EP1153417A1

EP1153417A1 - Vorrichtung und verfahren zum behandeln von substraten

Info

Publication number: EP1153417A1
Application number: EP00903663A
Authority: EP
Inventors: John Oshinowo; Ulrich Biebl
Original assignee: Steag Microtech GmbH
Current assignee: Steag Microtech GmbH
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-11-14
Also published as: JP2002537651A; WO2000049644A1; TW452854B

Abstract

Um die Durchsatzkapazität einer herkömmlichen Substratbehandlungsvorrichtung bei im wesentlichen gleichbleibender Stellfläche zu erhöhen, wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von Substraten in wenigstens einem von zwei Becken, die jeweils mit wenigstens zwei Behandlungsfluids befüllbar sind, vorgesehen. Das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf: a) Aufbereiten eines ersten Behandlungsfluids in einer für beide Becken gemeinsamen Behandlungsfluid-Aufbereitungseinheit, b) Beladen des Beckens mit Substraten, c) Einleiten des ersten Behandlungsfluids in das Becken für eine vorbestimmte Zeitperiode, d) Einleiten des wenigstens zweiten Behandlungsfluids in das Becken und e) Entnehmen der Substrate aus dem Becken, wobei die Verfahrensabläufe in den jeweiligen Becken zeitlich versetzt so gesteuert werden, dass zwischen dem Ende des Schrittes c) in einem der Becken und dem Beginn des Schrittes c) im anderen Becken ein für die Aufbereitung des ersten Behandlungsfluids ausreichender Zeitraum vorgesehen ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Substraten

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von Substraten in einem Becken, das mit wenigsten zwei Behandlungsfluids befüllbar ist.

Eine derartige Vorrichtung wird als Single Tank Tool (STT) bezeichnet, da innerhalb eines Behandlungsbeckens durch Einleiten unterschiedlicher Be- handlungsfluide mehrere Substratbehandlungen erfolgen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit der Nummer 197 38 147 sowie der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden DE-A-196 16 402 beschrieben. Bei derartigen Vorrichtungen sind einem Behandlungsbecken jeweils unterschiedliche Vorrichtungen zugeordnet. Diese umfassen unter anderem eine Wafer-Eingabe-/Ausgabestation, eine Einrichtung zum Verdichten der Wafer, die als Pusher bezeichnet wird, eine Transportvorrichtung, eine elektronische Schaltungsvorrichtung sowie wenigstens zwei Behandlungs- fluid-Versorgungseinrichtungen. Diese zuvor genannten Vorrichtungen besit- zen jeweils eine Kapazität, die für ein einzelnes Becken ausgelegt ist.

Wenigstens eine der Behandlungsfiuid-Versorgungseinrichtungen beinhaltet in der Regel eine Behandlungsfluid-Aufbereitungseinrichtung, in der ein Be- handlungsfluid, wie beispielsweise SC1 bestehend aus einer Mischung aus Ammoniak, Wasserstoffperoxid und Wasser, gemischt und erwärmt wird. Die Behandlungfluid-Aufbereitungseinrichtung sowie die Vor- und Aufbereitung selbst bilden einen erheblichen Kostenfaktor bei der Behandlung von Substraten.

Aus der JP-A-61 -133633 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Halbleiter- wafern mit drei identischen Behandlungsbecken bekannt, die über eine gemeinsame Versorgungseinrichtung mit Behandlungsfluid versorgt werden. Die Behandlungsbecken werden sequentiell derart zur Behandlung der Wafer ein- gesetzt, daß zu jedem Zeitpunkt jeweils nur ein Becken für die Behandlung von Wafern eingesetzt wird. Die verbleibenden Becken werden in Bereitschaft gehalten, um nach Ablauf einer bestimmten Anzahl von Behandlungszykien in dem gerade verwendeten Becken als Behandlungsbecken eingesetzt zu wer- den. Diese Vorrichtung benötigt Raum für drei Behandlungsbecken, obwohl zu einem Zeitpunkt jeweils nur eines der Becken für die Behandlung von Wafern eingesetzt wird. Dieser hohe Platzbedarf führt zu hohen Kosten für die Anlage, die in der Regel in teuren Reinsträumen aufgestellt sind.

