DE4035786A1 - Blaskopf einer vorrichtung zum waschen von halbleitermaterialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich generell auf eine Vorrichtung zum Waschen bzw. Reinigen von Halbleitermaterialien und dabei mehr im speziellen auf einen Blaskopf zur Abgabe und zum Leiten eines Luftstromes aus sauberer Luft (clean air) über eine Vielzahl von Waschtanks, die innerhalb eines Gehäuses bzw. Kompartments vorgesehen sind.

In der bisher üblichen und allgemein verwendeten Technik erfolgt das Waschen von Halbleitermaterialien in einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 7-9 als bekannt dargestellt ist. Diese Wasch- bzw. Reinigungsvorrichtung wird zum Waschen von Halbleitermaterialien in Form von Halbleiter- Scheiben bzw. Halbleiter-Wafer verwendet, die in einem Träger angeordnet ist. Im Träger ist dann jeweils eine geeignete Anzahl von Halbleiter-Wafer als Gruppe angeordnet. Wie in der Fig. 7 auch dargestellt ist, werden innerhalb eines Gehäuses bzw. Kompartments mehrere Waschtanks vorgesehen, und zwar üblicherweise in zwei Reihen, von denen eine Reihe wenigstens einen Tank oder aber mehrere Tanks für Wasser mit einem chemischen Reinigungsmittel aufweist und die andere Reihe aus wenigstens einem Tank mit reinem Wasser besteht, und zwar für einen abschließenden Reinigungs- bzw. Waschvorgang. Wenn Dampf oder Gase in dem wenigstens einen Tank entstehen, der das chemische Reinigungs- bzw. Behandlungsmittel enthält, und in den wenigstens einen benachbarten Tank für die ab­ schließende Behandlung bzw. Reinigung gelangen, kann dieses Gas bzw. dieser Dampf den oberen Teil der Halbleiter-Wafer in dem wenigstens einen Tank für die abschließende Behandlung nachteilig beeinflussen, d. h. es können zumindest Ober­ flächenverunreinigungen am oberen Bereich der Halbleiter- Wafer auftreten.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist das Gehäuse der Wasch­ vorrichtung mit einem Blaskopf versehen, und zwar an einer Seite dieses Gehäuses, während an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ein Auslaß gebildet ist, so daß ein Luftstrom aus reiner Luft (clean air) vom Blaskopf über die Waschtanks an den Auslaß strömt, und zwar derart, daß Dampf oder Gase, die aus dem wenigstens einen Tank mit den chemischen Reinigungsmitteln daran gehindert sind, in den wenigstens einen Tank für den abschließenden Behandlungs­ bzw. Waschvorgang zu gelangen. Die reine Luft wird dem Blaskopf durch einen Ventilator bzw. ein Gebläse über ein Filter zugeführt.

Weiterhin ist diese Art von Waschvorrichtung in einem abgeschlossenen, absolut sauberen Raum (clean room) unter­ gebracht und auch die reine Luft wird in Strömungsrichtung nach unten durch die Decke des geschlossenen, reinen Raumes abgegeben. Dementsprechend dient der Auslaß, der bevorzugt von einer Absaugeinrichtung bzw. einem Absaugkopf gebildet ist, sowohl zum Abführen der aus dem Blaskopf ausgetretenen sauberen Luft als auch zum Abführen der an der Decke des sauberen Raumes zugeführten sauberen Luft.

Eine Art der bekannten Blasköpfe ist an seinem Ende mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, wie dies in der Fig. 8 dargestellt ist, wobei dann die saubere Luft durch diese Öffnung austritt. Eine andere Art von Blasköpfen besitzt, wie in der Fig. 9 dargestellt ist, ein sich nach oben er­ streckendes Rohrstück, dessen oberster Teil gekrümmt ist und sich zu dem Ende hin etwas verjüngt, um so einen im wesent­ lichen horizontalen Luftstrom zu erzeugen.

