DE19830162A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Substraten - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Reinigen von Substraten (8) werden die Substrate (8) jeweils einzeln in wenigstens einer Grobreinigungseinrichtung (10, 11) naß vorgereinigt, anschließend im nassen Zustand in ein mit Behandlungsfluid gefülltes Sammelbecken (30) transportiert, in dem Sammelbecken (30) gesammelt und beim Erreichen einer bestimmten Anzahl in dem Sammelbecken (30) gemeinsam als eine Charge in nassen Zustand in eine Feinreinigungseinrichtung (35) transportiert. In der Feinreinigungseinrichtung (35) wird die Charge aus Substraten (8) naß endgereinigt und nachfolgend getrocknet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Substraten.

In der Halbleiterindustrie werden Halbleiter-Wafer unter­ schiedlichen Verfahrensschritten, wie z. B Beschichtungs-, Maskierungs-, Ätz-, Dotierungs-, Poliervorgängen usw. ausgesetzt. Dazwischen kann es notwendig sein, die Sub­ strate zu reinigen. Insbesondere nach einem Polierschritt ist es erforderlich, die polierten Substrate zu reinigen, da an ihnen in der Regel Abrieb-Teilchen der Substrate, sowie Polierflüssigkeit anhaften.

Bei herkömmlichen Verfahren zum Reinigen von Substraten nach einem Poliervorgang werden die Substrate von der Po­ liervorrichtung zu einer Bürstenreinigungsanlage trans­ portiert, in der sie einzeln mittels rotierender Bürsten und einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt und anschlie­ ßend getrocknet werden. Da diese Bürstenreinigung in der Regel nicht ausreichend ist, werden die getrockneten Sub­ strate gesammelt und später in eine Feinreinigungsvor­ richtung, wie sie beispielsweise aus der DE-A-44 13 077, der DE-A-195 46 990 oder der DE-A-196 37 875 derselben Anmelderin bekannt sind, eingesetzt. In dieser Feinreini­ gungsanlage werden die in einer Charge befindlichen Sub­ strate gemeinsam in eine Behandlungsflüssigkeit einge­ taucht und in ihr beispielsweise durch Erzeugen einer Strömung in dem Behandlungsbecken endgereinigt. Nachfol­ gend werden die Substrate aus der Feinreinigungsvorrich­ tung herausbewegt und getrocknet, wobei die Trocknung durch langsames Herausheben der Substrate aus der Behand­ lungsflüssigkeit erfolgt. Durch ein über der Behandlungs­ flüssigkeit eingeleitetes Fluid wird gemäß dem "Marango­ ni-Effekt", der in der EP-A-0 385 536 beschrieben ist, der Trocknungsvorgang beschleunigt.

Bei diesem bekannten Verfahren ist zwischen der Einzel­ reinigung der Substrate in den Bürstenreinigungsanlagen und der chargenweisen Reinigung in der Feinreinigungsvor­ richtung eine Trocknung der jeweiligen Substrate notwen­ dig, die z. B. durch Schleudern oder Wärmebehandlung der Wafer erfolgt. Diese Trocknung ist bei herkömmlichen Ver­ fahren notwendig, da die bei der Bürstenreinigung verwen­ dete Behandlungsflüssigkeit ansonsten an dem Wafer anhaf­ ten würde und Schlieren erzeugt, die bei einer nachfol­ genden Reinigung schwer zu entfernen sind. Die getrockne­ ten Wafer müssen dann zwischengelagert und gesammelt wer­ den, um als eine Charge in die Feinreinigungsvorrichtung eingesetzt zu werden.

Dieser Trocknungsschritt zwischen der Bürstenreinigung und der Feinreinigung ist aufwendig und birgt die Gefahr einer Beschädigung des Wafers durch das Schleudern bzw. die Wärmebehandlung in sich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein vereinfachtes und verbessertes Verfahren und eine verbesserte und vereinfachte Vorrichtung zum Reini­ gen von Substraten vorzusehen, mit dem bzw. mit der die Behandlung der Substrate beschleunigt und damit die Pro­ duktivität erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zum Reinigen von Substraten die Substrate jeweils einzeln in einer Grobreinigungsvorrichtung naß vorgereinigt werden, die Substrate nachfolgend im nassen Zustand in ein mit Behandlungsfluid gefülltes Sammelbecken transportiert werden, die Substrate in dem Sammelbecken gesammelt werden, die Substrate beim Erreichen einer bestimmten Anzahl in dem Sammelbecken gemeinsam als eine Charge im nassen Zustand in eine Feinreinigungsvorrich­ tung transportiert, die Substrate in der Feinreinigungs­ vorrichtung naß endgereinigt werden, und die Charge nach­ folgend getrocknet wird.

