DE10021329C1 - Substrate disc handling method e.g. for semiconductor wafers, with rotation of disc in handling fluid between entry and exit points for ensuring uniform treatment by handling fluid - Google Patents
Substrate disc handling method e.g. for semiconductor wafers, with rotation of disc in handling fluid between entry and exit points for ensuring uniform treatment by handling fluidInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von scheibenförmigen Substraten, insbesondere Halbleiter wafern, in einem mit Behandlungsfluid gefüllten Behandlungsbecken, bei dem die Substrate in das Behandlungsfluid eingeführt und nach einer Behandlung aus dem Behandlungsfluid herausbewegt werden.The present invention relates to an apparatus and a method for treating disc-shaped substrates, in particular semiconductors wafers in a treatment tank filled with treatment fluid, in which the substrates are introduced into the treatment fluid and after treatment be moved out of the treatment fluid.
In der Halbleiterindustrie werden Halbleiterwafer während des Fertigungs prozesses mehreren naß-chemischen Verfahrensschritten unterzogen. Aus der auf die selbe Anmelderin zurückgehenden DE-A-195 46 990 ist beispiels weise eine Anlage zur chemischen Naßbehandlung von Halbleiterwafern in einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter bekannt. Bei dieser Anlage werden die Halbleiterwafer von oben mit einer Hubvorrichtung in den mit Be handlungsfluid gefüllten Behälter eingesetzt und für eine vorgegebene Zeitpe riode behandelt. Anschließend werden die Halbleiterwafer mit einer Aushub vorrichtung aus dem Behälter herausgehoben und gemäß dem Marangoni- Prinzip getrocknet.In the semiconductor industry, semiconductor wafers are made during manufacturing process subjected to several wet chemical process steps. Out DE-A-195 46 990, which goes back to the same applicant, is an example as a plant for the chemical wet treatment of semiconductor wafers in a container containing a treatment fluid is known. With this system the semiconductor wafers from above with a lifting device in the with Be fluid filled container and used for a predetermined time period treated. Then the semiconductor wafers are excavated device lifted out of the container and in accordance with the Marangoni Principle dried.
Bei dieser Anlage ergibt sich das Problem, daß die untere Hälfte des Wafers zuerst eingetaucht und zuletzt ausgehoben wird, wodurch die untere Hälfte des Wafers für eine längere Zeit dem Behandlungsfluid ausgesetzt ist. Der untere Teil des Wafers wird somit länger behandelt als der obere und es er gibt sich ein keilförmiges Wirkprofil über den Wafer hinweg. Um dieses keil förmige Wirkprofil zu reduzieren, wurden in der Vergangenheit Behandlungs fluide mit geringen Konzentrationen eingesetzt, was dazu geführt hat, daß die längere Verweildauer der unteren Hälfte des Wafers in dem Behandlungsfluid nur einen geringen Behandlungsunterschied zur Folge hatte. Die Verwendung von Fluiden mit geringen Konzentrationen führt jedoch dazu, daß sich die Prozeßzeiten verlängern. The problem with this system is that the lower half of the wafer first immersed and last excavated, creating the lower half of the wafer is exposed to the treatment fluid for a long time. The the lower part of the wafer is thus treated longer than the upper part and it is there is a wedge-shaped action profile across the wafer. Around this wedge In the past, reducing the active profile was treated used fluids with low concentrations, which has led to the fact that the longer residence time of the lower half of the wafer in the treatment fluid resulted in only a slight difference in treatment. The usage of fluids with low concentrations, however, causes the Extend process times.
Aus der ebenfalls auf die selbe Anmelderin zurückgehenden, nicht vorveröf fentlichten DE-A-199 34 301 ist eine alternative Vorrichtung zum Behandeln von scheibenförmigen Substraten bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird ein Wafer horizontal durch Schlitze einer Behandlungskammer geschoben, bei der die Schlitze unterhalb einer Behandlungsfluid-Oberfläche liegen. Ein Un terdruck innerhalb der Kammer verhindert das Austreten von Flüssigkeit an den Schlitzen. Dadurch, daß die zuerst in die Kammer eintretende Hälfte des Wafers auch zuerst aus der Kammer austritt, wird eine gleichförmige Be handlung der Wafer gewährleistet, da jeder Punkt des Wafers im wesentlichen gleich lange innerhalb der Kammer verweilt. Dieses als Lineagoni-Verfahren bezeichnete Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß jeweils nur ein einzel ner Wafer behandelt werden kann. Darüber hinaus ist die Breite der Schlitze in der Kammer beschränkt, so daß Breite und gebogene Wafer nicht behan delt werden können. Ferner ist der Aufbau und der Betrieb dieser Vorrichtung sehr aufwendig, da verhindert werden muß, daß das Behandlungsfluid durch die unterhalb der Fluidfläche liegenden Schlitze austritt.From the same applicant, also based on the previous applicant, not previously published published DE-A-199 34 301 is an alternative treatment device known from disc-shaped substrates. In this device, a Wafer pushed horizontally through slots in a treatment chamber, at the slots are below a treatment fluid surface. An Un Pressure inside the chamber prevents liquid from escaping the slots. The fact that the first half entering the chamber Wafers also exit the chamber first, becoming a uniform loading handling of the wafers ensures that every point of the wafer essentially lingered within the chamber for the same length of time. This as a Lineagoni process designated method has the disadvantage, however, that only one at a time ner wafer can be treated. In addition, the width of the slots confined in the chamber so that width and curved wafers are not affected can be delt. Furthermore, the construction and operation of this device very expensive, since it must be prevented that the treatment fluid through the slits emerging below the fluid surface emerge.
