EP1145291A1 - Vorrichtung zum behandeln von substraten - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von substraten

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Publication number
EP1145291A1
EP1145291A1 EP99961055A EP99961055A EP1145291A1 EP 1145291 A1 EP1145291 A1 EP 1145291A1 EP 99961055 A EP99961055 A EP 99961055A EP 99961055 A EP99961055 A EP 99961055A EP 1145291 A1 EP1145291 A1 EP 1145291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide elements
pair
guide
substrates
wafers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99961055A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Storz
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 EP1145291A1 publication Critical patent/EP1145291A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/673—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 using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67313—Horizontal boat type carrier whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating substrates in a fluid container with a substrate receiving device which can be brought over the fluid container and has at least one pair of lateral guide elements.
  • Devices for wet treatment of substrates in a container containing a treatment fluid are described in EP-B-0 385 536 and DE-A-197 03 646, in which the substrates can be inserted into the container together with a substrate carrier.
  • the substrates e.g. B. semiconductor wafers
  • the substrates are brought via a lowering and lifting device into the container containing the treatment fluid and then treated with the treatment fluid.
  • the semiconductor wafers are moved out of the treatment fluid by means of a knife-like device and dried, for example according to the arangoni method known from EP-B-0 385 536, in order subsequently to be received in a hood located above the container with lateral guides for the afer become.
  • the basin and the hoods are each for the treatment of substrates with certain dimensions, such as.
  • a gripping device for gripping semiconductor wafers which has two separately operable pairs of gripping arms which can be brought into contact with and released from the wafers via an actuating mechanism.
  • the gripper is immersed in a fluid-filled basin and a lower one of the pairs of grippers is closed to grip the wafers.
  • the gripper is then raised until the upper pair of grippers lie above the fluid surface.
  • the upper pair of grippers is then closed to grip the wafers and the lower pair of grippers is opened. Now the wafers are completely lifted out of the treatment fluid.
  • This complicated gripping mechanism is provided to ensure that the grippers are not in contact with the wafer during the passage through the fluid surface, since fluid could accumulate on the contact surface between the gripper and the wafer, which impairs the drying of the wafer.
  • JP-5-36668A shows a substrate gripper similar to that described above, but in which, in addition to the two pairs of grippers, a rigid pair of receiving ele enten is provided to receive an upper end of the substrates.
  • a wafer gripper which consists of an upper pair of rigid receiving elements and a movable pair of lower grippers.
  • JP-7-169731A shows a wafer carrier for holding semiconductor wafers in a treatment fluid, which has a lower holding element and two lateral, adjustable holding elements for holding wafers with different diameters.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a simple and efficient device for treating substrates in a fluid container with a substrate receiving device which can be brought over the fluid container and has at least one pair of lateral guide elements in which the substrate Pick-up device is easily able to pick up substrates with different diameters and to guide them safely.
  • the invention solves this problem in that the guide elements are movable relative to one another by contact with the substrates and by their movement. This has the advantage that the guide elements automatically adapt to the size and contour of the substrate without separate actuation and control mechanisms.
  • the device thus enables in a simple manner that substrates with different dimensions can be picked up and guided.
  • a second pair of guide elements that can be moved relative to one another is provided in order to guide and thus improve provide stability.
  • the second pair of guide elements advantageously lies above the first pair of guide elements.
  • the guide elements of each pair are essentially movable towards and away from one another in order to accommodate substrates of different sizes and to enable the guide elements to move along the outer circumference of the substrates.
  • the guide elements are guided in guideways of the substrate receiving device, which is preferably a hood, in which the guideways are formed in the end faces of the hood.
  • the guide elements are guided in a relatively simple and uncomplicated manner, which specifies the relative movement of the guide elements.
  • the guide elements of at least one pair are pivotally mounted about a common pivot point, the common pivot point preferably being above the guide elements.
  • the pivotable mounting results in a particularly simple configuration for the relative movement of the elements, wherein a common pivot point can preferably be used for a pair of the guide elements.
  • the guide elements of at least one pair are pivotable about separate pivot points to a certain form of the pivoting movement, such as. B. to achieve a relatively flat.
  • the pivot point or the pivot points of the first pair of guide elements are advantageously arranged at the highest point within the substrate receiving device in order to make a relative movement of the substrates relatively flat, ie with the lowest possible height component. see. It is also advantageous if the guide elements are located near the surface of a treatment fluid so that the substrates moving out of the treatment fluid are received and guided as early as possible by the guide element.
  • the fulcrum or the fulcrums of the second pair of guide elements is or are advantageously below the fulcrum or fulcrums of the first pair of guide elements in order to enable a special position of the guide elements in the case of a substrate completely accommodated in the substrate receiving device.
