-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten von
Substraten, bei dem das Substrat derart an einem Substrathalter
gehalten ist, daß die
zu beschichtende Substratfläche
frei liegt und das Substrat mit dem Substrathalter gedreht wird.
-
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
der
EP 0 711 108 B1 bekannt.
Diese Vorrichtung umfaßt
eine Vorbelackungsstation, bei der eine nach unten weisende, zu
beschichtende Substratfläche
an einem mit Lack gespeisten Kapillarspalt vorbeibewegt wird, um
die Substratfläche
zu belacken. Anschließend
wird das Substrat zu einer Schleuderstation bewegt und innerhalb
eines Schutzrings, der dazu dient, von dem Substrat abgeschleuderte
Lackreste abzuleiten, gedreht bzw. geschleudert.
-
Die
DE 195 45 573 A1 zeigt eine Vorrichtung zum
gleichmäßigen Aufbringen
einer Lackschicht auf einem Substrat, bei der ein Substrat mit der
zu beschichtenden Seite nach oben weisend auf einem Drehteller aufliegt.
Während
eines Schleudervorgangs wird eine das Substrat zumindest teilweise
abdeckende Haube von oben mit geringem Abstand über das Substrat bewegt oder
direkt auf dem Substrat positioniert.
-
Aus der
DE 92 18 974 U1 ist ebenfalls
eine Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht, wie beispielsweise
eines Lacks, auf ein Substrat mittels einer Schleudervorrichtung
bekannt. Die Vorrichtung weist einen Drehteller auf, auf dem ein
zu beschichtendes Substrat mit der zu beschichtenden Oberfläche nach
oben weisend angeordnet ist. Eine Haube ist von oben her auf dem
Drehteller positionierbar, um einen Raum zur Aufnahme des Substrats zu
bilden. Dabei ist der zwischen der Haube und dem Drehteller gebildete
Raum über
Durchbrechungen in dem Drehteller mit der Umgebung verbunden. Darüber hinaus
sind an der Haube elastische Abdeckleisten vorgesehen, welche mit
nach oben weisenden Kanten des Substrats in Kontakt stehen, um einen Raum
zwischen der Abdeckung und dem Substrat zu bilden.
-
Die
US
5 042 421 zeigt eine Drehkopfanordnung zum Beschichten
eines Halbleiters, mit einem Drehteller zur Auflage des Wafers und
einer den Wafer umgebenden Scheibe, die auf dem Drehteller befestigbar
ist.
-
Die
DE 40 24 642 C2 zeigt ferner einen Drehteller
zur Aufnahme eines Substrats, das mittels eines Vakuums am Drehteller
gehalten wird.
-
Bei diesen Vorrichtungen ergibt sich
das Problem, daß die
durch den Schleudervorgang erreichte Gleichmäßigkeit der Schichtdicke nicht
in allen Fällen ausreichend
hoch ist.
-
Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben genannten
Art zum Behandeln von Substraten anzugeben bzw. zu schaffen, bei
dem bzw. bei der eine homogene Beschichtung der zu behandelnden
Substratfläche
erreicht wird.
-
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit
den Merkmalen der Ansprüche
1 bzw. 22 gelöst.
-
Eine am Substrathalter befestigbare
Abdeckung, die gemeinsam mit dem Substrathalter eine abgedichtete,
die nach unten weisende Oberfläche des
Substrats aufnehmende Kammer bildet, ist vorgesehen. Durch die am
Substrathalter befestigbare Abdeckung werden zwischen dem Substrathalter und
der Abdeckung definierte Umgebungsbedingungen für das Substrat erreicht. Insbesondere
wird innerhalb der Kammer ein stehender Bereich derart gebildet,
dass sich die darin befindlichen Gase, wie beispielsweise Luft,
gemeinsam mit dem Substrathalter und der daran befestigten Abdeckung
drehen. Ferner wird der Abstand zwischen der zum Substrat weisenden
Seite der Abdeckung während
des Drehvorgangs auf einem konstanten definierten Wert gehalten.
