapter) kann leicht entnommen und gegen ein neues Teil ausgetauscht werden. Hierdurch wird nicht nur die Reinigung als solche einfacher, sondern auch schneller und preiswerter.

Insoweit betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform eine Einrichtung mit einem Träger zur Aufnahme eines Wafers innerhalb einer Wafer-Behandlungsvorrichtung, wobei zwischen Träger und Wafer ein auswechselbares Zwischenelement angeordnet ist.

Das Zwischenelement kann auf dem Träger so befestigt sein, dass es Bewegungen des Trägers folgt. Bei zahlreichen Behandungen des Wafers rotiert der Träger. Da das Zwischenelement bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung der eigentlichen Aufnahme des Wafers dient, muß sich entsprechend das Zwischenelement drehen. Üblicherweise wird der Antrieb zwar über den eigentlichen Träger erfolgen; die Rotation wird jedoch auf geeignete Weise auf das Zwischenelement übertragen.

Dazu kann das Zwischenelement beispielsweise mechanisch am Träger befestigt sein. Beispiele hierfür sind Nut-/Feder-Verbindungen, Stift-/Schlitz-Verbindungen, Bajonettverschlüsse oder dergleichen.

Ebenso können Zwischenelement und Träger aber auch indirekt verbunden werden. Beispielsweise kann das Zwischenelement nach dem Bernoulli-Prinzip auf der Trägeroberfläche gehalten werden. Mit anderen Worten: die Fixierung des Zwischenelementes auf dem Träger kann mit den gleichen Mitteln erfolgen wie die Verbindung zwischen Wafer und Träger, wie dies beispielsweise der eingangs genannte Stand der Technik beschreibt. Geeignete Ausführungsformen sind unter anderem auch in der US 3,523,706 A beschrieben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung schafft die Möglichkeit, auch den Wafer auf dem Zwischenelement unter Anwendung des Bernoulli-Prinzips zu platzieren. Dazu weist das Zwischenelement beispielsweise Öffnungen auf, die strömungstechnisch mit einer im Bereich des Trägers ausgebildeten Gaszuführ- oder Gasabführeinheit in Wirkverbindung stehen. Ebenso kann der Wafer durch solche Öffnungen im Zwischenelement angesaugt werden.

Beispielsweise können zueinander konzentrische Zonen ausgebildet werden, wobei in einer inneren Zone das Zwischenelement am Träger und in einer dazu konzentrischen äußeren Zone der Wafer auf dem Zwischenelement geführt wird.

Die vorstehende Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele läßt bereits erkennen, dass ein plattenförmiges Zwischenelement die geforderten Eigenschaften gut erfüllt und platzsparend ist. Dabei bietet sich eine scheibenförmige Geometrie an. Das Zwischenelement kann dabei gleich groß oder größer als der zu behandelnde Wafer sein.

Üblicherweise handelt es sich bei den Wafern um kreisrunde Scheiben, die allenfalls an einer bestimmten Stelle des Umfangsbereiches abgeflacht sind. Das Zwischenelement hat dann beispielsweise eine analoge Form. Es kann jedoch einen geringfügig größeren Durchmesser aufweisen, so dass es den zu behandelnden Wafer allseits überragt.

Das Zwischenelement kann aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Eine Variante sieht vor, das Zwischenelement aus demselben Material herzustellen, aus dem der Wafer besteht.

Dies hat den Vorteil, dass der Wechselchuck (das Zwischenelement) mit denselben Reinigungsmitteln und Reinigungsmethoden behandelt werden kann wie der Prozeßwafer.

Auch etwaige mechanische Fixierungsmittel können aus diesem Material bestehen, beispielsweise Silizium. Ebenso können die mechanischen Verankerungsmittel beispielsweise aber auch aus Glas wie Pyrexglas oder dergleichen bestehen. Dieses Material läßt sich ebenso wie das Material des Wafers/Zwischenelementes problemlos mit den bekannten Verfahren reinigen.

