WO2000038219A1 - Vorrichtung und verfahren zum behandeln von substraten - Google Patents

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WO2000038219A1
WO2000038219A1 PCT/EP1999/008861 EP9908861W WO0038219A1 WO 2000038219 A1 WO2000038219 A1 WO 2000038219A1 EP 9908861 W EP9908861 W EP 9908861W WO 0038219 A1 WO0038219 A1 WO 0038219A1
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WO
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treatment
treatment unit
substrate holder
substrate
unit
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PCT/EP1999/008861
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Inventor
Joachim Pokorny
Original Assignee
Steag Microtech Gmbh
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Publication date
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Priority to EP99956014A priority patent/EP1145289A1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67173—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers in-line arrangement
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    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Definitions

  • the invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with a first treatment unit and a substrate holder which can be moved vertically above the first treatment unit, and to a method for treating substrates, in particular semiconductor wafers, in which a substrate holder carrying a substrate moves into a treatment position a first treatment unit is moved, a first substrate treatment is carried out, and the substrate holder is lifted vertically after the first substrate treatment.
  • the space available for the treatment centers is in usually limited.
  • the provision of two independent treatment units requires a large amount of space.
  • the substrate often has to be transported in a moist state, which can lead to increased contamination problems.
  • a device for treating substrates is also known.
  • a substrate to be treated is placed on an underlying substrate holder, which can be moved vertically via an underneath shaft.
  • the shaft extends through the bottom of a first treatment device and positions the substrate holder in a first step in the first treatment device.
  • the substrate holder with the substrate is then lifted vertically out of the first treatment device and a second, two-part treatment device is moved from the side around the substrate holder, so that a second treatment device is formed above the first treatment device.
  • the second treatment device must be sealed in the area of the shaft and in the area of the interface of the two parts of the treatment device, which considerably increases the movement control of these parts and the costs required for this.
  • DE 196 526 A discloses an apparatus and a method for treating substrates in a fluid container, a hood for receiving the substrates being able to be positioned above the fluid container.
  • the hood has a substrate guiding and holding device, which ensures safe transport of the substrates within the hood.
  • a semiconductor substrate cleaning device is known from JP 6-163 505 A, in which a plurality of fixed chambers are arranged one above the other in the vertical direction and can be sequentially fitted with substrates.
  • JP 10-242 106 A shows a device in which a basin that receives substrates is moved along a rail and can be connected to different treatment fluid connections in order to carry out different treatments within the same basin.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device which, in a simple and inexpensive manner, reduces the handling steps between different substrate treatments and eliminates sealing problems between divided treatment devices.
  • the object is achieved in that the substrate holder is guided outside the first and second treatment units and the second treatment unit is in one piece. This simplifies the construction of the treatment units, since the guide does not extend through the treatment basin and a seal on the shaft of the substrate holder is therefore not required.
  • the one-piece treatment device also eliminates the sealing problems in the area of the interface between different parts of a treatment unit.
  • the device is thus in the Setup easier and cheaper.
  • media carryover is prevented from occurring due to media adhering to the shaft.
  • the second treatment unit can be moved in a straight line, while in another embodiment it can be pivoted.
  • the second treatment unit advantageously has a rinsing device.
  • Substrates, in particular semiconductor wafers often have to be rinsed during a manufacturing process comprising several steps, and in particular after certain treatment steps, so that a rinsing device is available as a second treatment unit above a first treatment unit.
  • the second treatment unit has a drying device.
  • the second treatment unit comprises a combined rinsing and drying device.
  • part of the substrate holder can be placed on the second treatment unit.
  • At least one further, third treatment unit and a second substrate holder that can be moved vertically above the third treatment unit are provided, the second treatment unit being movable between the second substrate holder and the third treatment unit in a raised position of the second substrate holder.
  • the movable second treatment unit can be used alternately for the first and third treatment units, so that additional space can be saved since the second treatment unit is assigned to two other treatment units. In addition, this also results in cost savings since one treatment unit can be saved.
  • the first and third treatment units are essentially the same.
  • the first and third treatment units can also be different.
  • the second treatment unit can advantageously be moved into a rest position located between the first and the third treatment unit, in which the second treatment unit does not carry out any treatment and also does not impair or overlap any of the first and third treatment units.
  • the rest position need not necessarily be between the first and third treatment units. It is also possible to move the second treatment unit into any position in which it does not impair or overlap any of the first and third treatment units.
  • the first treatment unit is a metal plating unit.
