DE9013668U1 - Device for semiconductor technology - Google Patents
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7130 Mühlacker 37130 Mühlacker 3
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Behandlung von Halbleitersubstraten, Masken für die Halbleiterherstellung, oder dergleichen, im folgenden Substrate genannt.The invention relates to a device for the treatment of semiconductor substrates, masks for semiconductor production, or the like, hereinafter referred to as substrates.
In der Halbleitertechnik müssen die diversen Substrate (Wafer, Masken etc.) verschiedenen Verfahrensschritten unterzogen werden, und dazu wird eine Vielzahl von Maschinen benötigt.In semiconductor technology, the various substrates (wafers, masks, etc.) must undergo different processing steps, and this requires a large number of machines.
Eine Aufgabe der Erfindung wird deshalb darin gesehen, hier eine Verbesserung zu schaffen.One object of the invention is therefore to create an improvement here.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, daß Mittel zum Zuführen mindestens einer Behandlungsflüssigkeit zum Substrat in der Prozeßkammer vorgesehen sind, und daß zur Abführung dieser Behandlungsflüssigkeit nach ihrer Einwirkung auf das Substrat, und des von ihr gebildeten Nebels, eine Rinne mit einem Ablauf vorgesehen ist, welcher Rinne ein Umlenkelement in der Weise zugeordnet ist, daß die Flüssigkeit und der Nebel aus der Prozeßkammer durch diese Rinne hindurch umgeleitet und dabei die Flüssigkeit mindestens teilweise in der Rinne abgeschieden wird.According to the invention, this object is achieved in a device mentioned at the outset in that a process chamber is provided for receiving the substrate, that means for supplying at least one treatment liquid to the substrate are provided in the process chamber, and that a channel with an outlet is provided for discharging this treatment liquid after it has acted on the substrate and the mist formed by it, which channel is assigned a deflection element in such a way that the liquid and the mist from the process chamber are diverted through this channel and the liquid is at least partially separated in the channel.
Man erreicht so in sehr einfacher Weise eine Trennung der Behandlungsflüssigkeit aus der Abluft und kann die Behandlungsflüssigkeit separat entsorgen.This makes it very easy to separate the treatment liquid from the exhaust air and to dispose of the treatment liquid separately.
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Eine andere Lösung der Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, welche eine Wand aufweist, die eine Aufnahme für das Substrat mindestens teilweise umgibt, daß in dieser Wand mindestens ein mit einer Ausnehmung versehenes Aufnahmeglied für eine Düse vorgesehen ist, und daß in der Ausnehmung dieses Aufnahmeglieds eine Düse angeordnet ist. Auf diese Weise kann die betreffende Düse nach ihrer Montage genau auf die gewünschte Stelle des Substrats einjustiert werden, und man erhält eine optimale Reinigungswirkung.Another solution to the problem is achieved in a device mentioned at the beginning in that a process chamber is provided for receiving the substrate, which has a wall that at least partially surrounds a receptacle for the substrate, that at least one receiving element provided with a recess for a nozzle is provided in this wall, and that a nozzle is arranged in the recess of this receiving element. In this way, the nozzle in question can be adjusted precisely to the desired location on the substrate after it has been installed, and an optimal cleaning effect is achieved.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, welche über der Aufnahme für das Substrat nicht durch eine Türe oder dergleichen verschlossen ist. Das Substrat kann so bei seiner Be- und Entladung nicht durch Partikel von der Türe verschmutzt werden.A further solution to the problem is achieved in a device mentioned at the beginning in that a process chamber is provided to accommodate the substrate, which is not closed off by a door or the like above the substrate holder. The substrate cannot thus be contaminated by particles from the door during loading and unloading.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, und daß die Prozeßkammer ihrerseits in einem als Sammelbehälter für den aus der Prozeßkammer kommenden Flüssigkeitsnebel ausgebildeten Gehäuse angeordnet ist. Man erreicht so eine große Lebensdauer, da Sammelbehälter und Prozeßkammer aus einem chemikalienfesten Kunststoff hergestellt werden können und die bisher übliche Vielzahl von Schläuchen ganz weitgehend entfällt.A further solution to the problem is achieved in a device as mentioned above in that a process chamber is provided to accommodate the substrate, and that the process chamber is in turn arranged in a housing designed as a collection container for the liquid mist coming from the process chamber. A long service life is thus achieved, since the collection container and process chamber can be made of a chemical-resistant plastic and the previously usual large number of hoses is largely eliminated.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, daß in dieser Prozeßkammer eine Säuresprühvorrichtung vorgesehen ist, und daß dieser Säuresprühvorrichtung eine Verschiebevorrichtung zugeordnet ist, welche dieA further solution to the problem is achieved in a device mentioned at the beginning in that a process chamber is provided for receiving the substrate, that an acid spray device is provided in this process chamber, and that this acid spray device is associated with a displacement device which
Verschiebung der Säuresprühvorrichtung innerhalb der Prozeßkammer ermöglicht. Man kann so in der Prozeßkaminer eine Säurebehandlung vornehmen und kann anschließend durch Verschieben der Säuresprühvorrichtung an den Rand der Prozeßkammer andere Prozesse in der Prozeßkammer ermöglichen, z.B. eine Spülung mit Di-Wasser, eine Trocknung etc. Dadurch werden mehrere Verfahrensschritte innerhalb derselben Prozeßkammer ermöglicht.Moving the acid spray device within the process chamber is possible. Acid treatment can be carried out in the process chamber and then other processes can be carried out in the process chamber by moving the acid spray device to the edge of the process chamber, e.g. rinsing with deionized water, drying, etc. This enables several process steps to be carried out within the same process chamber.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe.wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß zur Aufnahme des Substrats eine Prozeßkammer vorgesehen ist, der zur Behandlung des Substrats eine Mehrzahl von unterschiedlichen Behandlungsflüssigkeiten, z.B. Säuren, Laugen, organische Lösungsmittel oder Wasser, zuführbar ist, insbesondere zeitlich getrennt zuführbar ist, und daß diese Flüssigkeiten nach ihrer Einwirkung auf das Substrat jeweils einem Abflußschieber zuführbar sind, welcher je nadh Art der Behandlungsflüssigkeit auf einen von mehreren Abflüssen umschaltbar ist. Man benötigt also für die Behandlungsflüssigkeiten bis zum Abflußschieber nur eine einzige, gemeinsame Leitung, die nach Verschleiß leicht ausgewechselt werden kann, und erhält anschließend an den Abflußschieber eine Separierung der Behandlungsflüssigkeiten, was deren Entsorgung wesentlich erleichtert.A further solution to the problem is achieved in a device mentioned at the beginning in that a process chamber is provided to accommodate the substrate, to which a plurality of different treatment liquids, e.g. acids, alkalis, organic solvents or water, can be fed for treating the substrate, in particular at different times, and that these liquids can be fed to a drain valve after their effect on the substrate, which can be switched to one of several drains depending on the type of treatment liquid. Only a single, common line is therefore required for the treatment liquids up to the drain valve, which can be easily replaced after wear, and the treatment liquids are then separated at the drain valve, which makes their disposal much easier.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, sowie aus den verschiedenen Ansprüchen. Es zeigt:Further details and advantageous developments of the invention emerge from the embodiments described below and shown in the drawing, as well as from the various claims. It shows:
Fig. 1 eine raumbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Prozeßkammer, wobei sich die Türe der Prozeßkammer in ihrer Offenstellung befindet,Fig. 1 is a three-dimensional representation of an inventive device and its process chamber, with the door of the process chamber in its open position,
Fig. 2 eine Darstellung analog Fig. 1, bei der sich aber die Türe der Prozeßkammer in ihrer Schließstellung befindet,Fig. 2 is a representation similar to Fig. 1, but with the door of the process chamber in its closed position,
Fig. 3 eine stark schematisierte Darstellung eines TeilsFig. 3 a highly schematic representation of a part
der Prozeßkammer und der Türe, welche die Querschnittsform der Türe und deren Lage im geöffneten Zustand zeigt,the process chamber and the door, which shows the cross-sectional shape of the door and its position when opened,
Fig. 4 eine Darstellung der Vorrichtung, gesehen längs der Linien IV-IV der Fig. 5 oder der Fig. 9, wobei Fig.Fig. 4 is a view of the device, seen along the lines IV-IV of Fig. 5 or Fig. 9, wherein Fig.
4 die Vorrichtung in einem nur teilweise montierten Zustand zeigt, z.B. ohne die Aufspannvorrichtung für das zu behandelnde Substrat, ohne den Motor für den Antrieb der Aufspannvorrichtung,4 shows the device in a partially assembled state, e.g. without the clamping device for the substrate to be treated, without the motor for driving the clamping device,
Fig. 5 einen Schnitt, gesehen längs der Linie V-V der Fig. 4, wobei aber im Unterschied zu Fig. 4 der Motor für den Antrieb der Aufspannvorrichtung und die diesem zugeordneten Teile dargestellt sind, um die Strömung in diesem Bereich besser darstellen zu können; Fig. 5 ist in einem größeren Maßstab dargestellt als Fig. 4,Fig. 5 is a section taken along the line V-V of Fig. 4, but in contrast to Fig. 4, the motor for driving the clamping device and the parts associated with it are shown in order to better illustrate the flow in this area; Fig. 5 is shown on a larger scale than Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine typische, mit Vakuum betätigte Aufspannvorrichtung für ein Substrat,Fig. 6 is a plan view of a typical vacuum-operated substrate clamping device,
Fig. 7 einen Schnitt durch den oberen Abschnitt der Prozeßkammer, gesehen längs der Linie VII-VII der Fig. 4,Fig. 7 is a section through the upper section of the process chamber, seen along the line VII-VII of Fig. 4,
Fig. 8 eine Draufsicht von oben auf die Prozeßkammer, gesehen längs des Pfeiles VIII der Fig. 7; die Aufspannvorrichtung ist in Fig. 8 nicht dargestellt; der Maßstab der Figuren 7 und 8 ist größer als derjenige der Figur 4 oder der Fig. 5, um Einzelheiten besser darstellen zu können,Fig. 8 is a top plan view of the process chamber, seen along arrow VIII of Fig. 7; the clamping device is not shown in Fig. 8; the scale of Figures 7 and 8 is larger than that of Figure 4 or Figure 5 in order to better show details,
Fig. 9 eine teilweise geschnitten dargestellte Vorderansicht der Prozeßkammer, gesehen in Richtung des Pfeiles IX der Fig. 4; Fig. 9 ist in einem größeren Maßstab dargestellt als Fig. 4,Fig. 9 is a partially sectioned front view of the process chamber, seen in the direction of arrow IX of Fig. 4; Fig. 9 is shown on a larger scale than Fig. 4,
Fig. 10 eine Darstellung einer winkelverstellbaren Spritzdüse, wie sie in mittleren Bereich der Prozeßkammer verwendet wird; Fig. 10 zeigt drei mögliche Stellungen dieser Düse, um die Verstellbarkeit zu veranschaulichen; die Spritzdüse ist im eingebauten Zustand dargestellt,Fig. 10 is a representation of an angle-adjustable spray nozzle as used in the middle area of the process chamber; Fig. 10 shows three possible positions of this nozzle to illustrate the adjustability; the spray nozzle is shown in the installed state,
Fig. 11 eine teilweise geschnittene, raumbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die hier mit einer verstellbaren Vorrichtung zum Einspritzen von Behandlungsmedien versehen ist,Fig. 11 is a partially sectioned, three-dimensional representation of a device according to the invention, which is here provided with an adjustable device for injecting treatment media,
Fig. 12 eine teilweise geschnittene, raumbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche schematisch den Verlauf der Strömungen innerhalb der Vorrichtung zeigt, wenn sich diese im Betrieb befindet,Fig. 12 is a partially sectioned, three-dimensional representation of a device according to the invention, which schematically shows the course of the flows within the device when it is in operation,
Fig. 13 eine raumbildliche Darstellung eines Abflußschiebers mit drei verschiedenen Drehstellungen, entsprechend drei verschiedenen Prozeßflüssigkeiten, die getrennt entsorgt werden sollen,Fig. 13 a three-dimensional representation of a drain valve with three different rotational positions, corresponding to three different process liquids that are to be disposed of separately,
Fig. 14 einen Längsschnitt durch den Abflußschieber der Fig. 13, gesehen längs der Linie XIV - XIV der Fig. 16,Fig. 14 is a longitudinal section through the drain valve of Fig. 13, seen along the line XIV - XIV of Fig. 16,
Fig. 15 einen abgewickelten (gestreckten) Schnitt durch die stationäre Grundplatte des Abflußschiebers, gesehen längs der Linie XV-XV der Fig. 16,Fig. 15 is a developed (stretched) section through the stationary base plate of the drain valve, seen along the line XV-XV of Fig. 16,
Fig. 16 eine Draufsicht auf die stationäre Grundplatte des Abflußschiebers, gesehen in Richtung des Pfeiles XVI der Fig. 15, undFig. 16 is a plan view of the stationary base plate of the drain valve, seen in the direction of arrow XVI of Fig. 15, and
Fig. 17 ein Diagramm einer bevorzugten Mikroprozessorsteuerung der Vorrichtung.Fig. 17 is a diagram of a preferred microprocessor control of the device.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10, deren wesentliches Teil eine Prozeßkammer 11 ist. Außer dieser Prozeßkammer 11 und dem ihr zugeordneten, unter ihr befindlichen geschlossenen Behälter 12, der die aus der Prozeßkammer abströmenden Dämpfe aufnimmt, enthält die Vorrichtung 10 noch Vorratsräume für Behandlungsflüssigkeiten, ein Steuerpult 14 mit einer programmierbaren Mikroprozessorsteuerung (Fig. 17) und entsprechenden, nicht dargestellten Anzeigeinstrumenten und Eingabevorrichtungen, sowie je nach Anwendung weitereFig. 1 shows a device 10 according to the invention, the essential part of which is a process chamber 11. In addition to this process chamber 11 and the associated closed container 12 located underneath it, which receives the vapors flowing out of the process chamber, the device 10 also contains storage spaces for treatment liquids, a control panel 14 with a programmable microprocessor control (Fig. 17) and corresponding display instruments and input devices (not shown), as well as further devices depending on the application.
