EP1247291A1 - Device for treating substrates - Google Patents

Device for treating substrates

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Publication number
EP1247291A1
EP1247291A1 EP00983207A EP00983207A EP1247291A1 EP 1247291 A1 EP1247291 A1 EP 1247291A1 EP 00983207 A EP00983207 A EP 00983207A EP 00983207 A EP00983207 A EP 00983207A EP 1247291 A1 EP1247291 A1 EP 1247291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
opening
treatment
suction
suction openings
openings
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Withdrawn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
EP00983207A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Marschner
Uwe Müller
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 EP1247291A1 publication Critical patent/EP1247291A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/06—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
    • F16K3/085—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres the axis of supply passage and the axis of discharge passage being coaxial and parallel to the axis of rotation of the plates
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/6838—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 for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with a treatment tank which can be filled with different treatment fluids and which is arranged in an essentially closed space which has at least two gas suction openings which are separate from one another.
  • individual trim flaps are also provided in order to control the amount of gas to be drawn off via the openings.
  • the provision of the individual flaps and their control is very complex and therefore associated with high costs.
  • the drives for the respective flaps are located in the housing of the STT and are therefore exposed to the sometimes aggressive gases and tend to fail prematurely. It is also difficult to access the flaps and their drives, since they are arranged in the housing, which on the one hand has to be kept clean from any contamination and on the other hand provides very narrow spaces in order to save space.
  • DE-A-196 14 653 shows a valve with a housing which has at least one inlet and at least two outlet openings.
  • a disk held in a rotationally fixed manner as a valve seat and a disk which is rotatable via an actuating spindle and is attached to the rotationally fixed disk as a rotary slide valve, passage openings being formed in both disks which permit the passage of a medium in any position of the rotating disk.
  • DE-A-196 02 106 specifies a rotary disk valve for controlling a fluid flow, which has a first disk fixedly mounted in a housing and provided with throughflow openings and a first disk which is rotatably mounted in the housing and which bears against the first disk and has throughflow openings provided second disc. In a first position the flow openings face each other and release the fluid flow, while in a second position the flow openings are offset from one another and block the fluid flow.
  • DE-C-4220070 describes a rotary disk segment valve for controlling the flow rate of a liquid or gaseous medium, in which two disks provided with throughflow openings are arranged such that they can be rotated relative to one another in a housing in such a way that the throughflow openings of both disks face each other in a first position and in which second position are offset from each other. Downstream from the valve, the Flow openings merged again to create a common flow. The media flows are not separated
  • a multi-way valve with one inlet and at least two outlets is provided, the valve having a rotatable disc with a through-opening which can be covered with a through-opening of a stationary part in order to accommodate a valve which is present at the inlet end of the valve To direct the medium into different through openings
  • DE-C195 26 886 shows a device and a method for methanol reforming, in which the effective length and / or the effective inlet cross-section of a reaction chamber section on the inlet side, which is tempered to high methanol conversion, can be adjusted as a function of the throughput of gas mixture to be reformed Via a rotatable disk with a passage opening which can be covered with one or more inlet openings of reaction tubes.
  • Methanol is present at the input end of the device, which is distributed over one or more reaction spaces. At the end of the reaction spaces, the methanol streams are brought together again
  • the object of the present invention is to provide a simplified and inexpensive device for opening and closing separate gas suction openings
  • this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by a rotatable disk which covers the gas suction openings and has a passage opening with which one of the gas suction openings can be at least partially covered, depending on the treatment fluid used.
  • At least one sealing element is provided between the pane and a wall part of the room, which surrounds at least one suction opening in order to provide a good seal of the room atmosphere with respect to the suction openings.
  • the sealing element is preferably a PTFE ring which, in addition to the seal, ensures a good sliding movement of the disk with respect to the ring during a rotating movement of the disk.
  • the drive device In order to shield the drive for rotating the disk from the partly aggressive atmosphere in the room, it is preferably arranged on one of the side of the disk facing away from the room. Access to the drive is also made easier as it is accessible from the outside.
  • the drive device preferably has at least one sensor for detecting the rotational position of the disk in order to enable the rotational position to be set precisely. Like the drive device, the sensor is located outside the chemically aggressive atmosphere and is also easily accessible from the outside.
  • a control device is preferably provided for controlling the rotational position of the disk.
  • the degree of coverage for precise trimming can preferably be controlled as a function of the suction pressure.
  • the passage opening preferably has a shape that tapers in the direction of rotation. This allows the degree of coverage to be set very precisely, particularly at the beginning of the coverage.
  • the device preferably has three suction openings arranged in a ring. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the suction openings are arranged below the treatment basin.
  • Figure 1 is a schematic sectional view through an inventive device for treating substrates.
  • 2 shows a schematic top view of a rotatable disk for connecting a space of the treatment device with different suction openings; and
  • FIG. 3 shows a perspective view of the pane and the suction openings according to an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a device 1 for the wet treatment of semiconductor wafers with a closed housing 2 and a treatment basin 3 arranged therein.
