DE19733875A1 - Wafernaßbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wafernaßbe­ handlungsvorrichtung und insbesondere auf eine Wafernaßbe­ handlungsvorrichtung, die bei einem Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelemente verwendet wird.

Bei einem Wafernaßbehandlungsverfahren (Wafer sind dünne runde Scheiben) eines Herstellungsverfahrens für Halbleiter­ bauelemente gibt es ein Ätzverfahren und ein Reinigungsver­ fahren. Eine Wafernaßbehandlungsvorrichtung, die bei einem Ätzverfahren verwendet wird, taucht einen Wafer in ein mit Chemikalien gefülltes Bad ein, um während einer festgesetz­ ten Zeitdauer eine chemische Reaktion hervorzurufen. Eine Wafernaßbehandlungsvorrichtung, die bei einem Reinigungsver­ fahren verwendet wird, bewirkt, daß eine chemische Lösung, die in ein Bad überläuft, aus einem äußerem Behälter (oder Bad) abläuft oder in einen Kreislauf zurückgeführt wird. Die Naßätzvorrichtung ist aus Schläuchen, welche Chemikalien in das Bad zuführen oder aus demselben ablaufenlassen, und aus verschiedenen Arten von Steuereinrichtungen zum Steuern der Temperatur oder des Flusses zusammengesetzt. Die Reinigungs­ vorrichtung ist gemäß der Flußrichtung der chemischen Lösung in dem Bad in einen Überlauftyp und einen Abwärtsflußtyp un­ terteilt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Reinigungsvor­ richtung ein inneres Bad (Reinigungsbad) 11 und ein äußeres Bad (Ablauf- oder Einlaßwanne) 12. Die oberen Abschnitte des inneren Bades und des äußeren Bades sind freiliegend, wobei die unteren Abschnitte des inneren Bades und des äußeren Ba­ des mit Ablauf- oder Einbringungsschläuchen 14 verbunden sind. Bei der Überlaufreinigungsvorrichtung fließt die che­ mische Lösung in der Richtung der in Fig. 1 gezeigten Pfeile durch die Schläuche, während dieselbe bei der Abwärtsfluß­ vorrichtung in der entgegengesetzten Richtung fließt.

Bei der Überlaufvorrichtung ist ein Wafer 5, der auf eine Waferkassette oder auf ein Waferschiffchen 6 geladen ist, in dem inneren Bad angeordnet, wobei die chemische Lösung, die durch eine Lösungszuführungsleitung 14 eingebracht wird, den Wafer reinigt, daraufhin in das äußere Bad überläuft und durch eine Ablaufleitung 15 abläuft. Die abgeflossene Lösung wird mittels einer Pumpe in den Kreislauf zurückgeführt oder fließt in einen Speicherbehälter ab. Bei der Abwärtsflußvor­ richtung fließt die Lösung jedoch in der entgegengesetzten Richtung.

Fig. 2 stellt einfach eine Reinigungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Reinigungsbädern dar. Diese Vorrichtung weist vier der in Fig. 1 gezeigten Reinigungsbäder auf, welche in einer Reihe miteinander verbunden sind. Das Behandlungsver­ fahren, das diese Vorrichtung verwendet, umfaßt folgende Schritte: 1.) Eintauchen des Wafers in das erste Reinigungs­ bad 21 für eine bestimmte Behandlung; 2.) chemisches Behan­ deln des Wafers in dem zweiten Reinigungsbad 22; 3.) Bewegen des Wafers in das dritte Reinigungsbad für die nächste Be­ handlung; und 4.) Behandeln des Wafers in dem vierten Bad auf dieselbe Weise.

Fig. 3 zeigt grob die Abwärtsflußnaßreinigungsvorrichtung. Bei der Abwärtsflußvorrichtung ist ein Wafer 5, der auf eine Waferkassette oder ein Waferschiffchen 6 geladen ist, in dem inneren Bad 31 angeordnet, wobei die chemische Lösung über eine Lösungszuführungshauptleitung 34 in das äußere Bad 32 eingebracht wird, daraufhin in das innere Bad überläuft und durch eine Ablaufleitung 35, die unter dem inneren Bad ange­ ordnet ist, abläuft. Die abgeflossene Lösung wird mittels einer Rückführungsvorrichtung, die einen Filter, eine Pumpe usw. aufweist, in das äußere Bad eingebracht und daraufhin zurückgeführt oder fließt in einen Speicherbehälter der Lö­ sung zum Ablaufen ab.