&kgr;··
Zusatzgeräte, von denen eines in Fig. 11 dargestellt ist. Diese Zusatzgeräte stellen Optionen dar, die je nach der Verwendung der Vorrichtung 10 vom Kunden zusätzlich gekauft werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt so einen modularen Ausbau entsprechend den Bedürfnissen des Benutzers.Additional devices, one of which is shown in Fig. 11. These additional devices represent options that can be purchased additionally by the customer depending on the use of the device 10. The device according to the invention thus allows modular expansion according to the needs of the user.
In der Prozeßkammer 11 befindet sich eine Aufspannvorrichtung 15, auch Chuck genannt, und auf dieser ist ein zu behandelndes Substrat 16 befestigt, z.B. durch Ansaugen mit Vakuum. Durch einen in Fig. 5 dargestellten, stufenlos regelbaren Motor 17 kann der Chuck 15 - sowie das auf ihm befindliche Substrat 16 - mit einer Drehzahl angetrieben werden, die z.B. zwischen Null und 5.000 U/min liegt und die durch den bereits erwähnten Mikroprozessor steuerbar ist.In the process chamber 11 there is a clamping device 15, also called a chuck, and a substrate 16 to be treated is attached to this, e.g. by suction with a vacuum. By means of a continuously variable motor 17 shown in Fig. 5, the chuck 15 - as well as the substrate 16 located on it - can be driven at a speed which is, for example, between zero and 5,000 rpm and which can be controlled by the microprocessor mentioned above.
Bei dem Substrat 16 kann es sich z.B. handeln um Chrommasken oder Chromoxidmasken oder Eisenoxidmasken für die Halbleiterherstellung, um Wafer, oder um sonstige spezielle Substrate, die z.B.The substrate 16 can be, for example, chrome masks or chrome oxide masks or iron oxide masks for semiconductor production, wafers, or other special substrates, e.g.
in dieser Vorrichtung gereinigt, geätzt oder entwickelt werden sollen.are to be cleaned, etched or developed in this device.
Je nach Ausbau werden in der Prozeßkammer 11 vor allem folgende Schritte ausgeführt:Depending on the configuration, the following steps are carried out in the process chamber 11:
Reinigung mit Säure: H2O2/H2SO4 für Chrommasken; HNO3 für Eisenoxidmasken; Reinigung mit Lösungsmitteln, z.B. mit Ketonen oder mit Alkohol; Reinigung mit einer Bürste (Sonderausstattung); Hochdruckreinigung (Sonderausstattung); resist stripping mit nachfolgender Reinigung; Ätzen; Entwickeln. Andere Anwendungen sind selbstverständlich nicht ausgeschlossen.Cleaning with acid: H2O2/H2SO4 for chrome masks; HNO3 for iron oxide masks; cleaning with solvents, e.g. with ketones or with alcohol; cleaning with a brush (optional equipment); high-pressure cleaning (optional equipment); resist stripping with subsequent cleaning; etching; developing. Other applications are of course not excluded.
Insbesondere können in der Prozeßkammer 11 auch mehrere der vorgenannten Schritte nacheinander ausgeführt werden, ohne daß dazu das Substrat 16 aus der Prozeßkammer herausgenommen werden muß, und dies stellt in der Praxis eine große Arbeitsersparnis dar. Die erfindungsgemäße VorrichtungIn particular, several of the aforementioned steps can be carried out one after the other in the process chamber 11, without the substrate 16 having to be removed from the process chamber, and in practice this represents a great saving of labor. The device according to the invention
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enthält eine Vielzahl an Sicherheitsmerkmalen, die auch bei solchen aufeinanderfolgenden Prozeßschritten gewährleisten, daß sich keinerlei sicherheitsgefährdende Momente ergeben.contains a variety of safety features that ensure that even in such successive process steps, that no safety-threatening moments arise.
Dies geschieht insbesondere durch gegenseitige Verriegelung von Prozeßschritten, und dadurch, daß diese durch Spülungen mit deionisiertem Wasser voneinander zeitlich getrennt werden.This is done in particular by mutually locking process steps and by separating them from one another in time by rinsing them with deionized water.
Die Prozeßkammer 11 bildet in ihrem unteren Abschnitt 21 (Fig. 5) eine Art Topf mit einer durchgehenden, zylindrischen Wand 21', die also den Chuck 15 und das Substrat 16 radial durchgehend umgibt. Dieser Abschnitt 21 kann auch als Prozeßtopf 21 bezeichnet werden. Die Wand 21' geht unten auf ihrer Innenseite über in ein mit ihr dicht verbundenes kreisringförmiges Teil 22, das eine Rinne 23 bildet, welche in Fig. 5 ein Gefalle von rechts nach links hat, so daß Flüssigkeit in ihr zu einem Auslauf 24 und von diesem über eine Leitung 25 (Fig. 12) zu einem Abflußschieber 26 (Fig. 12 bis 16) strömt. Je nach Art der verwendeten Behandlungsflüssigkeit wird diese mittels des Abflußschiebers 26 zu einer von drei Abflußleitungen A, B und C geleitet, von denen z.B. die Leitung A für Wasser, die Leitung B für Säuren und die Leitung C für organische Lösungsmittel bestimmt ist. Entsprechende Aufnahmebehälter können an diese Leitungen A, B bzw. C angeschlossen werden.The process chamber 11 forms in its lower section 21 (Fig. 5) a kind of pot with a continuous, cylindrical wall 21', which thus radially surrounds the chuck 15 and the substrate 16. This section 21 can also be referred to as a process pot 21. The wall 21' merges at the bottom on its inside into a circular ring-shaped part 22 which is tightly connected to it and which forms a channel 23 which has a gradient from right to left in Fig. 5, so that liquid flows in it to an outlet 24 and from there via a line 25 (Fig. 12) to a drain valve 26 (Figs. 12 to 16). Depending on the type of treatment liquid used, it is directed by means of the drain valve 26 to one of three drain lines A, B and C, of which, for example, line A is intended for water, line B for acids and line C for organic solvents. Appropriate receiving containers can be connected to these lines A, B and C respectively.
Der Abflußschieber 26 ist durch die elektronische Steuerung (Fig. 17) zwangsverriegelt mit der Art der Behandlung des Substrats 16: Wenn dieses mit Säure behandelt werden soll, ist die Säurezufuhr so lange gesperrt, bis die Leitung 25 durch den Abflußschieber 26 mit der Leitung B verbunden ist. Dasselbe gilt analog für organische Lösungsmittel: Deren Zufuhr zum Substrat 16 kann erst dann eingeschaltet werden, wenn die Leitung 25 durch den Abflußschieber 26 mit der Leitung C verbunden ist.The drain valve 26 is locked by the electronic control (Fig. 17) to the type of treatment of the substrate 16: If this is to be treated with acid, the acid supply is blocked until the line 25 is connected to the line B by the drain valve 26. The same applies analogously to organic solvents: Their supply to the substrate 16 can only be switched on when the line 25 is connected to the line C by the drain valve 26.
Durch diese Trennung der Abflüsse erst am Ausgang der Vorrichtung 10 ist es möglich, die Installation im Inneren der Vorrichtung 10 äußerst einfach und übersichtlichBy separating the drains only at the outlet of the device 10, it is possible to make the installation inside the device 10 extremely simple and clear.
zu halten und die Fehleranfälligkeit stark zu reduzieren. Außerdem sind Reparaturen sehr leicht möglich, da der Abflußschieber 26 bevorzugt an einer Wand, hier der Rückwand 28, der Vorrichtung angeordnet wird, vgl. Fig. 12, und deshalb von dort aus sehr leicht ausgewechselt oder repariert werden kann.and to greatly reduce the susceptibility to errors. In addition, repairs are very easy, since the drain valve 26 is preferably arranged on a wall, here the rear wall 28, of the device, see Fig. 12, and can therefore be very easily replaced or repaired from there.
Oberhalb des topfartigen Abschnitts 21, der bei dieser Ausführungsform etwa ein Drittel der Gesamthöhe der ProzeßkammerAbove the pot-like section 21, which in this embodiment represents approximately one third of the total height of the process chamber
11 einnehmen kann, hat die Prozeßkammer 11 auf ihrer dem Bedienungspult 14 zugewandten Seite eine senkrecht verlaufende öffnung 30, die im nicht verschlossenen Zustand einen freien seitlichen Zugang zum Substrat 16 bzw. zum Chuck 15 ermöglicht. Diese öffnung 30 wird seitlich begrenzt durch zwei zueinander parallele senkrechte Begrenzungswände 31 und 32, deren dem Bedienungspult 14 zugewandte vordere Kanten 31' bzw. 32" hier bevorzugt senkrecht verlaufen und mit den hierzu komplementär ausgebildeten Seitenelementen 33 bzw. 34 einer Türe 35 zusammenwirken, wie das Fig.11, the process chamber 11 has a vertical opening 30 on its side facing the control panel 14, which, when not closed, allows free lateral access to the substrate 16 or the chuck 15. This opening 30 is laterally delimited by two mutually parallel vertical boundary walls 31 and 32, the front edges 31' and 32" of which facing the control panel 14 preferably run vertically here and interact with the complementary side elements 33 and 34 of a door 35, as shown in Fig.
3 an einer schematischen Darstellung besonders gut zeigt.3 shows this particularly well in a schematic representation.
Diese Seitenelemente 33 und 34 der Türe 35 haben jeweils einen U-förmigen Querschnitt, der die zugeordnete Begrenzungswand 31 bzw. 32 nach Art einer Labyrinthdichtung umschließt und dadurch eine gute Abdichtung bewirkt.These side elements 33 and 34 of the door 35 each have a U-shaped cross-section, which encloses the associated boundary wall 31 or 32 in the manner of a labyrinth seal and thus ensures good sealing.
Fig. 1 zeigt die Türe 35 in ihrem geöffneten Zustand, in dem sie also durch einen zu ihr komplementären SpaltFig. 1 shows the door 35 in its open state, in which it is separated by a gap complementary to it.
