DE69501172T2

DE69501172T2 - Einrichtung für die Behandlung von Substrat

Info

Publication number: DE69501172T2
Application number: DE69501172T
Authority: DE
Inventors: Shiomi Hara; Hideki Munakata
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2015-02-11
Also published as: DE69501172D1; JPH07263400A; US5540245A; EP0675525B1; JP2900788B2; EP0675525A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung mit Umsetzung eines einzelnen Substrats zum Reinigen und Trocknen eines Substrats, z. B. eines Siliciumwafers, eines Verbundhalbleiterwafers, eines Glassubstrats für eine Flüssigkristallanzeige, eines Metallsubstrats oder Ähnlichem
Herkämmlicherweise ist eine Waferreinigungsvorrichtung, die eine Reinwasserstrahleinrichtung zum Ausstoßen einer Reinigungsflüssigkeit, wie Reinwasser, auf die eine Ultraschallwelle angewendet wird, bekannt, wobei ein Wafer gereinigt wird, indem er durch Reinwasser bewegt wird, das von der Reinwasserstrahlvorrichtung ausgestoßen wird, wie es in der Japanischen, offengelegten Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. Hei-3-93230 beschrieben ist.
Eine solche Art Ultraschallreinigungsvorrichtung wird verwendet, um z. B. feine Teilchen, Stäube oder Ähnliches auf dem Wafer zu entfernen. Die Ultraschallreinigungsvorrichtung erzeugt Längsdruckwellen in reinem Wasser durch Ultraschallschwingung. Die Druckwellen, die eine Energie haben, erreichen die die Oberfläche des Wassers durch das reine Wasser hindurch, und treffen auf die Teilchen, die an der Oberfläche des Wafers anhaften, mehrere hunderttausend Male jede Sekunde mit der Energie, um die Teilchen von der Waferoberfläche zu entfernen.
Jedoch hat eine solche herkömmliche Ultraschallreinigungsvorrichtung die folgenden Schwierigkeiten.
Da eine derartige Ultraschallreinigungsvorrichtung das Reinwasser, das aus der Reinwasserstrahlvorrichtung ausgestoßen worden ist, nicht wieder verwendet, verlangt die Verarbeitung einer großen Anzahl Wafer eine große Menge an Reinwasser und deshalb nehmen die Kosten zum Reinigen äußerst stark zu. Um die Reinigungswirkung zu verstärken, ist es notwendig, die Temperatur des Reinwassers richtig beizubehalten. Das Beibehalten der richtigen Temperatur verlangt den Einbau eines Wärmetauschers, um Wärme zwischen dem Reinwasser und dem Kühlwasser in der Reinwasserstrahlvorrichtung, dem Reinwasserzuführsystem oder Ähnlichem auszutauschen. Jedoch übt der Einbau des Wärmetauschers in der Reinwasserstrahlvorrichtung eine nachteilige Wirkung auf die Fortpflanzung der Ultraschallwellen darin aus. Um solche nachteilige Wirkung zu vermeiden, ist es notwendig, eine Reinwasserstrahlvorrichtung großer Abmessung vorzusehen und den Wärmetauscher an einer Stelle in einem Bereich innerhalb der Strahlvorrichtung anzuordnen, die keine nachteilige Wirkung auf die Fortpflanzung der Ultraschallwelle ausübt.
Gemäß dieser Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur Behandlung eines Substrats von der Art mit Umsetzen eines einzelnen Substrats:
eine Substratreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Substrats, indem Reinwasser, auf das eine Ultraschallwelle angewendet wird, gegen eine Oberfläche des Substrats ausgestoßen wird, und zum Sammeln des Wassers, das zum Reinigen des Substrats verwendet wurde,
eine Reinwasserumlaufvorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen oder Teilchen, die in dem gesammelten Wasser enthalten sind, und zum Umlaufen des gesammelten Wassers zum Reinigen von Substraten; und
eine Substrattrockungsvorrichtung zum Trocknen des gereinigten Substrats,
und dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserkühleinrichtung innerhalb der Vorrichtung zum Sammeln von benutztem Wasser zum Kühlen des benutzten Wassers angeordnet ist, das darin gesammelt wird, um die Temperatur des umlaufenden Wassers zu steuern.