Der eigentliche Chuck (Träger) braucht bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung beziehungsweise einer zugehörigen Behandlungsvorrichtung nicht oder nur noch in wesentlich größeren Zeitintervallen gereinigt werden, da etwaige Verunreinigungen unmittelbar auf dem Zwischenelement anfallen. Dies gilt auch für Kontaminierungen aufgrund von Behandlungsflüssigkeiten, beispielsweise Ätzflüssigkeiten oder Spülflüssigkeiten, die während verschiedener Behandlungsschritte auf den Wafer aufgebracht werden, wobei sich eine Verunreinigung benachbarter Bauteile der Vorrichtung allerdings nicht immer vermeiden läßt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen - jeweils in stark schematisierter Darstellung -
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung
Fig. 2 eine Aufsicht auf das in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendete Zwischenelement.
In Fig. 1 ist ein Träger 10 zu erkennen, zu dem eine antreibbare Welle 12 gehört.
Üblicherweise liegt auf der Oberfläche 10o des Trägers 10 ein Wafer unmittelbar oder mittelbar (zum Beispiel nach dem Bernoulli-Prinzip) auf.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dagegen so gestaltet, dass auf der Oberfläche 10o des Trägers 10 ein Zwischenelement 14 angeordnet ist, und zwar wie folgt:
Auf der Oberfläche 10o des Trägers 10 sind umfangsseitig, im Winkel von 120° zueinander, drei nutförmige Vertiefungen 10v vorgesehen. Der Verlauf der Vertiefungen 10v ist radial in Bezug auf die Welle 12.
In jeder Vertiefung 10v liegt ein Streifen 14 s des Zwischenelementes 14 ein, und zwar spielfrei. Die Streifen 14s sind auf einer Unterseite 14u des Adapters 14 aufgeklebt und bestehen aus Pyrexglas.
Wie die Aufsicht nach Fig. 2 zeigt, befinden sich die Streifen 14s in der 10.00-Uhr, 14.00-Uhr und 18.00-Uhr- Position einer Uhr.
Konzentrisch zum Mittelpunkt M des scheibenförmigen Zwischenelementes 14 ist unterseitig ein weiterer Streifen 14m aus Pyrexglas aufgeklebt, der in einer korrespondierenden Mittenöffnung 10m des Trägers 10 einliegt.
Das Element 14 könnte ebenso nach dem Bernoulli-Prinzip auf dem Träger 10 geführt werden.
Wie Fig. 2 zeigt, ist das Zwischenelement 14 mit einer Reihe von Öffnungen 14o ausgebildet, die radial zum Mittelpunkt M in sechs Reihen angeordnet sind und so eine Art Sternbild in der Aufsicht ergeben.
Unterhalb der Öffnungen 14o sind in der Oberfläche 10o des Trägers 10 nutförmige Rillen (nicht dargestellt) angeordnet, die an eine Unterdruckleitung anschließen, so dass über die Öffnungen 14o Luft abgesaugt wird und ein Unterdruck entsteht.
Dieser Unterdruck dient dazu, auf dem Zwischenelement 14 einen zu behandelnden Wafer 16 zu platzieren (anzusaugen).
Es stellt ein besonderes Merkmal der Erfindung dar, dass das Zwischenelement 14 aus demselben Material/Werkstoff bestehen kann wie der zu prozessierende Wafer 16. Entsprechend kann es sich bei dem Zwischenelement 14 um eine Siliziumscheibe handeln, die mit der Siliziumscheibe 16 werkstoffmäßig, gegebenenfalls auch geometrisch, identisch ist (im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der unten aufgeklebten Streifen 14s, 14m).
Das Zwischenelement 14 kann bei Bedarf leicht entnommen und gegen ein neues ausgetauscht werden. Dieses Austauschen kann durch denselben Roboter erfolgen, der auch für das Heranführen und Wegnehmen der Wafer verwendet wird. Das entnommene Zwischenelement kann mit denselben Mitteln und Verfahren gereinigt werden wie der Wafer 16.
Weitere Merkmale des Trägers 10 beziehungsweise des zugehörigen Topfes/der Behandlungsvorrichtung werden hier nicht beschrieben, da sie dem Stand der Technik entsprechen können (z. B. US 5,421,056 und EP 0 444 714 B1).

Claims

1. Einrichtung mit einem Träger (10) zur Aufnahme eines Wafers (16) innerhalb einer Wafer-Behandlungsvorrichtung, wobei zwischen Träger (10) und Wafer (16) ein auswechselbares Zwischenelement (14) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) auf dem Träger (10) so befestigt ist, dass es Bewegungen des Trägers (10) folgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) mechanisch am Träger (10) befestigt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) über eine Saugeinrichtung am Träger befestigt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) Öffnungen (14o) aufweist, die strömungstechnisch mit einer im Bereich des Trägers (10) ausgebildeten Gaszuführ- und/oder Gasabführeinheit in Wirkverbindung stehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) plattenförmig ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) scheibenförmig ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) aus dem gleichen Material wie der zu behandelnde Wafer (16) besteht.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement (14) gleich groß oder größer als der zu behandelnde Wafer (14) ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischenelement den zu behandelnden Wafer allseitig überragt.