DE19722423C2 - Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluid-Behälter - Google Patents

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluid-Behälter

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiter Wafern, in einem Fluid-Behälter mit wenigstens einem Fluid und mit Ultraschall.
Vorrichtungen zum Behandeln von Substraten sind bekannt. Die Wafer sind bei diesen Anordnungen während der Behand­ lung üblicherweise statisch und fest im Fluid-Behälter angeordnet. Beim Einleiten des Behandlungsfluids, beispielsweise einer Chemikalie oder einer Reinigungsflüssigkeit über eine Einlaßöffnung oder über Fluid-Düsen treten lokal unter­ schiedliche Strömungsverhältnisse, Strömungs-Kreuzungs­ punkte oder Totwinkel auf, die durch die vorgegebenen oder vorhandenen Fluid-Strömungs- oder Strahlungswinkel entstehen.
Bei der Behandlung der Substrate mit Ultraschall etwa zur Verbesserung und Beschleunigung des Reinigungsvorgangs ist eine gleichmäßige Beschallung der Substrate bei den bekannten Vorrichtungen ebenfalls nicht möglich, weil wiederum durch die Beschallungskegel unterschiedliche Be­ strahlungsintensitäten oder gar Totwinkel auftreten. Bei der aus der WO 95/02 473 A1 bekannten Vorrichtung sind Ul­ traschall-Abstrahlvorrichtungen an den Seitenwänden vor­ gesehen. Um die gleichmäßige Beschallung der Substrate zu verbessern, wurden die Führungseinrichtungen für die Substrate auf der Innenfläche der Seitenwände des Fluid- Behälters versetzt angeordnet. Damit ist eine Verbesse­ rung hinsichtlich einer gleichmäßigen Beschallung der Substrate nur im begrenzten Maße möglich, weil diese Führungseinrichtungen, die den Ultraschall-Abstrahlvor­ richtungen gegenüberliegen, aufgrund der dadurch ein­ tretenden Dämpfung andere Beschallungsintensitäten her­ vorrufen, als dies außerhalb der Bereiche der Fall ist, in denen die Führungseinrichtungen nicht vorhanden sind. Darüberhinaus sind die Bereiche der Substrate, die sich in den Führungseinrichtungen befinden, wesentlich schwe­ rer und mit höherem Zeitaufwand sowohl hinsichtlich der Behandlungsfluids als auch hinsichtlich der Ultraschall­ bestrahlung zu behandeln, so daß der Behandlungsvorgang beispielsweise zur Reinigung auch dieser Bereiche ent­ weder sehr lange dauert und damit die Produktivität sinkt, oder der erforderliche Reinheitsgrad überhaupt nicht erreicht werden kann.
In der als ältere Anmeldung zu wertende DE 196 16 402 A1 derselben Anmelderin ist eine Substratbehandlungsvorrich­ tung beschrieben, bei der die Substrate in einem Fluid- Behälter mit Führungen für die Substrate mit einem Fluid und Ultraschall behandelt werden, wobei gemäß einer Aus­ führungsform dieser Vorrichtung die Substrate im Fluid- Behälter gedreht werden.
Aus der Druckschrift JP 60-130 832 A2 ist eine Wafer- Behandlungsvorrichtung zur Behandlung der Wafer mit Fluids bekannt, bei der die Wafer während des Behand­ lungsvorgangs jeweils in Kassetten angeordnet sind, die mit den Wafern in den Fluid-Behälter eingesetzt sind. Zur Verbesserung des Reinigungs- bzw. Behandlungsergebnisses der Wafer werden die Wafer innerhalb der Kassetten ange­ hoben. Dies trägt zwar zur Verbesserung des Behandlungs­ ergebnisses der Wafer bei, jedoch sind die Behandlungs­ möglichkeiten sehr eingeschränkt und auch die für die Behandlung, beispielsweise für die Spülung von Wafern erforderlichen Zeiträume groß, weil die Kassetten den Strömungsvorgang im Fluid-Behälter und zu den Wafern wesentlich behindern, so daß die Wafer nach wie vor nicht gleichmäßig und kurzzeitig behandelt werden können. Durch die Auf- und Abbewegung der Wafer im Fluid wird zwar die Waferoberfläche besser behandelt, und auch in den seit­ lichen Führungen findet dadurch ein besserer Fluidaus­ tausch statt. Die Randbereiche der Wafer bleiben jedoch nach wie vor in den Führungen, so daß diese Randbereiche weiterhin nicht oder nur mit hohem Zeitaufwand gereinigt werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Ultraschall-Behandlung vorgesehen wäre, für die die Nuten wesentliche Behinderungen und Störungen des Reinigungs­ vorganges darstellen.
