WO1999045574A1

WO1999045574A1 - Verfahren zum wechseln eines in einem behandlungsbecken enthaltenen behandlungsmediums und anlage zur ausführung des verfahrens

Info

Publication number: WO1999045574A1
Application number: PCT/EP1999/001285
Authority: WO
Inventors: Mostafa Sabet
Original assignee: Mostafa Sabet
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-02-27
Publication date: 1999-09-10
Also published as: EP1101243A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln eines in einem Behandlungsbecken (12) enthaltenen Behandlungsmediums für eine naßchemische Behandlung von Siliziumscheiben, wobei in vorgebbaren Zeitintervallen und/oder nach der Behandlung einer vorgebbaren Anzahl von Siliziumscheiben eine Menge des verunreinigten Behandlungsmediums abgezogen und eine entsprechende Menge nichtverunreinigtem Behandlungsmediums eingebracht wird, wobei die Menge (ΔV) einem Bruchteil der gesamten Menge (Vmax) des im Behandlungsbecken (12) vorhandenen Behandlungsmediums (14) entspricht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Anlage zur naßchemischen Behandlung von Siliziumscheiben (16), mit einem Behandlungsbecken (12), einer Beckenzulaufleitung (26) und einer Beckenablaufleitung (46). Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß in der Beckenzulaufleitung (26) und in der Beckenablaufleitung (46) jeweils eine Dosierpumpe (30, 56) angeordnet ist und eine den Dosierpumpen (30, 56) zugeordnete Steuereinrichtung (80) vorgesehen ist, die ein Abziehen und ein Einbringen des Behandlungsmediums aus bzw. in das Behandlungsbecken ermöglicht.

Description

Verfahren zum Wechseln eines in einem Behandlungsbecken enthaltenen Behandlungsmediums und Anlage zur Ausführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln eines in einem Behandlungsbecken enthaltenen Behandlungsmediums für eine naßchemische Behandlung von Siliziumscheiben, wobei in vorgebbaren Zeitintervallen und/oder nach der Behandlung einer vorgebbaren Anzahl von Siliziumscheiben eine Menge des verunreinigten Behandlungsmediums abgezogen und eine entsprechende Menge eines nicht-verunreinigten Behandlungsmediums eingebracht wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur naßchemischen Behandlung von Siliziumscheiben, mit einem Behandlungsbecken zur Aufnahme eines Behandlungsmediums, einer Beckenzulaufleitung und einer Beckenablaufleitung. Bei der Herstellung von Halbleitern werden üblicherweise naßchemische Verfahren zur Behandlung von Siliziumscheiben, im folgenden auch als Wafer bezeichnet, eingesetzt. Die naßchemischen Verfahren dienen beispielsweise dazu, die Wafer zu reinigen oder zu ätzen. Bis zu seiner Fertigstellung wird der Wafer nacheinander einer Vielzahl von unterschiedlichen Behandlungen unterzogen. Eine übliche Anlage zur naßchemischen Behandlung von Wafern umfaßt daher eine Vielzahl von Behandlungsbecken, die mit einem Behandlungsmedium bzw. einer Behandlungsflüssigkeit (im folgenden auch einfach als Flüssigkeit bezeichnet), beispielsweise Phosphorsäure, gefüllt sind. Die gesamte Anlage gliedert sich in sogenannte Chemie-Module, wobei jedes Chemie- Modul ein Behandlungsbecken, Behandlungsbeckenzulauf- und -ablaufleitungen, sowie die notwendige Infrastruktur umfaßt. Ein oder mehrere solcher Chemie-Module werden als Naßbank bezeichnet.

Im Betrieb der Anlage wird in einem Betriebsturnus zunächst das Behandlungsbecken mit dem Behandlungsmedium (etwa 50 1 Volumen) befüllt. Zuvor wird dieses Behandlungsmedium jedoch in einem sogenannten Vorlage-Tank mit einem entsprechenden Aufnahmevolumen (etwa 501) auf eine vorwählbare Temperatur gebracht, so daß zur Verkürzung der Behandlungs-Leerlaufzeiten eine Erwärmung des Behandlungsmediums im Behandlungsbecken nicht notwendig ist. Statt dessen muß eine dem Behandlungsbecken zugeordnete Heizung lediglich die Betriebstemperatur des Behandlungsmediums halten. Sobald das Behandlungsbecken gefüllt ist, werden Siliziumscheiben-Lose jeweils für eine vorbestimmte Behandlungszeit in das Behandlungsbecken eingebracht. Bedingt durch eine zunehmende Verunreinigung des Behandlungsmediums während eines Turnus läßt dessen Wirkung nach, was zu einer Verschlechterung des Behandlungsergebnisses führt. Aus diesem Grund ist es nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder nach der Behandlung einer bestimmten Anzahl an Siliziumscheiben- Losen erforderlich, das Behandlungsmedium abzulassen und durch ein frisches Behandlungsmedium zu ersetzen, so daß der oben beschriebene Turnus von neuem beginnen kann.