Die Lösungshauptzuführungsleitung 34 ist mit einer Mehrzahl von Lösungszuführungsleitungen 36 verbunden, wobei die je­ weiligen Lösungszuführungsleitungen derart verbunden sind, daß die Lösung von dem jeweiligen Chemikalienbehälter 37 zu­ geführt werden kann. In dem Chemikalienbehälter wird die Lösung mittels eines Stickstoffdrucks, der von einem Stick­ stoffbehälter 38 resultiert, zugeführt. Ferner ist die Lö­ sungshauptzuführungsleitung über eine Regelungseinrichtung 40 mit einer Zuführungsleitung 39 für destilliertes Wasser verbunden. Die Lösungshauptzuführungsleitung ist über Steu­ erventile mit den jeweiligen Lösungszuführungsleitungen ver­ bunden.

Bei der Abwärtsflußnaßreinigungsvorrichtung mit einer derar­ tigen Struktur werden die Lösungshauptzuführungsleitung, das äußere Bad und das innere Bad mit destilliertem Wasser ge­ reinigt, wobei die chemische Lösung in das innere Bad, in dem der Wafer angeordnet ist, und das äußere Bad derart zu­ geführt wird, daß die Naßbehandlung durchgeführt wird. Diese Behandlung wird von Ventilen durchgeführt, die manuell ge­ steuert oder automatisch betrieben werden.

Die Technik und Vorrichtung zum Behandeln des Wafers sind aufgrund der hohen Integration der Halbleiterbauelemente in den letzten Jahren bei der Halbleiterbauelementherstellungs­ industrie sehr wichtig geworden. Dies hat sich ergeben, da der Behandlungswirksamkeit des Wafers reduziert ist und auf­ grund von Verunreinigungen, die die Zuverlässigkeit der Halbleiterbauelemente beeinträchtigen, Chips mit einer sehr geringen Qualität hergestellt worden sind. Ferner wird der Lösungsbehälter der Reinigungsvorrichtung, die auf dem Stand der Technik basiert, gemäß einer Zunahme des Waferdurchmes­ sers größer. Folglich sind optimale Größen der Teile und des Bades der Vorrichtung erforderlich, um die Größe der Vor­ richtung zu verringern. Bei einem mehrstufigen Naßreini­ gungsverfahren gemäß dem Stand der Technik sammeln sich Che­ mikalien, die bei dem vorhergehenden Verfahren verwendet wurden, und Teilchen, die während der Beförderung einge­ bracht wurden, zwischen den Rillen des Waferschiffchens an. Als Ergebnis wirken diese Teilchen als Verunreinigungen.

Der Wafer wird bei dem ersten Verfahren mit einer bestimmten chemischen Lösung behandelt, in dem nächsten Bad, zu welchem derselbe bewegt wird, mit der nächsten chemischen Lösung be­ handelt, bei dem folgenden Verfahren mit einer unterschied­ lichen Reinigungslösung behandelt und schließlich in einem Bad mit destilliertem Wasser behandelt. Bei jedem Verfahren ist ein separates Bad erforderlich, wobei ein Badsystem mit destilliertem Wasser mit den jeweiligen Bädern abwechseln sollte. Die Probleme eines Systems mit mehreren Bädern, das bei einem derartigen mehrstufigen Behandlungsverfahren ver­ wendet wird, besteht darin, daß die Gesamtfläche der Vor­ richtung größer wird, daß die Größe des Bades gemäß der Aus­ dehnung des Waferdurchmessers größer wird, und daß sich die Gesamtfläche, die von der Vorrichtung belegt wird, aufgrund der sich vergrößernden Kapazität des Bades erhöht.

Um die obigen Probleme zu lösen, ist in den letzten Jahren ein Ein-Bad-System verwendet worden. Das Ein-Bad-System ver­ wendet bei jedem Verfahren lediglich ein Bad, wobei dasselbe jedoch die jeweiligen chemischen Lösungen, die bei jedem Verfahren erforderlich sind, verwendet. Folglich werden im Gegensatz zu einem System mit mehreren Bädern verschiedene Verfahren in demselben Bad durchgeführt, derart, daß die An­ zahl der mehreren Bäder bei diesem System reduziert werden kann.

Das Ein-Bad-System, das vorgesehen ist, um die Gesamtgröße des Grundbadsystems zu verringern, weist jedoch ein Problem auf, welches durch die verschiedenen chemischen Lösungen verursacht wird, die in demselben Bad bei jedem Verfahren verwendet werden. Beispielsweise wird die chemische Lösung, die bei einem vorhergehenden Verfahren verwendet wurde, vollständig entfernt, wobei die Innenseite des Bades mit de­ stilliertem Wasser gereinigt wird, usw. Nachdem die nächste chemische Lösung in das Bad eingebracht und das Hauptbehand­ lungsverfahren in dem Bad durchgeführt wurde, wird das näch­ ste tatsächliche Verfahren mittels der als nächstes einge­ brachten chemischen Lösung durchgeführt. Folglich ergibt dies eine verlängerte Vorbereitungszeit vor den Behandlungs­ verfahren, wobei eine enorme Menge einer chemischen Lösung und an destilliertem Wasser verbraucht wird. Ferner kann die restliche chemische Lösung, die an den Wänden des Bades klebt, nicht vollständig entfernt werden, derart, daß die Zuverlässigkeit des nächsten Verfahrens vermindert wird.

