DE4014938A1 - Ueberlauftank fuer halbleiter-wafer-waschvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlaufbehälter bzw. Überlauftank zur Verwendung in einer Einrichtung bzw. Vorrichtung zum Waschen von Halbleiter-Scheiben bzw. Halb­ leiter-Wafer gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen Überlauftank für eine Halbleiter-Wafer-Waschvorrichtung, der wenigstens einen Waschbehälter zum Waschen von Halbleiter-Wafer um­ schließt, um die aus dem wenigstens einen Waschbehälter überfließende Flüssigkeit aufzunehmen, und der mit reiner Luft, die von einem Deckenbereich nach unten strömt, versorgt wird.

Nach der heute üblichen Technik weist eine Waschvorrichtung für Halbleiterwafer eine Vielzahl von Waschbehältern auf, die in einer Reihe hintereinander angeordnetet sind, die einen chemischen Behälter für eine mit chemischen Zusätzen ver­ mischte Flüssigkeit für einen ersten Waschvorgang, Behälter bzw. Tank für Zwischenwaschvorgänge sowie einen Waschbehälter für einen abschließenden Waschvorgang aufweist, welch letzterer reines Wasser enthält. Die verschiedenen Wasch­ behälter bzw. Waschtanks sind von jeweils einem Überlauftank umgeben, so daß dieser Überlauftank die aus dem Waschtank überfließende Flüssigkeit aufnimmt, wobei die Flüssigkeit in einem Kreislauf mit wenigstens einer Pumpe und einem Filter umläuft. Diese Art von Waschvorrichtungen sind beispielsweise in dem US-Patent Nr. 45 20 834 beschrieben. Obwohl die bekannte Vorrichtung Waschtanks sowie einen Rahmen zum Tragen und Aufnehmen der Waschtanks aufweist, sind die oberen Bereiche der verschiedenen Tanks sowie des Rahmens auf gleicher Höhe angeordnet. Saubere bzw. gereinigte Luft, die nach unten auf die verschiedenen Tanks gerichtet ist, erfährt daher keine Führung an irgendwelchen Abschnitten oder Bereichen der Tanks bzw. Behälter, so daß die saubere Luft auseinanderströmt. Bekannt ist weiterhin ein Überlauftank bzw. -Behälter, der mit Rohren, Rohrleitungen und/oder anderen Einrichtungen, beispielsweise Sensoren oder Pegel­ messern versehen ist und dessen oberer Rand in etwa niveau­ gleich mit dem oberen Rand des im Überlauftank angeordneten Waschbehälters liegt. An einer Seitenwand des Überlauf­ behälters ist ein plattenförmiger Zuschnitt oder eine Platte mit Bolzen oder Schrauben befestigt und die Rohre zum Zuführen oder Abführen von Chemikalien und/oder andere Einrichtungen, wie beispielsweise Temperaturfühler oder Pegelmelder oder Pegelmesser bzw. Sensoren sind an dieser Platte befestigt. Ein derartiger Überlauftank bedingt schwerwiegende Nachteile und Probleme, die nachfolgend näher beschrieben werden.

