DE19816739B4 - Apparatus for loading and unloading a process reactor with articles, preferably wafers - Google Patents

Apparatus for loading and unloading a process reactor with articles, preferably wafers Download PDF

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    • C23C14/566—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases using a load-lock chamber

Abstract

Vorrichtung zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors mit Gegenständen, insbesondere Wafern, mit einer Schleusenkammer (21, 31), die über eine verschließbare Öffnung (22, 32) mit einer Prozeßkammer des Prozeßreaktors verbindbar oder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) weiterhin eine verschließbare Beladeöffnung (33) aufweist.contraption for loading and unloading a process reactor with articles, in particular Wafern, with a lock chamber (21, 31), which via a closable opening (22, 32) with a process chamber of the process reactor connectable or connected, characterized in that the lock chamber (31) continue to be a lockable loading opening (33).

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors mit Gegenständen, insbesondere Wafern, mit einer Schleusenkammer, die über eine verschließbare Öffnung mit einer Prozeßkammer des Prozeßreaktors verbunden oder verbindbar ist.The The present invention relates to a device for loading and Unloading a process reactor with objects, in particular wafers, with a lock chamber, over one lockable opening with a process chamber of the process reactor connected or connectable.

Prozeßreaktoren der genannten Art sind bereits bekannt und werden beispielsweise bei der Bearbeitung von Wafern eingesetzt. Dabei erfolgt oftmals eine Einzelprozessierung der Wafer in einer unter Vakuum stehenden Prozeßkammer. Das Beladen und Entladen des bekannten Prozeßreaktors ist in der 5 dargestellt und wird im Rahmen der Figurenbeschreibung näher erläutert. Vor Beginn des Beladevorgangs ist die Schleusenkammer nach außen und innen geschlossen. Nachdem die Schleusenkammer auf Atmosphärendruck geflutet wurde, wird die gesamte Schleusenkammer angehoben. Dann wird der zu behandelnde Wafer in die Schleuse eingelegt. Anschließend wird die Schleuse durch Absenken der Schleusenkammer geschlossen und die Schleusenkammer auf den in der Prozeßkammer herrschenden Druck evakuiert. Nun wird die Schleuse nach innen geöffnet und der Wafer in die Prozeßkammer weitergegeben. Nach Beendigung des Behandlungsverfahrens wird der behandelte Wafer in die Schleusenkammer zurückgegeben und die Schleuse geschlossen.Process reactors of the type mentioned are already known and are used for example in the processing of wafers. In this case, a single processing of the wafer is often carried out in a process chamber under vacuum. The loading and unloading of the known process reactor is in the 5 and is explained in more detail in the description of the figures. Before the loading process, the lock chamber is closed to the outside and inside. After the lock chamber has been flooded to atmospheric pressure, the entire lock chamber is raised. Then the wafer to be treated is inserted into the lock. Subsequently, the lock is closed by lowering the lock chamber and the lock chamber is evacuated to the prevailing pressure in the process chamber. Now the lock is opened inwards and the wafer is passed on to the process chamber. After completion of the treatment process, the treated wafer is returned to the lock chamber and the lock is closed.

Der bekannte Prozeßreaktor weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Zunächst muß die gesamte Schleuse während des Belade- und Entladevorgangs eine Hubbewegung über dem Wafer durchführen, wodurch der Wafer mit unerwünschten Partikeln kontaminiert oder verschmutzt werden kann. Weiterhin verfügt die Schleusenkammer über ein großes Kammervolumen, das bei Erzeugung des Vakuums evakuiert werden muß. Schließlich ist es durch die Art der Konstruktion der Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors nicht möglich, darunterliegende Baugruppen auf einfache und sichtbare Weise zu justieren und zu warten.Of the known process reactor however, has a number of disadvantages. First, the entire lock must during the Loading and unloading perform a lifting movement over the wafer, which the wafer with unwanted Particles can be contaminated or polluted. Furthermore, the lock chamber has a great Chamber volume, which must be evacuated upon generation of the vacuum. Finally is it by the type of construction of the device for loading and Unloading the process reactor not possible, underlying assemblies in a simple and visible way too adjust and wait.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktorsv derart weiterzubilden, daß die beschriebenen Nachteile vermieden werden.outgoing Of the cited prior art, the present invention thus the object of a device of the type mentioned for Loading and unloading of a process reactor so that the described disadvantages are avoided.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schleusenkammer zusätzlich über eine verschließbare Beladeöffnung verfügt.The Task is solved by that the lock chamber additionally over one lockable loading opening features.

