EP0948804A1 - Vorrichtung zum behandeln von substraten - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von substraten

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Publication number
EP0948804A1
EP0948804A1 EP97911167A EP97911167A EP0948804A1 EP 0948804 A1 EP0948804 A1 EP 0948804A1 EP 97911167 A EP97911167 A EP 97911167A EP 97911167 A EP97911167 A EP 97911167A EP 0948804 A1 EP0948804 A1 EP 0948804A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective layer
substrates
substrate holder
guide
welded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97911167A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
John Oshinowo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Steag Microtech GmbH
Original Assignee
Steag Microtech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Steag Microtech GmbH filed Critical Steag Microtech GmbH
Publication of EP0948804A1 publication Critical patent/EP0948804A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Definitions

  • the invention relates to a device for treating substrates, with a container containing a treatment fluid and at least one substrate holder, the parts of the container and / or the substrate holder that come into contact with the treatment fluid have a protective layer, and wherein guide and / or holding elements te for the substrates are welded onto the protective layer.
  • a device of this type is known from WO 95/02473 AI.
  • JP 6-28 34 86 A2 or DE 39 30 056 AI wafer cassettes or wafer baskets for transporting and holding wafers are known, in which guiding and holding elements are provided which have a shape or rounding in order to be able to insert and remove them the wafer to avoid damaging them.
  • JP 4-130 724 AI and JP 6-204 197 A2 show Wafer cleaning devices in which the treatment container or the wafer holder consists of quartz.
  • the invention has for its object to provide a device for treating substrates, which is optimally designed and inexpensive to manufacture, in particular with regard to the guiding and mounting elements for the substrates, and has a long service life.
  • the guide elements are formed from plastic cords which are welded to the protective layer and to one another.
  • the protective layer or protective film for example 1 mm thick, preferably consists of perfluoroalkoxy polymers (PFA).
  • plastic guide elements for the substrates are welded onto the protective layer on opposite inner surfaces of the coated container walls. This is considerably less expensive than quartz containers equipped with corresponding guide elements. In addition, a partial Avoid rubbing the substrates against the relatively rough quartz.
  • a metal for example stainless steel or aluminum, can now also be used as the base material for the containers.
  • the guide elements consist of plastic strips which are glued or welded on the inner walls of the fluid container opposite each other.
  • the plastic strips preferably have a thickness that corresponds to the height of the guide elements.
  • the plastic cords have a diameter of 4 mm, for example. They are welded to the protective layer and to one another in order to form corresponding guide elements. The shape of the guide elements then results from rounding or smoothing the cord edges.
  • guide slots for the substrates are not formed by correspondingly spaced guide elements, it is particularly advantageous to form guide slots for the substrates in correspondingly wide plastic strips or plastic strips formed from plastic cords.
  • the spacings of the guide slots are selected in accordance with the packing density of the substrate packs provided for the fluid treatment and have the same spacing from one another.
  • the guide elements for the substrates that is to say the welded-on plastic strips or cords, preferably consist of the same material as the protective layer. PFA is advantageous for this.
  • the V-shaped entry and exit areas for the substrates also have the advantage that the rinsing and flow through with the treatment fluid, for example with a rinsing liquid, is better.
  • the container is made of quartz despite a protective layer and the possibility according to the invention of welding guide and mounting elements for the substrates onto the protective layer.
  • This is particularly advantageous if a reliable and smooth substrate treatment should also be ensured if the protective layer should be damaged for any reason, so that contamination of the treatment fluid could occur in the case of steel or aluminum containers.
  • With a quartz container this danger does not exist even if the protective layer is damaged. Due to the protective layer, however, the quartz container has a significantly longer service life than in conventional devices.
  • the substrate holder is a web consisting of a metal, which according to the invention is coated with a protective layer and on which a knife-like substrate support element made of plastic is welded after being coated with the protective layer. Since, according to the present invention, a web made of metal can also be used, because the knife-like substrate receiving element made of plastic can be welded on despite a coating with a protective layer, the substrate holder can be made very narrow and thus optimized in terms of flow technology. It is therefore no longer necessary to provide and train measures for improving the flow conditions around the substrate holder, as indicated in the unpublished German patent application 196 44 254.0.
