DE202014100815U1

DE202014100815U1 - Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen

Info

Publication number: DE202014100815U1
Application number: DE202014100815.2U
Authority: DE
Original assignee: RAMGRABER GmbH
Current assignee: RAMGRABER GmbH
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2014-03-14
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: DE112015000939A5; EP3111471A1; WO2015124145A1

Abstract

Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiter-Wafern, Substraten oder dergleichen (12, 14) mit – einer Trommel (10) mit einer Beladungsöffnung (11) und einem Trommelboden (24), – einer Halterung (16, 18) für die Objekte (12, 14), die um eine Rotationsachse drehbar in der Trommel (10) angeordnet ist, – einem Motor (20) mit einer durch den Trommelboden (24) hindurchtretenden Antriebswelle (26) zum Antreiben der Halterung (16, 18), – einer oder mehreren Chemikalien-Sprühdüsen (22) zum Besprühen der in der Halterung (16, 18) gelagerten Objekte (14) mit Chemikalien und – einer oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen (30) zum Besprühen zumindest eines Teils der Innenseite der Trommel (10) mit einem Reinigungsmittel.

Description

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 Chemikalien-Sprühdüsen 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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die in 3 beispielhaft gezeigte Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, zusätzliche Düsen in einer Trommel zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten, beispielsweise Keramik- oder Glas-Substraten, oder dergleichen vorzusehen, die speziell zum Ausspülen der Prozesskammer vorgesehen und entsprechend ausgebildet sind. Hierdurch können Chemikalien-Rückstände von einem Prozessschritt vor Durchführung eines weiteren Prozessschrittes effizient aus der Prozesskammer ausgespült werden. Vor allem sind diese speziellen Reinigungs-Düsen anders als die zum Einsprühen von Chemikalien in die Prozesskammer ausgebildet, da sie nicht die zu behandelnden Objekte in der Mitte der Prozesskammer, sondern vor allem die Innenwand der Prozesskammer bzw. der Trommel besprühen und Chemikalienrückstände an der Innenwand effizient abwaschen sollen. Als von den Reinigungs-Düsen zu versprühendes Reinigungsmittel wird insbesondere deionisiertes Wasser eingesetzt.
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 mit einer durch den Trommelboden hindurchtretenden Antriebswelle zum Antreiben der Halterung, einer oder mehreren Chemikalien-Sprühdüsen zum Besprühen der in der Halterung gelagerten Objekte mit Chemikalien und einer oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen zum Besprühen zumindest eines Teils der Innenseite der Trommel mit einem Reinigungsmittel.
Die eine oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen kann bzw. können derart ausgebildet sein, dass sie Reinigungsmittel-Sprühstrahlen in Richtung der Innenseite der Trommel erzeugt bzw. erzeugen.
Die eine oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen kann bzw. können jeweils eine schlitzförmige Sprühöffnung zum Erzeugen eines fächerförmigen Reinigungsmittel-Sprühstrahls aufweisen.
Ferner können mehrere Reinigungs-Sprühdüsen hintereinander angeordnet in einer Reihe an der Innenseite der Trommel etwa parallel zu einer Reihe von hintereinander angeordneten Chemikalien-Sprühdüsen vorgesehen sein.
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 Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel 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, von vorne, d.h. der Trommel-Beladungsöffnung 11. In der Trommel 10 ist die bereits in Zusammenhang mit 3 oben erwähnte Halterung angeordnet, die manuell, halb- oder vollautomatisch mit einer Horde 12 mit Wafern 14 zur nasschemischen Behandlung bestückt werden kann.
An der Innenwand der Trommel 10 sind mehrere der bereits erwähnten Chemikalien-Sprühdüsen 22 zum möglichst gleichmäßigen Benetzen der Wafer 14 mit Chemikalien in einer Reihe hintereinander angeordnet.
Parallel zu der Reihe mit den Chemikalien-Sprühdüsen 22 ist eine weitere Reihe 36 (3) mit Reinigungs-Sprühdüsen 30 angeordnet. Die Reinigungs-Sprühdüsen 30 sind jeweils – wie in 4 erkennbar ist – mit einer schlitzförmigen Sprühöffnung 32 versehen, die einen fächerförmigen Sprühstrahl 34 von Reinigungsmittel erzeugt, der in Richtung zur Innenwand der Trommel 10 gerichtet ist, um die Trommel-Innenwand von Chemikalien-Rückständen zu reinigen. Der Vorteil dieser Ausrichtung des fächerförmigen Sprühstrahls 34 besteht vor allem darin, dass das Reinigungsmittel im Wesentlichen auf die Innenwand der Trommel 10 gesprüht wird, und die Halterung aus Bodenplatte 16 und Halterungsstäbe 18 und darin befindliche Wafer 14 nur in geringem Maße oder im Idealfall überhaupt nicht mit Reinigungsmittel benetzt wird. Dadurch kann bewerkstelligt werden, dass im Wesentlichen die Trommel-Innenwand von Chemikalien-Rückständen gereinigt wird, an der in der Regel die größte Menge von Chemikalien-Rückständen aufgrund der vergleichsweise großen Fläche nach einem Prozessierungsschritt zurückbleibt. Zudem kann der Verbrauch an Reinigungsmittel reduziert werden, da die Trommel 10 effizienter von Chemikalien-Rückstände gereinigt werden kann.
Im Betrieb der Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Wafern 14 kann Reinigungsmittel über die Reinigungs-Sprühdüsen 30 nach Abschluss eines vorangehenden Prozessierungsschrittes mit Chemikalien zur Behandlung der Wafer 14 eingesprüht werden, um vor einem nachfolgenden Prozessierungsschritt Chemikalien-Rückstände des abgeschlossenen Prozessierungsschrittes zu entfernen und so eine mögliche Beeinflussung des nachfolgenden Prozessierungsschrittes durch Chemikalien-Rückstände weitgehend zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