Aus der Druckschrift JP 61-89 647 A2 ist eine Wafer- Behandlungsvorrichtung bekannt, bei der die Wafer in der Behandlungsflüssigkeit durch einen Mechanismus schritt­ weise gedreht werden, der tangential an den Kanten der Wafer angreift. Durch diese Maßnahme werden auch die Randbereiche der Wafer besser behandelt. Das Drehen von Wafern ist jedoch außer­ ordentlich problematisch, weil nicht nur durch die An­ griffspunkte der Drehvorrichtung am Waferrand die Gefahr einer Partikelbildung groß ist, sondern weil auch die Reibung zwischen den Waferkanten und den Auflagepunkten der Wafer aufgrund des Wafer-Eigengewichts groß ist und damit auch dort die Gefahr von Abrieb besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Behandlung von Substraten zu schaffen, die bei kleinen Abmessungen und geringem Bedarf an Behandlungs­ fluids eine bessere, gleichmäßigere und intensivere Be­ handlung der Substratfläche mit Ultraschall und Fluid ermöglicht.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die durch die Führungen sich ergebenden Ungleichmäßigkei­ ten bei der Behandlung der Substrate im Fluid-Behälter werden erfindungsgemäß dadurch vermieden oder wesentlich verringert, daß die Substrate anheb- und/oder absenkbar sind, während die Substrate mit einem Fluid, Ultraschall oder Licht- beispielsweise Ultraviolettlicht beaufschlagt werden. Die Bereiche, die zu einer bestimmten Lage des Substrats nicht oder nur unzureichend beaufschlagt wer­ den, gelangen durch die Bewegung der Substrate im Fluid- Behälter in Bestrahlungsabschnitte mit besseren Bestrah­ lungskriterien. Möglicherweise auftretende Totwinkel oder Strahlungsbereiche mit geringer Strahlungsintensität wer­ den dadurch bei der Behandlung der Substrate ausgegli­ chen.
Da bei der erfindungsgemäßen Substrat-Behandlungsvorrich­ tung keine Kassetten im Fluid-Behälter erforderlich sind, kann die Vorrichtung bzw. der Fluid-Behälter kleine Ab­ messungen aufweisen, so daß Reinraum-Volumen eingespart wird und die Menge des Behandlungsfluids klein ist. Dar­ überhinaus sind die Einrichtungen zum Einsetzen, Heraus­ nehmen und Bewegen der Substrate in den bzw. aus dem Fluid-Behälter sehr einfach. Dem erfindungsgemäßen Merk­ mal ist dennoch eine über die gesamten Substratflächen hinweg gleichmäßige, gute und intensive Behandlung der Substrate mit Ultraschall, Behandlungsfluid und/oder son­ stigen Bestrahlung gewährleistet, ohne daß Totwinkel oder Behandlungsbereiche mit unterschiedlicher Intensität auf­ treten.
Gemäß der Erfindung sind die Substrate im Fluid-Behälter während des Behandlungsvorgangs um mindestens eine Hub­ höhe Δx anheb- und absenkbar, die den vertikalen Abmes­ sungen der als Stege, Stifte und/oder Noppen ausgebil­ deten Führungen entspricht. Auf diese Weise werden ein­ zelne Substratbereiche unterschiedlichen Bestrahlungsbe­ reichen der Fluid-, Ultraschall-, und/oder Lichtkegel ausgesetzt und kommen von den Stegen, Stiften oder Noppen frei, so daß insgesamt eine gleichmäßigere Behandlung der Substrate über die Substratfläche hinweg und insbesondere auch in den Führungsbereichen möglich ist.
