-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul mit wenigstens einem Substratträger, welcher einer liegenden Aufnahme wenigstens eines flächigen Substrates dient, und ein Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsverfahren, bei welchem wenigstens ein Substrat auf einem Substratträger aufliegt.
-
Flächige Substrate, wie beispielsweise Solarwafer zur Herstellung von Solarzellen, werden in Fertigungsumgebungen mitunter in bzw. auf Substratträger gelegt. In bzw. auf dem Substratträger liegend können dann mehrere Substrate gleichzeitig bearbeitet werden. Beispielsweise kann eine Beschichtung der in bzw. auf den Substratträgern befindlichen Substrate erfolgen. Bei einer solchen Beschichtung werden nicht nur die Substrate beschichtet, sondern auch die Substratträger. Durch das Abplatzen von Beschichtungen oder durch andere Effekte können Substrate und Substratträger verschmutzt werden, wobei die Verschmutzungen den Produktionsablauf stören und die Qualität der Produkte verschlechtern können. Daher ist es im Stand der Technik üblich, Substrate und Substratträger periodisch, beispielsweise in Reinigungsbädern, zu reinigen. Diese Reinigungen sind aufwändig, teuer und haben zumindest im Fall der Substratträger häufig nur einen begrenzten Erfolg.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, die ein kostengünstiges, häufiges und effektives Reinigen von Substraten und/oder Substratträgern ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird durch ein Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul der oben genannten Gattung gelöst, wobei das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul ein Transportsystem für den Substratträger, auf welchem der Substratträger durch das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul in einer horizontalen Transportebene in einer Transportrichtung bewegbar ist, eine ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung, unter welcher der Substratträger mittels des Transportsystems hindurch bewegbar ist, und eine in der Transportrichtung des Substratträgers vor der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung, über dem Substratträger vorgesehene Partikelabsaugvorrichtung aufweist.
-
Das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul kann Kernbestandteil einer eigenen Reinigungsanlage sein, es kann jedoch auch an eine andere Anlage, beispielsweise an eine Beschichtungsanlage, angebunden sein. Das in dem erfindungsgemäßen Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul verwendete Transportsystem ist in geeigneter Weise in Abstimmung auf die Reinigungsaufgabe und auf die in den Anschlussbereichen an das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul verwendeten Transportsysteme ausgebildet. Als Transportsysteme kommen beispielsweise Förderbänder oder Rollentransportsysteme in Frage. Mit dem Transportsystem wird der Substratträger durch das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul innerhalb einer horizontalen Transportebene in einer Transportrichtung bewegt. Es ist also eine horizontale Bewegung des Substratträgers in einer Ebene, der Transportebene, im Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul vorgesehen.
-
Desweiteren weist das erfindungsgemäße Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung auf, unter welcher der Substratträger mittels des Transportsystems hindurch bewegbar ist. Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung bläst ionisierte Luft auf den zu reinigenden Substratträger und die darauf liegenden Substrate. Geometrisch ist der ionisierte Luftstrom über die Breite des Substratträgers ausgedehnt, sodass der verwendete Luftstrom als ein Luftvorhang betrachtet werden kann, der sich zwischen der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung und dem zu reinigenden Substratträger bzw. den zu reinigenden Substraten, die auf dem Substratträger aufgenommen sind, befindet. In der Transportrichtung des Substratträgers ist der Luftvorhang schmal. Eine vollständige Reinigung des Substratträgers in seiner sich in der Transportrichtung erstreckenden Länge wird dadurch erreicht, dass der Substratträger unter der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung hindurch bewegt wird, wobei der Luftvorhang bei der Bewegung des Substratträgers die Länge des Substratträgers vollständig überstreicht. Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt, sie ist beispielsweise unter dem englischsprachigen Begriff „Ion Air Knife“ kommerziell erhältlich. Ionisierende Luftvorhangserzeu-gungsvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise in der Verpackungsmittelindustrie zur Bekämpfung statischer Aufladungen während der Verpackung eingesetzt.
