WO2003088323A1 - Verfahren und vorrichtung zur konditionierung von halbleiterwafern und/oder hybriden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur konditionierung von halbleiterwafern und/oder hybriden Download PDF

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WO2003088323A1
WO2003088323A1 PCT/EP2003/003937 EP0303937W WO03088323A1 WO 2003088323 A1 WO2003088323 A1 WO 2003088323A1 EP 0303937 W EP0303937 W EP 0303937W WO 03088323 A1 WO03088323 A1 WO 03088323A1
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Erich Reitinger
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for conditioning semiconductor wafers and / or hybrids.
  • test measurements on semiconductor wafers are typically carried out in a temperature range between -200 ° C. and +400 ° C.
  • a semiconductor wafer is placed on a test table, which is cooled and / or heated according to the target temperature. Care must be taken to ensure that the temperature of the semiconductor wafer does not fall below the dew point of the surrounding gaseous medium, since otherwise condensation of moisture on the wafer surface or icing occurs, which hinders or makes the test measurements impossible.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a conditioning device to explain the problems on which the present invention is based.
  • reference numeral 1 designates a space in a container 5, in which a temperature-adjustable test table 10 is provided, towards which a semiconductor wafer (not shown) Test purposes can be put on.
  • the volume of the container 5 is usually between 400 and 800 liters.
  • the room 1 is essentially closed by the walls of the container 5, which have bushings for electrical lines and media supply lines and, if necessary, bushings for externally attached probes with which the test measurements shown semiconductor wafers are to be carried out.
  • the space 1 does not have to be hermetically sealed by the container 5, depending on the application, but at least has to be closed to the extent that an undesired penetration of moist ambient air can be prevented by building up an internal overpressure.
  • the rehearsal table 10 (also called a chuck) has thermal insulation 15, by means of which it is connected to a usually movable foot 20.
  • a corresponding movement mechanism generally has adjustability in the X, Y and Z directions. If the movement mechanism is not in the container, a seal must be placed between the base and the container.
  • a heating device 90 is integrated in the rehearsal table 10, which can be supplied with electrical current for heating from the outside and which has a temperature probe (not shown).
  • Reference numeral 100 denotes a dew point sensor, by means of which the dew point inside the container 5 can be determined and which can deliver a corresponding signal to the outside of the container 5 to a monitor 101.
  • the dew point sensor 100 is used in particular for safety when opening the device, so that, for example, counter heating can take place in order to avoid condensation.
  • outflow elements 30 are also provided in the container, via which air or a similar fluid, such as e.g. Nitrogen, can be introduced into the container to expel ambient air from the container 5. This air is first supplied externally via a line rOO to an air dryer 3 and then fed into line rl.
  • air or a similar fluid such as e.g. Nitrogen
  • a separate unit which is connected to the container 5 via a corresponding electrical line 11 and a media supply line r2, is the temperature control rack 2, which has the following devices.
  • Reference numeral 80 denotes a temperature controller which can regulate the temperature of the test table 10 by heating the heating device 90, the test table 10 being able to be flushed with air for cooling at the same time or alternatively, as will be explained in more detail below.
  • Reference numeral 70 denotes a temperature control device which is supplied with dry air, for example from a gas bottle or also from an air dryer, via the lines rO and il and which has a heat exchanger 95 which is connected to cooling units 71, 72, by means of which it can be brought to a predetermined temperature is.
  • the dry air supplied via the lines rO, il is passed through the heat exchanger 95 and then via the supply line r2 into the container 5 to the test table 10, which it crosses through corresponding cooling coils or cooling pipes, not shown.
  • the dry air which is led into the container 1 via the outflow elements 30 to condition the atmosphere in the container 5, is kept at room temperature, so that only the surface of the test table 10 is kept at the desired measuring temperature, for example -20 ° C. the remaining elements in the container 5 are approximately at room temperature. From the container 5, this flows dry air supplied via the outflow elements 30 through cracks or gaps (not shown) or a separate outlet line.
