DE60219648T2 - Werkzeug zur handhabung von wafern und reaktor für epitaxisches wachstum - Google Patents

Werkzeug zur handhabung von wafern und reaktor für epitaxisches wachstum Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Behandeln eines Wafers, insbesondere eines Halbleitermaterial-Wafers, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine dieses aufweisende Epitaxiewachstumsstation.
  • Bei einer Anlage zur Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen (Chips) stellt die Behandlung von Wafern eine sehr wichtige Tatsache dar; tatsächlich ist es erforderlich, zu vermeiden, dass durch Behandlung der Wafer derartige Beschädigungen bei ihrer Struktur oder ihren Oberflächen hervorgerufen werden, welche Betriebsausfälle in den sich ergebenden integrierten Schaltungen hervorrufen.
  • Üblicherweise bestehen die Wafer aus Halbleitermaterial, jedoch werden manchmal Substrate in Form einer Scheibe aus einem Isoliermaterial eingesetzt.
  • Die Wafer weisen eine Vorderseite und eine Rückseite auf; die Vorderseite ist jene Seite des Wafers, an welcher die Strukturen vorgesehen sind, welche die integrierte Schaltung bilden; daher ist es besonders wesentlich, keine Beschädigungen bei dieser Oberfläche des Wafers hervorzurufen; in der Praxis ist es erforderlich, dass diese Oberfläche überhaupt nicht in Kontakt mit irgendetwas gelangt.
  • Weiterhin weist der Wafer einen Rand auf, üblicherweise abgerundet, der sich über einige Millimeter sowohl auf seiner Rückseite als auch auf seiner Vorderseite erstreckt. Die Randoberfläche wird nicht zur Ausbildung integrierter Schaltungen verwendet, und daher kann sie, falls erforderlich, in Kontakt mit Werkzeugen gelangen, jedoch immer mit großer Vorsicht.
  • Normalerweise ist es vorzuziehen, den Wafer über seine Rückseite zu behandeln.
  • Allerdings ist dies bei einigen Waferbehandlungsphasen nicht möglich, beispielsweise in den Epitaxiereaktoren.
  • In diesem Fall ist es erforderlich, den Rand zu verwenden; offensichtlich bringt dies beträchtliche Schwierigkeiten mit sich.
  • Aus der Patentanmeldung WO 00/48234 (derselben Anmelderin wie bei der vorliegenden Patentanmeldung) ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Wafern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, und ist ebenfalls eine Epitaxiewachstumsstation bekannt, welche die Vorrichtung in vorteilhafter Weise einsetzt.
  • In der voranstehend erwähnten Patentanmeldung wird ein Roboter für das automatische Einführen bzw. Abziehen von Wafern in die Reaktionskammer bzw. von dieser der Station beschrieben, mit einem Arm, der mit einer Saugleitung versehen ist, die an ein Saugsystem angeschlossen ist, an deren einem Ende ein Werkzeug zum Behandeln eines Wafers angebracht ist.
  • Das Werkzeug weist eine kreisförmige Scheibe mit einem großen zentralen Loch auf, die eine Oberseite und eine Unterseite aufweist; die Unterseite ist so geformt, dass sie in Kontakt mit dem Wafer nur entlang dem Rand des Wafers gelangt; die Scheibe ist im Innern mit einer Saugkammer versehen, welche die Form eines zylindrischen Rings aufweist; die Saugkammer steht in Verbindung mit der Außenseite der Scheibe über Sauglöcher, und mit der Saugleitung über eine Saugöffnung; die Sauglöcher sind zur Unterseite der Scheibe hin offen.
  • Wenn der Wafer in Kontakt mit der Unterseite der Scheibe steht, und das Saugsystem aktiv ist, wird der Wafer durch das Werkzeug durch Saugwirkung gehaltert.
  • Ein derartiges Werkzeug ermöglicht eine ordnungsgemäße Behandlung der Wafer, ohne dass Beschädigungen hervorgerufen werden; weiterhin tritt, da die Saugwirkung nur in der Nähe des Kontaktbereichs zwischen dem Werkzeug und dem Wafer einwirkt, bei dem Wafer keine nennenswerte Verformung auf.
  • Bei diesem Werkzeug rufen die Sauglöcher nicht nur eine Saugwirkung bei dem Wafer hervor, sondern auch eine beträchtliche Saugwirkung in Bezug auf die Gase der Atmosphäre, welche den Wafer umgibt, infolge des Vorhandenseins des großen, zentralen Lochs in der Scheibe. Eine derartige zusätzliche Saugwirkung macht eine entsprechende Übergröße des Saugsystems erforderlich, insbesondere in Bezug auf die elektrische Energie und die Verwendung spezieller Materialien in dem Saugsystem infolge einer derartigen Atmosphäre.