Selbst wenn das Ein-Bad-System ausschließlich bei dem Reini­ gungsverfahren mit destilliertem Wasser verwendet wird, be­ steht das Problem, daß eine gewaltige Menge einer chemischen Lösung verbraucht wird, um die restliche chemische Lösung bei dem gesamten Verfahren zu entfernen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Wafernaßbehandlungsvorrichtung und ein verbes­ sertes Wafernaßbehandlungsverfahren zu schaffen, durch wel­ che verhindert wird, daß eine Wafernaßbehandlung aufgrund von Verunreinigungen in der chemischen Lösung beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Wa­ fernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Behandeln eines Wafers in einer Wafernaßbe­ handlungsvorrichtung gemäß Anspruch 15 und 17 gelöst.

Demgemäß ist die vorliegende Erfindung auf eine Wafernaßbe­ handlungsvorrichtung gerichtet, die im wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Einschränkungen und Nachteile des Stands der Technik beseitigt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wafernaßbehandlungsvorrichtung zu schaffen, welche verhin­ dert, daß ein Wafer mit Verunreinigungen verunreinigt wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß der Verbrauch von chemischen Lösungen und an destil­ liertem Wasser verringert wird.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung angegeben und teilweise aus der Beschreibung offensichtlich, oder können durch die Ausfüh­ rung der Erfindung erlernt werden. Die Aufgaben und weitere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erhalten, die ausführlich in der dargestellten Beschrei­ bung und in den Ansprüchen ebenso wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.

Um diese und weitere Vorteile zu erreichen und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie sie ausgeführt und ausführlich beschrieben ist, umfaßt eine Wafernaßbehand­ lungsvorrichtung eine erste Zuführungs-/Ablaufleitung, ein äußeres Bad, das mit der ersten Zuführungs-/Ablaufleitung verbunden ist, ein inneres Bad in dem äußeren Bad, eine zweite Zuführungs-/Ablaufleitung, die mit dem inneren Bad verbunden ist, und zumindest eine Abtrennung, die an einem Abschnitt des inneren Bades angeordnet ist.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Wafernaßbehandlungsvorrichtung eine Zuführungsleitung, ein äußeres Bad, das mit der Zuführungsleitung verbunden ist, ein inneres Bad in dem äußeren Bad, eine Ablaufleitung, die mit dem inneren Bad verbunden ist, und zumindest eine Abtrennung, die auf einem Abschnitt des inneren Bades ange­ ordnet ist.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Wafernaßbehandlungsvorrichtung eine Ablaufleitung, ein äußeres Bad, das mit der Ablaufleitung verbunden ist, ein inneres Bad in dem äußeren Bad, eine Zuführungsleitung, die mit dem inneren Bad verbunden ist, und zumindest eine Ab­ trennung, die auf einem Abschnitt des inneren Bades angeord­ net ist.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Behandeln eines Wafers in einer Wafernaß­ behandlungsvorrichtung mit einem äußeren Bad, einem inneren Bad, einer Zuführungsleitung, einer Ablaufleitung und zumin­ dest einer Abtrennung folgende Schritte: Zuführen einer er­ sten Lösung zu dem inneren Bad durch die Zuführungsleitung und das äußere Bad, Ablaufenlassen der ersten Lösung aus dem inneren Bad durch die Ablaufleitung, Entfernen der zumindest einen Abtrennung von dem inneren Bad, Zuführen einer zweiten Lösung zu dem inneren Bad durch die Zuführungsleitung und Ablaufenlassen der zweiten Lösung durch die Ablaufleitung.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Behandeln eines Wafers bei einer Wafernaß­ behandlungsvorrichtung mit einem äußeren Bad, einem inneren Bad, einer Zuführungsleitung, einer Ablaufleitung und zumin­ dest einer Abtrennung folgende Schritte: Zuführen einer er­ sten Lösung durch die Zuführungsleitung zu dem inneren Bad, Überlaufenlassen der ersten Lösung in das äußere Bad, Ablau­ fenlassen der ersten Lösung aus dem äußeren Bad durch die Ablaufleitung, Entfernen der zumindest einen Abtrennung von dem inneren Bad und Zuführen einer zweiten Lösung zu dem in­ neren Bad.

