DE19901291C2 - Vorrichtung zur Ätzbehandlung eines scheibenförmigen Gegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ätzbehandlung eines scheibenförmigen Gegenstandes, insbesondere eines Wafers, mit einem Träger einer Einrichtung zur berührungs­ losen Aufnahme des scheibenförmigen Gegenstandes und mindestens zwei, senkrecht zum Träger angeordneten Führungselementen, die in der Betriebsposition der Vorrichtung eine Kante des scheibenförmigen Gegenstandes berühren, also die Position des scheibenförmigen Gegenstandes umfangsseitig begrenzen.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 611 274 A1 bekannt.

Dabei wird der Wafer berührungslos (auf einem Luftpolster) auf einem zugehörigen Träger der Einrichtung positioniert und während der Behandlung gedreht. Solche, nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitenden Vorrichtungen zur Wafer­ behandlung haben sich grundsätzlich bewährt. Die berührungslose "Auflage" des Wafers auf der Einrichtung verhindert, daß die dem Träger der Einrichtung zugewandte Unterseite bei der Behandlung beschädigt wird.

Der Wafer hat allenfalls Kontakt zu seitlichen Führungs­ elementen (oft auch pins genannt), die gemäß der EP 0 611 274 A1 exzentrisch gelagert sind.

Insbesondere bei der Ätzbehandlung hat sich herausge­ stellt, daß die Ätzflüssigkeit im Kantenbereich des Wafers auf die Unterseite laufen kann, und zwar insbe­ sondere im Bereich dieser pins. Die Folge ist, daß auch die Unterseite des Wafers im Pinbereich geätzte Abschnitte aufweist, sogenannte pinmarks.

Dieses Problem wird in der JP 9-107023 A angesprochen und dahingehend gelöst, daß einzelne pins während der Wafer­ behandlung nach und nach von der Waferkante temporär gelöst (weggeführt) werden. Eine solche Einrichtung er­ fordert jedoch einerseits einen erheblichen apparativen und steuerungstechnischen Aufbau und weist darüber hinaus den Nachteil auf, daß mehr pins vorgesehen werden müssen als eigentlich zur seitlichen Führung des Wafers benötigt werden, damit auch bei einem oder zwei weggeführten pins der Wafer nach wie vor exakt positioniert bleibt.

JP 2-277227 A ist eine Vorrichtung zu entnehmen, bei der ein Wafer auf einem Träger durch Unterdruck gehalten wird (aufliegt). Eine Gasleitung mündet in die Trägerober­ fläche. Austretendes Gas strömt senkrecht gegen die Unterseite des Wafers und verteilt sich diffus weiter, wobei auch umfangsseitig um den Wafer angeordnete Justiermittel für den Wafer angeströmt werden können.

Die WO 97-16847 A1 offenbart einen Träger, auf dem ein Wafer nach dem Bernoulli-Prinzip geführt wird, jedoch rotierend gegenüber dem stationären Träger. Führungs­ elemente für den Wafer erfüllen nur den Zweck, den Wafer zu oder weg zu führen. In der Betriebsposition der Vor­ richtung sind die Führungselemente im Träger versenkt. Im Randbereich des Trägers sind gegen die Unterseite des Wafers gerichtete Düsen vorgesehen, um Wassertropfen zu entfernen, die vom vorherigen Kontakt der Führungselemente mit dem Wafer stammen.

Insoweit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das in der JP 9-107023 A angesprochene und vorstehend genannte Problem auf alternativem Wege zu lösen. Insbesondere geht es darum, die im Bereich der seitlichen Führungselemente unterseitig beobachteten Ätzflächen zu vermeiden.

Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, durch eine gezielte (zusätzliche) Gasanströmung zu verhindern, daß eine Ätzflüssigkeit oder ein sonstiges Behandlungs­ medium über die Waferkante auf die Unterseite des Wafers gelangt, und zwar gezielt im Bereich der Führungselemente für den Wafer.

Danach schlägt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Aus­ führungsform eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches vor.

Mit anderen Worten: jedem Führungselement wird eine eigene Düse zugeordnet, über die ein Gas unter Druck gezielt von unten in den Bereich des zugehörigen Führungselementes gedüst wird. Auf diese Weise wird die Behandlungsflüssigkeit weggeblasen, bevor sie auf die nicht zu ätzenden Bereiche der Wafer-Unterseite gelangen kann und eine unerwünschte Behandlung der Wafer- Unterseite verhindert.

Die Effektivität der Bedüsungseinrichtung kann gesteigert werden, wenn sie so ausgerichtet ist, daß das zugehörige gasförmige Behandlungsmedium das zugehörige Führungsele­ ment zumindest innenseitig umspült. Bei dieser Ausfüh­ rungsform verläuft das Austrittsende der Bedüsungsein­ richtung also unterhalb des Wafers und vorzugsweise in einem Winkel < 1 und < 90° zur Ebene des Wafers. Dabei haben sich Winkel zwischen 10 und 60° als günstig heraus­ gestellt.

Die schräge Luftandüsung stellt sicher, daß etwaige Flüssigkeit radial nach außen weggeblasen wird, bevor sie in diesem Bereich um die Waferkante auf die Unterseite des Wafers gelangen kann.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Bedüsungsein­ richtungen jeweils mindestens einen Gaszufuhrkanal auf­ weisen, der innerhalb eines durch die Führungselemente eingeschlossenen gedachten Flächenabschnitts angeordnet ist.

Dabei wird als Träger bei einer nach dem Bernoulli- Prinzip arbeitenden Vorrichtung die Fläche definiert, die innerhalb der Bedüsungseinrichtung verläuft, die der berührungsfreien Führung des Wafers dient.

Die Form der Bedüsungseinrichtung, insbesondere die Quer­ schnittsform eines zugehörigen Gaszuführkanals, richtet sich insbesondere nach der konstruktiven Gestaltung der Führungselemente (pins). Bei zylindrischen pins wird der Gaszuführkanal einen Kreisquerschnitt aufweisen oder schlitzförmig sein und die Querschnittsfläche so bemessen, daß zumindest der Bereich der Waferunterseite benachbart zum Führungselement zusätzlich und flächig bedüst werden kann. Die Teilung des Gasführkanals in einzelne Teilkanäle ist ebenfalls möglich.

Dabei kann jede Bedüsungseinrichtung außerhalb und mit Abstand zu einem Bereich angeordnet sein, über den ein Gaspolster nach dem Bernoulli-Prinzip zwischen dem Träger und dem scheibenförmigen Gegenstand aufgebaut wird.

In Vorversuchen wurde festgestellt, daß die über die Bedüsungseinrichtung zugeführte Menge an gasförmigem Behandlungsmedium mindestens 10% der Gesamtmenge an gasförmigem Behandlungsmedium betragen sollte, die gegen die Unterseite des scheibenförmigen Gegenstandes strömt. Die Gesamtmenge schließt demnach auch die Gasmenge ein, die notwendig ist, um den Wafer kontaktfrei im Abstand auf der Einrichtung zu führen.

Hinsichtlich der Geometrie und Anzahl der Führungsele­ mente unterliegt die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Beschränkungen. Prinzipiell genügt es demnach, zwei Füh­ rungselemente vorzusehen, die dann beispielsweise jeweils eine Kreisabschnittform aufweisen. Hierbei entsteht zwangsläufig ein gewisser Linien- oder Flächenkontakt zur Kante des Wafers, der verringert werden kann, wenn bei­ spielsweise zylindrische Führungselemente (Stifte) ver­ wendet werden, von denen dann mindestens drei vorzusehen sind.

In jedem Fall können die Führungselemente - wie aus der EP 0 611 274 A1 bekannt - wiederum in mindestens zwei unterschiedlichen Positionen, relativ zum scheibenförmi­ gen Gegenstand, positioniert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jede "Unter­ ätzung" im Bereich der Führungselemente durch die genannten Bedüsungseinrichtungen verhindert. Ein zusätzlicher steuerungstechnischer Aufwand entsteht dadurch nicht, da das gleiche Behandlungsmedium auch zur Einstellung des Bernoulli-Effektes (zur Führung des Wafers) verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lehre ist so aufgebaut, daß auch bekannte Vorrichtungen beispielsweise gemäß der EP 0 611 274 A1 erfindungsgemäß nachgerüstet werden können. Hierzu ist es lediglich notwendig, im Bereich der pins (Füh­ rungselemente) zusätzliche Bohrungen vorzusehen, über die das Gas unter Druck gegen die pins und die benachbarte Wafer-Unterseite gedüst wird. Dieser Druck kann höher sein als der Gasdruck zur berührungslosen Führung des Wafers.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles und der Figur näher beschrieben, wobei die Figur - in schematisier­ ter Darstellung - einen Teilschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zeigt.