-
Weiterer Bestandteil des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls ist die Partikelabsaugvorrichtung. Diese Partikelabsaugvorrichtung befindet sich in der Transportrichtung des Substratträgers vor dem ionisierten Luftvorhang. Der Luftvorhang unterteilt das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul in einen sauberen Bereich, der in der Transportrichtung hinter dem Luftvorhang liegt, und einen ungereinigten Bereich, der in der Transportrichtung vor dem Luftvorhang liegt. Die Partikelabsaugvorrichtung ist in dem ungereinigten Bereich angeordnet, um in diesem Bereich vorhandene, beispielsweise schwebende Partikel abzusaugen. Schwebende Partikel können durch Luftströmungen, wie sie von der Partikelabsaugvorrichtung erzeugt werden, abgesaugt werden. Auf diese Weise werden im Stand der Technik beispielsweise Reinraumatmosphären erzeugt. Für die Reinigung von Substraten und/oder Substratträgern sind Partikelabsaugvorrichtungen allein nicht ausreichend. In Versuchen hat sich gezeigt, dass Haftkräfte von Partikeln, die sich auf den Substraten beziehungsweise an dem Substratträger befinden, oft größer als die von der Partikelabsaugvorrichtung erzeugten Absaugkräfte sind. Der durch die Partikelabsaugvorrichtung erzielte Reinigungseffekt wurde überraschender Weise dadurch deutlich erhöht, dass die Partikelabsaugvorrichtung mit der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung kombiniert wurde. In der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung wird Luft ionisiert, das heißt, es werden positiv und negativ geladene Luftmoleküle erzeugt, die dazu geeignet sind, elektrostatische Aufladungen von Partikeln auf dem Substratträger zu neutralisieren. Elektrostatisch aufgeladene Partikel werden durch elektrostatische Kräfte an den Substraten beziehungsweise an dem Substratträger gehalten. Durch die Neutralisation der Partikel werden die elektrostatischen Kräfte beseitigt, sodass die Partikel von der Luftströmung auf dem Substratträger in die Partikelabsaugvorrichtung transportiert werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmodul können somit vorteilhaft Partikel von Oberflächen entfernt werden, ein Abtrag von festen Schichten, die sich auf den zu reinigenden Substraten beziehungsweise dem Substratträger befinden, erfolgt dabei nicht.
-
In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls ist die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung derart ausgerichtet, dass ein von ihr erzeugter, ionisierter Luftvorhang von oben senkrecht oder in einem stumpfen Winkel zu der Transportebene, entgegen der Transportrichtung des Substratträgers auf den Substratträger auftrifft. Der Luftvorhang trifft in dieser Ausbildung senkrecht auf den Substraten beziehungsweise auf den Substratträger auf oder, was noch vorteilhafter ist, in einem stumpfen Winkel. Ein stumpfer Winkel ist ein Winkel zwischen 90° und 180°. Durch den stumpfen Winkel wird sichergestellt, dass der Luftstrom in der Transportebene entgegen der Transportrichtung fließt und die Partikel in den ungereinigten Bereich vor dem Luftvorhang zurück bläst. Durch dieses Merkmal wird die Reinheit des gereinigten Bereiches hinter dem Luftvorhang verbessert.
-
Erfindungsgemäße Substratträgerreinigungsmodule sind vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass die Partikelabsaugvorrichtung so ausgerichtet ist, dass ihr Sog in einem Winkelbereich von 0° bis 90° relativ zur Transportebene, entgegen der Transportrichtung des Substratträgers ausgerichtet ist. Durch die Anordnung der Partikelabsaugvorrichtung in einem spitzen Winkel zu der Transportebene wird sichergestellt, dass die Partikel von der Partikelabsaugvorrichtung entgegen der Transportrichtung strömen. Durch diese Anordnung werden die Partikel in den ungereinigten Substratträgerbereich vor dem Luftvorhang gesaugt und die Reinheit in dem gereinigten Bereich wird erhöht. Der Winkel kann in Abhängigkeit von den konstruktiven Gegebenheiten und/oder der Reinigungswirkung eingestellt oder einstellbar realisiert sein.
