TWM458656U - 用於濕法化學處理之設備 - Google Patents

Description

用於濕法化學處理之設備

本新型涉及一種用於借助處理液在形成從處理液逸出的氣態物質的情况下對襯底進行濕法化學處理的處理池。更準確地，本新型涉及可替換的處理池。

通常使用容納相應處理液的處理池來對例如為矽襯底(晶圓)的物體進行濕法化學的處理，該處理例如涉及對這種襯底進行移除(蝕刻)、覆層或清洗。根據期望的處理，這為蝕刻液、覆層液(例如電解液)、或清洗液。隨後，襯底或者成堆叠狀地引入到池中(“批量處理”)，或者將該襯底以連續式方法運輸經過處理液或者沿著處理液運輸(“連續式處理”)，其中該襯底在處理時間內保留於該池中。

例如從US 5,000,827和DE 10 2007 020 449中已知適合於成堆叠狀地處理襯底的設備的實例。該參考文獻示出用於處理置於反應器殼體之上的襯底的所謂的溢流反應器。借助於泵輸送的處理液穿過反應器殼體向上流動，其中在襯底和反應器殼體的上部端部之間設有一定距離，使得形成構造為溢流口的環形間隙。

大多數處理類型的共同點是形成氣態的反應產物和/或蒸汽，以下簡稱氣態物質。當該氣態物質到達周圍空氣中時，對操作者而言能夠是一種健康危害。無論如何，該 氣態物質表示相應池中處理液的損失，並且該氣態物質能夠導致污染相鄰的處理液。因此，緊迫需要或期望對該氣態物質和/或其冷凝物進行容納和尤其對其進行再迴圈。

當如在該的溢流池中的處理液達到至該池的上棱邊時，該處理液自身為另外一個問題。處理液由於液體液位的有意或隨機的波動而能夠離開處理池。當直接在棱邊處溢流的液體在池的外壁處向下流淌時，濺起的液體也能夠越過更遠的距離，並且在那裏可能引起損害。此外，通過對流淌的液體進行蒸發或持續地(再)反應，也從該液體中泄露出不應到達周圍環境中的氣態物質。因此，僅向上作用的抽吸裝置沒有提供令人滿意的保護。

因此，已知構造成雙層壁的池。通過雙層壁的中間腔將積累在處理液表面的氣態物質以及溢流出的或噴出的處理液向下引出，其中能夠被動地(通過重力)和/或主動地(通過抽吸)進行該引出。在池之下存在有容納容器，液體滲入該容納容器中，或者氣態物質在該容納容器中冷凝並且作為液體而被清除掉或重新輸送給反應池。清楚的是，必須在池的外壁和位於該池之下的容納容器之間設置密封部，以便禁止氣態物質和液體穿過該部件間的間隙(“密封間隙”)流出。典型地，對此使用不能夠擴散的(氣密的)固體密封部。為了形成足夠的密封作用，該固態密封部需要高的擠壓力，該高的擠壓力僅借助於螺釘等提供。

也已知所謂的“基於液體的密封部”，其中用液體代 替固體來滿足密封功能。在DE-PS 281 482中示出具有作為頂蓋的、可垂直移動的鍾形槽的氣體容器，其中可移動元件之間的密封部是氣密的、基於液體的密封部。因為間隙是可移動的，所以將氣密的液體膜保持在間隙中變得困難。此外，需要使用特定的密封液體。

此外，由於工藝順序的改變、由於定期的檢驗工作、或者由於要短時間內執行的維護工作，替換處理池能夠是必要的。對此，通常需要一系列的措施，其中尤其强調將處理池從用於容納的容器中脫離和可靠地提升池。對上述密封部的應用有必要鬆開多個螺釘，這是浪費時間的並且(在隨後固定替換池時)還是容易出錯的。對池精確地以及謹慎地進行提升以及對替換池的準確定位也是必要的，以便持續地確保期望的密封作用。