Aus der US-A-5,970,818 ist ferner eine Kerben- bzw. Notch- Ausrichtvorrichtung für Halbleiterwafer bekannt. Die Ausrichtvorrichtung weist eine drehbare Welle zum Anheben und Drehen der Wafer in einem Wafer- Carrier auf. Die Vorrichtung weist ferner einen Sensor auf, um eine Kerbe in dem Wafer zu erkennen. Die Antriebswelle wird in Abhängigkeit vom Sensor derart gedreht, daß die Kerbe in dem Wafer in eine vorbestimmte Position ge dreht wird, um eine Ausrichtung der Wafer in dem Wafer-Carrier zu erreichen.From US-A-5,970,818 a notch or notch is also Alignment device for semiconductor wafers known. The alignment device has a rotatable shaft for lifting and rotating the wafers in a wafer Carrier on. The device also has a sensor to detect a notch in to recognize the wafer. The drive shaft is dependent on the sensor rotated such that the notch in the wafer ge in a predetermined position is rotated to achieve alignment of the wafers in the wafer carrier.
Die US-A-5,183,378 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zum Ausrichten von Wafern in einem Wafer-Carrier. Die Vorrichtung weist Drehrollen zum Anhe ben und Drehen der Wafer in dem Wafer-Carrier, sowie optische Sensoren zum Feststellen der Ausrichtung der Wafer innerhalb des Wafer-Carriers auf.US-A-5,183,378 also shows an apparatus for aligning Wafers in a wafer carrier. The device has rotating rollers for lifting The wafers are moved and rotated in the wafer carrier, and optical sensors to determine the alignment of the wafers within the wafer carrier.
Ferner wird auf die DE-A-195 29 945 verwiesen, die eine Vorrichtung zum Greifen und Halten eines flachen ein Innenloch aufweisenden Substrats, wie beispielsweise CD-Hälften zeigt. Die Vorrichtung weist kippbare Greifer auf, die in das Innenloch der CD eingeführt werden, und dann durch eine Kippbe wegung radial nach außen bewegt werden, um mit dem Innenloch der Sub strate in Eingriff zu kommen.Reference is also made to DE-A-195 29 945, which a device for Gripping and holding a flat inner hole substrate such as shows, for example, CD halves. The device has tiltable grippers, which are inserted into the inner hole of the CD, and then through a kippbe movement radially outward to align with the inner hole of the sub strate to get involved.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Behandeln von scheibenförmigen Substraten vorzusehen, das bzw. die auf einfache und kostengünstige Weise eine homogene Behandlung der Substrate ermöglicht.Based on the above-mentioned prior art, this is the case the invention is therefore based on the object, a method and a Vorrich device for treating disc-shaped substrates, the or which is a simple and inexpensive way to treat the Allows substrates.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Behandeln von scheibenförmigen Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, in einem mit Behandlungsfluid gefüllten Behandlungsbecken dadurch gelöst, daß die Substrate im Behandlungsbecken so gedreht oder gerollt werden, daß ein zu erst eingeführtes Ende des Substrats als erstes aus dem Behandlungsfluid herausbewegt wird. Hierdurch wird eine gleiche Verweildauer jedes Bereiches im Behandlungsfluid und somit eine gleichförmige Einwirkung auf die Wafer erreicht. Infolge der gleichförmigen Einwirkung des Behandlungsfluids kann die Konzentration des Behandlungsfluids ohne die Gefahr einer inhomogenen Behandlung über den Wafer hinweg erhöht werden. Dies führt zu einer Ver kürzung von Prozeßzeiten und somit einem erheblich wirtschaftlicheren Be trieb der Behandlungsvorrichtung. Im Vergleich zum Lineagoni-Verfahren muß das Behandlungsfluid nicht durch zusätzlichen Aufwand, wie beispielsweise einen Unterdruck, innerhalb des Becken gehalten werden, und es können breite und gebogene Substrate behandelt werden. Durch die Drehung der Substrate im mit Behandlungsfluid gefüllten Behandlungsbecken ergibt sich ferner ein gleichmäßigerer Kontakt der Substrate mit dem Behandlungsfluid. Das Verfahren ist einfach durchzuführen und kann im wesentlichen in her kömmlichen Behandlungsbecken ohne große Modifikation der Becken durch geführt werden.According to the invention, this object is achieved in a method for treatment of disk-shaped substrates, in particular semiconductor wafers, in one solved with treatment fluid treatment basin in that the Substrates in the treatment basin are rotated or rolled so that one too first introduced end of the substrate from the treatment fluid is moved out. This will make each area stay the same in the treatment fluid and thus a uniform effect on the wafers reached. As a result of the uniform action of the treatment fluid the concentration of the treatment fluid without the risk of inhomogeneous Treatment across the wafer can be increased. This leads to a ver Reduction of process times and thus a considerably more economical loading drove the treatment device. Compared to the Lineagoni process the treatment fluid not by additional effort, such as a negative pressure, can be kept inside the pelvis, and it can wide and curved substrates are treated. By rotating the There are substrates in the treatment tank filled with treatment fluid also a more uniform contact of the substrates with the treatment fluid. The process is simple to carry out and can essentially be carried out conventional treatment pool without major modification of the pool be performed.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Substrate um etwa 180 Grad + n × 360 Grad bezüglich ihrer Anfangsposi tion gedreht, wobei n eine ganze Zahl ist. Indem die Wafer um 180 Grad gedreht werden, wird auf einfache Weise sichergestellt, daß beim Entnehmen der Substrate der zuletzt eingetauchte Teil des Wafers zuletzt aus dem Bad entnommen wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention the substrates by about 180 degrees + n × 360 degrees with respect to their initial positions tion rotated, where n is an integer. By rotating the wafers 180 degrees be ensured in a simple manner that when removing the substrate the last immersed part of the wafer last from the bath is removed.
