WO2023213457A1 - 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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hollow body
cleaning fluid
fluid
lid
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Frank Schienle
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Gsec German Semiconductor Equipment Company Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a device for cleaning cup-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks.
  • FOUPs Front Opening Unified Pods
  • the FOUPs are usually closed with a removable lid. Without having the lid
  • the FOUPs have a pot-shaped basic shape with a rectangular base. If the FOUPs are closed with their lid, the inserted semiconductor wafers can be transported from one clean room to another clean room protected from the environment. When 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 to the FOUPs and then transported to the next processing station.
  • the FOUPs are primarily contaminated both by abrasion from the semiconductor wafers during insertion into and removal from the FOUPs and by AMC resulting from previous processes.
  • EUV lithography masks extreme ultra-violet radiation
  • the EUV lithography masks are used to produce very small integrated circuits.
  • the EUV -Lithography masks like semiconductors, have to be transported, and a similar situation arises.
  • FOUPs When we talk about FOUPs below, the relevant statements apply equally to transport containers for EUV lithography masks.
  • Devices for cleaning FOUPs are known, for example, from US 5238 703 A, US 2002/0046760 A1, US 2003/0102015 A1, WO 2005/001888 A2 and EP 1899 084 B1.
  • the FOUPs are cleaned at least on their inner surface and optionally also on their outer surface.
  • the FOUPs are usually made of plastic, which means that the inner surfaces and the outer surface in particular, but also the other surfaces, are not smooth when viewed microscopically. Rather, they have microscopic elevations and depressions. Microcracks can also form.
  • the cleaning fluids used for cleaning are usually water-based.
  • the cleaning fluid used in particular gets there Due to the surface tension, it does not penetrate into the microscopic depressions and microcracks. Even with a cleaning process carried out for a long period of time, at least some particles and AMC cannot be removed from the microscopic pits and microcracks. It cannot therefore be prevented that these particles and AM can have the undesirable influence described above on the material properties of the semiconductor wafers.
  • the object of an embodiment of the present invention is to provide a method with which the situation described above can be improved.
  • a method is to be proposed which also removes particles and AMC that have accumulated in microscopic depressions and microcracks on the surfaces of the FOUP. This task is solved with the features specified in claims 1.
  • Advantageous embodiments are the subject of the subclaims.
  • One embodiment of the invention relates to a method for cleaning cup-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks, with a corresponding device, wherein
  • the hollow body o has a bottom wall and one or more side walls, which form an inner surface of the hollow body, and o has an opening opposite the bottom wall, which is enclosed by an edge surface of the side wall, and
  • the device o has a cleaning device with a first dispensing unit with which a first cleaning fluid can be dispensed for cleaning the inner surface of the hollow body, and o has a first discharge channel with which the first cleaning fluid dispensed by the cleaning device can be discharged, and
  • the method comprises the following steps: o dispensing a first cleaning fluid for cleaning the inner surface of the hollow body by means of the first dispensing unit, and o discharging the first cleaning fluid by means of the first discharge channel, wherein o supercritical carbon dioxide is used as the first cleaning fluid.
  • the hollow bodies are used to transport semiconductor wafers.
  • the inner surface of the hollow body is the one from which contaminants can mainly reach the semiconductor wafers.
  • cleaning the inner surface of the hollow body is of greater importance than cleaning the outer surface of the hollow body.
  • supercritical carbon dioxide (CO2) is used to clean the inner surface of the hollow body.
  • Supercritical carbon dioxide (also supercritical carbon dioxide or scCO2) is carbon dioxide in a fluid state above its critical temperature and pressure.
  • the microscopic depressions and microcracks can act like capillaries, so that a capillary effect can develop there, which prevents the penetration of water-based cleaning fluids.
  • Supercritical carbon dioxide is as dense as a liquid but has the same viscosity as a gas. Due to this property, supercritical carbon dioxide is able to detach particles and AMC from the inner surface of the hollow body that have accumulated in the microscopic depressions or microcracks described above. Compared to the use of water-based cleaning fluids, an improved cleaning effect can be achieved with the use of supercritical carbon dioxide.
  • the initially described undesirable influences of impurities on the material properties of the semiconductor wafers as well as the number of defective semiconductor wafers as a result can be reduced.
  • the cleaning device has a second dispensing unit with which a second cleaning fluid can be dispensed for cleaning the outer surface of the hollow body, and -
  • the device has a second discharge channel with which the second cleaning fluid dispensed by the second dispensing unit can be discharged.
  • the process can include the following steps:
  • cleaning the hollow body outer surface is of less importance for the number of defective semiconductor wafers, however, a well-cleaned hollow body outer surface can also contribute to reducing the number of defective semiconductor wafers.
  • the technical effects that can be achieved with the use of supercritical carbon dioxide correspond to those that have been described for cleaning the inner surface of the hollow body.
  • the device o a support wall on which the hollow body with the edge surface can be placed, o a locking device with which the hollow body with the edge surface can be connected to the support wall in a sealing and releasable manner, and o at least one passage formed by the support wall have a passage opening which is arranged radially within the locking device, wherein o wherein the first discharge channel comprises a first end with which the discharge channel is in fluid communication exclusively with the through opening.
  • the procedure may include the following steps:
  • the hollow body is placed with its edge surface on the support wall, with the opening of the hollow body and the through opening of the support wall directly adjacent to one another. It is therefore possible to introduce the first cleaning fluid into the hollow body and thus 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, the first cleaning fluid cannot leave the interior of the hollow body. Consequently, the first cleaning fluid cannot be contaminated by particles and AMC that are located outside the hollow body. The first cleaning fluid is therefore used exclusively to clean the inner surface of the hollow body, which, as mentioned at the beginning, is usually less contaminated than the outer surface of the hollow body.
  • the first cleaning fluid is not supplied with the fluid coming from the outer surface of the hollow body.
  • airborne particles and AMC which effectively cleans the inner surface of the hollow body.
  • 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 hollow body is also sealed against the support wall on the edge surface.
  • the time required to clean the inner surface of the hollow body can be significantly reduced compared to devices known from the prior art.
  • the amount of the first cleaning fluid that is necessary to clean the inner surface of the hollow body is also reduced.
  • the first cleaning fluid is discharged through the first discharge channel and the second cleaning fluid is discharged through the second discharge channel, without any mixing occurring at least within the device. Since, as mentioned, the inner surface of the hollow body is usually less contaminated than the outer surface of the hollow body, the first cleaning fluid after cleaning is less heavily loaded with particles and AMC than the second cleaning fluid. There is therefore the possibility of using the first cleaning fluid after cleaning the inner surface of the hollow body to clean the outer surface of the hollow body. The volume of the cleaning fluid used can thereby be reduced.