Vorzugsweise weist der Fluid-Behälter eine Substratauf­ nahmevorrichtung in Form eines kammartigen Stegs auf, der sich unterhalb der Substrate in senkrechter Richtung zu den Substratflächen befindet und auf dem die Substrate aufliegen. Auf der Innenfläche wenigstens einer Seiten­ wand des Fluid-Behälters sind Führungen für die Substrate vorgesehen, die in Form von geschlitzten Querstegen, Stiften und/oder Noppen ausgebildet sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung sind die Führungen Teil von vorzugsweise stegför­ migen Elementen aus einem Kunststoff, wobei diese Elemen­ te in oder auf wenigstens einer Behälterwand angeordnet sind. Die Ausbildung der Führungen beispielsweise in ei­ ner Behälterwand aus Glas oder Quarzglas sind sehr auf­ wendig und teuer. Darüberhinaus weisen die im Fluid-Be­ hälter enthaltenen Behandlungsfluids Bestandteile, bei­ spielsweise Säuren, auf, die Quarz und insbesondere die Führungen aus Quarz im Lauf der Zeit aufgrund ihrer Kan­ ten und Ecken besonders stark angreifen. Dadurch verrin­ gert sich die Lebensdauer derartiger Becken bzw. die Füh­ rungen können nicht mehr zuverlässig ihre Funktion aus­ üben. Neben einer einfacheren Fertigung hat die Verwen­ dung von Kunststoff für die Führungen weiterhin den Vor­ teil, daß die Substrate, insbesondere Wafer, kratzfreier in diesen Führungen geführt werden können, als dies mit Führungen aus Quarz möglich ist, das wesentlich härter ist und damit die Substrate beim Ein- und Ausfahren ver­ kratzen kann.
Die Kunststoffelemente sind vorzugsweise in entsprechende Ausnehmungen der Behälterwände eingesetzt, die in den Be­ hälterwänden ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Ausnehmungen, die vorzugsweise Längs­ nuten sein können, Hinterschneidungen aufweisen. Auf die­ se Weise bleiben die Elemente in der Behälterwand auch dann gut und zuverlässig in ihrer Lage gehalten, wenn im Lauf der Zeit insbesondere an Eckpunkten oder Kanten von aus Quarzglas bestehenden Behälterteilen Abtragungen er­ folgen, die den sicheren Halt und die definierte Lage der Elemente und damit der Führungen gefährden. Vorzugsweise weisen die Ausnehmungen oder Längsnuten einen schwalben­ schwanzförmigen Querschnitt auf. Die Kunststoffelemente besitzen vorzugsweise hinsichtlich ihrer in die Ausneh­ mungen der Behälterwand eingesetzten oder eingeschobenen Bereiche eine zu der Ausnehmungsform oder Längsnutenform komplementäre Form. Im Falle von Hinterschneidungen oder schwalbenschwanzförmigen Querschnitten der Ausnehmungen oder Längsnuten der Behälterwand werden die komplementär ausgebildeten Elemente in diese Ausnehmungen oder Nuten eingeschoben und darin zur definierten Lage, beispiels­ weise durch Verschweißen, fixiert.