Typischerweise ist das zu behandelnde Substrat ein Halbleiterwafer, und dies wird nachfolgend beschrieben. Jedoch kann die Erfindung auch zum Behandeln eines Glassubstrats für eine Flüssigkristallanzeige oder, zum Beispiel, eines Metallsubstrats verwendet werden.
Bei der oben genannten Behandlungsvorrichtung verlangt, weil das Reinwasser, das zum Reinigen verwendet wird, durch ein Reinwasserumlaufsystem zurückgeführt wird, das Reinigen einer Menge von Wafern nur eine kleine Menge Reinwasser. Ein Filter, das in dem Lauf des Umlaufsystems vorgesehen ist, ermöglicht ein wirksames Auffangen von Verunreinigungen oder Teilchen, die in dem Reinwasser enthalten sind, so daß es möglich ist, ein erneutes Anhaften der Verunreinigungen oder Teilchen an dem Wafer zu verhindern. Da die Waferbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vom Typ mit Umsetzung eines einzelnen Wafers ist und keine Kassette verwendet, die im allgemeinen bei der Behandlung einer charge verwendet wird, ist es möglich, ein Wiederanhaften von Verunreinigungen oder Teilchen an den Bereichen der Wafer zu verhindern, mit denen die Kassette in Berührung ist. Des weiteren ist es, weil der Wärmeaustausch zwischen dem Reinwasser und dem Kühlwasser in dem Reinwassersammeltank vorgesehen ist, unnötig, einen Wärmetauscher in der Strahlvorrichtung vorzusehen. Deshalb übt die Waferbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keine nachteilige Wirkung auf die Fortpflanzung der Ultraschallwelle aus und verlangt keine Strahlvorrichtung großer Abmessung.
Vorzugsweise führt die Wafertrocknungsvorrichtung ein Trocknungsschleudern des gereinigten Wafers aus. Da der Wafer durch Trocknungsschleudern unmittelbar nach dem Reinigen getrocknet werden kann, wird auf dem Wafer keine Ungleichförmigkeit beim Trocknen erzeugt, und dadurch ist es möglich, die zuverlässigkeit der Erzeugnisse aufrecht zu erhalten, die den Wafer verwenden. Die Waferbehandlungsvorrichtung kann des weiteren ein Wasserzuführsystem für heißes Reinwasser umfassen, um heißes Wasser dem Reinwassersammeltank zuzuführen. Demgemäß ist es möglich, einen Mangel an Reinwasser aufzufüllen und eine niedrige Temperatur des Reinwassers ansteigen zu lassen, um die Reinigungswirkung zu verstärken.
Die Waferbehandlungsvorrichtung kann des weiteren eine Wafertragvorrichtung umfassen, die ein Ansaugelement zum Ansaugen aufweist, um die rückwärtige Oberfläche des Wafers an einem Ende davon zu halten, um das Ansaugelement mit dem Wafer in die Waferreinigungsvorrichtung zu tragen. Ferner kann die Behandlungsvorrichtung des weiteren eine Einstellvorrichtung für ein Substrat umfassen, die ein Paar Halteteile aufweist, die sich öffnen und schließen können, und auf deren oberer Oberfläche Anordnungsoberflächen 50a zum Anordnen des Substrats und Positionierungsseitenwandoberflächen gebildet sind, die eine der äußeren Form des Substrats ähnliche Form haben, wobei die Substrateinstellvorrichtung das durch die Waferreinigungsvorrichtung gereinigte Substrat zu der Wafertrockungsvorrichtung umsetzt.
Demgemäß ist es möglich, jeden Wafer sicher zu der Reinigungsvorrichtung und der Trocknungsvorrichtung umzusetzen, und wirkungsvoll die Hauptoberfläche von jedem Wafer zu reinigen und wirkungsvoll jeden Wafer als Ganzes zu trocknen. Vorzugsweise umfaßt die Strahlvorrichtung einen Behälter zum Speichern von Reinwasser, der einen Reinwassereinlaß zum Einführen von Reinwasser in dem Behälter in einer seiner Seitenwände, einen Reinwasserüberlaufauslaß zum Ablassen von einem Überschuß von Reinwasser nach außerhalb in der anderen der Seitenwände und einen Reinwasserstrahlauslaß aufweist, der die Form wie ein Schlitz hat und sich in Längsrichtung in der Bodenwand davon erstreckt. Der Reinwassersammeltank kann ein Wassersammelelement zum Sammeln von Reinwasser aufweisen, das zum Reinigen des Wafers verwendet wurde, und von Reinwasser, das durch den Reinwasserüberlaufauslaß an einem oberen Abschnitt davon ausgetragen wurde.