Die JP-A-6-314683 zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung von Halbleiterwa- fern mit mehreren Behandlungsbecken, die über eine gemeinsame Versorgungseinrichtung mit Behandlungsfluid versorgt werden. Bei dieser Vorrichtung können mehrere Behandlungsbecken gleichzeitig eingesetzt werden, wobei jeweils ein derzeit nicht eingesetztes Behandlungsbecken in Bereit- schaft gehalten wird, um eine fortlaufende Behandlung zu gewährleisten. Dabei ist die Versorgungseinheit für die gleichzeitige Versorgung alier Becken ausgelegt, obwohl diese zu keinem Zeitpunkt alle im Einsatz sind. Durch das ständige Bereithalten eines Beckens sowie einer für alle Behandlungsbecken ausgelegten Versorgungseinrichtung ergibt sich wiederum ein hoher Platzbe- darf.

Die JP-A-6-204201 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zur Behandlung von Halbleiterwafern mit mehreren Behandlungsbecken, die über eine gemeinsame Versorgungseinrichtung mit Behandlungsfluid versorgt werden. Die Bek- ken werden alle gleichzeitig eingesetzt und die Versorgungseinrichtung ist für die gleichzeitige Versorgung aller Becken ausgelegt.

Ausgehend von der zuvor genannten Vorrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behan- dein von Substraten vorzusehen, welches eine kostengünstige Behandlung der Substrate ermöglicht. Darüber hinaus soll der Durchsatz der Vorrichtung erhöht werden, ohne einen wesentlich erhöhten Platzbedarf für die Vorrich- tung, da diese in der Regel in Reinsträumen aufgestellt ist, die in ihrer Bereitstellung und im Betrieb sehr kostenintensiv sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Behandeln von Substraten in wenigstens einem von zwei Bek- ken, die jeweils mit wenigstens zwei Behandlungsfluids befüllbar sind, durch Vorsehen der folgenden Verfahrensschritte gelöst: a) Aufbereiten eines ersten Behandlungsfluids in einer für beide Becken gemeinsamen Behandlungsfluid- Aufbereitungseinheit, deren Kapazität für ein Behandlungsbecken ausgelegt ist, b) Beladen des Beckens mit Substraten, c) Einleiten des ersten Behandlungsfluids in das Becken für eine vorbestimmte Zeitperiode, d) Einleiten des wenigstens zweiten Behandlungsfluids in das Becken und e) Entnehmen der Substrate aus dem Becken, wobei die Verfahrensabläufe in den jeweiligen Becken parallel und zeitlich versetzt so gesteuert werden, daß zwischen dem Ende des Schrittes c) in einem der Becken und dem Beginn des Schrittes c) im anderen Becken ein für die Aufbereitung des ersten Behandlungsfluids ausreichender Zeitraum vorgesehen ist. Durch die Verwendung von zwei Behandlungsbecken und die zeitliche versetzte Steuerung der Verfahrensabläufe in den Becken, ist es möglich, die Durchsatzkapazität eines herkömmlichen Eintankprozessors bzw. eines Single Tank Tools zu verdoppeln. Durch die zeitlich versetzte Steuerung der Verfahrensabläufe in den jeweiligen Becken ist es möglich, die mit den Becken in Zusammenhang stehenden Vorrichtungen und Elemente gemeinschaftlich zu nutzen, ohne daß deren Kapazität für mehrere Becken ausgelegt ist. Dadurch sind keine zwei vollständigen Single Tank Tools erforderlich, so daß die Stellfläche gegenüber der Verwendung von zwei herkömmlichen Single Tank Tools erheblich reduziert werden kann. Dies ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, daß die Vorrichtung in der Regel in Reinsträumen angeordnet sind, deren Herstellung und Unterhaltung sehr kostenintensiv ist.

Vorzugsweise wird das erste Behandlungsfluid vor dem Einleiten des zweiten Behandlungsfluids abgelassen oder durch das Einleiten des zweiten Behandlungsfluids aus dem Becken verdrängt. Vorzugsweise wird das erste Behandlungsfluid bei der Aufbereitung aus unterschiedlichen Chemikalien gemischt und/oder erwärmt, um für die Behandlung frisch aufbereitetes Behandlungsfluid mit den jeweils notwendigen Mischverhältnissen vorsehen zu können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Behandlungsfluid nach dem Ende des Schrittes c) jeweils wenigstens teilweise zur Behandlungsfluid-Aufbereitungseinheit zurückgeleitet, um das Behandlungsfluid wiederaufzubereiten, was zu erheblichen Kosteneinsparungen bei den verwendeten Chemikalien führt, da diese zumindest teilweise wiederverwendet werden.

