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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Regulierungssysteme für Fluiddrücke und
insbesondere auf Systeme zur Stabilisierung der Zufuhr von Wasser
und Chemikalien zu einer Wafervorbereitungsstation.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Wie
gut bekannt ist, werden Halbleiterelemente aus Halbleiterwafern
hergestellt, die zahlreichen Bearbeitungsvorgängen unterworfen werden. Diese
Arbeitsvorgänge
umfassen beispielsweise Implantation von Fremdatomen, Erzeugung
von Gateoxiden, Abscheiden von Zwischenmetalloxiden, Abscheiden
von Metallisierungen, fotolithografisches Strukturieren, Ätzvorgänge, chemisch-mechanisches
Polieren (CMP) usw. Obwohl diese Vorgänge in einem ultrareinen Umfeld
durchgeführt
werden, kann die Beschaffenheit vieler Bearbeitungsvorgänge für die Erzeugung
von Oberflächenpartikeln
und Rückständen verantwortlich
gemacht werden. Wenn beispielsweise CMP-Vorgänge durchgeführt werden, wird
normalerweise ein Film aus Partikeln und/oder metallischen Verunreinigungen
hinterlassen.
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Da
Oberflächenpartikel
die Leistung eines integrierten Schaltkreiselements nachteilig beeinflussen
können,
sind Waferreinigungsvorgänge
nach bestimmten Bearbeitungsschritten zu einer standardmäßigen verfahrenstechnischen
Voraussetzung geworden. Obwohl Reinigungsvorgänge eher verfahrensorientiert
sind, sind die Ausrüstung
und die Chemikalien, die zur Durchführung des aktuellen Reinigungsvorgangs
verwendet werden, hochspezialisiert. Diese Spezialisierung ist wichtig,
da jeder Wafer, der sich in einem der unterschiedlichen Fabrikationsstadien
befindet, eine erhebliche Investition bezüglich Rohmaterialien, Herstellungszeit
der Ausstattung und dazugehörige
Studien und Entwicklungen darstellt.
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Um
Reinigungsvorgänge
mit automatisierten Abläufen
durchzuführen,
verwenden die Produktionsstätten
typischerweise ein Reinigungssystem. Ein typisches Reinigungssystem
kann beispielsweise ein Synergie®-Reinigungssystem
von OnTrack® der
Lam Research Corporation, Freemont, Kalifornien, sein. Ein typisches
Synergie®-Reinigungssystem
verwendet zwei Bürstenstationen,
wobei jede Bürstenstation einen
Satz Bürsten
aufweist, um die oberen und unteren Oberflächen eines Wafers zu reinigen. Jede der
Bürsten
ist normalerweise so ausgebildet, dass sie Chemikalien und DI-Wasser
(deionisiertes Wasser) "durch
die Bürste" („Through-The-Brush”-TTB) oder
mittels eines Tropfenabgabestabs zuführt, um die Reinigungsfähigkeiten
des Systems zu verbessern. Das System umfasst typischerweise auch
eine Schleuder/Spülstation,
in der ein Wafer nach dem Reinigungsvorgang in den Bürstenstationen
mit DI-Wasser gespült
und getrocknet wird, bevor der Reinigungszyklus abgeschlossen wird.
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Wie
man sich vorstellen kann, ist es sehr wichtig, dass die Leitungen
der Anlage, die dem Reinigungssystem das DI-Wasser zuführen, das
Wasser mit im Wesentlichen gleichbleibenden Wasserdruckstärken zuführen. Leider
unterscheiden sich die Leitungen der Anlage in den verschiedenen
Produktionsstätten
erheblich. Somit kann das zugeführte Wasser
schwankende Drücke
haben, die dazu führen,
dass mehr oder weniger Wasser während
eines Waferbearbeitungsvorgangs zugeführt wird. Aus dem gleichen
Grund ist es hinsichtlich der Leitungen der Anlage, die einem System
Chemikalien zuführen, sehr
wichtig, dass ein gleichbleibender Zustrom zu den internen Modulen,
in denen DI-Wasser mit den zugeführten
Chemikalien vermischt wird, geleitet wird.