Über diese Beladeöffnung können zu behandelnde Gegenstände in die Schleusenkammer eingeführt, beziehungsweise aus dieser entnommen werden. Eine zweimalige Bewegung der gesamten Schleusenkammer über dem Gegenstand kann dadurch verhindert werden. Dies führt zum Ausschluß oder zur Minimierung der Gefahr einer Kontaminierung oder Verschmutzung der Gegenstände durch unerwünschte Partikel. Weiterhin kann die Schleusenkammer sehr klein ausgebildet werden, so daß etwa bei Erzeugung eines Vakuums nur kurze Pumpzeiten vom Atmosphärendruck in den Vakuumbereich hinein notwendig sind. Dies erhöht den Durchsatz des Prozeßreaktors. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach aufgebaut, was zu einer Kostenreduktion führt. Darüber hinaus können Wartungs- und Justagearbeiten einfach und schnell durchgeführt werden. Dieser Vorteil wird weiter unten näher beschrieben.About these loading opening can objects to be treated introduced into the lock chamber, or be taken from this. A double movement the entire lock chamber over The object can be prevented. This leads to Exclusion or to minimize the risk of contamination or contamination of the objects by unwanted Particle. Furthermore, the lock chamber can be made very small so that about when generating a vacuum only short pumping times from the atmospheric pressure in the vacuum area are necessary. This increases the throughput of the process reactor. Furthermore, the device according to the invention structurally simple, which leads to a cost reduction. Furthermore can Maintenance and adjustment work can be done easily and quickly. This advantage will be further described below.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Prozeßreaktor auf einfache Weise mit jeder Art von Gegenständen beladen werden. Bevorzugt wird die Vorrichtung jedoch zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors mit Wafern verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Art von Gegenständen beschränkt.With the device according to the invention can a process reactor be easily loaded with any kind of objects. It is preferred However, the device for loading and unloading a process reactor used with wafers. However, the invention is not limited to this particular one Kind of objects limited.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.preferred embodiments the device according to the invention arise from the backward Dependent claims.

Erfindungsgemäß kann eine Verschließeinrichtung für die Beladeöffnung vorgesehen sein. Die Verschließeinrichtung ist vorzugsweise plattenartig ausgebildet, kann jedoch auch andere geeignete Formen aufweisen.According to the invention, a closing for the loading opening be provided. The closing device is preferably plate-like, but can also others have suitable shapes.

In weiterer Ausgestaltung ist ein Ventil vorgesehen, das mit der Verschließeinrichtung verbunden ist. Über das Ventil wird eine einfache und genaue Steuerung der Verschließeinrichtung möglich. Ein bevorzugtes Ventil ist im vorliegenden Fall ein Rechteck-Hochventil. Jedoch sind auch andere Antriebsformen für die Verschließeinrichtung denkbar und möglich.In Another embodiment, a valve is provided which with the closing device connected is. about the valve becomes a simple and accurate control of the closing device possible. A preferred valve in the present case is a rectangular high valve. However, other drive forms for the closing device conceivable and possible.

Vorteilhaft kann die Beladeöffnung in einer Seitenwand der Vorrichtung ausgebildet sein. Durch das seitliche Beladen und Entladen der Schleusenkammer kann ein Anheben der gesamten Schleusenkammer mit den daraus resultierenden oben beschriebenen Nachteilen entfallen. Weiterhin kann die Vorrichtung durch die seitliche Anordnung der Beladeöffnung mittels der Handhabungsvorrichtung auf einfache Weise bestückt werden.Advantageous can the loading opening be formed in a side wall of the device. By the Lateral loading and unloading of the lock chamber can be a lifting the entire lock chamber with the resulting top disadvantages described omitted. Furthermore, the device can by the lateral arrangement of the loading opening by means of the handling device equipped in a simple way become.

Erfindungsgemäß kann die Schleusenkammer eine Verbindungsöffnung aufweisen.According to the invention, the Lock chamber a connection opening exhibit.

Die Verbindungsöffnung kann zur Verbindung mit einer Vorrichtung zur Einstellung eines Vakuums dienen. Eine solche Verbindung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Gegenstände in der Prozeßkammer unter Vakuum behandelt werden sollen und das Vakuum vor dem Einbringen der Gegenstände in die Prozeßkammer auch in der Schleusenkammer erzeugt werden muß.The connection opening may serve for connection to a device for adjusting a vacuum. Such a connection is in particular It makes sense, then, if the objects in the process chamber to be treated under vacuum and the vacuum must be generated before the introduction of the objects in the process chamber in the lock chamber.

Allerdings kann die Vorrichtung über die Verbindungsöffnung auch mit anderen Quellen verbunden werden. So ist es beispielsweise denkbar, daß die Gegenstände in der Prozeßkammer unter bestimmten Umgebungsbedingungen behandelt werden. Denkbar sind etwa bestimmte Temperaturen, bestimmte Feuchtigkeiten, bestimmte Gaszusammensetzungen oder dergleichen in der Prozeßkammer. Über die Verbindungsöffnung können die in der Prozeßkammer herrschenden Umgebungsbedingungen auch in der Schleusenkammer eingestellt werden.Indeed can the device over the connection opening also be linked to other sources. That's the way it is, for example conceivable that the objects in the process chamber be treated under certain environmental conditions. Conceivable are certain temperatures, specific humidities, certain Gas compositions or the like in the process chamber. About the connecting opening can in the process chamber prevailing ambient conditions also set in the lock chamber become.

In weiterer Ausgestaltung kann die Schleusenkammer ein Deckelelement aufweisen, das insbesondere lösbar mit der Schleusenkammer verbunden ist.In Further embodiment, the lock chamber, a cover element have, in particular, solvable connected to the lock chamber.