Demgemäß ist es möglich, daß verwendete Reinwasser durch das Wassersammelelement und den Reinwassereinlaß wieder zu verwenden und fortlaufend die Menge an Reinwasser, die in dem Behälter gespeichert ist, durch den Reinwasserüberlaufauslaß beizubehalten.
Eine obere Öffnung des Behälters ist vorzugsweise mit einer Schwingungsplatte überdeckt, die einen nach unten niedergedrückten Mittelbereich aufweist, dessen untere Oberfläche in Berührung mit dem Reinwasser in dem Behälter sein kann, und auf dessen oberer Oberfläche ein Ultraschallschwingungserzeuger befestigt ist. Der Ultraschallschwingungserzeuger kann mit einem Ultraschalloszillator verbunden sein, der von einer Wechselstromversorgung angesteuert wird.
Gemäß einer solchen nach unten abgesenkte Bauweise ist es möglich, nicht nur eine Dichtung, die zwischen dem Behälter und der Schwingungsplatte eingefügt ist, am Ansaugen von Reinwasser zu hindern, und dadurch zu verhindern, daß sich Verunreinigungen oder Teilchen, die durch die Dichtung hervorgerufen werden, mit dem Reinwasser mischen, sondern auch wirkungsvoll, Ultraschallwellen zu dem Reinwasser fortzupflanzen, indem der Bereich der Schwingungsplatte in das Reinwasser eingetaucht wird, auf dem der Ultraschallschwingungserzeuger befestigt ist.
Das Filter kann ein erstes Filterelement mit Maschen und ein zweites Filterelement mit Maschen umfassen, die im Vergleich zu dem ersten Filterelement klein sind.
Vorzugsweise werden das Reinheißwasserzuführsystem und das Reinwasserkühlsystem richtig durch eine Steuereinrichtung auf der Grundlage der Temperatur des Reinwassers in dem Reinwassersammeltank oder der Temperatur des Reinwassers in der Reinwasserstrahlvorrichtung gesteuert. Die Behandlungsvorrichtung kann des weiteren ein zweites Umlaufsystem umfassen, indem Stoffe, die in dem benutzten Reinwasser enthalten sind, entfernt werden, indem ein lonentauscher verwendet wird, und danach wird das Reinwasser in den Sammeltank zurückgeführt.
Eine besondere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Be handlung von Substraten gemäß dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Wafern vom Typ für eine einzelne Waferumsetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Waferreinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer Reinwasserstrahlvorrichtung ist, wenn sie von vorne betrachtet wird; und
Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, die eine Wafertrockungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Behandlung von Wafern vom Typ mit Umsetzung einzelner Wafer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Waferbehandlungsvorrichtung 1 vom Typ für die Umsetzung eines einzelnen Wafers umfaßt eine Waferentladevorrichtung 2, eine Wafertragvorrichtung 3, eine Waferreinigungsvorrichtung 4, die jeweils einen Wafer reinigen kann, eine Wafereinstellvorrichtung 5 und eine Wafertrockungsvorrichtung 6, die jeweils einen Wafer trocknen kann.
Die Waferentladevorrichtung 2 hat einen Arm 21, der sich auf einer Welle 20 drehen kann und in Längsrichtung ausund einfahren kann. An dem oberen Ende des Arms 21 ist eine Ansaugscheibe 22 zum Ansaugen der Hauptoberfläche des Wafers W vorgesehen, um den Wafer daran zu halten. Die Waferentladevorrichtung 2 nimmt den Wafer W einzeln aus einer Kassette 7 heraus, die eine Mehrzahl Wafer enthält, und übergibt den Wafer W der folgenden Wafertragvorrichtung 3.
Die Wafertragvorrichtung 3 hat einen Arm 31. Der Arm 31 ist entlang einer Schiene 8 bewegbar und hat eine Ansaugscheibe 30 an seinem oberen Ende, um die rückwärtige Oberfläche des Wafers W anzusaugen und den Wafer daran zu halten. Die Wafertragvorrichtung 3 erhält den Wafer W von der Waferentladevorrichtung 2 und gibt den Wafer W zu der Waferreinigungsvorrichtung 4 weiter, und übergibt danach den gereinigten Wafer W der Wafereinstellvorrichtung 5.