  • the knife-like substrate support elements are preferably formed with equally spaced notches for the substrates in order to keep them on the substrate holder at a uniform distance from one another.
  • At least one stabilization web arranged parallel to and connected to the substrate holder is provided.
  • the stabilizing webs should also be as narrow as possible and, in particular, should be as pointed as possible on their upper side, that is to say in the region of the flow, in order to create the smallest possible separation edges for the flow and thus to keep turbulence as small as possible.
  • edges or tapered edges, such as knife-like elements it is very difficult or even impossible to coat edges or tapered edges, such as knife-like elements, with a protective layer, so that the protective layer is not tight or adheres to such edges in particular.
  • the stabilizing webs, which are coated with a protective layer are not designed on the upper side like a knife, but are provided with a knife-like element, which is welded or placed on the protective layer of the stabilizing webs is.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional illustration through a device according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the embodiment shown in FIG. 1 to explain the guide elements
  • 3a, 3b and 3c enlarged cross-sectional representations of the guide elements for explaining the manufacture with plastic cords
  • Fig.4a, 4b and 4c side views of the cross sections shown in Figs. 3a, 3b and 3c
  • Fig. 5 shows an enlarged guide element with a view of the Guide slot
  • FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional illustration of the substrate holder region
  • FIG. 7 shows a side view of the substrate holder shown in cross section in FIG. 6.
  • a fluid container 1 shown in FIG. 1 has side walls 2, 3 and a container base 4 which is adapted to the round shape of the substrates 5 to be treated.
  • guide elements 6 for the substrates 5 are arranged one above the other, in which the substrates are guided during insertion and removal and held during the fluid treatment.
  • a shaft 7, 8, 9 is provided for a substrate holder 10 and stabilizing webs 11, 12, into which the substrate holder 10 and the stabilizing webs 11, 12 can be lowered.
  • the stabilizing webs 11, 12 are connected to the substrate holder 10 via transverse struts 13 and give the substrate holder 10 an additional mechanical hold, so that the substrate holder 10 is rigid and does not vibrate when it is being moved up and down.
  • fluid inlet nozzles 14 On the underside of the fluid container there are fluid inlet nozzles 14, which are connected to fluid channels 15 in a nozzle plate 16 and via which the treatment fluid flows into a fluid region 17 to calm the flow conditions.
  • the treatment fluid then flows between plates 18 which are arranged equidistantly and parallel to one another and which form intermediate spaces with flow slots through which the treatment fluid emerges from the container bottom 4 into the container interior.
  • guide or mounting elements 19 are also provided for the plates, which the preferably in the same way as the guide elements 6 for the substrates 5, but can also be designed differently.
  • the individual plates rest on plate webs 20, 21 which are located above the flow region 17.
  • an ultrasound transducer 22 On the outside of at least one side wall 3 of the container 1 there is an ultrasound transducer 22, with which the interior of the container is subjected to ultrasound or megasound.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the schematic cross-sectional illustration of an exemplary embodiment according to the invention shown in FIG. 1.
  • the side wall 2 consists for example of a metal, such as stainless steel, aluminum or the like.
  • Guide or mounting elements 6 for the substrates 5 are welded onto the protective layer 24.
  • the holding and guiding elements 6 preferably consist of plastic and in particular of the same material as the protective layer 24, in the present case also of PFA.
  • guide slots 25 in which the substrates 5 are guided during insertion and removal and held during the treatment.
  • the substrates 5 are advantageously held in their treatment position by two guide or holder elements and not only by insertion and holder elements 6. This in turn makes it possible to reduce the area of contact of the substrate 5 with the guide elements 6 .
  • the container wall 2 is made of metal, it must be ensured that the substrates 5 cannot touch the protective layer 24 during their up and down movement in order to avoid any damage to the protective layer 24. Therefore, the smallest distance 26 between! the substrate 5 and the side wall 2 or the protective layer 24 not less than 1 mm.
  • FIGS. 3 and 4 An embodiment of the invention is explained below with reference to FIGS. 3 and 4, according to which the guide and mounting elements 6 are formed on the protective layer 24.