Hierdurch werden Relativbewegungen und Verwirbelungen zwischen dem
Substrat und in der Kammer befindlichen Gasen auf ein Minimum reduziert, was
zu einer sehr homogenen Beschichtung des Substrats führt. Dabei
ist es unerheblich, ob die gesamte zu beschichtende Substratfläche vorbeschichtet
ist oder ob nur ein Teilbereich, wie beispielsweise der Mittelbereich
der Substratfläche
vorbeschichtet ist, und die vollständige Beschichtung mittels
des Drehvorgangs erfolgt. Die definierten Umgebungsbedingungen für das Substrat
erlauben ferner ein gleichmäßigeres
und allmähliches
Abtrocknen eines in der Beschichtung enthaltenen Lösungsmittels.
Indem die zu beschichtende Oberfläche nach unten weisend gehalten
wird, wird ferner sichergestellt, dass vom Substrat abgelöstes Beschichtungsmedium
nicht mit Seitenkanten oder der Rückseite des Substrats in Kontakt
kommt.
-
Um einen guten Halt des Substrats
am Substrathalter sicherzustellen, ohne die zu beschichtende Substratfläche zu beeinträchtigen,
weist der Substrathalter eine Halteeinrichtung zum Halten des Substrats
mit Unterdruck auf.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist der Substrathalter ferner eine Halteeinrichtung
zum Halten der Abdeckung mit Unterdruck auf. Vorteilhafterweise
sind die Halteeinrichtungen für
das Substrat und die Abdeckung mit einer gemeinsamen Unterdruckversorgung
verbunden, um nur eine Vakuumquelle, wie z. B. eine Vakuumpumpe,
vorsehen zu müssen.
Dabei sind die Halteeinrichtungen für das Substrat und die Abdeckung
vorzugsweise unabhängig
voneinander ansteuerbar, beispielsweise über eine Ventileinheif, da
die Abdeckung nur für
den Dreh- bzw. Schleudervorgang am Substrathalter befestigt wird,
während
das Substrat über
längere
Zeiten, insbesondere auch bei einer Vorbeschichtung, am Substrathalter
gehalten wird.
-
Um einen gut definierten Unterdruckbereich zwischen
dem Substrathalter und der Abdeckung und somit einen guten Halt
zu erreichen, ist zwischen Substrathalter und Abdeckung eine Dichtung
vorgesehen.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist im
Substrathalter eine Vertiefung zur wenigstens teilweisen Aufnahme
des Substrats vorgesehen, über die
eine Zentrierung des Substrats bezüglich des Halters erreichbar
ist. Ferner kann die Vertiefung dem Substrat beim Dreh- bzw. Schleudervorgang seitlichen
Halt bieten.
-
Vorzugsweise weist die Vorrichtung
eine Zentriereinrichtung zum gegenseitigen Zentrieren der Abdeckung
und des Substrathalters auf, um eine definierte Lage der Abdeckung
zum Substrathalter sowie zum Substrat sicherzustellen. Für eine kostengünstige und
einfache Zentrierung weist die Zentriereinrichtung vorzugsweise
wenigstens eine Zentrierschräge
an der Abdeckung und/oder am Substrathalter auf. Um eine Unwucht
und eine seitliche Verschiebung der Abdeckung bezüglich des
Substrathalters bei der Drehung desselben zu verhindern, ist die
Abdeckung vorzugsweise zu einer Mittelachse symmetrisch.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist im Außenbereich
des die Kammer definierenden Teils der Abdeckung eine Aussparung
vorgesehen, um einen ausreichenden Raum für abgeschleuderte Lackreste
zu bilden. Die Ausbildung der Aussparung im Außenbereich stellt sicher, daß die Lackreste
durch die beim Drehen entstehenden Zentrifugalkräfte sicher aus dem Bereich des
Substrats und auch des Substrathalters weg geleitet werden, um sie
vor Verunreinigungen zu schützen.