Auf diese Weise lassen sich auf einfache Art Wartungs- und Justagearbeiten in der Prozeßkammer und auch in der Schleusenkammer durchführen. Nach Abnahme des Deckelelements von der Schleusenkammer besteht über die Zugangsöffnung zur Prozeßkammer die Möglichkeit, darunterliegende Baugruppen zu begutachten, zu justieren, zu warten, zu reparieren oder auszutauschen. Dadurch werden eventuelle Stillstandszeiten enorm verkürzt. Der freie Zugang nach Abnahme des Deckelelements zu darunter liegenden Baugruppen wird zusätzlich dann begünstigt, wenn die Beladeöffnung in einer Seitenwand der Schleusenkammer angeordnet ist.On This way can be easily maintenance and adjustment work in the process chamber and also in the lock chamber. After removal of the cover element consists of the lock chamber over the access opening to the process chamber the possibility, to inspect, adjust, maintain, lower, subassemblies underneath repair or replace. This will cause any downtime tremendously shortened. Free access after removal of the cover element to underlying Assemblies will be additional then favors if the loading opening is arranged in a side wall of the lock chamber.

Erfindungsgemäß kann das Deckelelement aus einem optisch transparenten Material gebildet sein. Dadurch wird eine Einsichtnahme in die Schleusenkammer oder in die mit der Schleusenkammer verbundene Prozeßkammer ermöglicht, ohne daß der Prozeß unterbrochen oder Bauelemente abgebaut werden müssen. Auf diese Weise wird über das Deckelelement auch eine einfache Überwachung des Behandlungsverfahrens möglich.According to the invention that Cover element may be formed of an optically transparent material. This will provide an insight into the lock chamber or in the allows the process chamber associated with the lock chamber without the process being interrupted or components must be dismantled. In this way, over the cover element also a simple monitoring of the Treatment process possible.

In weiterer Ausgestaltung kann die verschließbare Öffnung zum Verbinden der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Prozeßreaktor im Bodenelement ausgebildet sein. Dabei erstreckt sich die Öffnung vorteilhaft im wesentlichen über die gesamte Fläche des Bodenelements.In Another embodiment, the closable opening for connecting the device according to the invention with the process reactor be formed in the bottom element. In this case, the opening extends advantageously essentially over the entire area of the floor element.

Bevorzugt kann in der Schleusenkammer ein Vakuum von 4 bis 8 x10-7 mbar (3 bis 6 x10-7 Torr) einstellbar sein.A vacuum of 4 to 8 × 10 -7 mbar (3 to 6 × 10 -7 Torr) may preferably be adjustable in the lock chamber.

In weiterer Ausgestaltung kann die Schleusenkammer zumindest in Teilbereichen kreisförmig ausgebildet sein. Diese Form ist insbesondere dann sinnvoll, wenn mit der Vorrichtung Wafer beladen und entladen werden sollen. Durch die Anpassung der Geometrie der Schleusenkammer an die Geometrie der zu behandelnden Gegenstände kann die Kammergröße der Schleusenkammer optimiert werden.In Another embodiment, the lock chamber, at least in some areas circular shaped be. This form is particularly useful when using the device Wafer loaded and unloaded. By adjusting the geometry the lock chamber to the geometry of the objects to be treated the chamber size of the lock chamber be optimized.

Bevorzugt kann die Schleusenkammer einen Durchmesser von weniger als 350mm aufweisen. Sollen beispielsweise Wafer mit einem Durchmesser von 200mm oder 300mm bearbeitet werden, weist die Schleusenkammer vorteilhaft einen Durchmesser von etwa 204mm beziehungsweise 304mm auf.Prefers The lock chamber can have a diameter of less than 350mm exhibit. For example, should wafers with a diameter of 200mm or 300mm, the lock chamber is advantageous a diameter of about 204mm or 304mm.

Vorteilhaft kann die Schleusenkammer ein Kammervolumen von weniger als 2 Litern, vorzugsweise von etwa 1.33 Litern aufweisen.Advantageous the lock chamber can have a chamber volume of less than 2 liters, preferably of about 1.33 liters.

Durch die vorgenannten Maßnahmen können beispielsweise die Pumpzeiten stark verkürzt werden, wenn in der Schleusenkammer bestimmte, definierte Umgebungsbedingungen -etwa ein Vakuumeingestellt werden sollen. Dies erhöht den Durchsatz.By the aforementioned measures can For example, the pumping times are greatly reduced when in the lock chamber certain defined environmental conditions-about a vacuum set should be. This increases the throughput.

Erfindungsgemäß kann die Beladeöffnung schlitzförmig ausgebildet sein. Eine solche Form ist besonders dann sinnvoll, wenn es sich bei den zu behandelnden Gegenständen um Wafer handelt. Durch die geringe Größe der Beladeöffnung wird eine Kontaminierung oder Verschmutzung der Gegenstände in der Schleusenkammer bei Öffnung der Verschließeinrichtung ausgeschlossen oder zumindest minimiert.According to the invention, the Loading opening slit-shaped be. Such a form is particularly useful if it is at the objects to be treated is about wafers. Due to the small size of the loading opening is a contamination or pollution of the objects in the Lock chamber at opening the closing device excluded or at least minimized.