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Beispielsweise
kann in Fällen,
bei denen die chemische Lösung
Fluorwasserstoff-(HF-)Säure ist, die
resultierende Lösung
zu stark sein, wodurch ein Überätzen auftreten
kann, wenn zu viel HF-Säure
mit dem DI-Wasser gemischt wird. In anderen Fällen wird nicht genug DI-Wasser
mit der HF-Säure
gemischt, was auch zu einer zu stark konzentrierten Lösung führen kann.
Die Möglichkeit
des Überätzens, Unterätzens oder
einfach einer ungeeigneten Waferoberflächenvorbereitung kann dazu
führen,
dass Rohchips eines bearbeiteten Wafers unzuverlässig oder schadhaft werden.
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Angesichts
der vorstehenden Ausführungen gibt
es einen Bedarf an Systemen und Verfahren zur Stabilisierung der
Zufuhr von DI-Wasser und Chemikalien zu Wafervorbereitungssystemen.
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Beispiele
für Zufuhrsysteme
des Stands der Technik, die für
Wafervorbereitungssysteme verwendet werden, werden in den Patent
Abstracts of Japan, Ausgabe 1999, Nr. 03 vom 31. März 1999 (31.3.1999)
und der japanischen Patentanmeldung Nr.
JP 10 326764 A (Dainippon
Screen Manufacturing Co Limited) vom B. Dezember 1998 (8.12.1998), sowie
in
den Patent Abstracts of Japan, Ausgabe 1999, Nr. 8 vom 30. Juni
1999 (30.6.1999) und der
JP
11 087295 A (Dainippon Screen Manufacturing Co Limited)
vom 30. März
1999 (30.3.1999) und
in der
US-A-5 745 946 (Trasher und andere) vom 5. Mai
1998 (5.5.1998) beschrieben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Allgemein
gesagt, erfüllt
die vorliegende Erfindung gemäß Patentanspruch
1 diesen Bedarf, indem sie Systeme und Verfahren zur Stabilisierung der
Zufuhr von DI-Wasser
und der Zufuhr von Chemikalien zu Wafervorbereitungssystemen bereitstellt, wie
in den beigefügten
Patentansprüchen
ausgeführt ist.
Durch die Stabilisierung der Zufuhr von DI-Wasser und Chemikalien
können
präzisere
chemische Lösungen
hergestellt werden, wodurch die Wafervorbereitungsvorgänge, wie
beispielsweise Reinigungsvorgänge
und kombinierte Reinigungs- und Ätzvorgänge, verbessert
werden.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden genauen
Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, die in beispielhafter
Weise die Prinzipien der Erfindung zeigen, hervor.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die folgende genaue Beschreibung
im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen problemlos verstanden werden, wobei gleiche Bauelemente
mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden.
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1A und 1B zeigen
eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Waferreinigungssystems.
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2A zeigt
ein genaueres Blockdiagramm eines Abgabeeinschubs für deionisiertes
Wasser, das mit einem Chemieeinschub verbunden ist.
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2B zeigt
eine genauere schematische Darstellung des Chemieeinschubs.
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3A zeigt
eine genaue schematische Darstellung eines anderen Abgabeeinschubs
für deionisiertes
Wasser, bei dem Komponenten zur Weiterleitung von Fluiden zu einem
Chemieeinschub vorgesehen sind.
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3B zeigt
eine vereinfachte schematische Darstellung eines Bürstenpaares,
das in einem der Bürstengehäuse der 1A und 1B verwendet
werden kann.
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3C zeigt
eine genauere schematische Darstellung des Chemieeinschubs der 3A.
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4 zeigt
eine andere genaue schematische Darstellung des Chemieeinschubs.
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Genaue Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Es
wird eine Erfindung für
Systeme und Verfahren zur Stabilisierung der Zufuhr von DI-Wasser und
der Zufuhr von Chemikalien zu Wafervorbereitungssystemen beschrieben.