  • this known device for conditioning semiconductor wafers has the disadvantage of issued that occurs, a relatively high consumption of dried air, as this on the one hand 'is 10 blown through the container 5 to the atmosphere for conditioning the atmosphere and on the other hand for cooling the Proberti- sch. This means that the consumption of dried air is relatively high. A failure of the air dryer 3 also causes the tested wafer to freeze immediately at appropriate temperatures.
  • the method according to the invention with the features of claim 1 and the corresponding device according to claim 9 have the advantage over the known approach that efficient use of the dry gas, for example the dried air, is possible. Further advantages lie in the high level of operational reliability and in the guarantee of freedom from ice or condensation, since the dry air leaving the wafer / hybrid holding device is always below the dew point of the temperature at the wafer / hybrid holding device.
  • the idea on which the present invention is based is that at least a part of the gas leaving the wafer / hybrid receiving device is used to condition the atmosphere within the room.
  • cooling air is simultaneously used at least partially as dry air. It is advantageous if the part of the gas is first tempered and then allowed to flow out within the room.
  • the part is tempered outside a container and then fed back to the container.
  • a particular advantage of this example is that a higher cooling efficiency is made possible by a corresponding return of the air from the rehearsal table to the outside of the container.
  • the recirculated cooled air can additionally be used either for pre-cooling the supplied dry air or for cooling certain aggregates, and not only for cooling the wafer / hybrid receiving device.
  • part of the gas may flow out of the container immediately after leaving the test table. Since direct discharge is not advisable at all temperatures, a corresponding regulating valve should be provided for this part of the gas.
  • the line device has a first line via which the fluid from is outside the room in the wafer / hybrid receptacle, a second line through which the fluid from the wafer / hybrid receptacle can be conducted outside the room, and a third line through which the fluid from outside the room in the Space is traceable to.
  • a temperature control device is provided between the second and third lines.
  • outflow elements are provided at the end of the third line.
  • the line device has a first line, via which the fluid can be conducted into the wafer / hybrid receiving device from outside the room, and a fourth line, via which the fluid flows from the wafer / hybrid receiving device into the Space is conductive on.
  • the line device has a second line, via which the fluid from the wafer / hybrid receiving device can be directed outside the room, and a third line, via which the fluid can be returned to the room from outside the room.
  • a temperature control device is provided between the second and third lines.
  • a valve is provided for regulating the fourth line in terms of flow.
  • the temperature control device has a heating device.
  • the temperature control device has a heat exchanger to which at least part of the fluid leaving the room can be supplied.
  • the heat exchanger serves to pre-cool the supplied fluid.
  • the line device is designed in such a way that the part leaving the heat exchanger can at least partially be returned to the room for conditioning the atmosphere.
  • a further line is provided, via which additional dry fluid can be conducted into the room directly from outside the room.
  • the space is essentially closed by a container.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the condition- reasoning apparatus according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second embodiment of the conditioning device according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the conditioning device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a fourth embodiment of the conditioning device according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a conditioning device to explain the problem on which the present invention is based.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the conditioning device according to the invention. To avoid repetitions, components that have already been described above in connection with FIG. 5 are not described again below.
  • Reference number 80 denotes a modified temperature controller which can not only regulate the temperature of the test table 10 by heating the heating device 90, but is also coupled to the dew point sensor 100 via a line 12 and thus an automatic counter heating in the event of a risk of condensation / icing can initiate.
  • a heating device 105 is also integrated in the temperature control device 70, which is not in direct contact with the heat exchanger 95. Instead of ending in the ambient atmosphere, the line r3 is directed to the heating device 105, so that the dry air leaving the test table 10 is returned to the temperature control rack 2, as it were, and after passing through the heating device 105 via line r4 it is passed back to the container 5, in which it flows out through outflow elements 40 for conditioning the atmosphere in space 1.
  • Reference numeral 4 denotes a temperature sensor for detecting the temperature in room 1, which supplies a corresponding temperature signal TS to the temperature control device 70. finished, which is used to control the temperature by means of the heater 105.
  • the dried air can fulfill a double function, namely first cooling the rehearsal table 10 and then conditioning the atmosphere of the room 1 before it is led back to the ambient atmosphere through openings in the container 5, and thus used more effectively.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the conditioning device according to the invention.