Im allgemeinen wird bei Heißmodulen, d.h. bei ein heißes Behandlungsmedium aufnehmenden Modulen, das Behandlungsmedium aus dem Behandlungsbecken in einen Abkühltank abgelassen und darin so lange gehalten, bis die Temperatur auf einen von dem Hersteller vorgegebenen Wert abgesunken ist. Danach wird das Behandlungsmedium entweder verworfen oder wiederaufbereitet .

Der Nachteil dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß die Behandlungsergebnisse innerhalb eines großen Bereichs schwanken und damit nicht reproduzierbar sind. Zur Verringerung dieses Schwankungsbereichs müßte das Zeitintervall zwischen Be- füllen und Ablassen des Behandlungsmediums verkürzt werden, was jedoch zu einer deutlichen Verteuerung des Verfahrens und einer Erhöhung der Leerlaufzeiten führen würde.

Darüber hinaus ist für diese Anlage zur naßchemischen Behand- lungs von Siliziumscheiben ein großer Flächenbedarf notwendig, da jedem Behandlungsbecken ein Vorlage-Tank vorgeschaltet ist. Da derartige Anlagen in teuren Reinräumen aufgestellt sind, führt dieser hohe Flächenbedarf auch zu entsprechend hohen Kosten. Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zu schaffen, das die Behandlung von Siliziumscheiben mit reproduzierbaren Ergebnissen zuläßt und darüber hinaus die Standzeit, d.h. die Leerlaufzeit der Anlage, minimiert. Des weiteren besteht die Aufgabe darin, eine Anlage zu schaffen, die weniger Platz bzw. Reinraumfläche benötigt und damit Kosteneinsparungen ermöglicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß die Menge einem Bruchteil der Gesamtmenge des im Behandlungsbecken vorhandenen Behandlungsmediums entspricht.

Damit wird es in vorteilhafter Weise möglich, den Schwankungsbereich der in dem Behandlungsmedium vorhandenen Verunreinigungen zu minimieren und damit die Behandlungsergebnisse während eines Turnus zu vergleichmäßigen und mithin reproduzierbar zu machen. Dadurch, daß nach Ablauf eines Turnus lediglich eine kleine Menge, beispielsweise 5 1, des Behandlungsmediums ausgetauscht wird, verringert sich auch die Leerlaufzeit der Anlage bzw. geht auf Null zurück.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Menge des abgezogenen und die Menge des eingebrachten Behandlungsmediums durch Dosierpumpen dosiert, wobei vorzugsweise das Behandlungsmedium erst abgezogen und dann eingebracht wird.

Die Verwendung von Dosierpumpen hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine sehr genaue Dosierung auch kleiner Mengen des eingebrachten und des abgezogenen Behandlungsmediums erzielbar ist . In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das eingebrachte Behandlungsmedium, das vorzugsweise zuvor aus unterschiedlichen Medien gemischt wird, in dem Behandlungsbecken erhitzt. Dies hat den Vorteil, daß eine vorgeschaltete Erhitzung des eingebrachten Behandlungsmediums nicht mehr erforderlich ist. Da das eingebrachte Behandlungsmedium einem Bruchteil der Gesamtmenge im Behandlungsbecken entspricht, ist nur eine geringe Energiezufuhr zur Erhitzung dieses Bruchteils notwendig. Üblicherweise sollte die dem Behandlungsbecken zugeordnete Heizung, die zur Temperaturerhaltung ausgelegt ist, dafür ausreichen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Behandlungsmedium von einer mehreren Behandlungsbecken zugeordneten Versorgungseinheit direkt geliefert.