37 nach unten gefahren und in dem geschlossenen Behälter37 down and in the closed container
12 versenkt ist, was in Fig. 3 durch gestrichelte Linien12, which is shown in Fig. 3 by dashed lines
38 angedeutet ist. Der Spalt 37 ist in einer Arbeitsplatte 40 ausgebildet, welche den geschlossenen Behälter 12 oben abschließt, mit diesem fest verbunden ist, z.B.38 is indicated. The gap 37 is formed in a worktop 40, which closes the closed container 12 at the top and is firmly connected to it, e.g.
durch Kunststoffschweißen, und in welcher ihrerseits die Prozeßkammer 11 befestigt ist, z.B. durch Schweißen, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Grundrißform des geschlossenen Behälters 12 ergibt sich aus Fig. 4, wo sie mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist. Dieser Grundriß erstreckt sich bis zur Rückwand 28 der Vorrichtung 11. Die Rückwand des geschlossenen Behälters 12 ist dort mit einem Auslaßstutzenby plastic welding, and in which the process chamber 11 is fastened, e.g. by welding, as shown in Fig. 5. The plan shape of the closed container 12 is shown in Fig. 4, where it is shown with dashed lines. This plan extends to the rear wall 28 of the device 11. The rear wall of the closed container 12 is provided there with an outlet nozzle
42 (Fig. 12) versehen, welcher in Fig. 4 nicht dargestellt ist. - Der geschlossene Behälter 12 hat unten einen waagerechten Boden. Dieser kann leicht zu einem Abfluß geneigt sein, welcher Abfluß in der Zeichnung nicht dargestellt ist.42 (Fig. 12), which is not shown in Fig. 4. - The closed container 12 has a horizontal bottom. This can be slightly inclined towards a drain, which drain is not shown in the drawing.
Es wird als wichtiges Merkmal der Erfindung angesehen, daß sich die Türe 35 innerhalb des Grundrisses des geschlossenen Behälters 12 befindet, und daß sie im geöffneten Zustand in diesen eintaucht. Denn bei der Behandlung des Substrats 16 gelangen Dämpfe des Behandlungsmittels, also z.B.It is considered an important feature of the invention that the door 35 is located within the outline of the closed container 12 and that it is immersed in the container when opened. This is because during the treatment of the substrate 16, vapors from the treatment agent, e.g.
von Säuren, auch auf die Innenseite der Türe 35, die sich dann in ihrem geschlossenen Zustand (vgl. Fig. 2) befindet, und die Flüssigkeit von der Türe 35 fließt dann einfach durch den Spalt 37 in den geschlossenen Behälter 12 und wird anschließend aus diesem entsorgt.of acids, also on the inside of the door 35, which is then in its closed state (cf. Fig. 2), and the liquid from the door 35 then simply flows through the gap 37 into the closed container 12 and is subsequently disposed of from there.
Die mit Behandlungsflüssigkeit in Kontakt kommenden Teile der Vorrichtung 10 sind bevorzugt aus natürlichem Polypropylen hergestellt und soweit wie möglich aus einem Stück, sei es, daß die Teile entsprechend bearbeitet oder daß sie zusammengeschweißt sind. Man erhält so eine kompakte, flüssigkeitsdichte Einheit, die als Ganzes in das Gehäuse der Vorrichtung 11 eingesetzt oder aus diesem herausgenommen werden kann. Diese Einheit besteht im wesentlichen aus der Arbeitsplatte 40, der in dieser befestigten Prozeßkammer 11, und dem unten an die Arbeitsplatte 40 anschließenden und dort angeschweißten, geschlossenen Behälter 12. In der Praxis ist das alles ein großes Arbeitsstück, das von zwei Personen getragen werden muß und das man etwa mit einem Schiffsrumpf, nämlich dem Behälter 12, mit einem überdimensionierten Kamin, nämlich der Prozeßkammer 11, vergleichen könnte, wobei die Arbeitsplatte 40 das Deck darstellt.The parts of the device 10 that come into contact with the treatment liquid are preferably made of natural polypropylene and, as far as possible, in one piece, either by machining the parts or by welding them together. This produces a compact, liquid-tight unit that can be inserted into or removed from the housing of the device 11 as a whole. This unit essentially consists of the worktop 40, the process chamber 11 fixed therein, and the closed container 12 that is welded to the worktop 40 at the bottom. In practice, this is all a large work piece that has to be carried by two people and that could be compared to a ship's hull, namely the container 12, with an oversized chimney, namely the process chamber 11, with the worktop 40 representing the deck.
Fig. 2 zeigt die Türe 35 im geschlossenen Zustand, in dem sie die seitliche Öffnung der Prozeßkammer 11 verschließt.Fig. 2 shows the door 35 in the closed state, in which it closes the side opening of the process chamber 11.
Dabei bleibt die Prozeßkammer 11 oben offen. Im Betrieb wird ihr dort von oben ständig Reinluft zugeführt. Der oben offenen Zustand hat den Vorteil, daß nicht beimThe process chamber 11 remains open at the top. During operation, clean air is constantly supplied from above. The open state at the top has the advantage that
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öffnen oder Schließen einer Türe Schmutzpartikel auf das - eben gereinigte - Substrat 16 in der Prozeßkammer 11 fallen und dieses Substrat erneut verschmutzen. Bei senkrechter Bewegung der Türe 35 außerhalb des Bereichs des Substrats 16 wird eine solche Verschmutzung verhindert, zumal der von oben kommende Luftstrom bei geöffneter Türe 35 aus der seitlichen Öffnung 30 nach außen strömt und dabei Schmutzpartikel nach außen wegträgt.When a door is opened or closed, dirt particles fall onto the - just cleaned - substrate 16 in the process chamber 11 and contaminate this substrate again. If the door 35 moves vertically outside the area of the substrate 16, such contamination is prevented, especially since the air flow coming from above flows out of the side opening 30 when the door 35 is open, and carries dirt particles away to the outside.
Zur Betätigung der Türe 35 dient ein selbstsperrender Linearantrieb 45, der in Form einer Säule 46 neben der Seitenwand 31 angeordnet ist. Sein Antriebsmotor 47 und dessen Untersetzungsgetriebe 48 befinden sich unterhalb der Arbeitsplatte 40 und außerhalb des verschlossenen Gehäuses 12. In der Säule 46 befindet sich eine - nicht dargestellte - Spindel, die über einen Mitnehmer 49 die Türe 35 antreibt.A self-locking linear drive 45, which is arranged in the form of a column 46 next to the side wall 31, is used to operate the door 35. Its drive motor 47 and its reduction gear 48 are located below the worktop 40 and outside the closed housing 12. In the column 46 there is a spindle - not shown - which drives the door 35 via a driver 49.
Vorteilhaft ist hierbei, daß bei Stromausfall der Motor 47 und damit die Spindel in der Säule 46 stehenbleibt und die Türe in der Stellung festgehalten wird, in der sie sich bei Stromausfall befand. Da durch interne Verriegelungen sichergestellt ist, daß ein Prozeß in der Prozeßkammer 11 überhaupt nur ablaufen kann, wenn die Türe 35 geschlossen ist, erreicht man so, daß bei Stromausfall während des Ablaufs eines Prozesses die Türe 35 immer geschlossen bleibt. - In Fig. 3 ist der Linearantrieb 45 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. In Fig. 1 ist das Gehäuse 12 auf seiner Vorderseite aufgeschnitten dargestellt, um die Lage der Türe 35 in deren geöffnetem Zustand zu zeigen.The advantage here is that in the event of a power failure, the motor 47 and thus the spindle in the column 46 stops and the door is held in the position it was in when the power failed. Since internal locks ensure that a process in the process chamber 11 can only take place if the door 35 is closed, this ensures that in the event of a power failure during the course of a process, the door 35 always remains closed. - In Fig. 3, the linear drive 45 is not shown for reasons of clarity. In Fig. 1, the housing 12 is shown cut open on its front to show the position of the door 35 in its open state.
Fig. 12 zeigt raumbildlich die Ausgestaltung eines ChuckFig. 12 shows the design of a chuck
15. Diese hat, wie auch in Fig. 6 in der Draufsicht dargestellt, einen durch radiale Speichen 50 gehaltenen Trägerring 51, auf dessen vier nach oben ragenden Zapfen 52 das Substrat 16 durch senkrechte Stifte 53 zentriert und durch Vakuum mittels Sauglöchern 54 festgehalten wird.15. This has, as also shown in Fig. 6 in plan view, a carrier ring 51 held by radial spokes 50, on whose four upwardly projecting pins 52 the substrate 16 is centered by vertical pins 53 and is held by vacuum by means of suction holes 54.
Zwischen den Speichen 50 ergeben sich große DurchbrücheThere are large openings between the spokes 50
55, durch die das Substrat 16 bei Bedarf auch von unten her bearbeitet werden kann. Naturgemäß ist der Chuck 15 nach Fig. 6 nur eine von vielen Möglichkeiten. In der Halbleiterindustrie sind eine Vielzahl von Ausführungsformen derartiger Chucks bekannt. Der Chuck 15 gemäß Fig. 6 hat jedoch einen sehr vorteilhaften Aufbau; sie ist speziell für große Substrate ausgebildet, z.B. des Formats 5 &khgr; 5 Zoll. Für kleinere Substrate werden entsprechend kleinere Chucks verwendet, wie das der Fachmann weiß.55, through which the substrate 16 can also be processed from below if necessary. Naturally, the chuck 15 according to Fig. 6 is only one of many possibilities. A large number of designs of such chucks are known in the semiconductor industry. The chuck 15 according to Fig. 6, however, has a very advantageous structure; it is specially designed for large substrates, e.g. in the format 5 x 5 inches. For smaller substrates, correspondingly smaller chucks are used, as the person skilled in the art knows.
Wie Fig. 5 nur schematisch zeigt, ist der Chuck 15 auf der Welle 57 des Elektromotors 17 befestigt. Letzterer, ein kollektorloser Gleichstrommotor, befindet sich innerhalb eines eigenen Schutzgehäuses 58 in Form eines Rohres aus Polypropylen, das durch einen Ringspalt 59 von einem Rohr 62 aus Polypropylen getrennt ist, welch letzteres an der Innenseite des kreisringförmigen Teils 22 befestigt ist und mit seinem oberen Rand 62' über dieses hinausragt, wie das Fig. 5 klar zeigt. Das kreisringförmige Teil 22 ist zweckmäßig durch Kunststoffschweißen sowohl mit der Wand 21' des Prozeßtopfs 21 wie mit dem Rohr 62 dicht verschweißt, wie in Fig. 5 dargestellt.As Fig. 5 shows only schematically, the chuck 15 is attached to the shaft 57 of the electric motor 17. The latter, a brushless DC motor, is located within its own protective housing 58 in the form of a tube made of polypropylene, which is separated by an annular gap 59 from a tube 62 made of polypropylene, the latter being attached to the inside of the annular part 22 and projecting beyond it with its upper edge 62', as Fig. 5 clearly shows. The annular part 22 is expediently welded tightly by plastic welding to both the wall 21' of the process pot 21 and to the tube 62, as shown in Fig. 5.
Das Rohr 58 (für den Motor 17) ist durch radiale Zapfen 64 mit dem Rohr 62 fest verbunden und in diesem gehaltert. Es ist unten durch einen Boden 65 dicht verschlossen, ebenso auf seiner Oberseite durch einen Deckel 66 mit einem seitlich das Rohr 58 überkragenden Flansch 67. Am Deckel 66 ist seinerseits der wellenseitige Flansch 68 des Motors 17 (in nicht dargestellter Weise) befestigt.The tube 58 (for the motor 17) is firmly connected to the tube 62 by radial pins 64 and is held in the latter. It is tightly closed at the bottom by a base 65, and also on its top by a cover 66 with a flange 67 that projects laterally over the tube 58. The shaft-side flange 68 of the motor 17 is in turn attached to the cover 66 (in a manner not shown).