Vorzugsweise wird während der Behandlung ein drittes Behandlungsfluid in das Becken eingeleitet, wobei entweder das zweite oder das dritte Fluid ein Spülfluid zur Reinigung der Substrate ist.

Für weitere Platzersparnis werden die zweiten und/oder dritten Behandlungs- fluide über jeweils für beide Becken gemeinsame Behandlungsfluid- Versorgungseinrichtungen bereitgestellt und die Becken werden mit einer gemeinsamen Handhabungsvorrichtung be- und entladen. Bei einer Ausfüh- rungsform der Erfindung werden die Substrate zum Be- und Entladen des einen Beckens über das andere Becken hinweg bewegt, wobei diese Bewegung nur während eines Spülvorgangs in dem anderem Becken erfolgt, um eine Beeinträchtigung der Substrate durch eine chemische Behandlung in dem anderen Becken zu vermeiden. Bei einer alternativen Ausführungsform der Er- findung ist eine Verschlußeinrichtung vorgesehen, die das Behandlungsbek- ken während einer Bewegung der Handhabungsvorrichtung darüber hinweg verschließt. Vorzugsweise ist die Verschlußeinrichtung ein im wesentlichen flacher Deckel. Vorzugsweise greift die Handhabungsvorrichtung auf eine gemeinsame Eingabe-/Ausgabestation zu.

Für eine gute und schnelle Trocknung der Substrate werden diese bei der Entnahme aus dem jeweiligen Becken nach dem Marangoni-Prinzip getrock- net, wobei aber auch alternative Trocknungsverfahren eingesetzt werden können.

Die der Er indung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrich- tung zum Behandeln von Substraten mit zwei mit wenigstens zwei Behandlungsfluids befüllbaren Becken, wenigstens einer ersten für Becken gemeinsamen Behandlungsfluid-Versorgungseinrichtung, die wenigstens eine Be- handlungsfluid-Aufbereitungseinheit aufweist, deren Kapazität für ein Becken ausgelegt ist, wenigstens einer zweiten Behandlungsfluid-Versorgungseinrich- tung und einer Steuervorrichtung zum zeitlich versetzten Steuern von parallelen Prozeßabläufen in den jeweiligen Becken gelöst. Bei einer derartigen Vorrichtung ergeben sich die schon oben ausgeführten Vorteile.

Vorzugsweise weist jedes Becken ein Schnellablaßventil und/oder einen Überlauf auf. Um ein Entmischen oder eine statische Veränderung des Behandlungsfluids in der Behandlungsfluid-Versorgungseinrichtung zu verhindern, weist diese einen Fluid-Kreislauf auf, in dem das Behandlungsfluid ständig in Bewegung gehalten werden kann. Für eine Wiederaufbereitung der bei der Behandlung verwendeten Chemikalien weist die Vorrichtung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einrichtung zum Zurückleiten von Behandlungsfluid von den Becken zu der ersten Behandlungs- fluid-Versorgungseinrichtung auf, in der eine Wiederaufbereitungseinheit vorgesehen ist.

Damit die Vorrichtung einen möglichst geringen Raum einnimmt, ist vorzugsweise eine gemeinsame Substrathandhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen beider Becken, eine gemeinsame Eingabe-/Ausgabestation für die Bereitstellung von Substraten und/oder eine gemeinsame Einrichtung zum 'Verdichten der Substrate für die Behandlung in den beiden Becken vorgesehen. Damit die Substrathandhabungsvorrichtung einen möglichst einfachen Bewegungsmechanismus besitzen kann, sind die Eingabestation, die Einrichtung zum Verdichten der Substrate und/oder die Becken in einer Reihe angeordnet. Um zu verhindern, daß die Substrathandhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen eines Becken das andere überqueren muß, sind die beiαen Becken vorzugsweise auf verschiedenen Seiten der Einrichtung zum Verdichten der Substrate angeordnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Behandlungsfluid-

