DE3942351A1 - Vorrichtung zur blasenbildung fuer die verwendung beim waschen von halbleitermaterialien - Google Patents
Vorrichtung zur blasenbildung fuer die verwendung beim waschen von halbleitermaterialienInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Blasen
bildung für die Verwendung beim Waschen von Halbleitermateri
alien (Halbleiter-Wafer), die in einem Träger innerhalb eines
Reinigungs- bzw. Spülbehälters angeordnet sind. Die Erfindung
bezieht sich dabei speziell auf eine Vorrichtung gemäß
Oberbegriff Patentanspruch 1.
Bei der Herstellung von Halbleiterscheiben bzw. Wafer ist es
üblich, eine bestimmte Anzahl solcher Wafer, beispielsweise
25 bis 50 Wafer als eine Charge zu behandeln, d.h. diese
Wafer, die in einem Träger angeordnet sind, zu waschen. In
der allgemein üblichen Technik wird für das Waschen der in
dem Träger angeordneten Wafer eine Einrichtung verwendet, wie
sie in den Fig. 6-8 dargestellt ist. Diese Einrichtung
besteht dann im wesentlichen aus einem Reinigungs- oder
Spülbehälter, dem reines Wasser oder eine chemische Reini
gungsflüssigkeit zugeführt wird, sowie aus einer Vorrichtung
zur Bildung von Blasen, die entsprechend Fig. 6 am Boden des
Behälters angeordnet ist. Der Träger, der eine Anzahl von
Halbleiter-Wafer enthält, wird mit Hilfe eines geeigneten
Tragrahmens in den Reinigungsbehälter eingesetzt. Die
Vorrichtung zur Blasenbildung dient dazu, die Flüssigkeit
innerhalb des Reinigungsbehälters in zusätzliche (heftige)
Bewegung zu versetzen, um so den Kontakt zwischen der
Flüssigkeit und den Wafern für das Waschen dieser Wafer zu
verbessern.
Wie in der Fig. 7 dargestellt ist, besteht eine derartige
Vorrichtung zur Blasenbildung aus einem einen Hauptkanal
bildenden zentralen Rohrstück, welches an eine Einrichtung
zum Zuführen des Gases angeschlossen ist, sowie aus einer
geeigneten Anzahl von abzweigenden Rohrstücken, die vom
zentralen Rohrstück abzweigen und jeweils Abschnitte zum
Gasaustritt bzw. zur Blasenbildung aufweisen, die an den
Enden der abzweigenden Rohrstücke vorgesehen sind. Diese
Bestandteile sind dann entweder auf einem Fluor-Harz oder
-Kunststoff, aus Quarz oder Quarzglas oder aus einem anderen,
geeigneten Material hergestellt. Jeder Abschnitt zur Blasen
bildung ist einstückig mit dem zugehörigen, abzweigenden
Rohrstück hergestellt, welches seinerseits durch Schweißen
oder Kleben am zentralen Rohrstück befestigt ist, so daß die
Vorrichtung mit allen ihren Elementen ein einziges Teil
bildet. Die Abschnitte zur Blasenbildung sind jeweils mit
einer Vielzahl von feinen Öffnungen versehen.
Diese herkömmlichen, vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zur
Blasenbildung bedingen Nachteile und Probleme, die nach
folgend beschrieben werden. Da die Abschnitte zur Blasen
bildung bzw. zum Gasaustritt eine Vielzahl von feinen, in
diesen Abschnitten gebildeten Öffnungen aufweisen, tritt die
in dem jeweiligen Reinigungs- bzw. Spülbehälter vorhandene
Flüssigkeit durch diese Öffnungen in die jeweiligen Ab
schnitte zur Blasenbildung und damit auch in die Rohrstücke
ein. Es befindet sich daher eine relativ große Menge an
Flüssigkeit in der Vorrichtung, wodurch der Gasdurchtritt in
den Rohrstücken reduziert und damit der Gasfluß behindert
wird. Nachteilig ist auch, daß Bakterien in der in der
Vorrichtung vorhandenen Flüssigkeit auftreten bzw. sich dort
vermehren, was zu einer Kontaminierung der Flüssigkeit mit
solchen Bakterien führt. Sind weiterhin die zur Blasenbildung
bzw. für den Gasaustritt dienenden Abschnitte an zwei
gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung auf einem unter
schiedlichen Höhenniveau angeordnet, so werden durch die in
der Vorrichtung vorhandene Flüssigkeit die feinen Öffnungen
der für die Blasenbildung vorgesehenen Abschnitte auf einer
Seite blockiert, mit der Folge, daß diese blockierten
Abschnitte keine Blasen in der Reinigungsflüssigkeit erzeugen
können.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorstehend
erwähnten Nachteile und Probleme des Standes der Technik eine
verbesserte Vorrichtung zur Blasenbildung aufzuzeigen, bei
der ein Eintritt der in einem Reinigungs- bzw. Spülbehälter
vorhandenen Flüssigkeit in das Innere der Vorrichtung durch
die Abschnitte zur Blasenbildung wirksam verhindert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das jeweilige
Filter jeweils für sich allein oder aber zusammen mit dem
zugehörigen, abzweigenden Rohrstück ausgetauscht werden. Die
Maschen- bzw. Porenweite oder -größe ist bei der Erfindung so
gewählt, daß eine den Wasch- bzw. Reinigungsvorgang des
Halbleitermaterials unterstützende Blasenbildung durch das
jeweilige Filter hindurch möglich ist, ohne daß aber die
Reinigungsflüssigkeit durch das Filter hindurchtreten kann.
