EP2422363A1 - Verfahren und vorrichtung zum ein- und ausschleusen von substraten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ein- und ausschleusen von substraten

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Publication number
EP2422363A1
EP2422363A1 EP10720560A EP10720560A EP2422363A1 EP 2422363 A1 EP2422363 A1 EP 2422363A1 EP 10720560 A EP10720560 A EP 10720560A EP 10720560 A EP10720560 A EP 10720560A EP 2422363 A1 EP2422363 A1 EP 2422363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrates
collecting container
lock
chamber
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10720560A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Reising
Stefan Kempf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Singulus Technologies AG
Original Assignee
Singulus Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Singulus Technologies AG filed Critical Singulus Technologies AG
Publication of EP2422363A1 publication Critical patent/EP2422363A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L21/67751—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a single workpiece
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    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
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    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for feeding and discharging substrates into or from a production line or machine.
  • a method and apparatus are described in which damage to vacuum seals by substrate fragments and a malfunction of the machine or plant is avoided.
  • substrates In plants or machines substrates often have to be introduced and removed.
  • Existing machines work in a continuous process or in batch mode.
  • the substrates In the continuous process, the substrates are driven one after the other through the plant.
  • batch mode the substrates are transported in packages or in batches in processing areas of the plant. After that, the substrates arrive in packets or in stacks to the next process area.
  • any resulting substrate fragments may cause a shutdown if the equipment has to be stopped to transport the substrate fragments out of the equipment.
  • Substrate fragments which are not collected and transported directly out of the system may damage or contaminate seals and other lock components.
  • the substrates should be introduced and removed in a system that is as protected as possible in order to prevent air turbulence above and below the substrates so that the substrate does not break.
  • an object of the present invention to provide a method and an apparatus in which any substrate fragments do not remain in the lock area but are discharged from the system in the machine cycle. Another object is to reduce the risk of a machine stop by substrate fragments in the lock. In addition, the risk of whirled up fragments that settle on substrates or vacuum sealing surfaces should be reduced. A further The object of the invention is to avoid stresses on the substrates by turbulent air flows.
  • the invention is based on the following basic idea: Substrate fragments are transported with the aid of a collecting container together with finished substrates from the plant or machine. In this case, the collecting container is discharged together with the substrates in the machine cycle, so that when removing the substrate fragments no disturbance of the production process takes place and no additional power stroke is required.
  • the device for feeding in and out of substrates has a lock.
  • Processed substrates are transported by a transport device in the lock area.
  • the substrates can be held by a substrate carrier.
  • With a collecting container in the lock area the substrate fragments which may be formed during the infeed and outfeed are collected.
  • the processed substrates are discharged together with the collecting container and any existing fragments of substrate in the machine cycle.
  • the collecting container forms together with a lock cover an almost closed box, which keeps disturbing environmental influences from the substrate and thus reduces damage to the substrates during insertion and removal.
  • the collecting container When discharging the collecting container is raised, and thus separates the substrate carrier with the substrates of the transport device. Thereafter, the substrate carrier is discharged together with the substrates and the collecting container.
  • the collecting container is lowered and delivers the substrate carrier with the substrates to the transport device. Outside the plant or machine, the catch container with the substrate fragments is separated from the substrate carrier and the substrates.
  • the substrate carrier with the substrates is delivered to a device.
  • the collecting container is emptied. Alternatively, it is first checked whether there are substrate fragments in the collecting container. The collecting container is only emptied in this case if it actually contains fragments of substrate. Thereafter, the collection container is provided with a substrate carrier with new substrates for insertion.
  • the sluice lid provided at the lock can be hood-shaped. By using a flat lock cover, the volume to be evacuated is kept low. This allows rapid evacuation or flooding of the lock volume. Each lock cover can always grab the same collection container.
  • 1 a is a top view of a transport device
  • FIG. 1b shows a sectional view along the dashed line in FIG. 1a, FIG.
  • FIG. 2a is a schematic representation of a device according to the Invention for feeding in and out of substrates, in which a transport device transports a substrate in the lock area,
  • FIG. 2b shows a schematic representation of a device according to the invention for feeding in and removing substrates, in which a collecting container receives the substrate carrier with the substrates during sealing of the lock area
  • Fig. 2c is a schematic representation of a device according to Invention for feeding and discharging substrates, in which the collecting container is discharged with substrate fragments together with the substrates.
  • FIG. 1 a shows a top view of a transport device 4 of a system or machine for substrates 5.
  • the transport device 4 has deflectable sealing frames 6 and substrate carriers 7.
  • the substrate carriers 7 are fastened via suspension devices 8 to the deflectable sealing frame 6.
  • On the substrate carriers 7 are substrates 5.
  • the transport device 4 is, as shown in Fig. Ia, e.g. designed as a turntable.
  • the turntable 4 can rotate about the axis A perpendicular to the plane of the drawing.
  • a specific processing area for example, lock area, heating area, process area, etc.
  • the substrates 5 are transported by the transport device 4 in an XY plane (corresponding to the plane of the drawing in FIG. 1a).
  • a transport device is also possible, which transports a substrate 5 linearly in the XY plane.
  • Fig. Ib shows a sectional view along the dashed line in Fig. Ia.
  • the vertical direction of Fig. Ib corresponds to the Z direction.
  • the substrate 5 is held by the substrate carrier 7.
  • the substrate carrier 7 is in turn supported by the suspension devices 8 and is thereby connected to the deflectable sealing frame 6.
  • the deflectable sealing frame 6 has two sealing surfaces 10, 11 in the Z direction.
  • two springs 12 are shown within the sealing frame 6, two springs 12 are shown.
  • the springs 12 are, as shown in Fig. Ib, connected via a connecting element 13 with the transport device 4.
  • the sealing frame 6 is held in a central position without the action of an external force in the Z direction with respect to the thickness of the transport device 4 measured in the Z direction.
  • the sealing frame 6 can be connected to the transport device 4 via leaf springs. Several leaf springs are then incorporated in the XY plane as a guide and prevent the displacement of the sealing frame 6, a shift in the XY plane relative to the transport device. 4
  • the lifting device 17 is guided in a vacuum-tight manner through the chamber bottom 32 with a vacuum feedthrough 34.
  • a lock cover 18 which in the closed state seals the chamber 1 or the lock 2 in a vacuum-tight manner against the chamber ceiling 31.
  • the lock cover 18 is connected to an arm 9 for moving the lock cover.
  • the lock area 2 must be sealed for discharging the substrates 5 against the vacuum chamber 1 of the system or machine so that it can be flooded.
  • a closure device 16 is raised below the lock area 2 by a lifting device 17 in the chamber bottom 32.
  • the closure device 16 contacts the lower O-ring 14 of the deflectable sealing frame 6 during the stroke.
  • the deflectable sealing frame 6 is deflected upward in the Z direction perpendicular to the XY plane.
  • the sealing frame 6 is deflected until the second, ie upper O-ring 14 of the sealing frame 6 seals against the chamber ceiling 31.
  • the O-rings 14 can also be attached to the closure device 16 or the chamber ceiling 31.
  • the collecting container 3 By raising the closure device 16 by the lifting device 17, the collecting container 3 is raised at the same time. As a result, the collecting container 3 picks up the substrate carrier 7 and lifts it out of the suspension unit. As shown in FIG. 2b, centering pins 20 of the collecting container 3 penetrate suitable bores in the substrate carrier 7 in order to establish a connection and guidance between collecting container 3 and substrate carrier 7.
  • the centering pins 20 are dimensioned sufficiently long so that they can engage in the collecting container fastening devices. Alternatively, centering tips move in recesses on the underside of the substrate carrier without penetrating it.
  • Fig. 2c shows the removal of the substrates 5 from the chamber 1 and the lock 2 of the plant.
  • the substrates 5 are lifted out of the system together with the substrate carrier 7 and the collecting container 3 with the substrate fragments 19.
  • the collecting container 3 is connected to the lock cover 18.
  • collecting container 3 and lock cover 18 form a nearly closed box around the substrates 5.
  • the volume of air above and below the substrates 5 between the lock cover 18 and the collection container 3 is minimized and almost trapped. Therefore, 5 forces hardly occur due to air turbulence on the substrates 5 even with rapid movements perpendicular to the surface of the substrates.
  • Such air turbulence could lead to pre-damage or even breakage of the fragile substrates 5 during fast movements.
  • air turbulences hardly affect the substrates 5, but take place only outside the system of collecting container 3 and lock cover 18.
  • the substrate carrier 7 with the processed substrates 5 is delivered to a device, not shown, for further treatment.
  • the collecting container 3 is emptied. Alternatively, the emptying movement of the collecting container 3 is carried out only if there are substrate fragments 19 in it. Whether there are substrate fragments 19 in the collecting container 3, can be determined for example via a suitable sensor. Thereafter, the collecting container 3 is provided again for introduction. For this purpose, the collecting container is again connected to a substrate carrier 7 with substrates 5 and attached to the lock cover 18. About the arm 9, the almost closed box, consisting of collecting container 3, substrate carrier 7 with substrates 5 and Schleusende- disgust 18, lifted into the chamber 1 or lock 2 and deposited on the closure device 16. If a plurality of lock cover 18 and collecting boxes 3 are used, each lock cover 18 can be connected to always the same receptacle 3.
  • the lock cover 18 is again sealed against the outside of the chamber ceiling 31 and the lock 2 is evacuated.
  • the lifting device 17 By lowering the lifting device 17, the deflectable sealing frame 6 is brought back into its central position.
  • the collecting container 3 which rests on the closure device 16, and transfers the substrate carrier 7 with the still untreated substrates 5 to the transport device 4.
  • the substrate carrier 7 is suspended in the suspension devices 8 of the deflectable sealing frame 6 of the transport device 4 and through further lowering the lifting device 17 with resting collecting container 3, the centering pins 20 release the substrate carrier 7 with the substrate 5.
  • the transport device 4 can then transport the introduced substrate 5 to the next processing area (for example, heating area, process area, etc.) and move the next substrates 5 into the lock area 2 for removal.
  • the next processing area for example, heating area, process area, etc.
  • each process step must take place within a certain time. After this time, the substrates 5 are transported further. All processes described above, such as Transporting the substrates 5 in the lock, lifting the substrate support 7 during sealing and flooding of the lock, lifting the almost closed box from collecting container 3 and lock cover 18, replacing the substrates 5 and emptying the collecting container 3 and slipping the new substrates 5 therefore find in the machine cycle instead of.
  • the centering pins 20 are used simultaneously for receiving the substrate support 7 and for suspension on the lock cover 18. With an arm 9 of the lock cover 18 is transported together with the substrate carrier 7, the substrates 5 and the collecting container 3 from the lock to the next processing station.
  • the centering pins can be used only for receiving the substrate carrier. In this case, a receiving element such as a centering hook for connecting the lock cover is required with the collecting container.
  • centering pins only for connection between the collecting container and the substrate carrier and after opening the lock by removing the lock cover the substrate carrier with the substrate and the collecting container attached to the container with a suitable, not shown handling or Transport device to capture and transport to the next processing station. The infiltration is then carried out in the reverse order.
  • the substrate fragments 19 can be discharged in the machine cycle with the collecting container 3 and the substrates 5 from the chamber 1 of the plant or machine.
  • the system need not be stopped in order to discharge substrate fragments 19, since the removal of the substrate fragments takes place simultaneously with the removal of the substrates.
  • the risk of a machine stop by substrate fragments 19 in the lock 2 is reduced.
  • the risk of damage to the equipment (e.g., vacuum seals) by sharp-edged substrate fragments 19 is reduced.
  • the risk is reduced that swirled substrate fragments 19 settle on the substrates 5 or vacuum sealing surfaces.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten. Über eine Transporteinrichtung (4) werden Substrate (5) in eine Schleuse (2) transportiert. In der Schleuse befindet sich unterhalb der Substrate (5) ein Auffangbehälter (3) mit dem mögliche Substratbruchstücke (19) aufgefangen werden. Die Substrate (5) werden nach dem Fluten der Schleuse (2) zusammen mit dem Auffangbehälter (3) und dem Schleusendeckel (18) ausgeschleust. Dabei bilden Schleusendeckel (18) und Auffangbehälter (3) eine nahezu geschlossene Box um die Substrate (5). Nach dem Wechseln der Substrate (5) und dem Leeren des Auffangbehälters (3) werden die neuen Substrate (5) zusammen mit dem Auffangbehälter eingeschleust. Für einen effektiven Produktionsprozess erfolgen alle Schritte im Maschinenzyklus.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten in eine bzw. aus einer Fertigungsanlage oder Maschine. Insbesondere werden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen eine Beschädigung von Vakuumdichtungen durch Substratbruchstücke und eine Störung der Maschine oder Anlage vermieden wird.
In Anlagen oder Maschinen müssen häufig Substrate ein- und ausgeschleust werden. Vorhandene Maschinen arbeiten im Durchlaufverfahren oder im Batchbetrieb. Beim Durchlaufverfahren werden die Substrate nacheinander durch die Anlage gefahren. Beim Batchbetrieb werden die Substrate paket- oder stapelweise in Bearbeitungsbereiche der Anlage transportiert. Danach gelangen die Substrate paket- oder stapelweise zum nächsten Prozessbereich. Bei diesen Verfahren können eventuell entstehende Substratbruchstücke einen Anlagenstopp verursachen, wenn die Anlage gestoppt werden muss, um die Substratbruchstücke aus der Anlage zu transportieren. Bei Substratbruchstücken, die nicht aufgefangen und unmittelbar aus der Anlage transportiert werden, besteht die Gefahr, dass Dichtungen und andere Schleusenkomponenten beschädigt oder kontaminiert werden. Zudem sollten die Substrate in einem möglichst geschützten System ein- und ausgeschleust werden, um Luftturbulenzen ober- und unterhalb der Substrate zu verhindern, damit es nicht zum Substratbruch kommt.
