WO2002063659A1 - Device for treating substrates - Google Patents

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WO2002063659A1
WO2002063659A1 PCT/EP2002/000613 EP0200613W WO02063659A1 WO 2002063659 A1 WO2002063659 A1 WO 2002063659A1 EP 0200613 W EP0200613 W EP 0200613W WO 02063659 A1 WO02063659 A1 WO 02063659A1
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treatment
substrate
substrates
movement
transport
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PCT/EP2002/000613
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Ulrich Speh
Klaus-Dieter Fanta
Jens Schneider
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Mattson Wet Products Gmbh
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    • H01L21/67196—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the transfer chamber

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with at least two separate treatment stations.
  • the present invention has for its object to provide a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with at least two separate treatment stations, which is compact and manages with a reduced footprint.
  • this object is achieved in that the treatment stations are arranged in a corner and at least one transport unit is provided between the treatment stations for transporting the wafers in a corner.
  • the treatment stations are arranged in a corner and at least one transport unit is provided between the treatment stations for transporting the wafers in a corner.
  • At least one rinsing unit is provided between the treatment stations, which preferably has at least one fluid nozzle directed towards the substrates.
  • the rinsing unit enables residues from the previous treatment, such as a chemical, to be rinsed off, and on the other hand it enables the substrates to be kept moist between two wet treatment processes and thus combines the drying of treatment liquids.
  • a single, stationary handling device is provided for loading and unloading the device, which can access the loading and unloading ends of the device due to the corner arrangement of the treatment stations.
  • At least one treatment station has at least one treatment container, which is arranged in a gas atmosphere and contains a treatment fluid, with at least two openings located below a treatment fluid surface for linear passage of the substrates in order to continuously treat the substrates during the linear movement through the treatment containers enable. Since the feed-through openings lie under a treatment fluid surface, they are treated on both sides with the treatment fluid.
  • the treatment container preferably has a width in the feedthrough direction of the substrates that is smaller than the diameter of the substrates by to enable suitable transport units in front of and behind the treatment container to move the substrates through the treatment container without having to reach into the treatment container, which could lead to contamination of the transport units and subsequent substrates.
  • the width of the treatment container in the direction of movement of the substrate is preferably smaller than half the diameter of the substrate, so that the substrate can be moved through the treatment container at least up to half with a transport unit located in front of the treatment container, thereby enabling a treatment unit behind the treatment container to be moved.
  • second transport unit lying behind can reach behind the substrate behind half of the substrate.
  • At least two treatment containers are provided which follow one another essentially directly, the common width of which in the direction of movement of the substrate is smaller than the diameter of the substrate, which means that the substrates in the above manner, can be moved through two treatment containers without the transport units having to engage in one of the treatment containers.
  • This arrangement is particularly suitable for wet chemical treatment in a first treatment container and a rinsing treatment in the second treatment container, so that the substrates have already been rinsed before they come into contact with the transport unit located behind the treatment containers.
  • a first transport device arranged in the direction of movement of the substrate in front of the treatment container for partially moving the substrate through the treatment container and a second transport device arranged in the direction of movement behind the treatment container are provided for receiving the substrates and for pulling them through the treatment container.
  • These push-pull devices move a substrate through a treatment container without one of the transport devices in the treatment container must intervene. This prevents contamination of the treatment container by the transport devices. In addition, contamination of the substrate or premature contact of the substrate with a treatment fluid adhering to the transport device is prevented.
  • the second transport device has at least one front substrate gripper and one rear side gripper in order to pick up the substrate between them and to guide them safely.
  • Two rear side grippers are advantageously provided in order to ensure good three-point mounting of the substrate.
  • the rear side grippers advantageously grip the substrate behind its largest diameter transversely to its direction of movement.
  • a common drive device for the first transport device and at least the rear side grippers of the second transport device is preferably provided.
  • the front substrate gripper of the second transport device can be selected as a passive gripper that is moved by the movement of the substrate.
  • at least the rear side grippers of the second transport device can be coupled to and uncoupled from a common drive device in order to enable a synchronized drive.
  • the treatment container has a partial area offset in relation to its edge areas in the direction of movement of the substrate.
  • the first transport device In the case of a staggered partial area on an input side of the treatment container, it is possible for the first transport device to move closer to the second transport device. If the partial area is offset on the exit side, it is possible that the rear side grippers in particular grip the substrate earlier.