Da bei dem erstgenannten Stand der Technik die saubere Luft durch eine Vielzahl von Öffnungen bzw. Löchern austritt, ergibt sich ein sich erweiternder Luftstrom mit Turbulenzen, was für den angestrebten Zweck nicht wünschenswert ist. Bei dem letztgenannten Stand der Technik, bei dem ein sich verjüngendes Ende für die Abgabe des Luftstromes vorgesehen ist und ein annähernd laminarer Luftstrom erreicht wird, besteht allerdings der schwerwiegende Nachteil, daß dann, wenn die Träger für die Halbleiter-Wafer in die Waschtanks eingesetzt oder aus diesen entnommen werden, Flüssigkeits­ bzw. Wasserspritzer oder -tropfen usw. in das Innere des Blaskopfes gelangen können. Dies führt dann zu Zerstörungen des im Rohrstück des Blaskopfes angeordneten Filters durch derartige Flüssigkeits- oder Wassertropfen usw.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Probleme und Nachteile zu vermeiden und einen verbesserten Blaskopf für eine Vorrichtung zum Reinigen bzw. Waschen von Halb­ leiter-Wafer aufzuzeigen, der (Blaskopf) eine sehr wirksame, laminare Strömung für reine Luft erzeugt und gleichzeitig aber auch verhindert, daß Flüssigkeits- bzw. Wassertropfen oder -spritzer in das Innere des Blaskopfes gelangen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Blaskopf innerhalb seines Rohrstückes mit einer Vielzahl von Durchlässen bzw. Kanälen versehen, wobei wenigstens am oberen Ende jeder Durchlaß zu diesem Ende hin konvergierend bzw. sich verjüngend ausge­ bildet ist, welches (Ende) einen sich in Querrichtung erstreckenden Schlitz bildet. Vorzugsweise sind die Schlitze mit jeweils wenigstens einem oder aber mit mehreren Ver­ stärkungselementen oder -klötzchen versehen. Bevorzugt ist weiterhin eine Ionisiereinrichtung an dem Ende der Durchlässe vorgesehen, um die vom Blaskopf abgegebene reine Luft zu ionisieren.

Ein derartiges, mit Schlitzen versehenes Ende des Blaskopfes stellt einen laminaren Strom an reiner Luft sicher, wobei dieser Luftstrom, der über die entsprechenden Tanks geführt ist, diese oben abdeckt, d. h. der Luftstrom verhindert, daß Gase oder Dämpfe, die von den chemische Reinigungsmittel enthaltenden Tanks stammen, in die Tanks für die ab­ schließende Behandlung bzw. für das abschließende Waschen oder Reinigen gelangen können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitendarstellung eine Vorrichtung zum Waschen bzw. Reinigen von Halbleitermaterialien, die (Vorrichtung) einen Blaskopf gemäß der Erfindung aufweist;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in der Fig. 1 verwendeten Blaskopfes;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des in der Fig. 1 verwendeten Blaskopfes;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform des Blaskopfes gemäß der Erfindung;

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung eine weitere Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Blaskopfes;

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung einen Teil einer Waschvorrichtung, zusammen mit einem dort vorge­ sehenen Blaskopf gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Waschen von Halbleitermaterialien mit einem Blaskopf konven­ tioneller Ausbildung;

Fig. 8 eine Seitenansicht des herkömmlichen Blaskopfes gemäß Fig. 7; und

Fig. 9 in Teildarstellung und in Seitenansicht eine Wasch­ vorrichtung mit einem anderen Typ einer herkömmlichen Blaseinrichtung.