  • Würde man als Lösung überlegen, einfach das große, zentrale Loch zu schließen, gäbe es keine Saugwirkung für die Atmosphäre mehr, aber dann bestünde das Risiko, dass die Saugwirkung Verformungsdefekte bei dem Wafer hervorruft, der von dem Werkzeug gehaltert wird; dieses Risiko wäre größer während der Phase des Abziehens der Wafer aus der Reaktionskammer, während diese noch beträchtlich warm ist (einige Hundert Grad Celsius).
  • Daher besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines alternativen Werkzeugs, welches es ermöglicht, die Wafer ordnungsgemäß zu behandeln, und ohne sie zu beschädigen, insbesondere ohne sie mit der Auswirkung von Defekten zu verformen, und mit niedrigeren Anforderungen an das Saugsystem.
  • Dieses Ziel wird im Wesentlichen durch das Werkzeug zum Behandeln von Wafern erreicht, welches die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin eine Station für Epitaxiswachstumsbehandlungen, welche die im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist, in welcher ein derartiges Werkzeug in vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung einer Scheibe ohne ein zentrales Loch, so dass keine nennenswerte Saugwirkung für die Atmosphäre stattfindet.
  • Bei dieser neuen Ausbildung des Werkzeugs wird die Saugwirkung effektiver, und wird daher ermöglicht, sie beträchtlich zu verringern; bei einem derartigen Werkzeug entspricht eine verringerte Saugwirkung einer begrenzten Druckabsenkung, die auf dem behandelten Wafer einwirkt, und daher kleinen Verformungen des Wafers; zusätzlich wurde bestätigt, dass derartige kleine Verformungen weder permanent sind, noch nennenswerte Beschädigungen bei der Struktur oder den Oberflächen des Wafers hervorrufen.
  • Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, bei welchen:
  • 1 eine Station für Epitaxiewachstumsbehandlungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 den Querschnitt des Endteils des Roboterarms der Station von 1 zeigt;
  • 3 den Querschnitt eines Werkzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Kontakt mit einem Halbleitermaterial-Wafer zeigt;
  • 4 eine Aufsicht auf das Werkzeug von 3 ist;
  • 5 die Aufsicht auf ein Bauteil des Werkzeugs von 3 ist, nämlich die Schale;
  • 6 die Aufsicht auf das Endteil des Roboterarms von 2 ist;
  • 7 eine Teilquerschnittsansicht einer Tasche des Suszeptors der Station von 1 zeigt; und
  • 8 denselben Querschnitt zeigt wie 7, wenn ein Halbleitermaterial-Wafer vorhanden ist, und wenn ein Werkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung diesen aufnehmen soll.
  • In 1 weist eine Station 1 für Epitaxiewachstumsbehandlungen von Wafern im Wesentlichen eine Reaktionskammer 2 auf, eine Übertragungskammer 16, eine Waschkammer 13 und einen Aufbewahrungsbereich 17.
  • Innerhalb des Aufbewahrungsbereichs 17 befindet sich normalerweise eine erste Kassette 14, welche die Wafer enthält, die noch behandelt werden sollen, sowie eine zweite Kasssette 15, welche die Wafer enthält, die bereits in der Station behandelt wurden.
  • Ein externer Roboter 18, der nur sehr schematisch in 1 dargestellt ist, sorgt dafür, vor der Behandlung die Wafer einzeln aus der Kassette 14 abzuziehen, und sie in die Waschkammer 13 einzuführen, und nach der Behandlung die Wafer einzeln aus der Waschkammer 13 abzuziehen, und sie in die Kassette 15 einzuführen. Innerhalb der Übertragungskammer 16 ist ein innerer Roboter 4 angeordnet, der dafür sorgt, vor der Behandlung die Wafer einzeln aus der Waschkammer 13 abzuziehen, und sie in die Reaktionskammer 2 einzuführen, und nach der Behandlung die Wafer einzeln aus der Reaktionskammer 2 abzuziehen, und sie in die Waschkammer 13 einzuführen.
  • Im Innern der Reaktionskammer 2 befindet sich eine Halterung 9 für die zu behandelnden Wafer, die normalerweise als "Suszeptor" in den Reaktoren bezeichnet wird, die induktiv geheizt werden.