Indem die Substrate ohne Zwischentrocknung in ein mit Be­ handlungsfluid gefülltes Sammelbecken transportiert wer­ den, bevor die Substrate beim Erreichen einer bestimmten Anzahl als eine Charge wiederum im nassen Zustand in die Feinreinigungsvorrichtung transportiert werden, erübrigt sich eine Trocknung der Substrate nach der Grobreinigung, da durch die Aufbewahrung der Substrate in einer Flüssig­ keit das Antrocknen der Flüssigkeit und die damit verbun­ dene Schlierenbildung verhindert wird. Dadurch besteht auch keine Gefahr einer Beschädigung der Substrate bei einer Zwischentrocknung und ferner wird die Behandlungs­ geschwindigkeit und damit die Effizienz der Vorrichtung erhöht.

Für eine einfache und effektive Vorreinigung wird das Substrat vorzugsweise mit einer sich drehenden Bürste und einer Behandlungsflüssigkeit vorgereinigt.

Vorzugsweise wird das Substrat für eine gleichmäßige Vor­ reinigung während derselben gedreht.

Um die Vorreinigungswirkung zu erhöhen, wird das Substrat gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Ultra­ schallwellen bzw. mit Megasonic beschallt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat in zwei unterschiedlichen Grobreini­ gungsvorrichtungen vorgereinigt und im nassen Zustand von einer ersten Grobreinigungseinrichtung zu einer zweiten Grobreinigungseinrichtung transportiert. Durch die Ver­ wendung zweier Grobreinigungseinrichtungen wird die Vor­ reinigungswirkung erhöht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung werden die Substrate während der Verfahrens­ schritte in einer im wesentlichen gleichen, vertikalen Orientierung gehalten, wodurch insbesondere eine Trans­ porteinrichtung für die Substrate vereinfacht werden kann, da diese die Substrate zwischen den verschiedenen Reinigungsschritten nicht drehen muß.

Zum Erreichen einer guten Endreinigungswirkung werden die Substrate vollständig in eine Reinigungs- und/oder Spül­ flüssigkeit eingetaucht und mit dieser umspült. Vorzugs­ weise werden die Substrate zum Erhöhen der Reinigungswir­ kung dabei mit Ultraschallwellen beschallt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Substrate zum Trocknen aus der Reiniguns- und/oder Spülflüssigkeit herausbewegt und in eine Trocken-Transfer-Haube eingeführt und in dieser verriegelt. Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen, wird vorzugs­ weise über die Trocken-Transfer-Haube vor und/oder wäh­ rend dem Herausbewegen der Substrate aus der Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit ein Fluid in den Trocknungsbe­ reich eingeleitet. Dabei ist das eingeleitete Fluid vor­ zugsweise ein Gasgemisch aus Stickstoff und Isopropylal­ kohol welche die Oberflächenspannung der Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit verringert und dadurch ein bes­ seres abfließen der Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit beim Herausbewegen der Substrate bewirkt.

Die gestellte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Naßreinigen von Substraten gelöst, die wenigstens ei­ ne Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrichtung mit einer Flüssigkeitszufuhr zuvor und einem Behandlungsbehälter, wenigstens ein mit Behandlungsfluid füllbares Sammelbecken zur Aufnahme mehrerer Substrate, eine Chargen- Feinreinigungseinrichtung mit einem Fluidbehälter und wenigstens eine Transportvorrichtung aufweist, zum Trans­ port der Substrate zwischen der Einzelsubstrat-Grobreini­ gungseinrichtung und dem Sammelbecken einerseits und dem Sammelbecken und der Chargen-Feinreinigungseinrichtung andererseits.

Durch Vorsehen eines mit Behandlungsfluid füllbaren Sam­ melbeckens zur Aufnahme mehrerer Substrate können die Substrate nach einer Einzelsubstrat-Grobreinigung in dem Sammelbecken zwischengelagert werden bevor sie chargen­ weise in eine Feinreinigungseinrichtung transportiert werden können. Durch die Zwischenlagerung in einem Be­ handlungsfluid besteht keine Gefahr, daß die nach der Grobreinigung an den Substraten anhaftende Flüssigkeit antrocknet und Schlieren bildet. Damit kann auch der bis­ her benötigten Trocknungsschritt zwischen einer Einzel- Grobreinigung und einer Chargen-Feinreinigung mit der Ge­ fahr einer Beschädigung der Substrate entfallen. Darüber­ hinaus wird die Behandlungsgeschwindigkeit und somit die Effizienz der Vorrichtung erhöht.

