WO2022096657A1 - Vorrichtung zum reinigen von topfförmigen hohlkörpern, insbesondere von transportbehältern für halbleiterwafer oder für euv-lithografie-masken - Google Patents

Vorrichtung zum reinigen von topfförmigen hohlkörpern, insbesondere von transportbehältern für halbleiterwafer oder für euv-lithografie-masken Download PDF

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cleaning
hollow body
fluid
cover
cleaning fluid
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PCT/EP2021/080793
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Gunter Haas
Jürgen Gutekunst
Frank Schienle
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PACE-Tec GmbH
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Definitions

  • Device for cleaning pot-shaped hollow bodies in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks
  • the present invention relates to a device for cleaning pot-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks.
  • FOUPs Front Opening Unified Pods
  • FOUPs Front Opening Unified Pods
  • the FOUPs are usually closed with a removable lid. Without the lid, the FOUPs have a pot-shaped basic shape with a rectangular base.
  • the FOUPs are sealed with their lids the inserted semiconductor wafers can be transported from one clean room to another, protected from the environment.
  • the FOUPs have reached a processing station, they are opened, the semiconductor wafers are removed and processed accordingly. After processing, the semiconductor wafers are transported back into the FOUPs and then transported to the next processing station.
  • the FOUPs are contaminated in particular by abrasion from the semiconductor wafers when they are introduced into and removed from the FOUPs.
  • EUV lithography masks Extreme ultra-violet radiation
  • the EUV lithography masks are used to produce very small integrated circuits.
  • the EUV too -Lithography masks like semiconductors, have to be transported, whereby a similar situation sets in. If FOUPs are mentioned below, the relevant statements apply equally to transport containers for EUV lithography masks.
  • the FOUPs are cleaned on both their inner surface and their outer surface.
  • the FOUPs are usually much more contaminated on their outer surface than on their inner surface.
  • the cleaning fluid accumulates during the cleaning process both with particles originating from the outer surface and with particles originating from the inner surface. The particles can therefore be transported from the outer surface to the inner surface.
  • a satisfactory cleaning result is only achieved if the number of particles has fallen below a certain value. Due to the particles originating from the outer surface, the cleaning process must be carried out for a correspondingly long period of time in order to be able to remove a sufficient proportion of the particles.
  • the object of one embodiment of the present invention is to propose a device for cleaning pot-shaped hollow bodies, with which these can be cleaned within a short time using simple and inexpensive means.
  • One embodiment of the invention relates to a device for cleaning pot-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks, the hollow body - a bottom wall and one or more side walls forming a hollow body inner surface, and
  • the device comprising
  • first discharge channel with a first end, wherein the first discharge channel is in fluid communication with the first end exclusively with the through-opening and with which the first cleaning fluid discharged from the cleaning device can be discharged.
  • the edge of the hollow body is placed on the support wall, with the opening of the hollow body and the through-opening of the support wall directly adjoining one another. It is therefore possible to introduce the first cleaning fluid into the hollow body and thus to clean the inner surface of the hollow body. Due to the fact that the locking device is designed in such a way that the hollow body is not only fixed with the edge surface relative to the support wall, but is also sealed off, the first cleaning fluid do not leave the interior of the hollow body. Consequently, the first cleaning fluid cannot be contaminated by particles that are outside the hollow body. The first cleaning fluid consequently serves exclusively to clean the inner surface of the hollow body, which, as mentioned at the outset, is usually significantly less contaminated than the outer surface of the hollow body.
  • the first cleaning fluid is not contaminated with the particles originating from the outer surface of the hollow body, as a result of which the inner surface of the hollow body is effectively cleaned.
  • the edge surface represents the separating section between the inner surface of the hollow body and the outer surface of the hollow body when the hollow body is placed on the support wall.
  • the sealing of the hollow body with respect to the supporting wall also takes place at the edge surface.
  • the time required to clean the inner surface of the hollow body can be significantly reduced in comparison to devices known from the prior art.
  • the quantity of the first cleaning fluid that is necessary for cleaning the inner surface of the hollow body is also reduced.
  • the first discharge channel is connected to the support wall at the first end and encloses the through-opening.
  • the design effort required to provide the device can be kept low.
  • the first discharge channel can either be manufactured integrally with the support wall or connected to it, for example by welding.
  • the first discharge channel can widen in the shape of a funnel towards the first end. Because of the funnel-shaped widening of the first discharge channel towards the first end, diameter differences between the passage opening and the first discharge channel can be compensated for in a simple manner. As a result, the design effort is kept low. In addition, there are no sudden jumps in diameter, which can lead to disturbances in the flow, for example in the form of turbulence. These disturbances can lead to particle accumulation, as a result of which the removal of the particles is slowed down or completely interrupted and the cleaning of the inner surface of the hollow body can be adversely affected.
  • the first discharge channel can terminate flush with the through-opening at the first end. There are no dead spaces in which particles can accumulate, as a result of which the cleaning of the inner surface of the hollow body can be adversely affected.
  • the cleaning device can have a first cleaning head which protrudes beyond the through-opening.
  • the first cleaning head can be introduced into the interior of the hollow body.
  • the pressure with which the cleaning fluid leaves the first cleaning head also acts on the inner surface of the hollow body with only a small loss, as a result of which the particles located on the inner surface of the hollow body can be removed particularly effectively.
  • a further developed embodiment is characterized in that the first cleaning head can be moved in rotation and/or in translation. Due to the mobility of the first cleaning head, special geometric features of the hollow body inner surface to be reacted. In particular, it is possible to apply the first cleaning fluid at least approximately perpendicularly to the inner surface of the hollow body, as a result of which the kinetic energy of the first cleaning fluid can be used particularly effectively for cleaning the inner surface of the hollow body.
  • the first cleaning head has a number of first cleaning nozzles via which the first cleaning fluid can be delivered at a spray angle, the first cleaning head having an adjustment device with which the spray angle can be adjusted.
  • the spray angle at which the first cleaning fluid is released also determines the angle at which the cleaning fluid strikes the inner surface of the hollow body.
  • An angle of 90° or approximately 90° is ideal. Due to the fact that the spray angle is adjustable, the geometry of the inner surface of the hollow body can be simulated such that the first cleaning fluid can be applied at an angle of 90° or approximately 90° to almost the entire inner surface of the hollow body.
  • the inner surface of the hollow body usually has angled points, so that shadowing can occur with non-adjustable cleaning nozzles, in which no or only a limited amount of the first cleaning fluid can be applied to the inner surface of the hollow body with sufficient kinetic energy. Such shadowing can be avoided in this embodiment, so that the cleaning result is improved overall.
  • a further developed embodiment can stipulate that the first cleaning nozzles can be opened and closed independently of one another. If one of the first cleaning nozzles is open, the first cleaning fluid can be released, what not possible when closed. It is thus possible to clean the inner surface of the hollow body in such a way that the sections that are expected to be cleaner are cleaned first and only then the more heavily soiled sections. As a result, the loading of the first cleaning fluid with particles detached from the inner surface of the hollow body can be kept low for as long as possible. In particular, this prevents comparatively clean sections from being cleaned with the first cleaning fluid, which already has a high loading. In many cases, the ability of the first cleaning fluid to absorb particles decreases as the load increases. In extreme cases, deposits of particles from the first cleaning fluid can even occur on a comparatively clean section of the inner surface of the hollow body. This can be prevented by appropriately controlling the first cleaning nozzles.
  • the device has at least one coupling unit for coupling sound waves into the first cleaning fluid.
  • the sound waves can be used in particular as ultrasonic waves or be designed as megasonic waves.
  • ultrasonic waves have a frequency range of approx. 20 kHz to 500 kHz
  • megasonic waves have a frequency range of approx. 500 kHz to 3 MHz. It makes sense here to completely wet the inner surface of the hollow body with the first cleaning fluid or to flood the entire space enclosed by the inner surface of the hollow body and couple the sound waves into the first cleaning fluid.
  • the first cleaning fluid then serves as a transmitter of the sound waves.
  • the energy input increases with the frequency of the coupled sound.
  • the use of megasound has the advantage that the energy can be brought in a very targeted manner close to the inner surface of the hollow body to be cleaned, so that good cleaning results can be achieved.
  • the coupling units can be integrated into at least some of the first cleaning nozzles or interact with them.
  • the cleaning nozzles can be designed as so-called “megasonic nozzles", which make it possible to couple the sound waves into the first cleaning fluid emitted by the first cleaning nozzles. It is then not necessary to cover the entire inner surface of the hollow body with the first cleaning fluid wet, whereby the amount of the required first cleaning fluid can be kept low.
  • the cleaning device has a feed channel for feeding the first cleaning fluid to the first cleaning head, the first discharge channel and the feed channel being combined at least in sections to form a fluid guide unit. In this case, however, the feed channel and the discharge channel remain fluidically separate.
  • the supply channel and the discharge channel can be designed as tubing and/or as hoses. Due to the combination of the first discharge channel and the supply channel to form a fluid guiding unit, installation space can be saved and the device can therefore be designed to be compact. In addition, the manufacturing effort can be kept low since the number of components of the device can be reduced.
  • a first channel is arranged in the support wall, with which a flushing fluid can be guided to the edge surface.
  • a flushing fluid In particular, nitrogen or compressed air and particularly preferably extremely clean, dried air, also referred to as XCDA, are used as flushing fluid. This prevents the first cleaning fluid from reaching the outer surface of the hollow body via the edge surface, where it can mix with a second cleaning fluid.
  • the second cleaning fluid is prevented from reaching the inner surface of the hollow body via the edge surface, where it can mix with the first cleaning fluid. Contamination is thus prevented.
  • a further embodiment is characterized in that a particle measuring device for determining the particles contained in the first cleaning fluid is arranged in the first discharge channel.
  • the particle measuring device can, for example, be designed in such a way that the number of particles that pass through at a given volume flow of the first cleaning fluid pass the particle measuring device through the first discharge channel. If the number of counted particles falls below a certain value, it can be assumed that the inner surface of the hollow body has been sufficiently cleaned.
  • the particle measuring device ensures, on the one hand, that the inner surface of the hollow body has actually been cleaned to a sufficient extent, and on the other hand, the cleaning process can be interrupted in this case. In the devices known from the prior art, the cleaning process is carried out until it can be assumed with sufficient probability that the hollow bodies have been sufficiently cleaned.
  • the cleaning process is carried out much longer than necessary for safety reasons. Because it is possible according to the present embodiment to interrupt the cleaning process as described, both the duration and the quantity of the first cleaning fluid are reduced, so that the cleaning process is carried out significantly more effectively overall than in the prior art can. In addition, the particle measuring device also enables documentation that a specific FOUP has actually been cleaned to a sufficient extent.
  • the hollow body has a cover with a cover inner surface and a cover outer surface, with which the opening can be closed.
  • a cleaning opening is arranged in the support wall or in a further wall section, which can be at least partially closed with a closure body, the closure body having a receiving unit for receiving the cover of the hollow body, and the cleaning device having a further first cleaning head, with which the first cleaning fluid can be applied to the inner surface of the lid for cleaning when the cleaning opening is closed by the closure body or by the lid.
  • the embodiments of the device described so far relate to the cleaning of the inner surface of the hollow body.
  • the FOUPs are sealed with a removable lid.
  • the device comprises a further first cleaning head, with which the inner surface of the lid can be cleaned.
  • the same first cleaning fluid is used that is also used for cleaning the inner surface of the hollow body.
  • another cleaning fluid can also be used if this appears necessary.
  • the particles on the inner surface of the lid can thus also be removed. In order to prevent the first cleaning fluid from escaping uncontrolled from the cleaning opening, the cleaning opening must be sealed during the cleaning process.
  • either the cover or the closure body interact with the support wall or the further wall section in such a way that the cleaning opening is closed in a sealing manner.
  • the cleaning opening can be arranged in such a way that no particles from the environment of the hollow body can get into the first cleaning fluid during the cleaning process. It makes sense here to discharge the first cleaning fluid via the first discharge channel.
  • the receiving unit of the closure body interacts with the outer surface of the cover, so that the inner surface of the cover is accessible without obstacles, in particular for the first cleaning fluid.
  • a further embodiment specifies that the closure body is movable on the support wall or the other between an open position in which the closure body releases the cleaning opening and a closed position in which the closure body closes the cleaning opening Wall section is attached.
  • the closure body can be integrated particularly well into the handling of the lid.
  • a gripping robot or the like can insert the cover into the receiving unit of the closure body.
  • the receiving unit is equipped with fixing means with which the cover can be detachably attached to the closure body.
  • the closure body is moved into the closed position.
  • the cleaning opening is closed in a sealing manner, so that the cleaning process with regard to the inner surface of the cover can be started.
  • the closure body is moved back into the open position and the connection between the closure body and the cover is released, so that the gripping robot can remove the cover from the receiving unit. In this case, it makes sense to rotatably fasten the closure body to the support wall or to the further wall section.
  • a further embodiment provides that the device can have a second channel with which a flushing fluid can be guided to the cover.
  • the lid of a transport container usually has a lid seal with which the lid can be sealed off from the rest of the transport container.
  • nitrogen or compressed air and particularly preferably extremely clean dried air, also referred to as XCDA are used as flushing fluid.
  • the flushing fluid can be used to precisely delimit the effective area of the first cleaning fluid, with which the inside surface of the cover is cleaned.
  • the limitation can be chosen so that the first cleaning fluid cannot reach the cover seal. This prevents particles in the first cleaning fluid from adhering to the seal, detaching from the seal during operation of the transport container and damaging a semiconductor wafer.
  • a turbulent flow is created, which promotes active blow-off or cleaning of the seal.
  • the cleaning device has a second cleaning head with which a second cleaning fluid can be released for cleaning the outer surface of the hollow body.