因此，本新型的目的是提供一種具有密封部的設備，該設備可實現對用於濕法化學工藝的處理池進行簡單地以及可靠地替換。此外，該解决方案應盡可能地是低成本的。

該目的如下實現：根據用於借助處理液在形成從該處理液中逸出的氣態物質的情况下對襯底進行濕法化學處理的設備，該設備包括：構成為雙層壁的並且能夠替換的處理池，該處理池的外壁和內壁在構成中間腔的情况下彼此隔開；和設置在該處理池之下的、用於容納從該處理池流 出的氣態物質和/或處理液的容器，該流出的氣態物質和/或處理液能夠通過中間腔排出到該用於容納的容器中；以及設置在該處理池的該外壁和該用於容納的容器之間的過渡區域中的密封部，以相對於周圍環境遮罩該氣態物質和/或處理液，其中該密封部是基於液體的密封部，通過在該過渡區域中提供液體收集容積部實現構成該密封部。其他有利的實施形式從下文以及附圖得出。

根據本新型的設備用於借助處理液對襯底進行濕法化學處理。根據定義，這種處理不僅包括進行化學移除或覆層，而且包括穿過或沿著該處理液對襯底進行清洗或者僅僅運輸。然而典型的是，在形成從處理液中逸出的氣態物質的情况下進行處理。

根據本新型，該裝置包括構成為雙層壁的並且可替換的處理池，其外壁和內壁在形成中間腔的情况下彼此隔開；和設置在處理池之下的、用於容納從處理池中流出的氣態物質和/或處理液的容器。該氣態物質以及液體能夠通過中間腔而排出到用於容納的容器中。“外壁”在當前總是表示雙層壁式的處理池中最靠外設置的壁。在外壁之外為“周圍環境”。“內壁”表示處理池的下述壁，該壁形成用於處理液的原本的容器。在該壁之間存在有“中間腔”。此外，為了闡明，在此處已經參考更下面的附圖描述。

該設備還包括在處理池的外壁和用於容納的容器之間的過渡區域中設置的、用於相對於周圍環境遮罩氣態物質 和/或處理液體的密封部。

現在，為了可簡單地替換池而提出，設備包括密封部，其中密封部是基於液體的密封部，通過在過渡區域中提供液體收集容積部實現構成該密封部。

以下將詳細地討論基於液體的密封部的特徵。在此，首先描述三個涉及根據本新型必要的液體收集容積部的變型形式。

根據一個實施形式，用於容納的容器具有環形的槽，該槽的寬度在提供液體收集容積部的情况下超出處理池的外壁的厚度。構成為凹部的槽例如具有竪直延伸的槽內壁和槽外壁。以這種方式能夠將上述外壁裝入到槽中。因此，通過在(處理池)外壁的竪直器壁以及槽內壁和/或槽外壁之間形成至少一個具有確定寬度和高度的、能夠容納液體的空隙來構造成液體收集容積部。

較佳的是，液體收集容積部設置在外壁的背離周圍環境的一側上。因此，該液體收集容積部位於該設備的也被稱為“設備的內腔”的區域中。因此，在槽內壁和裝入到槽中的處理池外壁的內側之間形成上述空隙。然後如同已提及，也可能的是，將液體收集容積部設置在設備的朝向周圍環境的一側上。因此，上述間隙位於槽外壁和裝入到槽中的處理池外壁的外側之間。此外，兩種可能性能夠相互組合，使得存在較佳內置的第一液體收集容積部以及外置的另一或者第二液體收集容積部。

清楚的是，該(多個)液體收集容積部必須具有隨後 稱為溢流棱邊的上部邊界。較佳地，該溢流棱邊朝向外壁的背離周圍環境的一側。因此，過量的、不再能夠容納在液體收集容積部中的液體流向內部，並且不向外部流出。

根據另一實施形式，在用於容納的容器的上部區域中提供環形凹槽形式的液體收集容積部。該上部區域較佳為用於容納的容器的覆蓋區域，並且尤其較佳為用於容納的容器的覆蓋板。因此，凹槽鄰接於過渡區域，使得可容納在該凹槽中的液體能夠涌進過渡區域並且因此被密封。

根據該實施形式，液體收集容積部也較佳地設置在外壁的背離周圍環境的一側上。然而，該液體收集容積部也能夠設置在外壁的另一側上，並且能夠存在兩個在兩側設置的凹槽(從而存在液體收集容積部)。