  • the housing 2 has suitable input / output locks, not shown, for the semiconductor wafers.
  • a gas diffuser 5 is provided with a plurality of downwardly directed nozzles in order to generate a downward gas flow in the housing 2.
  • the flow emanating from the diffuser 5 is laminar.
  • a suction device 7 is provided on the bottom of the housing 2.
  • the suction device 7 has three separate suction lines 9, 10, 11 connected to the housing 2, which are connected to the interior of the housing 2 via respective openings 13, 14, 15.
  • the lines 9, 10, 11 are each provided with a vacuum source such as for example, a vacuum pump connected to allow suction of the gas atmosphere located in the housing 2.
  • Each of the lines 9, 10 and 11 is connected to a different disposal unit for the extracted gas, as will be explained in more detail below.
  • the opening 18 has a substantially round main shape, which tapers in a direction of rotation of the disk 17. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the opening 18 has a round shape without a taper.
  • the rotatable disc 17 is via a flexible drive shaft 20, which can best be seen in Fig. 3, with a drive unit, not shown, such as. B. connected to a servo motor.
  • the rotatable drive shaft 20 extends through the bottom of the housing 2 and is connected in the center to a downward-facing side of the disk 17.
  • the openings 13, 14, 15 surrounding sealing elements such.
  • B. PTFE rings 23, 24, 25 are provided on which the disc 17 rests.
  • the PTFE rings seal the respective lines 9, 10, 1 1 against each other and against the gas atmosphere in the housing 2. They also provide a sliding surface for the rotatable disc 17. In the same way surrounds a sealing element such.
  • B. a PTFE ring the flexible shaft 20 in the area between the bottom of the housing 2 and the rotatable disc 17 to protect them from the gas atmosphere in the housing 2.
  • the device 1 has a cleaning device, not shown, for the rotatable disc, as well as the related elements, such as. B. the sealing elements.

Landscapes

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Abstract

The aim of the invention is to provide a simple and economical device for opening and closing separate suction openings (13, 14, 15) of a device (1) which is provided for treating substrates, especially semiconductor wafers, and which comprises a treatment reservoir (3). Said treatment reservoir is filled with a treatment fluid and is arranged in an essentially closed space that has at least two separate suction openings (13, 14, 15). To this end, a rotatable disc (17) is provided which covers up the suction opening while isolating it from the space and which comprises a through-opening (18). One of the suction openings (13, 14, 15) can be at least partially overlapped by said through-opening.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten Device for treating substrates
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, mit einem mit unterschiedli- chen Behandlungsfluids befüllbaren Behandlungsbecken, daß in einem im wesentlichen geschlossenen Raum angeordnet ist, der wenigstens zwei voneinander getrennte Gas-Absaugöffnungen aufweist.The present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with a treatment tank which can be filled with different treatment fluids and which is arranged in an essentially closed space which has at least two gas suction openings which are separate from one another.
Bei Fertigungsprozessen, insbesondere in der Halbleiterindustrie, ist es not- wendig, Substrate mit unterschiedlichen Behandlungsfluiden zu behandeln. Für eine derartige Behandlung wurden sogenannte Einzelbehandlungsbecken bzw. Single Tank Tools (STT) entwickelt, in denen Halbleiterwafer innerhalb des selben Behandlungsbeckens aufeinanderfolgend unterschiedlichen Behandlungsfluiden ausgesetzt werden. Die aufeinanderfolgende Behandlung von Substraten in einem einzelnen Behandlungsbecken besitzt den Vorteil, daß die Substrate zwischen den Behandlungsschritten nicht bewegt werden müssen.In manufacturing processes, particularly in the semiconductor industry, it is necessary to treat substrates with different treatment fluids. For such a treatment, so-called single treatment tanks or single tank tools (STT) have been developed, in which semiconductor wafers within the same treatment tank are successively exposed to different treatment fluids. The successive treatment of substrates in a single treatment basin has the advantage that the substrates do not have to be moved between the treatment steps.