  • a line r5 branches off from the line r2 immediately in front of the test table 10, which line is likewise passed through the test table 10 in the form of a cooling coil or a cooling tube, but then the test table 10 at another location leaves as the line r3 and from there via a controllable outlet valve 45 leads the corresponding dried air directly into the container 5 after leaving the rehearsal table 10.
  • this option of directing the dry gas via line r5 into container 1 can be regulated through outlet valve 45.
  • the Regu- lation can be done in the usual way, for example remotely or wire-controlled.
  • the second embodiment is constructed in the same way as the first embodiment described above.
  • FIG 3 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the conditioning device according to the invention.
  • Reference number 80 ⁇ denotes a further modified temperature controller which also controls the temperature control device 70 via the control line ST and thus plays the role of a central temperature control.
  • a portion of the dry air returned via line r3 is branched off via a line 13 in front of the heating device 105 and passed through the heat exchanger 95, where it is just like the fresh air supplied via the lines r0, il Air contributes to cooling.
  • the dry air leaves the heat exchanger 95 via the line i4 and is brought together immediately behind the heating device 105 with the air which has flowed through the heating device 105.
  • this dry air is conducted from the corresponding node via the line r4 and the outflow elements 40 into the container 5 for conditioning its atmosphere.
  • this embodiment provides a controllable mixing valve 46 and a bypass line r10 through which the heat exchanger 95 can be bypassed.
  • the particular advantage of this embodiment is that a “residual cold” of the dried air, which flows back from the test table 10, can be used to cool the heat exchanger and, at the same time, can be heated and returned to the container 5.
  • the second embodiment is constructed in the same way as the first embodiment described above.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a fourth embodiment of the conditioning device according to the invention.
  • Reference numeral 85 in FIG. 4 denotes an additional gas temperature controller, to which dry gas, for example dried air, is supplied via lines r0, i2 from the same gas source as that of the heat exchanger 95, which brings it to a predetermined temperature and then via line rl via the outflow elements 30 into the interior of the container 5.
  • dry gas for example dried air
  • the direct supply of dried air via the outflow elements 30 into the container 5 is therefore additionally provided in this embodiment, but can be configured so that it can be switched off if the flow rate through the bertisch 10 completely sufficient for conditioning the atmosphere within the container 5.
  • the residual coldness of the recirculated gas can be used not only to cool the heat exchanger 95, but also to cool any other units or heat exchanger before it is fed back to the container 5.
  • the invention is also not limited to gaseous dried air, but can in principle be applied to any fluids.
  • the wafer / hybrid holding device is not limited to a rehearsal table or chuck, but can be varied as desired, e.g. as a clamp device or the like

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden mit den Schritten: Bereitstellen eines zumindest teilweise geschlossenen Raums (1) mit einer darin befindlichen Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) zur Aufnahme eines Halbleiterwafers und/oder Hybrids; und Leiten eines trockenen Fluids durch die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) zum Temperieren der Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10); wobei zumindest ein Teil des die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) verlassenden Fluids zum Konditionieren der Atmosphäre innerhalb des Raums (1) verwendet wird. Die Erfindung schafft auch eine entsprechende Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafem und/oder Hybriden
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafem und/oder Hybriden.
Bekannterweise werden Testmessungen an Halbleiterwafe typischerweise in einem Temperaturbereich zwischen -200 °C und +400 °C durchgeführt. Zur Temperierung wird ein Halbleiterwafer auf einen Probertisch gelegt, der entsprechend der Soll-Temperatur gekühlt und/oder beheizt wird. Dabei ist darauf zu achten, dass die Temperatur des Halbleiterwafers nicht unter den Taupunkt des umgebenden gasförmigen Mediums gerät, da sonst eine Kondensation von Feuchtigkeit auf der Waferoberflache bzw. eine Vereisung auftritt, welche die Testmessungen behindert bzw. unmöglich macht.
Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Konditionierungsvorrichtung zur Erläuterung der Problematik, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt.