Strömungskreislaufs; Fig. 3 eine schematische Ansicht eines alternativen Behandiungsfluid- Strömungskreislaufs;

Fig. 4 eine Prozeßsequenz für die Behandlung von Substraten in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß Wafer- behandlungsvorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist eine Behandiungsstation 2, einen elektronischen Schaltungsschrank 3, eine Heizvorrichtung 4 für deionisiertes Wasser (DIW), eine erste Chemikalien-Versorgungseinrichtung 5 für verdünnte Flußsäure (DHF) sowie eine Versorgungseinrichtung 6 für deionisiertes Wasser auf. Der elektronische Schaltschrank 3, die Heizvorrichtung 4, die Chemikalien-Versorgungseinrichtung 5 sowie die Versorgungseinrichtung 6 sind alle außerhalb der eigentlichen Behandlungsstation 2 angeordnet. Alternativ könnten sie jedoch auch in der Behandlungsstation 2 aufgenommen sein.

Innerhalb der Behandlungsstation 2 ist ein Eingabe-/Ausgabespeicher 8 vorgesehen, der zur Aufnahme einer Vielzahl von Waferkassetten 10 dient, die über eine nicht dargestellte Schleuse in den Eingabe-/Ausgabespeicher eingesetzt und aus diesem entnommen werden. Benachbart zu dem Eingabe- /Ausgabespeicher 8 ist eine erste Vorrichtung zum Verdichten der Wafer, ein sogenannter Pusher 12, angeordnet, in dem die Wafer aus zwei Waferkas- setten 10 ineinander geschachtelt werden, um für eine nachfolgende Behandlung ein kompaktes Paket aus Wafern zu bilden. Wenn in einer Wafer- kassette 10 beispielsweise 26 Wafer enthalten sind, beinhaltet das ineinander geschobene Paket in dem Pusher 52 Wafer.

Der erste Pusher 12 dient in gleicher Weise dazu, die Substrate nach einer Behandlung wieder auf zwei getrennte Waferkassetten 10 aufzuteilen.

Optional kann benachbart zu dem ersten Pusher 12 ein zweiter Pusher 14 vorgesehen sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Bei der Verwendung von zwei separaten Pushern kann einer der Pusher, beispielsweise der Pusher 12, die Substrate in ein Paket zusammenfügen, während der zweite Pusher, beispiels- weise Pusher 14, die Pakete jeweils aufteilt.

In der Behandiungsstation 2 ist ferner ein mit STT1 bezeichnetes Behandlungsbecken 16 sowie ein mit STT2 bezeichnetes Behandlungsbecken 18 angeordnet. Zum Transport der Waferpakete zwischen den Pushern 12 und 14 und den Behandlungsbecken 16 und 18 ist eine Transportvorrichtung in der Form einer bewegbaren Haube 20 vorgesehen. Die Behandlungsbecken 16 und 18 sind in einer Reihe mit den Pushern 12 und 14 angeordnet. Durch die Reihenanordnung der Pusher 12, 14 und der Behandlungsbecken 16, 18 reicht es aus, daß die Haube nur in zwei Bewegungsrichtungen, d. h. hori- zontal und vertikal, bewegbar ist.

Innerhalb der Behandlungsstation 2 ist ferner eine Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22, beispielsweise für SC1 , d. h. eine Mischung aus Ammohiak, Wasserstoffperoxid und Wasser vorgesehen. Auf die Chemikalien-Versor- gungseinrichtung 22 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher eingegangen. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, muß die Haube 20 vor dem Beladen des Behandlungsbeckens 18 bzw. nach dem Entladen des Behandlungsbeckens 18 jeweils das Behandlungsbecken 16 überqueren. Dabei könnte eine Beeinflussung ^"der in der Haube 20 befindlichen Wafer durch die in dem Behandlungs- becken 16 ablaufenden Behandlungsvorgänge erfolgen. Daher können die Behandlungsbecken 16, 18 alternativ auf gegenüberliegenden Seiten der Pusher 12, 14 angeordnet sein, damit ein Überqueren des Behandlungsbek- kens 16 zum Be- und Entladen des Behandlungsbeckens 18 entfällt. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Behandlungsbecken 16, 18 derart nebenein- ander anzuordnen, daß die Haube 20 auf dem Weg zu einem der Behandlungsbecken nicht das andere überqueren muß. In diesem Fall ist allerdings ein komplizierterer Bewegungsmechanismus für die Haube 20 notwendig, da diese neben einer Linear- und Vertikaibewegung auch eine Bewegung in eine dritte Richtung durchführen niüßte.

