WO1997045860A1 - Vorrichtung zum behandeln von substraten in einem fluid-behälter - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von substraten in einem fluid-behälter Download PDF

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WO1997045860A1
WO1997045860A1 PCT/EP1997/001576 EP9701576W WO9745860A1 WO 1997045860 A1 WO1997045860 A1 WO 1997045860A1 EP 9701576 W EP9701576 W EP 9701576W WO 9745860 A1 WO9745860 A1 WO 9745860A1
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Steag Microtech Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a device for treating substrates in a fluid container with ultrasound, the substrates in the fluid container being movable during the treatment process.
  • Devices for treating substrates are, for example, from the publications US 5 275 184, WO-A-95 02 473, US 5 327 921, US 5 261 431, US 5 488 964, JP 4-245432 A2 and JP 3-47578 A2 or from DE-A-44 13 077, which goes back to the same applicant.
  • the wafers are arranged statically and firmly in the fluid container during the treatment.
  • the treatment fluid for example a chemical or a cleaning liquid
  • the treatment fluid is introduced via an inlet opening or via fluid nozzles, locally different flow conditions, flow crossing points or blind spots occur which arise due to the predetermined or existing fluid flow or radiation angles.
  • a device of the type mentioned in which substrates with a cassette are used in the fluid container and a lifting or lowering device is provided, each of the substrates and the cassette independently in the fluid Container and lift out of it.
  • the fluid container is at least twice as high as the height of the cassette.
  • An ultrasound emitting device is located on a container wall above the cassette inserted in the fluid container. When the substrates are led out of the cassette, the individual horizontal zones of the substrates pass through the ultrasound beam area of the ultrasound source.
  • the fluid container of this known device is large both in width and depth as well as in height, because the cassette must find space therein and a correspondingly large space is required above the cassette for the treatment of the substrates excavated from the cassette .
  • a large amount of treatment fluid is also required, which is expensive and / or has to be reprocessed with great effort.
  • a treatment device for wafers is known in 331, in which the wafers are inserted into the fluid container in a cassette and rotated from above by means of a roller in the cassette during the spraying with DI water on which the substrates lie.
  • the fluid container must again have large dimensions with the disadvantages mentioned because of the accommodation of the cassette. Treatment of the substrates by means of ultrasound is not provided for in this device.
  • a wafer treatment device is known from US Pat. Fluid containers are used for treatment.
  • An ultrasound source is located on the bottom of the fluid container.
  • the substrate rests in the fluid container on substrate holders that are rotatable so that the substrate can be rotated during the treatment process.
  • substrate holders that are rotatable so that the substrate can be rotated during the treatment process.
  • the effect of the sonication of the substrate from below is much less effective, and moreover the substrate holders are in the sonication area and therefore interfere with the uniform sonication of the substrate .
  • the object of the invention is to create a device for treating substrates which, with small dimensions and a low need for treatment fluids, has a better, more uniform and more intensive treatment Treatment of the substrates with ultrasound enables.
  • the object is achieved according to the invention in that guides for the substrates are provided in or on the inner surface of at least one container wall of the fluid container, and in that at least one area of a container wall for the sonication of the in the fluid container used substrates is designed as an ultrasound radiation device.
  • the device or the fluid container can have small dimensions, so that clean room volume is saved and the amount of treatment fluid is small.
  • Fluid container very simple.
  • the feature according to the invention nevertheless ensures a uniform, good and intensive treatment of the substrates with ultrasound, treatment fluid and / or other radiation over the entire substrate surfaces, without blind spots or treatment areas with different intensities occurring.
  • the substrates in the fluid container can be raised and lowered during the treatment process.
  • individual substrate areas are exposed to different irradiation areas of the fluid, ultrasound and / or light cones, so that overall a more uniform treatment of the substrates is possible across the substrate area.
  • the fluid container preferably has a substrate receiving device in the form of a comb-like web which is located below the substrates in a direction perpendicular to the substrate surfaces and on which the substrates rest.
  • guides for the substrates are provided in or on the inner surface of at least one side wall of the fluid container, which are formed in slots, but preferably in the form of slotted crosspieces, pins and / or knobs.
  • the irregularities resulting from the guides during the treatment of the substrates in the fluid container are avoided or substantially reduced according to the invention in that the substrates are movable, for example in the fluid container, can be raised and / or lowered while the substrates are exposed to a fluid, ultrasound or light, for example ultraviolet light.