  • a handling device for loading and unloading the substrate holder is advantageously provided.
  • the object of the invention is achieved in a method for treating substrates, in particular semiconductor wafers, which has the following method steps: moving a substrate holder carrying a substrate into a treatment position above a first treatment unit; Performing a first substrate treatment; Lifting the substrate holder after the first substrate treatment; Moving a second treatment unit between the raised substrate holder and the first treatment unit; and performing a second substrate treatment in that the substrate holder is guided outside the first and second treatment units and the second treatment unit is in one piece.
  • This method gives the same advantages that were previously explained with reference to the device.
  • Preferred embodiments of the method according to the invention result from the subclaims, which in turn yield the advantages explained above with reference to the device.
  • the invention is based on a preferred
  • 1 shows a schematic plan view of a wafer treatment station with a plurality of treatment devices
  • 2 shows a schematic side view of a treatment device in a first treatment position
  • 3 shows a schematic side view of the treatment device in a second treatment position
  • 4 shows a cross-sectional view through a first treatment station with a substrate holder located above it
  • 5 shows a schematic cross-sectional view through a second treatment unit with a substrate holder located above it.
  • FIG. 1 shows a top view of a treatment station 1 with differently configured treatment devices 3, 4 and 5.
  • the representation of differently configured treatment devices in a treatment station serves only as an example to illustrate the preferred configuration options for the treatment device according to the invention. As a rule, only one configuration type of the treatment device is used in a treatment station 1.
  • the treatment devices 3, 4 and 5 are arranged in two rows with a space 7 in between, in which a wafer handling robot 10 is movably arranged.
  • a wafer handling robot 10 For each of the two rows of wafer treatment devices 3, 4, 5, one wafer cassette 11, 13 is provided on one end of the wafer treatment station 1, from which the wafer handling robot 10 removes wafers 15 and in the substrate holder of the treatment device 3, 4, 5 or, conversely, removes wafer 15 from the substrate holder and inserts it into the cassette 11 or 13.
  • a wafer pre-alignment unit 17 is provided between the wafer cassettes 11 and 13, on which a wafer 15 removed from a cassette 11 or 13 is initially placed in order to obtain an exact pre-alignment.
  • the wafer treatment apparatus 5 which shows the simplest construction of the treatment apparatus according to the invention is schematically shown in side view in the ⁇ Figures 2 and 3.
  • the wafer treatment device 5 has a metal plating device 20, a substrate holder 22 which can be moved vertically by means of a lifting device 23, and a horizontally movable washing and drying device 25.
  • the metal plating device 20, the substrate holder 22 and the rinsing and drying device 25 are described in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the substrate holder 22 can be lowered into a position (see also FIG. 4) located above the metal plating device 20, in which a metal plating is carried out.
  • the substrate holder 22 is raised and the rinsing and drying device 25 is inserted between the substrate holder 22 and the metal plating device.
  • the substrate holder 22 is then lowered into a position in which a substrate in the substrate holder is rinsed and dried (see FIG. 5).
  • the lower part 41 of the substrate holder 22 is then placed on the rinsing and drying device 25, so that the wafer can be removed with the wafer handling robot 10.
  • the removed wafer is replaced by a new wafer, the substrate holder is closed and raised.
  • the rinsing and drying device is moved out of the area of the substrate holder 22 and the substrate holder then lowers the new wafer again for treatment in the metal plating device 20.
  • the metal plating device 20 is shown schematically in cross section in FIG. 4, a housing of the device not being shown to simplify the illustration.
  • a treatment fluid containing a corresponding metal, such as copper, is introduced into a first chamber 31 of the treatment device via a connection 30.
  • a perforated plate 33 is arranged above the funnel, which homogenizes the upward flow of the treatment fluid.
  • An anode arrangement 34 is provided above the perforated plate 33 and at a distance from it.
  • a substrate holder 22 above the metal plating device 20 which consists of an upper part 40 and an annular lower part 41 which is adapted to the shape of the substrate, between which a wafer 15 is inserted.
  • the Upper part 40 and lower part 41 are held together by means of a vacuum applied between them.
  • FIG. 5 schematically shows a cross-sectional view of the rinsing and drying device 25, certain parts, for example an outer basin of the device, having been omitted to simplify the illustration.
  • the rinsing and drying device comprises a nozzle body 50 with a raised nozzle plate 51, in which a plurality of nozzles 52 are arranged. An opening is provided in the center of the nozzle plate 51, into which an insert 53 is inserted with a nozzle, not shown in detail, which is separate from the nozzles 52 of the nozzle plate.