10: Trommel
11: Trommel-Beladungsöffnung
12: Horde
14: Wafer
16: Halterungs-Bodenplatte
18: Halterungsstab
20: Motor
22: Chemikalien-Sprühdüse
31: Chemikalien-Zuleitung
24: Trommelboden
26: Motor-Antriebswelle
28: Labyrinth-Dichtung
30: Reinigungs-Sprühdüse
32: schlitzförmige Sprühöffnung
34: fächerförmiger Reinigungsmittel-Sprühstrahl
36: Reihe von Reinigungs-Sprühdüsen 30

Claims

Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiter-Wafern, Substraten oder dergleichen (12, 14) mit – einer Trommel (10) mit einer Beladungsöffnung (11) und einem Trommelboden (24), – einer Halterung (16, 18) für die Objekte (12, 14), die um eine Rotationsachse drehbar in der Trommel (10) angeordnet ist, – einem Motor (20) mit einer durch den Trommelboden (24) hindurchtretenden Antriebswelle (26) zum Antreiben der Halterung (16, 18), – einer oder mehreren Chemikalien-Sprühdüsen (22) zum Besprühen der in der Halterung (16, 18) gelagerten Objekte (14) mit Chemikalien und – einer oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen (30) zum Besprühen zumindest eines Teils der Innenseite der Trommel (10) mit einem Reinigungsmittel.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen (30) derart ausgebildet ist bzw. sind, dass sie Reinigungsmittel-Sprühstrahlen in Richtung der Innenseite der Trommel (10) erzeugt bzw. erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Reinigungs-Sprühdüsen (30) jeweils eine schlitzförmige Sprühöffnung (32) zum Erzeugen eines fächerförmigen Reinigungsmittel-Sprühstrahls aufweist bzw. aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reinigungs-Sprühdüsen (30) hintereinander angeordnet in einer Reihe (36) an der Innenseite der Trommel (10) etwa parallel zu einer Reihen von hintereinander angeordneten Chemikalien-Sprühdüsen (22) vorgesehen sind.
SAT- oder SST-Anlage zur nasschemischen Sprüh-Behandlung von Halbleiterscheiben mit mindestens einer Prozesskammer, die durch eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist.