DE19546990C2 - Anlage zur chemischen Naßbehandlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur chemi­ schen Naßbehandlung von Substraten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Trocknungsverfahren.

Heutzutage weist eine automatische Naßbank eine Reihe von Becken oder Tanks für eine Abfolge chemischer Naßprozesse auf. Nach Abschluß einer chemischen Prozeßfolge oder zwischen Prozeßschritten werden Substrate, zum Beispiel in einer Kassette angeordnete Siliziumwafer, in ein Spül­ becken getaucht und anschließend getrocknet.

Das Trocknen eines Substrats kann beispielsweise mittels einer Zentrifuge erfolgen, aber auch während des lang­ samen Herausfahrens des Substrats aus dem Spülbecken.

Aus der EP 0 385 536 ist ein Trocknungsverfahren bekannt, bei dem zusätzlich zum langsamen Herausfahren des Sub­ strats aus einem Bad ein Dampf auf das Substrat ange­ wendet wird, wobei der Dampf nicht auf dem Substrat kon­ densiert, jedoch in die Flüssigkeit diffundiert. Am Flüs­ sigkeits-Meniskus auf der Substratoberfläche entsteht ein Konzentrationsgradient und damit ein Oberflächenspan­ nungsgradient, der eine Flüssigkeitsbewegung vom Substrat weg in die Flüssigkeit erzeugt und ein rückstandsfreies Trocknen des Substrats bewirkt. Während der chemischen Naßbehandlung bzw. des Spülens und des Trocknens werden die Substrate in Trägern, auch Waferkassetten genannt, in Schlitzen, die auf der Innenfläche der Seitenwände der Kassette ausgebildet sind, gehalten. Derartige Standardträger weisen insbesondere auch relativ große Flächen mit Kanten und Ecken auf, so daß eine relativ große Menge an Chemikalien von einem Prozeßtank in einen anderen bzw. von einem Bad in ein anderes Bad, verschleppt und der Trocknungsvorgang erschwert wird. Die Kanten und großen Flächen der herkömmlichen Substratträ­ ger verlängern insbesondere auch die jeweiligen Reini­ gungs-, Spül- und Trocknungsschritte während der Behand­ lung, weil relativ viel Flüssigkeit an den Flächen, Kan­ ten und Ecken haften bleibt, und das Freispülen der Che­ mikalien umständlicher wird. Wenn der Träger jedoch keine seitlichen Führungen aufweist, fehlen auch seitliche Füh­ rungen für die Substrate während des Aushubs. Bei den be­ kannten Vorrichtungen werden die seitlichen Tragerführungen dazu benutzt, die Substrate während des Herausfahrens aus einem Bad zu halten, um die Substrate beim Ausheben aus dem Träger vor dem Umfallen zu schüt­ zen.

Aus der JP 5-27 06 60 (A) ist eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art bekannt, bei der eine Aushubvorrich­ tung mit einem Transportschlitten zum Ein- und Ausbringen von Substraten und Substratträger in und aus einem Behälter zur chemischen Naßbehandlung vorgesehen ist. Wie im Falle des Aus- und Einbringens bei der aus der EP 0 385 536 A bekannten Anordnung bleiben die Substrate im Träger, der zusammen mit dem Träger ein- und ausge­ bracht wird.

Aus der US 52 99 901 ist ein Substrat-Handhabungsgerät bekannt, bei der ein erster Transportschlitten einen Träger für die Substrate und ein zweiter Transportschlit­ ten die Substrate in und aus dem Träger bewegt. Das Ein- und Ausbringen von Substraten bzw. Substratträgern aus einem Behälter für chemische Naßbehandlung von Substraten und die damit verbundenen Erfordernisse und Schwierigkei­ ten sind in dieser Druckschrift nicht angesprochen.

Aus der US 49 63 069 ist eine Substrat-Handhabungsvor­ richtung bekannt, bei der ein Substrat-Träger mittels einer Hubvorrichtung auf und nieder bewegt wird und zu­ sätzlich eine Kolben-Zylindereinheit mit einer Gelenkver­ bindung zur Hubstange vorgesehen ist, um den Substrat­ träger aus der Hubbewegung heraus zu bewegen.

Aus der DE 34 25 267 C2 ist eine Vorrichtung zum Trans­ portieren und individuellen Behandeln von Substraten bekannt, bei der die Substrate innerhalb des Substrat­ trägers und aus diesem heraus angehoben werden.