  • a fluid is introduced via fluid inlets 54 and 55 via a chamber 56 located below the nozzle plate 51, which emerges via the nozzles 52 and is directed onto a substrate 15 located above it.
  • a flushing liquid for flushing the substrate 15 is applied to the nozzle in the insert 53 via an inlet 57.
  • the fluid introduced via the inlets 54, 55 generally differs from the rinsing liquid which is introduced via the inlet 57.
  • the rinsing and drying device 25 has a surface 58 which is lower than the nozzle plate 51 and surrounds the nozzle plate 51 in a ring shape and which has a plurality of webs 59, one of which can be seen in FIG. 5.
  • the raised webs 59 serve as a deposit for the lower part 41 of the substrate holder 22 during loading and unloading of the substrate holder 22.
  • the loading and unloading of the substrate holder 22 takes place by placing the lower part 41 of the substrate holder 22 on the webs 59, releasing the vacuum acting between the upper part 40 and the lower part 41, and lifting the upper part 40 so that the wafer 15 is now free on the Lower part 41 lies and is gripped by the wafer handling robot 10, or can be inserted through it into the opening thus created.
  • Rinsing and drying device 25 refers to the patent application filed on the same day by the applicant of the present application with the application number 198 59 466 and the title “Device and method for treating substrates”, which is thus made the subject of the present application .
  • the treatment device 3 shown in FIG. 1 differs from the treatment device 5 described above in that the rinsing and drying device 25 is between two metal plating devices. lines 20 is longitudinally displaceable, so that the rinsing and drying device 25 can be used for both metal plating devices. This also saves a rinsing and drying device 25, with additional space savings.
  • the rinsing and drying device 25 can be placed between two metal plating devices 20.
  • the rinsing and drying device 25 is arranged to be pivotable about an axis 60.
  • the rinsing and drying device can each be pivoted via one of the two metal plating devices 20.
  • the rinsing and drying device can also be pivoted out of the area of the metal plating devices 20, so that it does not overlap either of the two devices 20, as is shown, for example, in FIG.
  • the treatment devices be of different types and serve for other processes.
  • a rinsing unit instead of the metal plating device, a rinsing unit, a chemical treatment device or the like can be provided.
  • the second horizontally movable treatment device is also not limited to a rinsing and drying device.
  • a pure drying unit or, for example, a polishing unit could be provided instead.
  • the treatment devices can also be used to treat other substrates, such as, for example, glass substrates, CD 'or DVD' s, instead of the semiconductor wafers described.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, bei der bzw. bei dem ein ein Substrat tragender Substrathalter in eine Behandlungsposition über einer ersten Behandlungseinheit, eine erste Substratbehandlung und ein Anheben des Substrathalters nach der ersten Substratbehandlung erfolgt, wird auf einfache und Platz sparende Weise eine weitere Substratbehandlung ermöglicht, in dem eine zweite Behandlungseinheit zwischen den angehobenen Substrathalter und die erste Behandlungseinheit bewegt wird und eine zweite Substratbehandlung durchgeführt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Substraten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, mit einer er- sten Behandlungseinheit und einem über der ersten Behandlungseinheit vertikal bewegbaren Substrathalter sowie ein Verfahren zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, bei dem ein ein Substrat tragender Substrathalter in eine Behandlungsposition über eine erste Behandlungseinheit bewegt wird, eine erste Substratbehandlung durchgeführt wird, und der Substrathalter nach der ersten Substratbehandlung vertikal angehoben wird.
Vorrichtungen und Verfahren dieser Art sind beispielswei- se aus der US-A-5 222 310 bekannt, die ein Behandlungsbecken sowie einen vertikal darüber bewegbar angeordneten Deckel aufweist, der als Substrathalter ausgebildet ist. Bei der bekannten Vorrichtung bzw. dem bekannten Verfahren wird ein vom Deckel getragener afer in das Behand- lungsbecken eingeführt, behandelt und nach der Behandlung und anschließendem Anheben des Deckels durch eine Substrathandhabungsvorrichtung vom Deckel abgenommen. Bei dieser Vorrichtung ist es somit notwendig, den Wafer für eine nachfolgende Waferbehandlung mit der Substrathandha- bungsvorrichtung zu einer weiteren Behandlungseinheit zu bewegen und gegebenenfalls in einen weiteren Substrathalter einzusetzen.