Anhand der Fig. 2 wird nun der Aufbau und die Funktion der Chemikalien- Versorgungseinrichtung 22 näher erläutert. Die Chemikalien- Versorgungseinrichtung 22 beinhaltet eine Heizvorrichtung 24, eine Mischvorrichtung 26, eine Pumpe 28, Filter 29, 30, eine Konzentrationsvorrichtung 32 sowie eine Temperiervorrichtung 34. Die jeweiligen Elemente sind über Leitungen in der in Fig. 2 gezeigten Weise miteinander verbunden, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden.

Die Heizvorrichtung 24 und/oder die Mischvorrichtung 26 stehen über Leitun- gen mit Chemikalienbehältern in Verbindung, über die die benötigten Chemikalien in den Kreislauf eingeführt werden. Natürlich ist es auch denkbar, die Chemikalien an einer anderen Steile in den Kreislauf einzuleiten.

Von dem geschlossenen Kreislauf erstrecken sich Leitungen 36, 38 zu Einläs- sen 37, 39 der ersten und zweiten Behandlungsbecken 16, 18. Von dem Behandlungsbecken 16, 18 erstrecken sich Rückführleitungen 40, 42 zurück zu dem Kreislauf in der Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22. WO 00/49644 PCT/EP00/00815 ^{. . .}

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Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, besitzt das erste Behandlungsbecken 16 einen Ablaß 44. Der Ablaß 44 besitzt eine relativ große Öffnung, die ein rasches Ablassen des in dem Behandlungsbecken 16 befindlichen Behandlungsfluids ermöglicht. Darüber hinaus besitzt das Behandlungsbecken 16 einen Überlauf 46, der mit einem Ablaß verbunden ist, um über das Becken hinwegströmendes Behandlungsfluid abzuleiten.

Das Behandlungsbecken 18 besitzt in gleicher Weise einen Ablaß 48 und einen Überlauf 50. Die Rückführleitungen 40, 42 können mit den Überläufen 46, 50 und/oder den Ablässen 44, 48 in Verbindung stehen.

Innerhalb der Chemikalien-Versorgungseinrichtung bilden insbesondere die Heizvorrichtung 24 und die Mischvorrichtung 26 eine Chemikalien- Aufbereitungseinheit, in der die Chemikalien für eine Behandlung von Wafern in den Behandlungsbecken 16, 18 vorbereitet werden. Die Kapazität der Chemikalien-Versorgungseinrichtung, und insbesondere der Chemikalien- Aufbereitungseinheit ist für ein einzelnes Behandlungsbecken 16 oder 18 ausgelegt. Nach der Aufbereitung der Chemikalien werden diese über die Pumpe 28 und die Filter 29, 30 zu dem Behandlungsbecken 16 oder 18 ge- leitet, in denen es für eine vorbestimmte Zeitperiode gehalten wird, um eine Behandlung der darin enthaltenen Wafer durchzuführen. Anschließend werden die Chemikalien von dem Behandlungbecken 16 oder 18 zu der Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22 zurückgeleitet. Dort werden sie innerhalb der Konzentrationsvorrichtung 32 konzentriert und zu der Temperiervorrich- tung 34 weitergeleitet, in der sie temperiert werden. Von dort gehen die Chemikalien zu der Heizvorrichtung 24, in der sie in geeigneter Weise auf die Behandlungstemperatur erwärmt werden.

Von der Heizvorrichtung 24 werden die Chemikalien zu der Mischvorrichtung 26 geleitet, in der ggf. frische Chemikalien zugesetzt und vermischt werden, bevor sie über die Pumpe 28 und die Filter 29, 30 zu dem anderem der Bek- ken 16, 18 geleitet werden. Die Aufbereitung der Chemikalien innerhalb der Chemikalien-Versorgungseinrichtung nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch, so daß die Prozeßabläufe innerhalb der Becken 16, 18 in bestimmter Weise gesteuert werden, wie nachfolgend anhand der Fig. 4 näher beschrieben wird.