  • the guides for the substrates on the inner surfaces of the side walls of the fluid basin, its slots, webs, pins and / or knobs, can be arranged in such a way that guide-free areas are present on the inner surfaces of the side walls, for example also by a staggered arrangement of the guides. In these free areas without guides, inlet openings, spray nozzles, diffusers, ultrasound emitting devices, ultraviolet light sources and / or further devices for treating the substrates are then preferably provided.
  • the movable substrate receiving device of the fluid container has at least two mounting areas for mounting the substrates. This makes it possible to hold the substrates in the fluid container without using guides on the inner surfaces of the side walls. In this way, there are no relative movements and therefore friction between the substrates and fluid container devices, with the result that any abrasion that occurs as a result or the formation of particles that can contribute to contamination of the substrate surfaces is further reduced.
  • slots are provided which are preferably complementary to the edge shape of the substrates and preferably decrease in width from the slot openings to the slot bottoms. In this way, there is a secure stand and hold of the substrates in the slotted, at least two webs.
  • the hold and the positional stability of the substrates in the substrate receiving device is further improved if one wall of the slot is vertical and a second
  • Wall of the slot is inclined by a first predetermined angle to the vertical.
  • a corresponding substrate holding device on the upper side of the substrates, preferably in the form of a substrate holding strip or in the form of a device, which corresponds to the substrate receiving device at least two mounting areas for mounting the substrates is formed.
  • the substrates in the fluid container are securely held even in the event that, according to a particularly advantageous embodiment
  • the substrates can be rotated alternatively or in addition to a lifting and lowering movement.
  • the substrate receiving device without the need for guides in or on the side walls of the basins, it is possible to rotate the substrates continuously or also in each case by a certain angle back and forth while the substrates handled delt, for example with ultrasound. This prevents contact or friction between the moving substrates and parts of the fluid container, so that abrasion particles do not occur or only to a minor extent.
  • the container bottom and / or at least one container wall of the fluid container is or are designed as a sound radiation device.
  • the entire floor or the entire wall is a sound source, so that a very uniform sonication of the substrates in the fluid container is possible.
  • Fluid nozzles in particular as strip-shaped areas, are preferably provided on the tank bottoms and / or tank wall areas designed as ultrasound radiation devices.
  • the container bottom and / or at least one container wall as a fluid nozzle surface and to provide at least one region with a sound radiation device, which can preferably also be in the form of a strip.
  • ultrasound devices, ultraviolet light sources and / or diffusers reference is made to the already mentioned DE-A-196 16 402, the content of which is the subject of the present Registration is made.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention with the substrate receiving device moving up and down and guide elements on the inner surfaces of the side walls of the fluid container; 2 shows an embodiment for the fluid base and / or at least one side wall of the fluid container in a schematic representation; 3 shows a further embodiment for the fluid base and / or at least one side wall of the fluid container in a schematic representation; and FIG. 4 shows an embodiment for attaching fluid nozzles in a container wall in the form of an ultrasound emitting device according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a fluid container 1 with a container base 2 and container side walls 3, 4 in cross section.
  • substrates 5 for example wafers, aligned parallel to one another in the viewing direction one behind the other.
  • the substrates 5 lie on the underside of a substrate receiving device 6, which in the present exemplary embodiment is designed as a comb-like web, and is located below the substrates 5.
  • guides 7 for the wafers 5 are provided on the inner surfaces of the side walls 3, 4 of the fluid container 1, which in the exemplary embodiment shown are in the form of slotted webs and extend perpendicular to the wafer surfaces.
  • the guides 7 are located on the two opposite container walls 3, 4 each at the same height.
  • a container wall 4 is designed as an ultrasound emitting device 8 and emits ultrasound, preferably megasound, in the horizontal direction. Because of the mutually opposite guides 7, horizontal areas 9 occur without or with only a slight intensity of the sound so that in these horizontal, strip-shaped areas 9 no or only a small amount of irradiation of the substrates 5 is possible.
  • the receiving device 6 is now raised and / or lowered during the treatment process, that is to say during the irradiation of the substrates 5 with ultrasound, so that there is a relative movement of the substrates 5 with respect to the fluid container 1 and the fluid container -Elements, such as the guides 7 results.