Dabei verjüngt
sich die Aussparung vorzugsweise nach außen derart, daß die zum
Substrathalter weisende Seite abgeschrägt ist. Hierdurch wird die Ableitung
des Lacks vom Substrat und vom Substrathalter noch verbessert.
-
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Abdeckung zu ihrer horizontalen Mittelebene
symmetrisch, und es ist eine Einrichtung zum Wenden der Abdeckung
vorgesehen, so dass die Abdeckung in einer ersten Position und in
einer um 180° gewendeten
Position einsetzbar ist. Vorzugsweise ist eine höhenmäßig verstellbare Aufnahme zum
Halten der Abdeckung vorgesehen, um diese zwischen den Drehbeschichtungvorgängen, bei
denen sie an dem Substrathalter befestigt ist, zu halten. Um eine
Reinigung der Abdeckung während
oder zwischen den jeweiligen Schleudervorgängen zu ermöglichen, ist eine Spül- und/oder
Trocknungsvorrichtung für
die Abdeckung vorgesehen. Das Spülen
und/oder Trocknen verhindert eine Verunreinigung des nachfolgend
zu behandelnden Substrats durch an der Abdeckung anhaftende Verunreinigungen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
die Spül- und/oder
Trocknungsvorrichtung Teil der Aufnahme und weist wenigstens eine
auf die Abdeckung und/oder die Aussparung gerichtete Düse auf.
Das Richten einer Düse
auf die Aussparung ist besonders vorteilhaft, da sich – wie oben
ausgeführt – Lackreste bevorzugt
in diesen Aussparungen ansammeln und diese mit der Zeit ausfüllen würden, wenn
sie nicht gereinigt würden.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Düse mit einem ein Lösungsmittel
enthaltenden Spülfluid
beaufschlagbar, um die Lackreste zu entfernen. Nach der Spülung wird
vorzugsweise ein Trocknungsfluid über dieselbe oder eine weitere
Düse auf die
Abdeckung gerichtet, um diese zu trocknen.
-
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch
ein Verfahren zum Beschichten von Substraten, bei dem das Substrat
derart an einem Substrathalter gehalten ist, dass die teilweise
beschichtete Substratfläche
frei liegt und nach unten weist, und das Substrat mit dem Substrathalter
um eine sich im Wesentlichen senkrecht zur Substratfläche erstreckende
Drehachse gedreht wird, dadurch gelöst, dass eine Abdeckung am
Substrathalter befestigt wird, die gemeinsam mit dem Substrathalter
eine abgedichtete Kammer bildet, in der die frei liegende Substratfläche aufgenommen
ist. Durch die Befestigung der Abdeckung am Substrathalter und die
Bildung der abgeschlossenen Kammer ergeben sich die schon oben ausgeführten Vorteile.
-
Bei einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung wird die vom Substrat abgewandte Seite der Abdeckung
während
des Drehvorgangs gespült
und/oder getrocknet. Durch die gleichzeitige Spülung und/oder Trocknung mit
dem Drehvorgang ergibt sich eine Zeitersparnis, da die Spülung und/oder
Trocknung nicht in einem Zwischenschritt ausgeführt werden muss. Darüber hinaus
fördern
die durch den Drehvorgang entstehenden Zentrifugalkräfte die
Spülung
und/oder Trocknung.
-
Vorzugsweise wird die Abdeckung zwischen aufeinanderfolgenden
Drehvorgängen
gewendet, so dass immer eine gereinigte Seite der Abdeckung zu dem
zu behandelnden Substrat weist, während die vom vorhergehenden
Drehvorgang verschmutzte Seite vom Substrat abgewandt ist und gereinigt
werden kann.