Obwohl oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben wurde, daß das gesamte Behandlungsfluid nach einer Behandlung in dem Becken 16, 18 zu der Chemikalien-Versorgungseinrichtung zurückgeleitet wird, ist es auch möglich, daß es entweder nur teilweise oder überhaupt nicht zurückgeleitet wird und entweder über den Überlauf 46, 50 oder den Ablaß 44, 48 abgeleitet wird.

Anhand der Fig. 3 wird nun die Chemikalien-Versorgungseinrichtung 5 für verdünnte Flußsäure (DHF) beschrieben. Die Einrichtung 5 beinhaltet eine Mischvorrichtung 52, eine Pumpe 54, Filter 55, 56, 57, einer Temperiervorrichtung 58 und eine Konzentrationsvorrichtung 60, die über jeweilige Leitun- gen miteinander verbunden sind, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Der Kreislauf ist über geeignete Leitungen 61 , 62 mit den Einlassen 37, 39 der Behandlungsbecken 16, 18 verbunden. Die Kapazität der Chemikalien- Versorgungseinrichtung 5 ist für ein Behandlungsbecken 16, 18 ausgelegt und kann immer nur ein Becken mit DHF versorgen. Die Mischvorrichtung 52 steht mit Chemikalienbehältern in Verbindung, über die Chemikalien in den Kreislauf eingeleitet werden können. Die Chemikalien in dem Kreislauf befinden sich in ständiger Bewegung und, sofern sie nicht über die Leitungen 61 , 62 zu den Becken 16, 18 geleitet werden, strömen sie in den geschlossenen Kreislauf.

Die Chemikalien-Versorgungseinrichtung 5 ist für relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten, wie beispielsweise 50 Liter pro Minute, ausgelegt, und die Chemikalien können ohne erhebliche Vorbereitungszeit sofort zur Verfügung gestellt werden.

Anhand der Fig. 4 wird nun die zeitlich versetzte Steuerung der Prozeßabläufe in den Behandlungbecken 16, 18, die über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung erfolgt, erläutert. Figur 4 zeigt eine zeitliche Abfolge der Pro- zeßabläufe in den einzelnen Behandlungsbecken, wobei die Zeitachse von oben nach unten verläuft.

Die in der Figur verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeutungen: SC1 = Behandlung der Wafer mit dem in der Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22 aufbereiteten SC1 ; OR = Overflow Rinse, d. h. das in dem jeweiligen Becken befindliche Behandlungsfluid wird durch Einleiten eines anderen Behandlungsfluids aus dem Becken verdrängt und zum Überströmen gebracht QDR = Quick Dump Rinse, d. h. das in dem Becken befindliche Behandlungsfluid wird über den jeweiligen Auslaß 44 oder 48 sehr schnell abgelassen; DHF = Behandlung der Wafer mit verdünnter Flußsäure; FR = Final Rinse, d. h. die Wafer werden mit deionisiertem Wasser ge- spült;

MG/Dry = die Substrate werden aus dem Behandlungsfluid herausbewegt und gemäß dem Marangoni-Verfahren getrocknet.

Zunächst wird das Behandiungsbecken 18 (STT2) mit Wafern beladen, wäh- rend gleichzeitig das SC1 in der Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22 aufbereitet wird. Nach dem Beladen wird für eine bestimmte Zeitperiode eine Behandlung der Wafer mit SC1 in dem Behandlungsbecken 18 durchgeführt. Nach der Behandlung wird der Zufluß von SC1 in das Behandlungsbecken 18 gestoppt, und gleichzeitig wird in der Chemikalien-Versorgungseinrichtung 22 neues SC1 für die nächste Behandlung aufbereitet. Das noch in dem Behandlungsbecken 18 befindliche SC1 wird zum Spülen der Wafer durch Einleiten von Di-Wasser aus dem Becken verdrängt und zum Überlaufen gebracht oder das SC1 wird über den Schneliablaß 48 abgelassen, und nachfolgend wird Di-Wasser in das Becken 18 eingeleitet. Anschließend wird für eine gewisse Zeitperiode DHF in das Behandlungsbecken 18 eingeleitet und dort gehalten bzw. ständig dorthindurchgeleitet. Nach der DHF-Behandlung der Wafer wird das DHF durch Einleiten von deionisiertem Wasser aus dem Bek- ken verdrängt und zum Überlaufen gebracht, und die Wafer werden mit deio- nisiertem Wasser gespült. Anschließend werden die Wafer beim Entnehmen aus dem deionisiertem Wasser gemäß dem Marangoni-Verfahren getrocknet. Nun wird das Behandiungsbecken 18 entladen und nach einer kurzen Zwischenzeit, die notwendig ist, um die gereinigten Wafer abzutransportieren und neue zu reinigende Substrate zu holen, erneut beladen.