  • PFA cords 32 are welded onto the protective layer 24 next to one another and also welded to one another.
  • further cords 32 are welded onto the first layer 31 in a second layer 33.
  • the sides of the welded-on PFA cords 32 are chamfered and smoothed, as is shown in FIGS. 3a and 3b.
  • 3c and 4c show the guiding and holding element 6 after the cutting out or milling of equidistant guide slots 25.
  • the guide slots 25 in the guide and support elements 6 are expanded in a V-shape at the top and bottom, so that the substrates 5 inserted into the slots 25 are centered and guided in order to then be narrowed to the thickness of the Substrates 5 adapted area to be guided and held safely and reliably.
  • FIG. 6 the cross section of the substrate holder 10 already shown in FIG. 1 is shown enlarged, while FIG. 7 shows the side view.
  • the substrate holder 10 comprises a web 61 consisting of a metal, which is provided with a protective layer.
  • a knife-like substrate receiving element 63 is welded onto the web 61 provided with a protective layer on an upward-facing surface 62.
  • a knife-like edge 64 of the substrate support element has notches 65 in which the substrates 5 are kept equidistant from one another.
  • the webs 61 can be made from any material, for example also from a very stable, rigid stainless steel, it is possible to make the webs 61 very narrow and adapted to the optimal flow conditions for the treatment fluid.
  • the substrate holder 10 can thereby be made very narrow. Det and is only a small resistance to the treatment fluid flowing from the bottom up.
  • stabilizing web 11, 12 In parallel and on both sides of the substrate holder 10 there are a stabilizing web 11, 12 each at the same distance, which can be made of any material and are also provided with a protective layer. These stabilizing webs 11, 12 are connected to the substrate holder 10 via cross connections, not shown, and increase its rigidity.
  • the upper region of the stabilizing webs 11, 12 each consist of a knife-like element 66, 67 made of plastic, preferably the same material as that
  • the knife-like sharp edge also results in a small tear-off edge, as a result of which the flow conditions in the fluid container 1 are disturbed only slightly, if at all.
  • the welding of the knife-like elements 66, 67 made of plastic for the knife edge is necessary because the coating of such edges is not reliably possible or does not last.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten (5), mit einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter (1) und wenigstens einem Substrathalter (10), wobei die mit dem Behandlungsfluid in Berührung kommenden Teile des Behälters (1) und/oder des Substrathalters (10) eine Schutzschicht (24) aufweisen, ist ein einfacher, kostengünstiger Aufbau mit langer Lebensdauer möglich, wenn Führungs- und/oder Halterungselemente (6, 63) für die Substrate (5) auf die Schutzschicht (24) aufgeschweißt sind.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, mit einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter und wenigstens einem Substrathalter, wobei die mit dem Behandlungsfluid in Berührung kommenden Teile des Behälters und/oder des Substrathalters eine Schutzschicht aufweisen, und wobei Führungs- und/oder Halterungselemen- te für die Substrate auf die Schutzschicht aufgeschweißt sind.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der WO 95/02473 AI bekannt.
Weitere Vorrichtungen zur Behandlung von Substraten, insbesondere von Halbleiter-Wafern, sind darüber hinaus aus den Druckschriften DE 44 13 077 AI, und DE 195 46 990 AI derselben Anmelderin bekannt und darüber hinaus in den nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 196 16 402.8, DE 196 15 969.5, DE 196 37 875.3, DE 196 44 253.2 und DE 196 44 254.0 beschrieben. Aus einem Metall, beispielsweise Edelstahl, bestehende Behälter oder Substrathalter sind dabei mit einer Schutzschicht beschichtet, die sowohl die Behälterwand und die
Substrathalter gegenüber aggressivem Behandlungsfluid schützt, als auch verhindert, daß das Behandlungsfluid durch Metallteile kontaminiert wird.