Um die Drehung der Substrate zu kontrollieren wird vorzugsweise die Drehpo sition der Substrate und/oder der Drehvorrichtung überwacht. Insbesondere wird die Position einer Markierung an den Substraten, insbesondere eine Ker be (Notch) und/oder eine Abflachung (Flat), überwacht.In order to control the rotation of the substrates, the rotational speed is preferably used sition of the substrates and / or the rotating device monitored. In particular the position of a marking on the substrates, in particular a ker be (Notch) and / or a flattening (Flat), monitored.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die Substrate durch einen beweglichen Greifer bewegt.In one embodiment of the invention, the substrates are replaced by a movable gripper moves.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Substrate durch wenigstens eine drehbare Rolle gedreht, was eine besonders einfache Dre hung der Wafer ermöglicht. Dabei werden die Substrate vorzugsweise im we sentlichen nur durch die wenigstens eine Rolle gehalten, um eine Reibung zwischen den Substraten und anderen Elementen, die einen Abrieb zur Folge haben kann, auf ein Minimum zu reduzieren.In a further embodiment of the invention, the substrates are passed through rotated at least one rotatable roller, which is a particularly simple Dre the wafer. The substrates are preferably in white substantial held only by the at least one role to friction between the substrates and other elements that cause abrasion may have to reduce to a minimum.
Um zu verhindern, daß während der Drehung entstehende Abriebpartikel in das Behandlungsfluid und an die Substrate gelangen, wird während der Dre hung der Substrate im Bereich von sich bewegenden Teilen, insbesondere Lagern der Drehvorrichtung, Behandlungsfluid aus dem Becken abgeleitet. Hierdurch wird sichergestellt, daß gegebenenfalls entstehende Abriebpartikel sofort aus dem Behandlungsbecken abgeleitet werden und sich nicht im Bec ken verteilen. Vorzugsweise wird während der Drehung der Substrate im Kontaktbereich zwischen Substraten und Drehvorrichtung Behandlungsfluid aus dem Becken abgeleitet, um in diesem Bereich entstehende Partikel mit dem Behandlungsfluid wegzuleiten und zu verhindern, daß sie sich im Becken verteilen.In order to prevent abrasion particles arising during rotation the treatment fluid and get to the substrates is during the Dre hung of substrates in the area of moving parts, in particular Storage of the rotating device, treatment fluid derived from the pool. This ensures that any abrasion particles that may arise are immediately derived from the treatment pool and are not in the Bec distribute ken. Preferably during the rotation of the substrates Contact area between substrates and rotating device treatment fluid derived from the basin in order to create particles in this area to direct the treatment fluid away and prevent it from settling in the pool to distribute.
Vorzugswaise werden die Substrate vor dem Drehvorgang in Kontakt mit der Drehvorrichtung gebracht und nach dem Drehvorgang auseinanderbewegt. The orphans are preferably in contact with the substrates before the turning process Brought rotating device and moved apart after the turning process.
Hierdurch wird sichergestellt, daß die Drehvorrichtung eine Fluidströmung in nerhalb des Beckens möglichst wenig beeinträchtigt und somit eine gleichmä ßige Behandlung ermöglicht.This ensures that the rotating device will flow fluid into impaired as little as possible within the pelvis and thus an even treatment possible.
Vorzugsweise erfolgt die Drehung der Substrate direkt nach ihrem Einsetzen in das Behandlungsbecken, so daß die Substrate zunächst in ihre Endlage gebracht werden und anschließend in bekannter Weise behandelt werden können, so daß und die Drehung den bekannten Behandlungsvorgang nicht beeinträchtigt. Gegebenenfalls bei der Drehung entstehende Abriebpartikel können bei der nachfolgenden Behandlung aus dem Becken ausgespült wer den.The substrates are preferably rotated directly after they have been inserted into the treatment tank, so that the substrates are initially in their final position brought and then treated in a known manner can, so that and the rotation of the known treatment process is not impaired. Wear particles that may arise during rotation can be rinsed out of the pelvis during the subsequent treatment the.