-
In einer günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls weist dieses wenigstens einen unter der Transportebene vorgesehen Partikelauffangbehälter auf. Die Wirkung der Partikelabsaugvorrichtung kann nicht beliebig stark erhöht werden, insbesondere dann nicht, wenn mit dem erfindungsgemäßen Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul nicht nur der Substratträger, sondern auch auf dem Substratträger aufliegende dünne, verbiegbare und bruchempfindliche Substrate aufliegen. Die begrenzte Absaugstärke führt dazu, dass die Partikelabsaugvorrichtung nur kleine und leichte Partikel absaugt und schwere und große Partikel zumindest teilweise nach unten fallen. Dabei ist es günstig, diese Partikel dem Partikelauffangbehälter zuzuführen, der einfach und schnell entleert werden kann. Der Partikelauffangbehälter ist bevorzugt unter der Transportebene angeordnet, da in dieser Position die Schwerkraft den Partikeltransport in den Partikelauffangbehälter unterstützt.
-
In einer besonders flexibel einsetzbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls ist die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung höhenverstellbar und/oder ein von ihr erzeugter Luftvorhang relativ zu der Transportebene des Substratträgers winkelverstellbar. Die Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls kann in Abhängigkeit von Partikelgrößen, der Transportgeschwindigkeit, Luftmengen- und Luftströmungsgeschwindigkeiten und anderen Parametern optimiert werden. Für diese Optimierung haben sich die Höhenverstellung und/oder die Winkelverstellung der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung bewährt.
-
In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls weist das Transportsystem ein Bandfördersegment zur Aufnahme des Substratträgers auf. Für eine optimale Zusammenwirkung zwischen Luftvorhangserzeugungsvorrichtung und Partikelabsaugvorrichtung ist es günstig, wenn ein Reinigungsraum, der von dem Luftvorhang begrenzt wird, und in dem sich der Substratträger mit den darauf aufliegenden Substraten befindet, nach unten abgeschlossen ist. Diesen Abschluss kann der mit Substraten belegte Substratträger bilden. Für die Reinigung unbelegter, durchbrochener Substratträger kann das vorgesehene Bandfördersegment einen Abschluss des Reinigungsraumes nach unten ausbilden. Durch das Förderband wird dabei die gewünschte Luftströmung in der Nähe des Substratträgers sichergestellt.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls weist dieses ein Liftmodul, in welchem der Substratträger in wenigstens eine Position unterhalb der Transportebene bringbar ist, auf. Durch das Liftmodul ist eine günstige Anbindung des Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls an ein Transportsystem, ein Lagersystem oder ein Umlaufsystem für die Substratträger erreichbar.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Gattung gelöst, das folgende Schritte aufweist: Bewegen des Substratträgers durch ein Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul mittels eines Transportsystems in einer horizontalen Transportebene in einer Transportrichtung, Erzeugen eines ionisierten Luftvorhangs, der auf eine Oberfläche des Substratträgers gerichtet ist, mittels einer ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung, unter welcher der Substratträger mittels des Transportsystems hindurchbewegt wird, und Absaugen von Partikeln von der Oberfläche des Substratträgers beziehungsweise den Oberflächen der darauf liegenden Substrate mit einer in der Transportrichtung des Substratträgers vor der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung, über dem Substratträger vorgesehenen Partikelabsaugvorrichtung.
-
Die Reinigung erfolgt dabei durch ein einfaches Bewegen des Substratträgers in dem Substrat- und Substratträgerreinigungsmodul. Aufwändige Handlungen, wie das Einbringen des Substratträgers in Reinigungsbäder oder das Trocknen nasser Substratträger, sind bei diesem Verfahren nicht erforderlich. Die Bewegung des Substratträgers ist zudem äußerst einfach vorgesehen, sie erfolgt in einer linearen Richtung, in einer einzigen horizontalen Transportebene. Diese Einfachheit der Bewegung trägt zu der Einfachheit des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens bei.
-
Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Erzeugen des ionisierten Luftvorhanges mit der Luftvorhangserzeugungsvorrichtung. Die Luftvorhangserzeugungsvorrichtung wird einfach mit Druckluft und elektronisch erzeugter Hochspannung versorgt. Der Aufbau der Luftvorhangserzeugungsvorrichtung ist einfach, und diese Vorrichtung ist nahezu wartungsfrei. Der Luftvorhang wird auf die Oberfläche des Substratträgers bzw. der Substrate gerichtet, und der Substratträger wird mit den Substraten unter dem Luftvorhang mit dem Transportsystem bewegt. Die Präposition „unter“ ist hierbei in Relation zu der Strömungsrichtung des Luftvorhanges zu verstehen. Räumlich kann der Luftvorhang prinzipiell oberhalb als auch unterhalb der horizontalen Transportebene angeordnet sein. Dass heißt, grundsätzlich ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmodules auch möglich, eine Reinigung der Rückseite von Substraten bzw. Substratträgern vorzunehmen. In diesem Fall könnte der Luftvorhang auch von unten, das heißt unterhalb der horizontalen Transportebene, erzeugt werden und dabei auf die Rückseite der Substrate bzw. des Substratträgers gerichtet sein. In jedem Fall befinden sich der Substratträger bzw. die von dem Substratträger aufgenommenen Substrate an einem Ende der Wirkrichtung des Luftvorhanges.