Wenn die Behälterwand vollständig aus Glas oder Quarzglas besteht, kann die Ultra- oder Megaschall-Beaufschlagung der im Fluid-Behälter befindlichen Substrate mit Schall­ quellen vorgenommen werden, die sich außerhalb des Behäl­ ters finden, weil der Schall durch die Quarzwand dringt.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Behälterwand aus einer inneren Quarzplatte und einer äußeren Kunststoffplatte gebildet, die aneinander befestigt sind. Die Quarzplatte weist da­ bei vorzugsweise Ausnehmungen oder Durchbrechungen auf, in denen die Kunststoffelemente mit den Führungen einge­ legt oder eingeschoben sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, die Kunststoffelemente für die Führungen einstückig mit der äußeren Kunststoffplatte auszubilden, wobei dann diese Elemente durch Ausnehmungen in der inne­ ren Quarzplatte hindurch ins Innere des Fluid-Behälters vorstehen und als Führungen für die Substrate dienen. Bei der genannten Ausführungsform der Behälterwand mit inne­ rer Quarzplatte und äußerer Kunststoffplatte ist es sehr vorteilhaft, Dichtungselemente zwischen Quarzplatte und Kunststoffplatte vorzusehen, so daß das im Fluid-Behälter befindliche Behandlungs-Fluid nicht in Spalten oder Schlitzen zwischen den die Behälterwand bildenden Platten oder Führungselementen hindurch nach außen dringen kann. Die Dichtungselemente sind dabei vorzugsweise als Lippen auf der der Quarzplatte zugewandten Seite der Kunststoff­ platte ausgebildet.
Die Führungen für die Substrate auf den Innenflächen der Seitenwände des Fluid-Beckens, sind Schlitze, Stege, Stifte und/oder Noppen und können so angeordnet sein, daß führungsfreie Bereiche auf den Innenflächen der Seiten­ wände vorliegen, etwa auch durch versetzte Anordnung der Führungen. In diesen freien Bereichen ohne Führungen sind dann vorzugsweise Einlaßöffnungen, Sprühdüsen, Diffuso­ ren, Ultraschall-Abstrahlvorrichtungen, Ultraviolett- Lichtquellen und/oder weitere Einrichtungen zur Behand­ lung der Substrate vorgesehen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die bewegbare Substrataufnahmevorrichtung des Fluid-Behälters wenigsten zwei Halterungsbereiche für die Halterung der Substrate auf. Dadurch ist es möglich, die Substrate im Fluid-Behälter ohne Verwendung von Füh­ rungen an den Innenflächen der Seitenwände zu haltern. Auf diese Weise entstehen keine Relativbewegungen und da­ mit Reibungen zwischen den Substraten und Fluid-Behälter- Einrichtungen mit der Folge, daß ein dadurch auftretender möglicher Abrieb oder die Entstehung von Partikeln, die zu Verunreinigungen der Substratflächen beitragen können, weiter verringert wird.
Um die Substrate in der Substrataufnahmevorrichtung ohne die Notwendigkeit von Führungen innerhalb des Fluid-Be­ hälters sicher haltern zu können, sind in der Aufnahme­ vorrichtung, beispielsweise in zwei voneinander beabstan­ deten Stegen, Schlitze vorgesehen, die vorzugsweise kom­ plementär zur Kantenform der Substrate ausgebildet sind und vorzugsweise in ihrer Breite von den Schlitzöffnungen zu den Schlitzböden hin abnehmen. Auf diese Weise ergibt sich ein sicherer Stand und Halt der Substrate in den mit Schlitzen versehenen, wenigstens zwei Stegen. Der Halt und die Lagestabilität der Substrate in der Substratauf­ nahmevorrichtung wird darüber hinaus weiter verbessert, wenn eine Wand des Schlitzes vertikal und eine zweite Wand des Schlitzes um einen ersten vorbestimmten Winkel zur Vertikalen geneigt ist. Um hinsichtlich der Ausbil­ dung der Substrat-Aufnahmevorrichtung Wiederholungen zu vermeiden, wird insbesondere auf die DE 44 28 169 A1 sowie die nicht vorveröffentlichten DE 196 37 875 A1, und die DE 196 16 402 A1 der selben Anmelderin verwiesen, wobei deren Inhalte insofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.