Ein Beispiel hierfür ist eine Behandlung eines Halbleiterwafers mit einer Mi- schung aus Ammoniak, Wasserstoffperoxid und Wasser (SC1 ), gefolgt von einem Behandlungsschritt in verdünnter Flußsäure (DHF) und einem abschließenden Spülschritt in deionisiertem Wasser (DIW). Während der jeweiligen Behandlungsschritte entstehen zumindest bei dem SC1 -Schritt und dem DHF-Schritt Gase, die umweltschädlich sind und getrennt entsorgt werden müssen. Aus diesem Grund sind in derartigen Vorrichtungen wenigstens zwei voneinander getrennte Absaugöffnungen vorgesehen, die jeweils mit einer ihnen zugeordneten Klappe geöffnet und geschlossen werden, um eine unterschiedliche Absaugung von Gasen aus einem Gehäuse des STT zu ermöglichen. Neben den oben genannten Klappen zum Öffnen und Schließen der Ab- Saugöffnungen sind ferner einzelne Trimmklappen vorgesehen, um die über die Öffnungen abzusaugende Gasmenge zu steuern. Das Vorsehen der einzelnen Klappen, sowie deren Ansteuerung ist sehr aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden. Die Antriebe für die jeweiligen Klappen liegen in dem Gehäuse des STT und sind somit den zum Teil aggressiven Gasen ausgesetzt und neigen zu einem vorzeitigen Ausfall. Fer- ner ist ein Zugriff auf die Klappen und deren Antrieb schwierig, da sie in dem Gehäuse angeordnet sind, das einerseits gegenüber jeglichen Verunreinigungen rein zu halten ist und andererseits sehr enge Räume vorsieht, um Platz zu sparen.An example of this is a treatment of a semiconductor wafer with a mixture of ammonia, hydrogen peroxide and water (SC1), followed by a treatment step in dilute hydrofluoric acid (DHF) and a final rinsing step in deionized water (DIW). During the respective treatment steps, at least in the SC1 step and the DHF step, gases are generated which are harmful to the environment and must be disposed of separately. For this reason, at least two suction openings are provided in such devices, which are each opened and closed with a flap assigned to them, in order to enable different suction of gases from a housing of the STT. In addition to the flaps for opening and closing the suction openings mentioned above, individual trim flaps are also provided in order to control the amount of gas to be drawn off via the openings. The provision of the individual flaps and their control is very complex and therefore associated with high costs. The drives for the respective flaps are located in the housing of the STT and are therefore exposed to the sometimes aggressive gases and tend to fail prematurely. It is also difficult to access the flaps and their drives, since they are arranged in the housing, which on the one hand has to be kept clean from any contamination and on the other hand provides very narrow spaces in order to save space.
Die DE-A-196 14 653 zeigt ein Ventil mit einem Gehäuse, das wenigstens einen Zulauf und wenigstens zwei Ablauföffnungen aufweist. In dem Gehäuse ist eine drehfest gehaltene Scheibe als Ventilsitz und eine über eine Betätigungsspindel drehbare, an der drehfesten Scheibe angelagerte Scheibe als Drehschieber vorgesehen, wobei in beiden Scheiben Durchtrittsöffnungen ausgebildet sind, die in jeder Stellung der drehbaren Scheibe den Durchtritt eines Mediums ermöglichen.DE-A-196 14 653 shows a valve with a housing which has at least one inlet and at least two outlet openings. Provided in the housing is a disk held in a rotationally fixed manner as a valve seat and a disk which is rotatable via an actuating spindle and is attached to the rotationally fixed disk as a rotary slide valve, passage openings being formed in both disks which permit the passage of a medium in any position of the rotating disk.
In der DE-A-196 02 106 ist ein Drehscheibenventil zur Steuerung eines Fluid- stroms angegeben, das eine in einem Gehäuse fest gelagerte, mit Durchfluß- Öffnungen versehene erste Scheibe und eine in dem Gehäuse verdrehbar gelagerte an der ersten Scheibe anliegende und mit Durchflußöffnungen versehene zweite Scheibe aufweist. In einer ersten Stellung stehen sich die Durchflußöffnungen gegenüber und geben den Fluidstrom frei, während in einer zweiten Stellung die Durchflußöffnungen gegeneinander versetzt sind und den Fluidstrom sperren.DE-A-196 02 106 specifies a rotary disk valve for controlling a fluid flow, which has a first disk fixedly mounted in a housing and provided with throughflow openings and a first disk which is rotatably mounted in the housing and which bears against the first disk and has throughflow openings provided second disc. In a first position the flow openings face each other and release the fluid flow, while in a second position the flow openings are offset from one another and block the fluid flow.