Zeitlich versetzt dazu läuft der oben beschriebene Prozeß auch in dem Behandlungsbecken 16, wobei das Behandlungsbecken 16 während der DHF- Behandlung in dem Becken 18 mit Wafern beladen wird. Die SC1 -Behandlung in dem Becken 16 wird durchgeführt, während dem Overflow Rinse / Final Rinse und der Marangoni-Trocknung in dem Becken 18. Das Ausleiten der SC1 -Chemikalie und das Einleiten der DHF-Chemikalie in das Behandlungsbecken 16 erfolgt während des Entladens des Beckens 18, und die DHF- Behandlung in dem Becken 16 erfolgt während der Pause zwischen dem Entladen und dem Beladen des Beckens 18. Das Overflow Rinse / Final Rinse im Becken 16 erfolgt während des Beiadens des Beckens 18. Die Marangoni- Trocknung und das Entladen des Beckens 16 erfolgen während der SC1 - Behandlung im Becken 18.

Durch die wie oben beschriebene zeitlich versetzte Steuerung wird sichergestellt, daß zwischen dem Ende der SC1 -Behandlung im Becken 18 und dem Beginn der SC1 -Behandlung im Becken 16 ein für die Aufbereitung der SC1 - Chemikalie ausreichender Zeitraum verbleibt. Ferner sind die DHF- Behandlung und die Overflow Rinse / Final Rinse Behandlungen in den jewei- ligen Becken zeitlich so versetzt, daß sie sich nicht überschneiden. Aufgrund dieses zeitlichen Versatzes zwischen den Prozeßabläufen in den Behandlungsbecken 16 und 18 ist es möglich, trotz der erforderlichen Aufbereitungszeit für das SC1 eine SC1 -Versorgungseinrichtung zu verwenden, deren' Kapazität im wesentlichen für die Bedienung nur eines Behandlungsbeckens ausgelegt ist. Dasselbe gilt für die DHF-Versorgungseinrichtung, obwohl bei dieser nicht die Problematik einer erheblichen Aufbereitungszeit für die Che- mikalie zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsvorgängen gegeben ist. Darüber hinaus erfolgt das Be- und Entladen des Behandlungsbeckens 18 jeweils zwischen den SC1 -Behandlungsschritten im Behandluπgsbecken 16. Dadurch wird erreicht, daß der Transport der Wafer zu dem Becken 18 und von dem Becken 18 weg jeweils zwischen den SC1 -Behandiungsschritten im Becken 16 erfolgt, so daß die über das Becken 16 hinweg transportierten Wafer nicht durch die SC1 -Behandlung in dem Becken 16 beeinträchtigt werden können.

Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels be- schrieben wurde, sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf das konkret dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Beispielsweise könnte eine Abdek- kung in der Form eines im wesentlichen flachen Deckels vorgesehen sein, um wenigstens eines der Becken abzudecken, wenn die Handhabungsvorrichtung über das Becken hinweg bewegt wird. Der Deckel könnte das Becken entwe- der nur abdecken oder dicht verschließen, um eine Verunreinigung der Handhabungsvorrichtung bzw. der darin aufgenommenen Wafer zu verhindern. Insbesondere können auch die verwendeten Chemikalien sowie die Prozeßabläufe innerhalb der Behandlungsbecken von den konkret dargestellten abweichen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Behandein von Substraten in wenigstens einem von zwei Becken, die jeweils mit wenigstens zwei Behandlungsfluids befüll- bar sind, mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Aufbereiten eines ersten Behandlungsfluids in einer für beide Becken gemeinsamen Behandlungsfluid-Aufbereitungseinheit, deren Kapazität für ein Behandlungsbecken ausgelegt ist, b) Beladen des Beckens mit Substraten, c) Einleiten des ersten Behandlungsfluids in das Becken für eine vorbestimmte Zeitperiode, d) Einleiten des wenigstens zweiten Behandlungsfluids in das Becken, und e) Entnehmen der Substrate aus den Becken, wobei die Verfahrensabläufe in den jeweiligen Becken parallel und zeitlich versetzt so gesteuert werden, daß zwischen dem Ende des Schritts c) in einem der Becken und dem Beginn des Schritts c) im anderen der Becken ein für die Aufbereitung des ersten Behandlungsfluids ausrei- chender Zeitraum vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Behandlungsfluid vor dem Einleiten des zweiten Behandlungsfluid abgelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Behandlungsfluid durch das Einleiten des zweiten Behandlungsfluid aus dem Becken verdrängt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Behandlungsfluid bei der Aufbereitung aus unterschiedlichen Chemikalien gemischt und/oder erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Behandlungsfluid nach dem Ende des Schritts c) jeweils wenigstens teilweise zur Behandlungsfluid-Aufberei- tungseinheit zurückgeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufbereitung des ersten Behandlungsfluid und die Beladung des Beckens zumindest teilweise zeitlich Überschneiden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einleiten eines dritten Behandlungsfluids.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß das zweite und/oder dritte Fluid ein Spülfluid ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und/oder dritten Behandlungsfiuide über jeweils für beide Becken gemeinsame Behandlungsfluid-Versorgungs- einrichtungen bereitgestellt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Becken mit einer gemeinsamen Handhabungsvorrichtung be- und entladen werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate zum Be- und Entladen des einen Bek- kens über das andere Becken hinweg bewegt werden, und daß diese Bewegung nur während eines Spülvorgangs in dem anderen Becken erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Becken während einer Bewegung einer Handhabungsvorrichtung darüber hinweg abgedeckt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken mittels eines im wesentlichen flachen Deckels abgedeckt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungsvorrichtung auf eine gemeinsame Eingabe-/Ausgabestation zugreift.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate bei der Entnahme aus dem jeweiligen Becken nach dem Marangoni Prinzip getrocknet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung nach dem Marangoni-Prinzip erfolgt.

17. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten mit - zwei mit wenigstens zwei Behandlungsfluids befüllbaren Becken,

- wenigstens einer ersten, für die Becken gemeinsamen Behandiungs- fluid-Versorgungseinrichtung, die wenigstens eine Behandlungsfluid- Aufbereitungseinheit aufweist, deren Kapazität für ein Becken ausgelegt ist, - wenigstens einer zweiten Behandlungsfluid-Versorgungseinrichtung, und

- einer Steuervorrichtung zum zeitlich versetzten Steuern von parallelen Prozeßabläufen in den jeweiligen Becken.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Schnellab- lassventii am Boden jedes Beckens.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, gekennzeichnet durch einen Überlauf an jedem Becken.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Behandlungsfluid-Aufbereitungseinheit eine Chemika- iien-Mischvorrichtung und/oder eine Heizvorrichtung aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Behandlungsfluid-Versorgungseinrichtung einen Fiuid-Kreislauf aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zurückleiten von Behandlungsfluid von den Becken zu der ersten Behandlungsfluid-Versorgungseinrichtung.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, gekennzeichnet durch eine Wiederaufbereitungseinheit innerhalb der ersten Behand- lungsfluid-Versorgungseinrichtung.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Substrat-Handhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen beider Becken.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, gekennzeichnet durch eine bewegbare Abdeckung für wenigstens eines der Becken.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung ein im wesentlicher flacher Deckel ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, gekennzeichnet durch eine Eingabe-/Ausgabestation für die Bereitstellung von Substraten für beide Becken.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verdichten der Substrate für die Behandlung in den beiden Becken.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabestation die Einrichtung zum Verdichten der Substrate und/oder die beiden Becken in einer Reihe angeordnet sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekenn- zeichnet, daß die beiden Becken auf verschiedenen Seiten der Einrichtung zum Verdichten der Substrate angeordnet sind.