Da im Betrieb Prozeßflüssigkeit aus der Prozeßkammer 11 in den Motor 17 eindringen könnte, wird dann das Rohr 58 über eine Anschlußöffnung 70 und eine Leitung 71 (Fig.Since process fluid from the process chamber 11 could penetrate into the motor 17 during operation, the pipe 58 is then connected to the motor 17 via a connection opening 70 and a line 71 (Fig.
12) mit reinem Stickstoff geflutet, der über eine Anschlußöffnung 72 wieder abgeführt wird. Da dieser Stickstoff mit überdruck zugeführt wird, tritt er ggf. über die Lager des Motors 17 nach oben aus und flutet auch den Prozeßtopf 21.12) is flooded with pure nitrogen, which is then discharged via a connection opening 72. Since this nitrogen is supplied under excess pressure, it may escape upwards via the bearings of the motor 17 and also flood the process pot 21.
Das Rohr 62 ist unten schräg ausgebildet, d.h. es ist unter einem Winkel alpha von z.B. 10° abgeschnitten, so daß der Ringspalt 59 in Fig. 5 auf der rechten Seite kürzer ist als auf der linken Seite und dazwischen kontinuierlich zunimmt. Dementsprechend ist dort der Strömungswiderstand rechts gering und nimmt nach links zu. Derselbe Effekt wäre auch dadurch zu erreichen, daß das Rohr 58 exzentrisch im Rohr 62 angeordnet wird. Der Grund für diese Maßnahme liegt darin, daß der Absaugstutzen 42 des geschlossenen Gehäuses 12 in diesem eine unsymmetrische Strömung erzwingt, wie das in Fig. 12 klar dargestellt ist. Dadurch, daß der Ringspalt 59 auf der Seite des Absaugstutzens 42, welcher in Fig. 5 weiter links zu denken ist, langer ist als auf der rechten Seite, wird diese unsymmetrische Strömung wieder etwas kompensiert, und man erreicht in der Prozeßkammer 11 eine weitgehend gleichmäßige, laminare und wirbelfreie Luftströmung.The pipe 62 is slanted at the bottom, i.e. it is cut off at an angle alpha of e.g. 10°, so that the annular gap 59 in Fig. 5 is shorter on the right-hand side than on the left-hand side and increases continuously between them. Accordingly, the flow resistance is low on the right and increases towards the left. The same effect could also be achieved by arranging the pipe 58 eccentrically in the pipe 62. The reason for this measure is that the suction nozzle 42 of the closed housing 12 forces an asymmetrical flow in it, as is clearly shown in Fig. 12. Because the annular gap 59 on the side of the suction nozzle 42, which is to be imagined further to the left in Fig. 5, is longer than on the right-hand side, this asymmetrical flow is somewhat compensated and a largely uniform, laminar and vortex-free air flow is achieved in the process chamber 11.
Der Deckel 66 ist in seinem Mittelbereich mit einem nach oben ragenden Kragen 74 versehen, innerhalb dessen sich der entsprechende Flanschabschnitt des Chucks 15 befindet. Auf die Außenseite dieses Kragens 74 ist ein rohrförmiger Abschnitt 75 eines Teils 76 aufgeschoben, das sich von diesem Abschnitt 75 ausgehend nach Art eines Runddachs oder einer Haube mit leichter Neigung radial nach außen und nach unten erstreckt und an seinem äußeren Rand mit einem nach unten ragenden Abschnitt 77 versehen ist, der in die Ringnut 23 ragt, aber einen Mindestabstand von deren Boden einhält.The cover 66 is provided in its central region with an upwardly projecting collar 74, within which is located the corresponding flange section of the chuck 15. A tubular section 75 of a part 76 is pushed onto the outside of this collar 74, which extends from this section 75 in the manner of a round roof or hood with a slight incline radially outwards and downwards and is provided on its outer edge with a downwardly projecting section 77 which projects into the annular groove 23 but maintains a minimum distance from the bottom thereof.
Wie aus Fig. 5 klar ersichtlich und anhand von zwei Strömungsfäden 80 und 80' dargestellt, gelangt ein Flüssigkeitsnebel aus der Prozeßkammer 11 längs der Außenseite des Teils 76 in die Rinne 23 und durchströmt diese, wobei der Flüssigkeitsnebel um fast 180° umgelenkt wird und ca. 90 % seiner Feuchtigkeit abgibt, die dann über die Leitung 25 wie beschrieben entsorgt wird. Der Rest gelangt weiter über den Rand 62' in den Ring'spalt 59 und aus diesem in den geschlossenen Behälter 12, von wo er über die Absaugöffnung 42 (Fig.As can be clearly seen from Fig. 5 and is shown by two flow threads 80 and 80', a liquid mist from the process chamber 11 passes along the outside of the part 76 into the channel 23 and flows through it, whereby the liquid mist is deflected by almost 180° and releases about 90% of its moisture, which is then disposed of via the line 25 as described. The rest passes further over the edge 62' into the annular gap 59 and from there into the closed container 12, from where it is discharged via the suction opening 42 (Fig.
12) abgesaugt wird, z.B. über die Betriebsabsaugung der betreffenden Fabrik.12), e.g. via the factory's extraction system.
Wie Fig. 12 klar zeigt, befinden sich in der Absaugöffnung 42 mehrere Umlenkkörper 82, und diese bewirken dort eine weitere Abscheidung von Flüssigkeit, die über einen nicht dargestellten Ablauf abgeleitet wird. Dies gilt auch für Flüssigkeit, die sich am Boden des geschlossenen Behälters 12 ansammelt.As Fig. 12 clearly shows, there are several deflecting bodies 82 in the suction opening 42, and these cause a further separation of liquid, which is drained off via a drain (not shown). This also applies to liquid that collects at the bottom of the closed container 12.
Auf der Oberseite des Teils 76 können Düsen 84 befestigt sein, von denen in Fig. 5 nur eine dargestellt ist und die dazu dienen, die Rückseite des Substrats 16 zu behandeln. (In Fig. 5 ist das Substrat 16 nicht dargestellt.)Nozzles 84 may be mounted on the top of the part 76, only one of which is shown in Fig. 5 and which serve to treat the back of the substrate 16. (In Fig. 5, the substrate 16 is not shown.)
Oberhalb des Chucks 15 sind an der Wand 21' drei Auflageelemente 85 festgeschweißt, von denen Fig. 5 nur zwei zeigt. Auf diese ist eine Blende 86 aufgelegt, deren Form aus Fig. 5 hervorgeht und die verhindert, daß Flüssigkeit durch den Chuck 15 und das Substrat 16 nach oben geschleudert wird. Etwa in dieser Höhe befindet sich auch eine seitliche Prozeßöffnung 88, die gewöhnlich durch einen - nicht dargestellten - Deckel verschlossen ist und durch welche Zusatzgeräte in die Prozeßkammer 11 eingeführt werden können. Die Blende 86 hat, falls diese Öffnung 88 vorgesehen wird, im Bereich dieser Öffnung 88 eine Unterbrechung.Above the chuck 15, three support elements 85 are welded to the wall 21', of which only two are shown in Fig. 5. A screen 86 is placed on these, the shape of which can be seen in Fig. 5 and which prevents liquid from being thrown upwards through the chuck 15 and the substrate 16. At about this height there is also a lateral process opening 88, which is usually closed by a cover (not shown) and through which additional devices can be introduced into the process chamber 11. The screen 86 has an interruption in the area of this opening 88, if this opening 88 is provided.
Oberhalb der Blende 86 befinden sich ferner Gehäuse bzw. Aufnahmeglieder 90 für Düsen 94. Alle Gehäuse 90 sind gleich hoch angeordnet. Wie Fig. 4 zeigt, können z.B. vier solche Gehäuse 90 vorgesehen werden, die alle radial und nach unten gerichtet angeordnet sind.Above the aperture 86 there are also housings or receiving elements 90 for nozzles 94. All housings 90 are arranged at the same height. As Fig. 4 shows, four such housings 90 can be provided, all of which are arranged radially and pointing downwards.
Fig. 10 zeigt ein solches Gehäuse 90, das in ein Loch der Wand 91 der Prozeßkammer 11 oberhalb der Arbeitsplatte 40 eingeschweißt ist, vgl. die Schweißnähte 89. Das Gehäuse 90 besteht, wie die Wand 91, aus einem geeigneten Kunststoff, bevorzugt natürlichem Polypropylen. Es ist in seiner Grundform zylindrisch und hat auf der Seite der Prozeßkammer 11 eine kegelige Innenfläche 92, die sich zur Prozeßkammer 11 hin verjüngt und als Anlage für einen kugeligen AbschnittFig. 10 shows such a housing 90, which is welded into a hole in the wall 91 of the process chamber 11 above the worktop 40, see the weld seams 89. The housing 90, like the wall 91, is made of a suitable plastic, preferably natural polypropylene. It is cylindrical in its basic shape and has a conical inner surface 92 on the side of the process chamber 11, which tapers towards the process chamber 11 and serves as a base for a spherical section
93 einer Düse 94 dient, die bevorzugt aus Titan hergestellt ist. Die Düse 94 ist gewöhnlich eine Einstoffdüse und wird z.B. zum Einspritzen von organischen Lösungsmitteln, z.B. von Alkoholen oder Ketonen, verwendet, doch ist auch eine Mehrstoffdüse möglich. Ihr eigentlicher Düsenteil ist mit einer Spritzdüse 95 versehen, deren Breitstrahl wie aus Fig. 10 klar ersichtlich - in weiten Grenzen durch Drehung der Kugel 93 im Gehäuse 9 0 verstellt werden kann. Andere mögliche Lagen der Düse 94 sind in Fig. 10 mit strichpunktierten Linien angedeutet.93 of a nozzle 94, which is preferably made of titanium. The nozzle 94 is usually a single-component nozzle and is used, for example, for injecting organic solvents, e.g. alcohols or ketones, but a multi-component nozzle is also possible. Its actual nozzle part is provided with a spray nozzle 95, the wide jet of which can be adjusted within wide limits by rotating the ball 93 in the housing 90, as can be clearly seen from Fig. 10. Other possible positions of the nozzle 94 are indicated in Fig. 10 with dotted lines.
An den kegeligen Abschnitt 92 schließt sich - nach außen hin - ein zylindrischer Abschnitt 96 an, dessen Innendurchmesser etwa dem Durchmesser des kugeligen Abschnitts 93 entspricht.The conical section 92 is adjoined - towards the outside - by a cylindrical section 96, the inner diameter of which corresponds approximately to the diameter of the spherical section 93.
In ihn ist ein rohrartiges Anpreßglied 97 eingesetzt, das an beiden Enden kegelförmige Abschnitte 97' bzw.A tubular pressing member 97 is inserted into it, which has conical sections 97' and 97' at both ends.
97 *' hat. Der Abschnitt 97' liegt gegen den kugeligen Abschnitt 93 an und dient dazu, diesen durch Anpressung zu arretieren. Der Abschnitt 97'' ermöglicht - wie dargestellt die radiale Auslenkung eines zylindrischen Abschnitts97 *'. The section 97' rests against the spherical section 93 and serves to lock it by pressing it. The section 97'' enables - as shown - the radial deflection of a cylindrical section
98 der Düse 94, an den im Betrieb eine Anschlußleitung 100 angeschlossen wird.98 of the nozzle 94, to which a connecting line 100 is connected during operation.