In Fig. 4 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Raum in einem Behälter 5, in dem ein temperierbarer Probertisch 10 vorgesehen ist, auf den (nicht gezeigter) ein Halbleiterwafer zu Testzwecken aufgelegt werden kann. Das Volumen des Behälters 5 liegt üblicherweise zwischen 400 und 800 Litern.
Der Raum 1 ist im wesentlichen durch die Wände des Behälters 5 geschlossen, welche Durchführungen für elektrische Leitungen und Medienversorgungsleitungen sowie ggf. Durchführungen für extern anzubringende Sonden aufweisen, mit denen die Testmessungen gezeigten Halbleiterwafer durchzuführen sind. Der Raum 1 muss durch den Behälter 5 allerdings abhängig vom Anwendungsfall nicht hermetisch abgeschlossen sein, muss aber zumindest soweit geschlossen, dass ein ungewünschtes Eindringen von feuchter Umgebungsluft durch Aufbau eines inneren Überdrucks verhindert werden kann.
Der Probertisch 10 (auch Chuck genannt) weist eine thermische Isolation 15 auf, über die er mit einem üblicherweise beweglichen Fuß 20 verbunden ist. Ein entsprechender nicht gezeigter Bewegungsmechanismus weist in der Regel eine Verstellbarkeit in X-, Y- und Z-Richtung auf. Falls sich der Bewegungsmechanismus nicht in dem Behälter befindet, ist zwischen Fuß und Behälter eine Dichtung anzubringen.
Des weiteren ist in dem Probertisch 10 eine Heizeinrichtung 90 integriert, die von außen mit elektrischem Strom zum Heizen versorgt werden kann und die eine nicht gezeigte Temperatursonde aufweist. Bezugszeichen 100 bezeichnet einen Taupunktsensor, mittels dem der Taupunkt innerhalb des Behälters 5 ermittelbar ist und die ein entsprechendes Signal nach außerhalb des Behälters 5 an einen Monitor 101 liefern kann. Der Taupunktsensor 100 dient insbesondere zur Sicherheit beim Öffnen des Geräts, damit z.B. ein Gegenheizen erfolgen kann, um eine Betauung zu vermeiden.
Weiterhin vorgesehen im Behälter sind Ausströmelemente 30 (oBdA. sind nur zwei gezeigt) , über die von außerhalb über eine Leitung rl getrocknete Luft oder ein ähnliches Fluid, wie z.B. Stickstoff, in den Behälter eingeführt werden kann, um feuchte Umgebungsluft aus dem Behälter 5 auszutreiben. Diese Luft wird zunächst extern über eine Leitung rOO an einen Lufttrockner 3 zugeführt und dann in die Leitung rl eingespeist.
Eine separate Einheit, welche mit dem Behälter 5 über eine entsprechende elektrische Leitungen 11 und eine Medienversorgungsleitung r2 verbunden ist, ist das Temperatursteuer- rack 2 , welches folgende Einrichtungen aufweist.
Mit Bezugszeichen 80 ist ein Temperatur-Controller bezeichnet, der durch Beheizen der Heizeinrichtung 90 die Temperatur des Probertisches 10 regeln kann, wobei der Probertisch 10 gleichzeitig oder alternativ mit Luft zur Kühlung durchspülbar ist, wie unten näher erläutert wird. Bezugszeichen 70 bezeichnet eine Temperierungseinrichtung, der über die Leitungen rO und il trockene Luft z.B. aus einer Gasflasche oder auch aus einem Lufttrockner zugeführt wird und die einen Wärmetauscher 95 aufweist, der mit Kühlaggregaten 71, 72 verbunden ist, durch die er auf eine vorbestimmte Temperatur bringbar ist.
Die über die Leitungen rO, il zugeführte trockene Luft wird durch den Wärmetauscher 95 geleitet und anschließend über die Versorgungsleitung r2 in den Behälter 5 zum Probertisch 10 geführt, den sie durch entsprechende nicht gezeigte Kühlschlangen bzw. Kühlrohre durchquert. Über die Leitung r3 verlässt die trockene Luft, welche den Probertisch 10 gekühlt hat, denselben und wird aus dem Behälter 5 heraus an die Atmosphäre geleitet.