  • the device o a support wall on which the hollow body with the edge surface can be placed, whereby o a first channel is arranged in the support wall, with which a flushing fluid can be guided to the edge surface.
  • the method may include the following step:
  • the flushing fluid used is in particular nitrogen or compressed air and particularly preferably extremely clean dried air, also referred to as XCDA. 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. In addition, it is prevented that the second cleaning fluid can reach the inner surface of the hollow body via the edge surface, where it can mix with the first cleaning fluid. Contamination is thus prevented.
  • the hollow body has a lid with an inner surface of the lid and an outer surface of the lid, with which the opening can be closed, and
  • a cleaning opening can be arranged in the support wall or in a further wall section, which can be at least partially closed with a closure body, wherein the closure body can have a receiving unit for receiving the cover of the hollow body, and
  • the cleaning device has a further first dispensing unit 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 the lid.
  • the procedure may include the following steps: - moving the closure body into the open position,
  • the embodiments of the method described so far relate to the cleaning of the inner surface of the hollow body.
  • the FOÜPs are closed with a removable lid.
  • the device comprises a further first dispensing unit with which the inner surface of the lid can be cleaned.
  • the same first cleaning fluid is used, which is also used to clean the inner surface of the hollow body.
  • another cleaning fluid can also be used if this appears necessary.
  • the particles and AMC on the inner surface of the lid can also be removed.
  • the cleaning opening In order to prevent the uncontrolled escape of the first cleaning fluid from the cleaning opening, the cleaning opening must be tightly closed 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 sealed.
  • the cleaning opening can be arranged in such a way that no particles and AMC are released during the cleaning process the environment of the hollow body can get into the first cleaning fluid. It is advisable to discharge the first cleaning fluid via the first discharge channel.
  • the receiving unit of the closure body cooperates with the outer surface of the lid, so that the inner surface of the lid is accessible without obstacles, in particular for the first cleaning fluid.
  • the device has a second channel with which a flushing fluid can be guided to the lid.
  • the procedure may include the following step:
  • the lid of a transport container usually has a lid seal with which the lid can be sealed 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 the flushing fluid.
  • the rinsing fluid can be used to precisely limit the effective range of the first cleaning fluid with which the inner surface of the lid is cleaned. The limitation can be chosen so that the first cleaning fluid cannot reach the lid seal. This prevents particles that are in the first cleaning fluid from adhering to the seal, becoming detached from the seal during operation of the transport container and damaging a semiconductor wafer.
  • a turbulent flow is created, which promotes active blowing off or cleaning of the seal.
  • While ultrasonic waves have a frequency range of approx. 20 kHz to 500 kHz, depending on the definition, megasonic waves have a frequency range of approx. 500 kHz to 3 MHz. It is advisable 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 to couple the sound waves into the first cleaning fluid.
  • the first cleaning fluid then serves as a transmitter of the sound waves. Due to the fact that a certain amount of energy is introduced into the first cleaning fluid, the cleaning effect increases, since particles adhering to the inner surface of the hollow body can be dissolved particularly well.
  • the energy input increases with the frequency of the injected sound.
  • the advantage of using megasound is that the energy can be directed very specifically to the inner surface of the hollow body to be cleaned, so that good cleaning results can be achieved.
  • the inner surface of the lid and the outer surface of the hollow body can be treated accordingly.
  • a particle measuring device for determining the particles contained in the first cleaning fluid can be arranged in the first discharge channel.
  • the procedure may include the following steps:
  • the particle measuring device can, for example, be designed in such a way that the number of particles which pass through the particle measuring device through the first discharge channel at a given volume flow of the first cleaning fluid is determined. If the number of particles counted falls below a certain value, it can be assumed that the inner surface of the hollow body has been sufficiently cleaned. On the one hand, the particle measuring device ensures that the inner surface of the hollow body has actually been cleaned to a sufficient extent; on the other hand, the cleaning process can be aborted 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. In most cases, the cleaning process is carried out much longer than necessary for safety reasons.
  • the particle measuring device also enables documentation that a particular FOÜP has actually been cleaned to a sufficient extent.
  • the first dispensing unit has a number of first cleaning nozzles through which the first cleaning fluid can be dispensed at a spray angle
  • the first dispensing unit has an adjusting device with which the spray angle can be adjusted.
  • the procedure may include the following steps:
  • the spray angle at which the first cleaning fluid is dispensed also determines the angle at which the cleaning fluid hits 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 reproduced in such a way that the first cleaning fluid can be applied to almost the entire inner surface of the hollow body at an angle of 90° or approximately 90°.
  • the inner surface of the hollow body usually has angled places, so that if the cleaning nozzles are not adjustable, shadows can arise 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 shadows can be avoided in this embodiment, so that the overall cleaning result is improved.
  • it may be advisable that an exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it is advisable that an exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it is advisable that an exemplary embodiment
  • FIG. 1 shows a basic sectional view through an exemplary embodiment of a device for cleaning cup-shaped hollow bodies, in particular transport containers for semiconductor wafers or for EUV lithography masks,
  • Figure 2 is a representation, not to scale, of the section A defined in Figure 1, and
  • Figure 3 is a representation, not enlarged to scale, of the section B defined in Figure 1.
  • 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, with a locking device 26 being arranged radially outside the through opening 24.
  • two through holes 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 FOüPs, or a transport container 30 for EUV lithography masks, can be introduced into the process space 22.
  • the hollow body 12 has a bottom wall 32 and in this case four side walls 34, so that the cup-shaped hollow body 12 is essentially cuboid-shaped.
  • 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.
  • the hollow body 12 is designed like a flange in the exemplary embodiment shown. With this edge surface 38, the hollow body 12 can be placed on the support wall 20.
  • the through opening 24 of the support wall 20 and the opening 36 of the hollow body 12 are at least approximately the same size and of the same geometric shape.
  • the locking device 26 is designed such that the through opening 24 is at least approximately aligned with the section of the hollow body inner surface 33 adjoining the through opening 24.
  • the support wall 20 has a support wall section 37 comprises, 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 dispensing unit 43 designed as a first cleaning head 42, the cleaning head 42 protruding beyond the through opening 24 and thus being arranged within the process space 22 .
  • a cleaning device 40 which has a first dispensing unit 43 designed as a first cleaning head 42, the cleaning head 42 protruding beyond the through opening 24 and thus being arranged within the process space 22 .
  • the housing 14 further comprises 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 at least partially closed with a closure body 48, which can be rotated about a first axis of rotation Dl 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 exposes the cleaning opening 46, and a closed position in which the closure body 48 at least partially closes the cleaning opening 46.
  • the closure body 48 is in the closure 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 releasably attached to the closure body 48.
  • the lid 52 forms an inner lid surface 54 and an outer lid surface 56.