Um eine gleichförmige Einwirkung des Behandlungsfluids auf die Substrate sicherzustellen, werden die Substrate mit im wesentlichen gleicher Geschwin digkeit in das Behandlungsfluid eingebracht und ausgebracht.To ensure that the treatment fluid acts uniformly on the substrates ensure the substrates are running at essentially the same speed introduced into the treatment fluid and applied.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Behandeln von scheibenförmigen Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, in einem mit Behandlungsfluid gefüllten Behandlungsbecken dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Drehen der Substrate im Behandlungsbecken vor gesehen ist. Bei der Vorrichtung ergeben sich die schon unter Bezugnahme auf das Verfahren genannten Vorteile.The object underlying the invention is in a device for Treatment of disk-shaped substrates, in particular semiconductor wafers, solved in a treatment tank filled with treatment fluid, that a device for rotating the substrates in the treatment tank is seen. In the case of the device, this can already be seen with reference advantages mentioned on the procedure.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Steuervorrichtung zum Steuern der Drehvorrichtung derart auf, daß die Substrate beim Beenden der Drehung um etwa 180 Grad bezüglich ihrer Anfangsposition gedreht sind, um eine gleich förmige Einwirkung des Behandlungsfluids zu erreichen. Zum Überwachen der Drehposition der Substrate und/oder der Drehvorrichtung ist vorzugsweise ein Sensor vorgesehen. Vorzugsweise ist ein Sensor zum Überwachen der Position einer Markierung an den Substraten, insbesondere einer Kerbe und/oder einer Abflachung vorgesehen. The device preferably has a control device for controlling the Rotating device in such a way that the substrates by the end of the rotation by are rotated approximately 180 degrees with respect to their initial position to achieve formal exposure to the treatment fluid. For monitoring the rotational position of the substrates and / or the rotating device is preferred a sensor is provided. Preferably, a sensor for monitoring the Position of a marking on the substrates, in particular a notch and / or a flattening is provided.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Drehvorrichtung einen Greifer zum Greifen der Substrate auf. Bei einer alternativen, besonders ein fachen Ausführungsform der Erfindung weist die Drehvorrichtung wenigstens eine drehbare Rolle auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Substrate beim Drehen im wesentlichen nur durch die wenigstens eine Rolle gehalten, um einen Abrieb zwischen den Substraten und anderen Elementen auf ein Minimum zu reduzieren. Um eine Verunreinigung des Behandlungsfluids durch Abriebpartikel zu vermeiden, ist wenigstens eine Fluidauslaßleitung im Bereich von beweglichen Teilen, insbesondere Lagern der Drehvorrichtung und/oder im Kontaktbereich zwischen Substrat und Drehvorrichtung vorgese hen.In one embodiment of the invention, the rotating device has a Gripper for gripping the substrates. With an alternative, especially one fold embodiment of the invention has the rotating device at least a rotating roller. In this embodiment, the substrates held only by the at least one roller when rotating, to prevent abrasion between the substrates and other elements Reduce minimum. To contaminate the treatment fluid to avoid by abrasion particles, at least one fluid outlet line in the Range of moving parts, especially bearings of the rotating device and / or in the contact area between the substrate and the rotating device hen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:The invention is described below on the basis of preferred exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings; in the drawings shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Naß-Behandlungsvorrich tung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic side view of a wet treatment device according to the present invention;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Naß-Behandlungsvorrich tung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 2 is a schematic side view of a wet treatment device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Naß-Behandlungsvorrich tung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung. Fig. 3 is a schematic side view of a wet treatment device according to another embodiment of the present invention.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Naß-Behandlungs vorrichtung 1 für Halbleiterwafer 2. Der allgemeine Aufbau einer derartigen Vorrichtung ist beispielsweise aus der auf die selbe Anmelderin zurückgehen den DE-A-195 46 990 bekannt. Fig. 1 shows a schematic side view of a wet treatment device 1 for semiconductor wafer 2nd The general structure of such a device is known, for example, from DE-A-195 46 990, which goes back to the same applicant.
Die Vorrichtung 1 weist ein Behandlungsbecken 4 und eine darüber angeord nete Aufnahme- und Transporthaube 6 auf. Das Behandlungsbecken 4 ist über eine geeignete Behandlungsfluid-Zuleitungseinrichtung 8 mit Behandlungsfluid, wie beispielsweise einer Ätzflüssigkeit, einer Reinigungsflüssigkeit, einer Flüssigkeit zum Beschichten der Wafer etc. befüllbar. Das Behand lungsfluid wird von unten in das Becken 4 eingeleitet und zum Überlaufen in einen Überlauf 10 gebracht, so daß das Becken 4 während der Behandlung der Wafer 2 ständig mit dem Behandlungsfluid durchströmt wird. Wahlweise kann das in den Überlauf 10 austretende Behandlungsfluid wiederverwertet oder zu einem Abfluß abgeleitet werden.The device 1 has a treatment basin 4 and a receiving and transport hood 6 arranged above it. The treatment basin 4 can be filled with treatment fluid, such as, for example, an etching liquid, a cleaning liquid, a liquid for coating the wafers, etc., via a suitable treatment fluid supply device 8 . The treatment fluid is introduced from below into the basin 4 and brought to overflow in an overflow 10 , so that the basin 4 is constantly flowed through with the treatment fluid during the treatment of the wafer 2 . Optionally, the treatment fluid exiting the overflow 10 can be recycled or drained to a drain.