  • connection legs are advantageously provided between the guide elements and the pivot points, the connection legs of the first pair of guide elements being longer than those of the second pair. This, in particular in combination with the position of the pivot points, ensures a relatively flat pivoting behavior of the first pair of guide elements just above a surface of a treatment fluid. In the second pair of guide elements, it is ensured that the guide elements lie substantially on or somewhat below a horizontal center line of the substrates when the substrates are completely picked up. This results in a particularly good and secure hold of the substrates.
  • At least one pair of the lateral guide elements can be locked. This can be achieved in a simple manner that the substrates are held securely in the receiving device in order, for. B. to be transported together with the receiving device without the need for an additional locking element.
  • the guide elements are at least of a pair arranged symmetrically with respect to a central plane of the substrate receiving device.
  • the guide elements of at least one pair are preloaded with respect to one another, the preload preferably being determined by the weight of the guide elements, i. H. by gravity. If the effect of gravity is not sufficient, the guide elements are advantageously additionally biased towards one another by means of a spring.
  • the guide elements of each pair of guide elements are spaced a minimum distance in their rest position. This ensures that the substrates can be easily inserted between the guide elements in order to then move them apart.
  • the guide elements are rods with a multiplicity of guide slots, the rods advantageously being designed in the form of a roller, so that the guide elements are of simple construction.
  • the guide slots in the guide elements are circumferential, so that a special alignment of the guide elements with respect to a substrate to be received or guided is not necessary.
  • the guide elements are preferably rotatable about their longitudinal axis.
  • the invention is described below using a preferred embodiment with reference to the drawings. Show it:
  • Figure 1 shows a device in schematic representation for treating substrates with a substrate receiving device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a substrate receiving device in a schematic representation according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a substrate receiving device in a schematic representation according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the positions of wafers with different diameters before being lifted out of a treatment fluid, as well as the rest position of the substrate receiving device.
  • a device 1 for treating substrates 2 has a basin 3 and a hood 4 located above the basin 3 for receiving the substrates 2.
  • the basin 3 is formed by a substantially V-shaped bottom 5 and adjoining side walls 6 and 7.
  • nozzles 9 and an outlet 10 for introducing or discharging a treatment fluid, such as DI water.
  • the upper edges of the side walls 6 and 7 each form an overflow 12 or 13, which defines the maximum fill level of the basin 3.
  • the treatment fluid flowing over the overflows 12 and 13 is drained off in a known manner.
  • a lifting and lowering device 20 for a substrate carrier 23 and a knife-like element 25, which is referred to below as a knife is referred to below as a knife.
  • the substrate carrier 23 and the knife 25 can be raised and lowered separately, as is known from the prior art.
  • a lifting and lowering device 20 which is suitable for this is described, for example, in DE-A-197 37 802, which goes back to the same applicant. To avoid repetition, the content of DE-A-197 37 802 is made the subject of this application.
  • a plurality of wafers 2 (of which only one in FIG. 1
  • FIG. 1 shows how the knife 25 is in contact with the lowermost point of a wafer 2 and how the wafer 2 emerges from the substrate carrier 23 in the manner described in DE-A-197 37 802 and partly in more detail below hood 4 has moved into it.
  • the hood 4 located above the basin 3 has a feed 32 for IPA a gas or a gas mixture which is provided for drying the wafers 2 in accordance with the Marangoni method known from the above-mentioned EP-B-0 385 536.
  • the hood 4 has a first pair of guide rods 35 for lateral guidance of the substrates 2 in its interior, 36 and a second pair of guide rods 39, 40.
  • the guide rods 35, 36 and 39, 40 each have circumferential guide slots, not shown.
  • the guide rods 35, 36 of the first pair are pivotably attached to a bolt 47 via connecting legs 45 and 46, which in turn is fastened to an end wall of the hood 4.
  • the position of the bolt 47 and the length of the connecting legs 45 and 46, which defines the pivoting movement of the guide rods, is selected such that a pivoting movement of the guide rods 45, 46 around the bolt 47 is kept relatively flat and close to the fluid surface.
  • the guide rods 39, 40 are pivotally attached in the same way via connecting legs 49 and 50 to a bolt 51, which in turn is fastened to an end wall of the hood 4.
  • the height of the bolt 51 is below the bolt 47 and the length of the connecting legs 49, 50 is shorter than that of the connecting legs 45, 46.
  • the position of the bolt 51 and the length of the connecting legs 49, 50 is chosen such that the guide rods 39, 40 are above the height of the guide rods 35, 36 and that the guide rods 39, 40 for a wafer accommodated in the hood lie on or just below a horizontal center line of the wafers.
  • the guide rods 35, 36 and / or the guide rods 39, 40 are rotatably mounted on the connecting legs about their longitudinal axis, and they can be locked in such a way that the wafers 2 accommodated in the hood 4 are solely by the guide rods 35, 36 and / or the guide rods 39, 40 are held.