Für eine gute Grobreinigungswirkung weist die Einzelsub­ strat-Grobreinigungseinrichtung wenigstens eine drehbare Bürste auf. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrichtung wenig­ stens eine drehbare Andrückrolle auf, um das Substrat während der Grobreinigung zu drehen und dadurch eine gleichmäßige Reinigungswirkung zu erhalten.

Zur Erhöhung der Reinigungswirkung weist die Einzelsub­ strat-Grobreinigungseinrichtung wenigstens einen Ultra­ schallsender auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einzelsubstrat-Grobreinigungs­ einrichtung zwei Behandlungsbecken mit jeweils wenigstens einer Flüssigkeitszufuhr und wenigstens einer Bürste auf. Hierdurch kann eine zweistufige und bessere Vorreinigung der Substrate erreicht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrichtung, daß Sammelbecken, die Chargen-Feinreinigungseinrichtung sowie die Transportvorrichtung jeweils Haltemittel auf, um die Substrate in einer im wesentlichen gleichen, vorzugsweise vertikalen Ausrichtung zu halten. Hierdurch wird insbe­ sondere die Transportvorrichtung vereinfacht, da diese das Substrat während des Transports nicht in eine andere Ausrichtung drehen muß. Vorteilhafterweise werden die Substrate im wesentlichen vertikal gehalten, um eine Kom­ patibilität mit bekannten Chargen-Feinreinigungsein­ richtungen zu erreichen.

Vorzugsweise weist die Chargen-Feinreinigungseinrichtung wenigstens einen Einlaß für Reinigungs- und/oder Spül­ flüssigkeit, sowie wenigstens einen Ultraschallsender auf, um eine gute Endreinigungswirkung zu erreichen.

Um das Einbringen und Ausbringen der Substrate in bzw. aus der Chargen-Feinreinigungseinrichtung zu erleichtern weist sie eine Anheb- und Absenkvorrichtung für die Sub­ strate auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Transportvorrichtung eine Trocken-Transport- Haube mit Haltemitteln für die Substrate auf. Durch die Haltemittel in der Trocken-Transport-Haube wird ermög­ licht, das die Substrate alleine, d. h. ohne einen ent­ sprechenden Substratträger aufgenommen und transportiert werden können was die Gefahr einer Verunreinigung der Substrate durch einen Substratträger verringert.

Zur Beschleunigung eines Trocknungsvorgangs, beim Heraus­ heben der Substrate aus einer in dem Fluidbehälter der Chargen-Feinreinigungseinrichtung befindlichen Flüssig­ keit, weist die Trocken-Transport-Haube Mittel zum Ein­ leiten eines Fluids in einen über einer Oberfläche der besagten Flüssigkeit befindlichen Trocknungsbereich auf.

Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung eine Naß- Transport-Haube zum Transport einer Charge aus Substraten von einem Sammelbecken zu der Chargen-Feinreinigungsein­ richtung auf. Durch die Verwendung einer Naß-Transport- Haube neben der Trocken-Transport-Haube wird sicherge­ stellt, daß die Trocken-Transport-Haube immer trocken ist, und somit die aufgenommen Substrate nicht verunrei­ nigt.

Für einen einfachen und platzsparenden Aufbau, sind die Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrichtungen, daß Aufnahme- und Sammelbecken sowie die Chargen-Feinreinigungs­ einrichtung in einer Reihe angeordnet. Hierdurch wird auch die Transportvorrichtung vereinfacht, da diese nur lineare Bewegungen ausführen muß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen Eingabebereich mit einer Auf­ nahme sowie ein mit Flüssigkeit füllbares Eingangsbecken auf. Der Eingabebereich mit einer Aufnahme bringt den Vorteil, daß ein externer Händler ohne genaue zeitige Ko­ ordinierung mit den Einzelsubstrat- Grobreinigungseinrichtungen Substrate an die Vorrichtung liefern kann. Das mit Flüssigkeit füllbare Eingangsbecken verhindert gegebenenfalls ein antrocknen von an den Sub­ straten anhaftenden Flüssigkeiten vor einer Grobreini­ gung.

Für eine platzsparenden Aufbau der Gesamtvorrichtung so­ wie eine Vereinfachung der Transportvorrichtung sind die Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrichtung, daß Sammelbecken, die Chargen-Feinreinigungseinrichtung, der Eingabe­ bereich sowie das Eingangsbecken in einer Reihe angeord­ net.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Reini­ gungsvorrichtung für Substrate gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Reinigungsvorrich­ tung gemäß Fig. 1;

Fig. 3a und b eine Längsschnittansicht durch ein erstes Modul der Reinigungsvorrichtung gem. Fig. 1 und eine Querschnittansicht durch eine Bürstenreinigungsvorrichtung des ersten Moduls;

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Feinreinigungsvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Reini­ gungsvorrichtung 1, die im wesentlichen aus zwei Modulen 2 und 3 sowie einer die zwei Module bedienenden Trans­ portvorrichtung 4 aufgebaut ist. Das erste Modul 2 bildet eine Eingabe- und Vorreinigungsstation, während das zwei­ te Modul 3 eine Sammel-, Feinreinigungs- und Ausgabesta­ tion bildet.