Dies hat den Vorteil, daß eine Vereinfachung des Anlagenaufbaus möglich ist. Darüber hinaus sinkt das Risiko von Lecks, die in den zuvor beschriebenen Vorlage-Tanks oder Misch-Tanks auftreten können. Diese sind bedingt durch die zentrale Versorgung der Behandlungsbecken über eine Versorgungseinheit nicht mehr notwendig, wobei eine von der Versorgungseinheit kommende Leitung direkt zu dem Behandlungsbecken und dort vorzugsweise in den Überlaufkragen führt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Verunreinigung des Behandlungsmediums gemessen und abhängig von diesem Meßwert die Zufuhr und der Abzug des Behandlungsmediums gesteuert. Dies hat den Vorteil, daß eine weitere Verbesserung und Optimierung des Verfahrens und damit der Behandlungsergebnisse möglich ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die im Behandlungsbecken enthaltene Flüssigkeit umgewälzt, wobei eine Erhitzung und eine Filterung der Flüssigkeit stattfindet.

Dies hat den Vorteil, daß sich die Behandlungsqualität steigern läßt.

In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, auf die Erhitzung und/oder die Filterung beim Umwälzen zu verzichten; dies führt zu einer deutlichen Vereinfachung des Verfahrens.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anlage der eingangs genannten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine jeweils in der Beckenzulaufleitung und in der Beckenablaufleitung angeordnete Dosierpumpe, und eine den Dosierpumpen zugeordnete Steuereinrichtung, die ein Abziehen und ein Einbringen eines Bruchteils der Gesamtmenge des Mediums aus dem bzw. in das Behandlungsbecken ermöglicht.

Dadurch, daß lediglich ein Bruchteil der Gesamtmenge des im Behandlungsbeckens vorhandenen Mediums während eines Turnus eingebracht und abgezogen wird, werden die dem Behandlungsbecken zugeordneten Vorlage-Tanks entbehrlich. Insbesondere kann auf die vorgeschaltete Erhitzung des in das Behandlungsbecken einzubringenden Mediums verzichtet werden. Damit entfallen auch die an den Vorlage-Tanks vorgesehenen Heizaggregate. Statt des- sen ist eine direkte Versorgung mit frischem Behandlungsmedium aus einer zentralen Versorgungseinheit möglich. Somit läßt sich die Anlage platzsparender aufbauen, was zu deutlichen Kostenvorteilen führt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Beckenablaufleitung (bei Heißmodulen) mit einem Abkühltank verbunden, dessen Aufnahmevolumen (bspw. 51) kleiner ist als das Volumen des im Behandlungsbecken aufnehmbaren Mediums (bspw. 801) .

Dies hat den Vorteil, daß die Abmessungen des Abkühltanks verringert werden können, so daß der Platzbedarf für die Anlage sinkt, was zu weiteren Kostenvorteilen führt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Behandlungsbecken zumindest ein Misch-Tank vorgeschaltet.

Da die in das Behandlungsbecken einzubringende Menge des Behandlungsmediums gering ist, läßt sich der Misch-Tank mit geringen Abmessungen aufbauen, so daß der erforderliche Platzbedarf gegenüber den bisherigen im Stand der Technik benutzten Tanks deutlich geringer ausfällt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Behandlungsbecken eine Heizung zur Erhitzung des Behandlungsmediums zugeordnet.

Dies hat den Vorteil, daß auf eine zusätzliche, dem Vorlage- Tank zugeordnete Heizung verzichtet werden kann. Es ist lediglich erforderlich, die bisher zur Temperatur-Konstanthaltung eingesetzte Heizung des Behandlungsbeckens so zu dimensionieren, daß auch eine Erwärmung der eingebrachten Menge des Behandlungsmediums möglich ist. Da diese Menge gering ist, sind die erforderlichen Maßnahmen wenig aufwendig, so daß sich gegenüber der Installation einer Extraheizung deutliche Kostenvorteile ergeben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Behandlungsbecken ein Sensor zur Erfassung der Verunreinigung des Behandlungsmediums zugeordnet, wobei der Sensor mit der Steuereinrichtung verbunden ist.