Die DE-C-4220070 beschreibt ein Drehscheibensegmentventil zur Steuerung der Durchflußmenge eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, bei dem zwei mit Durchflußöffnungen versehene Scheiben in einem Gehäuse derart gegeneinander verdrehbar angeordnet sind, daß sich die Durchflußöffnungen beider Scheiben in einer ersten Stellung gegenüber stehen und in der zweiten Stellung gegeneinander versetzt sind. Stromabwärts vom Ventil werden die Durchflußoffnungen wieder zusammengeführt, um eine gemeinsame Strömung zu ergeben Eine Trennung der Medienstrome erfolgt nichtDE-C-4220070 describes a rotary disk segment valve for controlling the flow rate of a liquid or gaseous medium, in which two disks provided with throughflow openings are arranged such that they can be rotated relative to one another in a housing in such a way that the throughflow openings of both disks face each other in a first position and in which second position are offset from each other. Downstream from the valve, the Flow openings merged again to create a common flow. The media flows are not separated
Aus der DE-U-8107540 ist ein Mehrwegeventil mit einem Eingang und minde- stens zwei Ausgangen vorgesehen, wobei das Ventil eine drehbare Scheibe mit einer Durchgangsoffnung aufweist, die mit einer Durchgangsoffnung eines stationären Teils uberdeckbar ist, um ein an dem Eingangsende des Ventils anstehendes Medium in unterschiedliche Durchgangsoffnungen zu leitenFrom DE-U-8107540 a multi-way valve with one inlet and at least two outlets is provided, the valve having a rotatable disc with a through-opening which can be covered with a through-opening of a stationary part in order to accommodate a valve which is present at the inlet end of the valve To direct the medium into different through openings
Die DE-C195 26 886 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Methanol- reformierung, bei dem die wirksame Lange und/oder der wirksame Eintrittsquerschnitt eines eingangsseitigen, auf hohen Methanolumsatz temperierten Reaktionsraumsabschnitt in Abhängigkeit vom Durchsatz an zu reformierendem Gasgemisch eingestellt werden kann Die Einstellung erfolgt über eine drehbare Scheibe mit einer Durchgangsoffnung, die mit einer oder mehreren Eintπttsoffnungen von Reaktionsrohren uberdeckbar ist Dabei steht am Eingangsende der Vorrichtung jeweils Methanol an, das auf eine oder mehrere Reaktionsraume verteilt wird Am Ende der Reaktionsraume werden die Methanolstrome wieder zusammengeführtDE-C195 26 886 shows a device and a method for methanol reforming, in which the effective length and / or the effective inlet cross-section of a reaction chamber section on the inlet side, which is tempered to high methanol conversion, can be adjusted as a function of the throughput of gas mixture to be reformed Via a rotatable disk with a passage opening which can be covered with one or more inlet openings of reaction tubes. Methanol is present at the input end of the device, which is distributed over one or more reaction spaces. At the end of the reaction spaces, the methanol streams are brought together again
Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, hegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte und kostengünstige Vorrichtung zum Offnen und Schließen von getrennten Gas-Absaugoffnungen vorzusehenOn the basis of the device for treating substrates mentioned at the outset, the object of the present invention is to provide a simplified and inexpensive device for opening and closing separate gas suction openings
Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch eine die Gas-Absaugoffnungen abdeckende, drehbare Scheibe mit einer Durchgangsoffnung gelost, mit der in Abhängigkeit vom verwendeten Behandlungsfluid eine der Gas-Absaugoffnungen wenigstens teilweise uberdeckbar ist Hierdurch wird eine einfache Umschaltung zwischen den Absaugoffnungen mit nur einer Scheibe und einem Antrieb ermöglicht Die Scheibe kann sehr platzsparend innerhalb des Raums angebracht werden und reduziert somit den benotigten Raum Ferner können die durch das ver- wendete Behandlungsfluid freigesetzten Gase getrennt von anderen, durch andere Behandlungsfluids freigesetzte Gase entsorgt werden.According to the invention, this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by a rotatable disk which covers the gas suction openings and has a passage opening with which one of the gas suction openings can be at least partially covered, depending on the treatment fluid used.This makes it easy to switch between the suction openings made possible with only one pane and one drive. The pane can be installed in a very space-saving manner within the room and thus reduces the space required. used treatment fluid released gases are disposed of separately from other gases released by other treatment fluids.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Dichtelement zwischen der Scheibe und einem Wandteil des Raums vorgesehen, das wenigstens eine Absaugöffnung umgibt, um eine gute Abdichtung der Raumatmosphäre gegenüber den Absaugöffnungen vorzusehen. Dabei ist das Dichtelement vorzugsweise ein PTFE-Ring, der neben der Abdichtung eine gute Gleitbewegung der Scheibe bezüglich des Rings während einer Drehbewegung der Scheibe gewährleistet.According to a preferred embodiment of the invention, at least one sealing element is provided between the pane and a wall part of the room, which surrounds at least one suction opening in order to provide a good seal of the room atmosphere with respect to the suction openings. The sealing element is preferably a PTFE ring which, in addition to the seal, ensures a good sliding movement of the disk with respect to the ring during a rotating movement of the disk.
Um den Antrieb zum Drehen der Scheibe gegenüber der zum Teil aggressiven Atmosphäre in dem Raum abzuschirmen, ist er vorzugsweise auf einer der vom Raum abgewandten Seite der Scheibe angeordnet. Darüber hinaus wird hierdurch der Zugriff auf den Antrieb erleichtert, da er von außen zugänglich ist. Dabei weist die Antriebsvorrichtung vorzugsweise wenigstens einen Sensor zum Erfassen der Drehposition der Scheibe auf, um eine genaue Einstellung der Drehposition zu ermöglichen. Der Sensor befindet sich ebenso wie die Antriebsvorrichtung außerhalb der chemisch aggressiven Atmosphäre und ist ebenfalls leicht von außen zugänglich.In order to shield the drive for rotating the disk from the partly aggressive atmosphere in the room, it is preferably arranged on one of the side of the disk facing away from the room. Access to the drive is also made easier as it is accessible from the outside. In this case, the drive device preferably has at least one sensor for detecting the rotational position of the disk in order to enable the rotational position to be set precisely. Like the drive device, the sensor is located outside the chemically aggressive atmosphere and is also easily accessible from the outside.