-
Die Erfindung eignet sich besonders
für die Dünnschichttechnik,
insbesondere für
die Herstellung von LCD-Bildschirmen, Masken für die Halbleiterfertigung,
Halbleiter- oder Keramiksubstraten, um dort rechteckige oder runde
Platten mit einer gleichmäßigen Schicht
aus Lack oder anderen zunächst flüssigen Medien,
wie Farbfiltern oder speziellen Schutzschichten zu versehen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein
ein Substrat tragender Substrathalter und eine Abdeckung voneinander
entfernt sind;
-
2 eine
weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß 1, wobei die Abdeckung mit
dem Substrathalter in Kontakt steht;
-
3 eine
weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß 1, wobei die Abdeckung am
Substrathalter befestigt ist und sich mit diesem dreht;
-
4 eine
weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, wobei die Abdeckung wieder
vom Substrathalter entfernt ist und der Substrathalter von der Abdeckung
weg bewegt wird;
-
5 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Abdeckung und einer Aufnahme für die Abdeckung,
wobei die Abdeckung während
eines Wendevorgangs gezeigt ist;
-
6 eine
schematische Darstellung der Abdeckung und der Aufnahme, bei der
die Abdeckung auf der Aufnahme abgelegt ist;
-
7 eine
vergrößerte Schnittdarstellung
eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung, die den Substrathalter und die Abdeckung zeigt, in schematischer
Darstellung; und
-
8 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Abdeckung
gemäß 7.
-
Die 1 bis 6 zeigen einen Funktionsablauf für die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung 1 der
Erfindung. Die Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus
einer Substrataufnahme- und Transporteinheit 2 und einer
Abdeckeinheit 3.
-
Die Aufnahme- und Transporteinheit
2 besitzt
eine nicht näher
dargestellte Transportvorrichtung und einen Substrathalter
5,
der über
eine Drehwelle
6 mit einer nicht näher dargestellten Drehvorrichtung
gekoppelt ist. Die Drehvorrichtung steht mit der Transportvorrichtung
in Verbindung und ist damit bewegbar. Eine derartige Aufnahme- und
Transporteinheit mit Transportvorrichtung, Drehvorrichtung und Substrathalter
ist beispielsweise aus der zuvor genannten
EP 0 711 108 B1 bekannt,
auf die zur Vermeidung von Wiederholungen insofern Bezug genommen
wird.
-
Der Substrathalter 5 besteht
aus einer Grundplatte 8, die auf ihrer zur Transportvorrichtung weisenden
Oberseite eine Ausnehmung 10 zur entsprechenden Aufnahme
der Drehwelle 6 aufweist. Der Substrathalter 5 ist
bezüglich einer
Drehachse A der Drehwelle 6 rotationssymmetrisch ausgebildet.
In der von der Transportvorrichtung weg weisenden Unterseite 11 der
Grundplatte 8 ist eine Ausnehmung (Vertiefung) 12 zur
Aufnahme eines Substrats 13 ausgebildet. Das Substrat 13 wird
so in der Ausnehmung 12 aufgenommen, dass eine zu beschichtende Oberfläche 15 des
Substrats vom Substratträger
weg weist und frei liegt. Die Tiefe der Ausnehmung 12 entspricht
der Dicke des aufzunehmenden Substrats, so dass die Unterseite 11 der
Grundplatte 8 bei eingesetztem Substrat 13 mit
der zu beschichtenden Oberfläche 15 des
Substrats fluchtet. Wahlweise kann die Unterseite 15 aber
auch von der durch die Unterseite 11 des Grundkörpers 8 definierten
Ebene beabstandet sein, insbesondere über die Unterseite 11 nach unten
vorstehen. Das Substrat 13 wird über nicht dargestellte Vakuumöffnungen,
die in der Grundplatte 8 ausgebildet sind und mit einer
nicht näher
dargestellten Unterdruckquelle, wie z. B einer Vakuumpumpe, verbunden
sind, am Substrathalter 5 gehalten.