Die Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispielen näher erläutert und be­ schrieben. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Reinigungs- bzw. Wascheinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Blaskopf 10. Dieser Luftaustrittskopf bzw. Blaskopf ist an einer Seite eines Gehäuses 1 angeordnet und bildet den Auslaß für gereinigte bzw. saubere Luft, die durch das Gehäuse zu einem Auslaß oder einer Absaugöffnung 4 geleitet wird, die dem Blaskopf gegenüberliegend vorgesehen ist. Die Strömung der sauberen Luft verläuft oberhalb der entsprechenden, im Gehäuse 1 angeordneten Reinigungs- bzw. Waschtanks 2, um zu verhindern, daß Dampf aus solchen Tanks, die chemische Reinigungsmittel enthalten, in die Tanks mit reinem Wasser gelangt. In der Fig. 1 sind 5 ein Gebläse und 6 ein Filter.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besitzt der Blaskopf 10 gemäß der Erfindung ein Rohrstück 9, welches einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist sowie eine Vielzahl von Kanälen bzw. Durchlässen 11, die innerhalb des Rohrstückes 9 dadurch gebildet sind, daß der Querschnitt des Rohrstückes durch eine sich parallel zu der Längsseite und zur größeren Querschnittsseite des Rohrstückes 9 erstreckende Trennwand 13 oder aber durch mehrere derartige Trennwände unterteilt ist. Das Rohrstück 9 besitzt einen sich nach oben erstreckenden Abschnitt und einen oberen Abschnitt, der (in bezug auf das Gehäuse) nach innen derart gekrümmt ist, daß aus diesem Abschnitt ein Luftstrom der gereinigten Luft im wesentlichen in horizontaler Richtung austritt. Jeder Durchlaß 11, zumindest jedoch der obere Abschnitt hiervon ist konvergierend, d. h. im Querschnitt sich zum Ende verengend geformt sowie weiterhin auch so geformt, daß das Ende jedes Abschnittes 11 einen langgestreckten Schlitz 12 bildet, der sich in Querrichtung erstreckt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Der obere Abschnitt des jeweiligen Durch­ lasses 11 ist leicht nach innen gekrümmt.

Die entsprechenden Schlitze 12 erstrecken sich üblicherweise parallel zu den Seitenwänden des Gehäuses 1. In vielen Fällen besitzt das Rohrstück 9 zwei oder drei Durchlässe, wobei die Breite jedes Schlitzes 12 am Ende des Rohrstückes 9 vorzugs­ weise 1-3 mm beträgt. Die jeweiligen Durchlässe 11 sind, wie in der Fig. 3 gezeigt ist, durch Trennwände oder Wände 13 gebildet, die sich ausgehend von dem unteren Abstand des Rohrstückes 9 des Blaskopfes bis an das Ende dieses Rohr­ stückes erstrecken.

Die saubere bzw. gereinigte Luft in dem Rohrstück 9 wird daher auf die beiden Durchlässe 11 verteilt und in diesen an die Schlitze 12 geführt. Das Verhältnis der maximalen Breite der Durchlässe 11 zu der Breite der Schlitze beträgt etwa 5 : 1 bis etwa 10 : 1.

Wie die Fig. 3 deutlich zeigt, sind die Schlitze 12 an dem Ende des Blaskopfes 10 so gebildet, daß der obere Schlitz 12 (bezogen auf das Gehäuse 1) weiter nach innen vorsteht als der untere Schlitz, d. h. von einer die Längserstreckung des unteren Abschnittes des Rohrstückes, beispielsweise den dortigen Abschnitt der Trennwand einschließenden vertikalen Ebene weist der obere Schlitz 12 einen größeren Abstand auf als der untere Schlitz 12. Wie allerdings in der Fig. 4 bei einer weiteren Ausführungsform dargestellt ist, können die Schlitze 12 auch so gebildet sein, daß der untere Schlitz (bezogen auf das Gehäuse) weiter nach innen vorsteht als der obere Schlitz. Wie weiterhin in der Fig. 5 dargestellt ist, ist es auch möglich, daß an den jeweiligen Schlitzen 12 ein Verstärkungselement oder aber mehrere derartige Verstärkungs­ elemente 17 an einer oder aber an mehreren geeigneten Positionen vorgesehen werden können, falls dies erwünscht ist. Die Verstärkungselemente 17 wirken einer Verformung der Schlitze 12 entgegen und stellen somit sicher, daß diese ihre adequate bzw. gewünschte Form beibehalten. Bevorzugt sind weiterhin Ionisierungselemente am Ende des Blaskopfes 10 vorgesehen, um eine elektrostatische Aufladung zu verhindern bzw. zu beseitigen. Solche Ionisierungselemente ionisieren die saubere Luft bzw. den entsprechenden Luftstrom, der aus dem Blaskopf 10 austritt, um dadurch eine mögliche elektro­ statische Ladung zu neutralisieren, sofern eine solche Ladung auf den Halbleiter-Wafern auftreten sollte.