Es sollte offensichtlich sein, daß sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erklärend sind, und eine wei­ tere Erklärung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, lie­ fern sollen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche Überlaufreinigungsvorrichtung;

Fig. 2 eine herkömmliche Waferbehandlungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Naßbehandlungsbädern;

Fig. 3 ein Abwärtsflußnaßbehandlungssystem;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Wafernaßbehand­ lungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Querschnittansicht entlang der in Fig. 4 dar­ gestellten Linie VV;

Fig. 6 und 7 ein Reinigungsbad und eine Sprüheinheit einer Wa­ fernaßbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Wafernaßbehand­ lungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein Überlaufnaßbehandlungssystem gemäß der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 10 ein Abwärtsflußnaßbehandlungssystem gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Naßbehandlungssystem sowohl mit Abwärtsfluß- als auch Überlauf-Tauglichkeit;

Fig. 12 eine Querschnittansicht eines dritten Ausführungs­ beispiels der Wafernaßbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine Querschnittansicht eines vierten Ausführungs­ beispiels der Wafernaßbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 14 eine Querschnittansicht eines fünften Ausführungs­ beispiels der Wafernaßbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird nun detailliert auf die bevorzugten Aus­ führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele derselben in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.

Bezugnehmend auf Fig. 4 und 5 weist eine Wafernaßbehand­ lungsvorrichtung ein äußeres Bad 41, einen unteren Abschnitt 50 eines inneren Bades, der innerhalb des äußeren Bades an­ geordnet ist, und eine Mehrzahl von Abtrennungen 43, 44 und 45 auf, die sich von dem unteren Abschnitt 50 des inneren Bades erstreckend angeordnet sind.

Ein Ausgangs-/Eingangsweg 41-2 für eine chemische Lösung, welche eingebracht wird oder zwischen dem inneren Bad und dem äußeren Bad fließt, ist an einem unteren Abschnitt 41-1 des äußeren Bades 41 gebildet.

In der Mitte des unteren Abschnitts 50 des inneren Bades ist eine Waferauflage 51 zum Befestigen eines Wafers höher ange­ ordnet als eine Abtrennungsauflage 52, derart, daß der unte­ re Abschnitt 50 des inneren Bades höhenmäßig zwei Ebenen aufweist. Eine Mehrzahl von Öffnungen 53, durch welche die chemische Lösung hindurchläuft, ist an den Seiten der Wafer­ auflage gebildet. Ein Waferträger 6 ist auf der Waferauflage 51 befestigt, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 dargestellt ist. Die obere Seite der Waferauflage und des Waferträgers 6 zum Halten eines Wafers 5 weist vorzugsweise Fortsätze 56 auf, um die Befestigung des Waferträgers an der Waferauflage 51 zu erleichtern. Eine untere Platte 54 an der Unterseite des inneren Bades ist unter die Abtrennungsaufla­ ge 52 eingebaut, um ein festes Raumvolumen zu erhalten, um die chemische Lösung zu sammeln, welche durch die Öffnungen 53 hindurchgelaufen ist, die an den Seiten der Waferauflage 51 gebildet sind. Seitenplatten zum Tragen der Abtrennungs­ auflage 52 sind an der Kante der unteren Platte 54 an der Unterseite des inneren Bades befestigt, derart, daß der Ab­ schnitt, um die chemische Lösung zu sammeln, die Form einer Wanne aufweist. Eine Eingangs-/Ausgangsleitung 55, die an der unteren Platte 54 an der Unterseite des inneren Bades gebildet ist, ist zum Ablaufenlassen der chemischen Lösung mit einer Drainage verbunden. Bei dem ersten Ausführungsbei­ spiel von Fig. 5 ist an einem Mittelabschnitt der Waferauf­ lage 51 ein Loch 51a gebildet.

Die Öffnungen 53 an den Seiten der Waferauflage 51 können weggelassen werden oder in Verbindung mit dem Loch 51a ver­ wendet werden. Ferner werden von der vorliegenden Erfindung Abdeckungen 56 zum Abdecken der Abtrennungen in Betracht ge­ zogen, um zu verhindern, daß eine Lösung über dieselben ein­ dringt.

Gemäß Fig. 6, welche ein weiteres bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, sind eine beweg­ bare Sprüheinheit und ein Reinigungsbad 60 neben einem Be­ handlungsbad 61 eingebaut, um eine Abtrennung für ein inne­ res Bad zu reinigen. Das Behandlungsbad ist hier mit dem Be­ handlungsbad 41 von Fig. 5 ähnlich.

Bei der Sprüheinheit ist eine Reinigungswasserleitung 62 zum Zuführen von Reinigungswasser mit einem Sprühkopf 63 verbun­ den, wobei mehrere Verzweigungen mit einer Mehrzahl von Dü­ sen 64 mit dem Sprühkopf verbunden sind, um das Reinigungs­ wasser in alle Richtungen zu sprühen. Sowie jede Abtrennung verwendet und entfernt worden ist, reinigt die Sprüheinheit diese Abtrennung auf dieselbe Weise.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht der Sprüheinheit in der oberen Position.