-
In einem weiteren Aspekt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Absaugen von Partikeln von der Oberfläche der Substrate und/oder des Substratträgers mit der Partikelabsaugvorrichtung. Die Partikelabsaugvorrichtung saugt die Partikel aus dem räumlichen Bereich vor dem Luftvorhang ab, sodass in der Transportrichtung nach dem Luftvorhang nahezu alle Partikel entfernt sind.
-
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Luftvorhang von oben, in einem rechten oder in einem stumpfen Winkel zu der Transportebene, entgegen der Transportrichtung des Substratträgers auf den Substratträger gerichtet. Durch die Einstellung eines stumpfen Winkels wird eine Vorzugsrichtung der von dem Substratträger abgeblasenen Partikel entgegen der Transportrichtung erreicht. Durch dieses Merkmal wird die Effektivität des Verfahrens in der Regel erhöht.
-
Bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Partikelabsaugvorrichtung ein Unterdruck erzeugt, der größer als der Druck des durch die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung erzeugten Luftvorhanges ist. Die Zuführung von Luft mit der Luftvorhangserzeugungsvorrichtung und die Absaugung von Luft mit der Partikelabsaugvorrichtung bewirken eine dynamische Einstellung eines bestimmten Druckes in dem Reinigungsraum in der Umgebung des Substratträgers. Dieser Druck wird vorzugsweise als Unterdruck eingestellt, da dadurch an kleinen Leckstellen des Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls nach außen eine Strömung in das Substrat- und Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul hinein erzeugt wird. Dadurch werden Partikel aus dem Inneren des Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls nicht nach außen getragen, sondern der Partikelabsaugvorrichtung zugeführt.
-
In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Sog der Partikelabsaugvorrichtung so eingestellt, dass er in einem Winkelbereich von 0° bis 90° relativ zu der Transportebene, entgegen der Transportrichtung des Substratträgers ausgerichtet ist. Der Sog der Partikelabsaugvorrichtung wird dabei auf den Winkel eingestellt, in dem die optimale Reinigungswirkung erzielt wird. Welcher Winkel optimal ist, hängt beispielsweise davon ab, ob die Partikel von einer im Wesentlichen planaren Oberfläche eines mit Substraten belegtes Substratträgers entfernt werden sollen, oder ob Partikel auch aus Hohlräumen unter einem offenen Substratträger herausgesaugt werden sollen.
-
In einer günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden weitere Partikel in wenigstens einem unter der Transportebene vorgesehenen Auffangbehälter aufgefangen. Es hat sich gezeigt, dass in der Praxis nicht alle Partikel von der Partikelabsaugvorrichtung abgesaugt werden, sondern dass sich große und schwere Partikel der Schwerkraft folgend in dem Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul unten ansammeln. Diese Partikel können günstig gehandhabt und zyklisch entfernt werden, wenn sie in den Partikelauffangbehälter geleitet werden.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei
-
1 schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls zeigt, welches in dem dargestellten Beispiel in eine Substratbearbeitungsanlage eingebunden ist; und
-
2 schematisch eine mögliche Ausführungsvariante einer ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung in Form eines sogenannten Ion Air Knifes zeigt, welches in dem erfindungsgemäßen Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul zum Einsatz kommen kann.
-
1 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls 1, welches in den gezeigten Beispielen in eine Substratbearbeitungsanlage eingebunden ist. So schließt sich in der dargestellten Ausführungsvariante das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 an eine Substratbearbeitungskammer 10 einer Substratbearbeitungsanlage an, wobei zwischen der Substratbearbeitungskammer 10 und dem Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 eine Schleuse 9 vorgesehen ist. Zudem ist im Anschluss an das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 ein nachgeschaltetes Liftmodul 11 vorgesehen, welches im Folgenden noch näher erläutert wird.