Beim Waschen von Halbleitermaterial, welches in einem Träger
innerhalb des Reingigungs- bzw. Spülbehälters angeordnet ist,
wird das verwendete Gas über den Hauptkanal bzw. über das
diesen Hauptkanal bildende Rohrstück den einzelnen Abschnit
ten zur Blasenbildung zugeführt und tritt dort für eine
Blasenbildung in die in dem Reinigungsbehälter vorhandene
Flüssigkeit aus. Das Gas kann hierbei durch das feinmaschige
bzw. feinporige Filter nach außen treten, während es der im
Behälter vorhandenen Flüssigkeit aufgrund der Öberflächen
spannung dieser Flüssigkeit nicht möglich ist, die Filter
öffnungen bzw. -poren zu passieren. Hierdurch ist sicher
gestellt, daß die Flüssigkeit nicht das Innere der Vor
richtung gelangen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen
von Blasen;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teiles der
Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch den in der Fig. 2
dargestellten Teil;
Fig. 4 einen vereinfachten Vertikalschnitt einer Wasch
maschine, die mit einer Vorrichtung zur Blasenbildung
versehen ist;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Waschmaschine;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Waschmaschine,
die mit der Vorrichtung zur Blasenbildung versehen
ist;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung
zur Blasenbildung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 8 in vereinfachter Darstellung einen Teilschnitt der
Vorrichtung nach Fig. 7.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf be
vorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Wie in den
Fig. 4 und 5 dargestellt ist, ist eine erfindungsgemäße
Vorrichtung 2 a zur Blasenbildung ebenfalls am Boden eines
Reinigungs- oder Spülbehälters 1 angeordnet, und zwar
unterhalb eines Trägers 3, in welchem zu waschende Halb
leiter-Scheiben bzw. -Wafer angeordnet sind. Der Träger 3 ist
dabei in einer Flüssigkeit eingetaucht, die vom Reinigungs-
bzw. Spülbehälter 1 aufgenommen ist. Die Vorrichtung 2 a dient
dazu, Blasen, d.h. Luft- und/oder Gasblasen in der Flüssig
keit zu erzeugen, um so diese Flüssigkeit innerhalb des
Behälters 1 in Bewegung zu versetzen.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, besteht die Vorrichtung 2 a
aus einem zentralen Rohr oder Rohrstück 5, welches mit einer
ein Gas liefernden Einrichtung, beispielsweise mit einem
Gebläse oder einem Kompressor in Verbindung steht, aus einer
geeigneten Anzahl von abzweigenden Rohrstücken 6, die von dem
zentralen Rohrstück 5 abzweigen, sowie aus Abschnitten 10,
die zur Bildung von Gasblasen dienen und jeweils am Ende
jedes abzweigenden Rohrstückes 6 vorgesehen sind.
Als Gas, welches von der Vorrichtung 2 a bzw. dessen Ab
schnitte 10 freigesetzt wird, wird beispielsweise Stick
stoffgas, Ozon, Luft oder ein anderes, geeignetes Gas
verwendet.
Ein Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in
den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, bezieht sich auf die
Verwendung eines feinmaschigen bzw. feinporigen Filters 11,
welches jeweils an dem Abschnitt 10 vorgesehen ist, und zwar
anstelle von einer Anordnung einer Vielzahl von feinen
Öffnungen. Demnach wird bei der Erfindung das Gas durch ein
derartiges Filter in die von dem Reinigungs- bzw. Spülbe
hälter aufgenommene Flüssigkeit eingeleitet. Bevorzugt
entspricht die Öffnungs- bzw. Porengröße des Filters 11
einer Poren- bzw. Siebweite von 0,1 µ bis 0,05 µ, und das
Filter 11 ist beispielsweise ein Membranfilter.