  • FIG. 2 schematically shows an alternative embodiment of the invention, in which pairs of guide rods 55, 56 and 59, 60 slide in guide tracks 62, 63 and 65, 66, which are formed on opposite end walls 67 (only one of which is shown schematically) of an alternative hood 68.
  • the guideways are shown curved, they can also be linear, and in particular the lower guideways could be designed horizontally in order to keep the substrates guiding as close as possible to the fluid surface.
  • the guide elements could be biased towards each other by springs or other suitable means.
  • Fig. 3 shows schematically another alternative embodiment of the invention, in which guide rods 75, 76, 79 and 80 are pivotally attached to respective bolts 81, 82, 83 and 84.
  • the bolts 81 to 84 are each attached to opposite end walls 87 (only one of which is shown schematically) of an alternative hood 88.
  • FIGS. 4a to d show the sequence in a device according to FIG.
  • Treatment fluid lifted out the surface of which is provided with the reference numeral 90.
  • the upper edges of the wafers 2 are brought into contact with the first pair of guide rods 35, 36 and received in their guide slots.
  • the wafers 2 are guided laterally by the guide rods 35, 36 of the first pair during a further lifting movement.
  • the guide rods 35, 36 are separated by the wafers 2 presses.
  • the upper edge of the wafers 2 is brought into contact with the second pair of guide rods 39, 40 and received in their guide slots.
  • the wafers 2 are now guided laterally by both pairs of the guide rods while pushing the two pairs apart.
  • the wafers 2 are raised further until they are completely lifted out of the treatment liquid.
  • the wafers 2 are raised so far that the guide rods 39, 40 also cross the horizontal center line of the wafers 2 and slide along the underside of the wafers 2. Furthermore, the wafers are raised so far that they can only be passed through the second, i.e. the upper pair of guide rods 39, 40 are guided.
  • the wafers can only be lifted so far that they have just been lifted out of the treatment fluid and are still guided by both pairs of the guide rods.
  • at least one of the pairs of guide rods is locked by a device, not shown, such as a stop pin, so that the guide rods can no longer move apart.
  • the knife is moved back and the wafers 2 are held securely in the hood 4 by the guide elements.
  • the wafers can optionally be transported with the hood or subsequently placed back in the (meanwhile dried) substrate carrier 23.
  • the knife is moved into contact with the wafers 2, and the locking of the guide rods is released, as a result of which the wafers are carried again by the knife.
  • the wafers are subsequently lowered, they are again guided through the guide rods.
  • the relative movement between the wafers and the guide rods takes place in the reverse order to that described above.
  • FIG. 5 schematically shows the wafer positions of wafers with different diameters before being lifted out of the treatment fluid.
  • the guide bars are shown in their rest positions spaced apart from each other so that the wafers can be inserted between the guide bars and then pressed apart.
  • wafers with different diameters can be received and guided in the hood.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten (2) in einem Fluidbehälter (3) mit einer über den Fluidbehälter (3) bringbaren Substrat-Aufnahmeeinrichtung (4, 68, 88) mit wenigstens einem Paar seitlicher Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76) wird die Aufnahme von Substraten (2) mit unterschiedlichen Abmessungen dadurch erreicht, daß die Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76) relative zueinander bewegbar sind.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluidbehälter mit einer über den Fluidbehälter bringbaren Substrat- Aufnahmeeinrichtung mit wenigstens einem Paar seitlicher Führungselemente.
Bei Fertigungsprozessen, insbesondere in der Halbleiter- industrie ist es notwendig, Substrate mit einem Behand- lungsfluid zu behandeln. Ein Beispiel hierfür ist die Naßbehandlung von Substraten bei der Chipfertigung.
Aus der EP-B-0 385 536 und der DE-A-197 03 646 sind Vor- richtungen zur Naßbehandlung von Substraten in einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter beschrieben, bei der die Substrate zusammen mit einem Substratträger in den Behälter einsetzbar sind. Die Substrate, z. B. Halbleiterwafer, werden über eine Absenk- und Anhebeinrich- tung in den das Behandlungsfluid enthaltenden Behälter gebracht und dann mit dem Behandlungsfluid behandelt. Nach der Naßbehandlung werden die Halbleiterwafer mittels einer messerartigen Vorrichtung aus dem Behandlungsfluid herausbewegt und beispielsweise gemäß dem aus der EP-B-0 385 536 bekannten arangoni-Verfahren getrocknet, um nachfolgend in einer oberhalb des Behälters befindlichen Haube mit seitlichen Führungen für die afer aufgenommen zu werden. Bei diesen Vorrichtungen sind die Becken sowie die Hauben jeweils für die Behandlung von Substraten mit bestimmten Abmessungen, wie z. B. Halb- leiterwafern mit Durchmessern von 65 mm, 84 mm, 95 mm, 130 mm oder 200 mm, ausgelegt.