Bei jeder Handhabung des Substrats besteht jedoch die Ge- fahr, daß das Substrat beschädigt wird. Darüber hinaus ist der für die Behandlungseinheiten verfügbare Raum in der Regel begrenzt. Darüber hinaus besteht durch das Vorsehen zweier unabhängiger Behandlungseinheiten ein großer Raumbedarf . Außerdem muß das Substrat häufig im feuchten Zustand transportiert werden, was zu verstärkten Kontami- nationsproblemen führen kann.
Aus JP-10-4079 A ist auch eine Vorrichtung zur Behandlung von Substraten bekannt . Bei dieser Vorrichtung wird ein zu behandelndes Substrat auf einem unten liegenden Substrathalter abgelegt, der über eine untenliegende Welle vertikal bewegbar ist. Die Welle erstreckt sich durch den Boden einer ersten Behandlungseinrichtung und positioniert den Substrathalter in einem ersten Schritt in der ersten Behandlungseinrichtung. Anschließend wird der Substrathalter mit dem Substrat vertikal aus der ersten Behandlungsvorrichtung herausgehoben und eine zweite, zweiteilige Behandlungseinrichtung wird von der Seite her um den Substrathalter herumbewegt, so daß eine zweite Be- handlungsvorrichtung oberhalb der ersten BehandlungsVorrichtung gebildet wird. Dabei muß die zweite Behandlungs- einrichtung im Bereich der Welle sowie im Bereich der Schnittstelle der zwei Teile der Behandlungseinrichtung abgedichtet werden, was die Bewegungssteuerung dieser Teile sowie die dafür erforderlichen Kosten erheblich erhöht .
Aus der DE 196 526 A ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von Substraten in einem Fluidbehälter bekannt , wobei eine Haube zur Aufnahme der Substrate oberhalb des Fluidbehälter positionierbar ist. Die Haube weist eine Substrat-Führungs- und Halteeinrichtung auf, welche einen sicheren Transport der Substrate innerhalb der Haube gewährleistet. Aus der JP 6-163 505 A ist eine Halbleitersubstratreini- gungsVorrichtung bekannt, bei der mehrere feststehende Kammern in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind, die sequentiell mit Substraten bestückt werden können.
Die JP 10-242 106 A zeigt eine Vorrichtung, bei der ein Substrate aufnehmendes Becken entlang einer Schiene be- wegt wird und mit unterschiedlichen Behandlungs- fluidanschlüssen verbunden werden kann, um unterschiedliche Behandlungen innerhalb des selben Beckens durchzuführen.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik, insbesondere der JP-10-4079 A, liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzusehen, welche auf einfache und kostengünstige Weise die Handhabungsschritte zwischen unterschiedlichen Substratbehandlungen reduziert und Abdichtungsprobleme zwischen geteilten Behandlungseinrichtungen eliminiert.
Ausgehend von der aus der JP-10-4079 A bekannten Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Substrat- halter außerhalb der ersten und zweiten Behandlungseinheiten geführt ist und die zweite Behandlungseinheit einteilig ist. Hierdurch wird der Aufbau der Behandlungseinheiten vereinfacht, da sich die Führung nicht durch die Behandlungsbecken hindurch erstreckt und somit eine Abdichtung an der Welle des Substrathalters entfällt.
Durch die Einteiligkeit der Behandlungseinrichtung werden ferner die Abdichtungsprobleme im Bereich der Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Teilen einer Behandlungseinheit eliminiert. Die Vorrichtung ist somit im Aufbau einfacher und kostengünstiger. Darüber hinaus wird verhindert, daß eine Medienverschleppung infolge von an der Welle anhaftenden Medien auftritt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Behandlungseinheit geradlinig bewegbar, während sie bei einer anderen Ausführungsform verschwenkbar ist.
Vorteilhafterweise weist die zweite Behandlungseinheit eine Spülvorrichtung auf. Substrate, insbesondere Halb- leiterwafer müssen häufig während eines mehrere Schritte umfassenden Herstellungsvorgangs, und insbesondere nach bestimmten Behandlungsschritten gespült werden, so daß sich eine Spülvorrichtung als zweite Behandlungseinheit oberhalb einer ersten Behandlungseinheit anbietet . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Behandlungseinheit eine Trocknungsvorrichtung auf . Bei einer vorhergehenden Naßbehandlung ist es insbesondere notwendig, daß das zuvor behandelte Sub- strat möglichst rasch, das heißt ohne daß es vorher von einer Handhabungsvorrichtung transportiert werden muß, in einer Trocknungsvorrichtung kontrolliert getrocknet wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zweite Behandlungseinheit eine kombinierte Spül- und Trocknungs- Vorrichtung umfaßt .