  • the lid inner surface 54 is the side of the lid 52 that directly adjoins the hollow body inner surface 33 when the hollow body 12 is closed with the lid 52. In other words, the inner surface of the lid 54 points towards the bottom wall 32 of the hollow body 12 in this case.
  • the receiving unit 50 is designed so that it only interacts with the lid 52 by means of the lid outer surface 56.
  • FIG 3 the area B marked in Figure 1 is not shown enlarged to scale, although there is no exact match. It can be seen that in the housing 14 a housing seal 51 is arranged adjacent to the cleaning opening 46 and surrounding it. If the closure body 48 is in the closed position, the cover 52 interacts with the housing seal 51. In this respect, the cleaning opening 46 is closed and sealed by means of the cover 52. against this background, the statement should be understood that the closure body 48 at least partially closes the cleaning opening 46. However, it is also conceivable that the closure body 48 cooperates with the housing seal 51 and completely seals the cleaning opening 46.
  • the lid 52 has a lid seal 53 with which the transport container 30 can be sealed tightly when the lid 52 is connected to the transport container 30. Furthermore is 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 element 55 is constructed so that it forms a gap 60 with the lid seal 53.
  • the cleaning device 40 is also equipped with a further first dispensing unit 59 designed as a further first cleaning head 58, the first cleaning head 58 being arranged in the vicinity of the closure body 48 when the latter is in the closure position.
  • the cleaning device 40 also includes a second dispensing unit 63 with 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 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, although the drive device used for this is not shown.
  • the second cleaning head 64 can be moved not only rotationally, but also translationally or only translationally.
  • the first cleaning head 42 is not movable, although it can also be designed to be movable in rotation and/or translation.
  • the device 10 is further provided with a fluid guide unit 66, with which a first cleaning fluid is sent to the first cleaning head 42 and to the further first cleaning head 58, as well as a second cleaning fluid to the second cleaning head 64 can be performed.
  • the fluid guide unit 66 has a first feed channel 68 with which the first cleaning fluid can be guided to the first cleaning head 42.
  • Supercritical carbon dioxide (CO 2 ) is used both as the first cleaning fluid and as the second cleaning fluid.
  • the fluid guide unit 66 comprises a first discharge channel 70, with which the first cleaning fluid released by the first cleaning head 42 and by another first cleaning head 58 can be discharged again from the process space 22.
  • the first discharge channel 70 has a first end 72 which is in fluid communication with the through opening 24.
  • the first discharge channel 70 expands 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 is flush with the through opening 24.
  • a first particle measuring device 741 is arranged in the first discharge channel 70, with which the particles that are in the first cleaning fluid and come from the hollow body inner surface 33 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 come from the inner surface of the lid 54 can be determined and in particular counted.
  • the fluid guide 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-holes 28.
  • the first discharge channel 70 forms the radially inner wall of the second discharge channel 76, so that the fluid guide unit 66 can be made very compact.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment in which a further particle measuring device 74 is arranged in the second discharge channel 76 is not shown.
  • the fluid guide unit 66 is only shown in principle in FIG. Due to the large number of channels arranged nested and in different levels, the representation of the fluid guide unit 66 according to FIG. 1 does not claim to be correct. However, the person skilled in the art will easily be able to derive at least one functional structure of the fluid guide unit 66 from FIG. 1.
  • the device 10 is operated in the following manner: In the initial state, not shown here, the cover 18 is opened and the second cleaning head 64 is rotated by 90 ° with respect to FIG. 1, so that the U-shaped section of the second cleaning head 64s 64 is perpendicular to the Level of Figure 1 stands.
  • the closure body 48 is in the open position, in which the closure body 48 is aligned approximately horizontally with respect to FIG.
  • the cover 52 is separated from the hollow body 12 and placed on the receiving unit 50.
  • the opened hollow body 12 is introduced into the process space 22 in such a way that the hollow body 12 has its edge surface 38 on rests on the support wall 20, as shown in Figure 1.
  • the hollow body 12 is then locked with the locking device 26 so that it is connected to the support wall 20 and thus fixed in the process space 22.
  • the locking device 26 is equipped with sealing means not shown here, so that the hollow body 12 is sealed against the support wall 20.
  • the cover 18 is closed.
  • the receiving unit 50 of the closure body 48 is activated, so that the lid 52 is fixed on the closure body 48.
  • the closure body 48 is rotated through 90° into the closure position, as shown in FIG.
  • the cover 52 seals the cleaning opening 46.
  • a first cleaning fluid is guided via the first feed channel 68 to the first cleaning head 42 and delivered through first cleaning nozzles 78 so that the hollow body inner surface 33 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 inner surface of the lid 54, which is consequently cleaned.
  • a second cleaning fluid which can correspond to the first cleaning fluid, is guided via the second feed channel, not shown here, to the second cleaning head 64, where the second cleaning fluid is dispensed through second cleaning nozzles 82 in order to clean the hollow body outer surface 35.
  • 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 such that the spray angle a at which the first cleaning fluid and the second cleaning fluid are dispensed is adjustable.
  • the first cleaning nozzles 78, the further first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82 can be mounted in the shape of a ball 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 adjusted.
  • the first cleaning head 58 includes an adjusting device 85 with which the spray angle ⁇ can be adjusted.
  • the further 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 dispensed from the further first cleaning nozzles also being adjusted by the adjusting device 85.
  • the adjusting device 85 can also be designed so that the spray angle ⁇ of the second cleaning nozzles 80, which are located on the second cleaning head 64, can also be adjusted. This can ensure that the first cleaning fluid and the second cleaning fluid impinge perpendicularly or almost perpendicularly on the hollow body inner surface 33 and the lid inner surface or the hollow body outer surface 35.
  • the device has at least one coupling unit for coupling sound waves into the first cleaning fluid.
  • the coupling unit can also be designed in such a way that the sound waves can also be coupled into the second cleaning fluid.
  • some of the coupling units 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 various portions of the hollow body inner surface 33 first and other portions later. For example, sections that experience shows to be less dirty can be cleaned first and then sections that experience shows to be more dirty.
  • the further first cleaning nozzles 80 and the second cleaning nozzles 82 can be designed accordingly, so that the first lid inner surface 54 and the hollow body outer surface 35 can be cleaned accordingly.
  • a flushing fluid is guided 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 pass a first flushing fluid through the first channel 41 and a second flushing fluid that differs from the first flushing fluid through the second channel 57.
  • the rinsing fluid which is guided 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 that cannot mix the second cleaning fluid. Contamination of the first cleaning fluid with the second cleaning fluid and vice versa is prevented.
  • the first cleaning fluid which has been dispensed by the first cleaning head 42 and applied to the hollow body inner surface 33, is discharged via the first discharge channel 70.
  • the same also applies to the first cleaning fluid, which was released by the further first cleaning head 58 and applied to the inner surface of the lid 54.