Das Filter 11 ist entweder für sich allein oder aber zusammen
mit einem zugehörigen Rohrstück 6, an dem dieses Filter
vorgesehen ist, austauschbar. Dementsprechend ist bei einer
Ausführungsform der Erfindung das Filter 11 abnehmbar an dem
oberen Ende des Abschnittes 10 gehalten, und zwar mittels
einer Befestigungskappe 12. Die Außenfläche des Körpers 13
des Abschnittes 10 ist vorzugsweise zylindrisch und mit einem
Schraub- bzw. Außengewinde ausgeführt, welches dann in ein
Schraub- bzw. Innengewinde an der Innenfläche der Kappe 12
eingreift, um diese zu fixieren. Bevorzugt ist das Filter 11
zusammen mit einem Tragelement 14 zum Abstützen des Filters
zwischen der Stirnfläche des Körpers 13 des Abschnittes 10
und der Innenfläche eines radial nach innen vorspringenden
Flanschabschnittes 12 a der Kappe 12 gehalten. Das Tragelement
14 bildet dabei eine durchlässige Platte, beispielsweise eine
mit Öffnungen versehene Platte oder aber ein Sieb- oder
Gitterelement. Anstelle einer Schraubbefestigung ist selbst
verständlich auch eine andere Art der Befestigung der Kappe
12 möglich, beispielsweise kann diese Kappe entfernbar
mittels einer bajonettartigen Verriegelung oder mittels einer
Rast- oder Schnappverbindung gehalten sein, und zwar unter
Verwendung eines innenliegenden bzw. von der Kappe umfaßten
Elementes. Dementsprechend sind die Kappe 12 sowie auch der
Körper 13 des Abschnittes 10 nicht notwendigerweise teil
zylinderförmig ausgebildet, vielmehr können diese Elemente
auch eine Polygon-Form oder eine andere Form aufweisen.
Das Rohrstück 5, die Rohrstücke 6, der Körper 13 der Ab
schnitte 10 und die jeweilige Kappe 12 sind aus einem
Fluor-Harz bzw. -Kunststoff, aus Quarz bzw. Quarzglas, aus
PVC, usw. hergestellt. Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, ist
der Körper 13 des jeweiligen Abschnittes 10 einstückig mit
dem zugehörigen Rohrstück 6 gefertigt, welches seinerseits
lösbar an dem zentralen Rohrstück 5 befestigt ist, und zwar
durch eine Schraubverbindung oder auf andere geeignete Weise.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Kappe
12 am Körper 13 durch Schweißen oder Kleben befestigt. In
diesem Fall ist dann das jeweilige Filter 11 zusammen mit dem
Rohrstück 6 austauschbar, an welchem das Filter befestigt
ist.
Der Reinigungs- bzw. Spülbehälter 1 ist bevorzugt mit einer
diesen Behälter umschließenden Rinne bzw. mit einem ent
sprechenden Kanal 16 versehen, wie dies in der Fig. 4
dargestellt ist. Die für den Waschvorgang verwendete Flüssig
keit, wie beispielsweise reines Wasser oder eine chemische
Reinigungsflüssigkeit, wird dem Reinigungs- bzw. Spülbehälter
1 im Bereich des Bodens dieses Behälters über ein Filter 18
zugeführt, und zwar mit Hilfe einer Pumpe 17. Die Reinigungs-
bzw. Waschflüssigkeit fließt über den oberen Rand des
Reinigungs- bzw. Spülbehälters 1 in die Rinne bzw. in den
Kanal 16, über den diese Flüssigkeit dann an die Pumpe 17
zurückgelangt, so daß in der vorbeschriebenen Weise mit
dieser Pumpe ein zirkulierender Flüssigkeitsstrom erhalten
wird.
Im praktischen Einsatz ist der Träger 3, der Halbleiter-
Wafers A enthält, in die im Behälter 1 vorhandene Flüssigkeit
eingetaucht und aus der unterhalb des Trägers 3 angeordneten
Vorrichtung 2 a erfolgt ein Gasaustritt in Form von Blasen.