  • Im Allgemeinen ist die Halterung 9 dazu ausgebildet, eine bestimmte Anzahl an Wafern aufzunehmen, auch in Abhängigkeit von ihrem Durchmesser; dieser Durchmesser kann heutzutage 12 Zoll erreichen, also etwa 30 Zentimeter, jedoch ist in der Mikroelektronikindustrie der Trend vorhanden, immer größere Wafer einzusetzen.
  • Die Wafer sitzen in Taschen 12, die auf der Oberfläche der Halterung 9 vorgesehen sind.
  • Die Halterung 9 ist normalerweise drehbar, so dass der Roboter 4 die verschiedenen Wafer in den verschiedenen Taschen jeweils mit Hilfe der gleichen Bewegung anordnen kann.
  • Um die erforderlichen Bewegungen durchzuführen, weist der Roboter 4 verschiedene Arme auf, die geeignet gelenkartig miteinander verbunden sind; auf einem letzten Arm 5 des Roboters 4 ist ein Werkzeug 7 angebracht, das dazu ausgebildet ist, die Wafer einzeln zu behandeln.
  • Bei einer Station gemäß der vorliegenden Erfindung, etwa jener, die in 1 gezeigt ist, besteht der Arm 5 im Wesentlichen aus einem starren Rohr 6, das auch als Saugleitung dient. Das Rohr 6 ist an einer Seite an ein Saugsystem 3 über ein flexibles Rohr 8 angeschlossen. An der anderen Seite, an seinem Ende, ist das Rohr 6 mit einer Platte 10 verbunden, um das Anbringen des Werkzeugs 7 zu erleichtern, wie dies nachstehend verdeutlicht wird.
  • Wie aus den 3, 4 und 5 hervorgeht, ist das Werkzeug 7 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Handhabung eines Wafers 100 in einer Epitaxiswachstumsstation einsetzbar. Der Wafer 100 weist eine Vorderseite 101 auf, eine Rückseite 102 und einen Rand 103.
  • Das Werkzeug 7 ist dazu ausgebildet, an dem Arm 5 (des inneren Roboters 4) angebracht zu werden, der mit der Saugleitung 6 versehen ist, die an das Saugsystem 3 angeschlossen ist.
  • Das Werkzeug 7 gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Scheibe 20 auf, die eine Oberseite 21 und eine Unterseite 22 hat; die Unterseite 22 ist so geformt, dass sie in Kontakt mit dem Wafer 100 nur entlang dem Rand 108 des Wafers gelangt; die Scheibe 20 ist im Innern mit einer Saugkammer 24 versehen, die in Verbindung mit der Außenseite der Scheibe 20 über ein oder mehrere Sauglöcher 25 steht (bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind acht Löcher vorhanden), und die dazu ausgebildet ist, in Verbindung mit der Saugleitung 6 über eine Saugöffnung 26 versetzt zu werden.
  • Bei dem Werkzeug 7 ist die Scheibe 20 so ausgebildet, dass sie vollständig den Wafer 100 und die Sauglöcher 25 abdeckt, die zur Unterseite 22 der Scheibe 20 hin offen sind, wodurch dann, wenn der Wafer 100 in Kontakt mit der Unterseite 22 der Scheibe 20 steht, und das Saugsystem 3 aktiv ist, der Wafer 100 von dem Werkzeug 7 mittels Saugwirkung gehalten wird.
  • Selbstverständlich kann die Kammer 24 verschiedene Formen aufweisen, beispielsweise die eines Zylinders, eines Torus, eines zylindrischen Rings, eines Sterns, oder eine verzweigte Form; tatsächlich hat sie im Wesentlichen die Funktion, die Löcher 25 mit der Öffnung 26 zu verbinden; gemäß einer besonders vereinfachten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeug 7 nur mit einem derartigen Saugloch versehen, und besteht die Saugkammer 24 im Wesentlichen einfach aus einem Saugkanal innerhalb der Scheibe 20, welcher das Loch 25 mit der Öffnung 26 verbindet.
  • Durch diese neue Ausbildung des Werkzeugs wird die Saugwirkung effektiver, und wird daher ermöglicht, sie beträchtlich zu verringern; bei einem derartigen Werkzeug entspricht eine verringerte Saugwirkung einer begrenzten Druckabsenkung, die auf den behandelten Wafer einwirkt, und daher kleinen Verformungen des Wafers; gleichzeitig wurde bestätigt, dass derartige kleine Verformungen weder permanent sind, noch nennenswerte Beschädigungen der Struktur oder der Oberfläche des Wafers hervorrufen.
