-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen gemäß Anspruch 1.
-
SAT (Spray Acid Tool)- oder SST(Spray Solvent Tool)-Systeme werden zur nasschemischen Sprüh-Behandlung von Halbleiterscheiben (Wafern) in geschlossenen Prozesskammern eingesetzt. Bei derartigen Systemen wird eine Prozesskammer halb- oder auch vollautomatisch mit einem Stapel von Halbleiterscheiben, beispielsweise einer Horde mit Wafern, beladen; nach der Beladung wird die Prozesskammer geschlossen; anschließend werden die Wafer in Rotation versetzt und zur Behandlung mit hochreinen sauren, alkalischen oder lösemittelhaltigen Chemikalien besprüht.
-
1 zeigt eine SAT/SST-Anlage mit einer Prozesskammer und 2 eine SAT/SST-Anlage mit zwei Prozesskammern, die beide von der Anmelderin stammen und für verschiedene Aufgaben vorgesehen ist, wie FEOL (Front End Of Line)- oder BEOL-(Back End of Line)-Wafer-Reinigung, Metal-Lift-Off, Polymerentfernung, Lack Strippen, Substratreinigung, Sprühentwickeln, Ätzen, Ozon-basierte Prozessierung von Wafern. Beide Anlagen sind für eine manuelle oder vollautomatische Beladung geeignet und können 2‘‘ bis 12‘‘ große Wafer oder individuelle Substrate in ihren Prozesskammern aufnehmen. Als Substrathalter können Standardhorden oder individuelle Hordenkäfige verwendet werden.
-
SST- und SAT-Systeme wie die in 1 und 2 gezeigten Anlagen weisen wie in 3 dargestellt als Prozesskammer typischerweise eine Trommel 10 auf, in der eine Horde 12 mit mehreren Wafern 12 in einer Halterung aus einer in der Regel kreisrunden Bodenplatte 16 mit mehreren darauf befestigten Haltestäben 18 gelagert wird. Die Halterung 16, 18 wird während des Behandlungsprozesses über einen außerhalb der Trommel 10 angeordneten Motor 20 in Rotationen versetzt, so dass die Wafer in der Prozesskammer rotieren. Die Behandlungs-Chemikalien werden über in der Trommelwand angebrachte Düsen 22 in die Prozesskammer gesprüht, um die rotierenden Wafer 14 zu benetzen. Zum Antreiben der Halterung 16, 18 ist der Motor 20 direkt am Boden 24 der Trommel 10 befestigt. Die Antriebswelle 26 des Motors 20 ragt durch eine Öffnung im Trommelboden 24 in die Prozesskammer hinein, wo sie mit der Scheibe 16 der Halterung gekoppelt ist, um diese in Rotationen versetzen zu können. Um ein Austreten von Chemikalien aus der Trommel 10 zu vermeiden, ist die Trommelöffnung, durch welche die Antriebswelle 26 hindurchtritt, entsprechend abgedichtet, beispielsweise mit einer Labyrinth-Dichtung 28 und Dichtungsringen. Die Dichtungen unterliegen allerdings aufgrund der zum Teil recht aggressiven Chemikalien einem hohen Verschleiß, so dass es sich nicht vermeiden lässt, dass Chemikalien durch die Öffnung im Trommelboden 24 aus der Trommel 10 austreten. Die austretenden Chemikalien können insbesondere über die Antriebswelle 26 in den Motor 20 eindringen und diesen beschädigen, wodurch die Anlage ausfallen kann.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, einen Motor zum Antreiben einer Halterung für die zu behandelnden Objekte wie Halbleiterscheiben, Substraten, beispielsweise Keramik- oder Glas-Substraten, oder dergleichen in einer Trommel nicht direkt am Trommelboden zu befestigen, sondern ihn versetzt zur Antriebsachse der Halterung anzuordnen. Hierdurch kann wirksam vermieden werden, dass über die Antriebsachse der Halterung, die durch eine Öffnung im Boden der Trommel hindurchtritt, austretende Chemikalien nicht unmittelbar in den Motor, insbesondere über dessen Antriebswelle gelangen und diesen beschädigen können. Um die versetzte Anordnung des Motors zu ermöglichen, wird die Antriebswelle des Motors über eine Vorrichtung mit der Antriebsachse der Halterung gekoppelt, insbesondere über einen Zahn-, Flach- oder Keilriemenantrieb.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiter-Wafern, Substraten oder dergleichen mit einer Trommel mit einer Beladungsöffnung und einem Trommelboden, einer Halterung für die Objekte, die um eine Rotationsachse drehbar in der Trommel angeordnet ist, einem Motor zum Antreiben der Halterung, einer oder mehreren Sprühdüsen zum Besprühen der in der Halterung gelagerten Objekte mit Chemikalien, einer durch den Trommelboden hindurchtretenden Antriebsachse für die Halterung und einer Vorrichtung zum Koppeln der Antriebswelle des Motors mit der Antriebsachse für die Halterung, wobei der Motor versetzt zur Antriebsachse für die Halterung angeordnet ist.