-
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 innerhalb einer von den übrigen Kammern der Substratbearbeitungsanlage separaten Kammer 12 vorgesehen. In der Kammer 12 ist ein Transportsystem 4 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Transportsystem 4 wenigstens ein Bandfördersystem auf, auf welchem ein Substratträger 2 mit von dem Substratträger 2 aufgenommenen Substraten 3 durch die Kammer 12 transportierbar ist.
-
Der Substratträger 2 ist hierbei ein typischerweise als Carrier bezeichneter Substratträger 2, auf welchem Substrate 3 flächig aufliegen. Die Substrate 3 können auf dem Substratträger 2 beispielsweise in Zeilen- und Spaltenform aufgelegt sein. Ferner kann der Substratträger 2 sogenannte Substratträgernester aufweisen, in welche die Substrate 3 eingelegt werden. Der Substratträger 2 ist vorliegend auch derjenige Substratträger, auf welchem die Substrate 3 während vorgeschalteten Substratbearbeitungsschritten bearbeitet werden. Solche Substratbearbeitungsschritte sind beispielsweise auch Schichtabscheidungen, durch welche nicht nur die auf dem Substratträger 2 aufliegenden Substrate 3, sondern auch der Substratträger 2 selbst sowie Anlageninnenteile der jeweiligen Beschichtungskammern beschichtet werden. Aufgrund schlechter Schichthaftung an den Kammerinnenwänden solcher Beschichtungskammern sowie durch Abrieb und andere Effekte wie durch staubige Plasmen entstehen sowohl auf den Substraten 3 als auch auf dem Substratträger 2 Partikelablagerungen, welche feinen Staub, aber auch größere Partikel umfassen können.
-
Das Transportsystem 4 in 1 ermöglicht einen Transport des Substratträgers 2 mit den von dem Substratträger 2 aufgenommenen Substraten 3 in einer Transportebene A und einer Transportrichtung B durch das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1. Dabei wird der Substratträger 2 mit den Substraten 3 zunächst unter einer Partikelabsaugvorrichtung 6 und danach unter einer ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 durch das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 hindurch bewegt.
-
Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein sogenanntes Ion Air Knife, welches im Detail in 2 schematisch dargestellt ist. Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 weist eine Bohrung 13 auf, über welche die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 über ihre gesamte Länge mit Luft versorgt wird. Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 weist zudem einen dünnen Spalt 14 auf, an welcher Stelle die Druckluft austritt und durch die besondere Geometrie der Wölbung 15 der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 in einem Winkel von etwa 90° in dem gezeigten Beispiel nach unten abgelenkt wird. Durch den erzeugten Luftstrom wird zusätzlich Umgebungsluft 21 mitgerissen. Durch das Mitreißen der Umgebungsluft 21 wird der Druckluftverbrauch der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 relativ niedrig gehalten, da hierdurch der Volumenstrom verstärkt wird.
-
Zudem weist die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 eine Ionisierungsleiste 16 auf, durch welche der erzeugte Luftvorhang 7, kurz bevor er auf ein Substrat 3 bzw. den Substratträger 2 trifft, ionisiert wird. Der Luftvorhang 7, der nun mit positiven und negativen Ladungsträgern auf die Oberfläche eines Substrates 3 bzw. den Substratträger 2 trifft, neutralisiert durch seine Ladungen statische Ladungen von auf den Substraten 3 bzw. dem Substratträger 2 abgelagerten Partikeln 17. Ferner bewirkt der ionisierte Luftstrom 7 die Ablösung dieser Partikel 17 von den Substraten 3 bzw. der Oberfläche des Substratträgers 2. Letzteres ist wiederum deutlich in 1 zu sehen.
-
Die von den Substraten 3 bzw. dem Substratträger 2 durch den Luftvorhang 7 abgelösten Partikel 17 werden nachfolgend von dem Sog der Partikelabsaugvorrichtung 6 entsprechend der durch die Pfeile C bzw. D gezeigten Absaugrichtungen abgesaugt.