Obwohl das Luftfilter 6 bei der Darstellung der Fig. 1 zwischen dem Blaskopf 10 und dem Gebläse 5 zum Zuführen der sauberen Luft vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, das Filter 6 untergebracht in einem Kasten unterhalb des Blaskopfes 10 abnehmbar vorzusehen. Weiterhin sind eine mit dem Filter 6 verbundene Einlaßleitung 6a sowie eine Leitung 9a für die saubere Luft vorzugsweise mittels einer Rohrkupplung 14 abnehmbar miteinander verbunden, wodurch ein Auswechseln des Filters leicht durchgeführt werden kann. In der Fig. 6 ist mit 15 ein Element bzw. ein Anschlag bezeichnet, der ein Ende des Filters abstützt bzw. trägt.

Wie oben beschrieben wurde, besitzt der Blaskopf 10 an seinem Ende eine Vielzahl von einander benachbarten bzw. über­ einander angeordneten Querschlitzen 12, wobei die saubere Luft über die Durchlässe an diese Schlitze geführt ist und durch diese ausströmt. Auf diese Weise ergibt sich eine laminare Strömung für die saubere Luft über die jeweiligen Behandlungs- bzw. Waschtanks 2 zu dem gegenüberliegenden Auslaß 4. Diese laminare Strömung der sauberen Luft ver­ hindert, daß evtl. Dämpfe, die in Tanks mit Reinigungschemi­ kalien erzeugt werden, nach oben aufsteigen können. Weiterhin werden auf diese Weise derartige Dämpfe auch daran gehindert, in diejenigen Tanks zu gelangen, die für die Endbehandlung bzw. das abschließende Waschen verwendet werden. Da das Ende des Blaskopfes 10 eine Vielzahl von langen Querschlitzen bildet, wird durch diese Anordnung auch verhindert, daß Wasser- bzw. Flüssigkeitsspritzer usw. in den Blaskopf 10 gelangen können, womit auch jede Beschädigung des Luftfilters 6 vermieden wird.

Wie in der Fig. 8 dargestellt ist, besitzt ein Blaskopf 3 herkömmlicher Ausbildung eine Vielzahl von Öffnungen 7 oder aber entsprechend Fig. 9 nur eine Öffnung einer Rohrleitung. Hierdurch ergeben sich die oben bereits beschriebenen Nachteile, die insbes. in Turbulenzen sowie darin bestehen, daß Wasser- oder Flüssigkeitsspritzer bzw. Teilchen 8 in das Innere des Blaskopfes gelangen können.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil des Standes der Technik. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Blaskopf besonders wirksame Einflüsse von Dampf, der aus Tanks mit chemischen Behandlungs- bzw. Reinigungsmedien stammt, auf Halbleiter-Wafer vermeiden, die in den Tanks für die ab­ schließende Behandlung bzw. Reinigung angeordnet sind, und zwar durch eine laminare Strömung der sauberen Luft.

Die Erfindung wurde vorstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Modi­ fikationen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanken verlassen wird.

Claims (3)

1. Blaskopf, welcher ein sich nach oben erstreckendes Rohrstück aufweist und an einer Seite eines Gehäuse bzw. Kompartment (1) als Element einer Vorrichtung zum Waschen von Halbleitermaterialien angeordnet werden kann, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Waschtanks (2) in dem Gehäuse bzw. Kompartment aufweist und wobei aus dem Blaskopf (10) austretende gereinigte Luft über die Waschtanks (2) an einen Auslaß (4) strömt, der an einer dem Blaskopf (10) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Blaskopf (10) eine Vielzahl von Kanälen bzw. Durchlässen (11) innerhalb des Rohrstückes (9) bildet, und daß wenigstens der obere Abschnitt jedes Durchlasses (11) konvergierend bzw. sich verjüngend zum Ende hin ausgebildet ist, welches einen Querschlitz (12) bildet, um so einen laminaren Luftstrom zu erreichen.

2. Blaskopf einer Vorrichtung zum Waschen von Halbleiter­ materialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Schlitze (12) am Ende der Durchlässe (11) eine Vielzahl von Versteifungschips bzw. -elementen (17) besitzen.

3. Blaskopf eines Gerätes zum Waschen von Halbleitermateria­ lien nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ionisierelemente bzw. -einrichtungen am Ende der Durch­ lässe (11) vorgesehen sind, um die reine Luft des aus dem Blaskopf (10) ausströmenden Luftstromes zu ionisieren.