Da ein solcher Tank mit einem plattenförmigen Zuschnitt an einer Seitenwand versehen ist, ist es erforderlich, diese Platte zu befestigen und aus dieser Befestigung der Platte ergibt sich ein stufenförmiger Abschnitt mit einer nach oben gerichteten Fläche, auf der sich dann Staub, Schmutz oder andere Fremdpartikel ansammeln können, die zu einer Beein­ trächtigung, z.B. zu einem Verschmutzen oder Verunreinigen der Wafer führen können. Andererseits ist eine solche Waschvorrichtung üblicherweise in einem sauberen Raum (clean room) angeordnet, wie dies auch der Fig. 6 zu entnehmen ist, und in diesem Raum wird jeder Waschtank mit sauberer Luft beaufschlagt, die von einem Deckenbereich durch ein Filter nach unten strömt, und zwar dabei auch durch eine Öffnung in eine Abdeckung. Die saubere Luft strömt über die Waschtanks in eine Leitung zum Abführen bzw. Absaugen dieser Luft. Beim Leiten der Luft auf die Waschtanks strömt die Luft aus­ einander bzw. verteilt sich, so daß Dampf oder Dampfbestand­ teile, die von einem Tank stammen, der in der Reihe der chemischen Tanks, d.h. der Tanks bzw. Behälter mit den chemischen Flüssigkeiten bzw. mit den Flüssigkeiten mit chemischen Zusätzen angeordnet ist, in Querrichtung, d.h. in Richtung quer zur normalen, angestrebten Strömungsrichtung strömt. Dieser Dampf bzw. diese Dampfbestandteile gelangen dann in den Tank für den abschließenden Waschvorgang, der der nächsten Reihe von Tanks bzw. Behältern zugeordnet ist. Hierdurch werden zumindest der obere Bereich der Wafer im Waschtank für den abschließenden Waschvorgang beeinträchtigt, d.h. hierdurch treten Verunreinigungen, auch chemischer Art, sowie Oxydationsschichten usw. an den Oberflächenseiten der Wafer auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Nach­ teile zu vermeiden und einen verbesserten Überlauftank für eine Halbleiter-Wafer-Waschvorrichtung aufzuzeigen, der Bereiche, an denen sich Staub, Fremdpartikel usw. ablagern können, vermeidet und auch verhindert, daß an den Wafern Verunreinigungen bzw. verunreinigte Schichten auftreten können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Überlauftank erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Überlauftanks mit über den oberen Rand des im Überlauftank angeordneten Waschbehälters vorstehen, daß an wenigstens einer der so gebildeten Ver­ längerungen der Seitenwände wenigstens eine Rohrleitung und/oder andere benötigte Einrichtungen befestigbar sind, und daß die beiden Verlängerungen als Führungselemente für die Luftströmung aus gereinigter Luft dienen.

Der erfindungsgemäße Überlauftank benötigt keine Platte oder Platine zum Befestigen von Rohren und/oder anderen Ein­ richtungen und vermeidet daher auch stufenförmige Bereiche, an denen sich Staub oder andere Fremdpartikel anlagern können. Weiterhin dienen die beiden Verlängerungen der Seitenwände als Leitführungen für die saubere Luft und verhindern, daß sich dieser Luftstrom über die Tanks ver­ teilt. Hierdurch werden Beeinträchtigungen der in dem Tank bzw. Behälter mit reinem Wasser angeordneten Wafer durch Dampf bzw. Dampfbestandteile, die chemische Zusätze ent­ halten, vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Überlauf-Tanks gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Überlauftank;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Waschvorrichtung die eine Vielzahl von Überflußtanks gemäß der Er­ findung aufweist;

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung einen Überlauftank gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Überlauftank gemäß Fig. 4;

Fig. 6 in schematischer Darstellung und im Schnitt einen sauberen Raum (Clean Room) sowie eine in diesem Raum angeordnete Waschvorrichtung.

