NL1005102C2 - Inrichting voor het behandelen van halfgeleiderschijven. - Google Patents

Description

Inrichting voor het behandelen van halfgeleiderschijven

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het behandelen van halfgeleiderschijven, omvattende ten minste één 5 behandelingsruimte met een sluissysteem waarbij in die ten minste ene behandelingsruimte zijn aangebracht een reactor alsmede toe- en af-voermiddelen voor het verplaatsen van die halfgeleiderschijven naar en van die reactor.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooi-10 schrift 5-^07.4^9 van aanvrager. Daarbij is een aantal behandelings-ruimten om een centraal gelegen verdeelsysteem respectievelijk robot-constructie aangebracht. Vanuit deze centraal gelegen robot worden halfgeleiderschijven overgeplaatst op draaiplateaus die zich in elk van de behandelingsruimten bevinden. In het algemeen gebeurt dit met 15 het overbrengen van halfgeleiderschijven aangebracht in een boot op een draaiplateau in een van de behandelingsruimten naar een boot aangebracht op een draaiplateau in de andere van de behandelingsruimten.

In elke behandelingsruimte wordt een behandeling uitgevoerd zoals het doteren van bepaalde stoffen en het wegnemen en/of aanbrengen van 20 (delen van) lagen op de halfgeleiderschijven. Daartoe worden in reactoren zoals ovens onder verhoogde temperatuur behandelingen uitgevoerd. Daarna is het noodzakelijk om de schijven onder gestuurde omstandigheden af te laten koelen alvorens verdere behandelingen plaats kunnen vinden. Een dergelijk afkoelen kan binnen de betreffende behan-25 delingsruimte plaatsvinden maar eveneens in een andere behandelingsruimte uitgevoerd worden.

In de techniek is een streven naar steeds verdere vergroting van de halfgeleiderschijven, d.w.z. steeds verdergaande integratie waarneembaar. Daardoor neemt zeker bij kleine series de waarde van een 30 reeks halfgeleiderschijven in een boot steeds verder toe en neemt het kapitaalrisico verbonden met het mislukken van een bepaalde behandeling steeds verder toe. Bovendien bestaat vraag naar het vergroten van de capaciteit van inrichtingen voor het behandelen van halfgeleiderschi jven.

35 Een voorstel in de stand der techniek omvat het aanbrengen van verschillende elk gesloten zijnde behandelingsruimten die elk dezelfde behandeling uitvoeren. Dat wil zeggen, een bepaalde reeks halfgelei-derschijven wordt aan een behandelingsruimte toegevoerd en ontvangt 1005102 2 daar een behandeling terwijl een andere reeks toegevoerd wordt aan een andere behandelingsruimte maar daar dezelfde behandeling ontvangt. Hierdoor wordt een eerste besparing verkregen omdat er gebruik gemaakt kan worden van de gemeenschappelijke robot resp. het gemeenschappelijk 5 verdeelsysteem en de gemeenschappelijke toe- en afvoer uit het stelsel. Gebleken is dat hoewel een dergelijk systeem in bepaalde gevallen functioneert vooral bij langere verblijftijd van de halfgeleiderschij-ven in de behandelingsruimten, in veel toepassingen de capaciteit van het verdeelsysteem en meer in het bijzonder de daarin aangebrachte 10 robot het knelpunt in de capaciteit van een dergelijke inrichting vormt.

Door bij een dergelijk systeem tevens een boot met te behandelen halfgeleiderschijven in de "wachtstand" te zetten, wordt in drie posities voorzien in een dergelijke behandelingsruimte waardoor optimale 15 benutting verwezenlijkt kan worden. Dat wil zeggen, drie boten zijn op een draaiplatform in een dergelijke constructie aanwezig. Begrepen zal worden dat dit aantal groter kan zijn.

Het doel van de onderhavige uitvinding is in verdere vergroting van de behandelingscapaciteit van een hierboven beschreven inrichting 20 te voorzien zonder dat het noodzakelijk is het verdeelsysteem uit te breiden bij een zo efficiënt mogelijke benutting van het betreffende vloeroppervlak. Dit is van belang omdat de inrichting in het algemeen in een "clean room" opgesteld zal zijn.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven inrichting verwezen-25 lijkt doordat in die ene behandelingsruimte ten minste een tweede reactor is aangebracht, voorzien van tweede aan- en afvoermiddelen voor het verplaatsen van de halfgeleiderschijven, waarbij die eerste en tweede afvoermiddelen ingericht zijn voor het voorzien in parallelle toe- resp. afvoer van die halfgeleiderschijven.