  • the movement of the substrates 5 also causes the areas 9 to be subjected to ultrasound, which could not be irradiated with ultrasound without the movement of the substrates 5.
  • the lifting height .DELTA.x by which the substrate holding device 6 can be raised and / or lowered, can be selected depending on the existing conditions and requirements.
  • the stroke should be as equal as possible or greater than the width of the areas 9, so that the entire area 9 comes into the radiation area of the ultrasound emitting device when the substrate receiving device 6 is raised or lowered, that is, into the areas in which undisturbed wave propagation occurs.
  • the bottom or the wall consisted continuously of an ultrasound radiation device 11, with fluid Nozzles 12 are provided which are located in parallel strips 13 on the same or in recesses in the sound radiation device.
  • this arrangement is a container wall, at least one guide web corresponding to the guide webs 7 shown in FIG. 1 is also provided, provided that the wafer 5 is not already in the Substrate receiving device are fixed and completely held.
  • a continuous container bottom and / or a continuous container wall is designed as a fluid nozzle surface 14, as is described in detail, for example, in DE-A-196 16 402. Areas 15 of ultrasonic radiation devices are formed or attached in a strip shape on such a fluid nozzle surface.
  • FIG. 4 shows the profile of a strip-shaped recess 18 in the ultrasound radiation device 11 having a metal plate, into which a complementary strip of metal or an ultrasound-absorbing material 17 can be inserted, in which the fluid nozzles 12 are arranged.
  • the substrate receiving device 6 can be designed in such a way that the substrates 5 are fixed and held in their position without guides 7 being necessary.
  • An example of such a design of the substrate receiving device is given in DE-A-196 16 402. It is also possible to treat the device with a hood for treating the substrates 5 with a steam according to the Marangoni principle in order to accelerate the drying of the substrates when the substrates are moved out of the fluid container.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten (5) in einem Fluid-Behälter (1) ergibt sich eine besonders gute, gleichmäßige und intensive Behandlung der Substrate (5), wenn diese im Fluid-Behälter (1) während des Behandlungsvorgangs bewegbar sind.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluid-
Behälter
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten in einem Fluid-Behälter mit Ultraschall, wobei die Substrate im Fluid-Behälter während des Behandlungs- vorgangs bewegbar sind.
Vorrichtungen zum Behandeln von Substraten sind bei¬ spielsweise aus den Druckschriften US 5 275 184, WO-A-95 02 473, US 5 327 921, US 5 261 431, US 5 488 964, JP 4-245432 A2 und JP 3-47578 A2 oder aus der auf die- selbe Anmelderin zurückgehenden DE-A-44 13 077 bekannt.
Die Wafer sind bei diesen Anordnungen während der Behand¬ lung statisch und fest im Fluid-Behälter angeordnet. Beim Einleiten des Behandlungsfluids, beispielsweise einer Chemikalie oder einem Reinigungsflüssigkeit über eine Einlaßöffnung oder über Fluid-Düsen treten lokal unter¬ schiedliche Strömungsverhältnisse, Strömungs-Kreuzungs- punkte oder Totwinkel auf, die durch die vorgegebenen oder vorhandenen Fluid-Strömungs- oder Strahlungswinkel entstehen.
Bei der Behandlung der Substrate mit Ultraschall etwa zur Verbesserung und Beschleunigung des Reinigungsvorgangs ist eine gleichmäßige Beschallung der Substrate bei den bekannten Vorrichtungen ebenfalls nicht möglich, weil wiederum durch die Beschallungskegel unterschiedliche Be- strahlungsintensitäten oder gar Totwinkel auftreten. Bei der aus der WO-A-95 02 473 bekannten Vorrichtung sind Ul¬ traschall-Abstrahlvorrichtungen an den Seitenwänden vor¬ gesehen. Um die gleichmäßige Beschallung der Substrate zu verbessern, wurden die Führungseinrichtungen für die
Substrate auf der Innenfläche der Seitenwände des Fluid- Behälters versetzt angeordnet. Damit ist eine Verbesse- rung hinsichtlich einer gleichmäßigen Beschallung der Substrate nur im begrenzten Maße möglich, weil diese Füh¬ rungseinrichtungen, die den Ultraschall-Abstrahlvorrich- tungen gegenüberliegen, aufgrund der dadurch eintretenden Dämpfung andere Beschallungsintensitäten hervorrufen, als dies außerhalb der Bereiche der Fall ist, in denen die Führungseinrichtungen nicht vorhanden sind.