  • Ein derartiges Werkzeug ist besonders geeignet zum Einsatz in Epitaxiswachstumsstationen mit einem scheibenförmigen Suszeptor, da bei diesen Stationen das Werkzeug (und auch der Wafer) sich immer in einer horizontalen Position befindet; daher ist die Saugwirkung äußerst effektiv zum Haltern des Wafers, da ihre Einwirkung direkt dem Gewicht des Wafers entgegenwirkt.
  • Damit eine gleichmäßige und stabile Einwirkung auf den Wafer 100 erzielt wird, ist es vorteilhaft, bei der Scheibe 20 an deren Unterseite 22 in ihrem zentralen Teil einen Saughohlraum 27 vorzusehen; in diesem Fall wäre es gut, wenn die Sauglöcher 25 zur Unterseite 22 der Scheibe 20 in den Saughohlraum 27 hin offen sind.
  • Zur Erzielung einer einfachen Konstruktion der Scheibe 20, und zum einfachen Anbringen des Werkzeugs 7 am Arm 5, ist es vorteilhaft, dass sich die Öffnung 26 zur Oberseite 21 der Scheibe 20 öffnet.
  • Um das Anbringen der Scheibe 20 am Arm 5 des Roboters 4 zu erleichtern, kann die Scheibe 20 mit einer Platte 23 versehen sein; in diesem Fall ist die Öffnung 26 zur Platte 23 oder nahe bei dieser offen; typischerweise wird die Platte 23 an der entsprechenden Platte des Arms 5 beispielsweise mittels Schrauben befestigt.
  • Die Bereitstellung einer derartigen Scheibe ist immer mit großen Schwierigkeiten verbunden; tatsächlich wird sie aus Quarz hergestellt, und muss so hergestellt werden, dass sie unter sehr harten Bedingungen arbeitet und diesen standhält, wie jenen eines Epitaxisreaktors.
  • Bei einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform weist die Scheibe 20 eine Schale 28 auf, die einen im Wesentlichen ringförmigen Umriss und einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, und einen Deckel 29, der im Wesentlichen flach ist, und im Wesentlichen kreisförmig ist, und mit der Schale 28 so verbunden ist, dass eine geschlossene Kammer 24 entsprechend der Saugkammer ausgebildet wird, und einen Hohlraum 27, der im Wesentlichen zylinderförmig ist und dem Saughohlraum entspricht; die Schale 28 ist so geformt, dass sie in Kontakt mit dem Wafer 100 nur entlang dem Rand 103 des Wafers gelangt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Sauglöcher 25 zu den Querwänden des zylinderförmigen Hohlraums 27 hin offen.
  • Ebenfalls bei dieser Ausführungsform ist es in konstruktiver Hinsicht vorteilhaft, dass die Sauglöcher 25 aus Nuten bestehen, die auf dem inneren Rand der Schale 28 an der Grenze zum Deckel 29 vorgesehen sind.
  • Ebenfalls bei dieser Ausführungsform ist es in konstruktiver Hinsicht vorteilhaft, dass dann, wenn die Scheibe 20 mit der Platte 23 versehen ist, diese Platte ein Teil des Deckels 29 ist, und die Saugöffnung 26 zur Platte 23 oder zu deren Nähe hin offen ist.
  • Wie wiederum aus 1 hervorgeht, muss die Station 1 gemäß der vorliegenden Erfindung für die Epitaxiewachstumsbehandlungen von Wafern, insbesondere von Halbleitermaterial-Wafern, eine Reaktionskammer 2 aufweisen, ein Saugsystem 3, und einen Roboter 4 für das automatische Einführen bzw. Abziehen von Wafern in die Reaktionskammer 2 bzw. aus dieser heraus; der Roboter 4 muss mit einem Arm 5 versehen sein, der eine Saugleitung 6 aufweist, der an das Saugsystem 3 angeschlossen ist; weiterhin muss sie ein Werkzeug 7 der voranstehend geschilderten Art aufweisen, das mit einer Saugkammer 24 versehen ist, und zum Behandeln eines Wafers 100 ausgebildet ist; das Werkzeug 7 muss am Arm 5 des Roboters 4 angebracht werden, und die Saugkammer 24 muss in Verbindung mit der Saugleitung 6 stehen.
  • Bei einer Epitaxiswachstumsstation mit einem scheibenförmigen Suszeptor würde ein Werkzeug der voranstehend geschilderten Art in besonders vorteilhafter Weise eingesetzt werden können, wie bereits erläutert.
  • Wie bereits geschildert, wird bei dieser neuen Ausbildung des Werkzeugs die Saugwirkung auf dem Wafer effektiver; daher wird ermöglicht, eine begrenzte Saugwirkung einzusetzen, mit vorteilhaften Auswirkungen auf das Saugsystem 3.