Aus der JP 6-28 34 86 A2 oder der DE 39 30 056 AI sind Waferkassetten oder Waferkörbe zum Transportieren und Haltern von Wafern bekannt, bei denen Führungs- und Halterungselemente vorgesehen sind, die eine Form oder Abrundung aufweisen, um beim Ein- und Ausbringen der Wafer Beschädigungen an ihnen zu vermeiden. Die Druckschriften JP 4-130 724 AI und JP 6-204 197 A2 zeigen Wafer-Reinigungsvorrichtungen, bei denen der Behandlungsbehälter bzw. die Waferhalterung aus Quarz besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten zu schaffen, die insbesondere im Hinblick auf die Führungs- und Halterungselemente für die Substrate im Behälter optimal ausgebildet und kostengünstig herstellbar ist sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungselemente aus Kunststoff-Schnüren gebildet sind, die mit der Schutzschicht und miteinander verschweißt sind.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme, Führungsund/oder Halterungselemente für die Substrate in Form von Schnüren auf die Schutzschicht aufzuschweißen, ist die Fertigung derartiger Vorrichtungen besonders einfach und kostengünstig. Es ist nunmehr auch möglich, Behälter aus Metall zu wählen, die wesentlich kostengünstiger sind als aus hochreinem Quarz hergestellte Behälter. Damit tritt auch das Problem nicht mehr auf, daß das Aufbringen einer Schutzschicht am kantigen oder spitz zulaufenden Berei- chen nicht zuverlässig möglich ist und dort besonders leicht beschädigt wird.
Vorzugsweise besteht die beispielsweise 1 mm dicke Schutzschicht oder der Schutzfilm aus Perfluor-Alkoxy— Polymeren (PFA) .
Vorteilhafterweise sind auf gegenüberliegenden Innenflächen der beschichteten Behälterwände aus Kunststoff bestehende Führungselemente für die Substrate auf die Schutzschicht aufgeschweißt. Dies ist wesentlich kostengünstiger als mit entsprechenden Führungselementen ausgestattete Quarzbehälter. Darüberhinaus wird ein parti- kelträchtiges Reiben der Substrate an dem relativ rauhen Quarz vermieden. Als Grundmaterial für die Behälter kann nunmehr auch ein Metall, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, verwendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen die Führungselemente aus Kunststoffstreifen, die auf den Innenwänden des Fluidbehälters jeweils einander gegenüberliegend aufgeklebt bzw. aufgeschweißt sind.
Die Kunststoffstreifen weisen dabei vorzugsweise eine Dicke auf, die der Höhe der Führungselemente entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Kunst- stoff-Schnüre beispielsweise einen Durchmesser von 4 mm auf. Sie werden mit der Schutzschicht und miteinander verschweißt, um entsprechende Führungselemente auszubilden. Die Form der Führungselemente ergibt sich dann durch Abrunden oder Glätten der Schnurkanten.
Sofern Führungsschlitze für die Substrate nicht durch entsprechend zueinander beabstandete Führungselemente gebildet werden, ist es besonders vorteilhaft, in entsprechend breite Kunststoffstreifen oder aus Kunststoff- schnüren gebildete Kunststoffstreifen Führungsschlitze für die Substrate auszubilden. Die Abstände der Führungsschlitze sind dabei entsprechend der Packungsdichte der für die Fluidbehandlung vorgesehenen Substratpackungen gewählt und weisen zueinander gleiche Abstände auf.
Die Führungselemente für die Substrate, also die aufgeschweißten Kunststoffstreifen oder -schnüre, bestehen vorzugsweise aus demselben Material wie die Schutzschicht. Vorteilhaft hierfür ist PFA.
Es ist sehr vorteilhaft, die Führungsschlitze im Ein- und Austrittsbereich für die Substrate V-förmig auszubilden, damit die eingeführten Substrate zum eigentlichen Führungs- und Halterungsbereich hin zentriert werden und im Eintrittsbereich nicht an den Führungselementen ankanten. Die V-förmigen Ein- und Austrittsbereiche für die Sub- strate haben darüber hinaus auch den Vorteil, daß dadurch die Spülung und Durchströmung mit dem Behandlungsfluid, beispielsweise mit einer Spülflüssigkeit, besser ist.