  • the device has a second discharge channel, with which the second cleaning fluid discharged from the second cleaning head can be discharged.
  • the particle concentration on the inner surface of the hollow body is usually lower than on the outer surface of the hollow body.
  • the separate removal of the first cleaning fluid and the second cleaning fluid allows the first cleaning fluid to be reused for cleaning the outer surface of the hollow body.
  • the loading (or particle concentration) in the first cleaning fluid can first be determined in order to decide whether the loading of the first cleaning fluid is low enough to be able to clean the outer surface of the hollow body to the necessary extent. If this is possible, the amount of cleaning fluid and consequently the cleaning costs can be kept low.
  • the device can have a housing which, together with the support wall, encloses a process space, the process space being accessible via a housing opening that can be closed with a cover.
  • the hollow body can be introduced into the process space through the housing opening and removed again. In this embodiment it is possible to guide the second cleaning fluid in a defined manner and to avoid its uncontrolled distribution in the device.
  • the support wall can have a number of through-holes, the through-holes being arranged radially outside of the locking device and with which the second discharge channel is fluidically connected to the process space.
  • the through-holes can also be designed as through-slots.
  • the second cleaning fluid can be removed from the process space in a controlled manner via the second discharge channel without the second cleaning fluid mixing with the first cleaning fluid.
  • a further developed embodiment is characterized in that the second cleaning head is U-shaped and can be moved in rotation and/or translation in the process space. Due to the U-shaped design of the second cleaning head, the second cleaning fluid can be guided both to the bottom wall and to the side walls. Due to the mobility of the second cleaning head, it is possible to react flexibly to special geometrical features of the outer surface of the hollow body to be cleaned.
  • the first cleaning head, the further first cleaning head and/or the second cleaning head have at least one drying nozzle and/or an infrared diode.
  • the proposed device can be used not only for cleaning but also for subsequent drying of the hollow body.
  • a drying gas for example air or nitrogen
  • the hollow body has a correspondingly designed connection, in particular a negative pressure connection, via which a negative pressure can be generated inside the hollow body in order to suck the drying gas into the hollow body and then to be removed from it again.
  • a tube is connected to this connection, also referred to as a snorkel, which can be connected to a vacuum pump, for example.
  • a snorkel which can be connected to a vacuum pump, for example.
  • the position of the hollow body in the device remains unchanged.
  • both the inner surface of the hollow body and the outer surface of the hollow body can be dried. In this case, there is no mixing of the drying gas, which is used for the inner surface of the hollow body, with the drying gas, which is used for the outer surface of the hollow body.
  • infrared diodes can be used, which have the advantage that the radiation emitted by infrared diodes is in a narrowly limited frequency range, which is optimized for the cleaning fluid used.
  • the residues of the cleaning fluid still remaining on the inner surface of the hollow body or the outer surface of the hollow body are very effectively heated and thus removed.
  • One embodiment of the invention relates to the use of a device according to one of the previous embodiments for cleaning transport containers for semiconductor wafers.
  • the technical effects and advantages that can be achieved with the proposed use correspond to those that have been discussed for the present device.
  • the time required to clean the inner surface of the hollow body is
  • One embodiment of the present invention relates to a method for cleaning pot-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks using a device according to one of the previous embodiments, comprising the following steps:
  • the proposed method it is also possible to clean either only the outer surface of the hollow body or only the inner surface of the hollow body, if this is desired. Furthermore, the outer surface of the hollow body can be cleaned for a shorter time than the inner surface of the hollow body. In addition, it is also possible to clean both the outer surface of the hollow body and the inner surface of the hollow body at the same time.
  • the method can include the following steps:
  • the cover can be placed on the receiving unit, for example by means of a gripping robot.
  • the receiving unit In the open position, the receiving unit is easily accessible, so that the lid can be put down and removed quickly and easily without the gripping robot having to perform complicated movements.
  • the closed position In the closed position, the guidance of the first cleaning fluid is ensured, so that mixing with the second cleaning fluid is avoided for the reasons mentioned above.
  • the proposed device can also be operated in such a way that only the cover and not the hollow body is cleaned. In this case can the passage opening can be closed with a closure element.
  • the sound waves can be coupled in, for example, in the form of ultrasound or megasonic. This improves the cleaning result, since energy is introduced into the first cleaning fluid, which energy is used to loosen the particles on the inner surface of the hollow body.
  • the inner surface of the cover and the outer surface of the hollow body can be treated accordingly.
  • the procedure includes the following steps:
  • the sound waves can be coupled in as ultrasound or megasonic.
  • the cleaning result is also improved in this embodiment.
  • the required quantity of the first cleaning fluid can be kept correspondingly low.
  • the inner surface of the cover and the outer surface of the hollow body can be treated accordingly.
  • FIG. 1 shows a basic sectional view through an exemplary embodiment of a device for cleaning pot-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks,
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of detail A defined in FIG. 1, not to scale, and
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of section B defined in FIG. 1, not to scale.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a proposed device 10 for cleaning pot-shaped hollow bodies 12 using a basic sectional view.
  • the device 10 has a housing 14 which forms a housing opening 16 which can be closed with a cover 18 which can be removed from the housing 14 .
  • a support wall 20 is arranged in the housing 14 so that a closed process space 22 is created in the housing 14 .
  • the process space 22 is delimited by the support wall 20 , by the housing 14 itself and by the cover 18 .
  • the support wall 20 forms a Through-opening 24, a locking device 26 being arranged radially outside of through-opening 24.
  • two through bores 28 are provided in the support wall 20 radially outside the locking device 26 .
  • a hollow body 12 in particular a transport container 30 for semiconductor wafers, also referred to as FOUPs, or a transport container 30 for EUV lithography masks, can be introduced into the processing space 22.
  • the hollow body 12 has a bottom wall 32 and in this case four side walls 34, so that the pot-shaped hollow body 12 is essentially cuboid.
  • the bottom wall 32 and the four side walls 34 form a hollow body inner surface 33 and a hollow body outer surface 35.
  • the hollow body 12 has an opening 36 which is arranged opposite the bottom wall 32 and which is enclosed by an edge surface 38 which is formed by the side walls. In the region of the edge surface 38, the hollow body 12 is designed in the manner of a flange in the exemplary embodiment shown.
  • the hollow body 12 can be placed on the support wall 20 with this edge surface 38 .
  • the passage opening 24 of the support wall 20 and the opening 36 of the hollow body 12 are at least approximately of the same size and of the same geometric shape in the exemplary embodiment shown.
  • the locking device 26 is designed such that the through-opening 24 is at least approximately aligned with the section of the inner surface 33 of the hollow body adjoining the through-opening 24 .
  • the area A marked in FIG. 1 is not shown enlarged to scale, with no exact match being present.
  • the locking device 26 is not shown for reasons of clarity.
  • the support wall 20 includes a support wall section 37 which forms a contact surface 39 which is in contact with the edge surface 38 of the transport container 30 .
  • the contact surface 39 of the support wall section 37 is completely covered by the edge surface 38 .
  • a first channel 41 is arranged in the support wall section 37 , which opens into the contact surface 39 and with which a flushing fluid, for example air or nitrogen, can be guided to the edge surface 38 .
  • the device 10 is equipped with a cleaning device 40 which has a first cleaning head 42 which protrudes beyond the through-opening 24 and is therefore arranged inside the process space 22 .
  • the first cleaning head 42 is enclosed by the hollow body 12.
  • the housing 14 also includes a wall section 44 in which a cleaning opening 46 is arranged.
  • the wall section 44 is located on the side of the support wall 20 facing away from the locking device 26.
  • the cleaning opening 46 can be closed at least partially with a closure body 48, which can be rotated about a first axis of rotation D1 with a drive unit (not shown). Wall section 44 is attached.
  • the closure body 48 can be moved between an open position, in which the closure body 48 uncovers the cleaning opening 46, and a closed position, in which the closure body 48 at least partially closes the cleaning opening 46. In Figure 1 the closure body 48 is in the closed position.
  • the closure body 48 has a receiving unit 50 with which a cover 52, with which the hollow body 12 can be closed, can be detachably attached to the closure body 48.
  • the cover 52 forms a cover inner surface 54 and a cover outer surface 56.
  • the cover inner surface 54 is the side of the cover 52 which directly adjoins the hollow body inner surface 33 when the hollow body 12 is closed with the cover 52. In other words, in this case the inner surface 54 of the cover points towards the bottom wall 32 of the hollow body 12 .
  • the receiving unit 50 is designed in such a way that it interacts with the cover 52 only by means of the outer surface 56 of the cover.
  • FIG. 3 the area B identified in FIG. 1 is not shown enlarged to scale, with no exact match being present.
  • a housing seal 51 is arranged in the housing 14 adjacent to the cleaning opening 46 and enclosing it. If the closure body 48 is in the closed position, the cover 52 interacts with the housing seal 51 . To this extent, the cleaning opening 46 is closed and sealed by means of the cover 52 .
  • the statement that the closure body 48 at least partially closes the cleaning opening 46 should be understood against this background. However, it is also conceivable that the closure body 48 interacts with the housing seal 51 and completely seals the cleaning opening 46 . In addition, it can be seen from FIG.
  • the cover 52 has a cover seal 53 with which the transport container 30 can be sealed when the cover 52 is connected to the transport container 30 .
  • a channel element 55 is arranged on the housing 14 which, together with the housing 14, forms a second channel 57 with which a flushing fluid, for example air or nitrogen, can be guided to the cover 52.
  • the channel member 55 is constructed to form a gap 60 with the lid gasket 53 .
  • the cleaning device 40 is also equipped with a further first cleaning head 58 which is arranged in the vicinity of the closure body 48 when the latter is in the closed position.
  • the cleaning device 40 also includes a second cleaning head 64 which is essentially U-shaped and is at least partially arranged in the process space 22 .
  • the second cleaning head 64 is arranged outside of the hollow body 12 when the hollow body 12 is connected to the support wall 20 as shown in FIG.
  • the second cleaning head 64 can be rotated about a second axis of rotation D2, the drive device used for this purpose not being shown.
  • the second cleaning head 64 can be moved not only in rotation but also in translation or only in translation.
  • the first cleaning head 42 cannot be moved, although it can also be designed to be movable in a rotary and/or translatory manner.
  • the device 10 is further provided with a fluid guiding unit
  • the fluid guiding unit 66 provided with which a first cleaning fluid for the first Cleaning head 42 and the other first cleaning head 58 and a second cleaning fluid to the second cleaning head 64 can be performed.
  • the fluid guiding unit 66 has a first feed channel 68 with which the first cleaning fluid can be guided to the first cleaning head 42 .
  • the fluid guide unit 66 includes a first discharge channel 70, with which the first cleaning fluid discharged from the first cleaning head 42 and from further first cleaning heads 58 can be discharged from the process space 22 again.
  • the first bleed channel 70 has a first end 72 in fluid communication with the through-opening 24 .
  • the first discharge channel 70 widens in a funnel shape towards the first end 72 and is connected to the support wall 20 in such a way that the first end 72 of the discharge channel ends flush with the passage opening 24 .
  • a first particle measuring device 741 is arranged in the first discharge channel 70, with which the particles which are in the first cleaning fluid and originate from the inner surface 33 of the hollow body can be determined and in particular counted.
  • a second particle measuring device 742 is arranged in the secondary channel 742, with which the particles that are in the first cleaning fluid and originate from the inner surface 54 of the cover can be determined and, in particular, counted.
  • the fluid guiding unit 66 has a second discharge channel 76 which is constructed essentially in the same way as the first discharge channel 70 but is in fluid communication with the two through bores 28 .
  • the first discharge channel 70 forms the radially inner wall of the second discharge channel 76, so that the fluid guiding unit 66 can be made very compact.
  • the device 10 is operated in the following manner: In the initial state, not shown here, the cover 18 is open and the second cleaning head 64 is rotated by 90° in relation to Figure 1, so that the U-shaped section of the second cleaning head 64s 64 is perpendicular to Level of Figure 1 is.
  • the closure body 48 is in the open position, in which the closure body 48 is aligned approximately horizontally in relation to FIG.
  • the cover 52 is separated from the hollow body 12 and placed on the receiving unit 50 with a handling device that is not shown, for example with a gripping robot.
  • the opened hollow body 12 is introduced into the process space 22 in such a way that the hollow body 12 with its edge surface 38 on rests on the support wall 20, as shown in FIG.
  • the hollow body 12 is locked with the locking device 26 so that it is connected to the support wall 20 and thus fixed in the processing space 22 .
  • the locking device 26 is equipped with sealing means, not shown here, so that the hollow body 12 is sealed off from the support wall 20 .
  • the cover 18 is closed.
  • the receiving unit 50 of the closure body 48 is activated, so that the cover 52 is fixed to the closure body 48 .
  • the closure body 48 is rotated through 90° into the closed position, as shown in FIG. In this case, the cover 52 seals the cleaning opening 46 .
  • a first cleaning fluid is now fed via the first supply channel 68 to the first cleaning head 42 and is discharged through first cleaning nozzles 78 in such a way that the inner surface 33 of the hollow body is cleaned with the first cleaning fluid.
  • the further first cleaning head 58 has further first cleaning nozzles 80, with which the first cleaning fluid is applied to the cover inner surface 54, which is consequently cleaned.
  • a second cleaning fluid which can correspond to the first cleaning fluid, is fed via the second supply channel (not shown here) to the second cleaning head 64, where the second cleaning fluid is discharged through second cleaning nozzles 82 in order to clean the outer surface 35 of the hollow body.
  • the second cleaning head 64 can be rotated about the second axis of rotation D2.
  • the first cleaning nozzles 78, the further first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82 can be designed in such a way that the spray angle ⁇ at which the first cleaning fluid and the second cleaning fluid are delivered can be adjusted.