Um eine Trimmung durch Verändern des Überdeckungsgrades zwischen Durchgangs- und Absaugöffnung zu ermöglichen, ist vorzugsweise eine Steuervorrichtung zum Steuern der Drehposition der Scheibe vorgesehen. Dabei ist der Überdeckungsgrad für eine genaue Trimmung vorzugsweise in Abhängigkeit vom Absaugdruck steuerbar.In order to enable trimming by changing the degree of coverage between the passage and suction opening, a control device is preferably provided for controlling the rotational position of the disk. The degree of coverage for precise trimming can preferably be controlled as a function of the suction pressure.
Für eine gute Einstellung des Überdeckungsgrades zwischen Durchgangsund Absaugöffnung weist die Durchgangsoffnung vorzugsweise eine sich in Drehrichtung verjüngende Form auf. Hierdurch kann der Grad der Überdek- kung insbesondere zu Beginn der Überdeckung sehr genau eingestellt werden. Vorzugsweise weist die Vorrichtung drei ringförmig angeordnete Absaugöffnungen auf. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Absaugöffnungen unterhalb des Behandlungsbeckens angeordnet.For a good adjustment of the degree of coverage between the passage and suction opening, the passage opening preferably has a shape that tapers in the direction of rotation. This allows the degree of coverage to be set very precisely, particularly at the beginning of the coverage. The device preferably has three suction openings arranged in a ring. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the suction openings are arranged below the treatment basin.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the drawing; in the drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Substraten; Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine drehbare Scheibe zum Verbinden eines Raums der Behandlungsvorrichtung mit unterschiedlichen Absaugöffnungen; und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Scheibe und der Absaugöffnungen gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.Figure 1 is a schematic sectional view through an inventive device for treating substrates. 2 shows a schematic top view of a rotatable disk for connecting a space of the treatment device with different suction openings; and FIG. 3 shows a perspective view of the pane and the suction openings according to an alternative embodiment of the invention.
In den Figuren 1 bis 3 werden dieselben Bezugszeichen für dieselben bzw. äquivalente Elemente verwendet.In Figures 1 to 3, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Naßbehandlung von Halbleiterwafem mit einem geschlossenen Gehäuse 2 sowie einem darin angeordneten Behandlungsbecken 3. Das Gehäuse 2 weist geeignete, nicht dargestellte Eingabe- /Ausgabeschleusen für die Halbleiterwafer auf.1 shows a device 1 for the wet treatment of semiconductor wafers with a closed housing 2 and a treatment basin 3 arranged therein. The housing 2 has suitable input / output locks, not shown, for the semiconductor wafers.
An einer oberen Wand des Gehäuses 2 ist ein Gasdiffusor 5 mit einer Vielzahl von nach unten gerichteten Düsen vorgesehen, um eine nach unten gerichtete Gasströmung in dem Gehäuse 2 zu erzeugen. Dabei ist die von dem Diffusor 5 ausgehende Strömung laminar. Am Boden des Gehäuses 2 ist eine Absau- geinrichtung 7 vorgesehen. Die Absaugeinrichtung 7 weist drei separate, mit dem Gehäuse 2 verbundene Absaugleitungen 9, 10, 1 1 auf, die über jeweilige Öffnungen 13, 14, 15 mit dem Innenraum des Gehäuses 2 in Verbindung stehen. Die Leitungen 9, 10, 11 sind jeweils mit einer Unterdruckquelle wie bei- spielsweise einer Unterdruckpumpe verbunden, um ein Absaugen der in dem Gehäuse 2 befindlichen Gasatmosphäre zu ermöglichen. Jede der Leitungen 9, 10 und 1 1 ist mit einer unterschiedlichen Entsorgungseinheit für das abgesaugte Gas verbunden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.On a top wall of the housing 2, a gas diffuser 5 is provided with a plurality of downwardly directed nozzles in order to generate a downward gas flow in the housing 2. The flow emanating from the diffuser 5 is laminar. A suction device 7 is provided on the bottom of the housing 2. The suction device 7 has three separate suction lines 9, 10, 11 connected to the housing 2, which are connected to the interior of the housing 2 via respective openings 13, 14, 15. The lines 9, 10, 11 are each provided with a vacuum source such as for example, a vacuum pump connected to allow suction of the gas atmosphere located in the housing 2. Each of the lines 9, 10 and 11 is connected to a different disposal unit for the extracted gas, as will be explained in more detail below.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist eine die Öffnungen 13, 14, 15 abdeckende, drehbare Scheibe 17 mit einer Durchgangsoffnung 18, die am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, angeordnet. Die Öffnung 18 besitzt eine im wesentlichen runde Hauptform, die sich in eine Drehrichtung der Scheibe 17 verjüngt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 weist die Öffnung 18 eine runde Form ohne Verjüngung auf. Die drehbare Scheibe 17 ist über eine biegsame Antriebswelle 20, die am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, mit einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit, wie z. B. einem Servomotor verbunden. Die drehbare Antriebswelle 20 erstreckt sich durch den Boden des Gehäuses 2 und ist mittig mit einer nach unten weisenden Seite der Scheibe 17 verbunden.A rotatable disk 17, which covers the openings 13, 14, 15 and has a through-opening 18, which can best be seen in FIG. 2, is arranged within the housing 2. The opening 18 has a substantially round main shape, which tapers in a direction of rotation of the disk 17. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the opening 18 has a round shape without a taper. The rotatable disc 17 is via a flexible drive shaft 20, which can best be seen in Fig. 3, with a drive unit, not shown, such as. B. connected to a servo motor. The rotatable drive shaft 20 extends through the bottom of the housing 2 and is connected in the center to a downward-facing side of the disk 17.