Bei den bekannten Vorrichtungen wäre es zur Erhöhung der Flexibilität wünschenswert, Substrate mit unterschiedlichen Abmessungen behandeln zu können. Grundsätzlich ist dies auch möglich, wobei in einer Vorrichtung natürlich nur Substrate behandelt werden können, deren Abmessungen kleiner oder gleich den Abmessungen der Substrate sind, für welche die Vorrichtung ausgelegt ist. Dabei würden Halbleiterwafer mit kleineren Durchmessern genauso wie Halbleiterwafer mit größeren Durchmessern mit den jeweiligen Substratträgern in den Behälter abgesenkt und aus diesem herausgehoben. Beim Herausheben der Substrate aus dem Behandlungsfluid und der Aufnahme in der Haube ergibt sich jedoch das Problem, daß für Wafer mit unterschiedli- chen Abmessungen unterschiedliche Hauben vorgesehen werden müssen, damit die Wafer innerhalb der Haube geführt werden.
Aus der JP 2-46727 A ist ferner eine Greifvorrichtung zum Greifen von Halbleiterwafern bekannt, die zwei separat betätigbare Paare von Greifarmen aufweist, die über einen Betätigungsmechanismus mit den Wafern in Kontakt gebracht und von diesen gelöst werden können. Während des Betriebs der Vorrichtung wird der Greifer in ein mit Fluid gefülltes Becken eingetaucht und ein unteres der Greiferpaare wird geschlossen, um die Wafer zu greifen. Anschließend wird der Greifer angehoben, bis das obere Paar der Greifer oberhalb der Fluidoberflache liegt. Anschließend wird das obere Greifer- paar geschlossen, um die Wafer zu Greifen und das untere Greiferpaar wird geöffnet. Nun werden die Wafer vollständig aus dem Behandlungsfluid angehoben. Dieser Komplizierte Greifmechanismus ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Greifer während des Durch- tritts durch die Fluidoberflache nicht mit dem Wafer in Kontakt stehen, da sich an der Kontaktfläche zwischen Greifer und Wafer Fluid ansammeln könnte, was die Trocknung des Wafers beeinträchtigt.
Die JP-5-36668A zeigt einen Substratgreifer ähnlich dem oben beschriebenen, bei dem jedoch zusätzlich neben den zwei Paaren von Greifern ein starres Paar von Aufnahme- ele enten vorgesehen ist, um ein oberes Ende der Substrate aufzunehmen.
Aus der JP-2-905522A ist ein Wafergreifer bekannt, der aus einem oberen Paar von starren Aufnahmeelementen und einem beweglichen Paar von unteren Greifern besteht.
Die JP-7-169731A zeigt einen Wafercarrier zum Halten von Halbleiterwafern in einem Behandlungsfluid, der ein unteres Halteelement sowie zwei seitliche, verstellbare Halteelemente aufweist, um Wafer mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen.
Ausgehend von den bekannten Vorrichtungen liegt der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und effiziente Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluidbehälter mit einer über den Fluidbehälter bringbaren Substrat-Aufnahmeeinrichtung mit wenigstens einem Paar seitlicher Führungselemente zu schaffen, bei der die Substrat-Aufnahmeeinrichtung auf einfache Weise in der Lage ist Substrate mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen und sicher zu führen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Führungselemente durch Kontakt mit den Substraten und durch ihre Bewegung relativ zueinander beweglich sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß sich die Führungselemente ohne separate Betätigungs- und Steuermechanismen auto- inatisch an die Größe und Kontur des Substrats anpassen. Die Vorrichtung ermöglicht somit auf einfache Weise, daß Substrate mit unterschiedlichen Abmessungen aufgenommen und geführt werden können.
Vorteilhafterweise ist ein zweites Paar relativ zueinander bewegbarer Führungselemente vorgesehen um über einen größeren Bereich hinweg eine Führung und somit eine bes- sere Stabilität vorzusehen. Dabei liegt vorteilhafterweise das zweite Paar von Führungselementen oberhalb des ersten Paars von Führungselementen. Die Führungselemente jedes Paars sind im wesentlichen aufeinander zu und von- einander weg bewegbar, um Substrate mit unterschiedlich großen Abmessungen aufzunehmen und eine Bewegung der Führungselemente entlang des Außenumfangs der Substrate zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente in Führungsbahnen der Substrat-Aufnahmeeinrichtung geführt, die vorzugsweise eine Haube ist, bei der die Führungsbahnen in Stirnseiten der Haube ausgebildet sind. Durch die Führung der Führungselemente in Füh- rungsbahnen der Haube ergibt sich eine relativ einfache und unkomplizierte Führung der Führungselemente, welche die Relativbewegung der Führungselemente vorgibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er- findung sind die Führungselemente wenigstens eines Paars um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbar gelagert, wobei der gemeinsame Drehpunkt vorzugsweise oberhalb der Führungselemente liegt. Durch die schwenkbare Lagerung ergibt sich eine besonders einfache Ausgestaltung für die Relativbewegung der Elemente, wobei für ein Paar der Führungselemente vorzugsweise ein gemeinsamer Drehpunkt verwendbar ist. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente wenigstens eines Paars um getrennte Drehpunkte schwenkbar, um eine bestimmte Form der Schwenkbewegung, wie z. B. eine relativ flache, zu erreichen.