Die Waferreinigungsvorrichtung 4 umfaßt eine Reinwasserstrahlvorrichtung 40 und einen Reinwassersammeltank 41, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Der Reinwassersammeltank 41 steht mit der Reinwasserstrahlvorrichtung 40 durch ein Reinwasserumlaufsystem 42 in Verbindung. In dem Sammeltank 41 sind ein zuführsystem 43 für heißes Reinwasser und ein Reinwasserkühlsystem 44 vorgesehen.
Die Strahivorrichtung 40 umfaßt einen Behälter 45, der ein Volumen von ungefähr 0,3 1 zum Speichern von Reinwasser ausweist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, die eine vertikale Schnittansicht von der Vorderseite ist. Der Behälter 45 hat eine ungefähr rechteckförmige Form in einer Draufsicht. Das heißt, der Behälter 45 erstreckt sich senkrecht zu der Richtung der Papieroberfläche der Fig. 3. Ein Reinwassereinlaß 45a zum Einführen von Reinwasser in den Behälter 45 ist in einer der Seitenwände des Behälters 45 gebildet. Ein Reinwasserüberlaufauslaß 45b zum Ablassen von übermäßigem Reinwasser nach außerhalb ist in der anderen der Seitenwände des Behälters 45 gebildet. Der Überlaufauslaß 45b arbeitet, die Menge des in dem Behälter 45 gespeicherten Reinwassers konstant aufrechtzuerhalten. Ein Reinwasserstrahlauslaß 45c ist in der Bodenwand des Behälters 45 gebildet. Der Strahlauslaß 45c hat eine Form wie ein Schlitz und erstreckt sich in der Längsrichtung des Behälters 45.
Die obere Seite des Behälters 45 ist offen, und es ist ein Flansch 45d, der nach außen weist, an der oberen Oberfläche des Umfangs des Behälters vorgesehen. Eine Schwingungsplatte 47 die aus rostfreiem Stahl oder Ähnlichem hergestellt ist, ist an dem Flansch 45d über eine Dichtung 46 angeschraubt. Der Mittenbereich der Schwingungsplatte 47 ist nach unten niedergedrückt. An dem niedergedrückten Bereich 48a der Schwingungsplatte 47 ist ein Ultraschallschwingungserzeuger 48 befestigt. Der obige, niedergedrückte Abschnitt des Bereiches 48a ist zu dem Zweck vorgesehen, nicht nur zu verhindern, daß die Dichtung 46, die zwischen dem Behälter 45 und der Schwingungsplatte 47 eingefügt ist, in das Reinwasser eingeweicht wird, um dadurch zu verhindem, daß sich Verunreinigungen oder Teilchen, die durch die Dichtung 46 hervorgerufen werden, mit dem Reinwasser mischen, sondern auch wirksam Ultraschallwellen zu dem Reinwasser fortzupflanzen, indem der Abschnitt der Schwingungsplatte 47 in das Reinwasser eingetaucht wird, an dem der Ultraschallschwingungserzeuger 48 befestigt ist.
Der Ultraschallschwingungserzeuger 48 ist mit einem Ultraschalloszillator verbunden, der mit einer Wechselstromversorgung verbunden ist. Der Ultraschallschwingungserzeuger 48 schwingt durch Hochfrequenzsignale von 600-1200 kHz, z. B. 950 kHz, die durch den Ultraschalloszillator hervorgerufen werden.
Der Reinwassersammeltank 41 hat ein Volumen von ungefähr 40 l und ist aus beispielsweise Quarz hergestellt. Über dem Sammeltank 41 liegt eine Abdeckung 49, die darauf ein Wassersammelelement 49a aufweist. Der Sammeltank 41 mit der Abdeckung 49 hat eine Bauweise, so daß Reinwasser, das zum Reinigen des Halbleiterwafers W verwendet worden ist, in den Sammeltank 41 durch das Wassersammelelement 49a eingeführt wird. Auch wird Reinwasser, das durch den Reinwasserüberlaufauslaß 45b ausgebracht worden ist, in den Sammeltank 41 durch das Sammelelement 49a eingeführt.
Das Reinwasserumlaufsystem 42 dient dazu, das Reinwasser in dem Sammeltank 41 zurück zu der Reinwasserstrahlvorrichtung 40 durch den Reinwassereinlaß 45a zu führen. In dem Lauf des Umlaufsystems 42 sind eine Pumpe P, ein Filter F und ein Durchsatzmesser vorgesehen. Die Pumpe P ist vorgesehen, um Reinwasser in die Strahlvorrichtung 40 einzuführen, indem der Druck des Reinwassers erhöht wird. Das Filter F ist vorgesehen, Teilchen aufzufangen, die in dem Reinwasser enthalten sind. Das Filter F umfaßt Filterelemente mit mehreren Graden, zum Beispiel umfaßt es eine Kombination aus einem ersten Filterelement, das Teilchen mit einem Durchmesser von größer als 0,1 µm auffangen kann, und einem zweiten Filterelement, das Teilchen mit einem Durchmesser größer als 0,05 µm auffangen kann, die in der beschriebenen Reihenfolge angeordnet sind.