Vorzugsweise kann die Beladeöffnung eine Breite von weniger als 350mm, vorzugsweise eine Breite von 210mm oder 310mm und/oder eine Höhe von weniger als 15mm, vorzugsweise eine Höhe von 12mm aufweisen. Diese Maße der Beladeöffnung sind insbesondere bei einer Behandlung von Wafern vorteilhaft.Preferably can the loading opening a width of less than 350mm, preferably a width of 210mm or 310mm and / or a height of less than 15mm, preferably have a height of 12mm. These Dimensions of Loading opening are especially advantageous when treating wafers.

Erfindungsgemäß kann ein Verschließelelement zum Verschließen der Öffnung vorgesehen sein, über die die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Prozeßreaktor verbunden ist. Das Verschließelement kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein.According to the invention can Verschließelelement to close the opening be provided over the device of the invention with the process reactor connected is. The closing element For example, it can be plate-shaped be educated.

Die Anordnung des Verschließelements an der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat den Vorteil, daß die gesamte Vorrichtung als Einheit ausgebildet ist, die auf einfache Weise an einem Prozeßreaktor montiert werden kann.The Arrangement of the closing element at the device according to the invention has the advantage that the Whole device is designed as a unit, the simple Manner mounted on a process reactor can be.

Es ist aber auch denkbar, daß dieses Verschließelement nicht Bestandteil der Vorrichtung zum Beladen und Entladen der Gegenstände, sondern Bestandteil der Prozeßkammer des Prozeßreaktors ist. In diesem Fall kann beispielsweise bei geschlossenem Verschließelement, das dann auch die Prozeßkammer abdichtet und verschließt, die Vorrichtung zum Beladen und Entladen vom Prozeßreaktor abgebaut werden, ohne daß anschließend das heißt nach erneutem Einbau der Vorrichtung in den Prozeßreaktor- auch die Bedingungen in der Prozeßkammer neu eingestellt werden müßten. Je nach Anwendungsgebiet und Bedarf sind jedoch beide Varianten möglich.But it is also conceivable that this closing element is not part of the device for loading and unloading of the objects, but Part of the process chamber of the process reactor is. In this case, for example, with a closed closing element, which then seals and closes the process chamber, the device for loading and unloading are dismantled from the process reactor, without subsequently that after re-installation of the device in the Prozeßreaktor- also the conditions in the process chamber new should be adjusted. Depending on the field of application and requirements, however, both variants are possible.

Erfindungsgemäß kann die Schleusenkammer eine oder mehrere Öffnungen zur Verbindung mit einer Inertgasquelle, vorzugsweise einer Stickstoffquelle, aufweisen. Bevorzugt befindet sich die Öffnung gegenüber der Beladeöffnung. Über die wenigstens eine Öffnung kann die Schleusenkammer beispielsweise mit Stickstoff geflutet werden. Dabei wird der Stickstoff vorzugsweise ringförmig in die Schleusenkammer und den darin befindlichen Gegenstand gesprüht. Erst bei Erreichen von Atmosphärendruck wird die Beladeöffnung zum Beladen und Entladen geöffnet. Durch das Fluten der Schleusenkammer mit Stickstoff werden Luftverwirbelungen in der Schleusenkammer beim Öffnen verringert. Soll in der Schleusenkammer ein Vakuum erzeugt werden, wird während des Evakuierens hauptsächlich Stickstoff abgepumpt, der vakuumtechnisch bessere Eigenschaften aufweist als ein gewöhnliches Luftgemisch.According to the invention, the Lock chamber one or more openings for connection with a Inertgasquelle, preferably a nitrogen source having. Preferably, the opening is located across from the loading opening. About the at least one opening For example, the lock chamber may be flooded with nitrogen become. The nitrogen is preferably annular in spraying the lock chamber and the object inside it. First when reaching atmospheric pressure becomes the loading opening open for loading and unloading. By flooding the lock chamber with nitrogen, air turbulence in the lock chamber when opening reduced. If a vacuum is to be generated in the lock chamber, is during of evacuation mainly nitrogen pumped, the vacuum technology has better properties than a common one Air mixture.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors kann auf einfache Weise -beispielsweise von oben- auf der Prozeßkammer des Prozeßreaktors montiert werden. Vorzugsweise wird die Vorrichtung zum Beladen und Entladen fest auf der Prozeßkammer montiert. Durch eine seitliche Anordnung der Beladeöffnung in der Schleusenkammer können Wartungs- und Justagearbeiten in der Prozeßkammer auf einfache Weise von oben durch die Schleusenkammer hindurch vorgenommen werden. Zu den Vorteilen, Wirkungen, Effekten und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Prozeßreaktors wird auf die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.The inventive device for loading and unloading the process reactor can be simple For example, from above on the process chamber of the process reactor to be assembled. Preferably, the device becomes for loading and unloading firmly on the process chamber assembled. By a lateral arrangement of the loading opening in the lock chamber can Maintenance and adjustment work in the process chamber in a simple way be made through the lock chamber above. To the Advantages, effects, effects and the operation of the process reactor according to the invention is based on the above to the device according to the invention for loading and unloading of the process reactor full content taken and referenced.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Prozeßreaktors läßt sich der Durchsatz an den zu behandelnden Gegenständen erhöhen, da nicht zuletzt die Pumpzeiten durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schleusenkammer drastisch reduziert werden können.By the embodiment of the invention process reactor let yourself increase the throughput of the objects to be treated, because not least the pumping times by the embodiment according to the invention the lock chamber can be drastically reduced.