Das vom kugeligen Abschnitt 93 abgewandte Ende des Anpreßglieds 97 ragt aus dem Gehäuse 9 0 heraus und liegt an gegen einen Anpreßring 102, der in der dargestellten Weise mittels Schrauben 103, die in entsprechende Gewinde des Gehäuses 90 eingeschraubt sind, gegen das Anpreßglied 97 gepreßt werden können. Löst man also die Schrauben 103, von denen in Fig. 10 nur eine dargestellt ist, so kann man die Düse 94 frei einstellen und sie danach durch Anziehen der Schrauben 103 in der gewünschten räumlichen Winkelstellung fixieren. In der Praxis hat sich dies als außerordentlich vorteilhaft erwiesen. Da das Substrat 16 im Betrieb durch den Motor 17 gedreht wird, genügen z.B. vier Düsen, die auf verschiedene Stellen des Substrats 16 gerichtet sind. Wird die Vorrichtung 10 auf eine andere Substratgröße eingestellt, z.B. indem man von Substraten der Größe 5x5 Zoll auf solche der Größe 3x3 ZollThe end of the pressing member 97 facing away from the spherical section 93 protrudes from the housing 90 and rests against a pressing ring 102, which can be pressed against the pressing member 97 in the manner shown by means of screws 103, which are screwed into corresponding threads of the housing 90. If the screws 103, of which only one is shown in Fig. 10, are loosened, the nozzle 94 can be freely adjusted and then fixed in the desired spatial angular position by tightening the screws 103. In practice, this has proven to be extremely advantageous. Since the substrate 16 is rotated by the motor 17 during operation, four nozzles, for example, aimed at different points on the substrate 16 are sufficient. If the device 10 is adjusted to a different substrate size, e.g. by switching from substrates of size 5x5 inches to those of size 3x3 inches
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übergeht, so können die Düsen 94 leicht nachgestellt werden., the nozzles 94 can be easily adjusted.
Oberhalb der Gehäuse 90 für die Düsen 94 befindet sich ein horizontaler Schlitz 106, der gemäß Fig. 4 z.B. eine Winkelerstreckung von ca. 120° hat und der einen schmalen Abschnitt 106' von ca. 75° Länge und einen breiteren Abschnitt 1061' von ca. 45° Länge aufweist, vgl. speziell Fig. 9. Dieser Schlitz 106 dient als Prozeßöffnung für eine Sonderausstattung der Vorrichtung 10. Wird diese Sonderausstattung nicht benötigt, so wird auch der Schlitz 106 nicht benötigt und kann dann weggelassen werden,Above the housing 90 for the nozzles 94 there is a horizontal slot 106 which, according to Fig. 4, has an angular extension of approximately 120° and which has a narrow section 106' of approximately 75° in length and a wider section 106 ' of approximately 45° in length, see especially Fig. 9. This slot 106 serves as a process opening for a special feature of the device 10. If this special feature is not required, the slot 106 is also not required and can then be omitted.
d. h. die Wand 91 ist dann durchgehend. Wie Fig. 4 zeigt, erstreckt sich der Schlitz 106 im Uhrzeigersinn bis etwa zur Mitte der Prozeßöffnung 88, oder in Uhrzeiten ausgedrückt, und bezogen auf Fig. 4, von der 10-Uhr-Stellung bis zur Stellung 14.30 Uhr, wobei sich der schmalere Schlitz 106' etwa von der 10-Uhr-Stellung bis zur 13-Uhr-Stellung erstreckt.i.e. the wall 91 is then continuous. As shown in Fig. 4, the slot 106 extends clockwise to approximately the middle of the process opening 88, or in terms of clock time, and with reference to Fig. 4, from the 10 o'clock position to the 2.30 o'clock position, with the narrower slot 106' extending approximately from the 10 o'clock position to the 1 o'clock position.
Noch etwas höher als der Schlitz 106 befindet sich eine kreisrunde Prozeßöffnung 108, und zwar, bezogen auf Fig.A circular process opening 108 is located slightly higher than the slot 106, and, as shown in Fig.
4, in der 15-Uhr-Stellung. Die Prozeßöffnung 108 dient gemäß Fig. 11 zur Einführung einer Vorrichtung 110 zur Abgabe von Säure, die hier als Beispiel für eine Sonderausstattung dargestellt ist und nicht zur Grundausstattung der Vorrichtung gehört, d.h. die bei bestimmten Anwendungen auch entfallen4, in the 3 o'clock position. The process opening 108 serves according to Fig. 11 to introduce a device 110 for dispensing acid, which is shown here as an example of special equipment and is not part of the basic equipment of the device, i.e. which is also omitted in certain applications
Die Vorrichtung 110 hat ein waagerecht verlaufendes Rohr 112, das auf einem Schlitten 113 befestigt ist, welcher mittels eines (nicht dargestellten) pneumatischen Zylinders auf einer Schlittenbahn 114 linear verschoben werden kann.The device 110 has a horizontally extending tube 112 which is mounted on a carriage 113 which can be moved linearly on a carriage track 114 by means of a pneumatic cylinder (not shown).
Am linken Ende des Rohres 112 befindet sich - in der Prozeßkammer 11 - eine nach unten ragende Säuresprühvorrichtung 115, an der sich z.B. drei Düsen befinden können, eine für HNO3, eine für H2O2, und eine für H2SO4. Diesen dreiAt the left end of the tube 112 - in the process chamber 11 - there is a downwardly projecting acid spray device 115, on which there can be three nozzles, for example, one for HNO 3 , one for H 2 O 2 , and one for H 2 SO 4 . These three
Düsen werden über das Rohr 112 und eine flexible Leitung 116 diese drei Stoffe je nach Steuerbefehl über separate Zufuhrleitungen und über entsprechende Mikrofilter zugeführt, und zwar aus Vorratsflaschen, die sich im Inneren der Vorrichtung 10 befinden.These three substances are supplied to nozzles via the pipe 112 and a flexible line 116, depending on the control command, via separate supply lines and via corresponding microfilters, from storage bottles located inside the device 10.
Fig. 11 zeigt die Säuresprühvorrichtung 115 in zwei verschiedenen Stellungen, nämlich einmal - mit durchgehenden Linien gezeichnet - über dem Substrat 16, und zum anderen, gestrichelt gezeichnet, in ihrer Parkstellung am Innenrand der Prozeßkammer 11, also dicht bei der Wand 91. Ebenso sind der Schlitten 113, die Leitung 116 etc. in diesen beiden verschiedenen Stellungen dargestellt. Diese beiden Endstellungen werden durch entsprechende Endschalter 114', 114" (Fig. 17) überwacht, die in Fig. 11 nicht dargestellt sind. Durch eine Verriegelung wird erreicht, daß der Säuresprühvorrichtung 115 Säure nur zugeführt werden kann, wenn sich diese über dem Substrat 16 befindet und der entsprechende Endschalter das anzeigt. Auch kann immer nur eine der Säuren gewählt werden, und für die Einschaltung dieser Säure ist ferner Voraussetzung, daß die Türe 35 geschlossen ist und daß der Abflußschieber 26 (Fig. 13) mit dem Ausgang B (für Säuren) verbunden ist. Auch wird bei Säurezufuhr die Drehzahl des Motors 17 automatisch begrenzt, z.B. auf maximal 150 U/min. Nach Beendigung der Säurezufuhr wird automatisch mit Wasser über Düsen 124 gespült, die nachfolgend beschrieben werden, wobei die Stellung des Abflußschiebers 2 6 nicht verändert werden kann. Erst danach kann die Türe 37 geöffnet werden. Bei öffnung der Türe 35 ist also alle Säure aus der Prozeßkammer 11 weggespült, und das Bedienungspersonal kann folglich nicht durch Säure geschädigt werden.Fig. 11 shows the acid spray device 115 in two different positions, namely once - shown with solid lines - above the substrate 16, and secondly, shown in dashed lines, in its parking position on the inner edge of the process chamber 11, i.e. close to the wall 91. The carriage 113, the line 116, etc. are also shown in these two different positions. These two end positions are monitored by corresponding limit switches 114', 114" (Fig. 17), which are not shown in Fig. 11. A locking mechanism ensures that acid can only be supplied to the acid spray device 115 if it is above the substrate 16 and the corresponding limit switch indicates this. Also, only one of the acids can be selected at a time, and for this acid to be switched on, it is also a prerequisite that the door 35 is closed and that the drain valve 26 (Fig. 13) is connected to the outlet B (for acids). When acid is supplied, the speed of the motor 17 is also automatically limited, e.g. to a maximum of 150 rpm. After the acid supply has ended, water is automatically rinsed via nozzles 124, which are described below, whereby the position of the drain valve 26 cannot be changed. Only then can the door 37 be opened. When the door 35 is opened, all acid is flushed out of the process chamber 11 and the operating personnel cannot therefore be harmed by acid.
Wie die Figuren 5, 7 und 8 zeigen, ist oberhalb der Prozeßöffnung 108 eine Blende 120 an der Wand 91 festgeschweißt. Diese Blende 120 erstreckt sich gemäß Fig. 8 bis zur öffnung 30, also über etwa 270°, da die öffnung 30 einen Winkel beta von etwa 90° einnimmt. Die Blende 120 erstreckt sich von ihrer Befestigung an der Wand 91 schräg nachAs shown in Figures 5, 7 and 8, a screen 120 is welded to the wall 91 above the process opening 108. This screen 120 extends as shown in Figure 8 to the opening 30, i.e. over approximately 270°, since the opening 30 forms an angle beta of approximately 90°. The screen 120 extends from its attachment to the wall 91 diagonally to
innen und nach oben, z.B. wie dargestellt unter einem Winkel von etwa 30° zur Waagerechten. Wie die Fig. 5 und 7 zeigen, hat die Blende 120 ein Gefälle mit einem Winkel gamma von z.B. 2°, wobei die höchste Stelle, die in Fig. 7 durch das Maß d gekennzeichnet ist, bezogen auf Fig. 4 z.B. in der 12-Uhr-Stellung liegen kann und die tiefsten Stellen an den beiden Enden 120' und 12O1' der Blende 120 liegen. (In Fig. 9 ist die Blende 120 nicht eingezeichnet.) Tropft Flüssigkeit von oben auf die Blende 120, so wird diese von ihr gesammelt und zu den Stellen 120' und 120'' geleitet und fließt dort längs der Wand 91 der Prozeßkammer 11 senkrecht nach unten und gelangt schließlich zur Rinne 23 und über die Leitung 25 zum Abflußschieber 26.inwards and upwards, e.g. as shown at an angle of about 30° to the horizontal. As shown in Figs. 5 and 7, the diaphragm 120 has a gradient with an angle gamma of e.g. 2°, whereby the highest point, which is indicated in Fig. 7 by the dimension d, can be in the 12 o'clock position with reference to Fig. 4, for example, and the lowest points are at the two ends 120' and 120 1 ' of the diaphragm 120. (The diaphragm 120 is not shown in Fig. 9.) If liquid drips from above onto the diaphragm 120, it is collected by it and directed to the points 120' and 120'' and flows there vertically downwards along the wall 91 of the process chamber 11 and finally reaches the channel 23 and via the line 25 to the drain valve 26.
Oberhalb der Blende 120 sind die bereits kurz erwähnten Düsen 124 angeordnet, die dazu dienen, nach jedem Prozeßschritt die Prozeßkammer 11 mit deionisiertem Wasser (im folgenden:Above the aperture 120, the nozzles 124 mentioned above are arranged, which serve to fill the process chamber 11 with deionized water (hereinafter:
Di-Wasser) zu spülen. Wie Fig. 8 schematisch zeigt, werden bevorzugt sechs Düsen 124, gleichmäßig verteilt, im Bereich des oberen Rands der Prozeßkammer 11 angeordnet. Hierzu sind in der Wand 91 entsprechende Befestigungs- und Anschlußbohrungen 125 vorgesehen, die zu einem Ringkanal 126 in einem Flansch 127 führen, welcher mit zwei Anschlüssen 128 zur Zufuhr von Di-Wasser versehen ist. Der Flansch 127 erstreckt sich auch etwa über 270° bis zur öffnung 30, vgl. Fig. .Di-water). As shown schematically in Fig. 8, preferably six nozzles 124 are arranged evenly distributed in the area of the upper edge of the process chamber 11. For this purpose, corresponding fastening and connection holes 125 are provided in the wall 91, which lead to an annular channel 126 in a flange 127, which is provided with two connections 128 for supplying Di-water. The flange 127 also extends approximately over 270° to the opening 30, see Fig. .