30 Verrassenderwijs is gebleken dat door het aanbrengen van twee reactoren in een behandelingsruimte, d.w.z. niet langer door het verdeelsysteem gescheiden, zonder het wezenlijk vergroten van het vloeroppervlak de capaciteit aanzienlijk vergroot kan worden. Bovendien is het niet noodzakelijk in een afzonderlijke opsluiting voor de reacto-35 ren te voorzien hetgeen kostprijsverlagend werkt. Volgens de uitvinding wordt bij het toevoeren van halfgeleiderschijven aan de cassettes op het draaiplateau van de betreffende behandelingsruimte bij voorkeur een eerste serie halfgeleiderschijven door de eerste reactor behandeld 1 0 0 5 1 0 2 3 en een tweede serie halfgeleiderschijven door de tweede reactor waarbij de behandeling in die twee reactoren gelijk kan zijn. Het laden van de behandelingsruimten kan met de draaiplateauconstructie bekend uit het Amerikaanse octrooischrif t 5 .^07*^9 plaatsvinden. Dat wil 5 zeggen, het is mogelijk met een draaiplateau te werken dat drie posities voor de boten kent. Daarbij vervalt, indien het afkoelen van belang is, voor een belangrijk deel de wachtstand van de halfgeleiderschi jven alvorens deze uit de reactor genomen worden. Dit is enerzijds op te lossen door in een draaiplateau met vier posities voor de cas-10 settes te voorzien, maar in andere gevallen zal dit niet van belang zijn omdat de verhouding tussen de afkoeltijd en de behandelingstijd zodanig is dat de behandelingsti jd langer is dan de helft van de afkoeltijd zodat voldoende tijd overblijft om de afgekoelde halfgeleiderschi jven uit de behandelingsruimte te nemen en te vervangen door te 15 behandelen schijven.

De reactoren kunnen elk soort reactor omvatten maar bestaan bij voorkeur uit twee behandelingsovens. Begrepen zal worden dat het idee volgens de uitvinding uit te breiden is tot een behandelingsruimte waarin zich drie of meer reactoren bevinden. In dat geval zal het 20 draaiplateau meer dan drie posities moeten kennen of zal de constructie met het draaiplateau anders uitgevoerd dienen te zijn.

Bij de hierboven beschreven constructies is vanzelfsprekend evenals in het Amerikaanse octrooischrift 5-^07.449 behalve een draaiplateau ook een hefmiddel aanwezig voor elke reactor om de betreffende 25 cassette van het draaiplateau af te nemen en in de reactor te brengen en daar weer uit af te voeren.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van in de tekening afgebeelde uitvoeringsvoorbeelden uiteengezet worden. Daarbij tonen:

Fig. 1 schematisch in bovenaanzicht een inrichting volgens de 30 stand der techniek;

Fig. 2 schematisch in bovenaanzicht een deel van de inrichting volgens fig. 1 in gewijzigde uitvoering waarbij bovendien de constructie volgens de uitvinding aangebracht is;

Fig. 3 in perspectivisch aanzicht een deel van de inrichting vol-35 gens fig. 2; en

Fig. ka-c een wijze voor het laden resp. ontladen van de behandelingsruimte volgens de uitvinding.

De in fig. 1 afgebeelde inrichting is bedoeld voor het behandelen 1005102 4 van schijven met microschakelingen, die in het algemeen aangeduid worden met de uitdrukking halfgeleiderschijven of wafers. Deze halfge-leiderschijven worden aan een aantal behandelingen onderworpen teneinde geïntegreerde schakelingen op het oppervlak daarvan te vormen, die 5 later uit de schijf gesneden worden en verder behandeld worden.

Met gebruik van de in fig. 1 getoonde inrichting 1 kunnen drie eventueel opeenvolgende behandelingen aan dergelijke schijven uitgevoerd worden.

Het is gebruikelijk om de schijven in cassettes te transporteren 10 waarvan een aantal 9 in bovenaanzicht in fig. 1 in het toevoerstation 2 getoond is. Toevoerstation 2 omvat een draaitafel k waarin zes van dergelijke cassettes geplaatst kunnen worden op drie verschillende niveaus, zodat deze tafel 4 totaal achttien cassettes kan omvatten.