  • the first discharge channel 70 has a secondary channel 84 which opens into the first discharge channel 70.
  • the flushing fluid which is guided to the cover 52, flows through the gap 60 back 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 has been dispensed from the further first cleaning head 58 and applied to the inner surface of the lid 54, from reaching the lid seal 53, to which particles located in the first cleaning fluid could adhere.
  • the flushing fluid which is guided to the edge surface 38 and/or to the lid 52, can be placed under a sufficiently high pressure.
  • the particles that come from the inner surface of the hollow body 33 are taken from the first part cell measuring device 741 and the particles that come from the inner surface of the lid 54 are detected 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 within a certain time at a given volume flow is determined. This can be used to determine whether the hollow body inner surface 33 and the lid inner surface 54 have been cleaned to the desired extent or not. For example, if the hollow body inner surface 33 is sufficiently clean, the cleaning process for the hollow body 12 can be canceled while the cleaning process for the lid inner surface 54 continues. Meanwhile, the hollow body 12 can be removed from the device by the gripping robot, which can save time.
  • a further particle measuring device 74 can be arranged in the second discharge channel 76. With this further particle measuring device, the particles that come from the hollow body outer surface 35 can be detected. This information can also be included in the decision as to whether the cleaning process for the hollow body 12 can be canceled or not. If the load of the first cleaning fluid with particles originating from the hollow body inner surface 33 does not exceed a certain value, this can also be used for cleaning the hollow body outer surface 35.
  • the particle measuring device 74 is arranged downstream of the opening of the secondary channel 84 into the first discharge channel 70. In this case, it cannot be distinguished whether the particles come from the inner surface of the lid 54 or from the inner surface of the hollow body 33. However, the cleaning process can be aborted if the number of particles falls below a certain level.
  • the second cleaning fluid which has been dispensed by the second cleaning head 64 and applied to the hollow body outer surface 35, 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 and AMC that originate from the hollow body outer surface 35 cannot get into the first cleaning fluid and thus onto the hollow body inner surface 33 or the lid inner surface 54.
  • the cleaning of the hollow body inner surface 33 and the lid inner surface 54 is more important than the cleaning of the hollow body outer surface 35. If it is determined that the hollow body inner surface 33 and the lid inner surface 54 have been cleaned to the desired extent, the cleaning process can be carried out regardless of the extent. with which the hollow body outer surface 35 has been prepared, can be broken off.
  • a first drying gas and a second drying gas can be fed via the first feed channel 68 and the second feed channel in largely the same way as the first and second cleaning fluid to the first cleaning head 42, to the further first cleaning head 58 and to the second cleaning head 64.
  • the first cleaning head 42 has first drying nozzles 86
  • the further first cleaning head 58 has further first drying nozzles 88
  • the second cleaning head has second drying nozzles 90, with which the first drying gas or the second drying gas is released and onto the hollow body inner surface 33, the lid inner surface 54 and the hollow body outer surface 35 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. Remains of the first and 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 are removed from the first and second Drying gas can be removed 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 to close it.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern (12), insbesondere von Transportbehältern (30) für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken mit einer entsprechenden Vorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Abgeben eines ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) mittels der ersten Abgabeeinheit (43), und - Abführen des ersten Reinigungsfluids mittels des ersten Abführkanals (70), wobei - als erstes Reinigungsfluid überkritisches Kohlendioxid verwendet wird.

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 wie auch atmosphärische molekulare Verunreinigungen (AMC), gehalten werden. Eine solch aufwendige Bearbeitung ist erforderlich, da Partikel wie auch atmosphäri- sche molekulare Verunreinigungen, die mit dem Halbleitermate- rial der Halbleiterwafer in Berührung kommen, die Materialei- genschaften 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 hauptsächlich sowohl vom Abrieb der Halbleiterwafer beim Einbringen in die und beim Entnehmen aus den FOUPs als auch von AMC, die von vorangegan- gen Prozessen stammen, 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 US 2002/0046760 Al, der US 2003/0102015 A1, der WO 2005/001888 A2 und der EP 1899 084 B1 bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen werden die FOUPs zumindest auf ihrer Innenfläche und optional auch auf ihrer Außenfläche ge- reinigt. Die FOUPs werden üblicherweise aus Kunststoff gefer- tigt, was zur Folge hat, dass insbesondere die Innenflächen und die Außenfläche, aber auch die übrigen Flächen, mikrosko- pisch gesehen nicht glatt sind. Vielmehr weisen sie mikrosko- pische Erhebungen und Vertiefungen auf. Zudem können sich Mik- rorisse bilden. Die zum Reinigen verwendeten Reinigungsfluide sind üblicherweise wasserbasiert. Während sich entsprechend kleine Partikel und/oder AMC in den Vertiefungen und den Mik- rorissen anlagern und sich von dort im Betrieb des FOUPs lösen können und infolgedessen den oben beschriebenen unerwünschten Einfluss auf die Materialeigenschaften der Halbleiterwafer nehmen können, gelangt das verwendete Reinigungsfluid insbe- sondere aufgrund der Oberflächenspannung nicht in die mikro- skopischen Vertiefungen und die Mikrorisse. Selbst bei einem für eine lange Zeitdauer durchgeführten Reinigungsprozess kön- nen zumindest einige Partikel und AMC nicht aus den mikrosko- pischen Vertiefungen und Mikrorissen entfernt werden. Es kann daher nicht verhindert werden, dass diese Partikel und AM den oben beschriebenen unerwünschten Einfluss auf die Materialei- genschaften der Halbleiterwafer nehmen können.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem die zuvor beschrie- bene Situation verbessert werden kann. Insbesondere soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, welches auch die Entfernung von Partikeln und AMC, die sich in mikroskopischen Vertiefun- gen und Mikrorissen der Oberflächen des FOUPs angelagert ha- ben, zu entfernen. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen- stand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Trans- portbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie- Masken mit einer entsprechenden Vorrichtung, wobei