Dies hat den Vorteil, daß mit geringen Mitteln die Behandlungsergebnisse optimiert werden können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Behandlungsbecken eine Überlaufkammer und eine Behandlungskammer auf, wobei beide Kammern über einen Umwälzkreis verbunden sind. Vorzugsweise umfaßt der Umwälzkreis eine Pumpe, einen Durchlauferhitzer und ein Filter. Besonders bevorzugt ist es jedoch, auf den Durchlauferhitzer und/oder das Filter zu verzichten, so daß der Umwälzkreis lediglich eine Pumpe und die entsprechenden Leitungen umfaßt.

Dies hat den Vorteil, daß die Anlage bezüglich ihres Aufbaus weiter vereinfacht wird, was sowohl positiven Einfluß auf den Anlagenpreis als auch auf die laufenden Betriebskosten hat.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Behandlungsbeckens und der angeschlossenen Komponenten, und

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens, wobei auf der Abszisse das Volumen und auf der Ordinate die Menge der Verunreinigungen in der Flüssigkeit aufgetragen sind.

In Fig. 1 ist ein Chemie-Modul mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Ein solches Chemie-Modul ist, wie bereits ausgeführt, Bestandteil einer Anlage zur naßchemischen Behandlung von Siliziumscheiben, wobei ein oder mehrere Chemie-Module eine Naßbank bilden. Die Anlage selbst umfaßt üblicherweise eine Naßbank.

Das Chemie-Modul 10 weist ein Behandlungsbecken 12 auf, das zur Aufnahme eines Behandlungsmediums bzw. einer Behandlungsflüssigkeit 14 ausgebildet ist. Rein schematisch sind mehrere Siliziumscheiben 16 dargestellt, die vollständig in die Behandlungsflüssigkeit 14 eingetaucht sind und von einem schematisch angedeuteten Träger 18 gehalten werden. Mehrere dieser Siliziumscheiben 16 werden im folgenden als Los bezeichnet. 10

Das Behandlungsbecken 12 weist zwei Kammern 20, 22 auf, wobei die Kammer 20 den Behandlungsraum und die Kammer 22 einen Überlaufraum bildet.

Das Behandlungsbecken 12 umfaßt des weiteren eine Heizung 24, die innerhalb des Behandlungsraums 20 im Bodenbereich angeordnet ist.

Zur Befüllung des Behandlungsbeckens 12 ist eine Zulaufleitung 26 vorgesehen, die einerseits mit einer nicht dargestellten Versorgungseinheit V verbunden ist und andererseits in den Überlaufräum 22 mündet. In der Zulaufleitung 26 ist ein Ventil 28 sowie stromabwärts davon eine Dosierpumpe 30 angeordnet. Zum Ausgleich von Lieferschwankungen der Versorgungseinheit kann mit der Zulaufleitung 26 ein Puffertank 27 verbunden sein, dessen Aufnahmekapazität jedoch deutlich geringer ist als die eines Vorlagetanks.

Dem Behandlungsraum 20 sind Sensoren 31a bis 31c, und dem Überlaufraum 22 sind Sensoren 31d bis 31e zugeordnet, die vom Pegelstand der Flüssigkeit abhängige Signale liefern. Die drei dem Behandlungsraum 20 zugeordneten Sensoren 31a bis 31c ermöglichen Aussagen über die Pegelstände voll, minimal und leer, während die dem Überlaufruam 22 zugeordneten beiden Sensoren 31d, 31e lediglich zu den Pegelständen voll und minimal Signale liefern.

Diese Pegelstands-Signale werden sowohl während der Befüllungs- phase als auch im Betrieb der Anlage genutzt, um zu verhindern, daß zu viel bzw. zu wenig Flüssigkeit 14 im Behandlungsbecken 12 vorhanden ist. 11

Das Chemie-Modul 10 umfaßt des weiteren einen Umwälzkreis 32, der den Überlaufraum 22 mit dem Behandlungsraum 20 über eine Leitung 34 verbindet. In dieser Leitung 34 ist - stromabwärts gesehen - eine Pumpe 36, ein Durchlauferhitzer 38 sowie ein Filter 40 vorgesehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird jedoch auf den Durchlauferhitzer und/oder das Filter verzichtet.

Im Bodenbereich des Behandlungsraums 20 und des Überlaufraums 22 ist eine Leitung 42 bzw. 44 angeschlossen, die beide in eine gemeinsame Ablaufleitung 46 münden. Beide Leitungen 42, 44 umfassen jeweils ein Ventil 48 bzw. 50. In der gemeinsamen Ablaufleitung 46 ist stromabwärts gesehen ein Ventil 54 sowie eine Dosierpumpe 56 eingebracht.