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Teil des Substrathalters auf die zweite Behandlungsein- heit auflegbar. Durch Auflegen eines Teils des Substrat- halters auf die zweite Behandlungseinheit ist es bei einem zweiteiligen Substrathalter möglich, einen der Teile abzulegen, während der andere angehoben wird, um einen Zugriff auf das Substrat zu ermöglichen.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine weitere, dritte Behandlungseinheit und ein über der dritten Behandlungseinheit vertikal bewegbarer zweiter Substrathalter vorgesehen, wobei die zweite Behandlungseinheit in einer angehobenen Position des zweiten Substrathalters zwischen den zweiten Substrathalter und die dritte Behandlungseinheit bewegbar ist . Durch Vorsehen einer dritten Behandlungseinheit kann die bewegbare zweite Behandlungseinheit abwechselnd für die erste und dritte Behandlungseinheit verwendet werden, so daß zusätzlich Platz eingespart werden kann, da die zweite Behandlungseinheit zwei anderen Behandlungseinheiten zugeordnet ist . Darüber hinaus ergibt sich dadurch auch eine Kostenersparnis da eine Behandlungseinheit eingespart werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es jedoch auch möglich, mehr als zwei, beispielsweise auf einem Kreis angeordnete Behandlungseinheiten vorzusehen, die in entsprechender Weise von einer gemeinsamen Behandlungseinheit, die sich beispielsweise in der Mitte der übrigen Behandlungseinheit befindet, nacheinander bedient werden.
Um zu verhindern, daß die Behandlungsvorgänge der ersten und der dritten Behandlungseinrichtung sich gegenseitig über die gemeinsame Verwendung des zweiten Substrathalters beeinflussen, in dem zum Beispiel Kontaminationen von einer Behandlungseinheit in die andere übertragen werden, sind die erste und dritte Behandlungseinheit im wesentlichen gleich. Für den Fall, daß die Gefahr von Beeinflussungen durch die gemeinsame Verwendung der zweiten Behandlungseinheit ausgeschlossen ist, können die erste und dritte Behandlungseinheit auch unterschiedlich sein.
Vorteilhafterweise ist die zweite Behandlungseinheit in eine zwischen der ersten und der dritten Behandlungsein- heit befindliche Ruheposition bewegbar, in der die zweite Behandlungseinheit keine Behandlung durchführt und auch keine der ersten und dritten Behandlungseinheiten beeinträchtigt bzw. überlappt. Dabei muß die Ruheposition nicht notwendigerweise zwischen der ersten und dritten Behandlungseinheit liegen. Es ist auch möglich die zweite Behandlungseinheit in irgendeine Position zu bewegen, in der sie keine der ersten und dritten Behandlungseinheiten beeinträchtigt bzw. überlappt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Behandlungseinheit eine Metall- Plattierungseinheit. Vorteilhafterweise ist eine Handhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen des Substrathalters vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, gelöst, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Bewegen eines ein Substrat tragenden Substrathalters in eine Behandlungsposition über einer ersten Behandlungseinheit; Durchführen einer ersten Substratbehandlung; Anheben des Substrathalters nach der ersten Substratbehandlung; Bewegen einer zweiten Behandlungseinheit zwischen den angehobenen Substrathalter und die erste Behandlungseinheit; und Durchführen einer zweiten Substrat- behandlung dadurch gelöst, daß der Substrathalter außerhalb der ersten und zweiten Behandlungseinheiten geführt wird und die zweite Behandlungseinheit einteilig ist . Bei diesem Verfahren ergeben sich dieselben Vorteile, die zuvor unter Bezugnahme auf die Vorrichtung ausgeführt wur- den. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei sich wiederum die oben unter Bezugnahme auf die Vorrichtung ausgeführten Vorteile ergeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Waferbe- handlungsstation mit mehreren Behandlungsvorrichtungen; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Behandlungsvorrichtung in einer ersten Behandlungsposition; Fig.3 eine schematische Seitenansicht der Behandlungsvorrichtung in einer zweiten Behandlungs- Position; Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch eine erste Behandlungsstation mit einem darüber befindlichen Substrathalter; Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht durch eine zweite Behandlungseinheit mit darüber befindlichem Substrathalter.
In Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Behandlungsstation 1 mit unterschiedlich konfigurierten BehandlungsVorrichtungen 3 , 4 und 5 dargestellt . Die Darstellung von unterschiedlich konfigurierten Behandlungsvorrichtungen in einer Behandlungsstation dient nur als Beispiel, um die bevorzugten Konfigurationsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung darzustellen. In der Regel werden in einer Behandlungsstation 1 nur eine Konfigurationsart der Behandlungsvorrichtung verwendet .
Die Behandlungsvorrichtungen 3, 4 und 5 sind in zwei Reihen mit einem dazwischen befindlichen Freiraum 7 angeordnet, in dem ein Wafer-Handhabungs-Roboter 10 beweglich angeordnet ist. An einer Stirnseite der Waferbehandlungs- station 1 sind für jede der zwei Reihen von Waferbehand- lungsvorrichtungen 3, 4, 5 je eine Waferkassette 11, 13 vorgesehen, aus denen der Wafer-Handhabungs-Roboter 10 Wafer 15 entnimmt und in Substrathalter der Behandlungs- Vorrichtung 3, 4 , 5 einsetzt bzw. umgekehrt Wafer 15 aus dem Substrathalter entnimmt und in die Kassette 11 oder 13 einsetzt. Zwischen den Waferkassetten 11 und 13 ist eine Wafer-Vorausrichtungseinheit 17 vorgesehen, auf der ein von einer Kassette 11 oder 13 entnommener Wafer 15 zunächst abgelegt wird, um eine genaue Vorausrichtung zu erhalten. Die Waferbehandlungsvorrichtung 5, welche den einfachsten Aufbau der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung zeigt, ist schematisch in Seitenansicht in den^ Figuren 2 und 3 dargestellt. Die Waferbehandlungsvorrichtung 5 weist eine Metall-Plattierungsvorrichtung 20, einen mittels einer Hubvorrichtung 23 vertikal bewegbaren Substrathalter 22, sowie eine horizontal bewegbare Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 auf. Die Metall-Plattierungsvorrichtung 20, der Substrathalter 22 und die Spül- und TrocknungsVorrichtung 25 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 näher beschrieben.
Wie in Figur 2 zu sehen ist, kann der Substrathalter 22 in eine über der Metall-Plattierungsvorrichtung 20 be- findliche Position (siehe auch Figur 4) abgesenkt werden, in der eine Metall-Plattierung vorgenommen wird. Nach der Metall-Plattierung wird der Substrathalter 22 angehoben, und die Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 wird zwischen den Substrathalter 22 und die Metall-Plattierungsvorrich- tung eingefahren. Danach wird der Substrathalter 22 in eine Position abgesenkt in der eine Spülung und Trocknung eines in dem Substrathalter befindlichen Substrats durchgeführt wird (siehe Figur 5) . Anschließend wird der untere Teil 41 des Substrathalters 22 auf der Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 abgelegt, so daß der Wafer mit dem Wafer-Handhabungs-Roboter 10 entnommen werden kann. Der entnommene Wafer wird durch einen neuen Wafer ersetzt, der Substrathalter wird geschlossen und angehoben. Die Spül- und Trocknungsvorrichtung wird aus dem Bereich des Substrathalters 22 weggefahren und der Substrathalter senkt dann wieder den neuen Wafer für eine Behandlung in der Metall-Plattierungsvorrichtung 20 ab.
Die Metall-Plattierungsvorrichtung 20 ist schematisch im Querschnitt in Figur 4 dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung ein Gehäuse der Vorrichtung nicht dargestellt ist. Über einen Anschluß 30 wird ein ein entsprechendes Metall, wie beispielsweise Kupfer, enthaltendes Behandlungsfluid in eine erste Kammer 31 der Behand- lungsvorrichtung eingeleitet . Oberhalb der Kammer ist ein sich nach oben öffnender Trichter 32 angeordnet, der in StrömungsVerbindung mit der Kammer 31 steht, so daß Strömungsmittel durch den Trichter nach oben strömen kann. Oberhalb des Trichters ist eine Lochplatte 33 angeordnet, welche die nach oben gerichtet Strömung des Behandlungs- fluids homogenisiert. Über der Lochplatte 33 und beabstandet dazu ist eine Anodenanordnung 34 vorgesehen.
Um Wiederholungen zu vermeiden wird wegen weiterer Ein- zeilheiten der Metall-Plattierungsvorrichtung 20 auf die am selben Tag von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung angemeldete Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 198 59 470 und dem Titel "Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Substraten" Bezug genommen, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Wie aus Figur 4 und 5 zu ersehen ist, befindet sich oberhalb der Metall-Plattierungsvorrichtung 20 ein Substrat- halter 22, der aus einem Oberteil 40 und einem ringförmi- gen bzw. der Form des Substrats angepaßten Unterteil 41 besteht, zwischen denen ein Wafer 15 eingelegt ist. Das Oberteil 40 und das Unterteil 41 werden über ein dazwischen angelegtes Vakuum zusammengehalten.