Das Zuführsystem 43 für heißes Reinwasser dient zum Auffüllen eines Fehistandes des Reinwassers und dazu, eine niedrige Temperatur des Reinwassers ansteigen zu lassen. Beispielsweise wird Reinwasser mit einer Temperatur von ungefähr 80ºC dem Sammeltank 41 zugeführt.
Das Reinwasserkühlsystem 44 dient zum Absenken der Temperatur des Reinwassers in dem Sammeltank 41. Ein Wärmetauscher 44a, der in dem Kühlsystem 44 vorgesehen ist, befindet sich in dem Sammeltank 41. Der Wärmetauscher 44a umfaßt eine Kühlwasserverrohrung, die aus einem Material wie beispielsweise Fluorkohlenstoffkunstharz hergestellt ist. Der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser, z. B. Leitungswasser, das in den Wärmetauscher 44a fließt, und dem Reinwasser in dem Sammeltank 41 wird durch den Wärmetauscher 44a ausgeführt.
Das Zuführsystem 43 für heißes Reinwasser und/oder das Reinwasserkühlsystem 44 werden durch eine Steuereinrichtung, die nicht gezeigt ist, auf der Grundlage der Temperatur des Reinwassers in dem Sammeltank 41 oder der Temperatur des Reinwassers in der Strahlvorrichtung 40 geeignet gesteuert. Die Temperatur des Reinwassers wird in dem Bereich von 40-60ºC gesteuert, z. B. 40 ± 5ºC.
Ein weiteres Umlaufsystem, das nicht gezeigt ist, kann vorgesehen werden, in dem Stoffe, die in dem benutzten Reinwasser enthalten sind, unter Verwendung eines Ionentauschers entfernt werden, und danach wird das Reinwasser in den Sammeltank 41 zurückgebracht In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Reinwasserzuführsystem.
In Fig. 1 umfaßt die Wafereinstellvorrichtung 5 ein Paar Halteteile 50 und 50, die von einem Arm 51 gehalten sind und sich öffnen und schließen können. An jedem Halteteil 50 sind eine horizontale Anordnungsoberfläche 50a zum Anordnen eines Wafers W und eine vertikale Positionierungsoberfläche 50d gebildet, die ungefähr die gleiche Krümmung wie die der Außenform des Wafers W hat. Ein Wafer W wird an dem Paar Anordnungsoberflächen 50a angeordnet und wird von dem Paar Positionierungsoberflächen 50b gehalten, um positioniert zu werden. Der Arm 51 ist entlang der Schiene 8 bewegbar, und dadurch wird der angeordnete Wafer W zu der Wafertrockungsvorrichtung 6 umgesetzt.
Die Wafertrockungsvorrichtung 6 hat eine Ansaugscheibe 60, die die rückwärtige Oberfläche des Wafers W ansaugen kann, um den Wafer zu halten, und hat eine Bauweise, so daß sich die Ansaugscheibe 60 mit einer hohen Drehzahl, z. B. 2000 UpM, drehen kann, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Als nächstes werden die Schritte der Waferbehandlung durch die Vorrichtung 1 zum Behandeln eines Wafers von der Art mit Umsetzung eines einzelnen Wafers in der regulären Reihenfolge erläutert.
Ein Wafer W, der der Kassette 7 durch die Waferentladevorrichtung 2 entnommen wird, wird zu der Wafertragvorrichtung 3 umgesetzt. Die Wafertragvorrichtung 3 gibt dem Wafer W unter die Reinwasserstrahlvorrichtung 40 weiter, die in der Waferreinigungsvorrichtung 4 eingebaut ist. Zu diesem Zeitpunkt wird Reinwasser auf die Hauptoberfläche des Wafers W durch die Strahivorrichtung 40 ausgestoßen, und dadurch wird die Oberfläche des Wafers W gereinigt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Wafers W, das heißt, die Traggeschwindigkeit der Tragvorrichtung 3, wird auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der der Wafer W ausreichend gereinigt wird, z.B. ungefähr 7 mm/sec. Nach diesem Reinigen wird der Wafer W zu der Wafereinstellvorrichtung 5 umgesetzt und wird durch die Wafereinstellvorrichtung 5 zu der Wafertrokkungsvorrichtung 6 umgesetzt. Die Wafertrockungsvorrichtung 6 führt ein Schleudertrocknen des gereinigten Wafers W aus.