  • Die Verringerung der Menge an angesaugter Reaktionskammeratmosphäre führt auch zu vorteilhaften Auswirkungen auf das Saugsystem 3.
  • Wenn der Arm 5 des Roboters 4 im Wesentlichen aus einem Rohr besteht, dem Rohr 6, kann dies gleichzeitig sowohl als Halterung des Werkzeugs 7 als auch als Saugleitung dienen.
  • Vorzugsweise weist der Arm 5 des Roboters 4 eine Platte 10 auf, die mit einem Ende des Rohres 6 verbunden ist, und dazu ausgebildet ist, am Werkzeug 7 angebracht zu werden, und die mit einer inneren Leitung 11 versehen ist, die das Rohr 6 des Arms 5 in Verbindung mit der Saugöffnung 26 der Scheibe 20 versetzt; dies lässt sich noch besser unter Bezugnahme auf 2 und 6 verstehen.
  • Speziell wird, wenn das Werkzeug mit einer eigenen Platte versehen ist, die Platte 10 des Arms 5 an der entsprechenden Platte 23 des Werkzeugs 7 angebracht (beispielsweise mit Hilfe von Schrauben).
  • Um das Werkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung am besten einzusetzen, muss zumindest ein Teil des Querbereichs des Randes 103 des Wafers 100 für das Werkzeug zugänglich sein. In der Waschkammer 13 ist dies normal. Im Gegensatz hierzu werden in der Reaktionskammer 2 die Wafer normalerweise in die Taschen 12 der Halterung 9 eingelassen, und muss daher das Werkzeug in Kontakt mit der Halterung 9 gelangen, was einen Nachteil darstellt.
  • Man könnte sich überlegen, die Taschen 12 mit einer Tiefe auszubilden, die kleiner ist als die zu behandelnden Wafer, jedoch wird, wenn der Rand des Wafers nicht durch den Rand der Tasche maskiert wird, während der Behandlung dieser einem beträchtlichen Wärmeverlust ausgesetzt, der zu kristallographischen Fehlern von dem Waferrand aus führt, beispielsweise "Gleitlinien" und "Versetzungen".
  • Wie aus 7 und 8 hervorgeht, besteht eine vorteilhafte Lösung dieses Problems darin, die Tasche 12 der Halterung 9, die zum Einsetzen von zu behandelnden Wafern 200 ausgebildet ist, so auszubilden, dass sie aus einem ersten Hohlraum 121 und einem zweiten Hohlraum 122 besteht, der in dem ersten Hohlraum 121 vorgesehen ist, und einen im Wesentlichen flachen Boden aufweist, und eine solche Form und solche Abmessungen aufweist, welche dem zu behandelnden Wafer entsprechen.
  • Wie besonders deutlich aus 8 hervorgeht, berührt die Scheibe 20 den Wafer 200 an seinem Rand 203, ohne die Vorderseite 201, die Rückseite 202 oder die Halterung 9 zu berühren; darüber hinaus wird der Rand 203 des Wafers 200 vollständig durch den Rand der Tasche 12 maskiert.
  • Die Tiefe des zweiten Hohlraums 122 ist vorzugsweise geringer als die Breite des zu behandelnden Wafers 200; da im Markt Wafer mit relativ stark unterschiedlichen Breiten vorhanden sind, muss in diesem Fall eine "universelle" Halterung den dicksten Wafer berücksichtigen.
  • Die Gesamttiefe des ersten Hohlraums 121 und des zweiten Hohlraums 122 ist vorzugsweise größer als die Breite des zu behandelnden Wafers 200; da im Markt Wafer mit relativ unterschiedlichen Breiten vorhanden sind, muss in diesem Fall eine "universelle" Halterung den dicksten Wafer berücksichtigen.
  • Selbstverständlich ist es bei der Bestimmung der Größe des Hohlraums 121 und des Hohlraums 122 erforderlich, nicht nur sämtliche möglichen Formen und Abmessungen der zu behandelnden Wafer zu berücksichtigen, sondern auch die Form und die Abmessung der Unterseite 22 der Scheibe 20 des Werkzeugs 7.
  • Mit dem Ziel, so weit wie möglich Verformungen in den Wafern zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dafür zu sorgen, dass das Saugsystem 3 so ausgebildet ist, dass es eine Saugwirkung erzielt, die von der Waferbehandlungsphase abhängt, auf solche Art und Weise, dass auf den behandelten Wafer beispielsweise immer nur die minimal erforderliche Druckabsenkung einwirkt.