Es ist für
einen Fachmann jedoch naheliegend, dass die vorliegende Erfindung
ohne einige oder alle dieser spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden
kann. In anderen Fällen wurden
hinreichend bekannte Verfahrensschritte nicht im Einzelnen beschrieben,
um die Erfindung nicht unnötig
zu verschleiern.
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Die 1A und 1B zeigen
eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Waferreinigungssystems 104.
Das Reinigungssystem 104 umfasst typischerweise eine Eingabestation 120,
in die eine Vielzahl von Wafern eingebracht werden kann, um durch
das Reinigungssystem gereinigt zu werden. Wenn die Wafer in die
Eingabestation 120 eingebracht wurden, kann ein Wafer aus
der Eingabestation 120 entnommen und zu einer ersten Bürstenstation 122a befördert werden,
in der der Wafer mit ausgewählten
Chemikalien und Wasser (z. B. DI-Wasser) geschruppt wird, bevor
er zu einer zweiten Bürstenstation 122b eines
doppelt bestückten
dualen Bürstengehäuses 122 befördert wird.
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Nachdem
ein Wafer in dem doppelt bestückten
dualen Bürstengehäuse 122 geschruppt
wurde, wird der Wafer in eine Schleuderstation 124 befördert, in
der deionisiertes Wasser auf die Oberfläche des Wafers gesprüht und der
Wafer trockengeschleudert wird. Nachdem der Wafer in der Schleuderstation 124 gespült wurde,
nimmt eine Entladehandhabungsvorrichtung 125 den Wafer
und befördert
ihn in eine Ausgabestation 126. Das Reinigungssystem 104 ist
so ausgebildet, dass es durch eine Systemelektronik 128 programmiert
und geregelt wird. Das Reinigungssystem 104 umfasst ferner
einen Abgabeeinschub für
deionisiertes Wasser („De-ionized
water Dispense Drawer”-DDD) 134 und
zwei Chemieeinschübe 132a und 132b.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind der DDD 134 und der Chemieeinschub 132 ausgebildet,
um in einem unteren Bereich der Reinigungsstation 104 platziert
zu werden, und, wenn die Türen
offen sind, können
die Einschübe
herausgezogen werden, um Wartungsarbeiten zu ermöglichen. Wie nachstehend in
näheren
Einzelheiten beschrieben werden wird, steht die Wasserzuführung der
Anlage über
den DDD 134 mit dem Reinigungssystem 104 in Verbindung
und die Chemikalien werden mittels des Chemieeinschubs 132 zugeführt.
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Die 2A zeigt
ein genaueres Blockdiagramm des Abgabeeinschubs 134 für deionisiertes Wasser,
das mit dem Chemieeinschub 132 verbunden ist. Wie gezeigt
ist, ist der Abgabeeinschub 134 für deionisiertes Wasser ausgebildet, über einen
Einlass 140 deionisiertes Wasser aus einer Wasserversorgung 136 der
Anlage aufzunehmen. Der Einlass 140 führt zu einem Verteiler 142.
Der Verteiler 142 ist ausgebildet, deionisiertes Wasser
zu mehreren Leitungen zu leiten, die kanalartig durch die gesamte Reinigungsstation
verlaufen. Beispielsweise können einige
der Leitungen für
Einsprühvorrichtungen,
das Spülen
des Wafers in der Schleuderstation, Sprühvorrichtungen in der Eingabestation
und dergleichen verwendet werden.
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Dementsprechend ändert sich
der Druck des von dem Verteiler 142 zugeführten Wassers
während eines
Reinigungsprozesses in Abhängigkeit
der zu verschiedenen Zeitpunkten an den Verteiler 142 gestellten
Anforderungen. Diese Änderung
des Wasserdrucks ist, wie oben erwähnt wurde, äußerst unerwünscht und kann zu einer unsachgemäßen Vorbereitung
der Waferoberfläche
führen.