Die Erfindung wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überlauftanks, und zwar einem Überlauftank 10 gemäß der Erfindung, der einen Waschtank bzw. Waschbehälter 1 um­ schließt und dazu dient, um eine Wasch- bzw. Reinigungs­ flüssigkeit, die über den oberen Rand des Waschbehälters fließt, aufzunehmen bzw. aufzufangen. Der Überlauftank 10 ist vorzugsweise einstückig mit dem darin angeordneten Wasch­ behälter 1 hergestellt, und zwar bevorzugt aus einem Fluor­ harz bzw. -kunststoff, aus Quarz oder einem anderen ge­ eigneten Material. Die Wasch- bzw. Reinigungsflüssigkeit, die nach unten in den Überlauftank 10 geflossen ist, zirkuliert ähnlich wie beim Stand der Technik durch ein Filter und eine Pumpe (nicht dargestellt) und wird dementsprechend in den Waschbehälter 1 über eine Öffnung, die im unteren Bereich des Behälters vorgesehen ist, zugeführt. Als Waschflüssigkeit kann eine wäßrige Lösung oder reines Wasser verwendet werden. Die wäßrige Lösung kann Fluorsäure, Hydrochlorsäure oder andere chemische Stoffe bzw. Zusätze enthalten.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, erstrecken sich zwei einander gegenüberliegenden Seitenwände des Überlauftanks 10 nach oben über den oberen Rand des in dem Überlauftank 10 angeordneten Waschbehälters 1 hinaus, d.h. der Überlauftank 10 besitzt zwei vertikale, geradlinige Verlängerungen bzw. Abschnitte 10 und 12 am oberen Bereich der beiden, einander gegenüberliegenden Seitenwände. Diese Abschnitte 11 und 12 besitzen vorzugsweise eine Höhe d von etwa 50 bis 70 mm bezogen auf den oberen Rand des Waschbehälters 1, d.h. die Abschnitte 11 und 12 stehen mit dieser Höhe d über den oberen Rand des Waschbehälters 1 vor. Die Abschnitte 11 und 12 sind jeweils einstückig mit dem Überlauftank 10 hergestellt. Da die Abschnitte 11 und 12 dazu dienen, saubere bzw. gereinigte Luft nach unten auf den Waschbehälter 10 zu leiten, sind diese Abschnitte an zwei Seitenwänden gebildet, die parallel zur Strömungsrichtung der sauberen Luft liegen. Weiterhin weisen die Abschnitte 11 und 12 vorzugsweise die gleiche Höhe auf. Mit 9 ist in der Fig. 2 eine Abdeckung bezeichnet, die vorzugsweise über den Seite an Seite angeordneten Waschtank 1 vorgesehen ist. Mit 9 a ist eine Öffnung in dieser Abdeckung bezeichnet, durch die (Öffnung) die saubere Luft an die Tanks 1 geleitet wird.

Wie die Fig. 1 und 2 weiterhin zeigen, ist an wenigstens einem Abschnitt, beispielsweise am Abschnitt 11 wenigstens eine Rohrleitung 5 befestigt, die zum Zuführen von Chemi­ kalien in den Waschbehälter 1 dient, sowie wenigstens eine Einrichtung 5′ befestigt, beispielsweise ein Thermometer, ein Pegel-Sensor oder dgl. ist. In diesem Sinne dient entweder der Abschnitt 11 oder aber auch der Abschnitt 12 zugleich als herkömmliche Halteplatte 3, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist.

Da, wie vorstehend beschrieben, der Überlauftank 10 gemäß der Erfindung mit den Verlängerungen bzw. Abschnitten 10 und 11 an zwei seiner Seitenwände versehen ist und außerdem an einem der Abschnitte die Rohrleitungen usw. befestigt sind, wird die üblicherweise erforderliche Befestigungsplatte 3 (Fig. 4 und 5) nicht benötigt und es ergeben sich daher auch keine stufenförmigen Abschnitte. Eine Waschvorrichtung besitzt eine Vielzahl von Reihen A und B, die jeweils von Überlauftanks und darin angeordneten Waschbehältern gebildet sind, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Waschbehälter 1 einer dieser Reihen enthalten eine Flüssigkeit mit einigen chemi­ schen Stoffen und die Waschbehälter 1 der anderen Reihe enthalten reines Wasser ohne chemische Zusätze. Wie in der Fig. 6 dargestellt ist, wird reine Luft vom Deckenbereich des sauberen Raumes (Clean Room) durch ein Filter 7 an die jeweiligen Reihen der Tanks sowie zu einer Leitung geleitet. Während des laufenden Prozesses strömt die saubere Luft zwischen zwei nach oben vorstehenden Abschnitten 11 und 12 des jeweiligen Überlauftanks 10 hindurch. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß diese Abschnitte 11 und 12 den Strom der reinen Luft leiten. Da beim Überlauftank 2 nach dem Stand der Technik, wie er in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, eine Platte oder Lasche an einer Seitenwand mit Schrauben 4 befestigt ist, damit an dieser Rohrleitungen und andere notwendige Einrichtungen befestigt werden können, setzen sich Staub und andere Partikel bzw. Fremdkörper an der Oberseite bzw. am oberen Rand der Überlauftankes 10 ab. Weiterhin tritt eine Ausbreitung bzw. ein Auseinanderströmen der sauberen Luft bzw. des Luftstromes auf, da keine Führung für die saubere Luft vorgesehen ist.