Üblicherweise wird die trockene Luft, welche zur Konditionierung der Atmosphäre in dem Behälter 5 über die Ausströmelemente 30 in den Behälter 1 geleitet wird, auf Raumtemperatur gehalten, so dass lediglich die Oberfläche des Probertisches 10 auf der gewünschten Messtemperatur, beispielsweise -20°C, gehalten wird, die übrigen Elemente in dem Behälter 5 jedoch ungefähr auf Raumtemperatur sind. Aus dem Behälter 5 heraus strömt diese über die Ausströmelemente 30 zugeführte trockene Luft durch nicht gezeigte Ritzen bzw. Spalte oder eine separate Auslassleitung.
Als nachteilhaft bei dieser bekannten Vorrichtung zum Kon- ditionieren von Halbleiterwafem hat sich die Tatsache her- ausgestellt, dass ein relativ hoher Verbrauch an getrockneter Luft auftritt, da diese einerseits zum Konditionieren der Atmosphäre und andererseits zum Kühlen des Proberti- sch'es 10 durch den Behälter 5 an die Atmosphäre geblasen wird. Somit ist der Verbrauch an getrockneter Luft relativ hoch. Auch bewirkt ein Ausfall des Lufttrockners 3 ein sofortiges Vereisen des getesteten Wafers bei entsprechenden Temperaturen.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafem und/oder Hybriden anzugeben, welche eine effizientere Konditionierung ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. die entsprechende Vorrichtung nach Anspruch 9 weisen gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, dass eine effiziente Ausnutzung des trockenen Gases möglich ist, beispielsweise der getrockneten Luft. Weitere Vorteile liegen in der hohen Betriebssicherung und in der Garantie der Eisfreiheit bzw. Kondensationsfreiheit, da die die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung verlassende trockene Luft stets unterhalb des Taupunktes der an der Wafer/ Hyb- rid-Aufnahmeeinrichtung anliegenden Temperatur ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass zumindest ein Teil des die Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung verlassenden Gases zum Konditionieren der Atmosphäre innerhalb des Raums verwendet wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird also Kühlluft gleichzeitig zumindest teilweise als Trockenluft verwendet. Es ist vorteilhaft, wenn der Teil des Gases zunächst temperiert wird und dann innerhalb des Raums ausströmen gelassen wird.
Z.B. wird der Teil außerhalb eines Behälters temperiert und dann dem Behälter wieder zugeführt. Ein besonderer Vorteil dieses Beispiels liegt darin, dass eine höhere Kühleffizienz durch eine entsprechende Rückführung der Luft vom Probertisch nach außerhalb des Behälters ermöglicht wird. Mit anderen Worten kann die rückgeführte gekühlte Luft zusätzlich entweder zur Vorkühlung der eingespeisten trockenen Luft oder zur Kühlung bestimmter Aggregate verwendet werden, und nicht nur zur Kühlung der Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung.
Es ist aber auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass ein Teil des Gases unmittelbar nach dem Verlassen des Pro- bertischs innerhalb des Behälters ausströmen gelassen wird. Da ein direktes Ausströmenlassen nicht bei allen Temperaturen zweckmäßig ist, sollte ein entsprechendes Regulierventil für diesen Teil des Gases vorgesehen sein.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung.
Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung weist die Leitungseinrichtung eine erste Leitung, über die das Fluid von au- ßerhalb des Raums in die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung leitbar ist, eine zweite Leitung, über die das Fluid aus der Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung nach außerhalb des Raums leitbar ist, und eine dritte Leitung, über die das Fluid von außerhalb des Raums in den Raum rückführbar ist, auf. Zwischen der zweiten und dritten Leitung ist eine Temperierungseinrichtung vorgesehen .