Bei dieser Ausführungsform
ist der Chemieeinschub 132 ausgebildet, zwei Leitungen
von dem Abgabeeinschub 134 für deionisiertes Wasser aufzunehmen.
Die erste Leitung für
deionisiertes Wasser ist die Leitung 144, die ein pneumatisches
Ventil 146a zum Steuern des Auf- und Zudrehens der Leitung
zu verschiedenen Zeitpunkten eines Reinigungsprozesses aufweist.
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Beispielsweise
wird die Leitung 144 typischerweise für ein Reinigen der Bürsten, Bürstengehäuse oder
anderer Teile des Systems mit hoher Durchflussrate verwendet. Das
deionisierte Wasser mit hoher Durchflussrate braucht daher nicht
sorgfältig
geregelt zu werden, wenn es durch den Chemieeinschub 132 und
die Auslassleitung 154 zu dem Fluidauslass strömt. Von
daher wird die Leitung 144 im Allgemeinen allein verwendet,
wenn die Bürstengehäuse gespült werden,
um Chemikalien zu entfernen, die zuvor während eines Reinigungsvorgangs
oder anderer Vorgänge,
die Rückstände oder
Chemikalien zurückgelassen
haben könnten,
verwendet worden sind. Wenn eine chemische Reinigung in einem der Bürstengehäuse durchgeführt werden
soll, ist die von dem Chemieeinschub hergestellte chemische Lösung andererseits
von der Genauigkeit der Zufuhr von deionisiertem Wasser (DIW) von
dem Abgabeeinschub 134 für deionisiertes Wasser abhängig. Dementsprechend
führt eine
Leitung 148 (d. h. eine Leitung mit niedriger Durchflussrate)
durch ein pneumatisches Ventil 146b und zu einem Druckregler 150. Der
Druckregler 150 ist ausgebildet, die Stärke des Drucks des von der
Wasserversorgung 136 der Anlage zugeführten Wassers mindestens teilweise
auf ein Niveau abzuschwächen,
bei dem sämtliche
Schwankungen des Wasserdrucks im Wesentlichen vermieden werden.
Beispielsweise kann der Druckregler 150 ein mit einer Teflonkuppel
versehener Regler („Teflon
Dome Loaded Regulator"),
Modell 973, sein, der von MACE aus Upland, Kalifornien, erhältlich ist.
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Der
im Wesentlichen stabilisierte Wasserdruck, der den Druckregler 150 verlässt, fließt dann durch
eine Leitung 148' zu
einem Durchflussmessgerät 151.
Das Durchfluss messgerät 151 kann
daher den von dem Druckregler 150 erhaltenen Wasserstrom
regeln und ihn dann über
die Leitung 148' dem Chemieeinschub 132 zuführen. Das
Durchflussmessgerät 151 kann
beispielsweise ein "Futurestar"-Durchflussmessgerät, Modell
Nr. 154-00250 sein, der von der Futurestar Corp. aus Bloomington, Minnesota,
erhältlich
ist.
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Wie
ersichtlich ist, wird die Leitung 144 im Allgemeinen während unkritischer
Reinigungsvorgänge
verwendet, wie beispielsweise bei Spülvorgängen für Chemikalien und dergleichen.
Die Leitung 148, die durch einen Druckregler 150 geführt wird, wird
verwendet, um einen stetigen Strom von deionisiertem Wasser durch
die Leitung 148' zu
dem Chemieeinschub 132 zu erzeugen, wenn der Chemieeinschub 132 eine
präzise
Zufuhr von deionisiertem Wasser benötigt, um sicherzustellen, dass
die richtigen Konzentrationsstärken
in dem Chemieeinschub gemischt und der Leitung 154 zugeführt werden.
Wie gezeigt ist, erhält
der Chemieeinschub 132 über
eine Leitung 139 auch Chemikalien aus einer Chemikalienquelle 138.
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Die 2B zeigt
eine genauere schematische Darstellung des Chemieeinschubs 132.
