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