Zwischen der drehbaren Scheibe 17 und dem Boden des Gehäuses 2 sind die Öffnungen 13, 14, 15 umgebende Dichtelemente wie z. B. PTFE-Ringe 23, 24, 25 vorgesehen, auf denen die Scheibe 17 aufliegt. Die PTFE-Ringe dichten die jeweiligen Leitungen 9, 10, 1 1 gegeneinander sowie gegenüber der Gasatmosphäre in dem Gehäuse 2 ab. Ferner sehen sie eine Gleitoberfläche für die drehbare Scheibe 17 vor. In gleicher Weise umgibt ein Dichtelement wie z. B. ein PTFE-Ring die biegsame Welle 20 in dem Bereich zwischen dem Boden des Gehäuses 2 und der drehbaren Scheibe 17, um sie gegenüber der Gasatmosphäre in dem Gehäuse 2 zu schützen. Die Vorrichtung 1 weist eine nicht näher dargestellte Reinigungsvorrichtung für die drehbare Scheibe, sowie die damit in Verbindung stehenden Elemente, wie z. B. die Dichtelemente auf.Between the rotatable disc 17 and the bottom of the housing 2, the openings 13, 14, 15 surrounding sealing elements such. B. PTFE rings 23, 24, 25 are provided on which the disc 17 rests. The PTFE rings seal the respective lines 9, 10, 1 1 against each other and against the gas atmosphere in the housing 2. They also provide a sliding surface for the rotatable disc 17. In the same way surrounds a sealing element such. B. a PTFE ring the flexible shaft 20 in the area between the bottom of the housing 2 and the rotatable disc 17 to protect them from the gas atmosphere in the housing 2. The device 1 has a cleaning device, not shown, for the rotatable disc, as well as the related elements, such as. B. the sealing elements.
Der Behandlungsbehälter 3 ist über einen Diffusor 27, der mit einer entsprechenden Leitung 28 verbunden ist, mit unterschiedlichen Behandlungsfluiden wie beispielsweise SC1 , Flußsäure DHF und deionisiertem Wasser befüllbar. Das Behandlungsbecken 3 weist ferner eine Ablaßleitung 29 zum Ablassen des Behandlungsfluids auf.The treatment container 3 can be filled with different treatment fluids such as SC1, hydrofluoric acid DHF and deionized water via a diffuser 27, which is connected to a corresponding line 28. The treatment basin 3 also has a drain line 29 for draining the treatment fluid.
Das Behandlungsbecken 3 ist von einem Überlauf 30 umgeben, der eine Ab- laßleitung 32 aufweist.The treatment basin 3 is surrounded by an overflow 30, which has a drain line 32.
Zur Behandlung der Halbleiterwafer werden sie zunächst über die nicht dargestellte Eingabe-/Ausgabeschleuse in das Gehäuse 2 eingebracht. Anschließend werden sie über eine nicht dargestellte Handhabungsvorrichtung in dem Behandlungsbehälter 3 eingesetzt und in ihm durch eine nicht dargestellte Haltevorrichtung gehalten.To treat the semiconductor wafers, they are first introduced into the housing 2 via the input / output lock, not shown. They are then inserted into the treatment container 3 via a handling device (not shown) and held in it by a holding device (not shown).
Anschließend wird über den Diffusor 27 Behandlungsfluid wie beispielsweise SC1 in das Behandlungsbecken 3 eingeleitet und zum Überlaufen aus dem Behandlungsbehälter 3 gebracht, so daß es in den Überlauf 30 strömt. Nach einer bestimmten Prozeßzeit wird die SC1 -Chemikalie über die Leitung 29 rasch aus dem Behandlungsbecken 3 abgelassen und anschließend Flußsäure (DHF) in das Behandlungsbecken 3 eingeleitet bis es aus dem Behandlungsbecken 3 in den Überlauf 30 strömt. Diese Strömung wird für eine be- stimmte Prozeßzeit beibehalten und anschließend wird die Flußsäure ebenfalls über die Leitung 29 abgelassen.Subsequently, treatment fluid such as SC1 is introduced into the treatment basin 3 via the diffuser 27 and caused to overflow from the treatment tank 3, so that it flows into the overflow 30. After a certain process time, the SC1 chemical is quickly drained from the treatment basin 3 via the line 29 and then hydrofluoric acid (DHF) is introduced into the treatment basin 3 until it flows from the treatment basin 3 into the overflow 30. This flow is maintained for a certain process time and then the hydrofluoric acid is also drained off via line 29.