Die Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors kann lösbar mit diesem verbunden sein. Dadurch wird eine einfache Montage und Demontage der Vorrichtung erreicht. Eine bevorzugte -jedoch nicht ausschließliche -Möglichkeit der Verbindung läßt sich über entsprechende Schraubverbindungen realisieren.The Device for loading and unloading the process reactor can be solved with be connected to this. This will make easy assembly and disassembly reaches the device. A preferred, but not exclusive option The connection can be via appropriate Realize screw connections.

Vorteilhaft kann zwischen dem Prozeßreaktor und der Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors ein Dich tungselement vorgesehen sein. Ein geeignetes Dichtungselement ist beispielsweise ein entsprechend ausgebildeter O-Ring.Advantageous can be between the process reactor and the apparatus for loading and unloading the process reactor a log device be provided. A suitable sealing element is for example a suitably trained O-ring.

Erfindungsgemäß kann die Handhabungsvorrichtung als Roboter, vorzugsweise als Roboterarm ausgebildet sein.According to the invention, the Handling device as a robot, preferably as a robot arm be educated.

In weiterer Ausbildung kann eine Vorrichtung zur Einstellung eines Vakuums vorgesehen sein. Diese kann vorteilhaft mit der Prozeßkammer und/oder der Verbindungsöffnung aus der Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors verbunden sein. Die Vorrichtung zur Einstellung des Vakuums kann beispielsweise ein Vakuum von weniger als 8 x10-7 mbar, vorzugsweise ein Vakuum von 4 bis 8 x10-7 mbar (3 bis 6 x10-7 Torr) erzeugen.In a further embodiment, a device for adjusting a vacuum can be provided. This can be advantageously connected to the process chamber and / or the connection opening of the device for loading and unloading of the process reactor. For example, the vacuum adjustment device may provide a vacuum of less than 8 x 10 -7 mbar, preferably a vacuum of 4 to 8 x 10 -7 mbar (3 to 6 x 10 -7 Torr).

Der Prozeßreaktor kann ein Verschließelement zum Verschließen der Öffnung in der Schleusenkammer der Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors aufweisen, über die die Prozeßkammer mit der Schleusenkammer verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung weist insbesondere die weiter oben beschriebenen Vorteile auf.Of the process reactor can be a closing element to close the opening in the lock chamber of the device for loading and unloading of the process reactor have, over the process chamber connected to the lock chamber. Such a design has in particular the advantages described above.

Der Prozeßreaktor kann vorteilhaft zur Behandlung von Wafern ausgebildet sein. Die Wafer können beispielsweise einen Durchmesser von 200mm oder 300mm aufweisen.Of the process reactor can be advantageously designed for the treatment of wafers. The Wafers can For example, have a diameter of 200mm or 300mm.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The The present invention will now be described by way of example with reference to an embodiment closer to the enclosed drawing explained. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors; 1 a perspective view of a device according to the invention for loading and unloading a process reactor;

2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1; 2 a plan view of the device according to 1 ;

3 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung gemäß 1; 3 a view from below of the device according to 1 ;

4 eine vergrößerte Detailansicht der Beladeöffnung für die Vorrichtung gemäß 1; 4 an enlarged detail of the loading opening for the device according to 1 ;

5a bis 5c den Funktionsablauf eines Beladevorgangs für einen Prozeßreaktor mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors; und 5a to 5c the functional sequence of a loading process for a process reactor with a device known from the prior art for loading and unloading of the process reactor; and

6a bis 6c den Funktionsablauf eines Beladevorgangs für einen Prozeßreaktor mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors. 6a to 6c the functional sequence of a loading process for a process reactor with a device according to the invention for loading and unloading of the process reactor.

In den 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors mit Wafern dargestellt. Die Wafer sollen einen Durchmesser von 200mm aufweisen.In the 1 to 3 is a device according to the invention 30 for loading and unloading a process reactor with wafers. The wafers should have a diameter of 200mm.

Die Vorrichtung 30 weist eine Schleusenkammer 31 mit kreisförmigem Querschnitt auf, wobei der Durchmesser der Schleusenkammer 204mm beträgt.The device 30 has a lock chamber 31 with a circular cross section, wherein the diameter of the lock chamber is 204 mm.