  • the first cleaning nozzles 78, the other first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82 can be mounted in the shape of a spherical head.
  • the first cleaning nozzles 78 can be arranged on a tubular body 83 which can be rotated about a third axis of rotation D3, with which the spray angle ⁇ can be set.
  • the first cleaning head 58 includes an adjustment device 85 with which the spray angle ⁇ can be adjusted.
  • the additional first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 80 can be designed accordingly, with the spray angle ⁇ at which the first cleaning fluid is emitted from the additional first cleaning nozzles 80 also being set by the adjusting device 85 .
  • the adjustment device 85 can also be designed in such a way that the spray angle ⁇ of the second cleaning nozzles 80, which are located on the second cleaning head 64, can also be adjusted. In this way, it can be achieved that the first cleaning fluid and the second cleaning fluid impinge perpendicularly or almost perpendicularly on the inner surface 33 of the hollow body and the inner surface of the cover or the outer surface 35 of the hollow body.
  • the device 10 has at least one coupling unit 87 for coupling sound waves into the first cleaning fluid.
  • the coupling unit 87 can also be designed in such a way that the sound waves also enter the second
  • Cleaning fluid can be coupled.
  • some of the coupling units 87 are integrated into at least some of the first cleaning nozzles 78 and designed as so-called "megasonic nozzles".
  • a megasound can be coupled into the first cleaning fluid emitted by the first cleaning nozzles 78. The same can be provided for the further first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82.
  • the first cleaning nozzles 78 can be opened and closed independently of one another. Consequently, it is possible to clean different sections of the hollow body inner surface 33 first and other sections later. For example, sections which experience has shown are less heavily soiled can be cleaned first and then sections which experience has shown are more heavily soiled.
  • the other first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82 can be configured accordingly, so that the first inner surface 54 of the cover and the outer surface 35 of the hollow body can be cleaned accordingly.
  • a flushing fluid is fed through the first channel 41 to the edge surface 38 and/or through the second channel 57 to the cover 52 .
  • This can be the same flushing fluid, but it is also possible to conduct a first flushing fluid through the first channel 41 and a second flushing fluid, which differs from the first flushing fluid, through the second channel 57 .
  • the flushing fluid which is conducted through the first channel 41 to the edge surface 38, ensures that neither the first cleaning fluid nor the second cleaning fluid can cross the edge surface.
  • the flushing fluid therefore creates a fluidic seal between the first cleaning fluid and the second cleaning fluid. Consequently, it is ensured that the first cleaning fluid and the second cleaning fluid cannot mix. Contamination of the first cleaning fluid with the second cleaning fluid and vice versa is prevented.
  • the first cleaning fluid which has been discharged from the first cleaning head 42 and applied to the inner surface 33 of the hollow body, is discharged via the first discharge channel 70 .
  • the same also applies to the first cleaning fluid, which is discharged from the further first cleaning head 58 and applied to the inner surface 54 of the cover.
  • the first discharge channel 70 has a secondary channel 84 which opens into the first discharge channel 70 .
  • the flushing fluid which is conducted to the cover 52, flows back through the gap 60 into the secondary channel 84.
  • the housing seal 51 prevents the flushing fluid from getting into the environment.
  • the rinsing fluid prevents the first cleaning fluid, which is discharged from the other first cleaning head 58 and applied to the inner surface 54 of the cover, from reaching the cover seal 53, to which particles in the first cleaning fluid could adhere.
  • the flushing fluid which is conducted to the edge surface 38 and/or to the cover 52, can be put under a sufficiently high pressure.
  • the first cleaning fluid particles which have been located on the inner surface 33 of the hollow body and the inner surface 54 of the cover are removed.
  • the particles that come from the hollow body inner surface 33 are from the first particle measuring device 741 and the particles, which originate from the inner surface 54 of the cover, are recorded by the second particle measuring device.
  • the first particle measuring device 741 and the second particle measuring device 742 can be designed in such a way that the number of particles that pass through the particle measuring device 74 at a given volume flow within a specific time is determined. From this it can be determined whether the inner surface 33 of the hollow body and the inner surface 54 of the cover have been cleaned to the desired extent or not.
  • the cleaning process for the hollow body 12 can be interrupted while the cleaning process for the inner surface 54 of the cover is continued. Meanwhile, the hollow body 12 can be removed from the device by the gripper robot, which saves time.
  • a further particle measuring device 74 can be arranged in the second discharge channel 76 .
  • the particles originating from the outer surface 35 of the hollow body can be detected with this further particle measuring device.
  • This information can also be included in the decision as to whether or not the cleaning process for the hollow body 12 can be terminated. If the loading of the first cleaning fluid with particles originating from the inner surface 33 of the hollow body does not exceed a specific value, this can also be used for cleaning the outer surface 35 of the hollow body.
  • the particle measuring device 74 is arranged downstream of where the secondary channel 84 opens into the first discharge channel 70 .
  • the cleaning process can be aborted when the number of particles falls below a certain level.
  • the second cleaning fluid which has been discharged from the second cleaning head 64 and has been applied to the outer surface 35 of the hollow body, is discharged via the second discharge channel 76 . Consequently, the first cleaning fluid and the second cleaning fluid are discharged separately from one another, as a result of which particles originating from the outer surface 35 of the hollow body cannot get into the first cleaning fluid and thus onto the inner surface 33 of the hollow body or the inner surface 54 of the cover.
  • cleaning the inner surface 33 of the hollow body and the inner surface 54 of the cover is more important than cleaning the outer surface 35 of the hollow body. with which the outer surface 35 of the hollow body has been prepared, can be broken off.
  • a first drying gas and a second drying gas can now be supplied to the first cleaning head 42, to the further first cleaning head 58 via the first supply channel 68 or the second supply channel in largely the same way as the first and the second cleaning fluid and to the second cleaning head 64.
  • a negative pressure is generated in the hollow body 12 in that a pipeline (not shown) is connected to a negative pressure connection 94 and can be connected to a vacuum pump (also not shown).
  • a vacuum pump also not shown
  • the first cleaning head 42 has first drying nozzles 86, the other first cleaning head 58 has other first drying nozzles 88 and the second cleaning head has second drying nozzles 90, with which the first drying gas or the second drying gas is emitted and applied to the hollow body inner surface 33, the cover inner surface 54 and the outer surface 35 of the hollow body can be applied.
  • the first drying gas and the second drying gas displace the first cleaning fluid and the second cleaning fluid from the device 10. Residues of the first and the second cleaning fluid can also be blown away.
  • first cleaning head 42, the further first cleaning head 58 and the second cleaning head each have infrared diodes 92, with which residues of the first and second cleaning fluid can be heated and evaporated, as a result of which they can be separated from the first and second Drying gas can be discharged from the device 10.
  • the cover 18 is opened and the closure body 48 is moved into the open position.
  • the cleaned hollow body 12 is removed from the process space.
  • the receiving unit 50 is deactivated, as a result of which the cover 52 can be removed from the closure body 48 and fed to the hollow body 12 in order to close it.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern (12), insbesondere von Transportbehältern (30) für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken, wobei die Vorrichtung (10) eine Auflagewand (20), auf welche der Hohlkörper (12) mit der Randfläche (38) aufgelegt werden kann, eine Verriegelungseinrichtung (26), mit welcher der Hohlkörper (12) dichtend und lösbar mit der Auflagewand (20) verbindbar ist, zumindest eine von der Auflagewand (20) gebildete Durchgangsöffnung (24), die radial innerhalb der Verriegelungseinrichtung (26) angeordnet ist, eine Reinigungseinrichtung (40), mit welcher ein erstes Reinigungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) abgegeben werden kann, wenn der Hohlkörper (12) mit der Auflagewand (20) verbunden ist, und einen ersten Abführkanal (70) mit einem ersten Ende (72) umfasst, wobei der erste Abführkanal (70) mit dem ersten Ende (72) ausschließlich mit der Durchgangsöffnung (24) in Fluidkommunikation steht und mit welchem das von der Reinigungseinrichtung (40) abgegebene erste Reinigungsfluid abgeführt werden kann.

Description

Vorrichtung zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern, insbe- sondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reini- gen von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transport- behältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken.
Die Herstellung von hochintegrierten elektronischen Schaltun- gen und anderen empfindlichen Halbleiterbauelementen erfolgt heutzutage in Fabriken, in denen sogenannte Halbleiterwafer eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten durchlaufen. Ein gro- ßer Teil dieser Bearbeitungsschritte erfolgt in Reinräumen, welche mit hohem Aufwand frei von Verunreinigungen, insbeson- dere frei von Partikeln, gehalten werden. Eine solch auf- wendige Bearbeitung ist erforderlich, da insbesondere Parti- kel, die mit dem Halbleitermaterial der Halbleiterwafer in Be- rührung kommen, die Materialeigenschaften der Halbleiterwafer so beeinflussen können, dass eine gesamte Produktionscharge fehlerhaft und unbrauchbar wird und ausgesondert werden muss.
Da die Reinhaltung mit zunehmender Integrationsdichte der Halbleiterschaltungen immer wichtiger und der Aufwand zur Reinhaltung mit zunehmender Größe der Reinräume exponentiell ansteigt, werden die Halbleiterwafer nicht "offen" von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert. Stattdessen verwendet man spezielle Transportbehälter (sogenannte FOUPs, Front Opening Unified Pods). Hierunter versteht man kastenför- mige Transportbehälter, in die eine Vielzahl von Halbleiter- wafern eingesteckt wird. Verschlossen werden die FOUPs übli- cherweise mit einem abnehmbaren Deckel. Ohne den Deckel haben die FOUPs eine topfförmige Grundform mit einer rechteckigen Grundfläche. Wenn die FOUPs mit ihrem Deckel verschlossen sind, können die eingesteckten Halbleiterwafer vor der Umwelt geschützt von einem Reinraum zu einem anderen Reinraum trans- portiert werden. Wenn die FOUPs eine Bearbeitungsstation er- reicht haben, werden diese geöffnet, die Halbleiterwafer ent- nommen und entsprechend bearbeitet. Nach erfolgter Bearbeitung werden die Halbleiterwafer zurück in die FOUPs transportiert und dann zur nächsten Bearbeitungsstation befördert.
Aufgrund der hohen Produktionsausfälle bei Verunreinigungen der Halbleiterwafer ist es erforderlich, die FOUPs von Zeit zu Zeit zu reinigen. Die FOUPs werden insbesondere vom Abrieb der Halbleiterwafer beim Einbringen in die und beim Entnehmen aus den FOUPs verunreinigt.
Sinngemäß gilt dasselbe für Transportbehälter für EUV-Litho- grafie-Masken („extreme ultra-violet radiation", extrem ultra- violette Strahlung). Die EUV-Lithografie-Masken werden einge- setzt, um sehr kleine integrierte Schaltungen herzustellen. Auch die EUV-Lithografie-Masken müssen, wie die Halbleiter, transportiert werden, wobei sich eine ähnliche Situation ein- stellt. Wenn im Folgenden von FOUPs gesprochen wird, gelten die diesbezüglichen Aussagen gleichermaßen für Transportbehäl- ter für EUV-Lithographie-Masken.
Vorrichtungen vom Reinigen von FOUPs sind beispielsweise aus der US 5238 703 A, der WO 2005/001888 A2 und der EP 1899 084
Bl bekannt.
Bei derartigen Vorrichtungen werden die FOUPs sowohl auf ihrer Innenfläche als auch auf ihrer Außenfläche gereinigt. Übli- cherweise sind die FOUPs auf ihrer Außenfläche deutlich stär- ker verunreinigt als auf ihrer Innenfläche. Infolgedessen rei- chert sich das Reinigungsfluid während des Reinigungsvorgangs sowohl mit Partikeln, die von der Außenfläche stammen, als auch mit Partikeln, die von der Innenfläche stammen, an. Die Partikel können daher von der Außenfläche zur Innenfläche transportiert werden. Ein zufriedenstellendes Reinigungsergeb- nis wird allerdings nur dann erreicht, wenn die Anzahl der Partikel einen bestimmten Wert unterschritten hat. Aufgrund der von der Außenfläche stammenden Partikel muss der Reini- gungsvorgang für eine entsprechend lange Zeitdauer durchge- führt werden, um einen ausreichenden Anteil der Partikel ab- führen zu können. Dies ist insofern nachteilig, als dass ei- nerseits die Menge des benötigten Reinigungsfluids vergleichs- weise hoch ist und andererseits die FOUPs während des Reini- gungsvorgangs nicht zum Transport der Halbleiterwafer verwen- det werden können. Hierdurch verteuert sich die Produktion der Halbleiterwafer. Hinzu kommt, dass eine Reinigung der Außen- fläche nur bedingt zur Reduzierung von fehlerhaften Halb- leiterwafern beiträgt.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern vorzuschlagen, mit welcher diese mit einfachen und kostengüns- tigen Mitteln innerhalb von kurzer Zeit gereinigt werden kön- nen.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen- stand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithogra- fie-Masken, wobei der Hohlkörper - eine Bodenwand und eine oder mehrere Seitenwände, die eine Hohlkörperinnenfläche bilden, und
- eine der Bodenwand gegenüberliegende Öffnung aufweist, die von einer Randfläche der Seitenwand umschlossen wird, um- fasst, wobei die Vorrichtung
- eine Auflagewand, auf welche der Hohlkörper mit der Rand- fläche aufgelegt werden kann,
- eine Verriegelungseinrichtung, mit welcher der Hohlkörper mit der Randfläche dichtend und lösbar mit der Auflagewand verbindbar ist,
- zumindest eine von der Auflagewand gebildete Durchgangsöff- nung, die radial innerhalb der Verriegelungseinrichtung an- geordnet ist,
- eine Reinigungseinrichtung, mit welcher ein erstes Reini- gungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche abgegeben werden kann, wenn der Hohlkörper mit der Auflagewand ver- bunden ist, und
- einen ersten Abführkanal mit einem ersten Ende umfasst, wo- bei der erste Abführkanal mit dem ersten Ende ausschließ- lich mit der Durchgangsöffnung in Fluidkommunikation steht und mit welchem das von der Reinigungseinrichtung abgege- bene erste Reinigungsfluid abgeführt werden kann.