Die US 34 93 093 zeigt und beschreibt eine Transport- und Handhabungsvorrichtung, mit der Gegenstände angehoben bzw. transportiert werden, bei der eine Steuerkurve ein­ gesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage bzw. ein Verfahren für die chemische Naßbehandlung, ins­ besondere für eine Spülung und/oder Trocknung zu schaffen bzw. anzugeben, mit der bzw. mit dem die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterchips und/oder Wafern erhöht, der Verfahrensablauf vereinfacht, und die Fertigungsqualität verbessert werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch ist eine getrennte Aushubsteuerung für die Substrate und den Substratträger und damit eine optimale Anpassung der Bewegungen an die Prozeßerfordernisse möglich. Eine derartige Verbindung mit der Möglichkeit einer Relativ­ bewegung der Schlitten zueinander führt zu einer opti­ malen Anpassung der Bewegungen der beiden Schlitten und damit der Substrate und des Substratträgers. Die erfindungsgemäßen Merkmale und Maßnahmen ermöglichen das kontinuierliche Herausfahren der Träger mit den darin enthaltenen Substraten und das nachfolgende Herausheben der Substrate aus dem Träger, ohne daß während dieses gesamten Vorgangs ein Stillstand oder ein starkes Vermindern der Geschwindigkeit der herauszufahrenden Träger insbesondere auch während des Wechsels von der Bewegung des Trägers zur Bewegung der Substrate relativ zum Träger eintritt. Bei der Behandlung von Trägern, insbesondere von Wafern ist es nämlich sehr wichtig, daß ein Stillstand während des Aushebens der Wafer aus dem Behandlungs-, Spül- oder Reinigungsbad nicht auftritt, weil andernfalls bei Unterbrechen des Bewegungsvorgangs sich im Bereich des Übergangs aus der Flüssigkeit in den Raum oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche Partikel auf dem Wafer absetzen. Durch den mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen möglichen Differentialhub zwischen Träger und Substraten ist eine stetige, kontinuierliche Bewegung der Substrate aus der Flüssigkeit heraus und insbesondere durch die Flüssigkeitsoberfläche hinweg möglich.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorzugsweise ist der erste Transportschlitten mit einer Antriebsvorrichtung verbunden. Der zweite Transport­ schlitten wird dabei nicht selbstständig sondern nur über den ersten Transportschlitten angetrieben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Gelenkverbindung zwei Schenkel auf, wobei ein erster Schenkel mit dem ersten Transportschlit­ ten und ein zweiter Schenkel mit dem zweiten Transport­ schlitten gelenkig verbunden ist. Die den Transport­ schlitten abgewandten Enden der Schenkel sind über einen Stift drehbar verbunden.

Vorteilhafterweise läuft ein vorstehender Bereich des die beiden Schenkel verbindenden Stifts an einer Steuerkurve ab. Die Steuerkurve gibt dadurch den Bewegungsablauf des Verbindungspunkts der beiden Schenkel vor. Durch eine geeignete Wahl der Steuerkurve kann auf die Bewegung der ersten und zweiten Transportschlitten zusammen, aber auch unabhängig voneinander Einfluß genommen werden. Dadurch wird ein Differenzhub realisiert, der anfänglich die Substratträger und die Substrate gemeinsam in gleicher Geschwindigkeit bewegt und dann die Bewegung des Substratträgers anhält, während sich die Substrate weiter bewegen. Durch die Verbindung eines Substratträgers ohne seitliche Führungen, die auch unter der Bezeichnung "Low Mass Carrier" oder "Low Profile Carrier" bekannt sind, mit einem derartigen Differenzhubmechanismus entfallen fest installierte Substratträgeraufnahmen im Behälter, die für das Prozessieren von Standardcarriern erforder­ lich sind.

Vorteilhafterweise weist die Steuerkurve einen geraden, parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Abschnitt und einen sich an den geraden Abschnitt anschließenden Kurvenabschnitt auf.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vergrößert sich der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Transport­ schlitten, und damit zwischen den Substraten und dem Substratträger, wenn der Stift auf dem Kurvenabschnitt abläuft. Durch die Vergrößerung des Abstands zwischen den Substraten und den Substratträgern werden die Substrate aus dem Substratträger gehoben.

Vorteilhafterweise ist die Form des Kurvenabschnitts so gewählt, daß sich der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Transportschlitten stetig vergrößert. Dadurch ist eine konstante Aushubgeschwindigkeit der Substrate sichergestellt, so daß Trocknungsflecken und Partikelan­ häufungen an den Substraten aufgrund ruckartiger Beweg­ ungen oder gar Stillstand sicher vermieden werden.

Vorzugsweise ist die Form des Kurvenabschnitts in seinem Endbereich so gewählt, daß der zweite Transportschlitten allmählich zum Stillstand kommt. Der Punkt, an dem der zweite Transportschlitten zum Stillstand kommt, ist so gewählt, daß der zweite Transportschlitten vorzugsweise dann zum Stillstand kommt, wenn die Substrate mit einer Führung außerhalb des Substratträgers in Eingriff kommen, der Substratträger jedoch noch nicht mit den außerhalb des Beckens vorgesehenen Substratführungen kollidiert.