Die Fig. 1 läßt noch erkennen, daß stromaufwärts des Ventils 54 eine Leitung 58 aus der Ablaufleitung 46 abgezweigt ist. In dieser Leitung ist stromabwärts gesehen ein Ventil 60 sowie eine Pumpe 62 eingebracht. Stromabwärts der Pumpe 62 verzweigt sich die Leitung 58 in zwei Leitungen 64, 66, die jeweils ein Ventil 68 bzw. 70 umfassen. Die Leitung 64 mündet in einen nicht dargestellten Tank, der nicht mehr weiterverwendbares und zu entsorgendes Medium speichert, während die Leitung 66 in einen Tank mündet, in dem zu recycelndes Medium gesammelt wird.

Fig. 1 läßt des weiteren eine Leitung 72 erkennen, die einerseits mit der Leitung 58 im Bereich zwischen dem Ventil 60 und der Pumpe 62 und andererseits mit dem Abkühltank 52 verbunden ist. Zur Absperrung der Leitung 72 ist ein Ventil 74 vorgesehen. 12

Das Chemie-Modul 10 umfaßt weiterhin eine Steuerungseinheit 80, die zur Steuerung der Pumpen 30, 36, 56 und 62 sowie der Ventile 28, 48, 50, 54, 60, 68, 70 und 74 über entsprechende Leitungen verbunden ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 1 lediglich Leitungen 82, 84 dargestellt, wobei die Leitung 82 eine Verbindung mit der Pumpe 30 und die Leitung 84 eine Verbindung mit dem Ventil 28 schafft. Je nach Anwendungsfall sind die Leitungen als elektrische oder pneumatische Leitungen ausgelegt.

Zur Messung von Verunreinigungen in der im Behandlungsraum 20 enthaltenen Flüssigkeit 14 ist ein Sensor 86 vorgesehen, der über eine Leitung 88 mit der Steuereinrichtung 80 zur Übermittlung von Meßwerten verbunden ist. Auch die Sensoren 31a-e sind mit der Steuereinrichtung 80 verbunden.

Das Chemie-Modul 10 übt nun folgende Funktion aus:

Vor der Inbetriebnahme des Chemie-Moduls 10 wird das Behandlungsbecken 12 mit der Flüssigkeit 14 befüllt. Dies erfolgt über die Leitung 26, wobei das Ventil 28 geöffnet und die Pumpe 30 aktiviert wird. Bei diesem Vorgang füllt sich zunächst der Überlaufräum 22, und durch Aktivieren des Umwälzkreises 32 wird die Flüssigkeit 14 dann in den Behandlungsraum 20 gepumpt. Selbstverständlich ist die Befüllung auch über einen anderen Weg möglich. Sobald ein vorgegebener Pegel erreicht ist, wird die Pumpe 30 deaktiviert und das Ventil 28 geschlossen. Mittels der Heizung 24 wird die im Behandlungsraum 20 vorhandene Flüssigkeit 14 dann auf eine vorgebbare Betriebstemperatur gebracht und auf diesem Temperaturniveau gehalten. 13

Anschließend beginnt der erste Behandlungsturnus mit dem Einbringen des zu behandelnden Siliziumscheiben-Loses. Nach Ablauf einer vorgebbaren Behandlungszeit wird das Siliziumscheiben-Los aus dem Behandlungsbecken 12 heraus transportiert.

Die Behandlung des Siliziumscheiben-Loses führt zu einer Verunreinigung der im Behandlungsraum 20 vorhandenen Flüssigkeit 14. Der Vorgang der Verunreinigung der Flüssigkeit 14 ist in Fig. 2 graphisch dargestellt. Zu Beginn der Betriebsaufnahme des Chemie-Moduls 10 beinhaltet das Behandlungsbecken 12 ein Volumen V_max einer nicht-verunreinigten Flüssigkeit 14, die also eine Verunreinigungsmenge von Null besitzt. Dieser Punkt ist im Diagramm mit A gekennzeichnet. Nach der Behandlung des ersten Loses steigt die Verunreinigungsmenge um einen Wert Δm. Dieser Punkt ist mit B gekennzeichnet. Mit der Behandlung weiterer Siliziumscheiben-Lose steigt die Verunreinigungsmenge langsam, bis sie einen Wert m₂ erreicht, der mit C gekennzeichnet ist. Diese Verunreinigungsmenge läßt sich beispielsweise mit dem Sensor 86 ermitteln. Alternativ läßt sich die Verunreinigungsmenge auch aus der Anzahl der behandelten Lose abschätzen.