Gemäß der Vorrichtung 1 zum Behandeln eines Wafers von der Art mit einzelner Waferumsetzung gemäß dieser Ausführungsform wird, weil das Reinwasser, das zum Reinigen von Wafern verwendet wurde, durch das Reinwasserumlaufsystem 42 zurückgeführt wird, nur eine kleine Menge an Reinwasser zum Reinigen einer Menge von Wafern W verlangt.
Des weiteren ist es, da ein Filter F in dem Lauf des Umlaufsystems 42 vorgesehen ist, möglich, wirksam Verunreinigungen und Teilchen in dem benutzten Reinwasser am erneuten Anhaften an dem Wafer W zu hindern. Weil die Vorrichtung zur Behandlung von Wafern gemäß der vorliegenden Erfindung vom Typ mit einer einzelnen Waferumsetzung ist und keine Kassette verwendet, die üblicherweise bei der Behandlung einer Charge verwendet wird, ist es möglich, zu verhindern, daß Verunreinigungen oder Teilchen erneut an dem Bereich der Wafer W anhaften, mit denen die Kassette in Berührung ist. In der Vorrichtung 1 zum Behandeln von Wafern vom Typ mit einzelner Waferumsetzung wurde, wenn das Filter F aus einer Kombination eines ersten Filterelements, das Teilchen mit einem Durchmesser von größer als 0,1 µm auffangen kann, und einem zweiten Filterelement bestand, das Teilchen mit einem größeren Durchmesser als 0,05 µm auffangen kann, ein Teilchenentfernungsverhältnis mit einem Wert ähnlich dem bei der Verwendung von Chemikalien, wie einer IPA oder Ähnlichem, erhalten. Wenn das Filter F verwendet wurde, war das Teilchenentfernungsverhältnis bei Teilchen mit Durchmessern von größer als 0,2 µm ungefähr 90 % und das für Teilchen mit Durchmessern von größer als 1,0 mm war unge-
Des weiteren ist es, weil der Wärmetauscher 44a zum Wärmeaustausch zwischen dem Reinwasser und dem Kühlwasser in dem Sammeltank 41 vorgesehen ist, unnötig, einen Wärmetauscher in der Strahlvorrichtung 40 vorzusehen. Deshalb übt die Vorrichtung zur Behandlung von Wafern gemäß der Ausführungsform keine nachteilige Wirkung auf die Fortpflanzung der Ultraschallwelle aus und verlangt keine Strahlvorrichtung 40 großer Abmessung.
Obgleich die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem gewissen Maß von Besonderheit beschrieben worden ist, sollte es sich verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die bevorzugte Ausführungsform beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen bei der Erfindung gemacht werden können.
Obgleich bei der obigen Ausführungsform nur ein Halbleiterwafer als ein zu behandelnder Wafer gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auch zum Behandeln eines Glassubstrats für eine Flüssigkristallanzeige, eines Metallsubstrats oder Ähnlichem angewendet werden.
Wie es oben beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung nur eine kleine Menge an Reinwasser zum Reinigen einer Menge von Wafern verlangt. Da ein Filter, das in dem Lauf des Reinwasserumlaufsystems vorgesehen ist, ein wirksames Auffangen von Verunreinigungen oder Teilchen ermöglicht, die in dem Reinwasser enthalten sind, ist es möglich, erneutes Anhaften der Verunreinigungen oder Teilchen an dem Wafer zu verhindern. Da die Vorrichtung zur Behandlung von Wafern gemäß der vorliegenden Erfindung vom Typ mit der Umsetzung eines einzelnen Wafers ist und keine Kassette verwendet, die bei der Behandlung einer Charge verwendet wird, ist es möglich, ein erneutes Anhaften von Verunreinigungen oder Teilchen an dem Bereich der Kassette zu verhindern, mit dem die Wafer in Berührung sind. Des weiteren ist es, weil der Wärmetauscher für das Reinwasser und das Kühlwasser in dem Reinwassersammeltank vorgesehen sind, unnötig, einen Wärmetauscher in der Reinwasserstrahlvorrichtung vorzusehen. Deshalb übt die Vorrichtung zur Behandlung von Wafern gemäß der vorliegenden Erfindung keine nachteilige Wirkung auf die Fortpflanzung der Ultraschallwelle aus und verlangt keine Reinwasserstrahlvorrichtung großer Abmessungen.