Innerhalb des Beckens 4 sind seitliche Führungsvorsprünge 12 vorgesehen, welche die Wafer 2 innerhalb des Beckens 4 führen. Um das Einbringen und Ausheben der Wafer 2 in das Becken 4 hinein bzw. aus diesem heraus zu er möglichen, ist eine vertikal bewegliche Hubvorrichtung 14 in der Form eines messerartigen Stegs vorgesehen.Within the basin 4 lateral guide projections 12 are provided, which guide the wafer 2 within the basin. 4 In order to enable the introduction and removal of the wafers 2 into and out of the basin 4 , a vertically movable lifting device 14 in the form of a knife-like web is provided.
Im unteren Bereich des Behandlungsbeckens 4 sind ferner zwei drehbare Rollen vorgesehen, die über eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit wie beispielsweise einen Servomotor drehbar angetrieben werden. Der Antrieb für die Rollen 16 befindet sich außerhalb des Behandlungsbeckens. Eine An triebswelle der Rollen erstreckt sich durch eine Behälterwand und ist in dieser gelagert. An der gegenüberliegenden Behälterwand ist ein Lager zum Lagern des freien Ende der Rolle vorgesehen. Um Verunreinigungen durch Abrieb innerhalb des Behandlungsbeckens zu vermeiden, sind im Bereich dieser La ger mit einer Auslaßleitung verbundene Öffnungen vorgesehen, über die wäh rend einer Drehung der Rollen steuerbar Behandlungsfluid aus dem Behand lungsbecken abgelassen wird. Die Ablaßleitung und die Öffnungen sind in den jeweiligen Rollen ausgebildet. Die Ablaßleitung ist mit einer Pumpe verbun den, um aktiv Behandlungsfluid aus dem Behandlungsbecken abzusaugen.In the lower area of the treatment basin 4 , two rotatable rollers are also provided, which are rotatably driven by a drive unit, not shown, such as a servo motor. The drive for the rollers 16 is outside the treatment basin. At a drive shaft of the rollers extends through a container wall and is mounted in this. A bearing for supporting the free end of the roll is provided on the opposite container wall. In order to avoid contamination from abrasion within the treatment basin, openings connected to an outlet line are provided in the region of this bearing, via which treatment fluid can be drained from the treatment basin during a rotation of the rollers. The drain line and the openings are formed in the respective rollers. The drain line is connected to a pump to actively aspirate treatment fluid from the treatment basin.
Die Behandlungsrollen weisen keilförmige Führungsrillen zur Aufnahme der Wafer 2 auf, die mit den Führungsvorsprüngen 12 innerhalb des Beckens ausgerichtet sind. Im Bereich der Führungsrillen sind ebenfalls mit der Ablaß leitung verbundene Öffnungen vorgesehen, um im Kontaktbereich zwischen Wafer 2 und den Rollen 16 während der Drehung Behandlungsfluid abzusau gen, um zu verhindern, daß sich Abriebpartikel innerhalb des Behandlungs fluids verteilen und an den Wafern anhaften.The treatment rollers have wedge-shaped guide grooves for receiving the wafers 2 , which are aligned with the guide projections 12 within the basin. In the area of the guide grooves are also connected to the drain line openings are provided to suction treatment fluid in the contact area between the wafer 2 and the rollers 16 during rotation to prevent abrasion particles from spreading within the treatment fluid and adhering to the wafers.
Wie zuvor erwähnt ist oberhalb des Behandlungsbeckens 4 eine Aufnahme- und Transporthaube 6 vorgesehen. Die Aufnahme- und Transporthaube 6 weist seitliche Führungsvorsprünge 26 zur Führung der Substrate 2, sowie einen nicht näher dargestellten Verriegelungsmechanismus auf. Die Vorrich tung 1 weist eine nicht näher dargestellte Vorrichtung zum Aufbringen eines die Oberflächenspannung des Behandlungsfluids reduzierenden weiteren Fluids auf die Oberfläche des Behandlungsfluids auf, um beim Entnehmen der Wafer 2 aus dem Behandlungsfluid eine Trocknung gemäß dem Marangoni- Prinzip zu ermöglichen.As mentioned above, a receiving and transport hood 6 is provided above the treatment basin 4 . The receiving and transport hood 6 has lateral guide projections 26 for guiding the substrates 2 , as well as a locking mechanism (not shown in more detail). The device 1 has a device, not shown, for applying a further fluid, which reduces the surface tension of the treatment fluid, to the surface of the treatment fluid, in order to enable drying according to the Marangoni principle when the wafer 2 is removed from the treatment fluid.
Im Nachfolgenden wird der Behandlungsvorgang der Wafer 2 in dem Becken 4 erläutert. The treatment process of the wafers 2 in the basin 4 is explained below.
Zunächst werden die Wafer über eine geeignete Handhabungsvorrichtung, wie beispielsweise die Haube 6 in die durch den Pfeil A gezeigte Position be wegt. Die Hubvorrichtung 14 wird vertikal angehoben und in Kontakt mit einer Unterseite der Wafer 2 bewegt. Anschließend werden die Wafer 2 freigege ben, so daß sie auf der Hubvorrichtung 14 aufliegen, aber noch immer in den Führungsvorsprüngen 26 der Haube 6 geführt sind. Anschließend werden die Substrate 2 durch ein vertikales Absenken der Hubvorrichtung 14 in die durch den Pfeil B gezeigte Position in das mit Behandlungsfluid gefüllte Becken ab gesenkt. Während des Absenkvorgangs werden die Substrate 2 zunächst durch die Führungsvorsprünge 26 der Haube 6 und anschließend durch die Führungsvorsprünge 12 des Beckens 4 seitlich geführt.First, the wafers are moved via a suitable handling device, such as the hood 6, into the position shown by the arrow A. The lifting device 14 is lifted vertically and moved in contact with an underside of the wafers 2 . Then the wafers 2 are released so that they rest on the lifting device 14 , but are still guided in the guide projections 26 of the hood 6 . Subsequently, the substrates 2 are lowered by a vertical lowering of the lifting device 14 into the position shown by the arrow B in the basin filled with treatment fluid. During the lowering process, the substrates 2 are first guided laterally through the guide projections 26 of the hood 6 and then through the guide projections 12 of the basin 4 .