Vorteilhafterweise ist der Drehpunkt bzw. sind die Öreh- punkte des ersten Paars der Führungselemente am höchsten Punkt innerhalb der Substrat-Aufnah eeinrichtung angeordnet, um eine Relativbewegung der Substrate relativ flach, d. h. mit einer möglichst geringen Höhenkomponente vorzu- sehen. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn sich die Führungselemente nahe der Oberfläche eines Behandlungsfluids befinden, damit die sich aus dem Behandlungsfluid herausbewegenden Substrate möglichst früh durch die Führungs- ele ente aufgenommen und geführt werden. Der Drehpunkt bzw. die Drehpunkte des zweiten Paars der Führungselemente liegt bzw. liegen vorteilhafterweise unterhalb des Drehpunkts bzw. Drehpunkte des ersten Paars der Führungselemente, um eine besondere Lage der Führungselemente bei einem vollständig in der Substrat-Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Substrate zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise sind Verbindungsschenkel zwischen den Führungselementen und den Drehpunkten vorgesehen, wobei die Verbindungsschenkel des ersten Paars der Führungselemente länger sind als die des zweiten Paars. Hierdurch wird insbesondere in Kombination mit der Lage der Drehpunkte ein relativ flaches Schwenkverhalten des ersten Paars der Führungselemente kurz oberhalb einer Oberfläche eines Behandlungsfluids sichergestellt. Beim zweiten Paar der Führungselemente wird sichergestellt, daß die Führungselemente bei vollständig aufgenommenen Substraten im wesentlichen auf bzw. etwas unterhalb einer horizontalen Mittellinie der Substrate liegen. Dadurch ergibt sich ein besonders guter und sicherer Halt der Substrate.
Um die in einer Substrat-Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Substrate zu halten, ist wenigstens ein Paar der seitlichen Führungselemente verriegelbar. Dadurch kann auf einfache Weise erreicht werden, daß die Substrate sicher in der Aufnahmeeinrichtung gehalten werden, um z. B. gemeinsam mit der Aufnahmeeinrichtung transportiert zu werden, ohne daß ein zusätzliches Verriegelungselement notwendig wäre.
Für eine gleichmäßige Führung der Substrate durch die Führungselemente sind die Führungselemente wenigstens eines Paars symmetrisch bezüglich einer Mittelebene der Substrat-Aufnahmeeinrichtung angeordnet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er- findung sind die Führungselemente wenigstens eines Paars zueinander vorgespannt, wobei die Vorspannung vorzugsweise durch das Eigengewicht der Führungselemente, d. h. durch Schwerkraft, erreicht wird. Falls die Schwerkraftwirkung nicht ausreicht, sind die Führungselemente vor- teilhafterweise zusätzlich mittels einer Feder zueinander vorgespannt.
Um zu ermöglichen, daß sich die Führungselemente jedes Paars von Führungselementen leicht durch einfaches Ein- führen der Substrate auseinander bewegen, sind die Führungselemente in Ihrer Ruheposition mit einem kleinsten Abstand beabstandet. Dadurch wird sichergestellt, daß die Substrate gut zwischen die Führungselemente eingeführt werden können, um sie dann auseinander zu bewegen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente Stäbe mit einer Vielzahl von Führungsschlitzen, wobei die Stäbe vorteilhafterweise walzenförmig ausgeführt sind, so daß sich ein einfacher Aufbau der Führungselemente ergibt. Vorteilhafterweise sind die Führungsschlitze in den Führungselementen umlaufend ausgebildet, so daß eine besondere Ausrichtung der Führungselemente bezüglich eines aufzunehmenden bzw. zu führenden Substrats nicht notwendig ist.