較佳地，凹槽具有溢流棱邊，其中該溢流棱邊高於過渡區域(處理池的外壁和用於容納的容器的上部區域之間的通道，“密封間隙”)。因此確保可容納在液體收集容積部中的液體能夠涌進過渡區域。

根據一個較佳的實施形式，在過渡區域中使處理池的外壁(也就是說，該處理池的外部器壁的下部端部)的幾何形狀和用於容納的容器的接觸該外壁的區域(例如，該容器的壁的上部端部或該容器的必要時存在的覆蓋板的區域)的幾何形狀在形成液體收集容積部的情况下彼此配合。換言之，通過下述方式實現液體收集容積部的形成：使外壁和用於容納的容器的相互接觸的區域關於它們的幾何形狀相互配合，使得該區域在組合時才形成根據本新型要 求的液體收集容積部。

例如，液體收集容積部的器壁能夠通過處理池外壁的指向下的凸出部來形成，並且另一器壁通過用於容納的容器的必要時存在的外壁的指向上的凸出部來形成。在組合時，兩個凸出部彼此隔開，使得形成空隙，即根據本新型的液體收集容積部。

為了提供基於液體的密封部而必要的是，在液體收集容積部中提供相應的液體。在此，至少部分地填充液體收集容積部，即至少填充至使得液體收集容積部中的液體液位高於在處理池的外壁和位於其之下的容納容器的上側之間形成的間隙(“密封間隙”)。該“液體”能夠由冷凝的氣態物質、流下來的處理液和/或其他液體所組成。較佳地，使用在外壁的內側冷凝的氣態物質以及在那裏流下來的液體，其中可能地在運行中才提供相應的密封作用，因為在開始處理襯底之前，還不存在氣態物質，從而也不存在由此形成的冷凝物，或者也還沒有處理液體流下來。因此，替選地或附加地，也能夠提出例如密封油的、稱作“密封液”的其他的液體，使得在沒有開始處理襯底時也提供密封作用。在此較佳地，密封液比冷凝的氣態物質或處理液更重，使得該物質極為有效地保持遠離過渡區域(密封間隙)，該過渡區域典型地在液體收集容積部的底部延伸。然而，在此必須確保，在使用其他的(密封)液體時，在任何時刻都不能夠出現污染工藝化學藥品的危險。

根據一個較佳的實施形式，液體收集容積部具有與第 一溢流棱邊對置的第二溢流棱邊，該第二溢流棱邊高於該第一溢流棱邊。因此，預設來自液體收集容積部的多餘液體的流出方向。清楚的是，較低的溢流棱邊尤其較佳地設置在外壁的背離周圍環境的一側上。因此，多餘液體在設備的內側上流出並且能夠簡單地通過用於容納的容器來容納，在該情况下，該用於容納的容器不僅適合於容納氣態物質，而且也適合於容納液體，例如尤其為處理液。

根據另一實施形式，在過渡區域中附加地設置有對處理液起作用的密封機構。該密封機構阻礙存在於液體收集容積部中的液體從外壁的一側轉移到該外壁的另外一側上。因此，這尤其當外側上的溢流棱邊或者完全不存在時(用槽的L形橫截面輪廓代替槽的U形橫截面輪廓)或者低於內置的溢流棱邊而使得在沒有附加的密封機構的情况下液體能夠不受控制地向外(並且不向內)流出時是有意義的。當然，僅在密封機構以及外壁和用於容納的容器的與該密封機構形成連接的區域接合時禁止流出。能夠回想起，根據本新型期望的氣密性僅與液體在過渡區域或者液體收集容積部中的存在相關。相反地，儘管本新型在相應的實施形式中也適用於對液體進行控制，例如尤其為該液體的流出，但是對該液體進行控制不是本新型的主題。

如上面所提及地能夠提出，在外壁的兩側提供液體收集容積部。清楚的是，術語“在兩側”不强制性地涉及一個或多個液體收集容積部與外壁接觸或直接地形成連接。事實上，液體收集容積部總是還至少或甚至僅僅與用於容 納的容器結構上形成連接。然而，外壁(根據定義，該外壁涉及處理池)在想象中將設備分成兩個半腔：內腔和外腔(周圍環境)。因此，必要時在想象中能夠將外壁向下延長，以便能夠正確地實現上面的位置說明。