Aus der US 4 902 350 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der Substrate mit einer Kas¬ sette im Fluid-Behälter eingesetzt werden und eine Anheb¬ bzw. Absenkvorrichtung vorgesehen ist, die die Substrate und die Kassette jeweils unabhängig in den Fluid-Behälter und aus diesem herausheben. Um die Kassette und die Sub- strate unabhängig voneinander im Fluid-Behälter behandeln zu können, ist der Fluid-Behälter mindestens doppelt so hoch wie die Höhe der Kassette. Oberhalb der in den Flu¬ id-Behälter eingesetzten Kassette befindet sich an einer Behälterwand eine Ultraschall-Abstrahlvorrichtung. Beim Herausführen der Substrate aus der Kassette durchlaufen die einzelnen waagrechten Zonen der Substrate den Ultra¬ schall-Strahlbereich der Ultraschallquelle. Der Fluid-Be¬ hälter dieser bekannten Vorrichtung ist sowohl in der Breite und Tiefe als auch in der Höhe groß, weil darin die Kassette Platz finden muß, und über der Kassette ein entsprechend großer Raum für die Behandlung der aus der Kassette ausgehobenen Substrate erforderlich ist. Mit dem großen Raumbedarf, der insbesondere den kostenintensiven Reinräumen nachteilig ist, ist auch eine große Menge an Behandlungsfluid erforderlich, das teuer ist und/oder mit großem Aufwand wieder aufbereitet werden muß.
Aus dem Artikel IBM TDB Vol. 34, No. 5, Oct. 1991, p. 331 ist eine Behandlungsvorrichtung für Wafer bekannt, bei der die Wafer in einer Kassette in den Fluid-Behälter eingesetzt werden und während des Besprühens mit Dl-Was- ser von oben mittels einer Walze in der Kassette gedreht werden, auf der die Substrate aufliegen. Der Fluid-Behäl¬ ter muß wegen der Aufnahme der Kassette wiederum große Abmessungen mit den genannten Nachteilen aufweisen. Eine Behandlung der Substrate mittels Ultraschall ist bei die- ser Vorrichtung nicht vorgesehen.
Aus der US 5 286 657 ist eine Waferbehandlungsvorrichtung bekannt, bei der jeweils einzelne Wafer in einen. Fluid- Behälter zur Behandlung eingesetzt sind. Auf dem Boden des Fluid-Behälters befindet sich eine Ultraschallquelle. Das Substrat liegt im Fluid-Behälter auf Substrathaltern auf, die drehbar sind, so daß das Substrat während des Behandlungsvorgangs gedreht werden kann. Abgesehen von der Tatsache, daß bei dieser Anordnung jeweils nur ein einziges Substrat behandelt werden kann, ist die Wirkung der Beschallung des Substrats von unten wesentlich weni¬ ger wirksam, und darüberhinaus liegen die Substrathalte¬ rungen im Beschallungsbereich und stören daher die gleichmäßige Beschallung des Substrats.
Ausgehend von der aus der US 4 902 350 bekannten Vorrich¬ tung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung zur Behandlung von Substraten zu schaffen, die bei kleinen Abmessungen und geringem Bedarf an Behand- lungsfluids eine besserere, gleichmäßigere und intensi¬ vere Behandlung der Substrate mit Ultraschall ermöglicht.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge¬ löst, daß in bzw. auf der Innenfläche wenigstens einer Behälterwand des Fluid-Behälters Führungen für die Sub¬ strate vorgesehen sind, und daß wenigstens ein Bereich einer Behälterwand für die Beschallung der im Fluid-Be¬ hälter eingesetzten Substrate als Ultraschall-Abstrahl- vorrichtung ausgebildet ist.