Um Reibungen zwischen den Führungselementen und einem zu führenden Substrat zu vermeiden bzw. zu verringern, sind die Führungselemente vorzugsweise um ihre Längsachse drehbar. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Vorrichtung in schematischer Darstellung zum Behandeln von Substraten mit einer Substrat-Aufnahmeeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Substrat-Aufnahmeeinrichtung in schematischer Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine Substrat-Aufnahmeeinrichtung in schemati- scher Darstellung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig.4a-d eine schematische Abfolge der Aufnahme- und
Führungswirkung der erfindungsgemäßen Substrat- Aufnahmeeinrichtung;
Fig. 5 in schematischer Darstellung die Positionen von Wafern mit unterschiedlichen Durchmessern vor dem Ausheben aus einem Behandlungsfluid, sowie die Ruheposition der Substrat-Aufnahmeeinrichtung.
Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung 1 zur Behandlung von Substraten 2 ein Becken 3 sowie eine über dem Becken 3 befindliche Haube 4 zur Aufnahme der Substrate 2 auf. Das Becken 3 wird durch einen im wesentlichen V-förmigen Boden 5 sowie daran anschließende Seitenwänden 6 und 7 gebildet. Im Boden 5 sind Düsen 9 sowie ein Ablauf 10 zum Ein- bzw. Ableiten eines Behandlungsfluids, wie z.B. DI- Wasser, vorgesehen. Die Oberkanten der Seitenwänden 6 und 7 bilden jeweils einen Überlauf 12 bzw. 13, der die maximale Füllhöhe des Beckens 3 definiert. Das über die Überläufe 12 und 13 strömendes Behandlungsfluid wird in bekannter Art und Weise abgeleitet.
Innerhalb des Beckens 3 befindet sich eine Anheb- und Absenkvorrichtung 20 für einen Substratträger 23 sowie ein messerartiges Element 25, das nachfolgend als Messer bezeichnet wird. Der Substratträger 23 und das Messer 25 können separat angehoben und abgesenkt werden, wie es aus dem Stand Technik bekannt ist. Eine Anheb- und Absenkvorrichtung 20 die dazu geeignet ist, ist beispielsweise in der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden, nicht DE-A- 197 37 802 beschrieben. Um Wiederholungen zu vermeiden wird der Inhalt der DE-A-197 37 802 insofern zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht.
In dem Substratträger 23 können in Blickrichtung hinter- einander mehrere Wafer 2 (von denen nur einer in der
Figur zu sehen ist) aufgenommen und durch Schlitze aufweisende Stäbe 30 getragen werden.
In Figur 1 ist gezeigt, wie das Messer 25 mit dem unter- sten Punkt eines Wafers 2 in Kontakt steht und den Wafer 2 auf die in der DE-A-197 37 802 beschriebene Art aus dem Substratträger 23 heraus und teilweise in die nachfolgend näher beschriebene Haube 4 hinein bewegt hat.
Die Oberhalb des Beckens 3 befindliche Haube 4 weist eine Zuführung 32 für IPA ein Gas oder ein Gasgemisch auf, das für die Trocknung der Wafer 2 gemäß dem aus der oben, genannten EP-B-0 385 536 bekannten Marangoni-Verfahreή vorgesehen ist.
Die Haube 4 weist zur seitlichen Führung der Substrate 2 in ihrem Innenraum ein erstes Paar von Führungsstäben 35, 36 sowie ein zweites Paar von Führungsstäben 39, 40 auf. Die Führungsstäbe 35, 36 und 39, 40 weisen jeweils nicht näher dargestellte umlaufende Führungsschlitze auf.
Die Führungsstäbe 35, 36 des ersten Paars sind über Verbindungsschenkel 45 bzw. 46 schwenkbar an einem Bolzen 47 angebracht, der seinerseits an einer Stirnwand der Haube 4 befestigt ist. Die Lage des Bolzens 47 und die Länge der Verbindungsschenkel 45 bzw. 46, welche die Schwenk- bewegung der Führungsstäbe definiert, ist derart gewählt, daß eine Schwenkbewegung der Führungsstäbe 45, 46 um den Bolzen 47 relativ flach und nahe der Fluidoberflache gehalten wird.
Die Führungsstäbe 39, 40 sind in gleicher Weise über Verbindungsschenkel 49 bzw. 50 schwenkbar an einem Bolzen 51 angebracht, der wiederum an einer Stirnwand der Haube 4 befestigt ist. Der Bolzen 51 liegt höhenmäßig unterhalb des Bolzens 47 und die Länge der Verbindungsschenkel 49, 50 ist kürzer als die der Verbindungsschenkel 45, 46. Die Lage des Bolzens 51 und die Länge der VerbindungsSchenkel 49, 50 ist derart gewählt, daß die Führungsstäbe 39, 40 höhenmäßig über den Führungsstäben 35, 36 liegen und daß die Führungsstäbe 39, 40 bei einem in der Haube aufgenom- menen Wafer auf bzw. kurz unterhalb einer horizontalen Mittellinie der Wafer liegen.