Um Wiederholungen zu vermieden wird für den weiteren Aufbau des Substrathalters 22 auf die am selben Tag von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung angemeldete Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 198 59 467 und dem Titel "Substrathalter" Bezug genommen, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Figur 5 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht der Spül- und Trocknungsvorrichtung 25, wobei zur Vereinfachung der Darstellung bestimmte Teile, wie zum Beispiel ein äußeres Becken der Vorrichtung, weggelassen wurden. Die Spül- und Trocknungsvorrichtung umfaßt einen Düsenkörper 50 mit einer erhöhten Düsenplatte 51, in der eine Vielzahl von Düsen 52 angeordnet ist. Im Zentrum der Düsenplatte 51 ist eine Öffnung vorgesehen, in die ein Einsatz 53 mit einer von den Düsen 52 der Düsenplatte sepa- raten, nicht näher dargestellten Düse eingesetzt ist. Über Fluid Einlasse 54 und 55 wird ein Fluid über eine unterhalb der Düsenplatte 51 befindliche Kammer 56 eingeleitet, welches über die Düsen 52 austritt und auf ein darüber befindliches Substrat 15 gerichtet wird. Über ei- nen Einlaß 57 wird die in dem Einsatz 53 befindliche Düse mit einer Spülflüssigkeit zum Spülen des Substrats 15 beaufschlagt. Das über die Einlasse 54, 55 eingeleitete Fluid unterscheidet sich in der Regel von der Spülflüssigkeit, die über den Einlaß 57 eingeleitet wird. Wie aus Figur 5 weiter zu ersehen ist, besitzt die Spül- und TrocknungsVorrichtung 25 eine gegenüber der Düsenplatte 51 tiefer liegende, die Düsenplatte 51 ringförmig umgebende Fläche 58, die mehrere Stege 59 aufweist, von denen einer in Fig. 5 zu sehen ist. Die erhöhten Stege 59 dienen als Ablage für das Unterteil 41 des Substrathalters 22 während eines Be- und Entladens des Substrathalters 22.
Das Be- und Entladen des Substrathalters 22 erfolgt durch Ablegen des Unterteils 41 des Substrathalters 22 auf den Stegen 59, Lösen des zwischen dem Oberteil 40 und dem Unterteil 41 wirkenden Vakuums, und Anheben des Oberteils 40, so daß der Wafer 15 nunmehr frei auf dem Unterteil 41 liegt und von dem Wafer-Handhabungs-Roboter 10 ergriffen, bzw. durch diesen in die somit erzeugte Öffnung eingesetzt werden kann.
Um Wiederholungen zu vermeiden wird für die weiteren Ein- zelheiten bezüglich des Aufbaus und der Funktion der
Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 auf die am selben Tag von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung angemeldete Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 198 59 466 und dem Titel "Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Sub- straten" Bezug genommen, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Die in Figur 1 dargestellte Behandlungsvorrichtung 3 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Behandlungs- Vorrichtung 5 dadurch, daß die Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 zwischen zwei Metall-Plattierungsvorrich- tungen 20 längs verschiebbar ist, so daß die Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 für beide Metall-Plattierungs- vorrichtungen einsetztbar ist. Dadurch wird, bei zusätzlicher Platzersparnis, ferner eine Spül- und Trocknungs- Vorrichtung 25 eingespart. Bei der Behandlungsvorrichtung 3 ist, wie in Figur 1 zu sehen ist, die Spül- und Trocknungsvorrichtung 25 zwischen zwei Metall-Plattierungs- vorrichtungen 20 plazierbar. Es ist aber auch denkbar, daß zwischen den Metall-Plattierungsvorrichtungen 20 kein ausreichender Raum für die Spül- und Trocknungsvorrichtung vorhanden ist, so daß die Spül- und Trocknungsvorrichtung abwechseln über der einen und der anderen der beiden Metall-Plattierungsvorrichtungen 20 angeordnet ist, d. h. sich zwischen der jeweiligen Metall-Plattier- ungsvorrichtung 20 und dem Substrathalter 22 befindet, wodurch weiterer Platz eingespart wird.