Da bei der erfindungsgemäßen Substrat-Behandlungsvorrich- tung keine Kassetten im Fluid-Behälter erforderlich sind, kann die Vorrichtung bzw. der Fluid-Behälter kleine Ab¬ messungen aufweisen, so daß Reinraum-Volumen eingespart wird und die Menge des Behandlungsfluids klein ist. Da- rüberhinaus sind die Einrichtungen zum Einsetzen, Heraus- nehmen und Bewegen der Substrate in den bzw. aus dem
Fluid-Behälter sehr einfach. Dem erfindungsgemäßen Merk¬ mal ist dennoch eine über die gesamten Substratflächen hinweg gleichmäßge, gute und intensive Behandlung der Substrate mit Ultraschall, Behandlungsfluid und/oder son- stigen Bestrahlung gewährleistet, ohne daß Totwinkel oder Behandlungsbereiche mit unterschiedlicher Intensität auf¬ treten.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Substrate im Fluid-Behälter während des Behandlungsvorgangs anheb- und absenkbar. Auf diese Weise werden einzelne Substratbereiche unterschiedlichen Bestrahlungsbereichen der Fluid-, Ultraschall-, und/oder Lichtkegel ausgesetzt, so daß insgesamt eine gleichmäßi- gere Behandlung der Substrate über die Substratflache hinweg möglich ist.
Vorzugsweise weist der Fluid-Behälter eine Substratauf¬ nahmevorrichtung in Form eines kammartigen Stegs auf, der sich unterhalb der Substrate in senkrechter Richtung zu den Substratflächen befindet und auf dem die Substrate aufliegen. In diesem Falle sind in bzw. auf der Innenflä¬ che wenigstens einer Seitenwand des Fluid-Behälters Füh¬ rungen für die Substrate vorgesehen, die in Schlitzen, vorzugsweise aber in Form von geschlitzten Querstegen, Stiften und/oder Noppen ausgebildet sind.
Die durch die Führungen sich ergebenden Ungleichmäßigkei- ten bei der Behandlung der Substrate im Fluid-Behälter werden erfindungsgemäß dadurch vermieden oder wesentlich verringert, daß die Substrate bewegbar, beispielsweise im Fluid-Behälter anheb- und/oder absenkbar sind, während die Substrate mit einem Fluid, Ultraschall oder Licht- beispielsweise Ultravioletlicht beaufschlagt werden. Die Bereiche, die zu einer bestimmten Lage des Substrats nicht oder nur unzureichend beaufschlagt werden, gelangen durch die Bewegung der Substrate im Fluid-Behälter in Be¬ strahlungsabschnitte mit besseren Bestrahlungskriterien. Möglicherweise auftretende Totwinkel oder Strahlungsbe¬ reiche mit geringer Strahlungsintensität werden dadurch bei der Behandlung der Substrate ausgeglichen.
Die Führungen für die Substrate auf den Innenflächen der Seitenwände des Fluid-Beckens, seinen es nun Schlitze, Stege, Stifte und/oder Noppen, können so angeordnet sein, daß führungsfreie Bereiche auf den Innenflächen der Sei- tenwände vorliegen, etwa auch durch versetzte Anordnung der Führungen. In diesen freien Bereichen ohne Führungen sind dann vorzugsweise Einlaßöffnungen, Sprühdüsen, Dif- fusoren, Ultraschall-Abstrahlvorrichtungen, Ultraviolett- Lichtquellen und/oder weitere Einrichtungen zur Behand- lung der Substrate vorgesehen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die bewegbare Substrataufnahmevorrichtung des Fluid-Behälters wenigsten zwei Halterungsbereiche für die Halterung der Substrate auf. Dadurch ist es möglich, die Substrate im Fluid-Behälter ohne Verwendung von Füh¬ rungen an den Innenflächen der Seitenwände zu haltern. Auf diese Weise entstehen keine Relativbewegungen und da¬ mit Reibungen zwischen den Substraten und Fluid-Behälter- Einrichtungen mit der Folge, daß ein dadurch auftretender möglicher Abrieb oder die Entstehung von Partikeln, die zu Verunreinigungen der Substratflächen beitragen können, weiter verringert wird.