Vorrichtungen zum Ein- und Ausschleusen von Substraten sind z.B. aus der US- 5992638 A und der US 2007-0134078 Al bekannt.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme des Stands der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, bei denen eventuelle Substratbruchstücke nicht im Schleusenbereich verbleiben sondern im Maschinenzyklus aus der Anlage geschleust werden. Eine weitere Aufgabe ist es, die Gefahr eines Maschinenstops durch Substratbruchstücke in der Schleuse zu reduzieren. Zudem soll die Gefahr von aufgewirbelten Bruchstücken, die sich auf Substrate oder Vakuumdichtflächen absetzen, verringert werden. Eine weite- re Aufgabe der Erfindung ist, Belastungen auf die Substrate durch turbulente Luftströmungen zu vermeiden. Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Dabei geht die Erfindung von folgendem Grundgedanken aus: Substratbruchstücke werden mit Hilfe eines Auffangbehälters zusammen mit fertig bearbeiteten Substraten aus der Anlage oder Maschine geschleust. Dabei wird der Auffangbehälter zusammen mit den Substraten im Maschinenzyklus ausgeschleust, so dass beim Ausschleusen der Substratbruchstücke keine Störung des Produktionsprozesses erfolgt und kein zusätzlicher Arbeitstakt erforderlich ist.
Die Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten weist eine Schleuse auf. Bearbeitete Substrate werden mit einer Transporteinrichtung in den Schleusenbereich transportiert. Die Substrate können dabei von einem Substratträger gehalten werden. Mit einem Auffangbehälter im Schleusenbereich werden die beim Ein- und Ausschleusen eventuell entstehenden Substratbruchstücke aufgefangen. Die bearbeiteten Substrate werden zusammen mit dem Auffangbehälter und eventuell vorhandenen Substratbruchstücken im Maschinenzyklus ausgeschleust. Das heißt, die Schritte Transportieren der Substrate in die Schleuse, Abdichten und Fluten der Schleuse, Ausschleusen des Auffangbehälters, der Substrate und der Substratbruchstücke, Leeren des Auffangbehälters, Abgeben der bearbeiteten Substrate an eine Vorrichtung außerhalb der Anlage, Einschleusen von unbehandelten Substraten zusammen mit einem Auffangbehälter, Evakuieren der Schleuse und Transportieren der Substrate aus der Schleuse erfolgen jeweils im Maschinenzyklus.
Der Auffangbehälter bildet zusammen mit einem Schleusendeckel einen nahezu geschlossenen Kasten, der störende Umgebungseinflüsse vom Substrat fernhält und damit Beschädigungen der Substrate beim Ein- und Ausschleusen verringert. Beim Ausschleusen wird der Auffangbehälter angehoben, und trennt damit den Substratträger mit den Substraten von der Transporteinrichtung. Danach wird der Substratträger zusammen mit den Substraten und dem Auffangbehälter ausgeschleust. Beim Einschleusen wird der Auffangbehälter abgesenkt und gibt den Substratträger mit den Substraten an die Transporteinrichtung ab. Außerhalb der Anlage oder Maschine wird der Auffangbehälter mit den Substratbruchstücken von dem Substratträger und den Substraten getrennt. Der Substratträger mit den Substraten wird an eine Vorrichtung abgegeben. Der Auffangbehälter wird geleert. Alternativ wird zuerst überprüft, ob sich Substratbruchstücke im Auffangbehälter befinden. Der Auffangbehälter wird in diesem Fall nur geleert, wenn er auch tatsächlich Substratbruchstücke enthält. Danach wird der Auffangbehälter mit einem Substratträger mit neuen Substraten zum Einschleusen bereitgestellt.
Der an der Schleuse vorgesehene Schleusendeckel kann haubenförmig ausgebildet sein. Durch die Verwendung eines flachen Schleusendeckels wird das zu evakuierende Volumen gering gehalten. Dies ermöglicht ein schnelles Evakuieren oder Fluten des Schleusenvolumens. Jeder Schleusendeckel kann immer den gleichen Auffangbehälter greifen.
Die Transporteinrichtung zum Transportieren der Substrate innerhalb der Anlage kann einen Drehteller aufweisen. Der Drehteller kann zum Abdichten des Schleusenbereichs einen auslenkbaren Dichtrahmen aufweisen, wie er etwa in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel „Transporteinrichtung mit einem auslenkbaren Dichtrahmen" beschrieben ist.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. I a eine Draufsicht einer Transporteinrichtung,
Fig. Ib eine Schnittansicht entlang der gestrichelten Linie in Fig. Ia,
Fig. 2a eine schematische Darstellung einer erfindungs gern äßen Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten, bei der eine Transporteinrichtung ein Substrat in den Schleusenbereich transportiert,
Fig. 2b eine schematische Darstellung einer erfϊndungsgemäßen Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten, bei der beim Abdichten des Schleusenbereichs ein Auffangbehälter den Substratträger mit den Substraten aufnimmt, und Fig. 2c eine schematische Darstellung einer erfindungs gemäßen Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Substraten, bei der der Auffangbehälter mit Substratbruchstücken zusammen mit den Substraten ausgeschleust wird.