-
Die Grundplatte 8 besitzt
einen leicht konischen, sich nach unten verjüngenden Außenumfang 16, der,
wie nachfolgend beschrieben wird, als Zentrierschräge dient.
-
Der Substrathalter 5 weist
neben den Vakuumöffnungen
zum Halten des Substrats 13 eine weitere Vakuumhaltevorrichtung 17 mit
napfförmigen
Vakuumgreifern 18 auf, die über nicht näher dargestellte Leitungen
mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehen. Diese Unterdruckquelle
ist dieselbe wie die, die mit den Vakuumöffnungen zum Halten des Substrats 13 in
Verbindung steht. Die Vakuumgreifer 18 sind jedoch über Ventile
unabhängig
von den Vakuumöffnungen
zum Halten des Substrats 13 mit Unterdruck beaufschlagbar.
Die Vakuumgreifer 18 liegen radial benachbart zu der Grundplatte 8 des
Substrathalters 5 und sind bezüglich der Unterseite 11 zurückgesetzt.
Obwohl in 1 nur zwei
Vakuumgreifer 18 dargestellt sind, sei bemerkt, daß eine Vielzahl von
Vakuumgreifern 18 rotationssymmetrisch um den Umfang des
Substrathalters 5 herum vorgesehen ist. Statt der Verwendung
einer gemeinsamen Unterdruckquelle für die Vakuumhalter 18 und
die Vakuumöffnungen
für das
Substrat könnten
auch zwei getrennte Unterdruckquellen verwendet werden.
-
Die Abdeckeinheit 3 besteht
im wesentlichen aus einem Abdeckelement, kurz einer Abdeckung 20 und
einem die Abdeckung aufnehmenden Aufnahmeelement bzw. einer Aufnahme 22.
Die Aufnahme 22 besitzt – wie in 1 gezeigt ist – einen beckenförmigen Querschnitt
mit einer Bodenplatte 24 und einer sich senkrecht dazu
erstreckenden Seitenwand 25.
-
Die Abdeckung 20 besitzt
eine Mittelwand 28 mit einer horizontalen Mittelebene B.
Die Abdeckung 20 ist bezüglich der horizontalen Mittelebene
B symmetrisch, so daß nur
der obere Teil der Abdeckung beschrieben wird. Von der Mittelwand 28 aus
erstreckt sich rotationssymmetrisch bezüglich einer Mittelachse C der
Abdeckung 20 ein Flansch 30 nach oben. Der Flansch 30 bildet
eine ebene Fläche 31, die – wie nachfolgend
beschrieben wird – mit
den Vakuumgreifern in Kontakt gebracht wird, um dazwischen eine
Verbindung zu erzeugen. Benachbart zu der Mittelwand 28 weist
der Flansch 30 eine bezüglich
der Mittelachse C rotationssymmetrisch ausgebildete Aussparung 32 auf.
Die Aussparung 32 ist fluchtend mit der Mittelwand 28 ausgebildet.
Durch die Aussparung 32 wird an dem Flansch 30 ein
oberhalb der Aussparung 32 befindlicher, rotationssymmetrischer
Radialvorsprung 34 gebildet, der einen Teil der ebenen
Fläche 31 bildet.
Der Innenumfang des Vorsprungs 34 ist dem Außenumfang
der Grundplatte 8 angepasst, so dass die Grundplatte 8 zwischen
dem Vorsprung 34 des Flansches 30 aufgenommen
werden kann, wobei der sich verjüngende Außenumfang
eine Zentrierung zwischen Substrathalter 5 und Abdeckung 20 bewirkt.
-
Wenn die Grundplatte 8 des
Substrathalters 5 in der Abdeckung aufgenommen ist, kommen
die Vakuumgreifer 18 mit der ebenen Fläche 31 des Flansches 30 in
Eingriff. In dieser Position wird zwischen dem Substrathalter 5 und
der Abdeckung 20 eine Kammer 36 gebildet, wie
beispielsweise in 2 dargestellt
ist. In dieser Position werden die Vakuumgreifer 18 mit
Unterdruck beaufschlagt, so dass die Abdeckung 20 fest
an dem Substrathalter 5 gehalten ist.