Um die Substrate in der Substrataufnahmevorrichtung ohne die Notwendigkeit von Führungen innerhalb des Fluid-Be¬ hälters sicher haltern zu können, sind in der Aufnahme- Vorrichtung, beispielsweise in zwei voneinander beabstan- deten Stegen, Schlitze vorgesehen, die vorzugsweise kom¬ plementär zur Kantenform der Substrate ausgebildet sind und vorzugsweise in ihrer Breite von den Schlitzöffnungen zu den Schlitzböden hin abnehmen. Auf diese Weise ergibt sich ein sicherer Stand und Halt der Substrate in den mit Schlitzen versehenen, wenigstens zwei Stegen. Der Halt und die Lagestabilität der Substrate in der Substratauf¬ nahmevorrichtung wird darüber hinaus weiter verbessert, wenn eine Wand des Schlitzes vertikal und eine zweite
Wand des Schlitzes um einen ersten vorbestimmten Winkel zur Vertikalen geneigt ist. Um hinsichtlich der Ausbil¬ dung der Substrat-Aufnahmevorrichtung Wiederholungen zu vermeiden, wird insbesondere auf die DE-A-44 28 169 sowie die nicht vorveröffentlichten DE-A-196 15 108, und die DE-A-196 16 402 der selben Anmelderin verwiesen, wobei deren Inhalte insofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.
Insbesondere in Zusammenhang mit einer Substrataufnahme¬ vorrichtung zur führungsfreien Halterung der Substrate im Substratbecken ist es vorteilhaft, auf der Oberseite der Substrate eine entsprechende Substrathalterungseinrich- tung vorzugsweise in Gestalt einer Substrat-Halteleiste oder in Gestalt einer Vorrichtung vorzusehen, die ent¬ sprechend der Susbtrataufnahmevorichtung mit wenigstens zwei Halterungsbereichen für die Halterung der Substrate ausgebildet ist. Auf diese Weise sind die Substrate im Fluid-Behälter sicher auch für den Fall gehaltert, daß gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung die Substrate alternativ oder zusätzlich zu ei¬ ner Anheb- und Absenkbewegung drehbar sind. Durch die si¬ chere Halterung der Substrate in der Substrataufnahmevor- richtung ohne das Erfordernis von Führungen in oder an den Seitenwänden der Becken ist es möglich, die Substrate kontinuierlich oder auch jeweils um einen bestimmten Win¬ kel hin und her zu drehen, während die Substrate behan- delt, beispielsweise mit Ultraschall beaufschlagt werden. Eine Berührung oder Reibung zwischen den sich bewegenden Substraten und Teilen des Fluid-Behälters wird dadurch vermieden, sodaß Abriebpartikel nicht oder nur in gerin- gern Maße auftreten.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind der Behälterboden und/oder wenig¬ stens eine Behälterwand des Fluid-Behälters als Schallab- Strahlvorrichtung ausgebildet. Der gesamte Boden bezie¬ hungsweise die gesamte Wand ist dabei eine Schallquelle, so daß eine sehr gleichmäßige Beschallung der Substrate im Fluid-Behälter möglich ist.
Vorzugsweise sind auf den als Ultraschallabstrahlvorrich¬ tung ausgebildeten Behälterböden und/oder Behälterwandbe¬ reichen Fluid-Düsen, insbesondere als streifenförmige Be¬ reiche vorgesehen. Es ist auch umgekehrt möglich, den Be¬ hälterboden und/oder wenigstens eine Behälterwand als Fluid-Düsen-Fläche auszubilden und wenigstens einen Be¬ reich mit einer Schallabstrahlvorrichtung vorzusehen, der vorzugsweise ebenfalls streifenförmig ausgebildet sein kann. Um hinsichtlich der Ausbildung von Düsensystemen und der Anordnung von Düsen, Ultraschallvorrichtungen, Ultraviolett-Lichtquellen und/oder Diffusoren Wiederho¬ lungen zu vermeiden, wird auf die bereits erwähnte DE-A- 196 16 402 verwiesen, deren Inhalt insofern zum Gegen¬ stand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand vorteilhafter Aus¬ führungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren erläu¬ tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung mit Auf- und Abbewegung der Substrataufnahmevorrichtung und Führungselementen auf den Innenflächen der Seitenwände des Fluid-Be¬ hälters; Fig. 2 eine Ausführungsform für den Fluidboden und/oder wenigstens eine Seitenwand des Fluid-Behäl¬ ters in schematischer Darstellung; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform für den Fluidboden und/oder wenigstens eine Seitenwand des Fluid-Behälters in schematischer Darstellung; und Fig. 4 eine Ausführungsform zur Anbringung von Fluid-Düsen in einer als Ultraschall-Abstrahlvor¬ richtung ausgebildeten Behälterwand gemäß Fig. l.