Insbesondere in Zusammenhang mit einer Substrataufnahme­ vorrichtung zur führungsfreien Halterung der Substrate im Substratbecken ist es vorteilhaft, auf der Oberseite der Substrate eine entsprechende Substrathalterungseinrich­ tung vorzugsweise in Gestalt einer Substrat-Halteleiste oder in Gestalt einer Vorrichtung vorzusehen, die ent­ sprechend der Substrataufnahmevorrichtung mit wenigstens zwei Halterungsbereichen für die Halterung der Substrate ausgebildet ist. Auf diese Weise sind die Substrate im Fluid-Behälter sicher auch für den Fall gehaltert, daß gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Substrate alternativ oder zusätzlich zu ei­ ner Anheb- und Absenkbewegung drehbar sind. Durch die si­ chere Halterung der Substrate in der Substrataufnahmevor­ richtung ohne das Erfordernis von Führungen in oder an den Seitenwänden der Becken ist es möglich, die Substrate kontinuierlich oder auch jeweils um einen bestimmten Win­ kel hin und her zu drehen, während die Substrate behan­ delt, beispielsweise mit Ultraschall beaufschlagt werden. Eine Berührung oder Reibung zwischen den sich bewegenden Substraten und Teilen des Fluid-Behälters wird dadurch vermieden, so daß Abriebpartikel nicht oder nur in gerin­ gem Maße auftreten.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind der Behälterboden und/oder wenig­ stens eine Behälterwand des Fluid-Behälters als Schallab­ strahlvorrichtung ausgebildet. Der gesamte Boden bezie­ hungsweise die gesamte Wand ist dabei eine Schallquelle, so daß eine sehr gleichmäßige Beschallung der Substrate im Fluid-Behälter möglich ist.
Vorzugsweise sind auf den als Ultraschallabstrahlvorrich­ tung ausgebildeten Behälterböden und/oder Behälterwandbe­ reichen Fluid-Düsen, insbesondere als streifenförmige Be­ reiche vorgesehen. Es ist auch umgekehrt möglich, den Be­ hälterboden und/oder wenigstens eine Behälterwand als Fluid-Düsen-Fläche auszubilden und wenigstens einen Be­ reich mit einer Schallabstrahlvorrichtung vorzusehen, der vorzugsweise ebenfalls streifenförmig ausgebildet sein kann. Um hinsichtlich der Ausbildung von Düsensystemen und der Anordnung von Düsen, Ultraschallvorrichtungen, Ultraviolett-Lichtquellen und/oder Diffusoren Wiederho­ lungen zu vermeiden, wird auf die bereits erwähnte DE 196 16 402 A1 verwiesen, deren Inhalt insofern zum Gegen­ stand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand vorteilhafter Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit Auf- und Ab­ bewegung der Substrataufnahmevorrichtung und Führungselementen auf den Innenflächen der Seitenwände des Fluid-Behälters;
Fig. 2 eine Ausführungsform für den Fluidboden und/oder wenigstens eine Seitenwand des Fluid-Behälters in schematischer Darstel­ lung;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform für den Fluidboden und/oder wenigstens eine Sei­ tenwand des Fluid-Behälters in schemati­ scher Darstellung;
Fig. 4 eine Ausführungsform zur Anbringung von Fluid-Düsen in einer als Ultraschall-Ab­ strahlvorrichtung ausgebildeten Behälter­ wand gemäß Fig. 1;
Fig. 5a und 5b eine schematische Seiten- bzw. Quer­ schnittsdarstellung eines Ausführungsbei­ spiels mit stegförmigen Kunststoffelemen­ ten, die in eine aus Quarzglas bestehende Behälterwand eingesetzt bzw. eingeschoben sind; und
Fig. 6a und 6b eine schematische Seiten- bzw. Quer­ schnittsdarstellung, bei der die Behälter­ wand aus einer inneren Quarzplatte und ei­ ner äußeren Kunststoffplatte besteht, wo­ bei in der inneren Kunststoffplatte Kunst­ stoffelemente mit den Führungen eingesetzt sind.