In Fig. 8 ist noch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei zwei Reinigungsbäder 80 und 81 zum Reinigen mit jeweiligen Sprüh­ einrichtungen neben einem Behandlungsbad 82 angeordnet sind. Die Abtrennungen für das innere Bad sind derart gebildet, daß dieselben in vier Platten 83 unterteilt sind, wobei die unterteilten Platten in den Reinigungsbädern 80 und 81 ge­ reinigt werden. Reinigungslösungssprühdüsen 84 sind jeweils an den vier Seiten der Bäder zum Reinigen angeordnet (eine Reinigungslösungszuführungsleitung ist nicht gezeigt). Eine Sprüheinrichtung 85 ist an der Oberseite der Vorrichtung an­ geordnet. Die Größe des Bades kann bei der vorliegenden Er­ findung mit einem derartigen Aufbau reduziert sein.

Wie es bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorlie­ genden Erfindung erwähnt wurde, sind eine Abtrennungsauflage und Abtrennungen aneinander befestigt, um den Fluß einer chemischen Lösung zu unterbrechen. Das heißt, daß die Ab­ trennungsauflage vorzugsweise Abtrennungsaufnahmeabschnitte aufweist, wobei ein Abdichtungsmaterial an dem unteren Ab­ schnitt der Abtrennungen an den Aufnahmeabschnitten befe­ stigt ist, derart, daß die chemische Lösung nicht zwischen der Abtrennungsauflage und den Abtrennungen hindurchfließt.

Eine herkömmliche Einspannvorrichtung oder ein herkömmlicher Roboter kann zum Bewegen der Abtrennung oder der Sprühvor­ richtung verwendet werden.

Die folgende Beschreibung bezieht sich ferner auf ein Ver­ fahren zum Verwenden einer Vorrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung.

Bei der Vorrichtung von Fig. 4 und 5 wird, nachdem die ge­ samte Vorrichtung mit destilliertem Wasser gereinigt wurde, die größte Abtrennung 43 auf einer Abtrennungsauflage 52 in einem äußeren Bad 41 angeordnet und ein Wafer 5 befestigt. Daraufhin wird eine chemische Lösung durch eine Zuführungs­ leitung 41-2 (Ausgangs-/Eingangsleitung) zugeführt und ein notwendiges Verfahren durchgeführt. Daraufhin läuft die ver­ wendete chemische Lösung durch eine Ablaufleitung 55 (Ein­ gangs-/Ausgangsleitung) ab.

Als nächstes wird eine Abtrennung 44 innerhalb der größten Abtrennung 43 eingebaut, ein notwendiges Verfahren wird durchgeführt, und der Wafer und das Bad werden gereinigt. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis die kleinste Abtrennung 45 verwendet ist. Folglich kann wenn nötig eine Mehr­ zahl von mittelgroßen Abtrennungen zwischen die größte Ab­ teilung 43 und die kleinste Abtrennung 45 eingebaut werden. Folglich wird ein inneres Bad durch die Verwendung einer Ab­ trennung aus mehreren Abtrennungen gebildet, ein Naßbehand­ lungsverfahren wird vollständig fertiggestellt, und der Wa­ fer und das Bad werden mittels einer Sprüheinrichtung gerei­ nigt. Daraufhin wird die verwendete Abtrennung entfernt, wo­ bei eine neue Abtrennung verwendet wird, so daß das nächste Verfahren durchgeführt werden kann.

Wenn die erforderliche Anzahl von Abtrennungen von Beginn an eingebaut ist, kann alternativ, wann immer ein Verfahren be­ endet ist, die innerste Abtrennung einer nach der anderen entfernt werden, während die Naßverfahren durchgeführt wer­ den.

Eine unterschiedliche Naßbehandlung kann gemäß der Vorrich­ tung von Fig. 6 und 7 durchgeführt werden.

Bei der Vorrichtung von Fig. 6 wird eine Abtrennung, welche mit Chemikalien naß-behandelt ist, zu einem Reinigungsbad 60 bewegt, woraufhin sowohl ein Reinigungsverfahren als auch ein chemisches Behandlungsverfahren gleichzeitig durchge­ führt werden kann. Das heißt, daß die Abtrennung entfernt wird, nachdem eine Abtrennung für ein inneres Bad eingebaut und ein bestimmtes Verfahren durchgeführt wurde. Daraufhin wird eine weitere Abtrennung für ein inneres Bad für das nächste Verfahren eingebaut, wobei ein neues Verfahren durchgeführt wird, während die im vorhergehenden verwendete Abtrennung gereinigt wird, so daß das Verfahren beschleunigt werden kann.

Bei der Vorrichtung von Fig. 8 werden die Abtrennungen, nachdem die Abtrennung in einzelne Platten unterteilt ist, derart gereinigt, daß die Geschwindigkeit und der Grad der Reinigung gesteigert werden. Die gegenüberliegenden Seiten­ platten der Abtrennungen werden getrennt und miteinander ge­ reinigt, wobei ein Bad oder bis zu vier Bäder verwendet wer­ den können.