在兩個液體收集容積部的情况下較佳的是，朝向中間腔的液體收集容積部大於在外壁的另一側設置的液體收集容積部。因此，在外壁的內側上的液體收集容積部大於在該外壁的外側上的液體收集容積部。由此，在外側上也形成必要時向上打開的液體收集容積部的較小的蒸發。

根據另外一個實施形式，液體收集容積部的朝向中間腔的器壁具有倒角或倒圓。因此，簡化了設備的典型較佳的內側上的溢流，並且進一步擴大相應的液體收集容積部。顯然也能夠考慮特殊的流出管道，該流出管道允許將多餘液體從液體收集容積部中以特別控制的方式導出。

以下描述在用於借助處理液對襯底進行濕法化學處理的方法的範圍內進行根據本新型的設備的應用。為了避免重複而能夠參考上面的實施形式。

這種應用包括引導氣態物質和/或處理液經過中間腔而進入到用於容納的容器的內腔中的、與處理相關的步驟，和通過在過渡區域中提供至少一個液體收集容積部來形成密封的步驟以及借助尤其為處理液的液體對該液體收集容積部進行的填充，該液體尤其較佳地由冷凝的氣態物質或通過流下來的處理液還或通過其他的(密封)液體形成。

可選地，該應用還包括較佳利用至少兩根偏心軸借助於提升用於容納的容器的處理池來分離處理池的、關於替換池的步驟，和隨後移動在提升的位置中的處理池。

為了替換處理池，首先將該處理池提升。

隨後，在提升到提升位置之後移動處理池。清楚的是，進行該移動，使得將要替換的處理池從處理站的區域中移除。較佳地，能夠將該處理池在足分地移動之後放置在池運輸設備上。

同樣清楚的是，以相反的方式進行將同一個或另一處理池裝入到處理站中。因此，不相應即進行描述。

因此，本新型提供一種設備，借助於該設備由於提供基於液體的密封部而實現對用於襯底的濕法化學處理的處理池進行簡單的、可靠的、快速的以及低成本的替換。

具體實施方式

圖1示出用於濕法化學處理的根據本新型的設備的較佳的實施形式的剖面圖。該設備在其上部區域中具有用於例如尤其為平坦襯底的物體(沒有示出)的處理池1。在處理池1中存在處理液F。從該處理液中連續地、然而尤其在處理期間氣態物質G逸出，該氣態物質在圖1中通過相應的箭頭表明(僅部分地設有附圖標記)。

處理池1雙層壁地構成。該處理池的外壁2和內壁3在構成中間腔4的情况下彼此隔開。從處理液F中形成的 氣態物質G以及可能溢流的或噴出的處理液能夠自己通過該中間腔4向下引出，以便不泄漏到周圍空氣中或不污染周圍環境。這也適用於對於流下來的處理液放氣的組分。

在處理池1之下設置有用於容納處理液F以及來源於處理液F的氣態物質G的容器5。在示出的實施形式中，該容器支承處理池1，並且類似於具有基本上氣密的壁的台座(包括底板和覆蓋板)構成。然而，在朝向處理池下側的邊界區域中，用於容納的容器5具有通孔6(僅左側的通孔設有附圖標記)。氣態物質G和/或處理液F能夠穿過該通孔6到達用於容納的容器5的內腔7中。在那裏必要時存在用於產生相應的負壓的抽吸設備等(沒有設有附圖標記)。

逸出的氣態物質G能夠在處理池1的外壁2的內側8處冷凝，因為外壁2典型地比空氣或中間腔4中的空氣或氣態物質G更冷。冷凝物G’的液滴以及從處理池1溢流的處理液F(在該圖中沒有示出)由於重力S而在內側8處向下流，並且在處理池1的下側和用於容納的容器5的上側之間的邊界區域中積聚。在那裏，更準確地說在處理池1的外壁2和用於容納的容器5之間的過渡區域中設置有相對於周圍環境U遮罩氣態物質G和處理液F的密封部9。該密封部9是必要的，以便氣態物質G和處理液F還保持在設備的內部中，並且不能夠到達周圍環境U的外部空氣中。只要該密封部9根據本新型為氣密的，那麽密封部9典型地同時也是液密的。然而，根據具體的實施形 式，有必要或至少有利的是，為此採用單獨的結構措施。