Abschließend wird das Behandlungsbecken 3 mit deionisiertem Wasser befüllt, das ebenfalls in den Überlauf 30 strömt, um die in dem Becken 3 befind- liehen Wafer zu spülen. Die so gespülten Wafer werden dann über die nicht dargestellte Handhabungsvorrichtung aus dem Becken 3 entnommen, in geeigneter Weise getrocknet und aus dem Gehäuse 2 heraustransportiert.Finally, the treatment basin 3 is filled with deionized water, which likewise flows into the overflow 30 in order to rinse the wafers located in the basin 3. The wafers rinsed in this way are then removed from the basin 3 via the handling device (not shown), dried in a suitable manner and transported out of the housing 2.
Während des ganzen, oben beschriebenen Vorgangs wird über den Diffusor 5 eine nach unten gerichtete Gasströmung, beispielsweise eine Luftströmung erzeugt, wobei die Luft durch die Absaugvorrichtung 7 am Boden des Gehäuses 2 wieder abgesaugt wird. Dabei wird in Abhängigkeit von dem jeweils in Behandlungsbecken 3 stattfindenden Behandlungsprozeß jeweils eine der Leitungen 9, 10, 1 1 mit dem Innenraum des Gehäuses 2 verbunden.During the entire process described above, a downward gas flow, for example an air flow, is generated via the diffuser 5, the air being sucked out again by the suction device 7 at the bottom of the housing 2. Depending on the respective in Treatment pool 3 treatment process taking place one of the lines 9, 10, 1 1 connected to the interior of the housing 2.
Während des Einsetzens der Wafer sowie während des Spülschritts der Wafer mit deionisiertem Wasser befindet sich die Öffnung 18 in der Drehscheibe 17 über der Öffnung 14 im Boden des Gehäuses 2. Somit erfolgt eine Absaugung der im Gehäuse 2 befindlichen Luft über die Leitung 10. Da während des Einsetzens und des Spülschritts keine gefährlichen Gase erzeugt werden, kann die abgesaugte Luft im wesentlichen unbehandelt in die Umgebung ausgesto- ßen werden.During the insertion of the wafers and during the rinsing step of the wafers with deionized water, the opening 18 in the turntable 17 is located above the opening 14 in the bottom of the housing 2. Thus, the air in the housing 2 is extracted via the line 10 no dangerous gases are generated during the insertion and the rinsing step, the extracted air can be expelled into the environment essentially untreated.
Für die SC1 -Behandlung wird die Öffnung 18 in der Scheibe 17 über die Öffnung 13 bewegt, um in dem Gehäuse 2 befindliche Luft über die Leitung 9 abzusaugen. Während der SC1 -Behandlung werden säurehaltige Gase er- zeugt, die umweltschädlich sind, und nicht einfach in die Umwelt ausgestoßen werden können. Diese Gase werden mit der Luftströmung über die Leitung 9 abgesaugt und in geeigneter Weise behandelt.For the SC1 treatment, the opening 18 in the disk 17 is moved over the opening 13 in order to extract air in the housing 2 via the line 9. During the SC1 treatment, acidic gases are generated that are harmful to the environment and cannot simply be released into the environment. These gases are extracted with the air flow via line 9 and treated in a suitable manner.
Während der Flußsäurebehandlung befindet sich die Öffnung 18 in der Schei- be 17 über der Öffnung 15 im Boden des Gehäuses 2, so daß eine Absaugung über die Leitung 11 erfolgt. Bei der Flußsäurebehandlung entstehen wiederum umweltschädliche Gase, die sich jedoch von den bei der SC1 - Behandlung erzeugten Gasen unterscheiden und in unterschiedlicher Art und Weise entsorgt werden müssen.During the hydrofluoric acid treatment, the opening 18 is in the disk 17 above the opening 15 in the bottom of the housing 2, so that suction is carried out via the line 11. Hydrofluoric acid treatment in turn produces environmentally harmful gases, which however differ from the gases produced in the SC1 treatment and have to be disposed of in different ways.