Diese Blasen bewirken ein zusätzliches Bewegen bzw. Umwälzen
der Flüssigkeit im Behälter 1 und unterstützen damit den
Waschvorgang der Halbleiter-Wafer. Während die Abschnitte 10
über das jeweilige Filter 11 und das zugehörige Tragelement
14 Gas in die Flüssigkeit einleiten, um dadurch Gasblasen zu
bilden, verhindert das jeweilige feinporige Filter 11 einen
Flüssigkeitsdurchtritt durch die Poren bzw. Öffnungen dieses
Filters, und zwar aufgrund der Oberflächenspannung der
Flüssigkeit. Hierdurch wird die Flüssigkeit daran gehindert,
in die Abschnitte 10 einzutreten. In diesem Zusammenhang ist
nochmals darauf hinzuweisen, daß eine herkömmliche Vor
richtung zur Blasenbildung, wie sie in den Fig. 7 und 8
dargestellt ist, nicht verhindern kann, daß Flüssigkeit in
die Abschnitte 7 zur Blasenbildung eintritt, da bei dieser
bekannten Anordnung die Abschnitte 7 eine Vielzahl von
Öffnungen 8 aufweisen. Aus diesem Grunde hat die bekannte
Vorrichtung die vorstehend genannten Nachteile und Probleme.
Im Gegensatz hierzu verwendet die Erfindung Abschnitte zur
Blasenbildung, die mit einem feinporigen Filter bzw. Gitter
versehen sind, welches einen Flüssigkeitseintritt in den
jeweiligen Abschnitt zur Blasenbildung verhindern und damit
auch den Nachteil vermeidet, daß im Reinigungs- bzw. Spül
behälter vorhandene Flüssigkeit in die Rohrstücke 6 und in
das zentrale Rohrstück 5 fließt. Falls das Filter 11 bzw.
dessen Poren verstopft sind, können die Kappen 12 oder aber
das gesamte Rohrstück 6 für einen Austausch des Filters
leicht abgenommen werden, so daß in jedem Fall auch eine
optimale Blasenbildung erhalten wird.
Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wird die Fähigkeit
zur Blasenbildung nicht beeinträchtigt. Es können auch keine
Bakterien im Inneren der Vorrichtung auftreten, da bei der
Erfindung die im Reinigungs- und Spülbehälter vorhandene
Flüssigkeit nicht in die Vorrichtung eindringen kann.
Trotzdem besteht aber die Möglichkeit für einen einfachen
Filteraustausch. Mit der Erfindung wird somit auch eine
Kontaminierung der Flüssigkeit mit Bakterien verhindert.
Selbst wenn ein Höhenunterschied zwischen den Abschnitten zur
Blasenbildung auf den gegenüberliegenden Seiten der Vor
richtung besteht, erzeugen diese Abschnitte auf beiden Seiten
der Vorrichtung nach wie vor in der angestrebten, vorteil
haften Weise Luft- und/oder Gasblasen.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es versteht sich, daß Abwandlungen sowie
Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung
zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Claims (4)
1. Vorrichtung die zur Blasenbildung in einer Reinigungs
flüssigkeit am Boden eines Reinigungs- bzw. Spülbehälters
(1) zum Waschen von in einem Träger (3) angeordneten
Halbleitermaterial (A) positioniert werden kann, mit
einem, vorzugsweise von einem Rohrstück gebildeten
Hauptkanal zum Zuführen eines Gases sowie mit einer
geeigneten Anzahl von abzweigenden Kanälen, die bevorzugt
ebenfalls von Rohrstücken gebildet und jeweils mit dem
Hauptkanal verbunden sind sowie an ihrem Ende jeweils
einen Abschnitt (10) zum Gasaustritt bzw. zur Erzeugung
von Blasen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Abschnitt (10) ein feinmaschiges bzw. feinporiges Filter
(11) aufweist, und daß dieses Filter (11) austauschbar
sowie am oberen Ende des jeweiligen Abschnittes (10)
vorgesehen ist, um durch dieses Filter eine das Waschen
des Halbleitermaterials (A) unterstützende Blasenbildung
zu erreichen, ohne daß Flüssigkeit durch das Filter
hindurchtreten kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes abzweigende Rohrstück (6) abnehmbar an dem den
Hauptkanal bildenden Rohrstück (5) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das jeweilige Filter (11) eine Sieb- bzw.
Porenweite von etwa 0,1µ-0,05µ aufweist, beispiels
weise ein Membranfilter ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß der jeweilige Abschnitt (10) zur
Blasenbildung eine vorzugsweise durch Anschrauben an
diesem Abschnitt befestigte Kappe (12) aufweist, und daß
das jeweilige Filter (11) zusammen mit einem Tragelement
(14) zwischen dem Ende des Abschnittes (10) und einem
nach innen vorspringenden Flanschabschnitt (12 a) der
Kappe (12) gehalten ist.
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