De toevoereenheid 2 is via wand 3 met een "clean room" verbonden, 15 waarin een atmosfeer met zeer laag stofaandeel gehandhaafd wordt. Via een inlaatpunt 5 kunnen de cassettes 9 op de draaitafel k geplaatst worden. Het inlaatpunt 5 kan verbonden worden met een speciale toevoereenheid (niet afgebeeld) welke een sluis omvat en zo verzekert dat indien de cassettes ingebracht worden geen ongewenste gassen, in het 20 bijzonder zuurstof, het inwendige van de inrichting 1 binnentreden.

Zoals duidelijk uit fig. 1 is, heeft de eenheid 2 in dwarsdoorsnede een tenminste gedeeltelijk regelmatige polygonale omtrek, d.w.z. drie wanden van eenheid 2 in fig. 1 maken deel uit van een regelmatig achtkant in dwarsdoorsnede. De behandelingsstations 10, 11 en 12 heb-25 ben eveneens in dwarsdoorsnede een ten minste gedeeltelijk regelmatige polygonale omtrek. De eenheden 2, 10, 11 en 12 zijn als afzonderlijke eenheden uitgevoerd die met andere eenheden verbonden zijn nabij de zijden, zoals zijde 7 van de regelmatige polygonale omtrek.

In de inrichting 1 wordt de centrale eenheid gevormd door de ver-30 deeleenheid 8, die in een roboteenheid omvat. Deze roboteenheid 8 kan schijven 13 uit cassettes 9 nemen en deze in dragers voor schijven zoals boten in de behandelingsstations 10, 11 en 12 plaatsen. Na de behandeling verwijdert de robot 8 opnieuw de behandelde schijven uit de boten van het behandelingsstation en plaatst deze in een volgend 35 behandelingsstation of in een lege cassette 9 die door middel van de draaitafel 4 in een bepaalde positie geplaatst is. De cassettes 9 niet behandelde schijven 13 kunnen uit het toevoerstation 2 verwijderd worden via uitlaat 6 die een afzonderlijk uitlaatstation kan omvatten 1 0 0 5 1 02 5 met bijvoorbeeld een sluis op dezelfde wijze als inlaatpunt 5·

In elk van de behandelingsruimten 10, 11, 12 is een niet nader afgebeelde reactor aanwezig die zich boven het vlak van tekening bevindt. Deze is aangebracht boven een hefinrichting 17 die een boot met 5 halfgeleiderschijven verplaatst van het draaiplateau 33 in de niet nader afgebeelde reactor zoals een oven.

Dit betekent dat uitgaande van de positie waarin een boot zich bevindt tegenover robot 8 deze boot gevuld wordt met schijven afkomstig uit de betreffende cassette 9 van eenheid 2 of een van de daar 10 voorafgaande behandelingsruimten. Na het vullen van de betreffende boot wordt plateau 33 een positie gedraaid waarbij de betreffende boot in aangrijping gebracht kan worden met de hefmiddelen 17 en in de oven geplaatst kan worden. Na behandeling in de oven wordt de betreffende boot weer terug op plateau 33 geplaatst en een positie verder getrans-15 porteerd ter afkoeling van de zich daarin bevindende halfgeleiderschi jven. Tegelijkertijd wordt een volgende boot halfgeleiderschijven in de reactor geladen. Bij een volgende rotatie bevindt de boot met ten minste gedeeltelijk afgekoelde halfgeleiderschijven zich voor robot 8 en kan ontladen worden in de cassettes in eenheid 2 of in een 20 boot van een volgende behandelingskamer.

Volgens de uitvinding wordt voorgesteld om de behandelingstijd met een dergelijke inrichting te optimaliseren, d.w.z. per vloeroppervlak een groter aantal schijven aan eenzelfde behandeling te kunnen onderwerpen. Daarbij is het tevens van voordeel dat met hetzelfde verdeel-25 systeem, d.w.z. de constructie bevattende robot 8, en met hetzelfde inlaatsysteem gewerkt kan worden. Het voorstel volgens de uitvinding is in fig. 2 afgebeeld. De inrichting volgens de uitvinding is daarin in het geheel met 21 weergegeven en de inlaat resp. uitlaat met 25· Een cassette 9 met wafers 13 wordt daarin gebracht en de scheiding met 30 de "clean room" is met 23 aangegeven. De tafel die vergelijkbaar is met tafel A volgens fig. 1 is thans met 2k aangegeven en via deze worden de cassettes geplaatst tegenover sluissysteem 18. Daarin bevindt zich zoals in fig. 1 een robot 8. In fig. 2 zijn slechts twee behandelingsstations 29 en 30 weergegeven waarbij behandelingsstation 35 29 slechts schematisch aangegeven is. Begrepen dient te worden dat meer behandelingsstations aanwezig kunnen zijn zoals bijvoorbeeld in fig. 1 getoond. Door aanpassing van de vorm kan een veel groter aantal behandelingsstations toegepast worden.