Behandlungsfluid wird von unten durch das Becken 4 geleitet und zum Über laufen in den Überlauf 10 gebracht. Die Hubvorrichtung 14 wird noch weiter abgesenkt, so daß die Wafer 2 nur auf den drehbaren Rollen 16 aufliegen. Nun werden die Rollen 16 derart gedreht, daß sich die Wafer 2 innerhalb des Beckens 4 um 180° in der Scheibenebene drehen. Die Drehung der Rollen 16 wird dabei synchronisiert, um eine Relativbewegung und somit eine Reibung zwischen den Wafern 2 und den Rollen 16 zu verhindern. Die Drehung der Wafer 2 bzw. der Rollen 16 wird über einen geeigneten, nicht näher darge stellten, Sensor überwacht. Wenn nur die Drehung der Drehvorrichtung 16 durch einen Sensor überwacht wird, ist eine Rechnereinheit vorgesehen, wel che aus dem bekannten Umfang der Rollen 16 und der Wafer 2 eine Drehung des Wafers 2 infolge der Drehung der Rollen 16 berechnet.Treatment fluid is passed from below through the basin 4 and overflowed into the overflow 10 . The lifting device 14 is lowered even further so that the wafers 2 rest only on the rotatable rollers 16 . Now the rollers 16 are rotated in such a way that the wafers 2 rotate within the basin 4 by 180 ° in the wafer plane. The rotation of the rollers 16 is synchronized to prevent relative movement and thus friction between the wafers 2 and the rollers 16 . The rotation of the wafer 2 or the rollers 16 is monitored via a suitable sensor, not shown in more detail. If only the rotation of the rotating device 16 is monitored by a sensor, a computer unit is provided which calculates a rotation of the wafer 2 as a result of the rotation of the rollers 16 from the known extent of the rollers 16 and the wafers 2 .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Sensor vorgese hen, der eine Markierung an den Wafern, wie z. B. eine Kerbe (Notch) bzw. eine Abflachung (Flat) detektiert und dadurch die Drehposition der Wafer er mittelt.In a preferred embodiment of the invention, a sensor is provided hen that a mark on the wafers such. B. a notch or a flat (flat) is detected and thereby the rotational position of the wafer averages.
Nach der 180° Drehung wird die Hubvorrichtung wieder in Kontakt mit den Wafern gebracht, und die Wafer werden für die weitere Behandlung von den Rollen abgehoben, um gleichmäßige Strömungsverhältnisse auf dem Wafer zu erreichen.After the 180 ° rotation, the lifting device is again in contact with the Wafers brought, and the wafers are used for further treatment by the Rollers lifted off to ensure even flow conditions on the wafer to reach.
Alternativ kann die Drehung auch während der gesamten Behandlung fortge setzt werden. Nach Ablauf einer vorgegebenen Behandlungszeit wird dann die Drehung der Wafer 2 gestoppt, wobei eine Steuereinheit sicherstellt, daß die Substrate um etwa 180 Grad zur Anfangsposition gedreht sind.Alternatively, the rotation can be continued throughout the treatment. After a predetermined treatment time has elapsed, the rotation of the wafers 2 is then stopped, a control unit ensuring that the substrates are rotated by approximately 180 degrees to the starting position.
Anschließend wird die Hubvorrichtung 14 vertikal angehoben, und die Wafer 2 werden aus dem Becken 4 bewegt. Während des Heraushebens wird über die nicht näher dargestellte Vorrichtung ein die Oberflächenspannung reduzieren des Fluid auf die Behandlungsfluidoberfläche aufgebracht, wodurch beim Herausheben aus dem Behandlungsfluid eine Trocknung der Wafer gemäß dem Marangoni-Prinzip erfolgt. Die Aushubgeschwindigkeit ist die selbe wie die Einbringgeschwindigkeit, um sicherzustellen, daß jeder Punkt des Wafers 2 die selbe Verweildauer innerhalb des Behandlungsfluids hat. Wenn die Wafer 2 vollständig aus dem Behandlungsbecken ausgehoben sind, werden sie in der Haube 6 verriegelt und abtransportiert.The lifting device 14 is then lifted vertically and the wafers 2 are moved out of the basin 4 . During the lifting out, the surface tension of the fluid is applied to the treatment fluid surface by means of the device (not shown in more detail), as a result of which the wafers are dried according to the Marangoni principle when they are lifted out of the treatment fluid. The rate of excavation is the same as the rate of introduction to ensure that each point of the wafer 2 has the same residence time within the treatment fluid. When the wafers 2 are completely lifted out of the treatment basin, they are locked in the hood 6 and transported away.