-
Weiterhin kann ein Lager für die Antriebsachse für die Halterung vorgesehen sein, an dem der Motor derart befestigt ist, dass seine Antriebswelle einen vorgesehen Versatz zur Antriebsachse für die Halterung aufweist. Das Lager erleichtert die versetzte Anordnung von Motor und Antriebsachse und kann auch zur Stabilisierung der gesamten Trommel-Antriebsachsenanordnung dienen, insbesondere zusammen mit einem weiteren Lager der Antriebsachse, das nahe dem Trommelboden vorgesehen ist.
-
Die Vorrichtung zum Koppeln der Antriebswelle des Motors mit der Antriebsachse für die Halterung kann folgendes aufweisen: einen Zahnriemen, der formschlüssig in gezahnten Riemenscheiben der Motor-Antriebswelle und der Antriebsachse für die Halterung läuft, einen Flachriemen, der in Antriebsscheiben der Motor-Antriebswelle und der Antriebsachse für die Halterung läuft, oder einen Keilriemen, der in Antriebsscheiben der Motor-Antriebswelle und der Antriebsachse für die Halterung läuft. Solche Riemenantriebe können mit relativ geringem Aufwand implementiert werden. Vor allem ein Zahnriemenantrieb besitzt den Vorteil, dass es große Drehmomente des Motors auf die Antriebsachse übertragen kann.
-
Ferner kann ein Gehäuse für die Antriebsachse für die Halterung vorgesehen sein, das am Trommelboden befestigt ist und zum Auffangen von aus der Trommel austretenden Chemikalien vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere vermieden werden, dass an der Antriebsachse befindliche Chemikalien auf den Motor gelangen.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine SAT- oder SST-Anlage zur nasschemischen Sprüh-Behandlung von Halbleiterscheiben mit mindestens einer Prozesskammer, die durch eine Vorrichtung nach der Erfindung und wie hierin beschrieben gebildet ist. Eine derartige Anlage besitzt den Vorteil, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Gefahr von Motorschäden aufgrund von aus der oder den Prozesskammern austretenden Chemikalien reduziert wird.
-
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
-
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
-
Die Zeichnungen zeigen in
-
1 und 2 jeweils eine SAT/SST-Anlage mit einer bzw. zwei Prozesskammern;
-
3 eine Schnittansicht einer Trommel als Prozesskammer der in 1 und 2 gezeigten SAT/SST-Anlage mit einer rotierenden Halterung für eine Wafer-Horde, die über einen direkt am Boden der Trommel montierten Motor angetrieben wird; und
-
4 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Trommel als Prozesskammer für die in 1 und 2 gezeigte SAT/SST-Anlagen.
-
Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
-
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Trommel 10, die als Prozesskammer die für die in 1 und 2 gezeigte SAT/SST-Anlage geeignet und vorgesehen ist.