Zum Reinigen wird der Hohlkörper mit seiner Randfläche auf die Auflagewand gelegt, wobei die Öffnung des Hohlkörpers und die Durchgangsöffnung der Auflagewand unmittelbar aneinander an- grenzen. Es ist daher möglich, das erste Reinigungsfluid in den Hohlkörper einzubringen und somit die Hohlkörperinnenflä- che zu reinigen. Aufgrund der Tatsache, dass die Verriege- lungseinrichtung so ausgebildet ist, dass der Hohlkörper mit der Randfläche gegenüber der Auflagewand nicht nur fixiert, sondern auch abgedichtet ist, kann das erste Reinigungsfluid den Innenraum des Hohlkörpers nicht verlassen. Folglich kann das erste Reinigungsfluid nicht von Partikeln, welche sich au- ßerhalb des Hohlkörpers befinden, verschmutzt werden. Das erste Reinigungsfluid dient folglich ausschließlich der Reini- gung der Hohlkörperinnenfläche, welche, wie eingangs erwähnt, üblicherweise deutlich weniger stark verunreinigt ist als die Hohlkörperaußenfläche. Infolgedessen wird das erste Reini- gungsfluid nicht mit den von der Hohlkörperaußenfläche stam- menden Partikeln verunreinigt, wodurch die Hohlkörperinnenflä- che effektiv gereinigt wird. Die Randfläche stellt den Trenn- abschnitt zwischen der Hohlkörperinnenfläche und der Hohlkör- peraußenfläche dar, wenn der Hohlkörper auf die Auflagewand aufgelegt ist. An der Randfläche erfolgt auch die Abdichtung des Hohlkörpers gegenüber der Auflagewand. Die Zeitdauer, die zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche benötigt wird, kann im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen deutlich reduziert werden. Zudem wird die Menge des ersten Reinigungsfluids, die zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche notwendig ist, ebenfalls reduziert.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform ist der erste Ab- führkanal mit dem ersten Ende mit der Auflagewand verbunden und umschließt die Durchgangsöffnung. In dieser Ausführungs- form kann der konstruktive Aufwand, der zum Bereitstellen der Vorrichtung notwendig ist, gering gehalten werden. Insbeson- dere kann der erste Abführkanal entweder integral mit der Auf- lagewand gefertigt oder mit dieser beispielsweise durch Schweißen verbunden werden.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann sich der erste Abführkanal zum ersten Ende hin trichterförmig erweitern. Auf- grund der trichterförmigen Erweiterung des ersten Abführkanal zum ersten Ende hin können Durchmesserunterschiede zwischen der Durchgangsöffnung und dem ersten Abführkanal auf einfache Weise ausgeglichen werden. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand gering gehalten. Zudem entstehen keine schlagartigen Durchmessersprünge, welche zu Störungen der Strömung bei- spielsweise in Form von Verwirbelungen führen können. Diese Störungen können zu einer Partikelanlagerung führen, wodurch die Abfuhr der Partikel verlangsamt oder ganz unterbrochen und die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche nachteilig beeinflusst werden kann.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann der erste Ab- führkanal am ersten Ende bündig mit der Durchgangsöffnung ab- schließen. Es entstehen keine Toträume, in denen sich Partikel anlagern können, wodurch die Reinigung der Hohlkörperinnenflä- che nachteilig beeinflusst werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Reinigungseinrich- tung einen ersten Reinigungskopf aufweisen, der über die Durchgangsöffnung hervorsteht. In dieser Ausführungsform kann der erste Reinigungskopf in den Innenraum des Hohlkörpers ein- gebracht werden. Infolgedessen kann der Abstand zwischen dem ersten Reinigungskopf und der Hohlkörperinnenfläche reduziert werden. Der Druck, mit welchem das Reinigungsfluid den ersten Reinigungskopf verlässt, wirkt mit nur geringem Verlust auch auf die Hohlkörperinnenfläche, wodurch die Partikel, die sich auf der Hohlkörperinnenfläche befinden, besonders effektiv entfernt werden können.
Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Reinigungskopf rotatorisch und/oder trans- latorisch bewegbar ist. Aufgrund der Bewegbarkeit des ersten Reinigungskopfs kann auf geometrische Besonderheiten der Hohl- körperinnenfläche reagiert werden. Insbesondere ist es mög- lich, das erste Reinigungsfluid zumindest annäherungsweise senkrecht auf die Hohlkörperinnenfläche aufzubringen, wodurch die kinetische Energie des ersten Reinigungsfluids besonders effektiv zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche genutzt werden kann.
Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform weist der erste Reinigungskopf eine Anzahl von ersten Reinigungsdüsen auf, über welche das erste Reinigungsfluid unter einem Sprühwinkel abgebbar ist, wobei der erste Reinigungskopf eine Einstellein- richtung aufweist, mit welcher der Sprühwinkel einstellbar ist. Der Sprühwinkel, unter welchem das erste Reinigungsfluid abgegeben wird, bestimmt auch den Winkel, mit welchem das Rei- nigungsfluid auf die Hohlkörperinnenfläche auftrifft. Ideal ist ein Winkel von 90° oder annäherungsweise 90°. Aufgrund der Tatsache, dass der Sprühwinkel einstellbar ist, kann die Geo- metrie der Hohlkörperinnenfläche dahingehend nachgebildet wer- den, dass das erste Reinigungsfluid mit einem Winkel von 90° oder annähernd 90° nahezu auf die gesamte Hohlkörperinnenflä- che aufgebracht werden kann. Die Hohlkörperinnenfläche weist üblicherweise verwinkelte Stellen auf, so dass es bei nicht einstellbaren Reinigungsdüsen zu Abschattungen kommen kann, in welchen kein oder nur eine begrenzte Menge des ersten Reini- gungsfluids mit einer ausreichenden kinetischen Energie auf die Hohlkörperinnenfläche aufgebracht werden kann. Derartige Abschattungen können in dieser Ausführungsform vermieden wer- den, so dass das Reinigungsergebnis insgesamt verbessert wird.
Eine weitergebildete Ausführungsform kann vorgeben, dass die ersten Reinigungsdüsen unabhängig voneinander geöffnet und ge- schlossen werden können. Ist eine der ersten Reinigungsdüsen geöffnet, kann das erste Reinigungsfluid abgegeben werden, was im geschlossenen Zustand nicht möglich ist. Es ist somit mög- lich, die Hohlkörperinnenoberfläche so zu reinigen, dass zu- nächst die erwartungsgemäß saubereren Abschnitte und erst an- schließend die stärker verschmutzten Abschnitte gereinigt wer- den. Hierdurch kann die Beladung des ersten Reinigungsfluids mit von der Hohlkörperinnenoberfläche gelösten Partikeln so lang wie möglich gering gehalten wird. Insbesondere wird hier- durch verhindert, dass vergleichsweise saubere Abschnitte mit dem ersten Reinigungsfluid gereinigt werden, welches bereits eine hohe Beladung aufweist. In vielen Fällen sinkt die Auf- nahmefähigkeit des ersten Reinigungsfluids für Partikel mit steigender Beladung. Im Extremfall kann es sogar zu Ablagerun- gen von Partikeln aus dem ersten Reinigungsfluid auf einem vergleichsweise sauberen Abschnitt der Hohlkörperinnenoberflä- che kommen. Dies kann durch eine entsprechende Ansteuerung der ersten Reinigungsdüsen verhindert werden.
Zudem können nur bestimmte Abschnitte der Hohlkörperinnenober- fläche gereinigt und die Anzahl der aufgenommenen Partikel ge- zählt werden. Diese Zählung der Partikel kann so häufig weder- holt werden, dass repräsentative Aussagen möglich sind. Hier- durch kann festgestellt werden, ob in einem bestimmten Her- stellungsprozess der Halbleiterwafer überdurchschnittlich viele Partikel auf die Hohlkörperinnenoberfläche aufgebracht werden. Hieraus lassen sich Rückschlüsse auf bestimmte Fehler oder auf Verbesserungspotentiale des Herstellungsprozesses ziehen.
Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Vor- richtung zumindest eine Einkopplungseinheit zum Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reinigungsfluid aufweist. Dabei kön- nen die Schallwellen insbesondere als Ultraschallwellen oder als Megaschallwellen ausgebildet sein. Während Ultraschallwel- len je nach Definition einen Frequenzbereich von ca. 20 kHz bis 500 kHz aufweisen, weisen Megaschallwellen einen Frequenz- bereich von ca. 500 kHz bis 3 MHz auf. Dabei bietet es sich an, die Hohlkörperinnenoberfläche komplett mit dem ersten Rei- nigungsfluid zu benetzen oder den gesamten von der Hohlkörpe- rinnenfläche umschlossenen Raum zu fluten und die Schallwellen in das erste Reinigungsfluid einzukoppeln. Das erste Reini- gungsfluid dient dann als ein Überträger der Schallwellen. Aufgrund der Tatsache, dass hierdurch eine bestimmte Menge an Energie in das erste Reinigungsfluid eingetragen wird, erhöht sich der Reinigungseffekt, da an der Hohlkörperinnenoberfläche haftende Partikel hierdurch besonders gut gelöst werden kön- nen. Der Energieeintrag steigt mit der Frequenz des eingekop- pelten Schalls. Bei der Verwendung von Megaschall ergibt sich der Vorteil, dass die Energie sehr zielgerichtet nahe an die zu reinigende Hohlkörperinnenoberfläche gebracht werden kann, so dass sich gute Reinigungsergebnisse erzielen lassen.
Bei einer weitergeführten Ausführungsform können zumindest ei- nige der Einkopplungseinheiten in zumindest einige der ersten Reinigungsdüsen integriert sein oder mit diesen Zusammenwir- ken. In diesem Fall können die Reinigungsdüsen als sogenannte „Megasonic Nozzles" ausgestaltet sein, die es ermöglichen, die Schallwellen in das von den ersten Reinigungsdüsen abgegebene erste Reinigungsfluid einzukoppeln. Es ist dann nicht notwen- dig, die gesamte Hohlkörperinnenoberfläche mit dem ersten Rei- nigungsfluid zu benetzen, wodurch die Menge des benötigten ersten Reinigungsfluids gering gehalten werden kann. Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform weist die Reini- gungseinrichtung einen Zuführkanal zum Zuführen des ersten Reinigungsfluids zum ersten Reinigungskopf auf, wobei der erste Abführkanal und der Zuführkanal zumindest abschnitts- weise zu einer Fluidführungseinheit zusammengefasst sind. Da- bei bleiben jedoch der Zuführkanal und der Abführkanal flui- disch getrennt. Dabei können der Zuführkanal und der Abführka- nal als Verrohrung und/oder als Schläuche ausgebildet sein. Aufgrund der Zusammenfassung des ersten Abführkanals und des Zuführkanal zu einer Fluidführungseinheit lässt sich Bauraum einsparen und somit die Vorrichtung kompakt ausgestalten. Zu- dem lässt sich der Herstellungsaufwand gering halten, da die Anzahl der Komponenten der Vorrichtung reduziert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in der Auflagewand ein erster Kanal angeordnet, mit welchem ein Spülungsfluid zur Randfläche geführt werden kann. Als Spülungsfluid wird insbe- sondere Stickstoff oder Druckluft und besonders bevorzug ext- rem saubere getrocknete Luft, auch als XCDA bezeichnet, einge- setzt. Hierdurch wird verhindert, dass das erste Reinigungs- fluid über die Randfläche an die Hohlkörperaußenfläche gelan- gen kann, wo es sich mit einem zweiten Reinigungsfluid vermi- schen kann. Zudem wird verhindert, dass das zweite Reinigungs- fluid über die Randfläche an die Hohlkörperinnenfläche gelan- gen kann, wo es sich mit dem ersten Reinigungsfluid vermischen kann. Kontaminationen werden somit verhindert.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass im ersten Abführkanal eine Partikelmesseinrichtung zum Bestim- men der im ersten Reinigungsfluid enthaltenen Partikel ange- ordnet ist. Die Partikelmesseinrichtung kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Anzahl der Partikel, welche bei einem gegebenen Volumenstrom des ersten Reinigungsfluids durch den ersten Abführkanal die Partikelmesseinrichtung passieren, bestimmt wird. Unterschreitet die Anzahl der gezählten Parti- kel einen gewissen Wert, kann davon ausgegangen werden, dass die Hohlkörperinnenfläche ausreichend gereinigt worden ist. Mit der Partikelmesseinrichtung wird einerseits sicherge- stellt, dass die Hohlkörperinnenfläche tatsächlich in einem ausreichenden Maß gereinigt worden ist, andererseits kann in diesem Fall der Reinigungsvorgang abgebrochen werden. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird der Reinigungsvorgang so lange durchgeführt, bis dass mit einer ausreichenden Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden kann, dass die Hohlkörper ausreichend gereinigt worden sind. In den meisten Fällen wird aus Sicherheitsgründen der Reini- gungsvorgang deutlich länger als notwendig durchgeführt. Dadurch, dass es gemäß der vorliegenden Ausführungsform mög- lich ist, den Reinigungsvorgang wie beschrieben abzubrechen, werden sowohl die Zeitdauer als auch die Menge des ersten Rei- nigungsfluids reduziert, so dass der Reinigungsvorgang insge- samt deutlich effektiver als im Stand der Technik durchgeführt werden kann. Zudem ermöglicht die Partikelmesseinrichtung auch eine Dokumentation darüber, dass ein bestimmter FOUP tatsäch- lich in einem ausreichenden Maße gereinigt worden ist.
Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform weist der Hohl- körper einen Deckel mit einer Deckelinnenfläche und einer De- ckelaußenfläche auf, mit welchem die Öffnung verschließbar ist. Dabei ist in der Auflagewand oder in einem weiteren Wan- dungsabschnitt eine Reinigungsöffnung angeordnet, welche mit einem Verschlusskörper zumindest teilweise verschließbar ist, wobei der Verschlusskörper eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des Deckels des Hohlkörpers aufweist, und die Reinigungsein- richtung einen weiteren ersten Reinigungskopf aufweist, mit welchem das erste Reinigungsfluid zum Reinigen auf die Deckel- innenfläche aufgebracht werden kann, wenn die Reinigungsöff- nung vom Verschlusskörper oder vom Deckel verschlossen ist.
Die bislang beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung beziehen sich auf die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche. Wie erwähnt, sind die FOUPs mit einem abnehmbaren Deckel ver- schlossen. Auf der Deckelinnenfläche können sich aber genauso wie auf der Hohlkörperinnenfläche Partikel ansammeln, die ei- nen negativen Einfluss auf die Herstellung der Halbleiterwafer haben können. In dieser Ausführungsform jedoch umfasst die Vorrichtung einen weiteren ersten Reinigungskopf, mit welchem die Deckelinnenfläche gereinigt werden kann. Hierzu wird das- selbe erste Reinigungsfluid verwendet, welches auch zum Reini- gen der Hohlkörperinnenfläche genutzt wird. Es kann aber auch ein weitere Reinigungsfluid verwendet werden, wenn dies not- wendig erscheint. Die Partikel auf der Deckelinnenfläche kön- nen somit ebenfalls entfernt werden. Um den unkontrollierten Austritt des ersten Reinigungsfluids aus der Reinigungsöffnung zu verhindern, muss die Reinigungsöffnung während des Reini- gungsvorgangs dichtend verschlossen werden. Hierzu wirken ent- weder der Deckel oder der Verschlusskörper mit der Auflagewand oder dem weiteren Wandungsabschnitt derart zusammen, dass die Reinigungsöffnung dichtend verschlossen wird. Dabei kann die Reinigungsöffnung so angeordnet sein, dass während des Reini- gungsvorgangs keine Partikel von der Umgebung des Hohlkörpers in das erste Reinigungsfluid gelangen können. Es bietet sich hierbei an, das erste Reinigungsfluid über den ersten Abführ- kanal abzuführen. Die Aufnahmeeinheit des Verschlusskörpers wirkt dabei mit der Deckelaußenfläche zusammen, so dass die Deckelinnenfläche insbesondere für das erste Reinigungsfluid hindernisfrei zugänglich ist. Eine weitere Ausführungsform gibt vor, dass der Verschlusskör- per zwischen einer Offenstellung, in welchem der Verschluss- körper die Reinigungsöffnung freigibt, und einer Verschluss- stellung, in welcher der Verschlusskörper die Reinigungsöff- nung verschließt, bewegbar an der Auflagewand oder dem weite- ren Wandungsabschnitt befestigt ist. In dieser Ausführungsform kann der Verschlusskörper besonders gut in das Handling des Deckels eingebunden werden. In der Offenstellung kann ein Greifroboter oder dergleichen den Deckel in die Aufnahmeein- heit des Verschlusskörpers einbringen. Die Aufnahmeeinheit ist mit Fixiermitteln ausgestattet, mit denen der Deckel am Ver- schlusskörper lösbar befestigt werden kann. Nachdem der Greif- roboter den Deckel abgelegt hat und der Deckel am Verschluss- körper befestigt ist, wird der Verschlusskörper in die Ver- schlussstellung bewegt. In der Verschlussstellung wird die Reinigungsöffnung dichtend verschlossen, so dass der Reini- gungsvorgang bezüglich der Deckelinnenfläche gestartet werden kann. Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs wird der Ver- schlusskörper wieder in die Offenstellung bewegt und die Ver- bindung zwischen dem Verschlusskörper und dem Deckel gelöst, so dass der Greifroboter den Deckel aus der Aufnahmeeinheit entnehmen kann. Dabei bietet es sich an, den Verschlusskörper drehbar an der Auflagewand oder am weiteren Wandungsabschnitt zu befestigen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung einen zweiten Kanal aufweisen kann, mit welchem ein Spülungs- fluid zum Deckel geführt werden kann. Der Deckel eines Trans- portbehälters weist üblicherweise eine Deckeldichtung auf, mit welcher der Deckel gegenüber dem übrigen Transportbehälter ab- gedichtet werden kann. Als Spülungsfluid wird insbesondere Stickstoff oder Druckluft und besonders bevorzug extrem sau- bere getrocknete Luft, auch als XCDA bezeichnet, eingesetzt. Mit dem Spülungsfluid kann eine exakte Begrenzung des Wir- kungsbereichs des ersten Reinigungsfluids, mit welchem die De- ckelinnenfläche gereinigt wird, bewirkt werden. Dabei kann die Begrenzung so gewählt werden, dass das erste Reinigungsfluid die Deckeldichtung nicht erreichen kann. Hierdurch wird ver- hindert, dass sich Partikel, die sich im ersten Reinigungs- fluid befinden, an der Dichtung anhaften können, sich im Be- trieb des Transportbehälters von der Dichtung lösen und einen Halbleiterwafer beschädigen können. Wenn ein Gas eingesetzt wird, wird eine turbulente Strömung erzeugt, welches ein akti- ves Abblasen oder Abreinigen der Dichtung begünstigt.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform, bei der die Bo- denwand und die Seitenwand eine Hohlkörperaußenfläche bilden, weist die Reinigungseinrichtung einen zweiten Reinigungskopf auf, mit welchem ein zweites Reinigungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperaußenfläche abgegeben werden kann. Dabei weist die Vorrichtung einen zweiten Abführkanal auf, mit dem das vom zweiten Reinigungskopf abgegebene zweite Reinigungsfluid abge- führt werden kann. Wie eingangs erwähnt, ist es nicht zwingend notwendig, auch die Hohlkörperaußenfläche zu reinigen. Dennoch kann dies erwünscht sein, um beispielsweise die Partikelkon- zentration in den Reinräumen gering zu halten. In dieser Aus- führungsform ist eine Reinigung der Hohlkörperaußenfläche mög- lich, wobei das zweite Reinigungsfluid getrennt vom ersten Reinigungsfluid abgeführt wird. Eine Vermischung des ersten Reinigungsfluids und des zweiten Reinigungsfluids und eine hieraus resultierende Erhöhung der Partikelkonzentration mit den von der Hohlkörperaußenfläche stammenden Partikel wird verhindert, was bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Tech- nik nicht möglich ist. Folglich wird auch für den Fall, dass sowohl die Hohlkörperinnenfläche als auch die Hohlkörperaußen- fläche gereinigt werden, verhindert, dass Partikel, die von der Hohlkörperaußenfläche stammen, auf die Hohlkörperinnenflä- che gelangen können. Der Reinigungsvorgang der Hohlkörperin- nenfläche wird folglich nicht negativ von den Partikeln, die von der Hohlkörperaußenfläche stammen, beeinflusst.
Üblicherweise ist die Partikelkonzentration auf der Hohlkörpe- rinnenfläche geringer als auf der Hohlkörperaußenfläche. Die getrennte Abfuhr des ersten Reinigungsfluids und des zweiten Reinigungsfluids ermöglicht die Wiederverwendung des ersten Reinigungsfluids zur Reinigung der Hohlkörperaußenoberfläche. Hierbei kann zunächst die Beladung (oder Partikelkonzentra- tion) im ersten Reinigungsfluid bestimmt werden, um zu ent- scheiden, ob die Beladung des ersten Reinigungsfluid gering genug ist, um die Hohlkörperaußenfläche im notwenigen Umfang reinigen zu können. Ist dies möglich, kann die Menge des Rei- nigungsfluids und folglich die Reinigungskosten gering gehal- ten werden.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Vorrichtung ein Gehäuse aufweisen, welches zusammen mit der Auflagewand einen Prozessraum umschließt, wobei der Prozessraum über eine mit einer Abdeckung verschließbare Gehäuseöffnung zugänglich ist. Der Hohlkörper kann durch die Gehäuseöffnung in den Pro- zessraum eingebracht und wieder entnommen werden. In dieser Ausführungsform ist es möglich, dass zweite Reinigungsfluid definiert zu führen und dessen unkontrollierte Verteilung in der Vorrichtung zu vermeiden.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Auflage- wand eine Anzahl von Durchgangsbohrungen aufweisen, wobei die Durchgangsbohrungen radial außerhalb der Verriegelungseinrich- tung angeordnet sind und mit welchen der zweite Abführkanal fluidisch mit dem Prozessraum verbunden ist. Je nach Ausge- staltung der Hohlkörper können die Durchgangsbohrungen auch als Durchgangsschlitze ausgeführt werden. Das zweite Reini- gungsfluid kann kontrolliert über den zweiten Abführkanal aus dem Prozessraum entfernt werden, ohne dass sich das zweite Reinigungsfluid mit dem ersten Reinigungsfluid mischt.
Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Reinigungskopf U-förmig ausgebildet und rotatorisch und/oder translatorisch im Prozessraum bewegbar ist. Aufgrund der U-förmigen Ausbildung des zweiten Reini- gungskopfs kann das zweite Reinigungsfluid sowohl zur Boden- wand als auch zu den Seitenwänden geführt werden. Aufgrund der Bewegbarkeit des zweiten Reinigungskopfs kann flexibel auf ge- ometrische Besonderheiten der zu reinigenden Hohlkörperaußen- fläche reagiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen der erste Reini- gungskopf, der weitere erste Reinigungskopf und/oder der zweite Reinigungskopf zumindest eine Trocknungsdüse und/oder eine Infrarot-Diode auf. In dieser Ausführungsform kann die vorschlagsgemäße Vorrichtung nicht nur zum Reinigen, sondern auch zum anschließenden Trocknen des Hohlkörpers verwendet werden. Zum Abschließen des Reinigungsvorgangs wird die Zufuhr des ersten Reinigungsfluids oder des ersten und des zweiten Reinigungsfluid gestoppt und stattdessen ein Trocknungsgas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, durch die Fluidführungs- einheit gefördert, mit welchem der Hohlkörper getrocknet wird. Hierzu weist der Hohlkörper einen entsprechend ausgebildeten Anschluss, insbesondere einen Unterdruckanschluss, auf, über welchen ein Unterdrück innerhalb des Hohlkörpers erzeugt wer- den kann, um das Trocknungsgas in den Hohlkörper zu saugen und anschließend aus diesem wieder zu entfernen. An diesen An- schluss wird ein Rohr angeschlossen, auch als Schnorchel be- zeichnet, welches beispielsweise mit einer Vakuumpumpe verbun- den werden kann. Die Position des Hohlkörpers in der Vorrich- tung bleibt dabei unverändert. Je nach Ausgestaltung können sowohl die Hohlkörperinnenfläche als auch die Hohlkörperaußen- fläche getrocknet werden. In diesem Fall findet keine Vermi- schung des Trocknungsgases, welches für die Hohlkörperinnen- fläche verwendet wird, mit dem Trocknungsgas, welches für die Hohlkörperaußenfläche verwendet wird, statt.
Im Übrigen ist es möglich, auch die zweiten Reinigungsdüsen und den zweiten Reinigungskopf mit denselben Merkmalen auszu- statten wie die ersten Reinigungsdüsen und den ersten Reini- gungskopf und umgekehrt, sofern dies zweckmäßig ist.
Alternativ oder kumulativ können Infrarot-Dioden verwendet werden, welche den Vorteil haben, dass die Strahlung, die von Infrarot-Dioden abgegeben werden, in einem eng begrenzten Fre- quenzbereich liegt, welches auf das verwendete Reinigungsfluid hin optimiert ist. Die noch auf der Hohlkörperinnenfläche oder der Hohlkörperaußenfläche verbliebenen Reste des Reinigungs- fluids werden sehr effektiv erwärmt und so beseitigt.
Eine Ausbildung der Erfindung betrifft die Verwendung einer Vorrichtung nach einer der vorherigen Ausführungsformen zum Reinigen von Transportbehältern für Halbleiterwafer. Die tech- nischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vorschlagsgemä- ßen Verwendung erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die vorliegende Vorrichtung erörtert worden sind. Zusam- menfassend sei darauf hingewiesen, dass sich die Zeitdauer, die zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche notwendig ist, im
Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen deutlich reduzieren lässt. Zudem wird die Menge des ersten Reinigungsfluids, die zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche notwendig ist, ebenfalls reduziert. Diese Vorteile gelten bei der Herstellung von Halbleiterwafern in besonderem Maße.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern, insbeson- dere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV- Lithografie-Masken mit einer Vorrichtung nach einem der vorhe- rigen Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:
- Auflegen des Hohlkörpers auf die Auflagewand mit der Rand- fläche,
- Dichtendes und lösbares Verbinden des Hohlkörpers mit der Auflagewand mittels der Verriegelungseinrichtung, wobei der Hohlkörper an der Randfläche gegenüber der Auflagewand ab- gedichtet wird, o Abgeben eines ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche mittels des ersten Reinigungs- kopfs der Reinigungseinrichtung, und Abführen des ers- ten Reinigungsfluids mittels des ersten Abführkanals, und/oder o Abgeben eines zweiten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperaußenfläche mittels des zweiten Reinigungs- kopfs der Reinigungseinrichtung, und Abführen des zwei- ten Reinigungsfluids mittels des zweiten Abführkanals.
Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vor- schlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denje- nigen, die für die vorliegende Vorrichtung erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass die Hohl- körperinnenfläche und die Hohlkörperaußenfläche unabhängig voneinander gereinigt werden können. Eine Kontamination des ersten Reinigungsfluids, welches zum Reinigen der Hohlkörpe- rinnenfläche eingesetzt wird, mit Partikeln, die von der Hohl- körperaußenfläche entfernt worden sind, ist ausgeschlossen.
Mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren ist es zudem möglich, ent- weder nur die Hohlkörperaußenfläche oder nur die Hohlkörperin- nenfläche zu reinigen, wenn dies gewünscht ist. Weiterhin kann die Hohlkörperaußenfläche für eine kürzere Zeit als die Hohl- körperinnenfläche gereinigt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, sowohl die Hohlkörperaußenfläche als auch die Hohl- körperinnenfläche zeitgleich zu reinigen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Verfahren folgende Schritte umfassen:
- Bewegen des Verschlusskörpers in die Offenstellung,
- Ablegen des Deckels auf die Aufnahmeeinheit des Verschluss- körpers mit der Deckelaußenfläche und lösbares Befestigen des Deckels am Verschlusskörper,
- Bewegen des Verschlusskörpers in die Verschlussstellung, und
- Abgeben des ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der De- ckelinnenfläche mit dem weiteren ersten Reinigungskopf.
Der Deckel kann beispielsweise mittels eines Greifroboters auf der Aufnahmeeinheit abgelegt werden. In der Offenstellung ist die Aufnahmeeinheit gut zugänglich, so dass das Ablegen und Entnehmen des Deckels schnell und einfach erfolgen können, ohne dass der Greifroboter komplizierte Bewegungen durchführen muss. In der Verschlussstellung ist die Führung des ersten Reinigungsfluids gewährleistet, so dass eine Vermischung mit dem zweiten Reinigungsfluid aus den oben genannten Gründen vermieden wird. Anzumerken ist, dass die vorschlagsgemäße Vor- richtung auch so betrieben werden kann, dass nur der Deckel und nicht der Hohlkörper gereinigt wird. In diesem Fall kann die Durchgangsöffnung mit einem Verschlusselement verschlossen werden.
Eine weitere Ausbildung gibt vor, dass das Verfahren die fol- genden Schritte umfasst:
- Vollständiges Fluten des von der Hohlkörperinnenfläche begrenzten Raums mit dem ersten Reinigungsfluid, und
- Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reinigungs- fluid mittels einer Einkopplungseinheit.
Die Schallwellen können beispielsweise in Form von Ultraschall oder Megaschall eingekoppelt werden. Das Reinigungsergebnis wird hierdurch verbessert, da hierdurch Energie in das erste Reinigungsfluid eingebracht wird, die zum Lösen der Partikel auf der Hohlkörperinnenfläche dient. Die Deckelinnenfläche und die Hohlkörperaußenfläche können entsprechend behandelt wer- den.
Nach Maßgabe einer weitergebildeten Ausbildung umfasst das Verfahren folgende Schritte:
- Einkoppeln von Schallwellen in das von der ersten Rei- nigungsdüse abgegebene erste Reinigungsfluid mittels einer Einkopplungseinheit, wobei die Einkopplungsein- heit in die erste Reinigungsdüse integriert ist oder mit dieser zusammenwirkt.
Auch in dieser Ausbildung können die Schallwellen als Ultra- schall oder Megaschall eingekoppelt werden. Das Reinigungser- gebnis wird aus den oben genannten Gründen auch in dieser Aus- bildung verbessert. Da aber in dieser Ausbildung kein Fluten des von der Hohlkörperinnenfläche begrenzten Raums notwendig ist, kann die benötigte Menge des ersten Reinigungsfluids ent- sprechend gering gehalten werden. Die Deckelinnenfläche und die Hohlkörperaußenfläche können entsprechend behandelt wer- den.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Fol- genden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine prinzipielle Schnittdarstellung durch ein Aus- führungsbeispiel einer Vorrichtung zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transport- behältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithogra- fie-Masken,
Figur 2 eine nicht maßstäblich vergrößerte Darstellung des in Figur 1 definierten Ausschnitts A, und
Figur 3 eine nicht maßstäblich vergrößerte Darstellung des in Figur 1 definierten Ausschnitts B.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung 10 zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern 12 anhand einer prinzipiellen Schnittdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 14 auf, welches eine Gehäuse- öffnung 16 bildet, die mit einer vom Gehäuse 14 entfernbaren Abdeckung 18 verschließbar ist. Darüber hinaus ist im Gehäuse 14 eine Auflagewand 20 angeordnet, so dass im Gehäuse 14 ein geschlossener Prozessraum 22 geschaffen wird. Der Prozessraum 22 wird von der Auflagewand 20, vom Gehäuse 14 selbst sowie von der Abdeckung 18 begrenzt. Die Auflagewand 20 bildet eine Durchgangsöffnung 24, wobei radial außerhalb der Durchgangs- öffnung 24 eine Verriegelungseinrichtung 26 angeordnet ist. Radial außerhalb der Verriegelungseinrichtung 26 sind im ge- zeigten Ausführungsbeispiel zwei Durchgangsbohrungen 28 in der Auflagewand 20 vorgesehen.
Bei entfernter Abdeckung 18 kann ein Hohlkörper 12, insbeson- dere ein Transportbehälter 30 für Halbleiterwafer, auch als FOUPs bezeichnet, oder ein Transportbehälter 30 für EUV-Litho- grafie-Masken, in den Prozessraum 22 eingebracht werden. Der Hohlkörper 12 weist eine Bodenwand 32 und in diesem Fall vier Seitenwände 34 auf, so dass der topfförmige Hohlkörper 12 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist. Es ist aber durch- aus möglich, den topfförmigen Hohlkörper 12 mit einer anderen, beispielsweise zylinderförmigen Geometrie zu versehen. Die Bo- denwand 32 und die vier Seitenwände 34 bilden eine Hohlkörpe- rinnenfläche 33 und eine Hohlkörperaußenfläche 35.
Der Hohlkörper 12 weist eine Öffnung 36 auf, die der Bodenwand 32 gegenüber liegend angeordnet ist und die von einer Randflä- che 38 umschlossen wird, welche von den Seitenwänden gebildet wird. Im Bereich der Randfläche 38 ist der Hohlkörper 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel flanschartig ausgeführt. Mit dieser Randfläche 38 kann der Hohlkörper 12 auf die Auflage- wand 20 aufgelegt werden. Die Durchgangsöffnung 24 der Aufla- gewand 20 und die Öffnung 36 des Hohlkörpers 12 sind im darge- stellten Ausführungsbeispiel zumindest annäherungsweise von gleicher Größe und von gleicher geometrischer Form.
Ferner ist die Verriegelungseinrichtung 26 so ausgebildet, dass die Durchgangsöffnung 24 zumindest annähernd mit dem sich der Durchgangsöffnung 24 anschließenden Abschnitt der Hohlkör- perinnenfläche 33 fluchtet. In Figur 2 ist der in Figur 1 gekennzeichnete Bereich A nicht maßstäblich vergrößert dargestellt, wobei keine exakte Über- einstimmung vorliegt. Aus Darstellungsgründen ist die Verrie- gelungseinrichtung 26 nicht dargestellt. Aus Figur 2 ist er- kennbar, dass die Auflagewand 20 einen Auflagewandabschnitt 37 umfasst, der eine Kontaktfläche 39 bildet, die in Kontakt mit der Randfläche 38 des Transportbehälters 30 steht. Dabei wird die Kontaktfläche 39 des Auflagewandabschnitts 37 vollständig von der Randfläche 38 überdeckt. Im Auflagewandabschnitt 37 ist ein erster Kanal 41 angeordnet, der in die Kontaktfläche 39 mündet und mit welchem ein Spülungsfluid, beispielsweise Luft oder Stickstoff, zur Randfläche 38 geführt werden kann.
Darüber hinaus ist die Vorrichtung 10 mit einer Reinigungsein- richtung 40 ausgestattet, die über einen ersten Reinigungskopf 42 verfügt, welcher über die Durchgangsöffnung 24 hervorsteht und somit innerhalb des Prozessraums 22 angeordnet ist. Wenn der Hohlkörper 12 mit der Auflagewand 20 verbunden ist, ist der erste Reinigungskopf 42 vom Hohlkörper 12 umschlossen.
Das Gehäuse 14 umfasst weiterhin einen Wandungsabschnitt 44, in welchem eine Reinigungsöffnung 46 angeordnet ist. Der Wan- dungsabschnitt 44 befindet sich auf der von der Verriegelungs- einrichtung 26 abgewandten Seite der Auflagewand 20. Die Rei- nigungsöffnung 46 ist mit einem Verschlusskörper 48 zumindest teilweise verschließbar, der mit einer nicht dargestellten An- triebseinheit um eine erste Drehachse Dl drehbar am Wandungs- abschnitt 44 befestigt ist. Der Verschlusskörper 48 kann zwi- schen einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper 48 die Reinigungsöffnung 46 freigibt, und einer Verschlussstel- lung, in welcher der Verschlusskörper 48 die Reinigungsöffnung 46 zumindest teilweise verschließt, bewegt werden. In Figur 1 befindet sich der Verschlusskörper 48 in der Verschlussstel- lung.
Der Verschlusskörper 48 weist eine Aufnahmeeinheit 50 auf, mit welcher ein Deckel 52, mit welchem der Hohlkörper 12 ver- schließbar ist, lösbar am Verschlusskörper 48 befestigt werden kann. Der Deckel 52 bildet eine Deckelinnenfläche 54 und eine Deckelaußenfläche 56. Die Deckelinnenfläche 54 ist dabei die Seite des Deckels 52, die sich der Hohlkörperinnenfläche 33 unmittelbar anschließt, wenn der Hohlkörper 12 mit dem Deckel 52 verschlossen ist. Mit anderen Worten zeigt die Deckelinnen- fläche 54 in diesem Fall zur Bodenwand 32 des Hohlkörpers 12 hin.
Die Aufnahmeeinheit 50 ist im dargestellten Ausführungsbei- spiel so ausgeführt, dass sie nur mittels der Deckelaußenflä- che 56 mit dem Deckel 52 zusammenwirkt.
In Figur 3 ist der in Figur 1 gekennzeichnete Bereich B nicht maßstäblich vergrößert dargestellt, wobei keine exakte Über- einstimmung vorliegt. Man erkennt, dass im Gehäuse 14 eine Ge- häusedichtung 51 angrenzend zur Reinigungsöffnung 46 und diese umschließend angeordnet ist. Befindet sich der Verschlusskör- per 48 in der Verschlussstellung, wirkt der Deckel 52 mit der Gehäusedichtung 51 zusammen. Insofern wird die Reinigungsöff- nung 46 mittels des Deckels 52 verschlossen und abgedichtet. Vor diesem Hintergrund ist die Aussage zu verstehen, wonach der Verschlusskörper 48 die Reinigungsöffnung 46 zumindest teilweise verschließt. Es ist aber auch denkbar, dass der Ver- schlusskörper 48 mit der Gehäusedichtung 51 zusammenwirkt und die Reinigungsöffnung 46 komplett dichtend verschließt. Darüber hinaus ist aus Figur 3 erkennbar, dass der Deckel 52 eine Deckeldichtung 53 aufweist, mit welcher der Transportbe- hälter 30 dichtend verschlossen werden kann, wenn der Deckel 52 mit dem Transportbehälter 30 verbunden ist. Weiterhin ist am Gehäuse 14 ein Kanalelement 55 angeordnet, welches zusammen mit dem Gehäuse 14 einen zweiten Kanal 57 bildet, mit dem ein Spülungsfluid, beispielsweise Luft oder Stickstoff, zum Deckel 52 geführt werden kann. Das Kanalelement 55 ist so aufgebaut, dass es einen Spalt 60 mit der Deckeldichtung 53 bildet.
Die Reinigungseinrichtung 40 ist zudem mit einem weiteren ers- ten Reinigungskopf 58 ausgestattet, der in der Nähe des Ver- schlusskörpers 48 angeordnet ist, wenn sich dieser in der Ver- schlussstellung befindet.
Die Reinigungseinrichtung 40 umfasst zudem einen zweiten Rei- nigungskopf 64, der im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und zumindest teilweise im Prozessraum 22 angeordnet ist. Im Gegensatz zum ersten Reinigungskopf 42 ist jedoch der zweite Reinigungskopf 64 außerhalb des Hohlkörpers 12 angeordnet, wenn der Hohlkörper 12 wie in Figur 1 gezeigt mit der Auflage- wand 20 verbunden ist. Der zweite Reinigungskopf 64 ist um eine zweite Drehachse D2 drehbar, wobei die hierzu verwendete Antriebseinrichtung nicht dargestellt ist. Nicht dargestellt ist ferner ein Ausführungsbeispiel, bei welcher der zweite Reinigungskopf 64 nicht nur rotatorisch, sondern auch transla- torisch oder nur translatorisch bewegbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Reinigungskopf 42 nicht be- wegbar, allerdings kann dieser auch rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar ausgeführt sein.
Die Vorrichtung 10 ist ferner mit einer Fluidführungseinheit
66 versehen, mit welcher ein erstes Reinigungsfluid zum ersten Reinigungskopf 42 und zum weiteren ersten Reinigungskopf 58 sowie ein zweites Reinigungsfluid zum zweiten Reinigungskopf 64 geführt werden kann. Die Fluidführungseinheit 66 weist ei- nen ersten Zuführkanal 68 auf, mit dem das erste Reinigungs- fluid zum ersten Reinigungskopf 42 geführt werden kann.