在圖1中，僅以細節圈K表明密封部9，並且在以下的附圖中更詳細地示出和描述該密封部。

在示出的實施形式中，示出的設備還具有兩根偏心軸14，借助於該偏心軸14能夠將處理池1通過提升與容納的容器5分離，並且在該偏心軸14上該處理池在提升的位置中能夠朝著設備提取側的方向移動。在示出的視圖中提取側是朝向觀察者的。

圖2示出密封部9的尤其較佳的實施形式，該密封部設置在處理池1的外壁2和用於容納的容器5之間的過渡區域中。

根據本新型，密封部9是基於液體的、氣密的密封部。密封部的密封作用基於：由液體製成的、用於氣態物質的連續的膜基本上是不可滲透的。密封部9的主要部件位於虛綫示出的橢圓中。

因此，通過使外壁2接合到深度T處的設置在用於容納的容器5中的、環形的槽10來形成密封部9。具體地，將槽10引入到用於容納的容器5的覆蓋板中；然而，該槽也能夠設置在該用於容納的容器的竪直器壁的上部棱邊處(圖中右下方)。槽10的寬度B超出外壁2的厚度D，使得在槽10中提供至少一個(第一)液體收集容積部F1(畫點的面)，在該液體收集容積部中能夠容納冷凝的液態物質G’和/或處理液F。明顯地，該物質作為液滴在外壁2的內側8處流下。清楚的是，不必强制冷凝引導通 過中間腔4的全部氣態物質，而是較佳也通過(沒有示出的)抽出部來清除“過量的”氣態物質，該抽出部設置在設備之上或者作用於用於容納的容器5的內腔上。

槽10具有(在圖2中沒有示出的)朝向內壁3的第一溢流棱邊11A。該第一溢流棱邊朝向外壁2的背離周圍環境U的一側(外壁2的內側8)。在槽10中積聚的液體(冷凝的氣態物質G’/處理液F，畫點的面)能夠經由該溢流棱邊11A流出。此外，在用於容納的容器5的覆蓋板中存在通孔6。冷凝的氣態物質G’或處理液F穿過該通孔6到達用於容納的容器5的內腔7中，在此進行收集以並且必要時進行清除或再利用。

在示出的實施形式中，也存在第二溢流棱邊11B。該第二溢流棱邊11B位於與第一溢流棱邊11A相同的高度上。因此可能的是，從內側8穿過槽10到達到外壁2對面的一側上的冷凝的氣態物質G’和/或處理液F能夠沿該方向流出，這是不期望的。

根據一個沒有示出的實施形式，例如當第二溢流棱邊11B高於第一溢流棱邊時，能夠避免上述情况。相反地，根據示出的實施形式，為了避免冷凝的氣態物質G’和/或處理液F的溢流而在槽10中存在液封的密封機構12(網狀陰影的面)。因此，冷凝的氣態物質G’和/或處理液F僅收集在圖中左側示出的第一液體收集容積部F1中。相反地，在圖中右側示出的(第二、另一)液體收集容積部F2保持為未填充。如圖所示，較佳地，液體收集容積部 F1大於液體收集容積部F2，因為隨後-對於液體將到達外壁2對面的一側上(周圍環境U中)的情况下-在那裏只提供小的表面以用於蒸發。

為了簡化冷凝的氣態物質G’和/或處理液F的流出以及附加地擴大液體收集容積部F1，槽10的朝向中間腔4的器壁借助倒角13封閉。

在圖3中示出密封部9的另外一個實施形式，該密封部9設置在處理池的外壁2和用於容納的容器5之間的過渡區域中。因此，液體收集容積部F1、F2分別借助於環形的凹槽形成，該環形凹槽根據示出的實施形式設置在外壁2的兩側。兩個凹槽都具有溢流棱邊11A、11B，該溢流棱邊11A、11B分別高於過渡區域(處理池的外壁2和用於容納的容器5之間的通道)。因此確保，可容納在液體收集容積部F1、F2中的液體F能夠涌進該過渡區域。附加地，在圖3中還示出了密封機構12，該密封機構12對從內腔7到周圍環境U的溢流變得困難。