Auf Grund der Erfindung, die mit dem Behandlungsfluid in Berührung kommenden Behälterwände mit einer Schutzschicht zu versehen und auf dieser Schutzschicht Führungs- und Halterungselemente aufzuschweißen, ist es nunmehr auch möglich, als Grundmaterial für die Behälterwände bzw. für die gesamten Behälter Metall, vorzugsweise Edelstahl oder Aluminium, zu verwenden. Dadurch ergeben sich sowohl wesentlich geringere Herstellungskosten als auch längere Lebensdauer, weil die Behälter üblicherweise aus Quarz gefertigt sind und die Lebensdauer von Quarz im Zusammenhang mit den beispielsweise für Halbleiter-Wafer ver- wendeten Behandlungsfluids begrenzt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter trotz einer Schutzschicht und der erfindungsgemäßen Möglichkeit, auf der Schutzschicht Führungs- und Halterungselemente für die Substrate aufzuschweißen, aus Quarz hergestellt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn auch dann eine zuverlässige und reibungslose Substratbehandlung sichergestellt sein soll, wenn die Schutzschicht aus irgendeinem Grunde beschädigt werden sollte, so daß im Falle von Stahl- oder Aluminiumbehältern Kontaminationen des Behandlungsfluids eintreten könnten. Bei einem Quarzbehälter besteht diese Gefahr auch bei einer Beschädigung der Schutzschicht nicht. Der Quarzbehälter weist auf Grund der Schutzschicht jedoch eine wesentlich längere Lebensdauer auf als bei herkömmlichen Vorrichtungen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Substrathalter ein aus einem Metall bestehender Steg, der gemäß der Erfindung mit einer Schutzschicht beschichtet ist und auf dem nach der Beschichtung mit der Schutzschicht ein messerartiges Substratauflageelement aus Kunststoff aufgeschweißt ist. Da gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein aus Metall bestehender Steg verwendbar ist, weil das messerartige Substr- taufnahmeelement aus Kunststoff trotz einer Beschichtung mit einer Schutzschicht aufschweißbar ist, kann der Substrathalter sehr schmal gefertigt und damit strömungstechnisch optimiert werden. Es ist daher nicht mehr erforderlich, Maßnahmen zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse um den Substrathalter vorzusehen und auszubil- den, wie dies in der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung 196 44 254.0 angegeben ist.
Statt das messerartige Substratauflageelement aus Kunststoff auf den mit einer Schutzschicht beschichteten me- tallischen Substrathalter aufzuschweißen, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform auch möglich, das Substratauflageelement dem Substrathalter als Kappe oder Mütze aufzusetzen oder überzustülpen.
Die messerartigen Substratauflageelemente sind vorzugsweise mit gleichmäßig beabstandeten Einkerbungen für die Substrate ausgebildet, um diese auf dem Substrathalter in einem gleichmäßigen Abstand zueinander zu halten.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Substrathalters ist wenigstens ein parallel zum Substrathalter angeordneter und mit ihm verbundener Stabilisierungssteg vorgesehen. Dadurch ist es weiterhin möglich, den eigentlichen Substrathalter, auf dem sich die Substrate abstützen, noch schmaler und damit strömungs- günstiger zu gestalten, da nunmehr der Stabilisierungssteg oder die auf beiden Seiten des Substrathalters ange- ordneten Stabilisierungsstege dafür sorgen, daß der Substrathalter starr ist und nicht schwingt.
Die Stabilisierungsstege sollten dabei aus strö ungstech- nischen Gründen auch möglichst schmal sein und insbesondere an ihrer Oberseite, also im Abreißbereich der Strömung möglichst spitz sein, um möglichst kleine Abreißkanten für die Strömung zu schaffen und damit Turbulenzen möglichst klein zu halten. Es ist jedoch sehr schwer oder gar unmöglich, Kanten oder spitz zulaufende Ränder, wie messerartige Elemente, mit einer Schutzschicht zu beschichten, so daß insbesondere an derartigen Kanten die Schutzschicht nicht dicht ist oder haften bleibt. Aus diesem Grunde sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungs- form der Erfindung auch die Stabilisierungsstege, die mit einem bei einer Schutzschicht beschichtet sind, auf ihrer Oberseite nicht messerartig ausgebildet, sondern mit einem messerartigen Element versehen, das auf die Schutzschicht der Stabilisierungsstege aufgeschweißt oder auf- gesetzt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zur Erläuterung der Führungselemente; Fig.3a, 3b und 3c: vergrößerte Querschnittsdarstellungen der Führungselemente zur Erläuterung der Herstellung mit Kunststoffschnüren, Fig.4a, 4b und 4c Seitenansichten der in den Fig. 3a, 3b und 3c dargestellten Querschnitte, Fig. 5 ein vergrößertes Führungselement mit Blickrichtung auf den Führungsschlitz, Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des Substrathalter-Bereichs und Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 6 im Querschnitt dargestellten Substrathalters.