Bei Erreichen dieser Verunreinigungsmenge m₂ wird über die Steuereinrichtung 80 die Dosierpumpe 56 aktiviert, nachdem die Ventile 48 und 54 geöffnet wurden. Aus dem Behandlungsraum 20 wird dann eine Menge ΔV der Flüssigkeit 14 abgezogen und in den Abkühltank 52 eingebracht. Die Menge ΔV der Flüssigkeit 14 entspricht dabei einem Bruchteil der gesamten im Behandlungsbecken 12 enthaltenen Flüssigkeit 14. Nach dem Abzug der Menge ΔV werden die beiden Ventile 48, 54 wieder geschlossen. Dieser Vorgang des Abzugs einer Flüssigkeitsmenge ΔV ist in dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm durch die Verbindung der beiden Punkte C und 14

D gekennzeichnet. Dadurch, daß eine Menge ΔV der verunreinigten Flüssigkeit 14 abgezogen wurde, ist die Menge der Verunreinigungen von dem Wert m₂ auf den Wert ₁ gesunken. Anschließend wird über die Steuereinrichtung 80 das Ventil 28 geöffnet und die Dosierpumpe 30 aktiviert, um eine entsprechende Menge ΔV einer frischen Flüssigkeit 14 in das Behandlungsbecken 12 einzubringen. Da die eingebrachte Flüssigkeit 14 keine Verunreinigungen enthält, verändert sich die Menge der Verunreinigungen m_λ bei diesem Vorgang nicht. In dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm ist dies durch die Verbindungslinie der Punkt D und E gekennzeichnet. Nachdem die Gesamtmenge V_max im Behandlungsbecken 12 erreicht ist, wird die Dosierpumpe 30 deaktiviert und das Ventil 28 wieder geschlossen.

Dieser Vorgang, d.h. das Ausbringen einer bestimmten Menge ΔV der verunreinigten Flüssigkeit 14 und das Einbringen einer entsprechenden Menge ΔV einer sauberen Flüssigkeit 14, wiederholt sich immer dann, wenn die Menge der Verunreinigungen im Behandlungsbecken 12 den Wert m₂ erreicht. Daraus ergibt sich, daß im Betrieb des Chemie-Moduls 10 die Menge der Verunreinigungen im Behandlungsbecken 12 im Bereich zwischen den Werte m_x und m₂ schwankt .

Während des gesamten Betriebs des Chemie-Moduls 10 ist der Umwälzkreis 32 aktiviert, so daß Flüssigkeit aus dem Überlaufräum 22 durch die Pumpe 36 in den Behandlungsraum 20 transportiert wird, wobei die Flüssigkeit je nach Ausgestaltung des Umwälzkreises den Durchlauferhitzer 38 und/oder das Filter 40 passiert. Erreicht die im Behandlungsraum 20 enthaltende Menge einen bestimmten Pegel, läuft die überschüssige Flüssigkeit in den Überlaufräum 22 ab. 15

Die im Abkühltank 52 enthaltene Flüssigkeit wird nach einer bestimmten Abkühlzeit über die Leitung 72 mit Hilfe der Pumpe 62 entweder über die Leitung 64 in den Recyclingtank oder über die Leitung 66 in einen Entsorgungstank gepumpt, wobei hierfür die entsprechenden Ventile 74 und 68 bzw. 70 geöffnet werden. Zur Entleerung des gesamten Behandlungsbeckens 12 werden die beiden Ventile 48, 50 und das Ventil 60 und eines der beiden Ventile 68 und 70 geöffnet und die Pumpe 62 aktiviert, wobei die Temperatur der Flüssigkeit 14 im Behandlungsbecken 12 zuvor auf den erforderlichen Wert abgesunken ist.