Wegen der Übersichtlichkeit ist nur in Fig. 7 eine der Düsen 124 dargestellt, die bevorzugt einstellbar ist und radial nach innen und nach unten sprüht. Ihr Düsenmundstück 124' liegt - wie in Fig. 7 klar dargestellt - radial weiter außen als der innere Rand 120' der Blende 120, so daß Wassertropfen 130, die nach dem Abschalten der Düsen 124 aus diesen heraustropfen, auf die Blende 120 fallen und von dieser abgeleitet werden. Dies ist eine sehr vorteilhafte Lösung und verhindert, daß diese Tropfen 130 direkt in den Prozeßtopf 21 fallen und dort Unheil anrichten.For the sake of clarity, only one of the nozzles 124 is shown in Fig. 7, which is preferably adjustable and sprays radially inwards and downwards. Its nozzle mouthpiece 124' is - as clearly shown in Fig. 7 - radially further outward than the inner edge 120' of the aperture 120, so that water drops 130 that drip out of the nozzles 124 after they are switched off fall onto the aperture 120 and are diverted by it. This is a very advantageous solution and prevents these drops 130 from falling directly into the process pot 21 and causing damage there.
Die Prozeßkammer 11 kann im Bereich ihrer öffnung 30 noch mit seitlichen Stützwänden 132, 133 versehen sein, vgl. Fig. 9, die sich vom Flansch 127 schräg nach unten bis zur Arbeitsplatte 40 erstrecken. Diese sind nur in den Fig. 1, 2, 4, 9 und 12 eingezeichnet.The process chamber 11 can be provided in the area of its opening 30 with lateral support walls 132, 133, see Fig. 9, which extend from the flange 127 diagonally downwards to the work plate 40. These are only shown in Figs. 1, 2, 4, 9 and 12.
Auf der Arbeitsplatte 40 ist eine Abflußrinne 135 vorgesehen, die etwa C-förmig die Prozeßkammer 11 umgibt und zu einer öffnung 136 führt, über die gesammelte Flüssigkeit in das Innere des geschlossenen Gehäuses 12 strömen kann. Im Bereich der öffnung 136 kann auch ein Zusatzgerät (Option) befestigt werden.A drainage channel 135 is provided on the worktop 40, which surrounds the process chamber 11 in an approximately C-shape and leads to an opening 136 through which collected liquid can flow into the interior of the closed housing 12. An additional device (optional) can also be attached in the area of the opening 136.
Der Abflußschieber 26 gemäß den Figuren 13 bis 16 ist mit den anderen Funktionen der Vorrichtung 10 verriegelt und hat zu diesem Zweck einen Mikroschalter 140, der mittels einer Abtastrolle 141 einen Nocken 142 abtastet, der auf einer Betätigungswelle 143 des Abflußschiebers 26 angeordnet ist. (In Fig. 13 ist der Mikroschalter 140 nicht dargestellt.) Die Welle 143 wird ihrerseits von einem Getriebemotor 144 angetrieben, der diese Welle bevorzugt nur in der Drehrichtung 188 (Fig. 13) antreiben kann. Der Getriebemotor 144 ist an einer Trageplatte 145 befestigt, die über Stehbolzen 146 an einer Grundplatte 148 des Abflußschiebers 26 befestigt ist. Die Welle 143 geht durch eine Mittelausnehmung 149 dieser Grundplatte 148 hindurch und zu einem verdrehbaren, hohlen Teil 150, an dessen radialer öffnung 152 ein um ca. 90° gekrümmtes Rohr 153 so befestigt ist, daß seine öffnung nach unten zeigt. Das hohle Teil 150 hat ferner an seiner Oberseite eine axiale öffnung 154, die sich nach oben in Form eines Trichters 155 erweitert, und diese axiale öffnung 154 ist über eine Krümmung 156 mit der radialen öffnung 152 und dann über das Rohr 153 mit dessen nach unten ragender öffnung 158 verbunden. Von der axialen öffnung 154 zur öffnung 158 ergibt sich also ein S-förmiger, strömungsgünstiger Kanal, in dem sich keine Verunreinigungen festsetzen können und der bei Bedarf extrem leicht gereinigt werdenThe drain slide 26 according to Figures 13 to 16 is interlocked with the other functions of the device 10 and for this purpose has a microswitch 140 which, by means of a scanning roller 141, scans a cam 142 which is arranged on an actuating shaft 143 of the drain slide 26. (The microswitch 140 is not shown in Figure 13.) The shaft 143 is in turn driven by a gear motor 144 which can preferably only drive this shaft in the direction of rotation 188 (Figure 13). The gear motor 144 is attached to a support plate 145 which is attached to a base plate 148 of the drain slide 26 via stud bolts 146. The shaft 143 passes through a central recess 149 of this base plate 148 and to a rotatable, hollow part 150, to whose radial opening 152 a tube 153 curved by approximately 90° is attached so that its opening points downwards. The hollow part 150 also has an axial opening 154 on its upper side, which widens upwards in the form of a funnel 155, and this axial opening 154 is connected via a bend 156 to the radial opening 152 and then via the tube 153 to its downwardly projecting opening 158. From the axial opening 154 to the opening 158 there is thus an S-shaped, flow-optimized channel in which no contaminants can settle and which can be cleaned extremely easily if necessary.
Das obere Ende des hohlen Teils 150 ist geführt in einer Ausnehmung 161 eines Deckels 160, dessen Form klar aus Fig. 14 hervorgeht. An diesem Deckel 160 ist um die Ausnehmung 161 herum eine Dichtung 162 befestigt, z.B. aus Silikonkautschuk, und in die Mittelöffnung dieser Dichtung kann das freie Ende 163 des Abflußrohres 25 einfach - und leicht lösbar eingesteckt werden, und zwar etwa bis in die gestrichelt gezeichnete Lage 163', in der sich dieses Ende 163 innerhalb des Trichters 155, aber mit Abstand von diesem befindet, um eine freie Drehung des hohlen Teils 150 zu ermöglichen.The upper end of the hollow part 150 is guided in a recess 161 of a cover 160, the shape of which is clearly shown in Fig. 14. A seal 162, e.g. made of silicone rubber, is attached to this cover 160 around the recess 161, and the free end 163 of the drain pipe 25 can be simply and easily releasably inserted into the central opening of this seal, approximately up to the position 163' shown in dashed lines, in which this end 163 is located inside the funnel 155, but at a distance from it in order to enable free rotation of the hollow part 150.
Die Grundplatte 148 hat ebenfalls drei trichterförmige Ausnehmungen 165, 166 und 167, die mit Abständen von 120° gleichmäßig verteilt in der Grundplatte 148 angeordnet sind. Fig. 15 zeigt besonders klar die Form des Trichters 166* der Ausnehmung 166. An jede der Ausnehmungen bis 167 ist unten eine Leitung angeschlossen, und zwar ist an die Ausnehmung 165 unten eine Leitung 170 angeschlossen (typisch durch Schweißen), die zum Anschluß B (für Säuren) führt. An die Ausnehmung 166 ist eine Leitung 171 angeschlossen, die zum Anschluß A (für Di-Wasser) führt. Und an die Ausnehmung 167, die in Fig. 13 nicht dargestellt ist, ist eine Leitung 172 angeschlossen, die zum Anschluß C (für organische Lösungsmittel) führt.The base plate 148 also has three funnel-shaped recesses 165, 166 and 167, which are evenly distributed in the base plate 148 at intervals of 120°. Fig. 15 shows particularly clearly the shape of the funnel 166* of the recess 166. A line is connected to the bottom of each of the recesses up to 167, namely a line 170 is connected to the bottom of the recess 165 (typically by welding) which leads to connection B (for acids). A line 171 is connected to the recess 166 which leads to connection A (for deionized water). And a line 172 is connected to the recess 167, which is not shown in Fig. 13, which leads to connection C (for organic solvents).
Wie Fig. 14 zeigt, ist im Betrieb das freie Ende 158 des gekrümmten Rohres 153 mit Abstand von der jeweiligen öffnung angeordnet, in die es entleert, wobei der Trichter, z.B. der Trichter 166' in Fig. 15, die aus der öffnung 158 austretende Flüssigkeit sammelt und aufnimmt und zum betreffenden Ausgang A, B oder C weiterleitet.As shown in Fig. 14, in operation the free end 158 of the curved tube 153 is spaced from the respective opening into which it discharges, the funnel, e.g. the funnel 166' in Fig. 15, collecting and receiving the liquid emerging from the opening 158 and directing it to the respective outlet A, B or C.
Die Ausnehmungen 165, 166 und 167 liegen am Boden einer kreisringförmigen Ausnehmung 175 der stationären Platte 148. Diese kreisringförmige Ausnehmung 175 hat außen eine senkrechte Wand 176 und innen eine schräge Wand 177, die in einen ebenen Abschnitt 178 übergeht, in dem eine Dichtung 179 in einer Ausnehmung 180 angeordnetThe recesses 165, 166 and 167 are located at the bottom of a circular recess 175 of the stationary plate 148. This circular recess 175 has a vertical wall 176 on the outside and an inclined wall 177 on the inside, which merges into a flat section 178 in which a seal 179 is arranged in a recess 180.
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ist. Die Dichtung 179 dient zur Abdichtung gegen die ihr gegenüberliegende Unterseite des hohlen Teils 150, vgl. Fig. 14.The seal 179 serves to seal against the opposite underside of the hollow part 150, see Fig. 14.
Der Boden der Ausnehmung 175 ist gemäß Fig. 15 ausgebildet, d.h. von der Ausnehmung 166 ausgehend steigt er nach beiden Seiten bis zu einer höchsten Stelle 184 bzw. an und fällt dann wieder ab, und zwar von der höchsten Stelle 185 ausgehend bis zur Ausnehmung 167, von dort aus (im Uhrzeigersinn, bezogen auf Fig. 16) wieder ansteigend bis zu einer nächsten höchsten Stelle 186, von dort wieder abfallend bis zur Ausnehmung 165, und von dort wieder ansteigend bis zur höchsten Stelle 184. Die Stellen 184, 185 und 186 können z.B. gleich hoch sein. Sie stellen jeweils eine Wasserscheide dar, d.h. die Stelle 184 ist eine Wasserscheide zwischen den Ausnehmungen 165 und 166, die Stelle 185 ist eine Wasserscheide zwischen den Ausnehmungen 166 und 167, und die Stelle 186 ist eine Wasserscheide zwischen den Ausnehmungen 167 und 165. "Wasserscheide" wird dabei generisch gebraucht , gilt also genauso für Säuren oder organische Lösungsmittel, d.h. wenn sich das bewegliche Rohr 15 3 in Richtung des Pfeiles 188 der Fig. 13 z.B. von der Ausnehmung 165 zur Ausnehmung 166 bewegt, fließt die aus ihm austretende Flüssigkeit bis zum Erreichen der höchsten Stelle 184 noch zur Ausnehmung 165, nach überschreiten der höchsten Stelle 184 dagegen zur Ausnehmung 166. Man vermeidet so, daß sich im Abflußschieber 26 irgendwo Flüssigkeit ansammelt.The bottom of the recess 175 is designed according to Fig. 15, i.e. starting from the recess 166, it rises on both sides to a highest point 184 and then falls again, namely from the highest point 185 to the recess 167, from there (clockwise, based on Fig. 16) rising again to the next highest point 186, from there falling again to the recess 165, and from there rising again to the highest point 184. The points 184, 185 and 186 can, for example, be the same height. They each represent a watershed, i.e. point 184 is a watershed between recesses 165 and 166, point 185 is a watershed between recesses 166 and 167, and point 186 is a watershed between recesses 167 and 165. "Watershed" is used generically here, and therefore applies equally to acids or organic solvents, i.e. if the movable tube 15 3 moves in the direction of arrow 188 in Fig. 13, e.g. from recess 165 to recess 166, the liquid emerging from it flows to recess 165 until it reaches the highest point 184, but after exceeding the highest point 184 it flows to recess 166. This prevents Drain valve 26 somewhere liquid accumulates.
Der erfindungsgemäße Abflußschieber 26 kann naturgemäß auch für eine andere Zahl von Abflüssen ausgelegt werden, z.B. für nur zwei Abflüsse, oder für 4 oder 5 Abflüsse. Er kann sehr leicht zerlegt und gesäubert werden, wenn sich die Notwendigkeit hierfür ergibt, und erspart die bislang übliche Vielzahl von Ventilen und Leitungen bei derartigen Vorrichtungen. Er ist ganz aus Kunststoff hergestellt, z.B. aus natürlichem Polypropylen.The drain valve 26 according to the invention can of course also be designed for a different number of drains, e.g. for only two drains, or for 4 or 5 drains. It can be dismantled and cleaned very easily if the need arises, and saves the previously usual multitude of valves and lines in such devices. It is made entirely of plastic, e.g. from natural polypropylene.