  • Wenn beispielsweise die Station mit einem Einlassbereich für zu behandelnde Wafer versehen ist, entsprechend der Waschkammer 13, mit einem Auslassbereich für bereits behandelte Wafer, immer noch entsprechend der Waschkammer 13, und mit einem Behandlungsbereich, entsprechend der Reaktionskammer 2, ist es vorteilhaft, wenn das Saugsystem 3 dazu ausgebildet ist, zur Verfügung zu stellen:
    • – eine Saugwirkung mit einem ersten Wert während einer Phase des Transports eines Wafers von dem Einlassbereich zu dem Behandlungsbereich und während einer Phase des Transports eines Wafers von dem Behandlungsbereich zu dem Auslassbereich,
    • – eine Saugwirkung mit einem zweiten Wert während einer Phase des Aufnehmens eines Wafers von dem Einlassbereich,
    • – eine Saugwirkung mit einem dritten Wert während einer Phase des Aufnehmens eines Wafers von dem Behandlungsbereich;
    wobei der dritte Wert größer ist als der zweite Wert, und der zweite Wert größer ist als der erste Wert.
  • Bei einer weniger aufwändigen Lösung können nur zwei Saugwerte verwendet werden: einer zum Einladen der Wafer in den Reaktor und einer zum Entladen der Wafer aus dem Reaktor.
  • Dies kann gerechtfertigt sein, da während der Aufnehmungsphase immer eine Fangwirkung vorhanden ist, während derer Trägheitsmomente gewonnen werden. Darüber hinaus ist zwischen der Aufnehmungsphase eines heißen Wafers von einem Suszeptor eine bestimmte Haftung zwischen dem Wafer und dem Suszeptor vorhanden.
  • Selbstverständlich ist es auf jeden Fall wesentlich, dass das Saugsystem 3 dazu ausgebildet ist, eine derartige Druckabsenkung in dem Raum zwischen der Scheibe 20 und dem behandelten Wafer 100 hervorzurufen, dass keine Beschädigung der Struktur oder der Oberflächen des behandelten Wafers 100 auftritt. Beim Einsatz des Werkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die betreffende Druckabsenkung im Bereich zwischen wenigen Millibar und einigen zehn Millibar.
  • Die Steuerung der Saugwirkung, die vom Saugsystem 3 erzeugt wird, kann eine Steuerkette oder eine Regelung mit geschlossenem Ein- und Ausgang sein.
  • Das Saugsystem 3 kann von jener Art sein, das auf einer Pumpe mit einem Vakuumregler beruht, wobei das Vakuum beispielsweise durch einen Computer programmiert werden kann.
  • Angesichts der begrenzten Flussrate, welche vom Saugsystem 3 gefordert wird, kann dieses vorzugsweise von jener Art sein, die auf Grundlage des Venturi-Effekts arbeitet, also von jener Art, die auf der Druckabsenkung beruht, die in der Nähe einer Verengung hervorgerufen wird, wenn ein Fluid fließt; in diesem Fall wird dem System vorzugsweise ein Fluss aus Inertgas zugeführt.
  • In diesem Fall kann, wenn eine variable Saugwirkung erwünscht ist, das Saugsystem 3 vorzugsweise eine Massenflusssteuerung [MFC] aufweisen, die beispielsweise durch einen Computer programmierbar ist, welcher "Einstellpunkte" sendet; eine derartige Steuerung steuert den Fluss an Inertgas und daher die hervorgerufene Druckabsenkung.

Claims (20)

  1. Werkzeug (7) zum Behandeln eines Wafers (100) in einer Epitaxiewachstumsstation (1), wobei das Werkzeug (7) dazu ausgebildet ist, an einem Arm (5), der eine an ein Saugsystem (3) angeschlossene Saugleitung (6) aufweist, angebracht zu werden, wobei der Arm ein Teil eines Roboters (4) für das automatische Einführen bzw. Herausziehen von Wafern in die Reaktionskammer (2) der Station (1) bzw. aus dieser heraus ist, das Werkzeug (7) eine Scheibe (20) aufweist, die eine obere Seite (21) und eine untere Seite (22) aufweist, die untere Seite (22) so geformt ist, dass sie einen Wafer (100) nur entlang dem Rand (103) des Wafers (100) berührt, die Scheibe (20) im Inneren mit einer Saugkammer (24) versehen ist, die in Verbindung mit der Außenseite der Scheibe (20) durch ein oder mehrere Sauglöcher (25) steht, und dazu ausgebildet ist, in Verbindung mit der Saugleitung (6) des Roboterarms (5) durch eine Saugöffnung (26) versetzt zu werden, wobei das Saugloch bzw. die Sauglöcher (25) zur unteren Seite (22) der Scheibe (20) offen ist bzw. sind, wodurch, wenn der Wafer (100) in Kontakt mit der unteren Seite (22) der Scheibe (20) steht, und das Saugsystem (30) aktiv ist, der Wafer (100) durch das Werkzeug (7) mittels Saugwirkung gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (20) so ausgebildet ist, dass sie vollständig den Wafer (100) abdeckt.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, bei welchem die Scheibe (20) auf ihrer unteren Seite (22) in ihrem zentralen Teil mit einem Saughohlraum (27) versehen ist, und bei welchem das Loch bzw. die Löcher (25) zur unteren Seite (22) der Scheibe (20) in den Saughohlraum (27) hinein offen ist bzw. sind.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Saugöffnung (26) zur oberen Seite (21) der Scheibe (20) hin offen ist.