Fig. 1 zeigt einen Fluid-Behälter 1 mit einem Behälterbo¬ den 2 und Behälter-Seitenwände 3, 4 im Querschnitt. Im Fluid-Behälter 1 befinden sich Substrate 5, beispielswei¬ se Wafer, parallel zu einander ausgerichtet in Blickrich- tung hintereinander. Die Substrate 5 liegen auf der Un¬ terseite auf einer Subtrataufnahmevorrichtung 6 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als kammartiger Steg ausgebildet ist, und sich unterhalb der Substrate 5 be¬ findet.
Da die Substrataufnahmevorrichtung 6 im vorliegenden Aus- führungsbeispiel die Substrate 5 nicht allein haltern und parallel zueinander aufrecht ausgerichtet fixieren kann, sind an den Innenflächen der Seitenwände 3, 4 des Fluid- Behälters 1 Führungen 7 für die Wafer 5 vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form von ge¬ schlitzten Stegen ausgebildet sind und sich senkrecht zu den Waferflachen erstrecken. Die Führungen 7 befinden sich auf den beiden gegenüberliegenden Behälterwänden 3, 4 jeweils in derselben Höhe.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Behäl¬ terwand 4 insgesamt als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung 8 ausbildet und strahlt Ultraschall, vorzugsweise Mega- schall, in waagerechter Richtung ab. Aufgrund der einan¬ der gegenüberliegenden Führungen 7 treten waagerechte Be¬ reiche 9 ohne oder mit nur geringer Meagschallintensität auf, so daß in diesen waagerechten, streifenförmigen Be¬ reichen 9 keine oder nur eine geringe Bestrahlung der Substrate 5 möglich ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr während des Behandlungsvorgangs, also während der Bestrahlung der Substrate 5 mit Ultraschall, die Aufnahmevorrichtung 6 angehoben und/oder abgesenkt, so daß sich eine Relativbe¬ wegung der Substrate 5 bezüglich des Fluid-Behälters 1 und den Fluid-Behälter-Elementen, wie beispielsweise den Führungen 7 ergibt. Auf diese Weise werden durch die Be¬ wegung der Substrate 5 auch die Bereiche 9 mit Ultra¬ schall beaufschlagt, die ohne die Bewegung der Substrate 5 nicht mit Ultraschall bestrahlt werden könnten. Die Hubhöhe Δx, um die die Substrataufnahmevorrichtung 6 an¬ hebbar und/oder absenkbar ist, ist je nach den vorhande¬ nen Gegebenheiten und Erfordernissen wählbar. Beim darge¬ stellten Ausführungsbeispiel sollte der Hub möglichst gleich oder größer der Breite der Bereiche 9 sein, damit jeweils der gesamte Bereich 9 bei Anheben oder Absenken der Substrataufnahraevorrichtung 6 in den Strahlungsbe¬ reich der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung kommt, also in die Bereiche, in denen eine ungestörte Wellenausbreitung auftritt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Behälterbodens 2 und/oder einer Behälterwand 3, 4 besteht der Boden bzw. die Wand wie bei dem in Fig. 1 dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel durchgehend aus einer Ultra- schall-AbstrahlVorrichtung 11, wobei Fluid-Düsen 12 vor¬ gesehen sind, die sich in parallelen Streifen 13 auf der¬ selben oder in Ausnehmungen der Schallabstrahlvorichtung befinden. Im Falle, daß diese Anordnung eine Behälterwand ist, ist darüber hinaus auch wenigstens ein Führungssteg entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Führungsstegen 7 vorgesehen, sofern die Wafer 5 nicht ohnehin in der Substrataufnahmevorrichtung fixiert und vollständig ge¬ haltert sind.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein durchgehender Behälterboden und/oder eine durchgehende Behälterwand als Fluiddüsen-Fläche 14 ausgebildet, wie dies beispielsweise in der DE-A-196 16 402 im einzelnen beschrieben ist. Auf einer derartigen Fluiddüsen-Fläche sind Bereiche 15 von Ultraschallabstrahlvorrichtungen in Streifenform ausgebildet oder angebracht.
Fig. 4 zeigt das Profil einer streifenförmigen Ausnehmung 18 in der eine Metallplatte aufweisenden Ultraschall-Ab¬ strahlvorrichtung 11, in die ein komplementär ausgebilde- ter Streifen aus Metall oder einem ultraschalldämpfenden Material 17 einschiebbar ist, in dem die Fluid-Düsen 12 angeordnet sind.
Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Aus- führungsbeispiels beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch Abwandlungen oder Ausgestaltungen möglich, ohne daß da¬ durch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielswei¬ se kann die Substrataufnahmevorrichtung 6 in der Weise ausgebildet sein, daß die Substrate 5 in ihrer Lage fi- xiert und gehalten werden, ohne daß Führungen 7 erforder¬ lich sind. Ein Beispiel für eine derartige Ausbildung der Subtrataufnahemvorrichtung ist in der DE-A-196 16 402 an¬ gegeben. Auch ist es möglich, die Vorrichtung mit einer Haube zur Behandlung der Substrate 5 mit einem Dampf ge- maß dem Marangoni-Prinzip zu behandeln, um beim Heraus¬ fahren der Substrate aus dem Fluid-Behälter die Trocknung der Substrate zu beschleunigen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten (5) in einem Fluid-Behälter (1) mit Ultraschall, wobei die Sub- strate im Fluid-Behälter (1) während des Behandlungsvor¬ gangs bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. auf der Innenfläche wenigstens einer Behälterwand (3, 4) des Fluid-Behälters (1) Führungen (7) für die Substrate (5) vorgesehen sind, und daß wenigstens ein Bereich einer Behälterwand (3, 4) für die Beschallung der im Fluid-Be¬ hälter (1) eingesetzten Substrate (5) als Ultraschall-Ab¬ strahlvorrichtung ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Substrate (5) in Fluid-Behälter (1) während des Behandlungsvorgangs anheb- und absenkbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Substrate (5) in oder auf einer be¬ wegbaren Substrat-Aufnahmevorrichtung (6) des Fluid-Be¬ hälters (1) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Substrat-Aufnahmevorrichtung (6) ein
Steg ist, der sich unterhalb der Substrate (5) in senk¬ rechter Richtung zu den Substratflächen befindet und auf dem die Substrate (5) aufliegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Substrataufnahmevorichtung (6) ei¬ nen Halterungsbereich aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Führungen (7) Schlitze, Stege, Stifte und/oder Noppen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Innenflächen der Seitenwände (3, 4) des Fluid-Beckens (1) Bereiche ohne Führungen aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche der Innenflächen der Behälterwände (3, 4) ohne Führungen Einlaßöffnungen, Sprühdüsen, Diffusoren, Ultraviolet-Lichtquellen. und/oder Ultraschall-Abstrahlvorrichtungen aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (5) im Fluid-Behälter (1) während des Behandlungsvorgangs dreh¬ bar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrat-Aufnah¬ mevorrichtung (6) wenigstens zwei Halterungsbereiche für die Halterung der Substrate (5) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Substrate (5) in der Substrat-Aufnahme¬ vorrichtung (6) gehaltert sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Susbstrat-Aufnahmevorrichtung (6) Schlitze aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze komplementär zur
Kantenform der Substrate ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze von der Schlitzöffnung zum Schlitzboden hin abnimmt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand eines Schlitzes vertikal und eine zweite Wand des Schlitzes um einen er¬ sten vorbestimmten Winkel zu Vertikalen geneigt ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Substrathalterungseinrichtung im oberen Randbereich der Substrate (5) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (2) als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß auf dem als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung ausgebildeten Behälterboden (2) und/oder der als Ultra- schall-Abstrahlvorrichtung ausgebildeten Behälterwand (3, 4) Bereiche mit Fluiddüsen ausgebildet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (2) und/ oder wenigstens eine Behälterwand (3, 4 ) als Fluiddüsen- Abstrahlflache ausgebildet ist und wenigstens ein Bereich als Ultraschall-Abstrahlvorrichtung vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) mit der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung (11) in schallübertragen- der Verbindung stehen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) mit der Ultraschall-Abstrahlvorrichtung (11) nicht in schallüber- tragender Verbindung stehen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüsen (12) auf bzw. in einem ultraschalldämpfenden Material (17) an¬ geordnet sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das ultraschalldämpfende Material (17) als die fluiddüsentragenden Streifen in komplementär, ausge¬ bildete Ausnehmungen (18) in der Ultraschall-Abstrahlvor- richtung (11) einsetz- oder einschiebbar sind.
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