Das Modul 2 weist einen Wafereingabebereich 5 mit einem Aufnahme- und Halteelement 7 für einen Wafer 8 auf. Das Aufnahme- und Halteelement 7 ist derart angeordnet, daß der Wafer 8 in einer vertikalen Position gehalten wird. Der Wafer 8 wird über einen externen, nicht dargestell­ ten, Händler von einer Polierstation abgenommen, gegebe­ nenfalls in die vertikale Position gedreht, und in die Aufnahme- und Haltevorrichtung 7 eingesetzt.

Benachbart zu dem Aufnahmebereich 5 ist ein Aufnahmebecken 9 vorgesehen, welches mit einem Fluid wie beispiels­ weise DI-Wasser gefüllt ist, und mehrere Wafer wie z. B. 5 Wafer aufnehmen kann.

Das Modul 2 weist ferner erste und zweite Bürstenreini­ gungseinrichtungen 10 und 11 auf, die benachbart zu der dem Aufnahmebecken 9 gegenüberliegenden Seite des Aufnah­ mebereichs 5 angeordnet sind. Die erste Bürstenreini­ gungseinrichtung 10 weist wie am besten in Fig. 3a und b zu sehen ist, einen Deckel 14 und ein Behandlungsbecken 15 mit Überlauf auf, das von unten mit einer Behandlungs­ flüssigkeit 16 befüllt wird. Innerhalb des Beckens 15 ist ein Waferaufnahmeelement 17 in Form einer 3-Punkt Auflage derart angeordnet, daß es einen in das Becken 15 einge­ setzten Wafer 8 so hält, daß dieser halb in die Behand­ lungsflüssigkeit 16 eingetaucht ist und vertikal gehalten wird. Die Bürstenreinigungseinrichtung 10 weist ferner zwei Bürstenrollen 20, 21 auf, die jeweils auf entgegen­ gesetzten Seiten eines in das Becken 15 eingesetzten Wa­ fers angeordnet sind, sowie zwei Andrückrollen 22, 24, die bei der Reinigung am Rand des Wafers 8 anliegen, um diesen zu drehen. Die Bürstenrollen 20, 21 erstrecken sich in Längsrichtung des Beckens 15 und sind derart oberhalb des Beckens 15 angeordnet, das sie sich zumin­ dest teilweise in die Behandlungsflüssigkeit 16 im Becken 15 erstrecken. Die Bürstenrollen 20, 21 sind zur Reini­ gung eines in das Becken 15 eingesetzten Wafers 8 dreh­ bar. Ferner weisen die Bürstenrollen einen Fluidkanal in ihrem Inneren auf, über den Behandlungsfluid von innen zur Außenseite der Bürstenrollen geleitet wird.

In der ersten Bürstenreinigungseinrichtung 10 ist ferner wenigstens ein Ultraschallsender vorgesehen, um den Wafer zur besseren Reinigung mit Ultraschallwellen zu beschal­ len.

Die zweite Bürstenreinigungseinrichtung 11 ist im wesent­ lichen genauso aufgebaut wie das erste Bürstenbecken, je­ doch ohne Ultraschallsender.

Der Eingabebereich 5, das Aufbewahrungs- und Sammelbecken 8, sowie die Bürstenbecken 10 und 11 sind in einer Reihe in dem Modul 2 angeordnet.

Das Modul 3 schließt seitlich direkt an das Modul 2 an, und zwar benachbart zu der zweiten Bürstenreinigungsein­ richtung 11. Benachbart zu der Bürstenreinigungseinrich­ tung 11 weist das Modul 3 ein Aufbewahrungs- und Sammel­ becken 30 auf, das zur Aufnahme einer größeren Anzahl von Halbleiterwafern 8, wie z. B. 25 Halbleiterwafern, geeig­ net ist. Zu diesem Zweck weist das Sammelbecken 30 eine nicht näher dargestellte Aufnahmevorrichtung sowie eine Anheb- und/oder Absenkvorrichtung für die Halbleiterwafer 8 auf. Das Sammelbecken 30 ist mit einem Behandlungs­ fluid, wie z. B. DI-Wasser, derart gefüllt, daß die in dem Sammelbehälter 30 aufgenommenen Halbleiterwafer 8 vollständig in das Fluid eingetaucht sind. Das Becken 30 kann ein Überlaufbecken sein, obwohl dies nicht darge­ stellt ist.