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind am Ende der dritten Leitung Ausströmelemente vorgesehen.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Leitungseinrichtung eine erste Leitung, über die das Fluid von außerhalb des Raums in die Wafer/Hybrid-Aufnahme- einrichtung leitbar ist, und eine vierte Leitung, über die das Fluid aus der Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung in den Raum leitbar ist, auf.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Leitungseinrichtung eine zweite Leitung, über die das Fluid aus der Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung nach außerhalb des Raums leitbar ist, eine dritte Leitung, über die das Fluid von außerhalb des Raums in den Raum rückführbar ist, auf. Zwischen der zweiten und dritten Leitung ist eine Temperierungseinrichtung vorgesehen.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein Ventil zum strömungsmengenmäßigen Regulieren der vierten Leitung vorgesehen. Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Temperierungseinrichtung eine Heizeinrichtung aufweist.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Temperierungseinrichtung einen Wärmetauscher auf, dem zumindest ein Teil des den Raum verlassenden Fluids zuleitbar ist .
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dient der Wärmetauscher zum Vorkühlen des zugeführten Fluids.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Leitungseinrichtung derart gestaltet ist, dass der den Wärmetauscher verlassende Teil zumindest teilweise zum Konditionieren der Atmosphäre in den Raum rückführbar ist.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine weitere Leitung vorgesehen ist, über die zusätzlich trockenes Fluid direkt von außerhalb des Raums in den Raum leitbar ist.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Raum durch einen Behälter im wesentlichen geschlossen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionie- rungsVorrichtung,•
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionierungsvorriehtung;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionierungsvorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kondi- tionierungsvorrichtung; und
Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht einer Kon- ditionierungsvorrichtung zur Erläuterung der Problematik, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche o- der funktionsgleiche Bestandteile.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionierungsvor- richtung. Im folgenden werden zur Vermeidung von Wiederholungen Komponenten nicht erneut beschrieben, die bereits oben im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben wurden.
Mit Bezugszeichen 80 ist ein modifizierter Temperatur- Controller bezeichnet, der nicht nur durch Beheizen der Heizeinrichtung 90 die Temperatur des Probertisches 10 regeln kann, sondern auch über eine Leitung 12 mit dem Taupunktsensor 100 gekoppelt ist und so ein automatisches Gegenheizen bei einer Betauungs-/ Vereisungsgefahr einleiten kann.
Bei der ersten Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist in der Temperierungseinrichtung 70 zusätzlich eine Heizeinrichtung 105 integriert, welche nicht in direktem Kontakt mit dem Wärmetauscher 95 steht. Anstatt an der Umgebungsatmosphäre zu enden, ist die Leitung r3 zur Heizeinrichtung 105 geleitet, so dass die den Probertisch 10 verlassene trockene Luft gleichsam zum Te peratursteuerrack 2 zurückgeführt wird und nach Durchlaufen der Heinzeinrichtung 105 über die Leitung r4 wieder zum Behälter 5 geleitet, in dem sie durch Ausströmelemente 40 zum Konditionieren der Atmosphäre in dem Raum 1 ausströmt.
Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur im Raum 1, der ein entsprechendes Temperatursignal TS an die Temperierungseinrichtung 70 lie- fert, welches zur Regelung der Temperatur mittels der Heizeinrichtung 105 verwendet wird.
Durch diese Anordnung kann die getrocknete Luft eine Doppelfunktion erfüllen, nämlich zuerst die Kühlung des Probertisches 10 und danach die Konditionierung der Atmosphäre des Raums 1, bevor sie durch Öffnungen des Behälters 5 wieder an die Umgebungsatmosphäre geführt wird, und somit effektiver verwendet werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionierungsvor- richtung.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 2 zweigt von der Leitung r2 unmittelbar vor dem Probertisch 10 eine Leitung r5 ab, welche ebenfalls durch den Probertisch 10 in Form von einer Kühlschlange bzw. einem Kühlrohr geleitet wird, aber dann den Probertisch 10 an einer anderen Stelle verlässt als die Leitung r3 und von dort aus über ein steuerbares Auslassventil 45 die entsprechende getrocknete Luft direkt in den Behälter 5 nach dem Verlassen des Probertisches 10 leitet.
Da dies bei sehr tiefen Temperaturen bei bestimmten Anwendungen zu Problemen führen könnte, ist diese Option des Leitens des trockenen Gases über die Leitung r5 in den Behälter 1 durch das Auslassventil 45 regulierbar. Die Regu- lierung kann in üblicher Weise, beispielsweise ferngesteuert oder drahtgesteuert, erfolgen.