-
Größere Partikel 17, die durch den ionisierten Luftvorhang 7 von den Oberflächen der Substrate 3 bzw. des Substratträgers 2 abgelöst, aber nicht durch die Partikelabsaugvorrichtung 6 abgesaugt werden, werden durch einen unter der Transportebene A vorgesehenen Partikelauffangbehälter 8, der in 1 in Form einer Wanne ausgestaltet ist, aufgefangen.
-
Um ein günstiges Ablösen der Partikel 17 von den Oberflächen der Substrate 3 bzw. des Substratträgers 2 zu bewirken, ist der Luftvorhang 7 im Wesentlichen senkrecht bzw. in einem stumpfen Winkel zu der Transportebene A, entgegen der Transportrichtung B des Substratträgers 2 auf den Substratträger 2 ausgerichtet. Dagegen ist der Sog der Partikelabsaugvorrichtung 6 in einem Winkelbereich von 0° bis 90° relativ zu der Transportebene A entgegen der Transportrichtung B des Substratträgers 2 ausgerichtet.
-
Vorzugsweise ist der mit der Partikelabsaugvorrichtung 6 erzeugbare Unterdruck größer als der Druck des durch die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 erzeugten Luftvorhanges 7. Hierdurch wird erreicht, dass der durch die Partikelabsaugvorrichtung 6 erzeugte Unterdruck möglichst viele Partikel 17 ansaugt. Jedoch darf der durch die Partikelabsaugvorrichtung 6 erzeugte Unterdruck nicht zu groß sein, um die typischerweise relativ leichten Substrate 3 nicht anzusaugen und dadurch zu brechen. Für die Erzeugung des Unterdruckes ist ein entsprechend dimensionierter, in 1 nicht dargestellter Saugmotor sowie ein ebenfalls hier nicht dargestelltes Filtersystem vorgesehen.
-
Der unter der Transportebene A des Substratträgers 2 vorgesehene Partikelauffangbehälter 8 ist vorzugsweise so gestaltet, dass er in regelmäßigen Abständen beispielsweise manuell entleert werden kann.
-
Darüber hinaus ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsvariante eine Höhenverstellbarkeit der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 vorgesehen. Zudem ist es bei der dargestellten Ausführungsform auch möglich, den Auftreffwinkel des Luftvorhanges 7 zu modifizieren. Hierdurch kann sowohl die Höhe als auch der Auftreffwinkel des Luftvorhanges 7 an die konkrete Aufgabenstellung angepasst werden, um dadurch optimale Reinigungsergebnisse zu erzielen.
-
Die in 1 dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt:
Zunächst gelangt der Substratträger 2 mit den von dem Substratträger 2 aufgenommenen Substraten 3 aus einer vorgeschalteten Substratbearbeitungskammer 10 über eine Schleuse 9 mit einem Schleusenventil 18 in die Kammer 12 mit dem erfindungsgemäßen Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1. Die Bewegung des Substratträgers 2 mit den Substraten 3 wird durch das Transportsystem 4 realisiert. Die Bewegung des Substratträgers 2 mit den Substraten 3 erfolgt innerhalb einer Transportebene A in der Transportrichtung B. Für den Transport des Substratträgers 2 mit den Substraten 3 weist das Transportsystem 4 ein internes Rollensystem 19 auf, das es ermöglicht, den Substratträger 2 auf das Bandfördersegment 20 des Substrat- und Substratträgerreinigungsmoduls 1 in das Substrat- und/oder Substratträgerreinigungsmodul 1 zu fördern.
-
Die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 bzw. das sogenannte Ion Air Knife sorgt dafür, dass die auf den Substraten 3 und dem Substratträger 2 liegenden Partikel 17 entladen und von deren Oberflächen entfernt werden. Die Halterung der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 gewährleistet durch ihre Höhenverstellbarkeit und auch durch die Anpassbarkeit des Auftreffwinkels des Luftvorhanges 7, das Anpassungen an die Größe und die Verschmutzung der Substrate 3 und des Substratträgers 2 vorgenommen werden können, um dadurch optimale Reinigungsergebnisse erzielen zu können.