Die FührungsStäben 35, 36 und/oder die Führungsstäbe 39, 40 sind drehbar um ihre Längsachse an den Verbindungs- schenkein gelagert, und sie sind derart verriegelbar, daß die in der Haube 4 aufgenommenen Wafer 2 allein durch die FührungsStäben 35, 36 und/oder die Führungsstäbe 39, 40 gehalten werden.
Fig. 2 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Paare von Führungsstäben 55, 56 und 59, 60 gleitend in Führungsbahnen 62, 63 bzw. 65, 66 aufgenommen sind, die an gegenüberliegenden Stirnwänden 67 (von denen nur eine schematisch gezeigt ist) einer alternativen Haube 68 ausgebildet sind. Obwohl die Führungsbahnen gebogen dargestellt sind, können sie auch linear sein, und insbesondere die unteren Führungsbahnen könnten waagerecht ausgebildet sein um eine Führung der Substrate möglichst nahe der Fluidoberflache beizubehalten. In diesem Fall könnten die Führungselemente durch Federn oder andere geeignete Mittel zueinander vorge- spannt werden.
Fig. 3 zeigt schematisch ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Führungsstäbe 75, 76, 79 und 80 schwenkbar an jeweiligen Bolzen 81, 82, 83 und 84 angebracht sind. Die Bolzen 81 bis 84 sind jeweils an gegenüberliegenden Stirnwänden 87 (von denen nur eine schematisch gezeigt ist) einer alternativen Haube 88 angebracht.
Wie die Wafer in der Haube aufgenommen und geführt werden wird nachfolgen für einen bestimmten Waferdurchmesser anhand der schematischen Abfolge der Figuren 4a bis d erklärt. Die Fig. 4a bis d zeigen den Ablauf bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1. Die hintereinander liegenden Wafer 2 werden durch ein nicht dargestelltes Messer aus einem
Behandlungsfluid herausgehoben, dessen Oberfläche mit dem Bezugszeichen 90 versehen ist.
Wie in Fig. 4a zu sehen ist, werden die Oberkanten der Wafer 2 dabei mit dem ersten Paar der Führungsstäbe 35, 36 in Kontakt gebracht und in deren Führungsschlitzen aufgenommen.
Wie in Fig. 4b zu sehen ist, werden die Wafer 2 bei einer weitergehenden Anhebbewegung durch die Führungsstäbe 35, 36 des ersten Paars seitlich geführt. Dabei werden die Führungsstäbe 35, 36 durch die Wafer 2 auseinander ge- drückt. Ferner wird die Oberkante der Wafer 2 mit dem zweiten Paar der Führungsstäbe 39, 40 in Kontakt gebracht und in deren Führungsschlitzen aufgenommen. Die Wafer 2 werden nun von beiden Paaren der Führungsstäbe seitlich geführt, während sie beide Paare auseinander drücken.
Wenn, wie in Fig. 4c zu sehen ist, das erste Paar der Führungsstäbe eine horizontale Mittellinie der Wafer 2 überquert, gleiten die Führungsstäbe 35, 36 entlang einer Unterseite der Wafer 2. Die Führungsstäbe 35, 36 bewegen sich aufgrund der Schwerkraftwirkung aufeinander zu, während sie weiterhin die Wafer 2 führen.
Wie in Fig. 4d gezeigt ist, werden die Wafer 2 noch wei- ter angehoben, bis sie vollständig aus der Behandlungsflüssigkeit herausgehoben sind. Dabei werden die Wafer 2 so weit angehoben, daß auch die Führungsstäbe 39, 40 die horizontale Mittellinie der Wafer 2 überqueren und entlang der Unterseite der Wafer 2 gleiten. Ferner werden die Wafer so weit angehoben, daß sie nur noch durch das zweite, d.h. das obere Paar der Führungsstäbe 39, 40 geführt sind.
Natürlich können die Wafer auch nur so weit angehoben werden, daß sie gerade aus dem Behandlungsfluid herausgehoben sind und trotzdem noch von beiden Paaren der Führungsstäbe geführt sind. In dieser oder in der Position gemäß Fig. 4d wird wenigstens eines der Paare der Führungsstäbe durch eine nicht näher dargestellte Vorrich- tung, wie z.B. einen Anschlagstift, verriegelt, damit sich die Führungsstäbe nicht mehr auseinander bewegen können. Das Messer wird zurückgefahren und die Wafer 2 werden sicher durch die Führungselemente in der Haube 4 gehalten. Dadurch können die Wafer gegebenenfalls mit der Haube transportiert werden oder nachfolgend wieder in den (mittlerweile getrockneten) Substratträger 23 abgesetzt werden. Zum Entnehmen und Absenken der Wafer 2 wird das Messer in Kontakt mit den Wafern 2 bewegt, und die Verriegelung der Führungsstäbe gelöst, wodurch die Wafer wieder durch das Messer getragen werden. Beim nachfolgenden Absenken der Wafer werden diese wiederum durch die Führungsstäbe geführt. Dabei erfolgt die Relativbewegung zwischen den Wafern und den Führungsstäben in umgekehrter Reihenfolge zu der oben beschriebenen.