1005102 6

Thans zal de uitvoering van behandelingsruimte 30 besproken worden. Daartoe wordt bovendien verwezen naar fig. 3· Daaruit blijkt dat in tegenstelling tot de stand der techniek twee reactoren 31 en 32 zijn aangebracht. Bovendien zijn twee slechts schematisch afgebeelde 5 hefinrichtingen 3^ en 35 aanwezig. Een en ander wordt gevoed door een gemeenschappelijk draaiplateau 33 dat evenals in de stand der techniek slechts drie posities kent voor het ontvangen van boten.

Het verloop van het ontvangen van cassettes in de boten A, B en C is als voorbeeld in fig. ka-c weergegeven waarbij de draairichting van 10 het plateau 33 met een pijl aangegeven is.

Indien de afkoeltijd een verhoudingsgewijs belangrijke rol speelt in de behandeling is het mogelijk het draaiplateau van vier posities voor het ontvangen van boten te voorzien. In een dergelijk geval zal de opeenvolging van behandeling zoals in fig. 4a-c gewijzigd worden.

15 Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat vele varianten mogelijk zijn voor de bediening van de verschillende reactoren, in het bijzonder de aanvoer resp. afvoer van halfgeleiderschijven aangebracht in de boten.

Hoewel de voorkeur aan gegeven wordt in de ovens 31 en 32 dezelfde 20 behandeling uit te voeren, is het goed denkbaar verschillende behandelingen uit te voeren in deze ovens.

Uit het bovenstaande blijkt dat zonder het wezenlijk vergroten van het oppervlak van de inrichting uitsluitend door het toevoegen van een reactor zoals een oven 32 en bijbehorende hefinrichting 35 een aan-25 zienlijke toename van de capaciteit van een behandelingsruimte verkregen kan worden zonder dat verdere technisch gecompliceerde en kostprijs verhogende maatregelen noodzakelijk zijn.

Begrepen moet worden dat de uitvinding die hierboven beschreven is niet beperkt is tot de thans genoemde varianten, maar deze eveneens 30 uitvoeringen omvat die bij de vakman opkomen na het lezen van bovenstaande beschrijving en binnen het bereik van de bijgaande conclusies liggen.

1005102

Claims (7)

1. Inrichting (21) voor het behandelen van halfgeleiderschijven (13), omvattende ten minste één behandelingsruimte (29, 30) met een 5 verdeelsysteem (18) waarbij in die ten minste ene behandelingsruimte (30) zijn aangebracht een reactor (31) alsmede toe- en afvoermiddelen (33, 3*0 voor het verplaatsen van die halfgeleiderschijven naar en van die reactor, met het kenmerk, dat in die ene behandelingsruimte (30) ten minste een tweede reactor is aangebracht, voorzien van tweede aan-10 en afvoermiddelen (35) voor het verplaatsen van de halfgeleiderschij-ven, waarbij die eerste en tweede afvoermiddelen ingericht zijn voor het voorzien in parallelle toe- resp. afvoer van die halfgeleiderschi jven .

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij die reactoren ingericht 15 zijn voor het uitvoeren van een identieke behandeling.

3. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die reactorens ovens omvatten.

4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die eerste en tweede aanvoer- en afvoermiddelen een draaiplateau (33) 20 omvatten, dat enerzijds halfgeleiderschijven (in cassettes) ontvangt van resp. afgeeft aan het verdeelsysteem (18) en anderzijds schijven (in boten) afgeeft resp. ontvangt aan inbrengmiddelen (3*4. 35) voor elke reactor.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij op dat draaiplateau 25 drie posities voor het ontvangen van halfgeleiderschijven resp. cassettes aangebracht zijn.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende ten minste twee door het sluissysteem te verbinden behandelingskamers (29. 30). 30

7· Inrichting volgens conclusie 6, waarbij elke behandelingskamer ten minste twee reactoren omvat. *#*##**# 1 0 0 5 1 02