-
Wie in 3 gezeigt
ist, ist innerhalb der Aufnahme 22 eine auf die Unterseite,
insbesondere auf die Aussparung der Abdeckung 20 gerichtete Düse 40 vorgesehen, über die
ein Spül-
und/oder Trocknungsfluid auf die Unterseite der Abdeckung 20 gespritzt
wird. Die Düse 40 ist
innerhalb der Aufnahme 22 bewegbar, wie durch den Pfeil
D angezeigt ist. Statt der einen Düse kann auch eine Vielzahl
von Düsen
vorgesehen sein.
-
Die Abdeckeinheit 3 weist
ferner eine nicht dargestellte Wendevorrichtung zum Wenden der Abdeckung 20 um
die Mittelebene B auf, wie in 5 dargestellt
ist.
-
In 7 und 8 ist eine alternative Ausführungsform
des Substrathalters 5 mit einer alternativen Ausführungsform
der Abdeckung 20 dargestellt. In den 7 und 8 werden
dieselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 6 verwendet, soweit ähnliche oder
gleiche Elemente betroffen sind.
-
Der Substrathalter 5 weist
wiederum eine Grundplatte 8 auf, die auf ihrer Oberseite
eine Ausnehmung 10 zur Aufnahme einer Drehwelle aufweist. Im
Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 6 weist die zum Substrat
weisende Unterseite 11 des Hauptkörpers 8 keine Ausnehmung
zur Aufnahme des Substrats 13 auf. Die Unterseite 11 ist flach
ausgebildet, und das Substrat 13 wird über Vakuumöffnungen 50 in dem
Hauptkörper 11 an
der Grundplatte 8 gehalten. Die Vakuumöffnungen 50 stehen,
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 6, mit einer Unterdruckquelle in Eingriff.
In der Unterseite 11 des Hauptkörpers 8 ist eine die
Vakuumöffnungen 50 umgebende
Nut zur Aufnahme eines Dichtelements, wie beispielsweise eines O-Rings 52 ausgebildet.
-
Im Außenbereich des Grundkörpers 8 des Substrathalters 5 sind
mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehende Vakuumöffnungen 54 ausgebildet,
welche die Vakuumgreifer 18 gemäß den 1 bis 6 ersetzen.
Obwohl in 7 nur zwei
Vakuumöffnungen 54 dargestellt
sind, sei bemerkt, dass eine Vielzahl von Vakuumöffnungen 54 rotationssymmetrisch
zu der Drehachse A des Substrathalters 5 vorgesehen ist.
In der Unterseite 11 sind benachbart zu den Vakuumöffnungen 54 zwei
umlaufende Nuten zur Aufnahme von Dichtelementen 56, wie
beispielsweise O-Ringen vorgesehen.
-
Die Abdeckung 20 weist wiederum
eine Mittelwand 28 mit einer Mittelebene B auf, zu der
die Ober- und Unterseite der Abdeckung 20 symmetrisch sind.
Daher wird wiederum nur der Oberteil der Abdeckung 20 beschrieben.
Im Außenbereich
der Mittelwand 28 erstreckt sich wiederum ein umlaufender Flansch 30 mit
einer ebenen Oberseite 31 nach oben. Der Flansch ist bezüglich der
Mittelachse C, die gemäß 7 mit der Rotationsachse
A des Substrathalters 5 zusammenfällt, rotationssymmetrisch. Der
Flansch 30 weist wiederum eine benachbart zu der Mittelwand
liegende und mit dieser fluchtende Aussparung
32 auf. Durch
die Aussparung 32 wird ein nach innen ragender Vorsprung 34 des
Flansches 30 gebildet. Der Innenumfang 62 des
Vorsprungs ist derart bemessen, dass ein zu beschichtendes Substrat
B ohne Kontakt mit dem Vorsprung dazwischen aufnehmbar ist. Die
Aussparung 32 weist eine schräge Oberseite 60 auf,
so dass sich die Aussparung 32 radial nach außen verjüngt.