  4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 in Abhängigkeit von Anspruch 2, bei welchem die Scheibe (20) eine Schale (28) aufweist, deren Umriss im Wesentlichen ringförmig und deren Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ist, sowie einen Deckel (29), der im Wesentlichen flach und im Wesentlichen kreisförmig ist, und mit der Schale (28) auf solche Weise verbunden ist, dass eine geschlossenen Kammer (24) entsprechend der Saugkammer gebildet wird, sowie ein Hohlraum (27), der im Wesentlichen zylinderförmig und entsprechend dem Saughohlraum ausgebildet ist, und bei welchem die Schale (28) so geformt ist, dass sie in Kontakt mit dem Wafer (100) nur entlang dem Rand (103) des Wafers (100) gelangt.
  5. Werkzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Sauglöcher (25) zu den Seitenwänden des zylinderförmigen Hohlraums (27) hin offen sind.
  6. Werkzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Sauglöcher (25) aus Nuten bestehen, die auf dem inneren Rand der Schale (28) an der Grenze zum Deckel (29) vorgesehen sind.
  7. Werkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die Scheibe (20) mit einer Platte (23) zum Anbringen des Werkzeugs (7) an dem Arm (5) des Roboters (4) versehen ist, und bei welchem die Saugöffnung (26) zur Platte (23) hin oder in deren Nähe offen ist.
  8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem der Deckel (29) mit einer Platte (23) zum Anbringen des Werkzeugs (7) an dem Arm (5) des Roboters (4) versehen ist, und bei welchem die Saugöffnung (26) zur Platte (23) hin oder in deren Nähe offen ist.
  9. Station für die Epitaxiewachstumsbehandlung von Wafern, welche eine Reaktionskammer (2) aufweist, ein Saugsystem (3), und einen Roboter (4) für das automatische Einführen bzw. Herausziehen von Wafern in die Reaktionskammer (2) bzw. aus dieser heraus, wobei der Roboter (4) mit einem Arm (5) versehen ist, der eine an das Saugsystem (3) angeschlossene Saugleitung (6) aufweist, wobei die Station ein Werkzeug (7) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist, das Werkzeug (7) an dem Arm (5) des Roboters (4) angebracht ist, und die Saugkammer (24) in Verbindung mit der Saugleitung (6) steht.
  10. Station nach Anspruch 9, bei welcher die Reaktionskammer (2) vom Typ mit einem scheibenförmigen Suszeptor (9) ist.
  11. Station nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher der Arm (5) des Roboters (4) im Wesentlichen aus einem Rohr (6) besteht, das auch als die Saugleitung dient.
  12. Station nach Anspruch 11, bei welcher der Arm (5) des Roboters (4) eine Platte (10) aufweist, die mit einem Ende des Rohrs (6) verbunden ist, und dazu ausgebildet ist, an dem Werkzeug (7) angebracht zu werden, insbesondere an der Platte (23) des Werkzeugs (7), und mit einer inneren Leitung (11) versehen ist, welche das Rohr (6) des Arms (5) in Verbindung mit der Saugöffnung (26) der Scheibe (20) bringt.
  13. Station nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei welcher die Reaktionskammer (2) eine Halterung (9) aufnimmt, die mit zumindest einer Tasche (12) zum Einsetzen eines zu behandelnden Wafers (200) in die Station (1) versehen ist, wobei die Tasche (12) aus einem ersten Hohlraum (121) und einem, in dem ersten Hohlraum (121) vorgesehenen zweiten Hohlraum (122) besteht, und einen im Wesentlichen flachen Boden aufweist, und eine Form und eine Größe entsprechend dem zu behandelnden Wafer aufweist.
  14. Station nach Anspruch 13, bei welcher die Tiefe des zweiten Hohlraums (122) kleiner ist als die Dicke des zu behandelnden Wafers (200).
  15. Station nach Anspruch 13 oder 14, bei welcher die gesamte Tiefe des ersten Hohlraums (121) und des zweiten Hohlraums (122) größer ist als die Dicke des zu behandelnden Wafers (200).
  16. Station nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei welcher das Saugsystem (3) dazu ausgebildet ist, eine Saugwirkung zu erzielen, die von der Waferbehandlungsphase abhängt.
  17. Station nach Anspruch 16, welche einen Einlassbereich (13) für zu behandelnde Wafer aufweist, einen Auslassbereich (13) für bereits behandelte Wafer, und einen Behandlungsbereich (2), bei welcher das Saugsystem (3) dazu ausgebildet ist, zur Verfügung zu stellen: – eine Saugwirkung mit einem ersten Wert während einer Phase des Transports eines Wafers von dem Einlassbereich (13) zu dem Behandlungsbereich (2) und während einer Phase des Transports eines Wafers von dem Behandlungsbereich (2) zu dem Auslassbereich (13), – eine Saugwirkung mit einem zweiten Wert während einer Phase des Aufnehmens eines Wafers von dem Einlassbereich (13), – eine Saugwirkung mit einem dritten Wert während einer Phase des Aufnehmens eines Wafers von dem Behandlungsbereich (2); und bei welcher der dritte Wert größer ist als der zweite Wert, und der zweite Wert größer ist als der erste Wert.
  18. Station nach einem der Ansprüche 9 bis 17, bei welcher das Saugsystem (3) dazu ausgebildet ist, einen derartigen Druckabfall in dem Raum zwischen der Scheibe (20) und dem behandelten Wafer (100) hervorzurufen, dass keine Beschädigung bei der Struktur oder den Oberflächen des behandelten Wafers (100) hervorgerufen wird.
  19. Station nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei welcher das Saugsystem (3) von jenem Typ ist, der auf Grundlage des Venturi-Effekts arbeitet.
  20. Station nach Anspruch 19, bei welcher das Saugsystem (3) eine programmierbare Massenflusssteuerung zum Steuern des Flusses von Inertgas aufweist.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126218A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Lpe S.P.A. Vacuum system for wafer handling
CN103904013B (zh) * 2012-12-28 2016-12-28 上海微电子装备有限公司 一种真空吸附装置及吸附测校方法
CN106298618A (zh) * 2015-06-26 2017-01-04 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 晶片传输装置
CN106558523A (zh) * 2015-09-29 2017-04-05 奇勗科技股份有限公司 非接触式的晶圆搬运装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4009785A (en) * 1974-10-02 1977-03-01 Motorola, Inc. Fixture and system for handling plate like objects
JPS61140432A (ja) * 1984-12-11 1986-06-27 Shinko Denki Kk ウエハ−等の保持装置
JPS62106643A (ja) * 1985-11-05 1987-05-18 Toshiba Corp 穴開きバキユ−ムウエハチヤツク
JPS63228637A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Hitachi Ltd 取付治具
NL8701603A (nl) * 1987-07-08 1989-02-01 Philips & Du Pont Optical Vacuuminrichting voor het vastzuigen van werkstukken.
JPH0410529A (ja) * 1990-04-27 1992-01-14 Shin Etsu Handotai Co Ltd サセプタ及びウエーハ自動脱着装置
EP0902966A1 (de) * 1996-05-31 1999-03-24 IPEC Precision, Inc. Berührungsloses haltewerkzeug für wafer änlichen artikeln
US5928537A (en) * 1997-03-14 1999-07-27 Fortune; William S. Pneumatic pickup tool for small parts
US6398621B1 (en) * 1997-05-23 2002-06-04 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate sensor
WO1999012074A1 (fr) * 1997-08-29 1999-03-11 Nikon Corporation Boitier de photomasque, dispositif et procede d'acheminement
JPH11300608A (ja) * 1998-04-20 1999-11-02 Nec Corp 化学機械研磨装置
US6254155B1 (en) * 1999-01-11 2001-07-03 Strasbaugh, Inc. Apparatus and method for reliably releasing wet, thin wafers
IT1308606B1 (it) * 1999-02-12 2002-01-08 Lpe Spa Dispositivo per maneggiare substrati mediante un istema autolivellante a depressione in reattori epistassiali ad induzione con suscettore
US6935830B2 (en) * 2001-07-13 2005-08-30 Tru-Si Technologies, Inc. Alignment of semiconductor wafers and other articles
US6638004B2 (en) * 2001-07-13 2003-10-28 Tru-Si Technologies, Inc. Article holders and article positioning methods

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