Vorteilhafterweise ist der erste Transportschlitten mit einer messerartigen Anhebevorrichtung, auch "Messer" ge­ nannt, verbunden, der bzw. das die Substrate an einem Punkt unterstützt, so daß nur ein punktförmiger Kontakt stattfindet. Dieser Kontakt des Substrats verläßt das Fluid zuletzt beim Herausfahren. Die Messerform hat den Vorteil, daß an dieser Stelle auf den Substraten befindliches Fluid durch die messerartige bzw. spitze Form abgeleitet wird. Das "Messer" ist mit Einkerbungen versehen, die die Substrate vor dem Verrutschen schützen.

Bevorzugterweise werden die messerartige Anhebevorrich­ tung und der Substratträger mit gleicher Geschwindigkeit angehoben, wenn der Stift aus dem geraden Abschnitt der Steuerkurve abläuft. Dies ist dann der Fall, wenn sich die Substrate während des Anhebens noch im Substratträger befinden. Der zweite Transportschlitten kommt erst dann zum Stillstand, wenn die Substrate in Führungen außerhalb des Substratträgers in Eingriff kommen.

Falls eine Haube über dem Behälter angeordnet ist, insbe­ sondere bei einem Trocknungsvorgang, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Führungen innen an den Seitenwänden der Haube ausgebildet sind. Die Haube, die primär zur Ab­ deckung des Behälters bzw. des Beckens vorgesehen ist, dient somit auch zur Führung der Substrate, wenn diese nicht in Eingriff mit dem Substratträger stehen. Vorteil­ hafterweise ist an der Deckwand der Haube eine Diffusor­ platte angeordnet, um eine Isopropylalkohol (IPA)/N₂-At­ mosphäre zur Verbesserung des Trocknungsvorgangs zu er­ zeugen.

Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Aushubvor­ richtung zusätzlich einen lös- und arretierbaren Klinkme­ chanismus auf, der den ersten und zweiten Transport­ schlitten starr miteinander verbindet. Die starre Verbin­ dung zwischen dem ersten und zweiten Transportschlitten, entspricht der Bewegung des Stifts der Gelenkverbindung auf dem parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Ab­ schnitt der Steuerkurve. Bei verriegeltem Klinkmechanis­ mus ist der Substratträger mit den Substraten vollständig aus dem Behälter aushebbar, beispielsweise dann, wenn sich die Übergabeposition des Substratträgers im oberen Beckenbereich befindet, und insbesondere wenn der Substratträger mit den Substraten in das Becken ein- oder aus dem Becken ausgebracht werden soll. Vorzugsweise ist ein Zylinder vorgesehen, der den Klinkmechanismus für ei­ ne einfache Steuerung ent- und/oder verriegelt, insbeson­ dere bei Verwendung der Anlage als Modul eines automa­ tisch zu beladenden Systems. Durch den lösbaren Klink­ mechanismus wird gewährleistet, daß die Transportschlit­ ten gemeinsam zum Be- bzw. Entladen in die obere Position fahren können, jedoch auch zum Ausheben der Substrate aus dem Substratträger getrennt werden können.

Vorzugsweise ist eine Haube über dem Becken vorgesehen, und die Haube weist eine Tropfschutzvorrichtung auf. Insbesondere dann, wenn wenigstens zwei Becken zur Behandlung von Substraten nebeneinander angeordnet sind, tritt bei den herkömmlichen Vorrichtungen der Nachteil auf, daß beim Einsetzen oder Ausfahren nasser Substrate und/oder Substratträger Tropfen auf die Hauben benachbarter Behandlungsbecken fallen. Wenn daraufhin die Haube über den Becken verfahren wird, um beispielsweise im Becken abgetrocknete Substrate und/oder Substrathalter aus dem Becken zu entnehmen, ist die Gefahr groß, daß Tropfen seitlich an der Haube ablaufen und auf die jeweils trockenen Substrate fallen. Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme, an der Haube eine Tropfschutzvorrichtung vorzusehen, behoben.