Die Schleusenkammer 31 weist ein Bodenelement 38 auf, in dem eine Öffnung 32 vorgesehen ist, über die die Schleusenkammer 31 mit einer Prozeßkammer des Prozeßreaktors verbunden ist. Die Öffnung 32 ist über ein Verschließelement verschließbar, das jedoch Bestandteil der Prozeßkammer ist. Die Schleusenkammer 31 ist mittels Schrauben 41 fest, jedoch lösbar mit dem Prozeßreaktor verbunden. Zur Abdichtung ist zwischen dem Bodenelement 38 und dem Prozeßreaktor zusätzlich ein O-Ring 42 vorgesehen.The lock chamber 31 has a floor element 38 in which an opening 32 is provided over the lock chamber 31 is connected to a process chamber of the process reactor. The opening 32 is closed by a closing element, which is however part of the process chamber. The lock chamber 31 is by means of screws 41 firmly, but releasably connected to the process reactor. For sealing is between the floor element 38 and the process reactor additionally an O-ring 42 intended.

Die Schleusenkammer 31 weist weiterhin ein Deckelelement 37 auf, das aus einem optisch transparenten Material gebildet ist und daß lösbar mit der Schleusenkammer 31 verbunden ist. Über das abnehmbare Deckelelement 37 lassen sich auf einfache und bequeme Weise Wartungs- und Justagearbeiten innerhalb der Schleusenkammer 31 sowie der Prozeßkammer durchführen.The lock chamber 31 also has a cover element 37 on, which is formed of an optically transparent material and that detachable with the lock chamber 31 connected is. About the removable cover element 37 can be easily and conveniently maintenance and adjustment work within the lock chamber 31 as well as the process chamber.

Die Schleusenkammer 31 ist durch einen Verbindungskanal 40 mit einer Verbindungsöffnung 39 verbunden, über die die Schleusenkammer 31 mit einer Vorrichtung zur Einstellung einer bestimmten Umgebungsbedingung verbunden werden kann. Im vorliegenden Beispiel wird die Schleusenkammer 31 über die Verbindungsöffnung 39 mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums verbunden. Auf diese Weise kann nach Beladen der Schleusenkammer 31 mit Wafern der gleiche Druck innerhalb der Schleusenkammer eingestellt werden, der auch innerhalb der Prozeßkammer herrscht. Weiterhin weist die Schleusenkammer 31 gegenüber einer Beladeöffnung 33 eine weitere Öffnung (nicht dargestellt) auf, durch die ringförmig Stickstoff in die Schleusenkammer 31 gesprüht werden kann. Dadurch werden Luftverwirbelungen in der Schleusenkammer 31 bei deren Öffnen verringert.The lock chamber 31 is through a connection channel 40 with a connection opening 39 connected via the lock chamber 31 can be connected to a device for setting a specific environmental condition. In the present example, the lock chamber 31 over the connection opening 39 connected to a device for generating a vacuum. In this way, after loading the lock chamber 31 be set with wafers, the same pressure within the lock chamber, which also prevails within the process chamber. Furthermore, the lock chamber 31 opposite a loading opening 33 another opening (not shown) through which annular nitrogen in the lock chamber 31 can be sprayed. This causes air turbulence in the lock chamber 31 reduced when opening.

Die Schleusenkammer 31 weist ein Kammervolumen von nur 1.33 Litern auf, wodurch die Pumpzeit zur Erzeugung des Vakuums stark reduziert werden kann.The lock chamber 31 has a chamber volume of only 1.33 liters, which greatly reduces pumping time to generate the vacuum.

Das Beladen und Entladen der Vorrichtung 30 erfolgt über die Beladeöffnung 33, die in, beziehungsweise an einer Seitenwand 36 der Schleusenkammer 31 angeordnet ist. Die Beladeöffnung 33 wird über eine plattenförmige Verschließeinrichtung 34 verschlossen. Der Antrieb der Verschließeinrichtung 34 erfolgt über ein Ventil 35, im vorliegenden Fall ein Rechteck-Hochventil. Damit läßt sich die Verschließeinrichtung genau und zuverlässig steuern.The loading and unloading of the device 30 takes place via the loading opening 33 that in, or on a sidewall 36 the lock chamber 31 is arranged. The loading opening 33 is via a plate-shaped closing device 34 locked. The drive of the closing device 34 via a valve 35 , in the present case a rectangular high valve. Thus, the closure can be controlled accurately and reliably.

Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, ist die Beladeöffnung 33 schlitzartig ausgebildet, wobei sie eine Breite von 210mm und eine Höhe von 12mm aufweist. Dadurch wird eine Kontaminierung oder Verschmutzung der Wafer in der Schleusen kammer nach Öffnen der Verschließeinrichtung 34 unterbunden oder mindestens minimiert.As in particular from 4 it can be seen, is the loading opening 33 slit-shaped, having a width of 210mm and a height of 12mm. This will cause contamination or contamination of the wafer in the lock chamber after opening the closing device 34 prevented or at least minimized.

Zusätzlich sind im Bereich der Beladeöffnung 33 sowohl oben als auch unten Vertiefungen 43 vorgesehen. Über diese Vertiefungen 43 wird es einer Handhabungsvorrichtung erleichtert, die Schleusenkammer 31 mit Wafern zu beladen.In addition, in the area of the loading opening 33 both top and bottom wells 43 intended. About these depressions 43 it is facilitated a handling device, the lock chamber 31 to load with wafers.

Die Funktionsweise der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun anhand der 5 und 6 beschrieben.The operation of the device known from the prior art for loading and unloading a process reactor and the device according to the invention will now be described with reference to FIG 5 and 6 described.