Aus Darstellungsgründen ist auf eine detaillierte Darstellung eines zweiten Zuführkanals zum Zuführen des zweiten Reini- gungsfluids zum zweiten Reinigungskopf 64 verzichtet wurden, dessen Gestaltung sich aber dem Fachmann ohne weiteres er- schließen dürfte.
Weiterhin umfasst die Fluidführungseinheit 66 einen ersten Ab- führkanal 70, mit welchem das vom ersten Reinigungskopf 42 und von weiteren ersten Reinigungskopf 58 abgegebene erste Reini- gungsfluid wieder aus dem Prozessraum 22 abgeführt werden kann. Der erste Abführkanal 70 weist ein erstes Ende 72 auf, das mit der Durchgangsöffnung 24 in Fluidkommunikation steht. Wie aus der Figur 1 ersichtlich, erweitert sich der erste Ab- führkanal 70 zum ersten Ende 72 hin trichterförmig und ist derart mit der Auflagewand 20 verbunden, dass das erste Ende 72 des Abführkanals bündig mit der Durchgangsöffnung 24 ab- schließt.
Im ersten Abführkanal 70 ist eine erste Partikelmesseinrich- tung 741 angeordnet, mit welcher die Partikel, die sich im ersten Reinigungsfluid befinden und von der Hohlkörperinnen- fläche 33 stammen, bestimmt und insbesondere gezählt werden können. Zudem ist im Nebenkanal 742 eine zweite Partikelmess- einrichtung 742 angeordnet, mit welchem die Partikel, die sich im ersten Reinigungsfluid befinden und von der Deckelinnenflä- che 54 stammen, bestimmt und insbesondere gezählt werden kön- nen. Darüber hinaus weist die Fluidführungseinheit 66 einen zweiten Abführkanal 76 auf, der im Wesentlichen genauso aufgebaut ist wie der erste Abführkanal 70, allerdings mit den beiden Durch- gangsbohrungen 28 in Fluidkommunikation steht. Dabei bildet der erste Abführkanal 70 die radial innere Wandung des zweiten Abführkanals 76, so dass die Fluidführungseinheit 66 sehr kom- pakt ausgebildet werden kann. Nicht dargestellt ist ein Aus- führungsbeispiel, bei welcher eine weitere Partikelmessein- richtung 74 im zweiten Abführkanal 76 angeordnet ist. An die- ser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Fluidführungsein- heit 66 in Figur 1 nur prinzipiell dargestellt ist. Aufgrund der Vielzahl von verschachtelt und in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Kanälen erhebt die Darstellung der Fluidführungs- einheit 66 gemäß Figur 1 keinen Anspruch auf Korrektheit. Der Fachmann wird aber der Figur 1 problemlos zumindest einen funktionsfähigen Aufbau der Fluidführungseinheit 66 ableiten können.
Die Vorrichtung 10 wird auf folgende Weise betrieben: Im hier nicht dargestellten Ausgangszustand ist die Abdeckung 18 ge- öffnet und der zweite Reinigungskopf 64 bezogen auf die Figur 1 um 90° gedreht, so dass der U-förmiger Abschnitt des zweiten Reinigungskopf 64s 64 senkrecht zur Ebene der Figur 1 steht. Der Verschlusskörper 48 befindet sich in der Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper 48 bezogen auf die Figur 1 in etwa horizontal ausgerichtet ist.
Mit einer nicht dargestellten Handlingseinrichtung, beispiels- weise mit einem Greifroboter, wird der Deckel 52 vom Hohlkör- per 12 getrennt und auf die Aufnahmeeinheit 50 abgelegt. Der geöffnete Hohlkörper 12 wird derart in den Prozessraum 22 ein- gebracht, dass der Hohlkörper 12 mit seiner Randfläche 38 auf der Auflagewand 20 aufliegt, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Anschließend wird der Hohlkörper 12 mit der Verriege- lungseinrichtung 26 verriegelt, so dass dieser mit der Aufla- gewand 20 verbunden und somit im Prozessraum 22 fixiert ist. Dabei ist die Verriegelungseinrichtung 26 mit hier nicht dar- gestellten Dichtmitteln ausgestattet, so dass der Hohlkörper 12 gegenüber der Auflagewand 20 abgedichtet ist. Nun wird die Abdeckung 18 geschlossen. Zudem wird die Aufnahmeeinheit 50 des Verschlusskörpers 48 aktiviert, so dass der Deckel 52 am Verschlusskörper 48 fixiert ist. Der Verschlusskörper 48 um 90° in die Verschlussstellung gedreht, wie in Figur 1 darge- stellt. Dabei dichtet der Deckel 52 die Reinigungsöffnung 46 ab.
Nun wird ein erstes Reinigungsfluid über den ersten Zuführka- nal 68 zum ersten Reinigungskopf 42 geführt und durch erste Reinigungsdüsen 78 so abgegeben, dass die Hohlkörperinnenflä- che 33 mit dem ersten Reinigungsfluid bereinigt wird. Der wei- tere erste Reinigungskopf 58 weist weitere erste Reinigungsdü- sen 80 auf, mit welchem das erste Reinigungsfluid auf die De- ckelinnenfläche 54 aufgebracht wird, welche infolgedessen ge- reinigt wird.
Zeitgleich wird ein zweites Reinigungsfluid, welches im ersten Reinigungsfluid entsprechen kann, über den hier nicht darge- stellten zweiten Zuführkanal zum zweiten Reinigungskopf 64 ge- führt, wo das zweite Reinigungsfluid durch zweite Reinigungs- düsen 82 abgegeben wird, um die Hohlkörperaußenfläche 35 zu reinigen. Dabei kann der zweite Reinigungskopf 64 um die zweite Drehachse D2 gedreht werden. Die ersten Reinigungsdüsen 78, die weiteren ersten Reinigungs- düsen 80 und die zweiten Reinigungsdüsen 82 können so ausge- bildet sein, dass der Sprühwinkel α, unter welchem das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid abgegeben wer- den, einstellbar ist. Hierzu können die ersten Reinigungsdüsen 78, die weiteren ersten Reinigungsdüsen 80 und die zweiten Reinigungsdüsen 82 kugelkopfförmig gelagert sein. Alternativ oder kumulativ können insbesondere die ersten Reinigungsdüsen 78 auf einem um eine dritte Drehachse D3 rotierbaren Rohrkör- per 83 angeordnet sein, womit sich der Sprühwinkel α einstel- len lässt. Jedenfalls umfasst der erste Reinigungskopf 58 eine Einstelleinrichtung 85, mit welcher der Sprühwinkel α ein- stellbar ist. Die weiteren ersten Reinigungsdüsen 80 und die zweiten Reinigungsdüsen 80 können entsprechend ausgebildet sein, wobei der Sprühwinkel α, mit welchem das erste Reini- gungsfluid von den weiteren ersten Reinigungsdüsen 80 abgege- ben wird, ebenfalls von der Einstelleinrichtung 85 eingestellt wird. Die Einstelleinrichtung 85 kann auch so ausgebildet sein, dass der Sprühwinkel α der zweiten Reinigungsdüsen 80, die sich auf dem zweiten Reinigungskopf 64 befinden, ebenfalls eingestellt werden kann. Hierdurch kann erreicht werden, dass das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid senk- recht oder nahezu senkrecht auf die Hohlkörperinnenoberfläche 33 und die Deckelinnenfläche bzw. die Hohlkörperaußenoberflä- che 35 auftreffen.
Ferner weist die Vorrichtung 10 zumindest eine Einkopplungs- einheit 87 zum Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reini- gungsfluid auf. Dabei kann die Einkopplungseinheit 87 auch so ausgebildet sein, dass die Schallwellen auch in das zweite
Reinigungsfluid eingekoppelt werden können. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind einige der Einkopplungseinheiten 87 in zumindest einige der ersten Reinigungsdüsen 78 integriert und als sogenannte „Megasonic Nozzles" ausgestaltet. Es kann ein Megaschall in das von den ersten Reinigungsdüsen 78 abge- gebene erste Reinigungsfluid eingekoppelt werden. Entsprechen- des kann für die weiteren ersten Reinigungsdüsen 80 und die zweiten Reinigungsdüsen 82 vorgesehen sein.
Die ersten Reinigungsdüsen 78 können unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden. Folglich ist es möglich, ver- schiedene Abschnitte der Hohlkörperinnenfläche 33 zuerst und andere Abschnitte später zu reinigen. Beispielsweise können Abschnitte, die erfahrungsgemäß weniger stark verschmutzt sind, zuerst und anschließend erfahrungsgemäß stärker ver- schmutzte Abschnitte gereinigt werden. Entsprechend können die weiteren ersten Reinigungsdüsen 80 und die zweiten Reinigungs- düsen 82 ausgestaltet sein, so dass die erste Deckelinnenflä- che 54 und die Hohlkörperaußenfläche 35 entsprechend gereinigt werden können.
Gleichzeitig wird ein Spülungsfluid durch den ersten Kanal 41 zur Randfläche 38 und/oder durch den zweiten Kanal 57 zum De- ckel 52 geführt. Es kann sich hierbei um dasselbe Spülungs- fluid handeln, es ist aber auch möglich, durch den ersten Ka- nal 41 ein erstes Spülungsfluid und durch den zweiten Kanal 57 ein sich vom ersten Spülungsfluid unterscheidendes zweites Spülungsfluid zu führen. Das Spülungsfluid, welches durch den ersten Kanal 41 zur Randfläche 38 geführt wird, sorgt dafür, dass weder das erste Reinigungsfluid noch das zweite Reini- gungsfluid die Randfläche überqueren können. Das Spülungsfluid bewirkt daher eine fluidische Dichtung zwischen dem ersten Reinigungsfluid und dem zweiten Reinigungsfluid. Folglich wird sichergestellt, dass sich das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid nicht mischen können. Eine Kontamina- tion des ersten Reinigungsfluids mit dem zweiten Reinigungs- fluid und umgekehrt wird verhindert.
Das erste Reinigungsfluid, welches vom ersten Reinigungskopf 42 abgegeben und auf die Hohlkörperinnenfläche 33 aufgebracht worden ist, wird über den ersten Abführkanal 70 abgeführt. Selbiges gilt auch für das erste Reinigungsfluid, welches vom weiteren ersten Reinigungskopf 58 abgegeben und auf die De- ckelinnenfläche 54 appliziert worden ist. Zum Abführen des ersten Reinigungsfluids, welches zum Reinigen der Deckelinnen- fläche 54 verwendet wird, weist der erste Abführkanal 70 einen Nebenkanal 84 auf, der in den ersten Abführkanal 70 mündet.
Das Spülungsfluid, welches zum Deckel 52 geführt wird, strömt durch den Spalt 60 zurück in den Nebenkanal 84. Die Gehäuse- dichtung 51 verhindert, dass das Spülungsfluid in die Umgebung gelangen kann. Mit dem Spülungsfluid wird verhindert, dass das erste Reinigungsfluid, welches vom weiteren ersten Reinigungs- kopf 58 abgegeben und auf die Deckelinnenfläche 54 appliziert worden ist, an die Deckeldichtung 53 gelangen kann, an welcher sich im ersten Reinigungsfluid befindliche Partikel anhaften könnten.
Das Spülungsfluid, welches zur Randfläche 38 und/oder zum De- ckel 52 geführt wird, kann unter einen ausreichend großen Druck gesetzt werden.
Mit dem ersten Reinigungsfluid werden Partikel, welche sich auf der Hohlkörperinnenfläche 33 und der Deckelinnenfläche 54 befunden haben, abgeführt. Die Partikel, welche von der Hohl- körperinnenfläche 33 stammen, werden von der ersten Partikel- messeinrichtung 741 und die Partikel, welche von der Deckelin- nenfläche 54 stammen, von der zweiten Partikelmesseinrichtung erfasst. Dabei können die erste Partikelmesseinrichtung 741 und die zweite Partikelmesseinrichtung 742 so ausgebildet sein, dass die Anzahl der Partikel, welche bei einem gegebenen Volumenstrom innerhalb einer bestimmten Zeit die Partikelmess- einrichtung 74 passieren, bestimmt wird. Hieran lässt sich be- stimmen, ob die Hohlkörperinnenfläche 33 und die Deckelinnen- fläche 54 im gewünschten Maße gereinigt worden sind oder nicht. Ist beispielsweise die Hohlkörperinnenfläche 33 ausrei- chend sauber, kann der Reinigungsvorgang für den Hohlkörper 12 abgebrochen werden, während der Reinigungsvorgang für die De- ckelinnenfläche 54 fortgesetzt wird. Währenddessen kann der Hohlkörper 12 vom Greifroboter aus der Vorrichtung entnommen werden, wodurch Zeit eingespart werden kann.
Wie erwähnt, kann eine weitere Partikelmesseinrichtung 74 im zweiten Abführkanal 76 angeordnet sein. Mit dieser weiteren Partikelmesseinrichtung können die Partikel detektiert werden, die von der Hohlkörperaußenfläche 35 stammen. Diese Informa- tion kann auch in die Entscheidung eingebunden werden, ob der Reinigungsvorgang für den Hohlkörper 12 abgebrochen werden kann oder nicht. Wenn die Beladung des ersten Reinigungsfluids mit von der Hohlkörperinnenfläche 33 stammenden Partikeln ei- nen bestimmten Wert nicht überschreitet, kann dieses auch für die Reinigung der Hohlkörperaußenfläche 35 verwendet werden.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, in welcher die Partikelmesseinrichtung 74 stromabwärts der Einmündung des Ne- benkanals 84 in den ersten Abführkanal 70 angeordnet ist. In diesem Fall kann nicht unterschieden werden, ob die Partikel von der Deckelinnenfläche 54 oder von der Hohlkörperinnenflä- che 33 stammen. Dennoch kann der Reinigungsvorgang abgebrochen werden, wenn die Anzahl der Partikel ein bestimmtes Maß unter- schreitet.