Vorzugsweise ist die Tropfschutzhaube eine Abtropfplatte, die entweder auf der Oberseite der Haube angeordnet oder in Form eines Kragens um die Haube herum angebracht bzw. ausgebildet ist. Die Anordnung der Abtropfplatte bzw. des Kragens hängt im wesentlichen von der räumlichen Situa­ tion ab und wird entsprechend dem vorhandenen Platz ge­ wählt.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung steht die Platte bzw. der Kragen über die Haubenab­ messungen hinweg vor, wobei gemäß einer besonders vor­ teilhaften Ausführungsform der Erfindung die Abtropf­ platte und/oder der Kragen zu derjenigen Seite der Haube schräg nach unten weist, in die die Haube bei Öffnen des Beckens verschoben wird. Auf diese Weise ist sicherge­ stellt, daß auf der Seite der Haube, die über das offene Becken hinwegleitet, keine Flüssigkeit ablaufen und ins Becken tropfen kann, weil die Abtropfplatte bzw. der Kra­ gen über die Seitenwandung der Haube hinausragt und von der Seitenwand bzw. von der Haubenoberseite nach oben weist und daher Flüssigkeit nicht abtropfen kann. Die auf die Haube gelangende Flüssigkeit bzw. die an den Seiten­ flächen bis zum Kragen ablaufenden Tropfen werden über die Abtropfplatte bzw. den Kragen schräg auf die Seite der Haube geführt, die beim Öffnen und Schließen des Beckens nicht über das offene Becken gelangt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist über dem Rand des Beckens, über die die Haube nicht ver­ schoben wird, am Becken eine Beckenrand-Abtropfschräge angebracht, die verhindert, daß Flüssigkeit von oben auf den Beckenrand tropfen und diesen verunreinigen bzw. wie­ der benetzten kann, wenn beispielsweise Substrate und Substrathalter über diesen Bereich transportiert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Becken eine Reinigungsöffnung auf. Bei der Behand­ lung von Substraten, insbesondere Wafern, im Becken kommt es während der Behandlung oder während der Manipulation der Wafer vor, daß diese brechen oder Teile davon ab­ brechen, die danach im Becken verbleiben. Diese Rück­ stände mußten aufwendig von oben entfernt werden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, das Becken mit einer Reinigungsöffnung zu versehen, ist das Entfernen von Rückständen oder zerbrochenen Wafern wesentlich einfa­ cher. Dazu ist die Reinigungsöffnung vorteilhafterweise mit einem abnehmbaren, vorzugsweise abschraubbaren Flansch abgeschlossen, wobei die Reinigungsöffnung vor­ teilhafterweise an einer Seite des Beckens am oder nahe dem Beckenboden vorgesehen ist. Dadurch ist ein direkter Zugriff zu den Rückständen und Waferbruchstücke im Tank schnell und unkompliziert möglich.

Bevorzugterweise wird die erfindungsgemäße Aushubvorrich­ tung bei einem Trocknungsverfahren eingesetzt. Dabei werden die Substrate aus einem Spülfluid ausgehoben und der Substrathalter im Becken belassen. Anschließend wird der Fluidspiegel unter den Substrathalter abgesenkt, was beispielsweise durch Öffnen eines Abflusses bewirkt wird. Anschließend werden die getrockneten Substrate zurück in den ebenfalls trockenen Substrathalter abgesenkt. Die Trocknung der Substrate geschieht also während des Aus­ bringens der Substrate aus einem Becken, während der Substratträger durch das Absenken des Flüssigkeits­ spiegels des Spülfluids getrocknet wird.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten und Vorteile derselben wird bzw. werden nachfolgend anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Rückseite einer Ausführungsform einer Aushubvorrichtung für eine erfindungsgemäße Trocknungsanlage;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Aushubvorrichtung gemäß der Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Trocknungsanlage zur chemischen Naßbehandlung und gleichzeitig einen ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungs­ vorgangs;

Fig. 4 einen zweiten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 5 einen dritten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 6 einen vierten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 7 einen fünften Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 8 einen sechsten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 9 einen siebten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs;

Fig. 10 einen achten Schritt eines erfindungsgemäßen Trocknungsvorgangs

Fig. 11 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung mit einer Abtropfplatte über der Haube

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung mit einer Tropfschutzvorrichtung in Form eines um eine Haube herum angeordneten Kragens;

Fig. 13 die Ausführungsform gemäß Fig. 12 in Aufsicht;

Fig. 14 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung mit einer Reinigungs­ öffnung im Becken;

Fig. 15 einen schematischen Querschnitt entlang der in Fig. 14 eingezeichneten Schnittlinie I-I.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Aushubvorrichtung 1 einer erfindungsgemäßen Anlage 20 zur Trocknung von Wafern 25 entsprechend Fig. 3 dargestellt. Die Aushubvorrichtung 1 weist einen ersten Transportschlitten 2 mit einem Träger­ arm 14 für eine messerartige Anhebevorrichtung 16 und einen zweiten Transportschlitten 3 mit einem Trägerarm 15 für den Subtratträger 17 auf, die durch eine Gelenkver­ bindung 4 miteinander verbunden sind. Die Gelenkverbin­ dung 4 umfaßt einen ersten Schenkel 5 und einen zweiten Schenkel 6, der mit dem ersten Transportschlitten 2 bzw. mit dem zweiten Transportschlitten 3 gelenkig verbunden ist. Die beiden Schenkel 5, 6 stehen über einen Stift 7 miteinander in Verbindung. Der erste Transportschlitten 2 wird von einem (nicht gezeigten) Motor angetrieben und zieht beim Aushub über die Gelenkverbindung 4 den zweiten Transportschlitten 3 auf einer Führungsschiene 10 mit nach oben. Dabei läuft der Stift 7 eine Steuerkurve 11 ab, die aus einem geraden Abschnitt 12 und einem krummen Kurvenabschnitt 13 besteht.