Wie bereits erwähnt, besteht der Vorteil des zuvor beschriebenen Verfahrens darin, daß die Menge der Verunreinigungen, die in der Flüssigkeit 14 enthalten sind, lediglich in einem kleinen Bereich m₂ - m_l schwankt, so daß die Behandlungsergebnisse ebenfalls nur innerhalb eines kleinen Bereichs schwanken und damit reproduzierbar sind. Darüber hinaus benötigt das Chemie- Modul 10 keinen Vorlage-Tank, der die Gesamtmenge V_max der Flüssigkeit 14 aufnimmt und diese auf einen bestimmten Wert vorerhitzt.

Die Menge Δv wird vorzugsweise so eingestellt, daß die Summe der eingebrachten Mengen Δv während eines bisher üblichen Flüs- sigkeitswechsel-Zykluses gerade der Gesamtmenge in dem Behandlungsraum entspricht. Selbstverständlich sind auch andere Mengen Δv einstellbar. Bspw. können diese auch mit der Zeit verändert werden. Da die Mengen Δv während der Behandlung von Wafern eingebracht wird, muß im Gegensatz zu bisher der Betrieb der Anlage zum Flüssigkeitswechsel nicht mehr unterbrochen werden.

Claims

16Patentansprüche

1. Verfahren zum Wechseln eines in einem Behandlungsbecken (12) enthaltenen Behandlungsmediums für eine naßchemische Behandlung von Siliziumscheiben, wobei in vorgebbaren Zeitintervallen und/oder nach der Behandlung einer vorgebbaren Anzahl von Siliziumscheiben eine Menge des verunreinigten Behandlungsmediums abgezogen und eine entsprechende Menge eines nicht-verunreinigten Behandlungsmediums eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge (ΔV) einem Bruchteil der gesamten Menge (V_max) des im Behandlungsbecken (12) vorhandenen Behandlungsmediums (14) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge (ΔV) des abgezogenen und des eingebrachten Behandlungsmediums (14) durch Dosierpumpen (30, 56) dosiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das verunreinigte Behandlungsmedium ausgebracht und anschließend oder währenddessen das saubere Behandlungsmedium eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eingebrachte Behandlungsmedium zuvor aus unterschiedlichen Behandlungsmedien gemischt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eingebrachte Behandlungsmedium in dem Behandlungsbecken (12) erhitzt wird. 17

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmedium von einer mehreren Behandlungsbecken (12) zugeordneten Versorgungseinheit (V) direkt geliefert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung des Behandlungsmediums gemessen und abhängig von diesem Meßwert die Zufuhr und der Abzug des Behandlungsmediums gesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Behandlungsbecken (12) enthaltene Behandlungsmedium (14) umgewälzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während der Umwälzung eine Erhitzung und eine Filterung des umgewälzten Behandlungsmediums stattfindet.

10. Anlage zur naßchemischen Behandlung von Siliziumscheiben (16), mit einem Behandlungsbecken (12) zur Aufnahme eines Behandlungsmediums (14), einer Beckenzulaufleitung (26) und einer Beckenablaufleitung (46), gekennzeichnet durch jeweils eine in der Beckenzulaufleitung (26) und in der Beckenablaufleitung (46) angeordnete Dosierpumpe (30, 56), und eine den Dosierpumpen (30, 56) zugeordnete Steuereinrichtung (80), die ein Abziehen und ein Einbringen des Behandlungsmediums aus bzw. in das Behandlungsbecken ermöglicht. 18

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beckenablaufleitung (46) mit einem Abkühltank (52) verbunden ist, dessen Aufnahmevolumen kleiner ist als das Volumen des im Behandlungsbecken (12) aufneh baren Behandlungsmediums ( 14 ) .

12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beckenzulaufleitung (26) mit einer zentralen Versorgungseinrichtung (V) direkt verbunden ist.

13. Anlage nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behandlungsbecken (12) zumindest ein Mischtank vorgeschaltet ist.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behandlungsbecken (12) eine Heizung (24) zur Erhitzung des Behandlungsmediums (14) zugeordnet ist.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behandlungsbecken (12) ein Sensor (86) zur Erfassung der Verunreinigung des Behandlungsmediums (14) zugeordnet ist, wobei der Sensor (86) mit der Steuereinrichtung (80) verbunden ist.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsbecken (12) eine Überlaufkammer (22) und eine Behandlungskammer (20) aufweist, wobei beide Kammern (20, 22) über einen Umwälzkreis (32) verbunden sind. 19

17. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzkreis (32) eine Pumpe (36), einen Durchlauferhitzer (38) und ein Filter (40) umfaßt.