-
Die Trommel 10 weist eine Beladungsöffnung 11 auf, über die sie manuell, halb- oder vollautomatisch mit einer Horde 12 mit Wafern 14 zur nasschemischen Behandlung bestückt werden kann. Die Horde 12 wird hierzu in einer Halterung in der Trommel 10 gelagert, die eine insbesondere kreisförmige Bodenplatte 16 aufweist, an der Halterungsstäbe 18 zum Fixieren der Horde 12 montiert sind. Die Bodenplatte 16 und Stäbe 18 aufweisende Halterung ist wie durch den Pfeil angedeutet drehbar in der Trommel 10 gelagert, so dass die Wafer 14 gleichmäßig mit Chemikalien benetzt werden können, die über in der Trommelwand montierte Sprühdüsen 22 in die im Betrieb geschlossene Trommel 10 gesprüht werden.
-
Die drehbare Lagerung der Halterung erfolgt über eine an der Bodenplatte 16 der Halterung montierte Antriebsachse 30, die von außerhalb der Trommel 10 durch eine Öffnung im Trommelboden 16 hindurchtritt. Eine Labyrinth-Dichtung 28 in der Öffnung des Trommelbodens 16 dient zur Abdichtung des Trommelinneren und soll ein Austreten von Chemikalien aus der Trommel 10 verhindern.
-
Die Antriebsachse 30 ist in einem ersten Lager 34 gelagert, das zudem als Halterung für ein Gehäuse 38 der Antriebsachse 30 dient. Das Gehäuse 38 ist insbesondere dazu vorgesehen, über die Labyrinth-Dichtung 28 dennoch aus der Trommel 10 austretende Chemikalien aufzufangen. Das Gehäuse 38 ist außerdem an einem zweiten Lager 36 der Antriebsachse 30 montiert. Am zweiten Lager 36 in Form einer Platte ist außerdem ein (Elektro-)Motor 20 montiert.
-
Die Antriebsachse 30 und eine Antriebswelle 26 des Motors 20 sind versetzt zueinander im zweiten Lager 36 angeordnet und an ihren aus dem Lager 36 herausragenden Enden jeweils mit einer gezahnten Riemenscheibe 40 bzw. 42 versehen. Beide Riemenscheiben 40 und 42 sind über einen Zahnriemen 32 miteinander gekoppelt, so dass Rotationen der Motor-Antriebswelle 26 über den Zahnriemen 32 in Rotationen der Antriebsachse 30 übertragen werden, wodurch die Halterungs-Bodenplatte 16 und die von ihr gehaltene Horde 12 mit Wafern 14 in der Trommel 10 gedreht werden kann.
-
Anstelle von gezahnten Riemenscheiben und eines Zahnriemens kann auch ein anderer Antriebvorgesehen sein, um die Drehungen der Motor-Antriebswelle 26 auf die Antriebsachse 30 zu übertragen, beispielsweise ein Flachriemen-, Keilriemenantrieb, oder auch ein Zahnrad- oder Reibradgetriebe. Wesentlich ist, dass der Motor 20 versetzt zur Antriebsachse 30 für die Halterungs-Bodenplatte 16 und damit die Halterung angeordnet ist, so dass durch die Öffnung im Trommelboden 24 austretende Chemikalien nicht über die Antriebsachse 30 unmittelbar auf die Antriebswelle 26 des Motors 20 und damit in das Motorinnere gelangen können. Hierdurch können durch Chemikalien-bedingte Motorschäden auf effiziente Art und Weise vermieden werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Trommel
- 11
- Trommel-Beladungsöffnung
- 12
- Horde
- 14
- Wafer
- 16
- Halterungs-Bodenplatte
- 18
- Halterungsstab
- 20
- Motor
- 22
- Sprühdüse
- 24
- Trommelboden
- 26
- Motor-Antriebswelle
- 28
- Labyrinth-Dichtung
- 30
- Antriebsachse der Halterungs-Bodenplatte 16
- 32
- Zahnriemen
- 34
- erstes Lager der Antriebsachse 30
- 36
- zweiter Lager der Antriebsachse 30 und Motor-Aufhängung
- 38
- Gehäuse der Antriebsachse 30
- 40
- gezahnte Riemenscheibe der Antriebsachse 30
- 42
- gezahnte Riemenscheibe der Motor-Antriebswelle 26