Ansonsten ist die zweite Ausführungsform gleich aufgebaut wie die oben beschriebene erste Ausführungsform.
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionie- rungsvorrichtung .
Mit Bezugszeichen 80 Λ ist ein weiter modifizierter Temperatur-Controller bezeichnet, der auch die Temperierungseinrichtung 70 über die Steuerleitung ST steuert und somit die Rolle einer Zentraltemperatursteuerung spielt.
Bei der dritten Ausführungsform gemäss Fig. 3 wird ein Teil der über die Leitung r3 zurückgeführten trockenen Luft vor der Heizeinrichtung 105 über eine Leitung 13 abgezweigt und durch den Wärmetauscher 95 geleitet, wo sie genau so wie die frisch über die Leitungen rO, il zugeführte trockene Luft zur Abkühlung beiträgt. Den Wärmetauscher 95 verlässt die trockene Luft über die Leitung i4 und wird unmittelbar hinter der Heizeinrichtung 105 mit der Luft zusammengeführt, welche durch die Heizeinrichtung 105 geflossen ist. Vom entsprechenden Knotenpunkt wird diese trockene Luft genau wie bei der ersten Ausführungsform über die Leitung r4 und die Ausströmelemente 40 in den Behälter 5 zur Konditionierung dessen Atmosphäre geleitet. Weiterhin sieht diese Ausführungsform ein steuerbares Mischventil 46 und eine Bypassleitung rlO vor, durch die der Wärmetauscher 95 umgangen werden kann.
Der besondere Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, dass eine „Restkälte" der getrockneten Luft, welche vom Probertisch 10 zurückfließt, zur Abkühlung des Wärmetauschers genutzt werden kann und gleichzeitig erwärmt in den Behälter 5 zurückgeführt werden kann.
Ansonsten ist die zweite Ausführungsform gleich aufgebaut wie die oben beschriebene erste Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditionie- rungsvorrichtung.
Bezugszeichen 85 In Fig. 4 bezeichnet einen zusätzlichen Gastemperatur-Controller, dem über Leitungen rO, i2 trockenes Gas, beispielsweise getrocknete Luft, von derselben Gasquelle wie derjenigen des Wärmetausches 95 zugeführt wird, welche dieser auf eine vorbestimmte Temperatur bringt und dann über die Leitung rl über die Ausströmelemente 30 in das Innere des Behälters 5 leitet.
Die direkte Zuführung getrockneter Luft über die Ausströmelemente 30 in den Behälter 5 ist bei dieser Ausführungsform also noch zusätzlich vorgesehen, kann aber abschaltbar gestaltet werden, wenn die Durchflussmenge durch den Pro- bertisch 10 vollständig zur Konditionierung der Atmosphäre innerhalb des Behälters 5 ausreicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die obigen Aus- führungsbeispiele selbstverständlich miteinander kombinierbar sind. Auch können zusätzliche Leitungsverbindungen bzw. Regulierventile für die jeweilige Gasströmung vorgesehen werden, welche manuell oder elektrisch steuerbar sind.
Zudem lässt sich die Restkälte des rückgeführten Gases nicht nur zur Kühlung des Wärmetauschers 95 verwenden, sondern auch zur Kühlung beliebiger anderer Aggregate bzw. Wärmetauscher, bevor sie wieder dem Behälter 5 zugeführt wird.
Auch ist die Erfindung nicht auf gasförmige getrocknete Luft beschränkt, sondern prinzipiell auf beliebige Fluide anwendbar.