- der Hohlkörper o eine Bodenwand und eine oder mehrere Seitenwände, die eine Hohlkörperinnenfläche bilden, und o eine der Bodenwand gegenüberliegende Öffnung auf- weist, die von einer Randfläche der Seitenwand um- schlossen wird, umfasst, und
- die Vorrichtung o eine Reinigungseinrichtung mit einer ersten Abgabe- einheit, mit welcher ein erstes Reinigungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche abgegeben werden kann, und o einen ersten Abführkanal aufweist, mit welchem das von der Reinigungseinrichtung abgegebene erste Rei- nigungsfluid abgeführt werden kann, und
- das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: o Abgeben eines ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche mittels der ersten Abgabe- einheit, und o Abführen des ersten Reinigungsfluids mittels des ersten Abführkanals, wobei o als erstes Reinigungsfluid überkritisches Kohlendi- oxid verwendet wird. Wie erwähnt, dienen die Hohlkörper zum Transportieren von Halbleiterwafern. Insofern ist die Hohlkörperinnenfläche die- jenige, von welcher aus Verunreinigungen hauptsächlich zu den Halbleiterwafern gelangen können. Insofern ist die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche von größerer Bedeutung als die Rei- nigung der Hohlkörperaußenfläche. Vorschlagsgemäß wird zur Reinigung der Hohlkörperinnenfläche überkritisches Kohlendi- oxid (CO2) verwendet. Überkritisches Kohlenstoffdioxid (auch superkritisches Kohlenstoffdioxid oder scCO2) ist Kohlenstoff- dioxid in einem fluiden Zustand über seiner kritischen Tempe- ratur und seinem kritischen Druck. Die mikroskopischen Vertie- fungen und Mikrorisse können wie Kapillare wirken, so dass sich dort ein Kapillareffekt ausbilden kann, welcher das Ein- dringen von wasserbasierten Reinigungsfluiden verhindert. Überkritisches Kohlenstoffdioxid ist genauso dicht wie eine Flüssigkeit, hat aber dieselbe Viskosität wie ein Gas. Auf- grund dieser Eigenschaft ist überkritisches Kohlendioxid in der Lage, auch Partikel und AMC von der Hohlkörperinnenfläche zu lösen, die sich in den eingangs beschriebenen mikroskopi- schen Vertiefungen oder Mikrorissen angelagert haben. Im Ver- gleich zu der Verwendung von wasserbasierten Reinigungsfluiden kann mit der Verwendung von überkritischem Kohlendioxid eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt werden. Die eingangs be- schriebenen unerwünschten Einflüsse der Verunreinigungen auf die Materialeigenschaften der Halbleiterwafer sowie die Anzahl der infolgedessen fehlerhaften Halbleiterwafern können redu- ziert werden.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann
- die Reinigungseinrichtung eine zweite Abgabeeinheit auf- weisen, mit welcher ein zweites Reinigungsfluid zum Rei- nigen der Hohlkörperaußenfläche abgegeben werden kann, und - die Vorrichtung einen zweiten Abführkanal aufweist, mit dem das von der zweiten Abgabeeinheit abgegebene zweite Reinigungsfluid abgeführt werden kann.
Dabei kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen:
- Abgeben eines zweiten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperaußenfläche mittels der zweiten Abgabeeinheit der Reinigungseinrichtung, und
- Abführen des zweiten Reinigungsfluids mittels des zweiten Abführkanals, wobei
- als zweites Reinigungsfluid überkritisches Kohlendioxid verwendet wird.
Wie bereits erwähnt, ist die Reinigung der Hohlkörperaußenflä- che von geringerer Bedeutung für die Anzahl der fehlerhaften Halbleiterwafern, jedoch kann eine gut gereinigte Hohlkörpe- raußenfläche ebenfalls zur Reduzierung der Anzahl der fehler- haften Halbleiterwafern beitragen. Die technischen Effekte, die sich mit der Verwendung von überkritischem Kohlendioxid erzielen lassen, entsprechen dabei denjenigen, die für die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche beschrieben worden sind.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann
- die Vorrichtung o eine Auflagewand, auf welche der Hohlkörper mit der Randfläche aufgelegt werden kann, o eine Verriegelungseinrichtung, mit welcher der Hohl- körper mit der Randfläche dichtend und lösbar mit der Auflagewand verbindbar ist, und o zumindest eine von der Auflagewand gebildete Durch- gangsöffnung aufweisen, die radial innerhalb der Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, wobei o wobei der erste Abführkanal ein erstes Ende umfasst, mit welchem der Abführkanal ausschließlich mit der Durchgangsöffnung in Fluidkommunikation steht. Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:
- Auflegen des Hohlkörpers mit seiner Randfläche auf die Auflagewand, und
- dichtendes und lösbares Verbinden des Hohlkörpers mit der Auflagewand mittels der Verriegelungseinrichtung, und
- Abführen des ersten Reinigungsfluids ausschließlich mit dem ersten Abführkanal und/oder
- Abführen des zweiten Reinigungsfluids ausschließlich mit dem zweiten Abführkanal.
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 und AMC, welche sich außerhalb des Hohlkörpers befinden, verschmutzt werden. Das erste Reinigungsfluid dient folglich ausschließlich der Reinigung der Hohlkörperinnenfläche, welche, wie eingangs er- wähnt, üblicherweise weniger stark verunreinigt ist als die Hohlkörperaußenfläche. Infolgedessen wird das erste Reini- gungsfluid nicht mit den von der Hohlkörperaußenfläche stam- menden Partikeln und AMC verunreinigt, wodurch die Hohlkörpe- rinnenfläche effektiv gereinigt wird. Die Randfläche stellt den Trennabschnitt zwischen der Hohlkörperinnenfläche und der Hohlkörperaußenfläche dar, wenn der Hohlkörper auf die Aufla- gewand aufgelegt ist. An der Randfläche erfolgt auch die Ab- dichtung des Hohlkörpers gegenüber der Auflagewand. Die Zeit- dauer, 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 Hohlkörpe- rinnenfläche notwendig ist, ebenfalls reduziert.
Hervorzuheben ist zudem, dass das erste Reinigungsfluid durch den ersten Abführkanal und das zweite Reinigungsfluid durch den zweiten Abführkanal abgeführt werden, ohne dass es zumin- dest innerhalb der Vorrichtung zu einem Vermischen kommt. Da, wie erwähnt, die Hohlkörperinnenfläche üblicherweise weniger stark verunreinigt ist als die Hohlkörperaußenfläche, ist das erste Reinigungsfluid nach der Reinigung weniger stark mit Partikeln und AMC beladen als das zweite Reinigungsfluid. Es besteht daher die Möglichkeit, das erste Reinigungsfluid nach der Reinigung der Hohlkörperinnenfläche auch zur Reinigung der Hohlkörperaußenfläche zu nutzen. Das Volumen des verwendeten Reinigungsfluids kann hierdurch verringert werden.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann
- die Vorrichtung o eine Auflagewand, auf welche der Hohlkörper mit der Randfläche aufgelegt werden kann, wobei o in der Auflagewand ein erster Kanal angeordnet ist, mit welchem ein Spülungsfluid zur Randfläche geführt werden kann. Das Verfahren kann den folgenden Schritt aufweisen:
- Zuführen eines Spülungsfluids zur Randfläche.