In 5 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Prozeßreaktor 10 dargestellt, der zur Behandlung von Wafern 13 unter Vakuum verwendet wird. Der Prozeßreaktor 10 weist eine Prozeßkammer 11 auf, in der die Wafer 13 behandelt werden. Weiterhin ist eine als Roboterarm ausgebildete Handhabungsvorrichtung 12 zum Beladen und Entladen der Prozeßkammer 11 mit den Wafern 13 vorgesehen. Schließlich weist der Prozeßreaktor 10 auch eine Vorrichtung 20 zum Beladen und Entladen der Prozeßkammer 11 auf. Die Behandlung der Wafer 13 erfolgt durch Einzelprozessierung in der unter Vakuum stehenden Prozeßkammer 11.In 5 is a known from the prior art process reactor 10 shown for the treatment of wafers 13 is used under vacuum. The process reactor 10 has a process chamber 11 on, in which the wafers 13 be treated. Furthermore, a trained as a robot arm handling device 12 for loading and unloading the process chamber 11 with the wafers 13 intended. Finally, the process reactor points 10 also a device 20 for loading and unloading the process chamber 11 on. The treatment of the wafers 13 is done by single processing in the vacuum process chamber 11 ,

Zu Beginn des Beladeverfahrens wird die Schleusenkammer 21 der Vorrichtung 20 nach außen und innen geschlossen und auf Atmosphärendruck geflutet, wie dies aus 5a ersichtlich ist. Dabei wird die Öffnung 22 der Schleusenkammer 21, über die diese mit der Prozeßkammer 11 verbunden ist, über ein Verschließelement (nicht dargestellt) der Prozeßkammer 11 verschlossen. Anschließend wird die Schleuse durch Anheben der gesamten Schleusenkammer 21 geöffnet und der zu behandelnde Wafer 13 im Bereich der Schleuse abgelegt. Dies ist in 5b dargestellt. Die Schleuse wird nun durch Absenkung der Schleusenkammer 21 geschlossen und die Schleusenkammer 21 auf den in der Prozeßkammer 21 herrschenden Druck eingestellt. Jetzt wird die Schleusenkammer 21 durch Freigabe der Verschließöffnung 22 nach innen geöffnet und der Wafer 13 wird über eine geeignete Transportvorrichtung 14 in die Prozeßkammer 11 eingefahren, wie dies aus 5c ersichtlich ist. Dort wird er dem gewünschten Behandlungsverfahren unterzogen. Nach Behandlungsende wird der Wafer 13 in umgekehrter Weise wieder aus der Prozeßkammer 11 entladen.At the beginning of the loading process, the lock chamber 21 the device 20 closed to the outside and inside and flooded to atmospheric pressure, like this 5a is apparent. This is the opening 22 the lock chamber 21 about which these with the process chamber 11 is connected via a closing element (not shown) of the process chamber 11 locked. Subsequently, the lock is lifted by lifting the entire lock chamber 21 opened and the wafer to be treated 13 deposited in the area of the lock. This is in 5b shown. The lock is now lowered by the lock chamber 21 closed and the lock chamber 21 on the in the process chamber 21 prevailing pressure set. Now the lock chamber 21 by release of Ver closing opening 22 opened inside and the wafer 13 is via a suitable transport device 14 into the process chamber 11 retracted, like this 5c is apparent. There he is subjected to the desired treatment process. After the end of the treatment, the wafer becomes 13 in the reverse manner again from the process chamber 11 discharged.

Der Prozeßreaktor 10 weist dabei die in der Beschreibung oben genannten Nachteile auf.The process reactor 10 has the disadvantages mentioned in the description above.

Diese Nachteile können durch einen Prozeßreaktor 10, wie er in 6 dargestellt ist, vermieden werden. Zur Vereinfachung wurden diejenigen Bauelemente, die mit den Bauteilen aus 5 baugleich sind, mit identischen Bezugsziffern versehen. Der Prozeßreaktor 10 weist grundsätzlich den gleichen Aufbau wie der Prozeßreaktor 10 aus 5 auf. Deshalb sollen an dieser Stelle nur die Unterschiede hervorgehoben werden. Diese Unterschiede ergeben sich aus der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 zum Beladen und Entladen des Prozeßreaktors 10.These disadvantages can be solved by a process reactor 10 as he is in 6 is shown avoided. For simplicity, those components that were made with the components 5 are identical, provided with identical reference numerals. The process reactor 10 basically has the same structure as the process reactor 10 out 5 on. Therefore, only the differences should be emphasized here. These differences arise from the use of the device according to the invention 30 for loading and unloading the process reactor 10 ,