Die Erfindung sieht hingegen eine Führung für diese saubere Luft vor, und zwar durch die bereits erwähnten Abschnitte 11 und 12, so daß an den Tanks auch keine Verbreiterung bzw. keine Verteilung des Luftstromes auftritt. Dementsprechend strömt die reine Luft entlang der von den Tanks gebildeten Reihen und wird daher daran gehindert, von einer Tankreihe an die andere Tankreihe zu gelangen, so daß auch kein Dampf, der von einer Flüssigkeit in einem Tank stammt, der chemische Zusätze enthält, in einen Tank mit reinem Wasser gelangen kann. Obwohl bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die jeweiligen Überlauftanks 10 einen Waschbehälter enthalten, kann der Überlauftank 10 auch zwei Waschbehälter 1 aufnehmen.

Bei dem Überlauftank gemäß der Erfindung ist jede zusätzliche Platte für die Befestigung von Rohrleitungen usw. nicht erforderlich, die (zusätzliche Platte) einen Bereich bildet, an dem sich Staub oder andere Fremdstoffe anlagern könnten, und bei der Erfindung treten auch keine Flecken oder Ver­ unreinigungen usw. an den Halbleiterwafern nach dem Waschen auf. Da der auf die Waschtanks gerichtete Strom an reiner Luft geführt ist und auch daran gehindert ist, sich zu verteilen, werden die im Behälter für reines Wasser ge­ waschenen Halbleiterwafer nicht durch Dampf oder Dampfbe­ standteile, die von dem in einer benachbarten Reihe ange­ ordneten Tank mit einer mit chemischen Zusätzen versehenen Flüssigkeit stammen. Hierdurch werden eine Beeinträchtigung der Oberfläche der Wafer, insbesondere auch die Bildung von Oxydschichten, Schichten oder Niederschlägen von Verun­ reinigungen usw. vermieden.

Nachdem die Erfindung vorstehend an Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auch klar, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird.

Claims (6)

1. Überlauftank zur Verwendung bei einer Halbleiter-Wafer- Waschvorrichtung, wobei der Überlauftank wenigstens einen Waschbehälter zum Waschen von Halbleiter-Wafern derart umschließt, daß aus dem wenigstens einen Waschbehälter überfließende Flüssigkeit aufgenommen wird, wobei reine Luft über den Überlauftank zum Entfernen von Dampf von diesem Tank geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Über­ lauftanks (10) nach oben über den oberen Rand des wenig­ stens einen, im Überlauftank (10) angeordneten Wasch­ behälter (1) hinaus verlängert sind, daß an wenigstens eine der so gebildeten Verlängerungen (11, 12) der Seitenwände Rohre, Rohrleitungen (5) und/oder andere erforderliche Einrichtungen (5′) befestigt werden können, und daß die beiden Verlängerungen (11, 12) als Leit­ führungen für den Luftstrom aus sauberer Luft dienen.

2. Überlauftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen (11, 12) der Seitenwände des Über­ lauftanks (10) die gleiche Höhe (d) aufweisen.

3. Überlauftank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Vielzahl von Überlauftanks (10) in wenigstens zwei Reihen in einem sauberen Raum angeordnet sind.

4. Überlauftank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauftank (10) einstückig mit dem in diesem Überlauftank angeordneten Waschbehälter (1) hergestellt ist und aus einem Fluorharz bzw. Fluorkunst­ stoff, aus Quarz oder aus einem ähnlichen Werkstoff besteht.

5. Überlauftank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauftank (10) einen einzigen Waschbehälter (1) umschließt.

6. Überlauftank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauftank (10) zwei Wasch­ behälter umschließt.