Zu erkennen ist dabei ein Träger 10 als Bestandteil einer Einrichtung 12 mit einer ringförmigen Düse 14, über die ein Gas in Pfeilrichtung P gedüst wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß ein auf dem Träger 10 (der Ein­ richtung 12) angeordneter scheibenförmiger Gegenstand (Wafer 16) sicher im Abstand zur Trägeroberfläche 10o geführt wird, wobei die eigentliche "Führung" über seit­ liche Führungsmittel (pins 18) erfolgt, die senkrecht aus der Einrichtung 12 vorstehen. Die pins 18 sind exzentrisch geführt und berühren in der Betriebsposition die zugehörige Kante des Wafers 16 entsprechend punkt- oder linienförmig.

Benachbart zur Düse 14 ist in der Einrichtung 12 ein Gas­ zuführungskanal 20 angeordnet, der unter einem Winkel α von etwa 45° zur Trägeroberfläche 10o verläuft und so ausgerichtet ist, daß ein über den Kanal 20 zugeführtes Gas gegen einen zugehörigen pin 18 beziehungsweise dessen benachbarten Abschnitt der Unterseite 16u des Wafers 16 gedüst wird. Mit anderen Worten: die Mittenlängsachse des Kanals 20 und des pins 18 liegen in einer Ebene. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, daß etwaige Ätz­ flüssigkeit auf den Flächenabschnitt 16u des Wafers 16 gelangt und dort unerwünschte Ätzungen (sogenannte pinmarks) erfolgen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Gas­ menge, die durch den Kanal 20 strömt, ca. 2 Volumen-Ein­ heiten je Minute, während die Gasmenge, die durch die Düse 14 strömt, ca. 8 Volumen-Einheiten je Minute umfaßt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Ätzbehandlung eines scheibenförmigen Gegenstandes (16), insbesondere eines Wafers, mit einem Träger (10) zur berührungslosen Aufnahme des scheibenförmigen Gegenstandes (16) und mindestens zwei, senkrecht zum Träger (10) angeordneten Führungselementen (18), die in der Betriebsposition eine Kante des scheibenförmigen Gegenstandes (16) berühren, wobei jedem Führungselement (18) mindestens eine Bedüsungseinrichtung (20) zugeordnet ist, über die ein gasförmiges Behandlungsmedium unmittelbar benachbart zum jeweiligen Führungselement (18) gegen die Unterseite (16u) des scheibenförmigen Gegenstandes (16) leitbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Bedüsungs­ einrichtung (20) einen innerhalb eines durch die Führungselemente (18) eingeschlossenen gedachten Flächenabschnitts verlaufenden Gaszuführkanal umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Bedüsungs­ einrichtung (20) unter einem Winkel < 1 und < 90° zur Ebene des scheibenförmigen Gegenstandes (16) ausge­ richtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der jede Bedüsungs­ einrichtung (20) unter einem Winkel < 10 und < 60° zur Ebene des scheibenförmigen Gegenstandes (16) ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Bedüsungs­ einrichtung (20) außerhalb und mit Abstand zu einem Bereich angeordnet ist, über dem ein Gaspolster nach dem Bernoulli-Prinzip zwischen dem Träger (10) und dem scheibenförmigen Gegenstand (16) aufgebaut wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Bedüsungs­ einrichtung (20) so ausgerichtet ist, daß das zuge­ hörige gasförmige Behandlungsmedium das zugehörige Führungselement (18) zumindest innenseitig umspült.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die über die Bedüsungseinrichtungen (20) zugeführte Menge an gas­ förmigem Behandlungsmedium mindestens 10% der Gesamt­ menge am gasförmigen Behandlungsmedium beträgt, die gegen die Unterseite des scheibenförmigen Gegenstandes (16) strömt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes Führungs­ element (18) in mindestens zwei unterschiedlichen Positionen, relativ zum scheibenförmigen Gegenstand (16), positionierbar ist.