1‧‧‧處理池

2‧‧‧外壁

3‧‧‧內壁

4‧‧‧中間腔

5‧‧‧容器

6‧‧‧通孔

7‧‧‧內腔

8‧‧‧內側

9‧‧‧密封部

10‧‧‧槽

11A‧‧‧溢流棱邊

11B‧‧‧溢流棱邊

12‧‧‧密封機構

13‧‧‧倒角

14‧‧‧偏心軸

15‧‧‧配合面

F‧‧‧處理液、液體

F1、F2‧‧‧液體收集容積部

G‧‧‧氣態物質

U‧‧‧周圍環境

G’‧‧‧冷凝的氣態物質、在其冷凝之後的氣態物質、冷凝物

S‧‧‧重力

K‧‧‧細節圈

B‧‧‧寬度

D‧‧‧厚度

T‧‧‧深度

圖1示出根據本新型的設備的較佳的實施形式的側視剖面圖。

圖2示出基於液體的密封部的較佳的實施形式的細節圖。

圖3示出基於液體的密封部的另一實施形式的細節圖。

1‧‧‧處理池

2‧‧‧外壁

3‧‧‧內壁

4‧‧‧中間腔

5‧‧‧容器

6‧‧‧通孔

7‧‧‧內腔

8‧‧‧內側

9‧‧‧密封部

14‧‧‧偏心軸

15‧‧‧配合面

F‧‧‧處理液、液體

G‧‧‧氣態物質

U‧‧‧周圍環境

S‧‧‧重力

K‧‧‧細節圈

Claims (8)

1. 一種用於濕法化學處理之設備，其係被用於借助處理液(F)在形成從該處理液(F)中逸出的氣態物質(G)的情况下對襯底進行濕法化學處理中，該設備包括：構成為雙層壁的並且能夠替換的處理池(1)，該處理池的外壁(2)和內壁(3)在構成中間腔(4)的情况下彼此隔開；和設置在該處理池(1)之下的用於容納的容器(5)，其用於容納從該處理池(1)流出的氣態物質(G)和/或處理液(F)，該流出的氣態物質(G)和/或處理液(F)能夠通過中間腔(4)排出到該用於容納的容器(5)中；以及設置在該處理池(1)的該外壁(2)和該用於容納的容器(5)之間的過渡區域中的密封部(9)，以相對於周圍環境(U)遮罩該氣態物質(G)和/或處理液(F)，其中該密封部(9)是基於液體的密封部，通過在該過渡區域中提供液體收集容積部(F1、F2)實現構成該密封部(9)。
2. 根據申請專利範圍第1項之設備，其中該用於容納的容器(5)具有環形的槽，在提供該液體收集容積部(F1、F2)的情况下，該槽的寬度(B)超過該外壁(2)的厚度(D)。
3. 根據申請專利範圍第2項之設備，其中該液體收集容積部(F1)設置在該外壁(2)的背離該周圍環境(U)的一側上。
4. 根據申請專利範圍第1項之設備，其中該液體收集 容積部(F1、F2)以環形凹槽的形式提供在該用於容納的容器(5)的上部區域中。
5. 根據申請專利範圍第4項之設備，其中該液體收集容積部(F1)設置在該外壁(2)的背離該周圍環境(U)的一側上。
6. 根據申請專利範圍第1項之設備，其中在該過渡區域中，使該外壁(2)的幾何形狀和該用於容納的容器(5)的與該外壁接觸的區域的幾何形狀彼此配合以形成該液體收集容積部(F1、F2)。
7. 根據申請專利範圍第1至6項中任一項之設備，其中該液體收集容積部(F1、F2)至少部分地由冷凝的氣態物質(G’)、該處理液(F)和/或其他的液體填充。
8. 根據申請專利範圍第1至6項中任一項之設備，其中在該過渡區域中，附加地設置有對該處理液(F)作用的密封機構(12)。