Fig. 17 zeigt einen bevorzugten Aufbau einer Mikroprozessorsteuerung für die Vorrichtung 11. Diese Steuerung hat einen Mikroprozessor 190, dem ein Festwertspeicher ROM 192 zugeordnet ist, welcher die bereits erwähnten "festverdrahteten11 Programmschritte enthält, ferner einen Speicher RAM 193 zur Aufnahme der Programme und eine Eingabevorrichtung 194, z.B. eine Tastatur, ein Diskettenlaufwerk oder dgl., sowie nicht dargestellte Anzeigevorrichtungen (Displays etc.), wie sie bei derartigen Steuerungen üblich sind.Fig. 17 shows a preferred structure of a microprocessor control for the device 11. This control has a microprocessor 190, to which a read-only memory ROM 192 is assigned, which contains the previously mentioned "hard-wired" 11 program steps, furthermore a RAM 193 for storing the programs and an input device 194, e.g. a keyboard, a floppy disk drive or the like, as well as display devices (not shown) as are usual in such controls.
über ein Eingabe/Ausgabe-Interface 195 ist der Mikroprozessor 190 mit den zu steuernden Geräten verbunden und bewirkt, soweit im ROM 192 gespeichert, deren automatische Verriegelung, Drehzahlbegrenzung, Einstellung etc, wie vorstehend und in der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise angegeben.The microprocessor 190 is connected to the devices to be controlled via an input/output interface 195 and, as far as stored in the ROM 192, causes their automatic locking, speed limitation, setting, etc., as stated above and in the following description of the mode of operation.
Angeschlossen sind, wie dargestellt, der Abflußschieber 26 (in Form seines Motors 144), und der Mikroschalter 140 dieses Schiebers 26, ferner der Motor 17 und dessen Tachogenerator 196, ferner die Steuerung 200 für das Vakuum im Chuck 15, und der Drucksensor 201 für dieses Vakuum. Ferner ist angeschlossen der Antrieb der Pumpe 204 für das Di-Wasser, das den Düsen 124 zugeführt wird, und der Strömungswächter 205, der überwacht, ob Wasser zu den Düsen 124 strömt. Auch sind angeschlossen die Betätigung des Schlittens 114 für die Säuresprühvorrichtung 115 und die beiden Endschalter 114', 114'" dieses Schlittens 114.Connected, as shown, are the drain valve 26 (in the form of its motor 144) and the microswitch 140 of this valve 26, as well as the motor 17 and its tachogenerator 196, as well as the control 200 for the vacuum in the chuck 15, and the pressure sensor 201 for this vacuum. Also connected is the drive of the pump 204 for the di-water that is fed to the nozzles 124, and the flow monitor 205, which monitors whether water is flowing to the nozzles 124. Also connected are the actuation of the slide 114 for the acid spray device 115 and the two limit switches 114', 114'" of this slide 114.
Ebenso sind angeschlossen die Antriebe für die drei Säurepumpen 210, 211 und 212 (für verschiedene Säuren) und deren zugeordnete Strömungswächter 213, 214 bzw. 215. Die Pumpen 210 bis 212 sind, wie bereits beschrieben, Membranpumpen.The drives for the three acid pumps 210, 211 and 212 (for different acids) and their associated flow monitors 213, 214 and 215 are also connected. The pumps 210 to 212 are, as already described, diaphragm pumps.
Angeschlossen sind ferner, wie dargestellt, der Motor 47 des Türantriebs 45, sowie die beiden Endschalter und 221 der Türe 35, welche erfasssen, ob die Türe 35 in ihrer oberen oder unteren Endstellung ist.Also connected, as shown, are the motor 47 of the door drive 45, as well as the two limit switches and 221 of the door 35, which detect whether the door 35 is in its upper or lower end position.
Schließlich ist auch angeschlossen das Ventil 223, mit Hilfe dessen dem Motor 17 (über die Leitung 71 der Fig. 12) Stickstoff zugeführt wird, und ebenfalls angeschlossen ist der Druckwächter 224, mit Hilfe dessen der Druck dieses Stickstoffs überwacht wird.Finally, the valve 223 is also connected, by means of which nitrogen is supplied to the motor 17 (via the line 71 of Fig. 12), and also connected is the pressure switch 224, by means of which the pressure of this nitrogen is monitored.
Die drei Düsen 94 (und ggf. auch 84) sind jeweils über ein zugeordnetes Steuerventil 226, 227 bzw. 228 an drei unter Druck stehende Behälter (nicht dargestellt) mit den Lösungsmitteln Sl, S2 bzw. S3 angeschlossen. Die Ventile 226 bis 228 sind, wie dargestellt, über entsprechende Steuerleitungen an das Interface 195 angeschlossen.The three nozzles 94 (and possibly also 84) are each connected via an associated control valve 226, 227 or 228 to three pressurized containers (not shown) with the solvents S1, S2 or S3. The valves 226 to 228 are, as shown, connected to the interface 195 via corresponding control lines.
Auf die gleiche Weise können weitere Geräte angeschlossen werden, wenn sich die Notwendigkeit hierfür ergibt, und die Anschlüsse hierfür am Interface 195 können bereits vorgesehen werden, um spätere Erweiterungen zu ermöglichen. Bei einer Erweiterung muß ggf. das ROM 192 gegen eine andere Version ausgetauscht werden.In the same way, additional devices can be connected if the need arises, and the connections for these can already be provided on the interface 195 to enable future expansions. If an expansion is required, the ROM 192 may have to be replaced with a different version.
Vor Beginn irgendeines Arbeitsschrittes muß ein Substrat 16, das irgendeinem Prozeß unterworfen werden soll, z.B. einer Reinigung, auf dem Chuck 15 aufgebracht werden. Das Substrat 16 wird dort durch Vakuum (an den Öffnungen 54) festgehalten, wenn ein Prozeß abläuft.Before starting any work step, a substrate 16 that is to be subjected to some process, e.g. cleaning, must be placed on the chuck 15. The substrate 16 is held there by vacuum (at the openings 54) when a process is running.
Beim Start eines Prozesses wird deshalb stets am Mikroprozessor 190 der Ausgang "Vakuum Chuck" gesetzt, d.h. das Ventil 200 wird eingeschaltet. Zur überwachung des Vakuums ist der Vakuumschalter 201 vorgesehen. Kommt von diesem z.B.When a process starts, the "Vacuum Chuck" output is always set on the microprocessor 190, i.e. the valve 200 is switched on. The vacuum switch 201 is provided to monitor the vacuum. If, for example,
innerhalb von 5 Sekunden keine Rückmeldung, daß ein Vakuum vorhanden ist, so wird der Prozeß abgebrochen, und der Fehler wird gemeldet. Dies stellt ein wichtiges SicherheitsmerkmalIf there is no feedback within 5 seconds that a vacuum is present, the process is aborted and the error is reported. This is an important safety feature
■:■ &rgr; 3 &bgr;■:■ &rgr; 3 &bgr;
^ a ■*^ a ■*
Falls ein Prozeß mit Not-Aus unterbrochen wird, werden die Ventile normalerweise stromlos gemacht, und der Motor 17 wird abgeschaltet. Da jedoch der Motor 17 auch in diesem Zustand durch die in ihm gespeicherte mechanische Energie noch einige Zeit weiterläuft, muß das Vakuum am Chuck 15 während dieser Zeit aufrechterhalten werden, damit nicht das Substrat 16 vom Chuck 15 weggeschleudert wird. Aus diesem Grunde wird bei einem plötzlichen Prozeßstop das Vakuum am Chuck 15 durch entsprechende Maßnahmen aufrechterhalten, wie sie dem Fachmann geläufig sind. Das Vakuum kann auch manuell eingeschaltet werden. Es kann jedoch während eines Prozesses nicht manuell oder durch Programmschritte ausgeschaltet werden, solange der Motor 17 läuft.If a process is interrupted with an emergency stop, the valves are normally de-energized and the motor 17 is switched off. However, since the motor 17 continues to run for some time even in this state due to the mechanical energy stored in it, the vacuum on the chuck 15 must be maintained during this time so that the substrate 16 is not thrown away from the chuck 15. For this reason, if the process is suddenly stopped, the vacuum on the chuck 15 is maintained by appropriate measures that are familiar to those skilled in the art. The vacuum can also be switched on manually. However, it cannot be switched off manually or by program steps during a process as long as the motor 17 is running.
Die einzelnen Prozeßschritte bei der Bearbeitung eines Substrats 16 hängen naturgemäß von dessen Beschaffenheit ab, wie bereits eingangs ausführlich beschrieben, ferner von den durchzuführenden Arbeiten, und schließlich von den verschiedenen möglichen Sonderausstattungen der Vorrichtung 10, so daß insgesamt eine große Variabilität gegebenThe individual process steps in the processing of a substrate 16 naturally depend on its properties, as already described in detail at the beginning, as well as on the work to be carried out, and finally on the various possible special features of the device 10, so that overall there is a great deal of variability.
Normalerweise laufen alle Verfahrensschritte gesteuert durch das Programm ab, das in den Speichern 192 und 193. gespeichert ist, und im Speicher 193 können hierzu verschiedene Programme gespeichert werden, entsprechend den individuellen Bedürfnissen des Benutzers. Diese Programme können teils programmiert, teils durch sogenanntes Teach-In eingegeben werden.Normally, all process steps are controlled by the program stored in memories 192 and 193. And different programs can be stored in memory 193 for this purpose, depending on the individual needs of the user. These programs can be partly programmed, partly entered by so-called teach-in.
Gemeinsam ist jedoch allen Programmen, daß durch interne "hartverdrahtete" Programmschritte (im ROM 192) bestimmte Programmvarianten ausgeschlossen sind, wie bereits für einige Fälle beschrieben. So kann z.B. während eines Prozesses das Vakuum am Chuck 15 nicht durch einen Programmschritt abgeschaltet werden, und auch nach Ende des Prozesses erst bei Stillstand des Motors 17. Diese hartverdrahtetenHowever, what all programs have in common is that certain program variants are excluded by internal "hard-wired" program steps (in ROM 192), as already described for some cases. For example, during a process the vacuum on chuck 15 cannot be switched off by a program step, and even after the end of the process only when motor 17 has stopped. These hard-wired
Programmschritte stellen beim vorliegenden Gerät sehr wichtige, erfinderische Merkmale dar, denn sie bilden eine Schutzbarriere gegen unsachgemäße Bedienung.Program steps represent very important, inventive features in this device because they form a protective barrier against improper operation.
Die Arbeitsweise der Säureaufspritzvorrichtung 115 gemäß Fig. 11 wurde bereits teilweise beschrieben. Wichtig ist, daß nach Beendigung der Säurereinigung mittels der Düsen 124 (Fig. 7) zwangsweise die Prozeßkammer 11 mit Di-Wasser von oben her gespült wird, indem diese Düsen 124 z.B. 15 Sekunden lang aktiviert werden, wobei, wie bereits erläutert, die Stellung des Abflußschiebers 26 (Säure) nicht verändert werden kann.The operation of the acid spraying device 115 according to Fig. 11 has already been partially described. It is important that after completion of the acid cleaning by means of the nozzles 124 (Fig. 7), the process chamber 11 is forcibly rinsed from above with deionized water by activating these nozzles 124 for e.g. 15 seconds, whereby, as already explained, the position of the drain valve 26 (acid) cannot be changed.
Wird der Prozeß der Säurereinigung eines Substrats 16 aus irgendeinem Grund abgebrochen, so findet ebenfalls automatisch ein Spülvorgang mit Di-Wasser über die Düsen 124 statt. Erst nach diesem Spülvorgang kann die Türe 35 geöffnet werden.If the process of acid cleaning a substrate 16 is interrupted for any reason, a rinsing process with deionized water also takes place automatically via the nozzles 124. Only after this rinsing process can the door 35 be opened.