Ein in Fig. 1 dargestellter Fluidbehälter 1 weist Seitenwände 2, 3 sowie einen Behälterboden 4 auf, der der runden Form der zu behandelnden Substrate 5 angepaßt ist.
Auf der Innenfläche der Behälterwände 2, 3 sind Führungselemente 6 für die Substrate 5 übereinander angeordnet, in denen die Substrate beim Ein- und Ausführen geführt und während der Fluidbehandlung gehalten werden.
Im Behälterboden 4 ist jeweils ein Schacht 7, 8, 9 für einen Substrathalter 10 und Stabilisierungsstege 11, 12 vorgesehen, in die der Substrathalter 10 und die Stabilisierungsstege 11, 12 absenkbar sind.
Über Querstreben 13 sind die Stabilisierungsstege 11, 12 mit dem Substrathalter 10 verbunden und geben diesen einen zusätzlichen mechanischen Halt, so daß der Substrathalter 10 starr ist und auch beim Auf- und Abfahren nicht schwingt.
Auf der Unterseite des Fluidbehälters befinden sich Fluid-Einlaßdüsen 14, die in einer Düsenplatte 16 mit Fluidkanälen 15 verbunden sind, und über die das Behand- lungsfluid in einen Fluidbereich 17 zur Beruhigung der Strömungsverhältnisse strömt. Das Behandlungsfluid strömt danach zwischen zueinander äquidistant und parallel angeordneten Platten 18 hindurch, die Zwischenräume mit Stromungsschlitzen bilden, durch die das Behandlungsfluid aus dem Behälterboden 4 in den Behälterinnenbereich aus- tritt. Im unteren Bereich der Behälterwände 2, 3, nämlich im Bereich der Platten 18 sind ebenfalls Führungs- bzw. Halterungelemente 19 für die Platten vorgesehen, die die vorzugsweise in derselben Weise wie die Führungselemente 6 für die Substrate 5, aber auch unterschiedlich ausgebildet sein können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die einzelnen Platten auf Plattenstegen 20, 21 auf, die sich oberhalb des Strömungsbereichs 17 befinden.
An der Außenseite wenigstens einer Seitenwand 3 des Behälters 1 befindet sich ein Ultraschallwandler 22, mit dem das Behälterinnere mit Ultra- oder Megaschall beaufschlagt wird.
Um Wiederholungen hinsichtlich weiterer Einzelheiten dieser Vorrichtung und des Behandlungsvorgangs für die Sub- strate 5 zu vermeiden, wird auf die DE 44 13 077, die DE 195 46 990 und die DE 196 44 253.2 verwiesen, die insofern zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten schematischen Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. Die Seitenwand 2 besteht beispielsweise aus einem Metall, etwa Edelstahl, Aluminium oder dergleichen. Auf der dem Behandlungsfluid ausgesetzten Innenfläche der Seitenwand ist eine Schutzschicht 24, beispielsweise eine PFA-Schicht oder ein PFA- Film mit beispielsweise 1 mm Dicke aufgebracht. Auf der Schutzschicht 24 sind Führungs- bzw. Halterungselemente 6 für die Substrate 5 aufgeschweißt. Die Halterungs- und Führungselemente 6 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und insbesondere aus dem gleichen Material wie die Schutzschicht 24, im vorliegenden Falle also auch aus PFA. In den Führungs- und Halterungselementen 6 befinden sich Führungsschlitze 25, in denen die Substrate 5 beim Ein- und Ausbringen geführt und während der Behandlung gehalten werden. Obgleich auch durchgehende Schlitze möglich sind, ist es aus zwei Gründen vorteilhaft, senkrecht zueinander angeordnete und voneinander beabstandete Führungs- und Halterungselemente 6 vorzusehen. Mit einzelnen Führungs- und Halterungselementen 6 können die Berührungsbereiche mit den Substraten 5 klein gehalten werden, und die Strömung und Spülung der dadurch kurzen Führungsschlitze 25 ist besser.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Substrate 5 vorteilhafterweise in ihrer Behandlungslage durch zwei Führungs- bzw. Halterungselemente gehaltert und nicht nur durch Einführungsund Halterungselemente 6. Dadurch ist es wiederum mög- lieh, den Berührungsbereich des Substrats 5 mit den Führungselementen 6 zu verkleinern.