Benachbart zum Sammelbecken 30 ist eine Feinreinigungs­ einrichtung 35 vorgesehen, die am besten in Fig. 4 zu se­ hen ist.

Der Aufbau einer derartigen Feinreinigungseinrichtung 35 ist beispielsweise in der DE-A-44 13 077, der DE-A-195 46 990 oder der DE-A-196 37 875 derselben Anmelderin be­ schrieben, deren Inhalte zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Als Grundelemente weist die Feinreinigungseinrichtung 35 ein Behandlungsbecken 36 auf, das wahlweise gleichzeitig und/oder abwechselnd mit einem Behandlungsfluid, wie z. B. einer Ätzflüssigkeit, einer chemischen Reinigungsflüs­ sigkeit und/oder einer Spülflüssigkeit gefüllt wird. Fer­ ner ist in dem Becken eine Anheb- und Absenkvorrichtung 37 in der Form eines Messers für die Halbleiterwafer 8 vorgesehen. Die Feinreinigungseinrichtung 35 weist ferner wenigstens einen nicht dargestellten Ultraschallsender auf, um die in dem Behandlungsbecken 36 und dem Behand­ lungsfluid befindlichen Wafer mit Ultraschallwellen zu beschallen. Im unteren Bereich des Behandlungsbeckens 36 sind Einlaßdüsen 38 für das Behandlungsfluid, sowie ein Auslaß 39 in der Form eines Quick-Dump-Ventils vorgese­ hen, über das das Behandlungsfluid abgelassen wird.

Benachbart zu der Feinreinigungseinrichtung 35 ist eine Ausgabestation 40 vorgesehen, auf der die gereinigten und getrockneten Wafer abgelegt werden, und von der aus diese abtransportiert werden.

Die die beiden Module 2 und 3 bedienende Transportvor­ richtung 4 weist einen ersten horizontal und vertikal be­ wegbaren Händler 50 auf, zum Transport der Wafer 8 vom Eingabebereich 5 in das Aufnahmebecken 9 und vom Aufnah­ mebecken 9 zur ersten Bürstenreinigungseinrichtung 10. Der Händler 50 weist in bekannter Weise eine Greifvor­ richtung 51 für die Wafer 8 auf, die als sogenannter Ed­ ge-Gripper ausgebildet ist. Die Greifvorrichtung ist über Verbindungselemente 52 beabstandet zu und vertikal beweg­ bar zu einer ersten Vertikalstrebe 55 der Transportvor­ richtung 4 mit dieser verbunden. Die Vertikalstrebe 55 ist wiederum horizontal bewegbar an Horizontalstreben 56, 57 der Transportvorrichtung 4 angebracht. Die Vertikalbe­ wegung der Greifvorrichtung erfolgt somit entlang der Strebe 55, während die Horizontalbewegung durch eine Be­ wegung der Strebe 55 entlang der Streben 56, 57 erfolgt.

Die Transportvorrichtung 4 weist ferner einen zweiten Händler 60 auf, der im wesentlichen dem ersten Händler 50 gleicht, und der wiederum entlang Vertikal- und Horizon­ talstreben vertikal und horizontal bewegbar ist. Der Händler 60 dient zum Transport der einzelnen Wafer 8 von der ersten Bürstenreinigungseinrichtung 10 in die zweite Bürstenreinigungseinrichtung 11 und aus der zweiten Bür­ stenreinigungseinrichtung 11 in das Aufbewahrungs- und Sammelbecken 30 des zweiten Moduls 3.

Die Transportvorrichtung 4 weist ferner eine Naß- Transfer-Haube 65 zum Transport einer Charge von Wafern aus dem Sammelbecken 30 in die Feinreinigungseinrichtung 35 auf. Eine derartige Naß-Transfer-Haube 65 ist bei­ spielsweise aus der DE-A-196 52 526 derselben Anmelderin bekannt, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden An­ meldung gemacht wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die Transportvorrichtung 4 weist ferner eine Trocken- Transfer-Haube 70 auf, die beispielsweise in der DE-A-196 52 526 derselben Anmelderin beschrieben ist. Um Wiederho­ lungen zu vermeiden, wird der Inhalt der Voranmeldung in­ sofern zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Die Trocken-Transfer-Haube 70, die schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, dient zur Aufnahme der aus dem Behandlungs­ becken 36 herausgehobenen Wafer und zum Transport dersel­ ben zu der Ausgabestation 40. Die Trocken-Transfer-Haube weist seitliche Führungen 71 zur Aufnahme und Führung der Wafer 8, sowie ein Verriegelungselement 72 auf, um die aufgenommenen Wafer zu halten. Ferner weist der Deckel 70 eine Gaszufuhr 75 auf, über die ein Gasgemisch, das bei­ spielsweise aus Stickstoff und Isopropylalkohol (N₂/IPA) besteht, eingeführt werden kann.