Bewegt sich der Stift 7 auf dem geraden Abschnitt 12, so bildet die Gelenkverbindung 4 im wesentlichen eine starre Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Transport­ schlitten 2, 3. In diesem Zustand wird der Substratträger 17 mit den darin befindlichen Wafern 25 angehoben, wäh­ rend die messerartige Anhebevorrichtung 16 noch nicht an den Wafern 25 anliegt. Ab Beginn des Kurvenabschnitts 13 der Steuerkurve 11 wird der zweite Transportschlitten 3 allmählich langsamer als der erste Transportschlitten 2. Dadurch kommt die messerartige Anhebevorrichtung 16 in Berührung mit den Wafern 25 und hebt diese an und aus den Halterungen des Substratträgers 17 heraus. Zu diesem Zeitpunkt werden die Wafer 25 jedoch bereits in Führungen 39 einer Haube 22 gehalten, wie dies aus der nachfolgen­ den noch zu beschreibenden Fig. 5 ersichtlich ist. Der Transportschlitten 3 kommt dabei jedoch nicht vollständig zum Stillstand, sondern läuft entsprechend der Kurvenform des Kurvenabschnitts 13 der Bewegung des ersten Trans­ portschlittens 2 nach, da die Schenkel 5, 6 die Möglich­ keit haben, sich um den Stift zu drehen und dadurch ihren Winkel zueinander kontinuierlich zu vergrößern. Der Zeit­ punkt des Stillstands des zweiten Transportschlittens 3 ist dann erreicht, wenn der Stift 7 an einer Stelle des Kurvenabschnitts 13 gelangt ist, an der er in einen Kreisbogen übergeht, dessen Radius dem Abstand zwischen Stiftachse und der Drehachse des Verbindungspunktes zwi­ schen dem zweiten Schenkel 6 und dem zweiten Transport­ schlitten 3 entspricht. Das Eigengewicht des Transport­ schlitten 3 bewirkt dabei den Stillstand.

Der Radius des Bereichs des Kurvenabschnitts 13, der sich zwischen dem geraden Abschnitt 12 und dem Stillstands­ punkt des Kurvenabschnitts 13 befindet, ist dabei größer als der Radius des Bereichs des Kurvenabschnitts 13 nach dem Stillstandspunkt.

In den Fig. 3 bis 10 ist der Ablauf eines Trocknungsver­ fahrens unter Verwendung der dort nicht dargestellten Aushubvorrichtung 1 wiedergegeben. In den Fig. 3 bis 10 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.

Gemäß Fig. 3 weist die erfindungsgemäße Anlage 20 ein Becken oder einen Behälter 21 auf, über den seitlich eine Haube 22 geschoben wird. Innerhalb des Beckens 21 ist die von dem Substratarm 14 getragene messerartige Anhebevor­ richtung 16 sichtbar.

Ein Substratträger 17 mit darin angeordneten Wafern 25 wird von einem Anlagenhändler 24 auf die in ihrer unteren Endstellung befindliche Aushubvorrichtung 1 aufgesetzt. Ein Spülfluid 23 strömt von unten in das Becken 23 und strömt über eine Überlaufkante 28 in ein äußeres Über­ laufbecken 29. Da sich die Aushubvorrichtung 1 in ihrer unteren Endstellung befindet, sind die Wafer 25 vollstän­ dig in das Spülfluid 23 eingetaucht.

Der Substratträger 17 besitzt zwei parallel angeordnete Seitenplatten, von denen in der Ansicht der Fig. 3 nur eine Seitenplatte 30 erkennbar ist. Zwischen den Seiten­ platten sind vier Stäbe 31, 32, 33, 34 mit Querschlitzen für die Aufnahme der Wafer 25 angebracht. Einzelheiten eines derartigen auch als "Low Mass Carrier" bezeichneten Substratträgers sind in der nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift 44 28 169 beschrieben, die zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird, um Wiederho­ lungen zu vermeiden.

Ein Gas wird von oben in die Haube 22 geleitet und tritt über die Überlauföffnungen des Beckens aus dem Trocknungsraum aus.

Die Einleitung des für die Trocknung verwendeten Gases erfolgt über ein Längsrohr innerhalb des oberen Deckelbe­ reichs der Haube 22. Die zwischen dem Längsrohr und dem Deckelinnenvolumen angeordnete Diffusorplatte besitzt ein definiertes Lochbild, das eine gleichmäßige Gasverteilung über die Breite und Länge des Deckes bewirkt. Wenn gleichzeitig mehrere Substratträger 17 in einer Trocknungsanlage 20 pozessiert werden, befinden sich vor­ zugsweise im Deckel an den Frontseiten der Waferpakete jeweils Trennwände, die dafür sorgen, daß in der Haube 22 für die einzelnen Waferpakete eine gleichmäßige Vertei­ lung des Gases, vorzugsweise eines IPA/N₂-Gemisches für den gesamten Raum garantiert wird. Andernfalls könnten sich unterschiedliche Strömungs-Verhältnisse ergeben, so daß einzelne Wafer 25 der Pakete unterschiedliche Trocknungsergebnisse aufweisen. Zur Führung der Wafer 25 sind an gegenüberliegenden Innenseitenflächen Führungs­ schlitze 39 ausgebildet. Die Führungsschlitze 39 in der Haube 22 sind um etwa 5 Grad geneigt. Entsprechend werden die Substratträger 17 mit dem gleichen Neigungswinkel in das Becken 21 abgesenkt. Dadurch ist die Lage der Wafer 25 während des gesamten Trochnungsprozesses definiert und die Trocknung des Substratträgers wird ebenfalls verbes­ sert.