-
Der Flansch 30 weist einen
weiteren sich axial von der ebenen Oberseite 31 erstreckenden
Vorsprung 64 auf, der eine sich nach unten verjüngende Innenumfangsfläche 66 definiert.
Die sich nach unten verjüngende
Innenumfangsfläche 66 ist
an die Außenumfangsform
des Grundkörpers 8 des
Substrathalters 5 angepasst und bildet eine Zentrierschräge, so daß der Hauptkörper 5 entlang
der Innenumfangsfläche 66 gleiten
kann, bis die Unterseite 11 des Grundkörpers 8 des Substrathalters 5 auf
der ebenen Oberseite 31 des Flansches 30 der Abdeckung 20 aufliegt.
Durch die sich verjüngende
Innenumfangsform wird eine Zentrierung des Substrathalters 5 bezüglich der
Abdeckung 20 und somit eine Zentrierung des Substrats 13 bezüglich des
Substrathalters 5 gewährleistet.
-
Obwohl gemäß 7 Dichtungen 56 in dem Grundkörper 8 vorgesehen
sind, könnten
diese in gleicher Weise in Ausnehmungen in der ebenen Oberseite 31 der
Abdeckung 20 ausgebildet sein.
-
8,
welche eine Draufsicht auf die Abdeckung 20 zeigt, verdeutlicht
neben der kreisrunden Form auch die Lage der ebenen Oberseite 31 des Flansches 30,
welche den Vakuumbereich bildet, der die Haftung der Abdeckung am
Substrathalter gewährleistet.
Eine Verschmutzung dieses Bereichs ist bedingt durch seine Lage
nahezu ausgeschlossen.
-
Anhand der 1 bis 6 wird
nun ein Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens
beschrieben, wobei der Ablauf in gleicher Weise für die Elemente
gemäß 7 gilt.
-
In
1 wird
die Substrataufnahme- und Transporteinheit
2 über die
Abdeckeinheit
3 bewegt, welche über eine nicht dargestellte
Hubvorrichtung in Richtung der Substrataufnahme- und Transporteinheit
angehoben wird, wie durch die jeweiligen Pfeile angezeigt ist. Die
Substratfläche
15 ist
zu diesem Zeitpunkt, beispielsweise durch einen CapCoating Vorgang,
wie er in der zuvor genannten
EP 0 711 108 B1 beschrieben ist, vorbeschichtet.
Durch den Cap- Coating
Vorgang wird beispielsweise eine gleichmäßige Schicht in einem Dickenbereich
von 1μm
bis 2μm
auf die zu beschichtende Substratfläche aufgebracht.
-
Der Substrathalter 5 wird
mit der Abdeckung 20 in Kontakt gebracht, wie in 2 gezeigt ist, und über die
Zentrierschräge 16 am
Substrathalter bzw. die Zentrierschräge 66 an der Abdeckung
zentriert, so dass die Drehachse A des Substrathalters und die Mittelachse
C der Abdeckung zusammenfallen. Dann wird die Abdeckung 20 durch
Unterdruck – entweder über die
Vakuumgreifer 18 oder die Vakuumöffnungen 54 – angesaugt
und fest am Substrathalter 5 gehalten. Dadurch wird zwischen
Substrathalter 5 und Abdeckung 20 eine hermetisch
abgeschlossene Kammer 36 gebildet, die am besten in 7 zu sehen ist.