Der Chemieeinschub 132 umfasst einen Druckregler 170, ein
Durchflussmessgerät 172 und
einen Mischverteiler 160. Der Mischverteiler 160 ist
ausgebildet, sowohl die Leitung 144 als auch die Leitung 148' aufzunehmen.
Die Leitung 139 führt
die Chemikalien einem Druckregler 170 zu, der zu einer
Stabilisierung der möglicherweise
von der Chemikalienquelle 138 kommenden Druckschwankungen
beiträgt
und für
einen gleichmäßigeren
und geregelten Zustrom von Chemikalien durch die Leitung 139' zu dem Durchflussmessgerät 172 sorgt.
Bei einer Ausführungsform kann
der Druckregler 170 der gleiche wie der Druckregler 150 sein.
Das Durchflussmessgerät 172 kann ebenfalls
das gleiche wie das Durchflussmessgerät 151 sein.
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Das
Durchflussmessgerät 172 mit
dem einstellbaren Ventil kann dann verwendet werden, um den Zustrom
der von dem Druckregler 170 erhaltenen gleichbleibenden
Chemikalien einzustellen und dem Mischverteiler 160 über die
Leitung 139' zuzuführen. Bei
einer Ausführungsform
können,
wenn ein geregeltes Mischen von deionisiertem Wasser und einer spezifischen
Chemikalie in dem Chemieeinschub 132 erwünscht ist,
nur der stetige Zustrom von deionisiertem Wasser aus der Leitung 148' und der stetige
Zustrom aus der Leitung 139' dem
Mischverteiler 160 zugeführt werden. Der Mischverteiler 160 ist
daher in der Lage, eine gut geregelte Mischung aus Chemikalien und
deionisiertem Wasser herzustellen, bevor sie als chemische Lösung über die
Leitung 154 ausgegeben wird. Die Leitung 154 führt dann
zu den Bürsten
für chemische
Reinigung oder den Tropfsystemen, die in den Bürstengehäusen der Reinigungsstation 104 angeordnet
sind.
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Es
ist wichtig zu bemerken, dass durch das Sicherstellen, dass der
Strom des deionisierten Wassers gleichmäßig ist und über die
Leitung 148' geregelt
wird und dass die Zufuhr der Chemikalien über die Leitung 139' ebenfalls gleichmäßig und
geregelt ist, der Mischverteiler 160 sicherstellen kann,
dass die geeigneten Mengen deionisiertes Wasser und Chemikalien
gemischt werden, um die präzise
Lösung
zur optimalen Vorbereitung der Waferoberfläche herzustellen. Bei einer
Ausführungsform
kann die Waferoberfläche
so vorbereitet werden, dass die Waferoberfläche durch die Bearbeitung gereinigt wird.
Bei anderen Ausführungsformen
kann die Vorbereitung der Waferoberfläche darin bestehen, dass ein
geregelter Ätzvorgang
und ein Reinigungsvorgang gleichzeitig in der Reinigungsstation
durchgeführt
werden. Wenn das Ätzen
und Reinigen durchgeführt
werden, werden Chemikalien wie beispielsweise Fluorwasserstoff-(HF-)Säure aus
der Chemikalienquelle 138 dem Chemieeinschub 132 zugeführt.
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Für einen
Fachmann ist ersichtlich, dass, falls die genaue Menge der chemischen
Lösung
(wie HF) dem Mischverteiler 160 nicht zur Verfügung gestellt
wird, in einigen Situationen zu viel oder zu wenig Chemikalien als
Teil der Lösung,
die durch die Leitung 154 ausgegeben wird, bereitgestellt
werden. Wenn dies der Fall ist, kann es zu Situationen kommen, in
denen zu viel Material weggeätzt
wird oder zu wenig Material weggeätzt wird, wodurch nicht rückgängig zu
machende Schäden
auf der vorbereiteten Waferoberfläche erzeugt werden.