Als Spülungsfluid wird insbesondere Stickstoff oder Druckluft und besonders bevorzug extrem saubere getrocknete Luft, auch als XCDA bezeichnet, eingesetzt. Hierdurch wird verhindert, dass das erste Reinigungsfluid über die Randfläche an die Hohlkörperaußenfläche gelangen kann, wo es sich mit einem zweiten Reinigungsfluid vermischen kann. Zudem wird verhin- dert, dass das zweite Reinigungsfluid über die Randfläche an die Hohlkörperinnenfläche gelangen kann, wo es sich mit dem ersten Reinigungsfluid vermischen kann. Kontaminationen werden somit verhindert.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann
- der Hohlkörper einen Deckel mit einer Deckelinnenfläche und einer Deckelaußenfläche aufweisen, mit welchem die Öffnung verschließbar ist, und
- in der Auflagewand oder in einem weiteren Wandungsab- schnitt eine Reinigungsöffnung angeordnet sein, welche zumindest teilweise mit einem Verschlusskörper ver- schließbar ist, wobei der Verschlusskörper eine Aufnahme- einheit zum Aufnehmen des Deckels des Hohlkörpers aufwei- sen kann, und
- die Reinigungseinrichtung eine weitere ersten Abgabeein- heit aufweisen, mit welchem das erste Reinigungsfluid zum Reinigen auf die Deckelinnenfläche aufgebracht werden kann, wenn die Reinigungsöffnung vom Verschlusskörper oder vom Deckel verschlossen ist.
Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen: - Bewegen des Verschlusskörpers in die Offenstellung,
- Ablegen des Deckels auf die Aufnahmeeinheit des Ver- schlusskörpers mit der Deckelaußenfläche und lösbares Be- festigen des Deckels am Verschlusskörper,
- Bewegen des Verschlusskörpers in die Verschlussstellung, und
- Abgeben des ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der De- ckelinnenfläche mit der weiteren ersten Abgabeeinheit.
Die bislang beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens be- ziehen sich auf die Reinigung der Hohlkörperinnenfläche. Wie erwähnt, sind die FOÜPs mit einem abnehmbaren Deckel ver- schlossen. Auf der Deckelinnenfläche können sich aber genauso wie auf der Hohlkörperinnenfläche Partikel und AMC ansammeln, die einen negativen Einfluss auf die Herstellung der Halb- leiterwafer haben können. In dieser Ausführungsform jedoch um- fasst die Vorrichtung eine weitere erste Abgabeeinheit, mit welcher die Deckelinnenfläche gereinigt werden kann. Hierzu wird dasselbe erste Reinigungsfluid verwendet, welches auch zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche genutzt wird. Es kann aber auch ein weitere Reinigungsfluid verwendet werden, wenn dies notwendig erscheint. Die Partikel und AMC auf der Deckel- innenfläche können somit ebenfalls entfernt werden. Um den un- kontrollierten Austritt des ersten Reinigungsfluids aus der Reinigungsöffnung zu verhindern, muss die Reinigungsöffnung während des Reinigungsvorgangs dichtend verschlossen werden. Hierzu wirken entweder 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 Reinigungsvorgangs keine Partikel und AMC von der Umgebung des Hohlkörpers in das erste Reinigungsfluid ge- langen können. Es bietet sich hierbei an, das erste Reini- gungsfluid über den ersten Abführkanal abzuführen. Die Aufnah- meeinheit des Verschlusskörpers wirkt dabei mit der Deckelau- ßenfläche zusammen, so dass die Deckelinnenfläche insbesondere für das erste Reinigungsfluid hindernisfrei zugänglich ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann
- die Vorrichtung einen zweiten Kanal aufweisen, mit wel- chem ein Spülungsfluid zum Deckel geführt werden kann.
Das Verfahren kann folgenden Schritt umfassen:
- Zuführen eines Spülungsfluids zum Deckel.
Der Deckel eines Transportbehälters weist üblicherweise eine Deckeldichtung auf, mit welcher der Deckel gegenüber dem übri- gen Transportbehälter abgedichtet werden kann. Als Spülungs- fluid wird insbesondere Stickstoff oder Druckluft und beson- ders bevorzug extrem saubere getrocknete Luft, auch als XCDA bezeichnet, eingesetzt. Mit dem Spülungsfluid kann eine exakte Begrenzung des Wirkungsbereichs des ersten Reinigungsfluids, mit welchem die Deckelinnenfläche gereinigt wird, bewirkt wer- den. Dabei kann die Begrenzung so gewählt werden, dass das erste Reinigungsfluid die Deckeldichtung nicht erreichen kann. Hierdurch wird verhindert, dass sich Partikel, die sich im ersten Reinigungsfluid befinden, an der Dichtung anhaften kön- nen, sich im Betrieb des Transportbehälters von der Dichtung lösen und einen Halbleiterwafer beschädigen können. Wenn ein Gas eingesetzt wird, wird eine turbulente Strömung erzeugt, welches ein aktives Abblasen oder Abreinigen der Dichtung be- günstigt. Eine weitergebildete Ausführungsform kann sich dadurch aus- zeichnen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Vollständiges Fluten des von der Hohlkörperinnenfläche begrenzten Raums mit dem ersten Reinigungsfluid, und
- Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reinigungsfluid mittels einer Einkopplungseinheit.
Während Ultraschallwellen je nach Definition einen Frequenz- bereich von ca. 20 kHz bis 500 kHz aufweisen, weisen Mega- schallwellen einen Frequenzbereich von ca. 500 kHz bis 3 MHz auf. Dabei bietet es sich an, die Hohlkörperinnenoberfläche komplett mit dem ersten Reinigungsfluid zu benetzen oder den gesamten von der Hohlkörperinnenfläche umschlossenen Raum zu fluten und die Schallwellen in das erste Reinigungsfluid ein- zukoppeln. Das erste Reinigungsfluid dient dann als ein Über- träger 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 beson- ders gut gelöst werden können. Der Energieeintrag steigt mit der Frequenz des eingekoppelten Schalls. Bei der Verwendung von Megaschall ergibt sich der Vorteil, dass die Energie sehr zielgerichtet an die zu reinigende Hohlkörperinnenoberfläche gebracht werden kann, so dass sich gute Reinigungsergebnisse erzielen lassen. Die Deckelinnenfläche und die Hohlkörperau- ßenfläche können entsprechend behandelt werden.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann - im ersten Abführkanal eine Partikelmesseinrichtung zum Bestimmen der im ersten Reinigungsfluid enthaltenen Par- tikel angeordnet sein.
Das Verfahren kann die folgenden Schritte aufweisen:
- Bestimmen der im ersten Reinigungsfluid enthaltenen Par- tikel mittels der Partikelmesseinrichtung.