Wie es im vorhergehenden erwähnt wurde, ist eine Waferaufla­ ge höher angeordnet als die Unterseite eines inneren Bades, um zu verhindern, daß der Wafer mit Verunreinigungen, die sich aus einem Abwärtsfluß ergeben, von einem Auslaß und ei­ ner Auflage verunreinigt wird, wobei eine Abtrennung, die an der Unterseite des inneren Bades eingebaut ist, gemäß den verschiedenen Verfahren gewechselt wird, derart, daß das Problem einer Verunreinigung, die von der verbleibenden che­ mischen Lösung verursacht wird, bei dem gesamten Verfahren gelöst werden kann. Ferner werden sowohl das Naßbehandlungs­ verfahren als auch das Reinigungsverfahren gleichzeitig durchgeführt, wobei Verfahren, welche sich voneinander un­ terscheiden, durchgeführt werden, ohne den Wafer zu bewegen, derart, daß die Verfahrenswirksamkeit maximiert werden kann.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine Hauptlösungszufüh­ rungsleitung 33 mit einer Mehrzahl von Lösungszuführungslei­ tungen 36 verbunden, wobei die jeweiligen Lösungszuführungs­ leitungen 36 mit unterschiedlichen Chemikalienbehältern 37 verbunden sind, um entsprechende Lösungen zu der Hauptlö­ sungszuführungsleitung 33 zuzuführen. Eine Pumpe 27b führt die Lösung zu der Hauptlösungszuführungsleitung 33 zu. Fer­ ner ist die Hauptlösungszuführungsleitung 33 mit einer Zu­ führungsleitung 39 für destilliertes Wasser und einer Rege­ lungseinrichtung 40 verbunden. Die Zuführungsleitung 39 für destilliertes Wasser und die Lösungszuführungsleitungen 36 werden von jeweiligen Steuerventilen gesteuert.

Fig. 9 zeigt ferner die Ablaufleitungen 41-2, die mit einem Auslaßbehälter 25 verbunden sind, der von einem Ventil 26a gesteuert wird. Wenn das Ventil 26a offen ist, entleert sich die verwendete Lösung folglich in den Behälter 25. Für einen Rückführungsmodus ist das Ventil 26 jedoch geschlossen, wo­ bei die verwendete Lösung zu einer Pumpe 27a und einem Fil­ ter 28 fließt, wobei die verwendete Lösung gefiltert und ge­ mäß dem Abwärtsflußwafernaßbehandlungssystem der vorliegen­ den Erfindung zu der Zuführungsleitung 55 zurückgeschickt wird. Während des Rückführungsmodus ist auch das Ventil 26b geschlossen.

Fig. 10 zeigt ein ähnliches System wie in Fig. 9, jedoch für ein Abwärtsflußwafernaßbehandlungssystem. Das Abwärtsflußwa­ fernaßbehandlungssystem unterscheidet sich von dem in Fig. 9 gezeigten Überlaufsystem darin, daß die Zuführungsleitung 55 nun eine Ablaufleitung ist und die Ablaufleitungen 41-2 nun Zuführungsleitungen sind.

Fig. 11 zeigt ein System, das sowohl das Überlauf- als auch Abwärtsflußwafernaßbehandlungssystem kombiniert. Insbesonde­ re kann das in Fig. 11 gezeigte System von einem Überlaufmo­ dus zu einem Abwärtsflußmodus umschalten und umgekehrt. Die­ ses Systems ist folglich ein vielseitiges System, das ver­ schiedene Vorteile aufweist, die ein verbessertes Verfahrens zum Verringern der Verunreinigungen auf ein Minimum und den Bedarf nach lediglich einem Wafernaßbehandlungssystem sowohl für einen Abwärtsfluß- als auch einen Überlauftyp umfassen. Details dieses Abwärtsfluß-/Überlaufsystems sind in dem US-Patent Anmeldungs-Nr. 08/606,188 dargelegt, das am 23. Fe­ bruar 1996 von dem gegenwärtigen Erfinder eingereicht wurde, wobei der Inhalt desselben durch Bezugnahme hierin aufgenom­ men ist.

Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel darin, daß der untere Abschnitt 50 des inneren Bades (siehe Fig. 5) entfernt ist. Folglich fließt die Lösung direkt aus/ zu der Zuführungs-/Ablaufleitung 55, ohne durch den unteren Abschnitt des inneren Bades zu laufen. Das dritte Ausfüh­ rungsbeispiel kann ferner Abdeckungen 46 aufweisen, um den Raum zwischen den Abtrennungen abzudecken, derart, daß keine Verunreinigungen in die Lösung eindringen und die bei nach­ folgenden Verfahren zu verwendenden Abtrennungen verunreini­ gen.