-
Die der ionisierenden Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 in der Transportrichtung B des Substratträgers 2 vorgeschaltete Partikelabsaugvorrichtung 6 bildet einen Unterdruck aus, der größer als der Druck des durch die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 erzeugten Luftvorhanges 7 ist. Dadurch werden insbesondere kleine Partikel 17, die durch den Luftvorhang 7 entgegen der Transportrichtung B des Substratträgers 2 geschoben werden, erfasst und entsprechend den schematisch gezeigten Absaugrichtungen C, D abgesaugt. Der durch die Partikelabsaugvorrichtung 6 erzeugte Unterdruck ist dabei so eingestellt, dass er nicht zu groß ist, um die relativ leichten Substrate 3 nicht anzusaugen und dadurch zu brechen. Der Unterdruck wird hierbei durch einen in 1 nicht dargestellten, entsprechend dimensionierten Saugmotor erzeugt, dem ein Filtersystem, welches ebenfalls hier nicht dargestellt ist, vorgeschaltet ist. Die Partikelabsaugvorrichtung 6 und das Filtersystem sind so gestaltet, dass deren Reinigung bzw. der Tausch der Filter einfach und schnell zu realisieren ist.
-
Größere Partikel 17, welche aufgrund ihrer Masse von der Partikelabsaugvorrichtung 6 nicht erfasst werden, fallen in den unter der Transportebene A vorgesehenen Partikelauffangbehälter 8, welcher unter dem Transportsystem 4 vorgesehen ist. Je nach Füllung des Partikelauffangbehälters 8 mit Verschmutzungen wird dieser in regelmäßigen Abständen während einer Wartung beispielsweise manuell entleert.
-
Nachdem der Substratträger 3 mit den Substraten 2 unter der Partikelabsaugvorrichtung 6 und dem durch die ionisierende Luftvorhangserzeugungsvorrichtung 5 erzeugten Luftvorhang 7 hindurch gefahren wurde und die Partikel 17 entfernt wurden, kann der Substratträger 2 entladen werden. Diese Entladung von den Substraten 3 wird je nach Ausrüstung manuell oder automatisiert durchgeführt. Dazu wird der Substratträger 3 bis in das Liftmodul 11 gefördert. Dort erfolgt eine Absenkung des Substratträgers 2 durch einen dafür vorgesehen Lift entsprechend der durch den Pfeil E in 1 gezeigten Richtung. Die Transportrichtung des Substratträgers 3 kehrt sich in einer unteren Ebene des Liftmodules 11 nun um, wodurch der leere Substratträger 2 wieder in Richtung der Substratbearbeitungskammer(n) der Substratbearbeitungsanlage transportiert wird.
-
Beim Passieren der unteren Ebene des Substrat- und Substratträgerreinigungsmodules 1 ist eine in 1 nicht dargestellte Anordnung von Bürsten sowie eine ebenfalls nicht dargestellte weitere Absaugeinheit vorgesehen, die dafür sorgen, dass Staubreste, welche auf dem Substratträger 2 verblieben sind, entfernt werden, um diese dabei einem erneuten Einschleusen des Substratträgers 2 in die Substratbearbeitungskammern nicht in den Prozess zu verschleppen. Die entsprechend verwendeten Bürsten haben dichte und weiche Borsten, um bei einer effektiven Reinigung die Förderung des Substratträgers 2 nicht durch einen zu hohen mechanischen Widerstand zu verhindern. Ein weiterer positiver Aspekt der Bürsten ist, dass Substratbruchreste, welche von einer automatisierten Entladeeinheit, wie einem Roboter mit einem Greifersystem, nicht erfasst werden, von dem Substratträger 2 herunter geschoben werden. Wiederum ist auch in der unteren Transportebene ein in 1 nicht gezeigter Partikelauffangbehälter bzw. eine entsprechende Auffangwanne am Boden des Substrat- und Substratträgerreinigungsmodules 1 vorgesehen, in welcher Substratbruchreste und durch die Bürsten abgekehrte Partikel 17 aufgefangen werden.
-
Somit dient die in 1 dargestellte „obere Ebene“ den Reinigungsaufgaben, wie dem Entfernen der Partikel 17 von den Oberflächen der Substrate 3 und/oder des Substratträgers 2, dem Absaugen kleinerer Partikel 17 und dem Auffangen größerer und schwererer Partikel 17, während die „untere Ebene“, die 1 nicht gezeigt ist, insbesondere der Rückführung des Substratträgers 2 in die Substratbearbeitungskammer(n) der Substratbearbeitungsanlage dient.