Die Säurereinigung mittels der Vorrichtung 115 dient, wie bereits eingangs beschrieben, zum Reinigen von Chrommasken, Chromoxidmasken und Eisenoxidmasken. Die Säure kann vor dem Aufsprühen mit großem Vorteil erwärmt werden, weil sich dann eine bessere Reinigungswirkung ergibt. Sie wird mittels einer der drei Membranpumpen 210, 211 oder 212 (Fig. 17) gepumpt. Auf der Innenseite der Prozeßkammer 11 wird das Rohr 112 mit großem Vorteil von einem - nicht dargestellten - Faltenbalg umgeben, z.B. einem solchen aus PTFE, der dann auch die Prozeßöffnung 108 der Prozeßkammer 11 von innen her sicher verschließt. Wichtig erscheint hierbei, daß das Rohr 108 zwei Funktionen hat, nämlich einmal das Halten und Bewegen der Düse 115, und zum anderen die Zuführung der verschiedenen Säuren.Acid cleaning using the device 115 is used, as already described at the beginning, to clean chrome masks, chrome oxide masks and iron oxide masks. The acid can be heated before spraying, which is very advantageous, because this results in a better cleaning effect. It is pumped using one of the three diaphragm pumps 210, 211 or 212 (Fig. 17). On the inside of the process chamber 11, the pipe 112 is very advantageously surrounded by a bellows (not shown), e.g. one made of PTFE, which then also securely closes the process opening 108 of the process chamber 11 from the inside. It seems important here that the pipe 108 has two functions, namely, holding and moving the nozzle 115 and, secondly, supplying the various acids.
Zur Resistentschichtung wird wenigstens eine der Düsen 84 und/oder 94 verwendet. Bei Verwendung eines organischen Lösungsmittels wird das resistspezifische Lösungsmittel, z.B. Aceton aus einer der Düsen 94 und ggf. einer derAt least one of the nozzles 84 and/or 94 is used for resist coating. When using an organic solvent, the resist-specific solvent, e.g. acetone, is discharged from one of the nozzles 94 and possibly one of the
* A Φ ■* A Φ ■
Düsen 84 ununterbrochen auf das Substrat 16 aufgesprüht, das sich hierbei z.B. mit 300 U/min dreht.Nozzles 84 continuously spray the substrate 16, which rotates at 300 rpm, for example.
Zum Entschichten von Resists der Typen AZ 1350, AZ 1450, S 1400 und PPS wird 5 bis 7 %-ige NaOH oder KOH aus einer der Düsen 94 (und ggf. einer der Düsen 84) auf das SubstratTo remove the coating from resists of the types AZ 1350, AZ 1450, S 1400 and PPS, 5 to 7 % NaOH or KOH is sprayed onto the substrate from one of the nozzles 94 (and if necessary one of the nozzles 84).
16 aufgesprüht, und zwar mit Intervallen von 10 Sekunden Sprühen - 20 Sekunden Pause, 10 Sekunden Sprühen, etc., bei einer Drehung des Substrats 16 mit z.B. 80 U/min. Die alkalische Lösung sollte vor dem Aufsprühen auf ca. 60° erwärmt werden, um einen besseren Reinigungseffekt zu erhalten.16, with intervals of 10 seconds spraying - 20 seconds pause, 10 seconds spraying, etc., while rotating the substrate 16 at e.g. 80 rpm. The alkaline solution should be heated to approx. 60° before spraying in order to achieve a better cleaning effect.
Die Mikroprozessorsteuerung 190, 193 hat, wie in Fig.The microprocessor control 190, 193 has, as shown in Fig.
17 dargestellt, drei Ausgänge für die Reinigung, einen17, three outlets for cleaning, one
für organische Lösungsmittel, einen für alkalische Lösungsmittel, und einen für Di-Wasser, das ebenfalls aus einer der Düsen 94 (und gg. auch einer der Düsen 84) auf das Substrat 16 aufgespritzt werden kann. Diese Ausgänge sind nur dann aktiv, wenn sich die Säuresprühvorrichtung 115 in ihrer Parkstellung befindet und dies durch den zugehörigen Endschalter gemeldet worden ist, wie bereits beschrieben.for organic solvents, one for alkaline solvents, and one for deionized water, which can also be sprayed onto the substrate 16 from one of the nozzles 94 (and possibly also one of the nozzles 84). These outputs are only active when the acid spray device 115 is in its park position and this has been reported by the associated limit switch, as already described.
Die Ausgänge des Interface 195 steuern, wie bereits beschrieben, die Ventile 226, 227 und 228.The outputs of the interface 195 control, as already described, the valves 226, 227 and 228.
Falls Lösungsmittelreinigung gewählt worden ist, werden alle anderen Prozesse gesperrt, und der Abflußschieber 26 wird zwangsweise in seine definierte Stellung für den Lösungsmittelabfluß gebracht. Ferner wird die Drehzahl des Motors 17 z.B. auf maximal 150 U/min limitiert. Die Lösungsmittelreinigung erfolgt dann je nach verwendetem Lösungsmittel in der oben beschriebenen Weise.If solvent cleaning has been selected, all other processes are blocked and the drain valve 26 is forced into its defined position for solvent drainage. Furthermore, the speed of the motor 17 is limited, for example, to a maximum of 150 rpm. The solvent cleaning then takes place in the manner described above, depending on the solvent used.
Nach Beendigung der Lösungsmittelreinigung wird das Substrat 16 mindestens 60 Sekunden lang mit Di-Wasser aus einer der einstellbaren Düsen 94 (und ggf. einer der Düsen 84) abgespült. Wird das Di-Wasser auf ca. 70° C erwärmt, so läßt sich die Spülzeit um ca. 50 % verkürzen. Die Düse 84 dient für die Rückseitenspülung des SubstratsAfter the solvent cleaning is complete, the substrate 16 is rinsed for at least 60 seconds with deionized water from one of the adjustable nozzles 94 (and if necessary one of the nozzles 84). If the deionized water is heated to approx. 70° C, the rinsing time can be shortened by approx. 50%. The nozzle 84 is used for rinsing the back of the substrate
! rf =* tt --j! rf =* tt --j
w ■;■;
16 und stellt eine Sonderausstattung dar. Während dieser Spülung kann die Stellung des Abflußschiebers 26 ("Lösungsmittel") nicht verändert werden.16 and is a special feature. During this flushing, the position of the drain valve 26 ("solvent") cannot be changed.
Wird die Lösungsmittelreinigung aus irgendeinem Grunde abgebrochen, so wird zuerst über die oberen Düsen 124 mit Di-Wasser gespült. Erst nach diesem Spülvorgang kann die Türe 35 geöffnet werden.If the solvent cleaning is interrupted for any reason, the upper nozzles 124 are first rinsed with deionized water. Only after this rinsing process can the door 35 be opened.
Die Türe 35 ist, wie bereits beschrieben, mit dem Sensor 221 für ihre Schließstellung (Fig. 2) und dem Sensor 220 für ihre Offenstellung (Fig. 1) versehen, z.B. mit geeigneten Endschaltern, oder mit berührungslosen Sensoren.The door 35 is, as already described, provided with the sensor 221 for its closed position (Fig. 2) and the sensor 220 for its open position (Fig. 1), e.g. with suitable limit switches, or with contactless sensors.
Wird der Start irgendeines Prozesses eingegeben, so fährt die Türe automatisch nach oben, bis der Sensor 221 für die Schließstellung erreicht wird. Erst dann kann der eigentliche Prozeß beginnen. Bei Prozeßende, also gewöhnlich nach dem Spülen mit Di-Wasser aus den oberen Düsen 124, wird die Türe 35 durch die elektronische Steuerung automatisch nach unten gefahren.If the start of any process is entered, the door automatically moves upwards until the sensor 221 for the closed position is reached. Only then can the actual process begin. At the end of the process, i.e. usually after rinsing with deionized water from the upper nozzles 124, the door 35 is automatically moved downwards by the electronic control.
Wie bereits beschrieben, hat dieser drei Stellungen, die über den Mikroschalter 140 (Fig. 14) gemeldet werden.As already described, this has three positions, which are reported via the microswitch 140 (Fig. 14).
Um eine exakte Wiederholbarkeit der Positionierung zu erreichen, ist der Schieber 26 bevorzugt nur in Richtung des Pfeiles 188 (Fig. 13) verdrehbar, also nur in einer Drehrichtung. Die jeweilige Abflußstellung ist über das ROM 192 automatisch mit der Betätigung eines entsprechenden Prozesses in der Prozeßkammer 11 verriegelt, wie bereits ausführlich beschrieben, und es ist unmöglich, z.B. durch Programmierung eine andere Abflußstellung vorzugeben, als sie die jeweilige Behandlung erfordert.In order to achieve exact repeatability of the positioning, the slide 26 can preferably only be rotated in the direction of the arrow 188 (Fig. 13), i.e. only in one direction of rotation. The respective discharge position is automatically locked via the ROM 192 with the activation of a corresponding process in the process chamber 11, as already described in detail, and it is impossible, e.g. by programming, to specify a different discharge position than that required by the respective treatment.
überwachung der Spülungmonitoring of flushing
Die Zwangsspülung mit Di-Wasser über die sechs oberen Düsen 124 wird durch den Strömungsmelder 205 überwacht.The forced flushing with deionized water via the six upper nozzles 124 is monitored by the flow sensor 205.
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Dieser spricht nur an, wenn auch tatsächlich Wasser zu diesen Düsen 124 strömt. Zeigt dieser Strömungsmelder 205 keinen Durchfluß an, so wird die Zwangsspülung abgebrochen und ein Alarm ausgelöst. Die Türe 35 kann dann nicht geöffnet werden.This only responds when water actually flows to these nozzles 124. If this flow sensor 205 shows no flow, the forced flush is aborted and an alarm is triggered. The door 35 cannot then be opened.
Wie bereits beschrieben, werden der Motor 17 und die Prozeßkammer 11 über das Ventil 223 mit Stickstoff beflutet.As already described, the motor 17 and the process chamber 11 are flooded with nitrogen via the valve 223.
Zur Kontrolle dient der Druckschalter 224. Ist keine Schutzbeflutung, z.B. mit Stickstoff, vorhanden, so kann kein Prozeß gestartet werden bzw. dieser wird aus Sicherheitsgründen abgebrochen, und es wird Alarm gegeben.Pressure switch 224 is used for monitoring. If there is no protective flooding, e.g. with nitrogen, no process can be started or it is aborted for safety reasons and an alarm is given.
Zum Trocknen im Anschluß an eine Spülung oder Reinigung mit Di-Wasser wird das Substrat 16 innerhalb von 20 Sekunden rampenartig auf z.B. 4000 U/min beschleunigt. Dabei wird die Feuchtigkeit vom Substrat 16 abgeschleudert. Der Benutzer kann die Trocknung - bei Spotbeleuchtung des Substrats 16 - anhand der sich ausbildenden Interferenzerscheinungen verfolgen. Anschließend wird das Substrat während einer Zeit von 10 Sekunden rampenartig abgebremst. Erst wenn es steht, kann die Türe 35 geöffnet werden.For drying after rinsing or cleaning with deionized water, the substrate 16 is accelerated in a ramp-like manner to e.g. 4000 rpm within 20 seconds. The moisture is spun off the substrate 16. The user can follow the drying process - with spot lighting of the substrate 16 - based on the interference phenomena that develop. The substrate is then slowed down in a ramp-like manner for a period of 10 seconds. Only when it is stationary can the door 35 be opened.
Durch die Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen, und besonders auch durch die Di-Wasser-Spülung mittels der am oberen Rand der Prozeßkammer 11 vorgesehenen oberen Düsen 124, ergibt sich eine außerordentliche Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The large number of safety features, and in particular the di-water rinsing by means of the upper nozzles 124 provided at the upper edge of the process chamber 11, result in an extraordinary operational safety of the device according to the invention.
Naturgemäß sind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abweichungen und Modifikationen möglich.Naturally, various deviations and modifications are possible within the scope of the invention.
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