Statt die Wafer in ein gefülltes Becken einzubringen ist es auch möglich sie in ein leeres Becken einzusetzen und erst im eingesetzten Zustand das Be handlungsfluid in das Becken einzulassen. In diesem Fall beginnt die Drehung der Wafer erst, wenn die Wafer vollständig mit dem Behandlungsfluid bedeckt sind. In umgekehrter Weise können die Wafer natürlich auch durch Ablassen des Behandlungsfluids hieraus entnommen und getrocknet werden.Instead of placing the wafers in a filled basin, it is also possible to place them in to insert an empty basin and the Be let in the operating fluid in the pool. In this case, the rotation begins the wafer only when the wafer is completely covered with the treatment fluid are. Conversely, the wafers can of course also be released of the treatment fluid are removed therefrom and dried.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Naß-Behandlungsvorrich tung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Sofern gleiche oder im wesentli chen gleiche Elemente betroffen sind, werden dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendet. Fig. 2 shows an alternative embodiment of a wet treatment device 1 according to the present invention. If the same or essentially the same elements are concerned, the same reference numerals are used as in the first exemplary embodiment according to FIG. 1.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist ein Behandlungsbecken 4 mit einem langgestreckten rechteckigen Querschnitt auf, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. The treatment device 1 has a treatment basin 4 with an elongated rectangular cross section, as can be seen in FIG. 2.
Das Becken 4 besitzt eine Breite, die es ermöglicht, daß drei Substrate 2 ne beneinander, wie in Fig. 2 dargestellt, in dem Becken aufgenommen werden. Das Becken weist nicht näher dargestellte Führungsvorrichtungen zum Füh ren der Substrate innerhalb des Beckens 4 auf. Ferner ist in dem Becken 4 eine Vorrichtung zum Rollen der Substrate von einem Ende des Beckens 4 zu dem anderen Ende des Beckens 4 vorgesehen, wie nachfolgend näher be schrieben wird.The basin 4 has a width that allows three substrates 2 ne next to each other, as shown in Fig. 2, to be included in the basin. The basin has not shown guide devices for Füh ren of the substrates within the basin 4 . Furthermore, in the basin 4, a device for rolling the substrates from one end of the basin 4 to the other end of the basin 4 is provided, as will be described in more detail below.
Während des Betriebs der Vorrichtung 1 wird ein Wafer 2 in das mit einem Behandlungsfluid gefüllte Becken 4 von oben eingetaucht, wie durch den Pfeil C angezeigt ist. Die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Linie zeigt die Füllhöhe des Behandlungsfluids an. Nachdem der Wafer 2 vollständig in das Behand lungsfluid eingetaucht ist und auf einer nicht näher dargestellten Rollvorrich tung aufgesetzt ist, wird er nach rechts gemäß Fig. 2 gerollt, wie durch den Pfeil D angedeutet ist. Am rechten Ende des Behandlungsbeckens 4 wird die Rollbewegung des Wafers 2 gestoppt, und anschließend wird der Wafer 2 aus dem Becken 4 herausgehoben, wie durch den Pfeil E gezeigt ist. Wäh rend des Rollvorgangs wird der Wafer 2 so gerollt, daß ein beim Eintauchen in das Behandlungsfluid zuerst eingetauchtes Ende 30 des Wafers 2 am Ende des Rollvorgangs nach oben weist und somit beim Entnehmen des Wafers als erstes aus dem Behandlungsbecken herausgehoben wird. Am Ende des Roll vorgangs ist der Wafer somit um 180° bezüglich seiner Anfangsposition ge dreht, wie auch durch eine Markierungskerbe 32 des Wafers in Fig. 2 darge stellt ist.During the operation of the device 1 , a wafer 2 is immersed from above into the basin 4 filled with a treatment fluid, as indicated by the arrow C. The line shown in broken lines in FIG. 2 shows the fill level of the treatment fluid. After the wafer 2 has been completely immersed in the treatment fluid and has been placed on a roller device (not shown in more detail), it is rolled to the right in accordance with FIG. 2, as indicated by the arrow D. At the right end of the treatment basin 4 , the rolling movement of the wafer 2 is stopped, and then the wafer 2 is lifted out of the basin 4 , as shown by the arrow E. During the rolling process, the wafer 2 is rolled such that an end 30 of the wafer 2 which is immersed when immersed in the treatment fluid points upwards at the end of the rolling process and is thus lifted out of the treatment tank first when the wafer is removed. At the end of the rolling process, the wafer is thus rotated by 180 ° with respect to its initial position, as is also shown by a marking notch 32 of the wafer in FIG. 2.
In dem Becken 4 können, wie in Fig. 2 dargestellt ist, mehrere Substrate gleichzeitig behandelt werden. Die Behandlung kann als fortlaufender Prozeß ausgebildet sein. In der Blattebene können mehrere Substrate hintereinander angeordnet sein, um eine größere Menge an Substraten zu behandeln.In the basin 4 , as shown in FIG. 2, several substrates can be treated simultaneously. The treatment can be designed as an ongoing process. Several substrates can be arranged one behind the other in the sheet plane in order to treat a larger amount of substrates.