Claims

1. Eine Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten vom Typ mit der Umsetzung einzelner Substrate (W), umfassend:

eine Substratreinigungsvorrichtung (40, 41) zum Reinigen eines Substrats (W), indem Reinwasser, auf das eine Ultraschallwelle angewendet wird, gegen eines Oberfläche des Substrats (W) ausgestoßen wird, und zum Sammeln des Wassers, das zum Reinigen des Substrats (W) verwendet wurde,

eine Reinwasserumlaufvorrichtung (42, F) zum Entfernen von Verunreinigungen oder Teilchen, die in dem gesammelten Wasser enthalten sind, und zum Umlaufen des gesammelten Wassers zum Reinigen von Substraten; und

eine Substrattrockungsvorrichtung (6) zum Trocknen des gereinigten Substrats (W),

dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserkühleinrichtung (44a) innerhalb der Vorrichtung zum Sammeln von benutztem Wasser (41) zum Kühlen des benutzten Wassers angeordnet ist, das darin gesammelt wird, um die Temperatur des zurückgeführten Wassers zu steuern.

2. Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten vom Typ mit der Umsetzung einzelner Substrate (W), umfassend:

eine Substratreinigungsvorrichtung, die umfaßt, eine Reinwasserstrahlvorrichtung (40) zum Reinigen eines Substrats (W), indem Reinwasser auf das eine Ultraschallwelle angewendet wird, gegen eine Oberfläche des Substrats (W) ausgestoßen wird, eine Substrattrocknungsvorrichtung (6) zum einzelnen Trocknen der gereinigten Substrate (W), einen Wassersammeltank (41) zum Sammeln des Wassers, das zum Reinigen des Substrats (W) benutzt wurde,

und ein Wasserumlaufsystem (42) zum Umlaufen des Wassers, das in dem Sammeltank (41) gespeichert ist, durch ein Filter (F) hindurch, um Verunreinigungen oder Teilchen aufzufangen, die in dem gespeicherten Reinwasser enthalten sind,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserkühisystem (44), das einen Wärmetauscher (44a) umfaßt, in dem Wassersammeltank (41) zum Kühlen des Wassers in dem Sammeltank (41) vorgesehen ist, um die Temperatur des umlaufenden Wassers zu steuern.

3. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, worin die Substrattrokknungsvorrichtung (6) ein Schleudertrocknen des gereinigten Substrats (W) ausführt.

4. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in Anspruch 3 beansprucht, die des weiteren eine Einstellvorrichtung (5) für ein Substrat (W) umfaßt, die ein Paar Halteteile (50) aufweist, die sich öffnen und schließen können, und auf deren oberer Oberfläche Anordnungsoberflächen (50a) zum Anordnen des Substrats (W) und Positionierungsseitenwandoberflächen (50b) gebildet sind, die eine der äußeren Form des Substrats ähnliche Form haben, wobei die Substrateinstellvorrichtung das durch die Waferreinigungsvorrichtung gereinigte Substrat (W) zu der Wafertrockungsvorrichtung (6) umsetzt.

5. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, die des weiteren ein Zuführsystem (43) für heißes Reinwasser zum Zuführen von heißem Wasser zu dem Wassersammeltank (41) umfaßt.

6. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in Anspruch 5 beansprucht, worin das Zuführsystem (43) für heißes Reinwasser und das Wasserkühlsystem (44) durch eine Steuereinrichtung auf der Grundlage der Temperatur des Wassers in dem Wassersammeltank (41) oder der Temperatur des Reinwassers in der Reinwasserstrahlvorrichtung (40) gesteuert wird.

7. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, die des weiteren eine Tragevorrichtung (3) für ein Substrat (W) umfaßt, die ein Ansaugteil (30) zum Ansaugen aufweist, um die rückwärtige Oberfläche des Substrats (W) an einem Ende davon zu halten, und zum Tragen des Substrats (W) mit dem Ansaugteil (30) in die Waferreinigungsvorrichtung.

8. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, worin die Reinwasserstrahlvorrichtung (40) einen Behälter (45) zum Speichern von Reinwasser umfaßt, der einen Reinwassereinlaß (45a) zum Einführen von Reinwasser in den Behälter, einen Reinwasserüberlaufauslaß (45b) zum Ablassen von überschüssigem Reinwasser nach außerhalb und einen schlitzförmigen Reinwasserstrahlauslaß (45c) aufweist, der sich in der Längsrichtung seiner Bodenwand erstreckt.

9. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in Anspruch 8 beansprucht, worin eine obere Öffnung des Behälters (45) mit einer Schwingungsplatte (47) überdeckt ist, die einen nach abwärts vertieften Mittenbereich (48a) aufweist, wobei die untere Oberfläche davon mit dem Reinwasser in dem Behälter (45) in Berührung sein kann, und auf der oberen Oberfläche davon ein Ultraschallschwingungserzeuger (48) befestigt ist.

10. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in Anspruch 9 beansprucht, worin der Ultraschallschwingungserzeuger (48) mit einem Ultraschalloszillator verbunden ist, der von einer Wechselstromversorgung angesteuert wird.

11. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, worin der Wassersammeltank (41) an einem oberen Abschnitt, ein Wassersammelelement (49a) zum Sammeln von Reinwasser aufweist, das von der Reinwasserstrahlvorrichtung (40) ausgebracht wird.

12. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, worin das Filter (F) ein erstes Filterelement mit Maschen und ein zweites Filterelement mit Maschen umfaßt, die im Vergleich zu jenen des ersten Filterelements klein sind.

13. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, die des weiteren ein zweites Umlaufsystem umfaßt, indem Stoffe, die in dem benutzten Wasser enthalten sind, unter Verwendung eines Ionentauschers entfernt werden, und wobei danach das Wasser in den Sammeltank zurückgeführt wird.

14. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, worin das Substrat ein Halbleiterwafer ist.