Fig. 1 zeigt einen Fluid-Behälter 1 mit einem Behälterbo­ den 2 und Behälter-Seitenwände 3, 4 im Querschnitt. Im Fluid-Behälter 1 befinden sich Substrate 5, beispielswei­ se Wafer, parallel zu einander ausgerichtet in Blickrich­ tung hintereinander. Die Substrate 5 liegen auf der Un­ terseite auf einer Subtrataufnahmevorrichtung 6 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als kammartiger Steg ausgebildet ist, und sich unterhalb der Substrate 5 be­ findet.
Da die Substrataufnahmevorrichtung 6 im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel die Substrate 5 nicht allein haltern und parallel zueinander aufrecht ausgerichtet fixieren kann, sind an den Innenflächen der Seitenwände 3, 4 des Fluid- Behälters 1 Führungen 7 für die Wafer 5 vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form von ge­ schlitzten Stegen ausgebildet sind und sich senkrecht zu den Waferflächen erstrecken. Die Führungen 7 befinden sich auf den beiden gegenüberliegenden Behälterwänden 3, 4 jeweils in derselben Höhe.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Behäl­ terwand 4 insgesamt als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung 8 ausbildet und strahlt Ultraschall, vorzugsweise Mega­ schall, in waagerechter Richtung ab. Aufgrund der einan­ der gegenüberliegenden Führungen 7 treten waagerechte Be­ reiche 9 ohne oder mit nur geringer Megaschallintensität auf, so daß in diesen waagerechten, streifenförmigen Be­ reichen 9 keine oder nur eine geringe Bestrahlung der Substrate 5 möglich ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Behälterbodens 2 und/oder einer Behälterwand 3, 4 besteht der Böden bzw. die Wand wie bei dem in Fig. 1 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel durchgehend aus einer Ultra­ schall-Abstrahlvorrichtung 11, wobei Fluid-Düsen 12 vor­ gesehen sind, die sich in parallelen Streifen 13 auf der­ selben oder in Ausnehmungen der Schallabstrahlvorichtung befinden. Im Falle, daß diese Anordnung eine Behälterwand ist, ist darüber hinaus auch wenigstens ein Führungssteg entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Führungsstegen 7 vorgesehen, sofern die Wafer 5 nicht ohnehin in der Sub­ strataufnahmevorrichtung fixiert und vollständig gehal­ tert sind.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein durchgehender Behälterboden und/oder eine durchgehende Behälterwand als Fluiddüsen-Fläche 14 ausgebildet, wie dies beispielsweise in der DE 196 16 402 A1 im einzelnen beschrieben ist. Auf einer derartigen Fluiddüsen-Fläche sind Bereiche 15 von Ultraschallabstrahlvorrichtungen in Streifenform ausgebildet oder angebracht.
Fig. 4 zeigt das Profil einer streifenförmigen Ausnehmung 18 in der eine Metallplatte aufweisenden Ultraschall-Ab­ strahlvorrichtung 11, in die ein komplementär ausgebilde­ ter Streifen aus Metall oder einem ultraschalldämpfenden Material 17 einschiebbar ist, in dem die Fluid-Düsen 12 angeordnet sind.