Die Partikelmesseinrichtung kann beispielsweise so ausgestal- tet sein, dass die Anzahl der Partikel, welche bei einem gege- benen Volumenstrom des ersten Reinigungsfluids durch den ers- ten Abführkanal die Partikelmesseinrichtung passieren, be- stimmt wird. Unterschreitet die Anzahl der gezählten Partikel einen gewissen Wert, kann davon ausgegangen werden, dass die Hohlkörperinnenfläche ausreichend gereinigt worden ist. Mit der Partikelmesseinrichtung wird einerseits sichergestellt, dass die Hohlkörperinnenfläche tatsächlich in einem ausrei- chenden Maß gereinigt worden ist, andererseits kann in diesem Fall der Reinigungsvorgang abgebrochen werden. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird der Reinigungs- vorgang so lange durchgeführt, bis dass mit einer ausreichen- den Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden kann, dass die Hohlkörper ausreichend gereinigt worden sind. In den meisten Fällen wird aus Sicherheitsgründen der Reinigungsvorgang deut- lich länger als notwendig durchgeführt. Dadurch, dass es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, den Reinigungs- vorgang wie beschrieben abzubrechen, werden sowohl die Zeit- dauer als auch die Menge des ersten Reinigungsfluids redu- ziert, so dass der Reinigungsvorgang insgesamt deutlich effek- tiver als im Stand der Technik durchgeführt werden kann. Zudem ermöglicht die Partikelmesseinrichtung auch eine Dokumentation darüber, dass ein bestimmter FOÜP tatsächlich in einem ausrei- chenden Maße gereinigt worden ist.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann
- die erste Abgabeeinheit eine Anzahl von ersten Reini- gungsdüsen aufweisen, über welche das erste Reinigungs- fluid unter einem Sprühwinkel abgebbar ist, und
- die erste Abgabeeinheit eine Einstelleinrichtung aufwei- sen, mit welcher der Sprühwinkel einstellbar ist.
Das Verfahren kann die folgenden Schritte aufweisen:
- Einstellen des Sprühwinkels mittels der Einstelleinrich- tung .
Der Sprühwinkel, unter welchem das erste Reinigungsfluid ab- gegeben wird, bestimmt auch den Winkel, mit welchem das Rei- nigungsfluid auf die Hohlkörperinnenfläche auftrifft. Ideal ist ein Winkel von 90° oder in etwa 90°. Aufgrund der Tatsa- che, dass der Sprühwinkel einstellbar ist, kann die Geometrie der Hohlkörperinnenfläche dahingehend nachgebildet werden, dass das erste Reinigungsfluid mit einem Winkel von 90° oder annähernd 90° nahezu auf die gesamte Hohlkörperinnenfläche aufgebracht werden kann. Die Hohlkörperinnenfläche weist übli- cherweise verwinkelte Stellen auf, so dass es bei nicht ein- stellbaren 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. Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich anbieten, dass 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 FOüPs bezeichnet, oder ein Transportbehälter 30 für EUV-Litho- graf ie-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- ehe 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 eine als einen ersten Rei- nigungskopf 42 ausgestaltete erste Abgabeeinheit 43 verfügt, wobei der Reinigungskopf 42 welcher über die Durchgangsöffnung 24 hervorsteht und somit innerhalb des Prozessraums 22 ange- ordnet ist. Wenn der Hohlkörper 12 mit der Auflagewand 20 ver- bunden 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 einer als ein wei- terer erster Reinigungskopf 58 ausgestaltete weitere erste Ab- gabeeinheit 59 ausgestattet, wobei der erste Reinigungskopf 58 in der Nähe des Verschlusskörpers 48 angeordnet ist, wenn sich dieser in der Verschlussstellung befindet.
Die Reinigungseinrichtung 40 umfasst zudem eine zweite Abgabe- einheit 63 mit einem zweiten Reinigungskopf 64, der im Wesent- lichen U-förmig ausgebildet ist und zumindest teilweise im Prozessraum 22 angeordnet ist. Im Gegensatz zum ersten Reini- gungskopf 42 ist jedoch der zweite Reinigungskopf 64 außerhalb des Hohlkörpers 12 angeordnet, wenn der Hohlkörper 12 wie in Figur 1 gezeigt mit der Auflagewand 20 verbunden ist. Der zweite Reinigungskopf 64 ist um eine zweite Drehachse D2 dreh- bar, wobei die hierzu verwendete Antriebseinrichtung nicht dargestellt ist. Nicht dargestellt ist ferner ein Ausführungs- beispiel, bei welcher der zweite Reinigungskopf 64 nicht nur rotatorisch, sondern auch translatorisch oder nur translato- risch bewegbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Reinigungskopf 42 nicht bewegbar, allerdings kann dieser auch rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar aus- geführt 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. Sowohl als erstes Reinigungsfluid als auch als zweites Reinigungs- fluid wird überkritisches Kohlendioxid (CO2) verwendet.
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 a, 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 angeordhet 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 abgegeben 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 zumindest eine Einkopplungsein- heit zum Einkoppeln von Schallwellen in das erste Reinigungs- fluid auf. Dabei kann die Einkopplungseinheit auch so ausge- bildet sein, dass die Schallwellen auch in das zweite Reini- gungsfluid eingekoppelt werden können. Im dargestellten Aus- führungsbeispiel sind einige der Einkopplungseinheiten in zu- mindest einige der ersten Reinigungsdüsen 78 integriert und als sogenannte „Megasonic Nozzles" ausgestaltet. Es kann ein Megaschall in das von den ersten Reinigungsdüsen 78 abgegebene erste Reinigungsfluid eingekoppelt werden. Entsprechendes 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 und AMC, welche sich auf der Hohlkörperinnenfläche 33 und der Deckelinnenflä- che 54 befunden haben, abgeführt. Die Partikel, welche von der Hohlkörperinnenfläche 33 stammen, werden von der ersten Parti- kelmesseinrichtung 741 und die Partikel, welche von der De- ckelinnenfläche 54 stammen, von der zweiten Partikelmessein- richtung erfasst. Dabei können die erste Partikelmesseinrich- tung 741 und die zweite Partikelmesseinrichtung 742 so ausge- bildet sein, dass die Anzahl der Partikel, welche bei einem gegebenen Volumenstrom innerhalb einer bestimmten Zeit die Partikelmesseinrichtung 74 passieren, bestimmt wird. Hieran lässt sich bestimmen, ob die Hohlkörperinnenfläche 33 und die Deckelinnenfläche 54 im gewünschten Maße gereinigt worden sind oder nicht. Ist beispielsweise die Hohlkörperinnenfläche 33 ausreichend sauber, kann der Reinigungsvorgang für den Hohl- körper 12 abgebrochen werden, während der Reinigungsvorgang für die Deckelinnenfläche 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 und AMC, welche von der Hohlkörperaußenflä- che 35 stammen, nicht in das erste Reinigungsfluid und somit auf die Hohlkörperinnenfläche 33 oder die Deckelinnenfläche 54 gelangen 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. Der erste Reinigungskopf 42 weist erste Trocknungsdüsen 86, der weitere erste Reinigungskopf 58 weitere erste Trocknungs- düsen 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 Deckelinnenfläche 54 und die Hohlkörperaußenfläche 35 auf- gebracht werden können. Das erste Trocknungsgas und das zweite Trocknungsgas verdrängen das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid aus der Vorrichtung 10. Reste des ers- ten 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