Fig. 3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Behandlungsvorrichtung 1. In der folgenden Beschreibung werden, sofern dieselben oder ähnliche Elemente bezeichnet werden, dieselben Bezugszei chen wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen verwendet. Fig. 3 shows a further alternative embodiment of an inventive SEN treatment apparatus 1. In the following description, if the same or similar elements are designated, the same reference numerals as in the first two embodiments are used.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist ein Behandlungsbecken 4 auf. In dem Behandlungsbecken 4 ist eine nicht näher dargestellte drehbare Greifvorrich tung vorgesehen, um ein Substrat 2 in dem Behandlungsbecken 4 zu greifen und um eine horizontale Mittelachse 34 des Substrats zu drehen, wie durch den Pfeil F angezeigt ist.The treatment device 1 has a treatment basin 4 . In the treatment basin 4 , a rotatable Greifvorrich device is not shown provided to grip a substrate 2 in the treatment basin 4 and to rotate about a horizontal central axis 34 of the substrate, as indicated by the arrow F.
Im Nachfolgenden wird der Behandlungsvorgang eines Wafers 2 in dem Bec ken 4 gemäß Fig. 3 erläutert. Zunächst wird ein Wafer 2 über eine geeignete Handhabungsvorrichtung in das mit Behandlungsfluid gefüllte Becken 4 be wegt, wie durch den Pfeil G in Fig. 3 dargestellt ist. In dem Becken 4 ist der Wafer 2 in einer nicht näher dargestellten Haltevorrichtung aufgenommen. Wenn der Wafer 2 vollständig in dem Behandlungsfluid aufgenommen ist, greift eine Greifvorrichtung den Wafer 2 und dreht ihn um seine horizontale Mittelachse 34, wie durch den Pfeil F dargestellt ist. Eine zunächst unterhalb der horizontalen Mittelachse 34 liegende Markierung 32 wird in die gestrichelt dargestellte Position 32' bewegt. Somit weist ein zunächst unten liegendes Ende 30, welches auch zuerst in das Behandlungsfluid eingetaucht wurde, nach der Drehung nach oben.In the following the treatment process of a wafer 2 in the Bec ken 4 according to FIG. 3 is explained. First, a wafer 2 is moved over a suitable handling device into the basin 4 filled with treatment fluid, as shown by arrow G in FIG. 3. In the basin 4 , the wafer 2 is received in a holding device, not shown. When the wafer 2 is completely absorbed in the treatment fluid, a gripping device grips the wafer 2 and rotates it about its horizontal central axis 34 , as shown by the arrow F. A marking 32 which is initially located below the horizontal central axis 34 is moved into the position 32 'shown in dashed lines. Thus, an end 30 , which is initially at the bottom and which was also first immersed in the treatment fluid, points upward after rotation.
Nach der Drehung kann die Drehvorrichtung von dem Wafer 2 wegbewegt werden, um die Behandlung in dem Becken nicht zu beeinträchtigen.After the rotation, the rotating device can be moved away from the wafer 2 so as not to interfere with the treatment in the basin.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Behandlungszeit wird der Wafer 2 aus dem Becken 4 herausbewegt, wie durch den Pfeil H dargestellt ist. Dabei wird das Ende 30, welches zuerst in das Behandlungsfluid eingetaucht wurde, als er stes aus dem Behandlungsfluid entnommen, so daß eine gleichmäßige Be handlungszeit für jeden Punkt des Wafers 2 gewährleistet ist.After a predetermined treatment time has elapsed, the wafer 2 is moved out of the basin 4 , as shown by the arrow H. In this case, the end 30 , which was first immersed in the treatment fluid, as it is removed from the treatment fluid, so that a uniform treatment time is ensured for each point of the wafer 2 .
Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele be schrieben, ohne jedoch auf die konkret dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein. Beispielsweise ist es nicht notwendig, daß oberhalb des Beckens 4 eine Haube 6 vorgesehen ist. Vielmehr könnte jede geeignete Auf nahmevorrichtung vorgesehen sein. Auch ist es nicht notwendig, daß inner halb des Beckens 4 seitliche Führungen vorgesehen sind. Die Wafer 2 könn ten auch in einem Wafercarrier in dem Becken getragen werden, wie bei spielsweise in der zuvor genannten DE-A-195 46 990 beschrieben ist. In die sem Fall sind die drehbaren Rollen 16 vorzugsweise innerhalb des Wafercar riers integriert. Die Rollen können im Becken in Richtung der Wafer bewegbar gelagert sein, um die Wafer selektiv zu kontaktieren und freizugeben. Des weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Behandlung von Halblei terwafern beschränkt, da auch andere scheibenförmige Substrate, wie bei spielsweise CD's oder Masken auf diese Art und Weise behandelt werden können.The invention was previously described using preferred exemplary embodiments, but without being limited to the specifically illustrated exemplary embodiments. For example, it is not necessary for a hood 6 to be provided above the basin 4 . Rather, any suitable recording device could be provided. It is also not necessary that 4 lateral guides are provided within the basin. The wafers 2 could also be carried in a wafer carrier in the basin, as described for example in the aforementioned DE-A-195 46 990. In this case, the rotatable rollers 16 are preferably integrated within the wafer carrier. The rollers can be movably mounted in the basin in the direction of the wafers in order to selectively contact and release the wafers. Furthermore, the present invention is not limited to the treatment of semiconductor wafers, since other disk-shaped substrates, such as, for example, CD's or masks, can be treated in this way.
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