Bei der in den Fig. 5a und 5b dargestellten Ausführungs­ form sind in eine Behälterwand 21, die vorzugsweise aus Quarzglas besteht, stegförmige Kunststoffelemente 22, 23 eingesetzt, die sich parallel zueinander und zum Behäl­ terboden erstrecken, und die mit ihren Führungen 7 in den Fluid-Behälter 1 hineinragen und die Substrate darin hal­ ten. Bei der im oberen Bereich von Fig. 5b dargestellten Ausführungsform weisen die Ausnehmungen oder Längsnuten 24, die in der Behälterwand 21 ausgebildet sind, eine rechteckigen Querschnitt auf, während die im unteren Teil von Fig. 5b dargestellte Ausführungsform der Längsnut 25 im Querschnitt eine Schwalbenschwanzform mit Hinter­ schneidungen aufweist, in die das stegartige Kunststoff­ element 23 von der Seite eingeschoben und beispielsweise durch Verschweißen darin fixiert ist. Eine solche Schwal­ benschwanz-Ausführung mit Hinterschneidungen ergibt eine besonders gute, zuverlässige Lagehalterung der Kunst­ stoffelemente 23 in den Ausnehmungen der Behälterwand 21, insbesondere auch über lange Zeiträume hinweg wenn gege­ benenfalls aggressive Bestandteile des Behandlungsfluids, beispielsweise Säurenbestandteile, durch Angreifen insbe­ sondere der Quarzwand 21 im Bereich der Ausnehmungen 24, 25 eine sichere Fixierung der Kunststoffelemente 22, 23 mit anderen, beispielsweise quadratischen Querschnitts­ formen zur Halterung nicht sicherstellen. Die Ultra­ schall-Einstrahlung von außen ist schematisch darge­ stellt.
Die in den Fig. 6a und 6b dargestellte Ausführungsform zeigt eine Behälterwand 21, die aus einer inneren Quarz­ platte 26 und einer äußeren Kunststoffplatte 27 gebildet ist. Wie insbesondere aus Fig. 6a ersichtlich ist, weist die innere Quarzplatte 26 Ausnehmungen oder Schlitze 28 auf, in denen stegförmige Kunststoffelemente 22 mit den darauf ausgebildeten Führungen 7 gehalten werden.
Bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 5a, 5b und 6a, 6b sind lediglich zwei stegförmige Kunststoffelemente 22 bzw. 23 dargestellt. Es ist selbstverständlich möglich, mehr als zwei Kunststoffelemente vorzusehen, und auch die Führungen 7 in anderer Weise, beispielsweise als Noppen, Stifte oder dergleichen auszubilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr während des Behandlungsvorgangs, also während der Bestrahlung der Substrate 5 mit Ultraschall, die Aufnahmevorrichtung 6 angehoben und/oder abgesenkt, so daß sich eine Relativbe­ wegung der Substrate 5 bezüglich des Fluid-Behälters 1 und den Fluid-Behälter-Elementen, wie beispielsweise den Führungen 7 ergibt. Auf diese Weise werden durch die Be­ wegung der Substrate 5 auch die Bereiche 9 mit Ultra­ schall beaufschlagt, die ohne die Bewegung der Substrate 5 nicht mit Ultraschall bestrahlt werden könnten. Die Hubhöhe Δx, um die die Substrataufnahmevorrichtung 6 an­ hebbar und/oder absenkbar ist, ist je nach den vorhande­ nen Gegebenheiten und Erfordernissen wählbar. Gemäß der Erfindung ist der Hub gleich oder größer der Breite der Bereiche 9, damit jeweils der gesamte Bereich 9 bei Anheben oder Absenken der Substrataufnahmevorrichtung 6 in den Strahlungsbe­ reich der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung kommt, also in die Bereiche, in denen eine ungestörte Wellenausbreitung auftritt.
Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch Abwandlungen oder Ausgestaltungen möglich, ohne daß da­ durch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielswei­ se kann die Substrataufnahmevorrichtung 6 in der Weise ausgebildet sein, daß die Substrate 5 in ihrer Lage fi­ xiert und gehalten werden, ohne daß Führungen 7 erforder­ lich sind. Ein Beispiel für eine derartige Ausbildung der Subtrataufnahmevorrichtung ist in der DE 196 16 402 A1 an­ gegeben. Auch ist es möglich, die Vorrichtung mit einer Haube zur Behandlung der Substrate 5 mit einem Dampf ge­ mäß dem Marangoni-Prinzip zu behandeln, um beim Heraus­ fahren der Substrate aus dem Fluid-Behälter die Trocknung der Substrate zu beschleunigen.