Weiterhin ist die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung nicht auf einen Probertisch bzw. Chuck beschränkt, sondern beliebig variierbar, z.B. als Klammereinrichtung o.a.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Konditionierung von Halbleiterwafem und/oder Hybriden mit den Schritten:
Bereitstellen eines zumindest teilweise geschlossenen Raums (1) mit einer darin befindlichen Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) zur Aufnahme eines Halbleiterwafers und/oder Hybrids; und
Leiten eines trockenen Fluids durch die Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung (10) zum Temperieren der Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung (10);
wobei zumindest ein Teil des die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) verlassenden Fluids zum Konditionieren der Atmosphäre innerhalb des Raums (1) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (1) durch einen Behälter (5) im wesentlichen geschlossen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil zunächst temperiert wird und dann innerhalb des Raums (1) ausströmen gelassen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil außerhalb des Raums (1) temperiert wird und dann dem Raum (1) wieder zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil unmittelbar nach dem Verlassen der Wafer/ Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) innerhalb des Raums (1) ausströmen gelassen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil des den Probertisch (10) verlassenden Fluids zunächst temperiert wird und dann innerhalb des Raums (1) ausströmen gelassen wird und ein zweiter Teil unmittelbar nach dem Verlassen der Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung (10) innerhalb des Raums (1) ausströmen gelassen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer vom ersten und zweiten Teil strömungsmengenmäßig regulierbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil dadurch temperiert wird, dass er zur Vorkühlung, insbesondere zur Vorkühlung des Fluids, außerhalb des Raums (1) verwendet wird, bevor er innerhalb des Raums (1) ausströmen gelassen wird.
9. Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafe und/oder Hybriden mit:
einem zumindest teilweise geschlossenen Raum (1) mit einer darin befindlichen Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) zur Aufnahme eines Halbleiterwafers und/oder Hybrides; und
einer Leitungseinrichtung (r2, r3, r4, r5, 13, i4) zum Leiten eines trockenen Fluids durch die Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung (10) zum Temperieren der Wafer/Hybrid- Aufnahmeeinrichtung (10) und zum Leiten zumindest ein Teil des die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) verlassenden Fluids in den Raum (1) zum Konditionieren der Atmosphäre in dem Raum (1 ) .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungseinrichtung (r2, r3, r4, r5, 13, i4) aufweist :
eine erste Leitung (r2), über die das Fluid von außerhalb des Raums (1) in die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) leitbar ist;
eine zweite Leitung (r3) , über die das Fluid aus der Wa- fer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) nach außerhalb des Raums (1) leitbar ist; und eine dritte Leitung (r4) , über die das Fluid von außerhalb des Raums (1) in den Raum (1) rückführbar ist;
wobei zwischen der zweiten und dritten Leitung (r3, r4) eine Temperierungseinrichtung (70; 70, 80 V vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der dritten Leitung (r4) Ausströmelemente (40) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungseinrichtung (r2, r3, r4, r5, i3, i4) aufweist :
eine erste Leitung (r2) , über die das Fluid von außerhalb des Raums (1) in die Wafer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) leitbar ist; und
eine vierte Leitung (r5) , über die das Fluid aus der Wa- fer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) in den Raum (1) leitbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungseinrichtung (r2, r3, r4, r5, i3, 14) aufweist: eine zweite Leitung (r3), über die das Fluid aus der Wa- fer/Hybrid-Aufnahmeeinrichtung (10) 'nach außerhalb des Raums (1) leitbar ist; und
eine dritte Leitung (r4), über die das Fluid von außerhalb des Raums (1) in den Raum (1) rückführbar ist;
wobei zwischen der zweiten und dritten Leitung (r3, r4) eine Temperierungseinrichtung (70; 70, 80 Λ ) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (45) zum strömungsmengenmäßigen Regulieren der vierten Leitung (r5) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinrichtung (70; 70, 80,Λ) eine Heizeinrichtung (105) aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinrichtung (70; 70, 80 λ ) einen Wärmetauscher (95) aufweist, dem zumindest ein Teil des den Raum (1) verlassenden Fluids zuleitbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (95) zum Vorkühlen des zugeführten Fluids dient.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungseinrichtung (r2, r3, r4, r5, 13, i4) derart gestaltet ist, dass der den Wärmetauscher (95) verlassende Teil zumindest teilweise zum Konditionieren der Atmosphäre in den Raum rückführbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Leitung (rl) vorgesehen ist, über die zusätzlich trockenes Fluid direkt von außerhalb des Raums (1) in den Raum (1) leitbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (1) durch einen Behälter (5) im wesentlichen geschlossen ist.
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