Insbesondere dann, wenn die Behälterwand 2 aus Metall besteht, muß sichergestellt sein, daß die Substrate 5 bei ihrer Auf- und Abbewegung die Schutzschicht 24 nicht berühren können, um jegliche Verletzung der Schutzschicht 24 zu vermeiden. Daher soll der kleinste Abstand 26 zwischen! dem Substrat 5 und der Seitenwand 2 bzw. der Schutzschicht 24 1 mm nicht unterschreiten.
Anhand der Fig. 3 und 4 wird nachfolgend eine Ausführungsform der Erfindung erläutert, gemäß der die Führungs- und Halterungselemente 6 auf der Schutzschicht 24 gebildet werden. In einer ersten Lage 31 werden PFA- Schnüre 32 nebeneinander auf die Schutzschicht 24 aufgeschweißt und auch miteinander verschweißt. In entsprechender Abstufung werden in einer zweiten Schicht 33 weitere Schnüre 32 auf die erste Schicht 31 aufgeschweißt. Um eine im wesentlichen trapezförmige Form des Führungs- und Halterungselements 6 zu schaffen, werden die Seiten der aufgeschweißten PFA-Schnüre 32 abgeschrägt und geglättet, wie dies in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist. Die Fig. 3c und 4c zeigen das Führungs- und Halterungs element 6 nach dem Ausschneiden oder -fräsen von äquidi- stanten Führungsschlitzen 25.
Als Alternative zu der zuvor erläuterten Ausbildung der Führungs- und Halterungselemente 6 ist es auch möglich, in vertikaler oder horizontaler Richtung PFA-Streifen auf die Schutzschicht 24 aufzuschweißen.
Wie Fig. 5 zeigt, sind die Führungsschlitze 25 in den Führungs- und Halterungselementen 6 oben und unten V-förmig erweitert, so daß die in die Schlitze 25 eingeführten Substrate 5 zentriert und geführt werden, um danach in dem schmaleren, an die Dicke der Substrate 5 angepaßten Bereich sicher und zuverlässig geführt und gehaltert zu werden.
In Fig. 6 ist der Querschnitt des in Fig. 1 bereits ge- zeigten Substrathalters 10 vergrößert dargestellt, während Fig. 7 die Seitenansicht wiedergibt. Der Substrathalter 10 umfaßt einen aus einem Metall bestehenden Steg 61, der mit einer Schutzschicht versehen ist. Auf einer nach oben weisenden Fläche 62 ist ein messerartiges Sub- strataufnahmeelement 63 auf den mit einer Schutzschicht versehenen Steg 61 aufgeschweißt. Wie insbesondere aus Fig. 7 zu ersehen ist, weist eine messerartige Kante 64 des Substratauflageelements Einkerbungen 65 auf, in denen die Substrate 5 voneinander äquidistant beabstandet ge- halten sind.
Da die Stege 61 aus einem beliebigen Material, beispielsweise auch aus einem sehr stabilen, starren Edelstahl hergestellt sein können, ist es möglich, die Stege 61 sehr schmal und den optimalen Strömungsverhältnissen für das Behandlungsfluid angepaßt auszubilden. Insbesondere kann der Substrathalter 10 dadurch sehr schmal ausgebil- det werden und stellt nur einen geringen Widerstand für das von unten nach oben strömende Behandlungsfluid dar.