Im Beladeschritt des Prozeßreaktors gemäß 6a wird lediglich die in der Seitenwand der Schleusenkammer 31 angeordnete schlitzartige Beladeöffnung 33 durch Anheben der Verschließeinrichtung 34 über das Ventil 35 geöffnet. Durch den entstehenden relativ kleinen Spalt kann der zu behandelnde Wafer 13 über die Handhabungsvorrichtung 12 in die Schleusenkammer 31 eingebracht werden. Dies ist in 6b dargestellt. Anschließend wird die Verschließeinrichtung 34 geschlossen und der erforderliche Druck in der Schleusenkammer 31 eingestellt. Nach der Freigabe der Öffnung 32 kann der Wafer 13 über die Transportvorrichtung 14 in die Prozeßkammer 11 ein gebracht und das Behandlungsverfahren begonnen werden. Dieser Schritt ist in 6c dargestellt. Die Entladung des fertig behandelten Wafers 13 erfolgt in umgekehrter Abfolge der beschriebenen Schritte.In Beladeschritt the process reactor according to 6a will only be in the side wall of the lock chamber 31 arranged slot-like loading opening 33 by lifting the closing device 34 over the valve 35 open. Due to the resulting relatively small gap, the wafer to be treated 13 over the handling device 12 into the lock chamber 31 be introduced. This is in 6b shown. Subsequently, the closing device 34 closed and the required pressure in the lock chamber 31 set. After the release of the opening 32 can the wafer 13 over the transport device 14 into the process chamber 11 a brought in and the treatment process can be started. This step is in 6c shown. The discharge of the finished treated wafer 13 takes place in reverse order of the steps described.

Durch den Prozeßreaktor 10 lassen sich die in der Beschreibung oben aufgezeigten Vorteile erzielen.Through the process reactor 10 can achieve the advantages shown in the description above.

Claims (17)

Vorrichtung zum Beladen und Entladen eines Prozeßreaktors mit Gegenständen, insbesondere Wafern, mit einer Schleusenkammer (21, 31), die über eine verschließbare Öffnung (22, 32) mit einer Prozeßkammer des Prozeßreaktors verbindbar oder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) weiterhin eine verschließbare Beladeöffnung (33) aufweist.Device for loading and unloading a process reactor with objects, in particular wafers, with a lock chamber ( 21 . 31 ), which has a closable opening ( 22 . 32 ) is connectable or connected to a process chamber of the process reactor, characterized in that the lock chamber ( 31 ) a closable loading opening ( 33 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschließeinrichtung (34) für die Beladeöffnung (33) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that a closing device ( 34 ) for the loading opening ( 33 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (35), vorzugsweise ein Rechteck-Hochventil zum Verschließen der Beladeöffnung (33) vorgesehen ist und daß das Ventil (35) mit der Verschließeinrichtung (34) verbunden ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that a valve ( 35 ), preferably a rectangular high valve for closing the loading opening ( 33 ) is provided and that the valve ( 35 ) with the closing device ( 34 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeöffnung (33) in einer Seitenwand (36) der Vorrichtung (30) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the loading opening ( 33 ) in a side wall ( 36 ) of the device ( 30 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) eine Verbindungsöffnung (39) aufweist. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lock chamber ( 31 ) a connection opening ( 39 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) ein Deckelelement (37) aufweist, das lösbar mit der Schleusenkammer (31) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lock chamber ( 31 ) a cover element ( 37 ) releasably connected to the lock chamber ( 31 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) ein Deckelelement (37) aufweist, das aus einem optisch transparenten Material gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lock chamber ( 31 ) a cover element ( 37 ) formed of an optically transparent material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung (32) zum Verbinden der Vorrichtung (30) mit dem Prozeßreaktor im Bodenelement (38) der Schleusenkammer (31) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the closable opening ( 32 ) for connecting the device ( 30 ) with the process reactor in the soil element ( 38 ) of the lock chamber ( 31 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleusenkammer (31) ein Vakuum von 4 bis 8 x10-7 mbar einstellbar ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the lock chamber ( 31 ) a vacuum of 4 to 8 x10 -7 mbar is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) zumindest in Teilbereichen kreisförmig ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the lock chamber ( 31 ) is formed circular at least in partial areas. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) einen Durchmesser von weniger als 350mm, vorzugsweise von 204mm oder 304mm aufweist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the lock chamber ( 31 ) has a diameter of less than 350mm, preferably of 204mm or 304mm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) ein Kammervolumen von weniger als 2 Litern aufweist. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the lock chamber ( 31 ) has a chamber volume of less than 2 liters. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeöffnung (33) schlitzförmig ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the loading opening ( 33 ) is slot-shaped. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeöffnung (33) eine Breite von weniger als 350mm, vorzugsweise eine Breite von 210mm oder 310mm und/oder eine Höhe von weniger als 15mm, vorzugsweise eine Höhe von 12mm aufweist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the loading opening ( 33 ) has a width of less than 350mm, preferably a width of 210mm or 310mm and / or has a height of less than 15mm, preferably a height of 12mm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschließelement zum Verschließen der Öffnung (32) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a closing element for closing the opening ( 32 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (31) eine oder mehrere Öffnungen zur Verbindung mit einer Inertgasquelle, vorzugsweise einer Stickstoffquelle, aufweist.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the lock chamber ( 31 ) has one or more openings for connection to an inert gas source, preferably a nitrogen source. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in einem Prozeßreaktor zum Behandeln von Gegenständen, insbesondere Wafern.Use of the device according to one of claims 1 to 16 in a process reactor for treating objects, especially wafers.
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