Claims (25)

1. Vorrichtung zum Behandeln vom Substraten (5), insbesondere Halbleiter-Wafern, in einem Fluid-Behälter (1) mit wenigstens einem Fluid und mit Ultraschall, wobei in bzw. auf der Innenfläche wenigstens einer Behälterwand (3, 4) des Fluid-Behälters (1) als Stege, Stifte und/oder Noppen ausgebildete Führungen (7) mit vertikalen Abmes­ sungen Δx für die Substrate (5) vorgesehen sind, und we­ nigstens ein Bereich der Behälterwand (3, 4) für die Be­ schallung der im Fluid-Behälter (1) eingesetzten Substra­ te (5) als Ultraschall-Abstrahlungsvorrichtung ausgebil­ det ist, und wobei die Substrate (5) im Fluid-Behälter (1) während des Behandlungsvorgangs bezüglich der Füh­ rungen (7) um mindestens eine Hubhöhe Δx anhebbar und absenkbar sind, so, daß dadurch auch solche Bereiche mit Ultraschall und/oder mit Fluid beaufschlagt werden, die ohne die Relativbewegung der Substrate (5) nicht mit Ultraschall und/oder mit Fluid bestrahlt werden könnten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Substrate (5) in oder auf einer anheb- und absenkbaren Substrat-Aufnahmevorrichtung (6) des Fluid-Behälters (1) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Substrat-Aufnahmevorrichtung (6) ein Steg ist, der sich unterhalb der Substrate (5) in senk­ rechter Richtung zu den Substratflächen befindet und auf dem die Substrate (5) aufliegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Substrataufnahmevorrichtung (6) ei­ nen Halterungsbereich aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege, Stifte und/oder Noppen (7) Teile von Elementen (22, 23) aus einem Kunststoff sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elemente (22, 23) in in der Behälter­ wand (21) ausgebildeten Ausnehmungen (24, 25) eingesetzt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) Hinterschneidun­ gen aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (25) einen schwalben­ schwanzförmigen Querschnitt aufweisen.
9. Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen (24, 25) eingesetzten Bereiche der Elemente (22) eine der Längsnutenform komplementäre Form aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand (1) aus Quarzglas besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand (1) aus ei­ ner inneren Quarzplatte (28) und einer äußeren Kunst­ stoffplatte (29) gebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzplatte (28) Ausnehmungen zur Aufnahme der Elemente (22) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen innerer Quarzplatte (28) und äußerer Kunststoffplatte (29) Dichtungselemente vorgese­ hen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungselemente als Lippen auf der der Quarzplatte (28) zugewandten Seiten der Kunststoff­ platte (29) ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Seitenwände (3, 4) des Fluid-Behälters (1) Bereiche ohne Stege, Stifte und/oder Noppen aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche der In­ nenflächen der Behälterwände (3, 4) ohne Stege, Stifte und/oder Noppen Einlaßöffnungen, Sprühdüsen, Diffusoren, Ultraviolett-Lichtquellen und/oder Ultraschall-Abstrahl­ vorrichtungen aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrat-Aufnah­ mevorrichtung (6) wenigstens zwei Halterungsbereiche für die Halterung der Substrate (5) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Substrat-Aufnahmevorrichtung (6) Schlitze aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (2) als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem als Ultra­ schall-Abstrahlvorrichtung ausgebildeten Behälterboden (2) und/oder auf der als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung ausgebildeten Behälterwand (3, 4) Bereiche mit Fluiddüsen ausgebildet sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (2) und/ oder wenigstens eine Behälterwand (3, 4) als Fluiddüsen- Abstrahlfläche ausgebildet ist und wenigstens ein Bereich als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) mit der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung (11) in schallübertragen­ der Verbindung stehen.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) mit der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung (11) nicht in schallüber­ tragender Verbindung stehen.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) auf bzw. in einem ultraschalldämpfenden Material (17) an­ geordnet sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das ultraschalldämpfende Material (17) als die fluiddüsentragenden Streifen in komplementär ausge­ bildete Ausnehmungen (18) in der Ultraschall-Abstrahlvor­ richtung (11) einsetz- oder einschiebbar sind.
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