Das Sammelbecken 30, die Feinreinigungseinrichtung 35 so­ wie die Ausgabeeinheit 40 sind in einer Reihe mit dem Eingabebereich 5, dem Aufnahme- und Sammelbecken 8, und den ersten und zweiten Bürstenreinigungseinrichtungen 10 und 11 angeordnet.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Wafer 8 von einem externen, dicht gezeigten Naß-Roboter von einer nicht gezeigten Polisher-Output-Station aufge­ nommen, gegebenenfalls in eine vertikale Position gedreht und auf dem Aufnahme- und Halteelement 7 des Eingabebe­ reichs 5 abgelegt. Nachfolgend greift der Händler 50 den Wafer und transportiert ihn zunächst in das flüssigkeits­ gefüllte Aufnahmebecken 9, und legt diesen darin ab. Das Aufnahmebecken 9 kann beispielsweise bis zu fünf Wafer aufnehmen.

Nachfolgend holt der Händler 50 den Wafer wieder aus dem Aufnahmebecken 9 heraus und fährt ihn über die erste Bür­ stenreinigungseinrichtung 10, dessen Deckel 14 sich öff­ net. Der Händler 50 legt den Wafer auf der Auflage 17 im Behandlungsbecken 15 ab und bewegt sich aus der Bürsten­ reinigungseinrichtung heraus. Die Andrückrollen 22, 24 und die Bürstenrollen 20, 21 werden mit dem Wafer in Ein­ griff gebracht, und das Behandlungsbecken 15 wird bis zum Überlaufen mit einer Flüssigkeit 16, wie beispielsweise DI-Wasser gefüllt, so daß der Wafer 8 halb eingetaucht ist. Die Bürstenrollen 20, 21 werden gedreht und drücken dadurch den Wafer 8 leicht nach oben gegen die Andrück­ rollen 22, 24, wodurch der Wafer 8 von der Aufnahme 17 abgehoben wird und durch die sich drehenden Andrückrollen 22, 24 in eine Drehbewegung versetzt wird. Durch die Bür­ stenrollen 20, 21 wird der Wafer grob gereinigt. Während dieses Bürstens wird der Ultraschallsender aktiviert, um dadurch die Reinigungswirkung zu erhöhen. Die Drehge­ schwindigkeit der Bürstenrollen 20, 21 und der Andrück­ rollen 22, 24 wird gegen Ende der Reinigung verlangsamt, wodurch der Wafer 8 wieder in die Aufnahme 7 abgesenkt wird. Die Bürstenrollen 20, 21 und die Andrückrollen 22, 24 werden vom Wafer 8 weg bewegt und der Deckel 14 der Bürstenreinigungseinrichtung 10 öffnet sich. Der zweite Händler 60 bewegt sich über die erste Bürstenreinigungs­ einrichtung 10, greift den Wafer 8 und transportiert ihn in die zweite Bürstenreinigungseinrichtung 11, wo er den Wafer 8 auf einer Auflage ablegt. Im Bürstenbecken 11 wird der Reinigungsvorgang vom ersten Bürstenbecken 10 im wesentlichen wiederholt, wobei diesmal kein Ultraschall eingesetzt wird, und das im Behandlungsbecken befindliche Wasser auch nicht zum Überlaufen gebracht wird.

Nach der Reinigung in der zweiten Bürstenreinigungsein­ richtung 11 wird der Wafer durch den zweiten Händler 60 ergriffen, über das Sammelbecken 30 transportiert und in die darin befindliche Aufnahmevorrichtung eingesetzt. Die vorangegangenen Schritte werden mit jeweils neuen Wafern wiederholt, bis alle Plätze im Sammelbecken 30 besetzt sind.