43 erste Abgabeeinheit
44 Wandungsabschnitt
46 Reinigungsöffnung
48 Verschlusskörper
50 Aufnahmeeinheit
52 Deckel
54 Deckelinnenfläche
56 Deckelaußenfläche 58 weiterer erster Reinigungskopf
59 weitere erste Abgabeeinheit
60 Spalt
63 weitere erste Abgabeeinheit
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 α Sprühwinkel
D1 erste Drehachse
D2 zweite Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen von topfförmigen Hohlkörpern (12), insbesondere von Transportbehältern (30) für Halbleiter- wafer oder für EUV-Lithografie-Masken mit einer entspre- chenden Vorrichtung, wobei
- der Hohlkörper o eine Bodenwand (32) und eine oder mehrere Seiten- wände (34), die eine Hohlkörperinnenfläche (33) bilden, und o eine der Bodenwand (32) gegenüberliegende Öffnung (36) aufweist, die von einer Randfläche (38) der Seitenwand (34) umschlossen wird, umfasst, und
- die Vorrichtung o eine Reinigungseinrichtung (40) mit einer ersten Abgabeeinheit (43), mit welcher ein erstes Reini- gungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) abgegeben werden kann, und o einen ersten Abführkanal (70) aufweist, mit wel- chem das von der Reinigungseinrichtung (40) abge- gebene erste Reinigungsfluid abgeführt werden kann, und
- das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: o Abgeben eines ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Hohlkörperinnenfläche (33) mittels der ersten Abgabeeinheit (43), und o Abführen des ersten Reinigungsfluids mittels des ersten Abführkanals (70), wobei o als erstes Reinigungsfluid überkritisches Kohlen- dioxid verwendet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei - die Reinigungseinrichtung eine zweite Abgabeeinheit
(63) aufweist, mit welcher ein zweites Reinigungsfluid zum Reinigen der Hohlkörperaußenfläche (35) abgegeben werden kann, und
- die Vorrichtung einen zweiten Abführkanal (76) auf- weist, mit dem das von der zweiten Abgabeeinheit (63) abgegebene zweite Reinigungsfluid abgeführt werden kann, und
- das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: o Abgeben eines zweiten Reinigungsfluids zum Reini- gen der Hohlkörperaußenfläche (35) mittels der zweiten Abgabeeinheit (63) der Reinigungseinrich- tung (40), und o Abführen des zweiten Reinigungsfluids mittels des zweiten Abführkanals (76), wobei o als zweites Reinigungsfluid überkritisches Kohlen- dioxid verwendet wird. 3. V erfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- die Vorrichtung o eine Auflagewand (20), auf welche der Hohlkörper (12) mit der Randfläche (38) aufgelegt werden kann, o eine Verriegelungseinrichtung (26), mit welcher der Hohlkörper (12) mit der Randfläche (38) dich- tend und lösbar mit der Auflagewand (20) verbind- bar ist, und o zumindest eine von der Auflagewand (20) gebildete Durchgangsöffnung (24) aufweist, die radial inner- halb der Verriegelungseinrichtung (26) angeordnet ist, wobei o wobei der erste Abführkanal (70) ein erstes Ende (72) umfasst, mit welchem der Abführkanal (70) ausschließlich mit der Durchgangsöffnung (24) in Fluidkommunikation steht, und
- das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: o Auflegen des Hohlkörpers (12) mit seiner Randflä- che (38) auf die Auflagewand (20), und o Dichtendes und lösbares Verbinden des Hohlkörpers (12) mit der Auflagewand (20) mittels der Verrie- gelungseinrichtung (26), und o Abführen des ersten Reinigungsfluids ausschließ- lich mit dem ersten Abführkanal (70) und/oder o Abführen des zweiten Reinigungsfluids ausschließ- lich mit dem zweiten Abführkanal (76). 4 . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche oder nach ei- nem der Ansprüche 1 oder 2, wobei
- die Vorrichtung o eine Auflagewand (20), auf welche der Hohlkörper (12) mit der Randfläche (38) aufgelegt werden kann, wobei o in der Auflagewand (20) ein erster Kanal (41) an- geordnet ist, mit welchem ein Spülungsfluid zur Randfläche (38) geführt werden kann, und
- das Verfahren den folgenden Schritt aufweist, o Zuführen eines Spülungsfluids zur Randfläche (38). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei
- der Hohlkörper (12) einen Deckel (52) mit einer Deckel- innenfläche (54) und einer Deckelaußenfläche (56) auf- weist, mit welchem die Öffnung (36) verschließbar ist, und
- 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) eine weitere ersten Ab- gabeeinheit (59) aufweist, mit welchem das erste Reini- gungsfluid zum Reinigen auf die Deckelinnenfläche (54) aufgebracht werden kann, wenn die Reinigungsöffnung (46) vom Verschlusskörper (48) oder vom Deckel (52) verschlossen ist, und
- das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: o Bewegen des Verschlusskörpers (48) in die Offen- stellung, o Ablegen des Deckels (52) auf die Aufnahmeeinheit (50) des Verschlusskörpers (48) mit der Deckelau- ßenfläche (56) und lösbares Befestigen des Deckels (52) am Verschlusskörper (48), o Bewegen des Verschlusskörpers (48) in die Ver- schlussstellung, und o Abgeben des ersten Reinigungsfluids zum Reinigen der Deckelinnenfläche (54) mit der weiteren ersten Abgabeeinheit (59).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei
- die Vorrichtung (10) einen zweiten Kanal (57) aufweist, mit welchem ein Spülungsfluid zum Deckel (52) geführt werden kann und
- das Verfahren folgenden Schritt umfasst: o Zuführen eines Spülungsfluids zum Deckel (52).
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, 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). 8.V erfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- im ersten Abführkanal (70) eine Partikelmesseinrichtung (74) zum Bestimmen der im ersten Reinigungsfluid ent- haltenen Partikel angeordnet ist, und
- das Verfahren folgende Schritte aufweist: o Bestimmen der im ersten Reinigungsfluid enthalte- nen Partikel mittels der Partikelmesseinrichtung (74). 9.V erfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- die erste Abgabeeinheit (43) eine Anzahl von ersten Reinigungsdüsen (78) aufweist, über welche das erste Reinigungsfluid unter einem Sprühwinkel (α) abgebbar ist, und
- die erste Abgabeeinheit (43) eine Einstelleinrichtung (85) aufweist, mit welcher der Sprühwinkel (α) ein- stellbar ist, und
- das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: o Einstellen des Sprühwinkels (α) mittels der Ein-
Stelleinrichtung.
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