Fig. Ia zeigt eine Draufsicht einer Transporteinrichtung 4 einer Anlage oder Maschine für Substrate 5. Die Transporteinrichtung 4 weist auslenkbare Dichtrahmen 6 und Substratträger 7 auf. Die Substratträger 7 sind über Aufhängeinrichtungen 8 an den auslenkbaren Dichtrahmen 6 befestigt. Auf den Substratträgern 7 befinden sich Substrate 5. Die Transporteinrichtung 4 ist, wie in Fig. Ia dargestellt, z.B. als Drehteller ausgebildet. Der Drehteller 4 kann sich um die zur Zeichenebene senkrechte Achse A drehen. Dadurch gelangt nach einer gewissen Drehung (hier 90°) ein anderer Dichtrahmen 6 mit Substratträger 7 und Substrat 5 in einen bestimmten Bearbeitungsbereich (z.B. Schleusenbereich, Aufheizbereich, Prozessbereich, usw.) einer Anlage oder Maschine. Die Substrate 5 werden mit der Transporteinrichtung 4 in einer XY- Ebene (entspricht der Zeichenebene in Fig. Ia) transportiert. Alternativ ist jedoch auch eine Transporteinrichtung möglich, die ein Substrat 5 in der XY-Ebene linear transportiert.
Fig. Ib zeigt eine Schnittansicht entlang der gestrichelten Linie in Fig. Ia. Die vertikale Richtung von Fig. Ib entspricht der Z-Richtung. Das Substrat 5 wird durch den Substratträger 7 gehalten. Der Substratträger 7 wird seinerseits durch die Aufhängeinrichtungen 8 getragen und ist dadurch mit dem auslenkbaren Dichtrahmen 6 verbunden. Der auslenkbare Dichtrahmen 6 weist in Z-Richtung zwei Dichtflächen 10, 11 auf. Innerhalb des Dichtrahmens 6 sind zwei Federn 12 dargestellt. Die Federn 12 sind, wie in Fig. Ib gezeigt, über ein Verbindungselement 13 mit der Transporteinrichtung 4 verbunden. Durch die Federn 12 wird der Dichtrahmen 6 ohne Einwirkung einer äußeren Kraft in Z-Richtung bezüglich der in Z-Richtung gemessenen Dicke der Transporteinrichtung 4 in einer Mittellage gehalten. Durch die Einwirkung einer äußeren Kraft auf eine der Dichtflächen 10, 11 des auslenkbaren Dichtrahmens 6 lässt sich dieser in Z-Richtung um eine definierte Strecke auslenken. Alternativ kann der Dichtrahmen 6 über Blattfedern mit der Transporteinrichtung 4 verbunden werden. Mehrere Blattfedern sind dann in der XY-Ebene als Führung eingebaut und ver- hindern beim Auslenken des Dichtrahmens 6 eine Verschiebung in der XY-Ebene relativ zur Transporteinrichtung 4.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen den Ausschleusevorgang eines Substrats 5. Fig. 2a zeigt den Schleusenbereich 2 der Anlage, nachdem über die Transporteinrichtung 4 ein Substratträger 7 mit dem Substrat 5 in den Schleusenbereich 2 transportiert wurde. Unterhalb des Substratträgers 7 befindet sich ein Auffangbehälter 3 für Substratbruchstücke 19. Insbesondere beim Ein- und Ausschleusen kann es durch das Evakuieren und Fluten bzw. durch die Bewegung der Substrate 5 zum Brechen der Substrate kommen. Der Substratträger 7 ist so ausgebildet, dass die Substratbruchstücke 19 durch den Substratträger 7 hindurch oder neben dem Substratträger 7 vorbei in den Auffangbehälter 3 fallen. Der Auffangbehälter 3 ist auf einer Verschlusseinrichtung 16 angeordnet. Die Verschlusseinrichtung 16 ist mit einer Hubeinrichtung 17 im Kammerboden 32 verbunden. Die Hubeinrichtung 17 wird mit einer Vakuumdurchführung 34 vakuumdicht durch den Kammerboden 32 geführt. Oberhalb des Substratträgers 7 befindet sich ein Schleusendeckel 18, der in geschlossenem Zustand die Kammer 1 bzw. die Schleuse 2 vakuumdicht gegen die Kammerdecke 31 abdichtet. Der Schleusendeckel 18 ist mit einem Arm 9 zum Bewegen des Schleusendeckels verbunden.