Parallel und zu beiden Seiten des Substrathalters 10 be- finden sich im jeweils gleichen Abstand je ein Stabilisierungssteg 11, 12, die aus einem beliebigen Material hergestellt sein können und ebenfalls mit einer Schutzschicht versehen sind. Über nicht dargestellte Querverbindungen sind diese Stabilisierungsstege 11, 12 mit dem Substrathalter 10 verbunden und erhöhen dessen Steifig- keit.
Der obere Bereich der Stabilisierungsstege 11, 12 bestehen aus jeweils einem messerartigen Element 66, 67 aus Kunststoff, vorzugsweise demselben Material wie die
Schutzschicht. Sie sind auf den oberen Flächen 68, 69 an der Schutzschicht angeschweißt. Durch die messerartige scharfe Kante ergibt sich wie beim Substrathalter 10 ebenfalls eine kleine Abrißkante, wodurch die Strömungs- Verhältnisse im Fluidbehälter 1, wenn überhaupt, nur gering gestört werden. Das Aufschweißen der messerartigen Elemente 66, 67 aus Kunststoff für die Messerkante ist deshalb erforderlich, weil die Beschichtung derartiger Kanten nicht zuverlässig möglich ist bzw. nicht hält.
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dem Fachmann sind zahlreiche Ausführungen und Abwandlungen bekannt, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Die erfindungsgemäßen Merkmale wurden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils nur im Zusammenhang mit Elementen der Behälterwand 2, 3 und mit den Substrathaltern 10 in Form von Substratauflageelementen 63 beschrieben. Die erfindungsgemäßen Prinzipien sind jedoch auch im Zusammenhang mit anderen dem Behandlungsfluid ausgesetzten Bauteilen und Elementen anwendbar, beispielsweise bei den Führungs- und Halterungselementen, wie sie in der DE 195 46 990 beschrieben sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten (5) mit einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter (1) und wenigstens einem Substrathalter (10) , wobei die mit dem Behandlungsfluid in Berührung kommenden Teile des Behälters (1) und/oder des Substrathalters (10) eine Schutzschicht (24) aufweisen, und wobei Führungs- und/oder Halterungselemente (6, 63) für die Substrate (5) auf die Schutzschicht (24) aufgeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (6) aus Kunststoff-Schnüren (32) gebildet sind, die mit der Schutzschicht (24) und miteinander verschweißt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (24) aus Perfluor-Alkoxy-Poly- meren (PFA) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf gegenüberliegenden Innenflächen von beschichteten Behälterwänden (2, 3) aus Kunststoff bestehende Führungselemente (6) für die Substrate (5) auf der Schutzschicht (24) aufgeschweißt sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (6) aus Kunststoffstreifen bestehen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (6, 63) aus PFA bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (6) Führungsschlitze (25) für die Substrate (5) aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze
(25) V-förmige Ein- und Austrittsbereiche für die Substrate (5) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schutzschicht (24) beschichteten Behälterwände (2, 3) aus einem Metall, vorzugsweise aus einem Edelstahl oder Aluminium, bestehen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schutzschicht (24) beschichteten Behälterwände (2, 3) aus Quarz bestehen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter (10) einen mit einer Schutzschicht beschichteten Steg (61) aufweist, auf dem ein messerartiges Substratauflageelement (63) aus Kunststoff aufgeschweißt ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter (10) einen mit einer Schutzschicht beschichteten Steg aufweist, auf bzw. über dem ein messerartiges Substratauflageelement aus Kunststoff als Kappe aufgesetzt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine messerartige Kante (64) des Auflageelements gleichmäßig beabstandete Einkerbungen (65) für die Substrate aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein parallel zum Substrathalter (10) angeordneter und mit ihm verbundener Stabilisierungssteg (11, 12) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Substrathalters (10) ein Stabilisierungssteg (11, 12) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstege (11, 12) aus einem mit einer Schutzschicht bestehenden Metall bestehen, auf die ein messerartiges Element (66, 67) aufgeschweißt oder aufgesetzt ist.
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