-
Anschließend wird, wie in 3 gezeigt ist, die Aufnahme 22 leicht
abgesenkt, so daß die
Abdeckung 20 nicht mehr mit der Aufnahme 22 in
Kontakt steht. Dann wird der Substrathalter über die nicht dargestellte
Drehvorrichtung gemeinsam mit dem daran befestigten Substrat 13 und
der Abdeckung 20 gedreht, wobei von der vorbeschichteten
Oberfläche 15 des
Substrats 13 überschüssiges Material
abgeschleudert wird, welches sich infolge der Zentrifugalkraft innerhalb
der Aussparung 32 der Abdeckung 20 ansammelt.
Dadurch, daß sich
das Substrat 13 während
des Schleudervorgangs in der hermetisch abgeschlossenen Kammer 36 befindet,
wird eine homogene Beschichtung des Substrats mit Abweichungen hinsichtlich
der Dicke der Beschichtung von kleiner 1 % bei Schichtdicken im
Bereich von 0,2 um bis 1,0 um über
die gesamte Substratfläche
erreicht. Insbesondere wird die Gleichmäßigkeit der Beschichtung in
den Eckbereichen von rechteckigen Substraten verbessert. Es verbleibt
nur ein kleiner Randbereich von weniger als 2 mm, in dem
die Gleichmäßigkeit der
Beschichtung nicht voll gewährleistet
werden kann.
-
Gleichzeitig wird über die
Düse 40 eine
ein Lösungsmittel
enthaltende Spülflüssigkeit
auf die Unterseite der Abdeckung 20 gespritzt, um diese
zu reinigen. Die Reinigungswirkung wird dabei durch die Drehung
der Abdeckung 20 gefördert.
Nach dem Aufspritzen der Spülflüssigkeit
wird ein Trocknungsfluid auf die Unterseite der Abdeckung geleitet
werden, um diese zu trocknen.
-
Wie in 4 gezeigt
ist, wird die Abdeckung 20 nach dem Schleudervorgang wieder
auf der Aufnahme 22 abgelegt, und die Substrataufnahme-
und Trans porteinheit 2 wird aus dem Bereich der Abdeckeinheit 3 weg
bewegt. Wie in 5 zu
sehen ist, wird die Abdeckung 20 mittels einer nicht näher dargestellten
Wendevorrichtung um 180° bezüglich der
horizontalen Mittelebene gewendet, während die Aufnahme 22 abgesenkt
ist, um das Wenden zu ermöglichen.
-
Wie in 6 gezeigt
ist, wird die Aufnahme 22 nach dem Wendevorgang wieder
angehoben, und die Abdeckung 20 auf der Aufnahme 22 abgelegt. Nach
dem Wendevorgang weist die zuvor gereinigte Seite der Abdeckung 20 nach
oben, während
die durch den vorhergehenden Schleudervorgang verschmutzte Seite
nach unten weist. Somit ist die Abdeckung 20 bereit für ihren
Einsatz in einem neuen Schleudervorgang.
-
Wie aus der obigen Beschreibung zu
entnehmen ist, besitzt die Abdeckung 20 keine eigene Drehachse,
d. h. sie wird nicht selbst durch eine eigene Drehvorrichtung, sondern
passiv durch den angetriebenen Substrathalter gedreht.
-
Würde
die Abdeckung durch eine eigene Drehvorrichtung aktiv gedreht werden,
wäre eine komplizierte
Anpassung und Ausrichtung der dabei entstehenden zwei Drehachsen
zueinander notwendig.
-
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben wurde, sei bemerkt, dass die Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist. Beispielsweise könnte
die Abdeckung 20 für
den Schleudervorgang auch mit Elektromagneten oder durch andere
Mittel, wie z. B. eine mechanische Klemmvorrichtung am Substrathalter
befestigt werden. Auch ist eine Reinigung der Abdeckung nicht gleichzeitig
mit dem Schleudervorgang erforderlich, und sie könnte auch mittels einer Bürste vor
oder während
des Schleudervorgangs erfolgen.