Der Schleusenbereich 2 muss zum Ausschleusen der Substrate 5 gegen die unter Vakuum stehende Kammer 1 der Anlage oder Maschine abgedichtet werden, damit er geflutet werden kann. Hierfür wird, wie in Fig. 2b dargestellt, unterhalb des Schleusenbereichs 2 durch eine Hubeinrichtung 17 im Kammerboden 32 eine Verschlusseinrichtung 16 angehoben. Die Verschlusseinrichtung 16 kontaktiert während des Hubs den unteren O-Ring 14 des auslenkbaren Dichtrahmens 6. Dadurch wird der auslenkbare Dichtrahmen 6 in Z-Richtung senkrecht zur XY-Ebene nach oben ausgelenkt. Der Dichtrahmen 6 wird soweit ausgelenkt, bis der zweite d.h. obere O-Ring 14 des Dichtrahmens 6 gegen der Kammerdecke 31 abdichtet. Alternativ können die O-Ringe 14 auch an der Verschlusseinrichtung 16 bzw. der Kammerdecke 31 angebracht werden. Es entsteht ein abgetrennter Vakuumraum in der Kammer 1 , der geflutet werden kann. Durch das Anheben der Verschlusseinrichtung 16 durch die Hubeinrichtung 17 wird gleichzeitig der Auffangbehälter 3 angehoben. Dadurch nimmt der Auffangbehälter 3 den Substratträger 7 auf und hebt ihn aus den Aufhängeein- richtungen 8 des auslenkbaren Dichtrahmens 6. Wie in Fig. 2b gezeigt, durchdringen Zentrierzapfen 20 des Auffangbehälters 3 geeignete Bohrungen im Substratträger 7 um eine Verbindung und Führung zwischen Auffangbehälter 3 und Substratträger 7 herzustellen. Zum Befestigen des Auffangbehälters 3 am Schleusendeckel 18 mittels Auffangbehälterbefestigungseinrichtungen 15 sind bei der dargestellten Ausführungsform die Zentrierzapfen 20 ausreichend lang bemessen, so dass sie in die Auf- fangbehälterbefestigungseinrichtungen eingreifen können. Alternativ bewegen sich Zentrierspitzen in Ausnehmungen auf der Unterseite des Substratträgers ohne diesen zu durchdringen.
Fig. 2c zeigt das Entnehmen der Substrate 5 aus der Kammer 1 bzw. der Schleuse 2 der Anlage. Die Substrate 5 werden zusammen mit dem Substratträger 7 und dem Auffangbehälter 3 mit den Substratbruchstücken 19 aus der Anlage gehoben. Dabei ist der Auffangbehälter 3 mit dem Schleusendeckel 18 verbunden. Zusammen bilden Auffangbehälter 3 und Schleusendeckel 18 eine nahezu geschlossene Box um die Substrate 5. Dadurch wird das Luftvolumen oberhalb und unterhalb der Substrate 5 zwischen dem Schleusendeckel 18 und dem Auffangbehälter 3 minimiert und nahezu eingeschlossen. Deswegen können auf die Substrate 5 auch bei schnellen Bewegungen senkrecht zur Fläche der Substrate 5 kaum Kräfte durch Luftturbulenzen auftreten. Solche Luftturbulenzen könnten bei schnellen Bewegungen zu einer Vorschädigung oder sogar zum Bruch der fragilen Substrate 5 führen. Bei der vorliegenden Erfindung wirken sich Luftturbulenzen kaum auf die Substrate 5 aus, sondern finden nur außerhalb des Systems aus Auffangbehälter 3 und Schleusendeckel 18 statt.
Außerhalb der Kammer 1 (in Fig. 2a - 2c nicht gezeigt) wird der Substratträger 7 mit den bearbeiteten Substraten 5 zur weiteren Behandlung an eine nicht dargestellte Vorrichtung abgegeben. Der Auffangbehälter 3 wird geleert. Alternativ wird die Entleerungsbewegung des Auffangbehälters 3 nur ausgeführt, falls sich Substratbruchstücke 19 in ihm befinden. Ob sich Substratbruchstücke 19 im Auffangbehälter 3 befinden, kann z.B. über einen geeigneten Sensor festgestellt werden. Danach wird der Auffangbehälter 3 wieder zum Einschleusen bereitgestellt. Dazu wird der Auffangbehälter wieder mit einem Substratträger 7 mit Substraten 5 verbunden und am Schleusendeckel 18 befestigt. Über den Arm 9 wird die nahezu geschlossene Box, bestehend aus Auffangbehälter 3, Substratträger 7 mit Substraten 5 und Schleusende- ekel 18, in die Kammer 1 bzw. Schleuse 2 gehoben und auf der Verschlusseinrichtung 16 abgesetzt. Falls mehrere Schleusendeckel 18 und Auffangkästen 3 verwendet werden, kann jeder Schleusendeckel 18 jeweils mit immer dem gleichen Auffangbehälter 3 verbunden werden.