Das zweite Reinigungsfluid, welches vom zweiten Reinigungskopf 64 abgegeben worden und auf die Hohlkörperaußenfläche 35 auf- gebracht worden ist, wird über den zweiten Abführkanal 76 ab- geführt. Folglich werden das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid getrennt voneinander abgeführt, infol- gedessen Partikel, welche von der Hohlkörperaußenfläche 35 stammen, nicht in das erste Reinigungsfluid und somit auf die Hohlkörperinnenfläche 33 oder die Deckelinnenfläche 54 gelan- gen können.
Im Allgemeinen hat die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche 33 und der Deckelinnenfläche 54 eine größere Bedeutung als die Reinigung der Hohlkörperaußenfläche 35. Wenn festgestellt wird, dass die Hohlkörperinnenfläche 33 und die Deckelinnen- fläche 54 im gewünschten Maße gereinigt worden sind, kann der Reinigungsvorgang unabhängig vom Maß, mit welcher die Hohlkör- peraußenfläche 35 bereit worden ist, abgebrochen werden.
Nun können ein erstes Trocknungsgas und ein zweites Trock- nungsgas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, über den ersten Zuführkanal 68 bzw. den zweiten Zuführkanal auf weitgehend derselben Weise wie das erste und das zweite Reinigungsfluid zum ersten Reinigungskopf 42, zum weiteren ersten Reinigungs- kopf 58 sowie zum zweiten Reinigungskopf 64 geführt werden. Allerdings wird hierzu ein Unterdrück im Hohlkörper 12 dadurch erzeugt, dass an einem Unterdruckanschluss 94 eine nicht dar- gestellte Rohrleitung angeschlossen wird, die mit einer eben- falls nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden werden kann. Infolge des Unterdrucks wird das erstes Trocknungsgas und/oder das zweites Trocknungsgas in den Hohlkörper 12 eingesaugt und anschließend wieder aus dem Hohlkörper 12 entfernt. Der erste Reinigungskopf 42 weist erste Trocknungsdüsen 86, der weitere erste Reinigungskopf 58 weitere erste Trocknungsdüsen 88 und der zweite Reinigungskopf zweite Trocknungsdüsen 90 auf, mit denen das erste Trocknungsgas bzw. das zweite Trocknungsgas abgegeben und auf die Hohlkörperinnenfläche 33, die Deckelin- nenfläche 54 und die Hohlkörperaußenfläche 35 aufgebracht wer- den können. Das erste Trocknungsgas und das zweite Trocknungs- gas verdrängen das erste Reinigungsfluid und das zweite Reini- gungsfluid aus der Vorrichtung 10. Reste des ersten und des zweiten Reinigungsfluids können zudem weggeblasen werden.
Darüber hinaus verfügen der erste Reinigungskopf 42 der wei- tere erste Reinigungskopf 58 und der zweite Reinigungskopf je- weils über Infrarot-Dioden 92, mit denen Reste des ersten und des zweiten Reinigungsfluids erwärmt und verdampft werden kön- nen, infolgedessen sie vom ersten und zweiten Trocknungsgas aus der Vorrichtung 10 abgeführt werden können.
Nach Abschluss des Trocknungsvorgangs werden die Abdeckung 18 geöffnet und der Verschlusskörper 48 in die Offenstellung be- wegt. Der gereinigte Hohlkörper 12 wird aus dem Prozessraum entnommen. Die Aufnahmeeinheit 50 wird deaktiviert, infolge- dessen der Deckel 52 vom Verschlusskörper 48 entnommen und dem Hohlkörper 12 zum Verschließen desselben zugeführt werden kann.
Nun kann ein weiterer, zu reinigender Hohlkörper 12 auf die beschriebene Weise in der Vorrichtung 10 behandelt werden. Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 Hohlkörper
14 Gehäuse
16 Gehäuseöffnung
18 Abdeckung
20 Auflagewand
22 Prozessraum
24 Durchgangsöffnung
26 Verriegelungseinrichtung
28 Durchgangsbohrung
30 Transportbehälter
32 Bodenwand
33 Hohlkörperinnenfläche
34 Seitenwand
35 Hohlkörperaußenfläche
36 Öffnung
38 Randfläche
40 Reinigungseinrichtung
42 erster Reinigungskopf
44 Wandungsabschnitt
46 Reinigungsöffnung
48 Verschlusskörper
50 Aufnahmeeinheit
52 Deckel
54 Deckelinnenfläche
56 Deckelaußenfläche
58 weiterer erster Reinigungskopf 64 zweite Reinigungskopf
66 Fluidführungseinheit
68 erster Zuführkanal
70 erster Abführkanal
72 erstes Ende
74 Partikelmesseinrichtung
76 zweiter Abführkanal
78 erste Reinigungsdüsen
80 weitere erste Reinigungsdüsen
82 zweite Reinigungsdüsen
83 Rohrkörper
84 Nebenkanal
85 Einstelleinrichtung
86 erste Trocknungsdüsen
87 Einkopplungseinheit
88 weitere erste Trocknungsdüsen
90 zweite Trocknungsdüsen
92 Infrarot-Dioden
94 Unterdruckanschluss a Sprühwinkel
Dl erste Drehachse
D2 zweite Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern (12), insbesondere von Transportbehältern (30) für Halb- leiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken, wobei der Hohlkörper (12)
- eine Bodenwand (32) und eine oder mehrere Seitenwände (34), die eine Hohlkörperinnenfläche (33) bilden, und
- eine der Bodenwand (32) gegenüberliegende Öffnung (36) aufweist, die von einer Randfläche (38) der Seitenwand (34) umschlossen wird, umfasst, wobei die Vorrichtung (10)
- eine Auflagewand (20), auf welche der Hohlkörper (12) mit der Randfläche (38) aufgelegt werden kann,
- eine Verriegelungseinrichtung (26), mit welcher der Hohl- körper (12) mit der Randfläche (38) dichtend und lösbar mit der Auflagewand (20) verbindbar ist,
- zumindest eine von der Auflagewand (20) gebildete Durch- gangsöffnung (24), die radial innerhalb der Verriege- lungseinrichtung (26) angeordnet ist,
- eine Reinigungseinrichtung (40), mit welcher ein erstes Reinigungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) abgegeben werden kann, wenn der Hohlkörper (12) mit der Auflagewand (20) verbunden ist, und
- einen ersten Abführkanal (70) mit einem ersten Ende (72) umfasst, wobei der erste Abführkanal (70) mit dem ersten Ende (72) ausschließlich mit der Durchgangsöffnung (24) in Fluidkommunikation steht und mit welchem das von der Reinigungseinrichtung (40) abgegebene erste Reinigungs- fluid abgeführt werden kann.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abführkanal (70) mit dem ersten Ende (72) mit der Auflagewand (20) verbunden ist und die Durchgangsöffnung (24) umschließt.
3. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Abführkanal (70) zum ersten Ende (72) hin trichterförmig erweitert.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abführkanal (70) am ersten Ende (72) bündig mit der Durchgangsöffnung (24) ab- schließt.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (40) einen ersten Reinigungskopf (42) aufweist, der über die Durchgangsöffnung (24) hervorsteht.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reinigungskopf (42) rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reinigungskopf (42) eine Anzahl von ersten Reinigungsdüsen (78) aufweist, über welche das erste Reinigungsfluid unter einem Sprühwinkel (α) abgebbar ist, wobei der erste Reinigungskopf (42) eine Einstelleinrichtung (85) aufweist, mit welcher der Sprüh- winkel (α) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zumindest eine Einkopplungseinheit (87) zum Einkoppeln von Schallwel- len in das erste Reinigungsfluid aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Einkopp- lungseinheiten (87) in zumindest einige der ersten Reini- gungsdüsen (78) integriert sind oder mit diesen zusammen- wirken.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (40) einen Zuführkanal (68) zum Zuführen des ersten Reinigungs- fluids zum ersten Reinigungskopf (42) aufweist, wobei der erste Abführkanal (70) und der Zuführkanal (68) zumindest abschnittsweise zu einer Fluidführungseinheit (66) zusam- mengefasst sind.
11. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auflagewand (20) ein erster Kanal (41) angeordnet ist, mit welchem ein Spülungs- fluid zur Randfläche (38) geführt werden kann.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Abführkanal (70) eine Partikelmesseinrichtung (74) zum Bestimmen der im ers- ten Reinigungsfluid enthaltenen Partikel angeordnet ist.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hohlkörper (12) einen Deckel (52) mit einer De- ckelinnenfläche (54) und einer Deckelaußenfläche (56) auf- weist, mit welchem die Öffnung (36) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Auflagewand (20) oder in einem weiteren Wan- dungsabschnitt (44) eine Reinigungsöffnung (46) ange- ordnet ist, welche zumindest teilweise mit einem Ver- schlusskörper (48) verschließbar ist, wobei der Ver- schlusskörper (48) eine Aufnahmeeinheit (50) zum Auf- nehmen des Deckels (52) des Hohlkörpers (12) aufweist, und - die Reinigungseinrichtung (40) einen weiteren ersten Reinigungskopf (58) aufweist, mit welchem das erste Reinigungsfluid zum Reinigen auf die Deckelinnenfläche (54) aufgebracht werden kann, wenn die Reinigungsöff- nung (46) vom Verschlusskörper (48) oder vom Deckel (52) verschlossen ist.
14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (48) zwi- schen einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper (48) die Reinigungsöffnung (46) freigibt, und einer Ver- schlussstellung, in welcher der Verschlusskörper (48) oder der Deckel (52) die Reinigungsöffnung (46) verschließt, be- wegbar an der Auflagewand (20) oder dem weiteren Wandungs- abschnitt (44) befestigt ist.
15. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen zweiten Kanal (57) aufweist, mit welchem ein Spülungsfluid zum Deckel (52) geführt werden kann.
16. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bodenwand (32) und die Seitenwand (34) eine Hohl- körperaußenfläche (35) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass - die Reinigungseinrichtung (40) einen zweiten Reinigungs- kopf (64) aufweist, mit welcher ein zweites Reinigungs- fluid zum Reinigen der Hohlkörperaußenfläche (35) abgege- ben werden kann, und - die Vorrichtung (10) einen zweiten Abführkanal (76) auf- weist, mit dem das vom zweiten Reinigungskopf (64) abge- gebene zweite Reinigungsfluid abgeführt werden kann.
17. Vorrichtung (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein Ge- häuse (14) aufweist, welches zusammen mit der Auflagewand (20) einen Prozessraum (22) umschließt, wobei der Prozess- raum (22) über eine mit einer Abdeckung (18) verschließbare Gehäuseöffnung (16) zugänglich ist.
18. Vorrichtung (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagewand (20) eine An- zahl von Durchgangsbohrungen (28) aufweist, wobei die Durchgangsbohrungen (28) radial außerhalb der Verriege- lungseinrichtung (26) angeordnet sind und mit welchen der zweite Abführkanal (76) fluidisch mit dem Prozessraum (22) verbunden ist.
19. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Reinigungskopf (64) U-förmig ausgebildet ist und rotatorisch und/oder transla- torisch im Prozessraum (22) bewegbar ist.
20. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, Anspruch 13 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reinigungskopf (42), der weitere erste Reinigungskopf (58) und/oder der zweite Reinigungskopf (64) zumindest eine Trocknungsdüse (86, 88, 90) und/oder eine Infrarot-Diode (92) aufweisen.
21. Verfahren zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern (12), insbesondere von Transportbehältern (30) für Halbleiter- wafer oder für EUV-Lithografie-Masken mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Auflegen des Hohlkörpers (12) auf die Auflagewand (20) mit der Randfläche (38), - Dichtendes und lösbares Verbinden des Hohlkörpers (12) mit der Auflagewand (20) mittels der Verriegelungsein- richtung (26), wobei der Hohlkörper (12) an der Rand- fläche gegenüber der Auflagewand (20) abgedichtet wird, o Abgeben eines ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) mittels des ersten Reinigungskopfs (42) der Reinigungseinrichtung (40), und Abführen des ersten Reinigungsfluids mittels des ersten Abführkanals (70), und/oder o Abgeben eines zweiten Reinigungsfluids zum Reini- gen der Hohlkörperaußenfläche (35) mittels des zweiten Reinigungskopfs (64) der Reinigungsein- richtung (40), und Abführen des zweiten Reini- gungsfluids mittels des zweiten Abführkanals (76).
22. Verfahren nach Anspruch 21, umfassend folgende Schritte: - Bewegen des Verschlusskörpers (48) in die Offenstel- lung, - Ablegen des Deckels (52) auf die Aufnahmeeinheit (50) des Verschlusskörpers (48) mit der Deckelaußenfläche (56) und lösbares Befestigen des Deckels (52) am Ver- schlusskörper (48), Bewegen des Verschlusskörpers (48) in die Verschluss- stellung, und
- Abgeben des ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Deckelinnenfläche (54) mit dem weiteren ersten Reini- gungskopf (58).
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, umfassend folgende Schritte:
- Vollständiges Fluten des von der Hohlkörperinnenfläche (33) begrenzten Raums mit dem ersten Reinigungsfluid, und
- Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reinigungs- fluid mittels einer Einkopplungseinheit (87).
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, umfassend folgende Schritte:
- Einkoppeln von Schallwellen in das von der ersten Rei- nigungsdüse (78) abgegebene erste Reinigungsfluid mit- tels einer Einkopplungseinheit (87), wobei die Einkopp- lungseinheit (87) in die erste Reinigungsdüse (78) in- tegriert ist oder mit dieser zusammenwirkt.
PCT/EP2021/080793 2020-11-09 2021-11-05 Vorrichtung zum reinigen von topfförmigen hohlkörpern, insbesondere von transportbehältern für halbleiterwafer oder für euv-lithografie-masken WO2022096657A1 (de)

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