Bei der Behandlungsvorrichtung 4 gemäß Figur 1 ist die Spül- und TrocknungsVorrichtung 25 schwenkbar um eine Achse 60 angeordnet. Die Spül- und Trocknungsvorrichtung ist jeweils über eine der zwei Metall-Plattierungsvorrichtungen 20 schwenkbar. Alternativ ist die Spül- und Trocknungsvorrichtung auch aus dem Bereich der Metall- Plattierungsvorrichtungen 20 heraus schwenkbar, so daß sie keine der beiden Vorrichtungen 20 überlappt, wie es beispielsweise in Figur 1 dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, ohne jedoch auf diese speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein. Insbesondere können die Behandlungsvorrichtungen unterschiedlicher Bauart sein und für andere Prozesse dienen. So kann zum Beispiel anstatt der Metall-Plattierungsvorrichtung eine Spüleinheit eine chemische Behandlungsvorrichtung oder ähnliches vorgesehen werden. Auch die zweite horizontal bewegliche Behandlungseinrichtung ist nicht auf eine Spül- und TrocknungsVorrichtung beschränkt . Beispielsweise könnte statt dessen eine reine Trocknungseinheit oder beispielsweise eine Poliereinheit vorgesehen werden. Auch ist es möglich, die Behandlungs- einheiten so auszubilden oder anzuordnen, daß die WaferBehandlung nicht oder nicht nur von unten, sondern auch von oben und/oder von der Seite erfolgt . Auch können mit den Behandlungsvorrichtungen andere Substrate, wie z.B. Glassubstrate, CD' oder DVD 's anstelle der beschriebenen Halbleiterwafer behandelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (3,4,5) zum Behandeln von Substraten
(15) , insbesondere Halbleiterwafern, mit einer er- sten Behandlungseinheit (20), einem über der ersten Behandlungseinheit (20) vertikal verstellbaren Substrathalter (22) , und einer zweiten Behandlungseinheit (25) , die in einer angehobenen Position des Substrathalters (22) zwischen den Substrathalter und die erste Behandlungseinheit (20) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter außerhalb der ersten und zweiten Behandlungseinheiten geführt ist und die zweite Behandlungseinheit einteilig ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) geradlinig bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) verschwenkbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) eine Spülvorrichtung aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungs- einheit (25) eine Trocknungsvorrichtung aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (41) des Sub- strathalters (22) auf die zweite Behandlungseinheit (20) auflegbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Behandlungseinheit
(20) und einen über der dritten Behandlungseinheit vertikal verstellbaren zweiten Substrathalter (22) , wobei die zweite Behandlungseinheit (25) in einer angehobenen Position des zweiten Substrathalters (22) zwischen den zweiten Substrathalter (22) und die dritte Behandlungseinheit (20) bewegbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Behandlungseinheit (20,20) im wesentlichen gleich sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Behandlungseinheit (20,20) unterschiedlich sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) in eine zwischen der ersten und der dritten Behandlungseinheit (20,20) befindliche Ruheposi- tion bewegbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste -Behandlungseinheit (20) eine Metall-Plattierungse.in- heit ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Handhabungsvorrichtung (10) zum Be- und Entladen des Substrathalters (22) .
13. Verfahren zum Behandeln von Substraten (15), insbesondere Halbleiterwafern, mit folgenden Verfahrensschritten:
Bewegen eines ein Substrat tragenden Substrathalters (22) in eine Behandlungsposition über einer ersten Behandlungseinheit (20) ;
Durchführen einer ersten Substratbehandlung; Anheben des Substrathalters (22) nach der ersten Substratbehandlung;
Bewegen einer zweiten Behandlungseinheit (25) zwischen den angehobenen Substrathalter (22) und die erste Behandlungseinheit (20) ; und Durchführen einer zweiten Substratbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter außerhalb der ersten und zweiten Behandlungseinheiten geführt wird und die zweite Behandlungseinheit einteilig ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) geradlinig zwischen den angehobenen Substrathalter (22) und die erste Behandlungseinheit (20) bewegt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Behandlungseinheit (25) zwischen den angehobenen Substrathalter (22) und die erste Behandlungseinheit (20) geschwenkt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Substratbehandlung eine Metallplattierung durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Substratbehandlung eine chemische Behandlung durchgeführt wird
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da- durch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Substratbehandlung eine Spülung des Substrats (15) durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da- durch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Substratbehandlung eine Trocknung des Substrats (15) durchgeführt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, da- durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des
Substrathalters (22) zum Be- und Entladen der Substrate auf der zweiten Behandlungseinheit (25) abgelegt wird.
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