Nach dem Austausch der Substrate 5 wird der Schleusendeckel 18 wieder gegen die Außenseite der Kammerdecke 31 abgedichtet und die Schleuse 2 evakuiert. Durch Absenken der Hubeinrichtung 17 wird der auslenkbare Dichtrahmen 6 zurück in seine Mittellage gebracht. Dabei senkt sich auch der Auffangbehälter 3, der auf der Verschlusseinrichtung 16 aufliegt, und übergibt den Substratträger 7 mit den noch unbehandelten Substraten 5 an die Transporteinrichtung 4. Dabei wird der Substratträger 7 in die Aufhängeeinrichtungen 8 des auslenkbaren Dichtrahmens 6 der Transporteinrichtung 4 gehängt und durch weiteres Absenken der Hubeinrichtung 17 mit aufliegendem Auffangbehälter 3 geben die Zentrierzapfen 20 den Substratträger 7 mit dem Substrat 5 frei. Die Transporteinrichtung 4 kann dann das eingeschleuste Substrat 5 zum nächsten Bearbeitungsbereich (z.B. Aufheizbereich, Prozessbereich, usw.) weitertransportieren und die nächsten Substrate 5 zum Ausschleusen in den Schleusenbereich 2 bewegen.
Um einen möglichst effektiven Ablauf der Prozesse mit dem erfϊndungsgemäßen Verfahren und der erfindungs gern äßen Vorrichtung zu erreichen, muss jeder Prozessschritt in einer bestimmten Zeit ablaufen. Nach dieser Zeit werden die Substrate 5 weitertransportiert. Alle oben beschriebenen Prozesse wie z.B. Transportieren der Substrate 5 in die Schleuse, Anheben des Substratträgers 7 beim Abdichten und Fluten der Schleuse, Abheben der nahezu geschlossenen Box aus Auffangbehälter 3 und Schleusendeckel 18, Auswechseln der Substrate 5 und Leeren des Auffangbehälters 3 sowie Einschleusen der neuen Substrate 5 finden daher im Maschinenzyklus statt.
Bei der dargestellten Ausführungsform dienen die Zentrierzapfen 20 gleichzeitig zur Aufnahme des Substratträgers 7 und zur Aufhängung am Schleusendeckel 18. Mit einem Arm 9 wird der Schleusendeckel 18 zusammen mit dem Substratträger 7, den Substraten 5 und dem Auffangbehälter 3 von der Schleuse zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert. Alternativ können die Zentrierzapfen lediglich zum Aufnehmen des Substratträgers verwendet werden. In diesem Fall ist ein Aufnahmeelement z.B. ein Zentrierhaken zum Verbinden des Schleusendeckels mit dem Auffangbehälter erforderlich.
Weiter ist es auch möglich oder bevorzugt, die Zentrierzapfen nur zur Verbindung zwischen dem Auffangbehälter und dem Substratträger vorzusehen und nach dem Öffnen der Schleuse durch Abnahme des Schleusendeckels den Substratträger mit dem Substrat und dem am Substratträger befestigten Auffangbehälter mit einer geeigneten, nicht dargestellten Handhabungs- oder Transporteinrichtung zu erfassen und zur nächsten Bearbeitungsstation zu transportieren. Das Einschleusen erfolgt dann entsprechend in umgekehrter Abfolge.
Zum Ausschleusen eines Substrats 5 muss ein Teilvolumen der Kammer 1 vakuumdicht abgegrenzt werden. Mit Hilfe des auslenkbaren Dichtrahmens 6 der Transporteinrichtung 4 kann die Abgrenzung realisiert werden. Ein kleines Volumen des abzutrennenden Bereichs sorgt für ein schnelles Fluten und Evakuieren des Teilbereichs beim Aus- und Einschleusen. Damit werden kurze Taktzeiten der Anlage oder Maschine ermöglicht. Erfindungsgemäß können die Substratbruchstücke 19 im Maschinenzyklus mit dem Auffangbehälter 3 und den Substraten 5 aus der Kammer 1 der Anlage oder Maschine ausgeschleust werden. Prinzipiell muss die Anlage nicht angehalten werden, um Substratbruchstücke 19 auszuschleusen, da das Ausschleusen der Substratbruchstücke gleichzeitig mit dem Ausschleusen der Substrate erfolgt. Dadurch wird auch die Gefahr eines Maschinenstopps durch Substratbruchstücke 19 in der Schleuse 2 verringert. Zudem wird die Gefahr der Beschädigung der Anlage (z.B. von Vakuumdichtungen) durch scharfkantige Substratbruchstücke 19 reduziert. Ebenso wird die Gefahr verringert, dass sich aufgewirbelte Substratbruchstücke 19 auf den Substraten 5 oder Vakuumdichtflächen absetzen.