Die Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der in Fig. 3 lediglich dadurch, daß die Haube 22 über das Becken 21 gefahren ist. Danach wird der Substratträger 17 mit dem Wafer 25 angehoben.

Dabei läuft der Stift 7 durch den Antrieb des ersten Transportschlittens 2 auf dem geraden Abschnitt 12 der Steuerkurve 11 ab.

In Fig. 5 ist der Punkt der Bewegung erreicht, an dem der Stift 7 den geraden Abschnitt 12 der Steuerkurve 11 ver­ läßt und den Kurvenabschnitt 13 der Steuerkurve 11 abzu­ laufen beginnt. Die Form und Größe der Steuerkurve 11 ist derart ausgebildet, daß dieser Punkt dann erreicht wird, wenn die Wafer 25 mit den seitlichen Führungen 39 in der Haube 22 in Eingriff kommen, so daß der Substratträger 17 nicht mehr zur Führung der Wafer 25 benötigt wird. Die Wafer 25 werden danach durch die messerartige Aushebevor­ richtung 16 angehoben.

Nach dem Ausfahren der Wafer 25 aus dem Spülfluid 23 werden die Wafer 25 getrocknet. Der Trocknungsvorgang wird durch die IPA/N₂-Atmosphäre oberhalb des Behälters 21 unterstützt, da sich das Gas mit dem Spülfluid 23 auf den Substraten 25 mischt und durch den Gradienten in den Oberflächenspannungskräften verhindert wird, daß ein Flüssigkeitsfilm auf dem Substrat 25 verbleibt.

Gemäß Fig. 6 bleibt der Substratträger 17 langsam gegen­ über der messerartigen Aushebevorrichtung 16 zurück. Da­ durch übernimmt die messerartige Aushebevorrichtung 16 das weitere Ausheben der Wafer 25 aus dem Behälter 21.

In Fig. 7 ist die Stellung des Substratträgers 17 ge­ zeigt, in der dieser vollständig stehen bleibt und sich nur noch die messerartige Aushebevorrichtung 16 nach oben bewegt. Dadurch wird der Substratträger 17 nicht an die Führungen 39 der Haube 22 gedrückt, was andernfalls zu einer Beschädigung der Führungen und einer Zerstörung des Substratträgers 17 führen würde.

Fig. 8 zeigt das Ende des Trocknungsvorgangs der Sub­ strate 25. Die Wafer 25 haben den höchsten Punkt ihrer Bewegung erreicht und sind vollständig über den Flüssig­ keitsspiegel 27 herausgehoben. Um die Substratträger 17 zu trocknen, wird-der Flüssigkeitsspiegel durch Öffnen eines Ablaufes gesenkt. Die Wafer 25 und die Substratträ­ ger 17 befinden sich dann in der IPA/N₂-Atmosphäre befin­ den.

In Fig. 9 ist der Flüssigkeitsspiegel 27 des Spülfluids 23 unter den Substratträger 17 abgesunken. Inzwischen wurde der anhand der Fig. 4 bis 7 beschriebene Bewegs­ vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, so daß sich der Substratarm 14 und der Substratträgerarm 15 wie­ der in ihren unteren Endstellungen befinden. Die Wafer 25 und der Substratträger 17 sind dann getrocknet.