Fig. 5 zeigt schematisch die Waferpositionen von Wafern mit unterschiedlichen Durchmessern vor dem Ausheben aus dem Behandlungsfluid. Die Führungsstäbe sind in ihren Ruhepositionen gezeigt, die voneinander beabstandet sind, damit die Wafer zwischen die Führungsstäbe eingeführt werden können, um sie dann auseinander zu drücken. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, können Wafer mit unterschiedlichsten Durchmessern in der Haube aufgenommen und geführt werden.
Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Neben anderen Formen der Behandlungsvorrichtung so- wie der Hauben sind insbesondere ist auch eine Kombination der unterschiedlichen Führungseinrichtungen für die Führungsstäbe derart möglich, daß z.B. ein Paar der Führungsstäbe um einen gemeinsamen Drehpunkt gelagert ist, während ein anderes Paar um getrennte Drehpunkte gelagert ist. Anstatt der dargestellten und beschriebenen Führungsstäbe könnten ferner relativ bewegliche Wandelemente mit Führungsschlitzen vorgesehen werden. Die Vorspannung der Führungselemente zueinander kann anstelle der Federn auch durch eine pneumatische Einrichtung, die z. B. Druckluft oder N2 verwendet, erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten (2) in einem Fluidbehälter (3) mit einer über den Fluidbe- hälter (3) bringbaren Substrat-Aufnahmeeinrichtung (4, 68, 88) mit wenigstens einem Paar seitlicher Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76), dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76) durch Kontakt mit den Substraten und durch ihre Bewegung relativ zueinander bewegbar sind.
2. Vorrichtung (l) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Paar relativ zueinander bewegbarer seitlicher Führungselemente (39, 40; 59, 60; 79, 80) .
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Paar von Führungselementen (39, 40; 59, 60; 79, 80) oberhalb des ersten Paars von Führungselementen (35, 36; 55, 56; 75, 76) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76; 39, 40; 59, 60; 79, 80) jedes Paars im wesentlichen aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (55, 56, 59, 60) in Führungsbahnen (62, 63, 65, 66) der Substrat-Aufnahmeeinrichtung (68) geführt sind.
Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die Substrat-Auf nahmeeinrichtung ( 68 ) eine Haube ist, und daß die Führungsbahnen (62, 63, 65, 66) in Stirnseiten (67) der Haube ausgebildet sind.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (35, 36, 39, 40) wenigstens eines Paars um einen gemeinsamen Drehpunkt (47, 51) schwenkbar sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (75, 76, 79, 80) wenigstens eines Paars um getrennte Drehpunkte (81, 82, 83, 84) schwenkbar sind.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Drehpunkt (47, 51) bzw. die getrennten Drehpunkte (81, 82, 83, 84) oberhalb der Führungselemente liegt bzw. liegen.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (47) bzw. die Drehpunkte (81, 82) des ersten Paars der Führungselemente (35, 36; 75, 76) am höchsten Punkt innerhalb der Substrat-Aufnahmeeinrichtung (4; 88) angeordnet ist bzw. sind.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehpunkt (51) bzw. die Drehpunkte (83, 84) des zweiten Paars der Führungselemente unterhalb des Drehpunkts (47) bzw. der Drehpunkte (81, 82) des ersten Paars der Führungselemente angeordnet ist bzw. sind.
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11, gekennzeichnet durch Verbindungsschenkel (45, 46; 49, 50) zwischen den Führungselementen (35, 36; 39, 40) und den Drehpunkten (47; 51) .
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschenkel des ersten Paars der Führungselemente länger sind als die des zweiten Paars.
14. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar der seitlichen Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) verriegelbar ist.
15. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- elemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) wenigstens eines Paars symmetrisch bezüglich einer Mittelebene der Substrat-Aufnahmeeinrichtung (4, 68, 88) angeordnet sind.
16. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) wenigstens eines Paars zueinander vorgespannt sind.
17. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente mittels einer Feder zueinander vorgespannt sind.
18. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- elemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) jedes Paars in ihrer Ausgangsstellung mit einem kleinsten Abstand beabstandet sind.
19. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) Stäbe mit einer Vielzahl von Führungsschlitzen sind.
20. Vorrichtung (1) nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe walzenförmig sind.
21. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze in den Führungselementen (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) umlaufend ausgebildet sind.
22. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- elemente (35, 36; 55, 56; 75, 76 bzw. 39, 40; 59, 60; 79, 80) um ihre Längsachse drehbar sind.
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