Claims

Patentansprüche
1. Kammer mit einer Schleuse (2) und einer Vorrichtung zum Einschleusen von Substraten (5) in die Kammer (1) und/oder zum Ausschleusen aus der Kammer (1), mit: einem Substratträger (7) zum Halten der Substrate (5), einem Auffangbehälter (3) zum Auffangen von Substratbruchstücken (19),
Zentrierzapfen (20) zum Verbinden des Auffangbehälters (3) mit dem Substratträger (7) und einer Einrichtung, die den Auffangbehälter (3) zusammen mit dem Substratträger (7), den Substraten (5) und den Substratbruchstücken (19) im Maschinenzyklus in eine Schleuse (2) bzw. aus der Schleuse (2) befördert.
2. Kammer nach Anspruch 1, wobei der Auffangbehälter (3) unterhalb des Substratträgers (7) angeordnet ist.
3. Kammer nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Transporteinrichtung (4) zum Transportieren des Substratträgers (7) mit den Substraten (5) innerhalb der Kammer (1) und zum Übertragen des Substratträgers (7) mit den Substraten (5) an den Auffangbehälter (3) oder Übernehmen der Substrate (5) von dem Auffangbehälter (3).
4. Kammer nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Einrichtung außerhalb der Kammer (1) zum Übernehmen des Substratträgers (7) mit den bearbeiteten Substraten (5) von dem Auffangbehälter (3) und Übergeben eines Substratträgers (7) mit neuen Substraten (5) an den Auffangbehälter (3).
5. Kammer nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Schleuse einen Schleusendeckel (18) aufweist, der mit dem Auffangbehälter (3) einen geschlossenen Kasten um die Substrate (5) bildet.
6. Kammer nach Anspruch 3, 4 oder 5 soweit direkt oder indirekt abhängig von Anspruch 3, mit dem Substratträger (7) zum Befestigen an einem an der Transporteinrichtung (4) angebrachten auslenkbaren Dichtrahmen (6).
7. Kammer nach einem der Ansprüche 3 bis 6 soweit direkt oder indirekt abhängig von Anspruch 3, wobei die Transporteinrichtung (4) einen Drehteller aufweist.
8. Kammer nach einem der Ansprüche 5 bis 7 soweit direkt oder indirekt abhängig von Anspruch 5, wobei der Schleusendeckel (18) flach ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Einschleusen von Substraten (5) in eine Kammer (1) und/oder zum Ausschleusen aus der Kammer (1), bei dem eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird, wobei mögliche Substratbruchstücke (19) aufgefangen und aus der Kammer (1) transportiert werden, mit den Schritten: a) Transportieren von bearbeiteten Substraten (5) in die Schleuse (2) innerhalb der Kammer (1); b) Abdichten der Schleuse (2) gegen die Kammer (1) und Fluten der Schleuse (2), und c) Ausschleusen von Substraten (5) und/oder Substratbruchstücken (19) zusammen mit dem Auffangbehälter (3), wobei die Substratbruchstücke (19) mit dem Auffangbehälter (3) aufgefangen werden, und die Schritte a) bis c) im Maschinenzyklus erfolgen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Substratbruchstücke (19) unterhalb der Substrate (5) aufgefangen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, mit den zusätzlichen Schritten: d) Abgeben der bearbeiteten Substrate (5) an eine Einrichtung und Leeren des Auffangbehälters (3) außerhalb der Kammer (1), e) Einschleusen von neuen Substraten (5) zusammen mit einem leeren Auffangbehälter (3), und f) Evakuieren der Schleuse (2) und Transportieren der neuen Substrate (5) aus der Schleuse (2), wobei auch die Schritte d) bis f) im Maschinenzyklus erfolgen.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei beim Ausschleusen der Auffangbehälter (3) zum Aufnehmen eines Substratträgers (7), der die Substrate (5) hält, angehoben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, wobei beim Einschleusen der Auffangbehälter (3), der den Substratträger (7) und die Substrate (5) trägt, zum Übergeben des Substratträgers (7) mit den Substraten (5) an eine Transporteinrichtung (4) und zum Trennen von dem Substratträger (7) abgesenkt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Auffangbehälter (3) nur geleert wird, falls sich Substratbruchstücke (19) in ihm befinden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei zum Ein- und Ausschleusen des Substratträgers (7) mit den zugehörigen Substraten (5) und dem Auffangbehälter (3) ein Schleusendeckel (18) verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei bei der Verwendung von mehreren Auffangbehältern (3) und Schleusendeckeln (18) jeder Schleusendeckel (18) jeweils den gleichen Auffangbehälter (3) greift.
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