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Die 3A zeigt
eine genaue schematische Darstellung eines Abgabeeinschubs 134' für deionisiertes
Wasser, bei dem Komponenten zur Weiterleitung von Fluiden zu einem
Chemieeinschub 132' gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind. Vorzugsweise leitet
der Chemieeinschub 132' Oberflächenbearbeitungsfluide
zu einer oberen Bürste
und einer unteren Bürste und/oder
zu einem Tropfenabgabestab innerhalb des Bürstengehäuses. Wie gezeigt ist, umfasst
der Abgabeeinschub 134' für deionisiertes
Wasser zwei Verteiler 142a und 142b zum Aufnehmen
von deionisiertem Wasser aus der Wasserversorgung 136 der
Anlage über
die Leitungen 140a bzw. 140b. Der erste Verteiler 140a kann
ausgebildet sein, einen starken Zustrom von deionisiertem Wasser
durch die Leitung 144 zu dem Chemieeinschub 132' während unkritischer
Wasserzufuhrvorgänge
bereitzustellen.
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Wenn
jedoch kritische Vorbereitungsvorgänge der Waferoberflächen durchgeführt werden,
die ein präzises
Mischen ausgewählter
Mengen von deionisiertem Wasser und Chemikalien erfordern, wird die
von dem Verteiler 142a kommende Leitung 148a mit
einem Druckregler 150 ausgestattet. Wie oben beschrieben
wurde, ist der Druckregler 150 ausgebildet, die in der
Leitung 148a vorhandenen Druckschwankungen zu stabilisieren und
zu entfernen und dadurch einen im Wesentlichen geregelten nicht schwankenden
Durchfluss von deionisiertem Wasser durch die Leitung 148a', die mit dem
Durchflussmessgerät 151 verbunden
ist, zu erzeugen. Das Durchflussmessgerät 151 kann dann den
Strom des geregelten Wassers aus der mit dem Chemieeinschub 132' verbundenen
Leitung 148a' regeln.
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Im
Allgemeinen erfolgt die Zufuhr aus der Leitung 148' zu dem Chemieeinschub 132' auf eine derartige
Weise, dass das deionisierte Wasser mit Chemikalien gemischt wird,
die ausgebildet sind, zu einer oberen Bürste eines Reinigungssystems
mit Bürstengehäuse zugeführt zu werden.
Wie hier gezeigt ist, stellt die Leitung 154a die richtig
gemischte chemische Lösung
der oberen Bürste
oder, als Alternative, einem Tropfstab zur Verfügung. Der Verteiler 142b ist
ausgebildet, Fluide durch die Leitung 148b, durch ein pneumatisches
Ventil 146b und dann zu einem Druckregler 150 zu
leiten. Der Druckregler 150 ist ausgebildet, wie oben beschrieben
wurde, Schwankungen in dem in der Leitung 148b herrschenden
Wasserdruck zu stabilisieren und Schwankungen bei dem Wasser, das
der Leitung 148b' zugeführt wird,
in geregelter Weise zu reduzieren. Bei einem Beispiel kann der von
einer Leitung der Anlage kommende DI-Wasserdruck eine Stärke von
ungefähr
172,4 kPa (25 PSI) haben und der Druck kann auf ungefähr 103,4
kPa (15 PSI) heruntergeregelt werden, wodurch sämtliche in der Leitung der
Anlage vorkommenden Druckschwankungen in effektiver Weise stabilisiert
werden. Die Leitung 148' wird
dann durch ein Durchflussmessgerät 151 geführt, das
die Wassermenge einstellt, die dem Chemieeinschub 132' durch die Leitung 148b' zugeführt wird.
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Der
Chemieeinschub 132' kann
einen Mischverteiler zum Mischen von Chemikalien mit dem deionisierten
Wasser, das über
die Leitung 148b' zugeführt wird,
aufweisen. Die korrekt vorbereitete Lösung kann dann der Leitung 154b zugeführt werden. Die
Leitung 154b ist vorzugsweise ausgebildet, die korrekt
gemischte Lösung
einer unteren Bürste
eines Reinigungssystems mit Bürstengehäuse zuzuführen. Als
Alternative kann die Leitung 154b auch zu einem in dem
Bürstengehäusesystem
vorhandenen Tropfstab geführt
werden.