Wenn alle Plätze im Sammelbecken 30 besetzt sind, wird die Naß-Transfer-Haube 65 über das Sammelbecken 30 be­ wegt, und alle Wafer 8 werden gemeinsam aus dem Sammel­ becken 30 in die Naß-Transfer-Haube 65 gehoben und ver­ riegelt. Wenn die Wafer 8 in der Naß-Transfer-Haube 65 verriegelt sind, fährt sie über die Feinreinigungsein­ richtung 35. Die in dem Behandlungsbecken 36 befindliche Anheb- und Absenkvorrichtung 37 wird hochgefahren, um die in der Naß-Transfer-Haube 65 aufgenommenen Wafer 8 aufzu­ nehmen. Daraufhin löst sich der Verriegelungsmechanismus der Naß-Transfer-Haube 65 und die Wafer 8 werden gemein­ sam über die Anheb-/Absenkvorrichtung 37 in das Behand­ lungsbecken 36, das mit einem Behandlungsfluid, wie z. B. DI-Wasser gefüllt ist, abgesenkt. Aus den Düsen 38 im Beckenboden wird Reinigungsflüssigkeit zwischen die Wafer 8 gespritzt. Das DI-Wasser im Behälter wird dabei nach oben verdrängt und läuft über einen Überlauf ab. Der Ul­ traschallsender wird für eine bestimmte Behandlungszeit aktiviert. Nachfolgend wird die Reinigungsflüssigkeit mittels eines Schnellablaßventils (Quick Dump) 39 nach unten abgelassen und der Behälter wird wiederum von unten mit DI-Wasser gefüllt. Die Trocken-Transfer-Haube 70 wird über das Behandlungsbecken 36 bewegt, und über die Haube 70 wird ein Gasgemisch, wie beispielsweise N₂/IPA als Schicht über die Oberfläche des DI-Wassers eingeleitet. Anschließend werden die Wafer 8 gemeinsam mit der An­ heb-/Absenkvorrichtung 37 aus dem DI-Wasser in die Trocken- Transfer-Haube 70 gehoben. Wenn sich die Wafer 8 in der Trocken-Transfer-Haube 70 befinden, wird der Verriege­ lungsmechanismus 72 der Haube betätigt, um die Wafer 8 zu halten.

Nachfolgend fährt die Trocken-Transfer-Haube 70 über die Ausgabestation 40 und legt die Wafer 8 durch Öffnen des Verriegelungsmechanismus 72 auf einer Waferaufnahme der Ausgabestation 40 ab. Von der Ausgabestation werden die Wafer 8 mit einem externen Trocken-Roboter abgeholt.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel be­ schränkt. Beispielsweise wäre es denkbar, statt zwei Bür­ stenreinigungseinrichtung 10, 11, nur eine Bürstenreini­ gungseinrichtung vorzusehen, in der gegebenenfalls eine einstufige oder auch mehrstufige Vorreinigung stattfin­ det. Auch wäre es denkbar, das Aufnahmebecken 9 wegzulas­ sen, und die Wafer direkt mit dem Händler 50 von dem Ein­ gabebereich 5 in das erste Bürstenbecken 10 zu transpor­ tieren. Dies setzt allerdings ein sehr genaues Timing voraus, da der Wafer nicht zu lange in dem Aufnahmebe­ reich verweilen sollte, da ansonsten an dem Wafer befind­ liche Flüssigkeiten antrocknen könnten. Ferner ist es auch möglich, daß die Wafer durch einen externen Roboter direkt in das Aufnahmebecken 9 eingesetzt werden und der Händler 50 die Wafer nur aus dem Aufnahme- und Sammelbecken 9 in die Bürstenreinigungseinrichtung 10 transpor­ tiert.

Claims (36)

1. Verfahren zum Reinigen von Substraten (8), bei dem

• a) die Substrate (8) jeweils einzeln in wenigstens einer Grobreinigungseinrichtung (10, 11) naß vorgereinigt werden;
• b) die Substrate (8) nachfolgend im nassen Zustand in ein mit Behandlungsfluid gefülltes Sammel­ becken (30) transportiert werden;
• c) die Substrate (8) in dem Sammelbecken (30) ge­ sammelt werden;
• d) die Substrate (8) beim Erreichen einer bestimm­ ten Anzahl in dem Sammelbecken (30) gemeinsam als eine Charge im nassen Zustand in eine Fein­ reinigungseinrichtung (35) transportiert wer­ den;
• e) die Charge aus Substraten (8) in der Feinreini­ gungseinrichtung (35) naß endgereinigt wird; und
• f) die Charge nachfolgend getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (8) mit wenigstens einer Bürste (20, 21) und wenigstens einer Behandlungsflüssigkeit (16) vorgereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Bürste (20, 21) zum Vorrei­ nigen des Substrats (8) gedreht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (8) während der Vorreinigung gedreht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (8) bei der Vorrei­ nigung mit Megasonic beschallt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (8) in zwei unter­ schiedlichen Grobreinigungseinrichtungen (10, 11) vorgereinigt wird, und im nassen Zustand von einer ersten Grobreinigungseinrichtung (10) zu einer zwei­ ten Grobreinigungseinrichtung (11) transportiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) während der Verfahrensschritte in einer im wesentlichen gleichen Orientierung gehalten werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) im wesentlichen vertikal ge­ halten werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) bei der End­ reinigung wenigstens einer Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit ausgesetzt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) vollständig in die Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit eingetaucht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Substrate (8) mit der Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit umspült werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) mit Megasonic beschallt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) nach der Endreinigung zum Trocknen aus der Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit herausbewegt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (8) in eine Trocken-Transfer-Haube eingeführt und in dieser verriegelt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor und/oder während dem Herausbewegen der Substrate (8) aus der Reinigungs- und/oder Spül­ flüssigkeit ein Fluid in den Trocknungsbereich ein­ geleitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid in die Trocken-Transfer-Haube (70) eingeleitet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluid ein Gasgemisch aus Stick­ stoff und Isopropylalkohol ist.