Der Überdeckungsgrad der Öffnung 18 mit den jeweiligen Öffnungen 13, 14, 15 im Boden des Gehäuses 2 wird in Abhängigkeit von dem in den jeweiligen Leitungen 9, 10, 1 1 herrschenden Unterdruck sowie der gewünschten Absaugmenge gesteuert. Durch die sich in Drehrichtung verjüngende Form der Öffnung 18 ist eine feine Steuerung der Überdeckungsgröße möglich. Für eine gute Positionssteuerung ist im Bereich der biegsamen Welle 20 ein Positi- onserfassungssensor vorgesehen, der die Position an eine Steuereinheit weitergibt, die dementsprechend den Antriebsmotor steuert. Obwohl die vorliegende Erf ndung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde;, ist sie nicht auf das spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere ist es möglich, unterschiedliche Behandlungs- Chemikalien sowie eine unterschiedliche Anzahl von Behandlungsschritten vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es natürlich auch möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Absaugöffnungen und Absaugleitungen vorzusehen. Die Absaugvorrichtung muß auch nicht am Boden des Gehäuses 2 vorgesehen sein, vielmehr ist es auch möglich, sie an den Seitenwänden oder der oberen Wand des Gehäuses 2 vorzusehen. Die Formen der im wesentlichen runden Absaugöffnungen können sich von den dargestellten unterscheiden. Beispielsweise könnten auch eckige Formen vorgesehen sein. Bei der Verwendung eines Absolutwertgebers am Motor würde die Notwendigkeit für einen Sensor zum Ermitteln der Drehposition des Motors bzw. der drehbaren Scheibe entfallen. The degree of coverage of the opening 18 with the respective openings 13, 14, 15 in the bottom of the housing 2 is controlled as a function of the negative pressure prevailing in the respective lines 9, 10, 11 and the desired amount of suction. The shape of the opening 18, which tapers in the direction of rotation, enables fine control of the overlap size. For good position control, a position detection sensor is provided in the area of the flexible shaft 20, which transmits the position to a control unit, which controls the drive motor accordingly. Although the present invention has been described in terms of a preferred embodiment, it is not limited to the particular embodiment. In particular, it is possible to provide different treatment chemicals and a different number of treatment steps. In this context, it is of course also possible to provide a different number of suction openings and suction lines. The suction device does not have to be provided on the bottom of the housing 2, rather it is also possible to provide it on the side walls or the upper wall of the housing 2. The shapes of the essentially round suction openings can differ from those shown. For example, square shapes could also be provided. If an absolute encoder were used on the motor, the need for a sensor to determine the rotational position of the motor or the rotatable disk would be eliminated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1 ) zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiter- wafern, mit einem mit unterschiedlichen Behandlungsfluids befüllbaren1. Device (1) for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with one that can be filled with different treatment fluids
Behandlungsbecken (3), das in einem im wesentlichen geschlossenen Raum angeordnet ist, der wenigstens zwei voneinander getrennte Gas- Absaugöffnungen (13, 14, 15) aufweist, gekennzeichnet durch eine die Gas-Absaugöffnungen (13, 14, 15) abdeckende, drehbare Scheibe (17) mit einer Durchgangsoffnung (18), mit der in Abhängigkeit vom verwendeten Behandlungsfluid eine der Gas-Absaugöffnungen wenigstens teilweise überdeckbar ist.Treatment basin (3), which is arranged in a substantially closed space, which has at least two separate gas suction openings (13, 14, 15), characterized by a rotating disc covering the gas suction openings (13, 14, 15) (17) with a through opening (18) with which one of the gas suction openings can be covered at least partially, depending on the treatment fluid used.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenigstens ein Dichtelement (23, 24, 25) zwischen der Scheibe (17) und einem Wandteil des Raums, das wenigstens eine Absaugöffnung (13, 14, 15) umgibt.2. Device (1) according to claim 1, characterized by at least one sealing element (23, 24, 25) between the disc (17) and a wall part of the space which surrounds at least one suction opening (13, 14, 15).
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (23, 24, 25) ein PTFE- Ring ist.3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing element (23, 24, 25) is a PTFE ring.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf der vom Raum abgewandten Seite der Scheibe (17) angeordnete Antriebsvorrichtung.4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a drive device arranged on the side of the disk (17) facing away from the room.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung wenigstens einen Sensor zum Erfassen der Drehposition der Scheibe (17) aufweist.5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device has at least one sensor for detecting the rotational position of the disc (17).
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn- zeichnet durch eine Steuervorrichtung zum Steuern der Drehposition der6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a control device for controlling the rotational position of the
Scheibe (17) und/oder des Überdeckungsgrades zwischen Durchgangsund Absaugöffnung. Washer (17) and / or the degree of coverage between the passage and suction opening.
7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdeckungsgrad in Abhängigkeit vom Absaugdruck steuerbar ist.7. The device (1) according to claim 6, characterized in that the degree of coverage is controllable as a function of the suction pressure.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsoffnung (18) eine sich in Drehrichtung verjüngende Form aufweist.8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the through opening (18) has a shape tapering in the direction of rotation.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn- zeichnet durch drei ringförmig angeordnete Absaugöffnungen (13, 14,9. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by three suction openings (13, 14) arranged in a ring.
15).15).
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen unterhalb des Behandlungsbek- kens angeordnet ist. 10. The device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction openings are arranged below the treatment basin.
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