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Die 3B zeigt
eine vereinfachte schematische Darstellung 200 eines Bürstenpaares 204,
das in einem der Bürstengehäuse 122a oder 122b der 1A und 1B verwendet
werden kann. Bei diesem Beispiel wird ein Wafer 202 während des
Vorgangs des Schrubbens mit der oberen Bürste 204a und der
unteren Bürste 204b zur
Vorbereitung der Oberfläche 202a des
Wafers 202 gezeigt. Im Allgemeinen ist der Wafer ausgebildet,
sich in einer Richtung 206 zu drehen, während sich die obere Bürste 204a in
einer Richtung 208 und die untere Bürste 204b in einer
Richtung 209a drehen. Wie unter Bezug nahme auf die 3A beschrieben
wurde, wird die aus dem Chemieeinschub 132' heraus führende Leitung 154a zu
der oberen Bürste 204a geführt. In ähnlicher
Weise wird die Leitung 154b zu der unteren Bürste 204b geführt. Bei
der hier gezeigten Zufuhr der chemischen Lösung handelt es sich um eine Technik
des Aufbringens der Chemikalien durch die Bürste („Through-The-Brush”-TTB).
Natürlich
können
auch andere Aufbringetechniken für
die Chemikalien verwendet werden, so dass beispielsweise eine Tropfenaufbringung
ebenso verwendet werden kann.
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Wenn
ein Reinigungssystem zwei Bürstengehäuse aufweist,
ist ein weiteres Bürstenpaar 204 in dem
zweiten Bürstengehäuse vorgesehen.
Zusätzlich
ist ein zweiter Chemieeinschub in dem Reinigungssystem vorgesehen,
wie in der 1A gezeigt ist (d. h. ein erster
Chemieeinschub 132a und ein zweiter Chemieeinschub 132b).
Jeder dieser Chemieeinschübe
führt daher
jedem der Bürstengehäuse, die
jeweils Bürstenpaare
zum Reinigen der Wafer aufweisen, Chemikalien zu.
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Die 3C zeigt
eine genauere schematische Darstellung des Chemieeinschubs 132' der 3A gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Chemieeinschub 132' ist ausgebildet,
Chemikalien über
die Chemikalienleitung 139, die durch einen Druckregler 170 geführt ist,
aufzunehmen. Der Druckregler 170 ist ausgebildet, Druckschwankungen,
die in den von der Chemikalienleitung 139 zugeführten Fluiden
vorhanden sein können,
zu stabilisieren. Der Druckregler 170 sorgt daher für einen
konstanten geregelten Zustrom von Chemikalien über die Leitungen 139' zu den Durchflussmessgeräten 172a und 172b.
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Die
Durchflussmessgeräte 172a und 172b können geregelt
werden, um einem Mischverteiler 160a bzw. einem Mischverteiler 160b die
richtige Durchflussmenge in angemessener Weise zuzuführen. Bei
diesem Beispiel ist das Durchflussmessgerät 172a ausgebildet,
dem Mischverteiler 160a über die Leitung 139' eine geregelte
Menge Chemikalien zuzuführen.
Der Mischverteiler 160a erhält daher die richtige Menge
deionisiertes Wasser aus der Leitung 148a' und versorgt somit die Leitung 154a,
die zu einer oberen Bürste
geführt
werden kann, wie in der 3B gezeigt
ist. Das Durchflussmessgerät 172b kann
ausgebildet sein, die richtige geregelte Menge Chemikalien durch
die Leitung 139' und
dann zu dem Mischverteiler 160b zu leiten. Der Mischverteiler 160b erhält die geregelte
Menge deionisiertes Wasser aus der Leitung 148b' und führt sie
der Leitung 154b zu, die mit der unteren Bürste 204b der 3B in
Verbindung steht.