Gemäß Fig. 10 wird die Haube 22 seitlich verschoben, so daß der Substratträger 17 mit den Wafern 25 durch den An­ lagenhandler 24 aus dem Behälter 21 entfernbar ist.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zum chemischen Behandeln von Substraten ist über einer oberen Wandung 41 einer Haube 42 eine Tropf­ schutzeinrichtung in Form einer Abtropfplatte 43 vorge­ sehen, die in einem Winkel von beispielsweise 5° zur oberen Wand 41 der Haube 42 angebracht ist. Die Abdeck­ platte 43 ragt mit ihren seitlichen Enden 44, 45 über die Seitenwände 46, 47 der Haube 42 hinaus. Insbesondere dann, wenn mindestens zwei Behandlungsbecken nebenein­ ander angeordnet sind, werden behandelte, mit Flüssigkeit benetzte Substrate bzw. Substratträger über die Haube 42 transportiert, so daß nicht vermieden werden kann, daß Flüssigkeit auf die Haube 42 bzw. gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Abtropfplatte 43 tropft. Ohne Vorhan­ densein der Abtropfplatte 43 würde diese Flüssigkeit an den Seiten 46, 47 der Haube 42 als Tropfen abfließen und bei Öffnen der Haube 42 beispielsweise durch Verschieben nach links insbesondere von der Seitenwand 47 in ein lediglich schematisch dargestelltes Becken 48 tropfen, in dem sich ein anderes Behandlungsfluid oder bereits getrocknete Substrate und/oder Substratträger befindet bzw. befinden, so daß das Behandlungsfluid verunreinigt wird bzw. die bereits trockenen Substrate oder Substrat­ träger wieder naß werden. Die dadurch entstehenden Nach­ teile, wie beispielsweise häufigeres Auswechseln des Behandlungsfluids oder Ausschuß durch wieder mit Flüs­ sigkeit benetzte Wafer werden erfindungsgemäß mit der vorgesehenen Abtropfplatte 43 vermieden. Die Abtropf­ platte 43 verhindert ein Herunterlaufen von Tropfen an den Seitenflächen 46, 47 der Haube 42 und insbesondere auch an der Seitenfläche 47, die etwa beim Verfahren der Haube 42 nach links zur Öffnung des Beckens 48 über das offene Becken 48 gelangt. Durch die schräge Anordnung der Abtropfplatte 43 in Richtung derjenigen Seite nach unten, in die die Haube 42 verfahren wird, läuft bzw. tropft die Flüssigkeit von der Abtropfplatte 43 außerhalb des Beckenbereichs ab und gelangt daher nicht in das Becken 48.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist auf der Seite des Beckens 48, über die die Haube 42 beim Öffnen des Beckens nicht bewegt wird, eine zusätzliche Beckenwand- Abtropfschräge 49 über diesem Beckenrand 50 am Becken befestigt, über die die von oben auf die Abtropfschräge 49 tropfende Flüssigkeit abgeleitet wird und den Beckenrand 50 nicht erreicht.

Die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 11 dargestellten Ausbildung im wesentlichen lediglich dadurch, daß die Abtropfschutzvorrichtung in diesem Falle in Form eines Kragens 61 ausgebildet ist, der im Bereich zumindest der Seitenwände 46 und 47 der Haube 42 um die Haube 42 herum oder zumindest im Bereich der Seitenwände 46, 47 ange­ ordnet ist. Durch die überstehenden Bereiche 62, 63 des Kragens 61 ist wiederum in entsprechender Weise, wie dies anhand von Fig. 11 im einzelnen ausgeführt wurde, gewähr­ leistet, daß beim Öffnen des Beckens 48 durch Verschieben der Haube 42 in der Zeichenebene nach links Flüssigkeit, die von oben auf die Haube 2 gelangt, nicht an den Sei­ tenwänden 46, 47 entlang nach unten in das offene Becken 48 abtropfen kann. Die in Fig. 12 dargestellte Becken­ randschräge 49 entspricht derjenigen von Fig. 1 und hat auch dieselbe Funktion.

Bei der in den Fig. 14 und 15 dargestellten Ausführungs­ form des Beckens 71 ist an seiner schmalen Seite 72 ein Reinigungsloch 73 vorgesehen, das am unteren Ende in der Nähe des Beckenbodens ausgeschnitten ist.

Wie insbesondere anhand von Fig. 15 ersichtlich ist, ist das Reinigungsloch 73 mit einem abnehmbaren Flansch 74 verschlossen und über Schrauben 75 am Becken 71 befe­ stigt. Zwischen dem Flansch 74 und dem Becken 71 ist bei der dargestellten Ausführungsform weiterhin ein Zwischen­ flansch 76 vorgesehen. Zur Abdichtung ist an den Rändern des Flansches 74 und/oder des Zwischenflansches 76 eine umlaufende Dichtung 77 angeordnet.

Die Reinigungsöffnung 73 im Becken 71 erlaubt ein einfa­ ches Reinigen des Tankbodens und das problemlose Entfer­ nen von Rückständen oder zerbrochenen Substraten.

Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbei­ spiele erläutert. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich, ohne daß da­ durch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielswei­ se ist es möglich, die Tropfschutzvorrichtung in Form einer Abtropfplatte 43 oder eines Kragens 61 an der Haube 42 je nach den vorhandenen Raumverhältnissen weiter oben oder weiter unten anzuordnen, oder das Maß der Schräge nach den jeweiligen Erfordernissen zu wählen.

Claims (30)

1. Anlage (20) zur chemischen Naßbehandlung von Substra­ ten (25) in einem ein Behandlungsfluid (23) enthal­ tenden Behälter (21), mit einer Aushubvorrichtung (1) zum Ein- und Ausbringen wenigstens eines Sub­ stratträgers (17) und der Substrate (25), wobei die Aushubvorrichtung (1) einen ersten Transportschlit­ ten (2) für die Substrate (25) aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aushubvorrichtung (1) einen zweiten Transportschlitten (3) für den Substratträ­ ger (17) aufweist, und daß die beiden Transport­ schlitten (2,3) über eine Gelenkverbindung (4) mit­ einander verbunden sind.

2. Anlage (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Transportschlitten (2,3) auf einer vertikalen Führungsschiene (10) be­ wegbar ist.

3. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transport­ schlitten (2) mit einer Antriebsvorrichtung verbun­ den ist.

4. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung (4) zwei Schenkel (5, 6) aufweist, wobei ein erster Schenkel (5) mit dem ersten Transportschlitten (2) und ein zweiter Schenkel (6) mit dem zweiten Trans­ portschlitten (3) gelenkig, und die den Transport­ schlitten (2, 3) abgewandten Enden der ersten und zweiten Schenkel (5, 6) miteinander über einen Stift (7) drehbar verbunden sind.

5. Anlage (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorstehender Bereich des die beiden Schenkel (5, 6) verbindenden Stiftes an einer Steuerkurve (11) abläuft.

6. Anlage (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (11) einen geraden, parallel zur Bewegungsrichtung der Transportschlitten (2, 3) ver­ laufenden Abschnitt (12) und einen sich an den gera­ den Abschnitt anschließenden Kurvenabschnitt (13) aufweist.

7. Anlage (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Transportschlitten (2, 3) konstant ist, wenn der Stift (7) auf dem geraden Abschnitt (12) abläuft.

8. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Transportschlitten (2, 3) ver­ größert, wenn der Stift (7) auf dem Kurvenabschnitt (13) abläuft.

9. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Form des Kurvenab­ schnitts (13) so gewählt ist, daß sich der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Transportschlitten (2,3) stetig vergrößert.

10. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Form des Kurvenab­ schnitts (13) in seinem Endbereich so gewählt ist, daß der zweite Transportschlitten (3) allmählich zum Stillstand kommt.

11. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transport­ schlitten (2) mit einer messerartigen Anhebevorrich­ tung (16) verbunden ist.

12. Anlage (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die messerartige Anhebevorrichtung (16) und der Substratträger (17) mit gleicher Geschwindigkeit an­ gehoben werden, wenn der Stift (7) auf dem geraden Abschnitt (12) der Steuerkurve (11) abläuft.

13. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transport­ schlitten (3) zum Stillstand kommt, wenn die Substrate (25) in Führungen (39) außerhalb des Substratträgers (17) in Eingriff kommen.

14. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen in einer Haube (22) oberhalb des Behälters (21) ausgebildet sind.

15. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Aushub der Substrate (25) nach dem Stillstand des zweiten Transport­ schlittens (3) durch die messerartige Anhebevorrich­ tung (16) erfolgt.

16. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (20) zum Spü­ len und/oder Trocknen von Substraten (25) vorgesehen ist.

17. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate und/oder der Substratträger während des Trocknungsvorgangs mit einem Gas, insbesondere einem Gasgemisch aus Isopro­ pylalkohol und Stickstoff, beaufschlagt sind bzw. ist.

18. Anlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein lös- und arretierba­ rer Klinkmechanismus vorgesehen ist, der den ersten und zweiten Transportschlitten (2, 3) starr miteinan­ der verbindet.

19. Anlage (20) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder vorgesehen ist, der den Klinkmecha­ nismus ent- und/oder verriegelt.

20. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (42) über dem Becken (48) vorgesehen ist und eine Tropfschutzvorrichtung (43, 61) aufweist.

21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfschutzvorrichtung eine Abtropfplatte (43) ist (Fig. 11).

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtropfplatte (43) auf der Oberseite der Haube (42) angeordnet ist (Fig. 11).

23. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfschutzvorrichtung (43, 61) als Kragen (61) um die Haube (42) herum angeordnet ist (Fig. 12).

24. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtropfplatte (43) bzw. der Kragen (61) über die Haube (42) hinweg vorsteht.

25. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtropfplatte (43) bzw. der Kragen (61) zu derjenigen Seite (45) der Haube (42) schräg nach unten weist, in die die Haube (42) bei Öffnen des Beckens (48) verschoben wird.

26. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Rand (50) des Beckens (58), über die die Haube (42) nicht verschoben wird, eine Beckenrand-Abtropfschräge (49) vorgesehen ist.

27. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Becken (71) eine Reinigungsöffnung (73) aufweist (Fig. 13 und 14).

28. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsöffnung (73) mit wenigstens einem Flansch (74, 76) abgeschlossen ist.

29. Anlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reinigungsöffnung (73) an einer Seite (72) des Beckens (71) am oder nahe dem Boden­ becken vorgesehen ist.

30. Trocknungsverfahren unter Verwendung einer Aushub­ vorrichtung (1) zum Ein- und Ausbringen wenigstens eines Substratträgers (17) und von Substraten (25), wobei die Aushubvorrichtung (1) einen ersten Transportschlitten (2) für die Substrate (25) und einen zweiten Transportschlitten (3) für den Substratträger (17) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Ausheben der Substrate (5) aus einem Spülfluid (23) und Belassen des Subtratträgers (17) im Behälter (21);
• - Absenken des Spülfluids (23) unter den Substratträger (17); und
• - Absenken der Substrate (25) in den Substrat­ träger (17) nach dem Trocknungsvorgang.