Fig. 13 und 14 zeigen ein viertes und fünftes Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung. Wie es gezeigt ist, sind das vierte und fünfte Ausführungsbeispiel und das drit­ te Ausführungsbeispiel annähernd gleich, mit der Ausnahme, daß die Abtrennungen unterschiedliche Höhen aufweisen. Bei­ spielweise ist bei dem vierten Ausführungsbeispiel von Fig. 13 die innere Abtrennung 45 kleiner als die äußeren Abtren­ nungen 43a und 44a, wobei bei dem fünften Ausführungsbei­ spiel von Fig. 14 die innere Abtrennung 45b höher ist als die äußeren Abtrennungen 43b und 44b. Bei dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wer­ den ferner jeweils Abdeckungen 46a und 46b in Betracht gezo­ gen, um zu verhindern, daß Verunreinigungen in den Raum zwi­ schen den Abtrennungen eindringen. Außerdem kann der untere Abschnitt 50 des inneren Bades einschließlich der Waferauf­ lage 51 mit einem Loch 51a ähnlich zu dem in Fig. 5 gezeig­ ten ersten Ausführungsbeispiel mit dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel verwendet werden.

Sowohl bei dem vierten als auch bei dem fünften Ausführungs­ beispiel kann ein Abtrennungsaufnahmeabschnitt 57 verwendet werden, um die Abtrennung zu tragen und um ein Auslaufen der Lösung durch dieselbe zu verhindern.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung rechtwink­ liger Abtrennungen erklärt worden ist, können bei der vor­ liegenden Erfindung andere Formen in Betracht gezogen wer­ den. Beispielsweise können zylindrisch geformte Abtrennungen oder andere polygonale Formen verwendet werden.

Nachdem eine Abtrennung für ein inneres Bad eingebaut und ein bestimmtes Verfahren beendet wurde, wird folglich bei der vorliegenden Erfindung die Abtrennung entfernt, worauf­ hin ein neues Verfahren durchgeführt wird, wenn für das nächste Verfahren eine weitere Abtrennung für ein inneres Bad eingebaut ist. Hier läuft die im vorhergehenden verwen­ dete chemische Lösung vollständig ab, wobei das innere Bad vor dem nächsten Verfahren mit destilliertem Wasser gerei­ nigt wird. Daraufhin wird eine neue Abtrennung eingebaut. Folglich kann das Problem einer Verunreinigung, die durch die verbleibende chemische Lösung verursacht wird, bei dem gesamten Verfahren gelöst werden. Es ist wirksamer, die Ab­ trennung für das innere Bad bei jedem Verfahren zu verwen­ den. Demgemäß verhindert die vorliegende Erfindung, daß ein Wafer durch Verunreinigungen verunreinigt wird.

Ein weiteres Verfahren wird wie folgt ausgeführt. Bei dem ersten Verfahren wird eine Abtrennung in dem inneren Bad verwendet, wobei bei dem zweiten Verfahren eine neue Abtren­ nung in das innere Bad eingebaut wird, wobei die erste Ab­ trennung, dort wo sich dieselbe befindet, gelassen wird. Für das nächste Verfahren wird eine weitere Abtrennung einge­ baut.

Claims (21)

1. Wafernaßbehandlungsvorrichtung mit folgenden Merkmalen:
einer ersten Zuführungs-/Ablaufleitung (41-2);
einem äußeren Bad (41), das mit der ersten Zuführungs- /Ablaufleitung (41-2) verbunden ist;
einem inneren Bad (50) in dem äußeren Bad (41);
einer zweiten Zuführungs-/Ablaufleitung (55), die mit dem inneren Bad (50) verbunden ist; und
zumindest einer Abtrennung (43, 44, 45; 43a, 44a, 45a; 43b, 44b, 45b), die an einem Abschnitt (52) des inneren Bades (50) angeordnet ist.

2. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die erste Zuführungs-/Ablaufleitung (41-2) als Zu­ führungsleitung zu dem äußeren Bad (41) arbeitet, wenn die zweite Zuführungs-/Ablaufleitung (55) als Ablauf­ leitung für das innere Bad (50) arbeitet.

3. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die erste Zuführungs-/Ablaufleitung (41-2) als Ab­ laufleitung für das äußere Bad (41-2) arbeitet, wenn die zweite Zuführungs-/Ablaufleitung (55) als Zufüh­ rungsleitung zu dem inneren Bad (50) arbeitet.

4. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner ein Zwischenbad unter dem inneren Bad (50) auf­ weist, das mit der zweiten Zuführungs-/Ablaufleitung (55) verbunden ist.

5. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der das Zwischenbad folgende Merkmale aufweist:
einen Abtrennungsauflageabschnitt (52), der die zumin­ dest eine Abtrennung (43, 44, 45; 43a, 44a, 45a; 43b, 44b, 45b) trägt; und
einen Waferauflageabschnitt (51) mit einem Loch (51a), der einen Wafer (5) trägt, wobei der Waferauflageab­ schnitt (51) höher ist als der Abtrennungsauflageab­ schnitt (52).

6. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner neben der zumindest einen Abtrennung zusätzliche Abtrennungen und eine Abdeckung (46; 46a; 46b) auf­ weist, die benachbarte Abtrennungen verbindet.

7. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die Abtrennungen (43a, 44a, 45a) unterschiedliche Höhen aufweisen.

8. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der eine Abtrennung (45a), die sich näher an dem inne­ ren Bad (50) befindet, kürzer ist als eine Abtrennung (43a, 44a), die weiter von dem inneren Bad (50) ent­ fernt ist.

9. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der eine Abtrennung (45b), die näher an dem inneren Bad (50) angeordnet ist, höher ist als eine Abtrennung (43b, 44b), die weiter von dem inneren Bad (50) ent­ fernt ist.

10. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner Abtrennungsaufnahmebauglieder (57) aufweist, die die Abtrennungen (43, 44, 45; 43a, 44a, 45a; 43b, 44b, 45b) halten und ein Auslaufen einer Lösung zwischen dem inneren Bad (50) und den Abtrennungen verhindern.

11. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner ein drittes Bad (60) und ein Sprühsystem (62, 63, 64) aufweist, wobei das dritte Bad (60) eine Ab­ trennung aufnimmt und die Abtrennung mit dem Sprühsy­ stem (62, 63, 64) reinigt.

12. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner ein drittes (80) und ein viertes (81) Bad und ein Sprühsystem (84, 85) aufweist, wobei das dritte (80) und vierte (81) Bad Abschnitte (83) einer Abtren­ nung aufnimmt und die Abschnitte (83) der Abtrennung mit dem Sprühsystem (84, 85) reinigt.

13. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Lösungszuführungseinheit (30) aufweist, die eine Lösung zu der ersten (41-2) und zweiten (55) Zu­ führungs-/Ablaufleitung zuführt.

14. Wafernaßbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Rückführungseinheit aufweist, die einen Filter (28) und eine Pumpe (27a, 27b) umfaßt, die mit der ersten (41-2) und der zweiten (55) Zuführungs-/Ab­ laufleitung gekoppelt sind, wobei die Rückführungsein­ heit eine verwendete Lösung entweder von dem inneren (50) oder dem äußeren Bad (41) aufnimmt, die verwendete Lösung filtert und die gefilterte Lösung zurückführt.

15. Verfahren zum Behandeln eines Wafers in einer Wafernaß­ behandlungsvorrichtung, die ein äußeres Bad (41), ein inneres Bad (50), eine Zuführungsleitung (41-2), eine Ablaufleitung (55) und zumindest eine Abtrennung auf­ weist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Zuführen einer ersten Lösung zu dem inneren Bad (50) durch die Zuführungsleitung (41-2) und das äußere Bad (41);
Ablaufenlassen der ersten Lösung aus dem inneren Bad (50) durch die Ablaufleitung (55);

Entfernen der zumindest einen Abtrennung (45) von dem inneren Bad (50);
Zuführen einer zweiten Lösung zu dem inneren Bad (50) durch die Zuführungsleitung (41-2); und
Ablaufenlassen der zweiten Lösung durch die Ablauflei­ tung (55).

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der Schritt des Entfernens der zumindest einen Abtrennung den Schritt des Bewegens der Abtrennung zu einem Reinigungsbad (60) und den Schritt des Reinigens der Abtrennung aufweist.

17. Verfahren zum Behandeln eines Wafers (5) in einer Wa­ fernaßbehandlungsvorrichtung, die ein äußeres Bad (41), ein inneres Bad (50), eine Zuführungsleitung (55), eine Ablaufleitung (41-2) und zumindest eine Abtrennung auf­ weist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Zuführen einer ersten Lösung zu dem inneren Bad (50) durch die Zuführungsleitung (55),
Überlaufenlassen der ersten Lösung in das äußere Bad (41);
Ablaufenlassen der ersten Lösung aus dem äußeren Bad (41) durch die Ablaufleitung (41-2);
Entfernen der zumindest einen Abtrennung von dem inne­ ren Bad (50); und
Zuführen einer zweiten Lösung zu dem inneren Bad (50).

18. Verfahren gemäß Anspruch (17), bei dem der Schritt des Entfernens der zumindest einen Abtrennung den Schritt des Bewegens der Abtrennung zu einem Reinigungsbad (60) und des Reinigens der Abtrennung aufweist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem die zweite Lösung zu dem inneren Bad (50) durch die Ablaufleitung (41-2) und das äußere Bad (41) in einer Flußrichtung zugeführt wird, die entgegengesetzt zu einer Flußrichtung der er­ sten Lösung ist.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem die zweite Lösung durch die Zuführungsleitung (55) in dem inneren Bad (50) abläuft.