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Die 4 zeigt
eine genaue schematische Darstellung des Chemieeinschubs 132' gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist, sind die Leitungen 148a' und 148b' zu einem Verteiler 302 geführt, durch
den die Leitung 148a' mit dem
Mischverteiler 160a und die Leitung 148b' mit dem Mischverteiler 160b verbunden
ist. Die Leitung 144 ist mit dem Verteiler 302 verbunden,
der dann mit einem pneumatischen Ventil 308 und einem pneumatischen
Ventil 310 in Verbindung steht. Die pneumatischen Ventile 308 und 310 werden
durch Pneumatikleitungen (nicht dargestellt) während verschiedener Stadien
eines Reinigungsvorgangs separat gesteuert. Die durch die Leitung 144 strömenden Fluide
können
dann über
das pneumatische Ventil 310 dem Mischverteiler 160b zugeführt werden
und das pneumatische Ventil 308 kann eine Verbindung der
Wasserleitung 144 zu dem Mischverteiler 160a herstellen,
wenn dies angemessen ist.
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Die
Leitung 139 wird aus der Chemikalienquelle 138 versorgt
und ist mit einem pneumatischen Ventil 304 verbunden. Das
pneumatische Ventil 304 und die pneumatischen Ventile 312 und 314 werden ebenfalls
in ähnlicher
Weise durch die gleiche pneumatische Steuerleitung gesteuert. Die
Chemikalien 139, die das pneumatische Ventil 306 passiert
haben, werden durch einen Druckregler 170 geleitet, der
die Druckschwankungen in der Chemikalienleitung stabilisiert und
dadurch den Druck auf einen geeigneten Druck reduziert, der den
Durchflussmessgeräten 172a und 172b zugeführt wird.
Ein Druckmessgerät 171 ist
hinter dem Druckregler 170 vorgesehen, um den Druck und
dessen Verhalten nach dem Verlassen des Druckreglers 170 zu überwachen.
Das heißt, dass
das Druckmessgerät 171 eine Überwachung gestattet,
ob der Druckregler 170, wenn er einmal eingestellt wurde,
alle Schwankungen des Drucks, die in der Leitung 139 auftreten
können,
angemessen stabilisiert.
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Wie
oben erwähnt
wurde, werden die Chemikalien dann durch die Durchflussmessgeräte 172a und 172b geleitet
und den pneumatischen Ventilen 312 und 314 zugeführt. Wenn
die pneumatischen Ventile 312 und 314 angemessen
eingestellt sind, um eine Weiterleitung der Chemikalien zu gestatten, werden
die Chemikalien über
die Leitungen 139' den Mischverteilern 160a und 160b zugeführt, die
dann die korrekt gemischte Lösung
durch die Leitungen 154a und 154b weiterleiten.
Die gemischte Lösung ist
das Produkt einer sorgfältig
und genau gemischten Menge deionisierten Wassers, das durch die
Leitungen 148a' und 148b' zugeführt wurde,
und Chemikalien, die durch die Leitung 139' zugeführt wurden. Die Leitungen 154a und 154b leiten
daher die angemessen gemischte chemische Lösung zu dem Bürstenpaar
in einem Bürstengehäusesystem
und die Oberfläche
des Wafers wird in angemessener Weise vorbereitet.
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Für weitere
Informationen über
Wafervorbereitungssysteme und -techniken kann auf die ebenfalls
im Besitz der Inhaberin befindlichen US-Patente mit den Nummern:
(1)
US 5858109 mit dem
Titel „Method
and Apparatus For Cleaning Of Semiconductor Substrates Using Standard
Clean 1 (SC1)" ("Verfahren und Vorrichtung
zum Reinigen von Halbleitersubstraten unter Verwendung von 'Standard Clean 1' (SC1)"), (2)
WO 9713590 oder
US 5806126 mit dem Titel „Method
and Apparatus for Chemical Delivery Through the Brush" ("Verfahren und Vorrichtung
zur Abgabe von Chemikalien durch die Bürste") und (3)
US 2001043867 mit dem Titel „Pressure
Fluctuation Dampening System" ("Dämpfungssystem für Druckschwankungen") Bezug genommen
werden.