18. Vorrichtung zum Naßreinigen von Substraten (8), die folgendes aufweist:
wenigsten eine Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrich­ tung (10, 11) mit einer Flüssigkeitszufuhr und einem Behandlungsbehälter (15);
wenigstens ein mit Behandlungsfluid füllbares Sam­ melbecken (30) zur Aufnahme mehrerer Substrate (8);
eine Chargen-Feinreinigungseinrichtung (35) mit ei­ nem Fluidbehälter (36); und
wenigstens eine Transportvorrichtung (4) zum Trans­ port der Substrate (8) zwischen der Einzelsubstrat- Grobreinigungseinrichtung (10, 11) und dem Sammel­ becken (30) einerseits und dem Sammelbecken (30) und der Chargen-Feinreinigungseinrichtung (35) anderer­ seits.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einzelsubstrat-Grobreinigungseinrich­ tung (10, 11) wenigstens eine Bürste (20, 21) auf­ weist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die wenigstens eine Bürste (20, 21) zum reinigen des Substrats (8) drehbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grob­ reinigungseinrichtung (10, 11) wenigstens eine dreh­ bare Andrückrolle (22, 24) aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grob­ reinigungseinrichtung (10) wenigstens einen Ultra­ schallsender aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grob­ reinigungseinrichtung (10, 11) zwei Behandlungs­ becken mit jeweils wenigstens einer Flüssigkeitszu­ fuhr aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß in jedem der Becken wenigstens eine Bürste vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grob­ reinigungseinrichtung (10, 11), das Sammelbecken (30), die Chargen-Feinreinigungseinrichtung (35) so­ wie die Transportvorrichtung (4) jeweils Haltemittel aufweisen, um die Substrate (8) in einer im wesent­ lichen gleichen Ausrichtung zu halten.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, daß die jeweiligen Haltevorrichtungen die Sub­ strate (8) im wesentlichen vertikal halten.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die Chargen-Feinreini­ gungseinrichtung (35) wenigstens einen Einlaß (38) für Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit aufweist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß die Chargen-Feinreini­ gungseinrichtung (35) wenigstens einen Ultraschall­ sender aufweist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, da­ durch gekennzeichnet, daß die Chargen-Feinreini­ gungseinrichtung eine Anheb- und Absenkvorrichtung (37) für die Substrate (8) aufweist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (4) eine Trocken-Transport-Haube (70) mit Haltemit­ teln (71, 72) für die Substrate (8) aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trocken-Transport-Haube (70) Mittel (75) zum Einleiten eines Fluids in einen Trocknungs­ bereich über einer Oberfläche einer in dem Fluidbe­ hälter (36) befindlichen Flüssigkeit aufweist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (4) eine Naß-Transport-Haube (60) zum Transport ei­ ner Charge aus Substraten (8) von dem Sammelbecken (30) zu der Chargen-Feinreinigungseinrichtung (35) aufweist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 34, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grob­ reinigungseinrichtungen (10, 11), das Aufnahme- und Sammelbecken (30), sowie die Chargen-Feinreinigungs­ einrichtung (35) in einer Reihe angeordnet sind.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 32, ge­ kennzeichnet durch einen Eingabebereich (5) mit ei­ ner Aufnahme (7).

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33, ge­ kennzeichnet durch ein mit Flüssigkeit füllbares Eingangsbecken (9).

36. Vorrichtung nach den Ansprüchen 34 und 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsubstrat-Grobreini­ gungseinrichtung (10, 11), das Sammelbecken (30), die Chargen-Feinreinigungseinrichtung (35), der Ein­ gabebereich (5) sowie das Eingangsbecken (9) in ei­ ner Reihe angeordnet sind.