  • the treatment container preferably has an arrow shape in the plane of the substrate. To achieve a homogeneous treatment of the substrate the treatment container preferably has a uniform width in the direction of movement of the substrate.
  • the treatment container has a treatment fluid inlet below the openings and an overflow above the openings, which allow treatment fluid to be continuously passed through the process container. This prevents increased contamination concentrations in certain areas of the treatment container, in particular in the linear passage area of the substrates. Furthermore, changes in the concentration of the treatment fluid (consumption during the treatment) are compensated, which ensures an improved and more homogeneous treatment of the substrates.
  • the height of the overflow is preferably adjustable in order to be able to adapt the treatment fluid level within the treatment container to the properties of the treatment fluid used. If different treatment fluids were used, different pressure ratios would result at the openings below the surface of the treatment fluid at the same fluid level, which could lead to treatment fluid flowing out of the openings. These pressure ratios can be set via the height-adjustable overflow to prevent the treatment fluid from flowing out through the opening.
  • a device for generating a negative pressure is advantageously provided in a space formed above the treatment fluid surface in the treatment container in order to be able to adjust the pressure conditions at the openings and thereby prevent treatment fluid from escaping from the openings.
  • a drying chamber surrounding an outlet opening of the treatment container is preferably provided with a device for introducing a fluid that reduces the surface tension of the treatment fluid.
  • different treatment fluids are advantageously provided in the separate treatment stations.
  • at least two treatment stations are furthermore arranged linearly with respect to one another and at least one third treatment station is arranged at a corner to the others.
  • the device is particularly suitable for the treatment of individual semiconductor wafers.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of a treatment device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic plan view of a treatment device according to an alternative embodiment
  • Figure 3 is a perspective view of the treatment device according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic perspective view of a treatment station according to the present invention.
  • Figure 5 is a sectional view through the treatment station according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a device 1 for treating substrates 2 with first and second treatment stations 4, 5.
  • the treatment stations 4, 5 are attached to a common housing 7 in such a way that the treatment stations 4, 5 are arranged in a corner.
  • the treatment stations 4, 5, which are described in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5, are treatment stations in which the substrates 2 are guided linearly through a treatment container in a horizontal position.
  • provided linear transport units provided between the treatment stations 4, 5 there is also a transport unit, not shown in FIG. 1, for transporting the substrates 2 over a corner.
  • the treatment stations 4, 5 each have two adjacent treatment containers 9, 10, 11, 12, of which the front 9, 11 in the direction of movement of the substrates each contains a chemical treatment fluid, while the rear 10, 12 in the direction of movement contains a rinsing fluid, such as, for example contains deionized water (DI water).
  • the treatment containers 9 to 12 each have a rectangular shape.
  • Figure 2 shows an alternative embodiment of a treatment device 1.
  • the same reference numerals as in Figure 1 are used, provided the same or similar elements are described.
  • the treatment device 1 according to FIG. 2 also has treatment stations 4, 5 which are arranged in a corner in a common housing 7.
  • the treatment station 4 has a single treatment container 15 which, as can be seen in the plan view, has a central part offset in relation to the side parts in the direction of movement of the substrates.
  • the input side of the treatment container 1 has the same contour as the output side, so that a treatment container with a constant width in the direction of movement of the substrates 2 is formed. Due to the offset middle part, the treatment container has an arrow shape.
  • the treatment station 5 has two treatment containers 16, 17 which, like the treatment container 15, have an arrow shape.
  • the combined width of the treatment containers 16, 17 in the direction of movement of the substrates corresponds in the west to the width of the treatment container 15 and is smaller than the diameter of the substrates 2.
  • a stationary handling device 20 is also provided.
  • the handling device 20 has three articulated joints arms 22, 23, 24.
  • the arm 22 is rotatably attached to a main body 26 of the handling device 20 and is rotatable about a fulcrum A.
  • Suitable drive and control means for the handling device 20 are arranged in the main body 26.
  • the arm 23 connects the arms 22 and 24 in an articulated manner, and a suitable gripping mechanism, such as, for example, a vacuum gripper for gripping the substrates 2, is provided at the free end of the arm 24.
  • the handling device 20 is arranged such that it is arranged at the same distance from a loading end 28 and an unloading end 29 of the device 1. Thus, the handling device 20 can be used by swiveling around the pivot point A both for loading and unloading the device 1 without being moved.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a treatment device 1 according to the present invention.
  • the same reference numerals are used in FIG. 3 insofar as the same or similar elements are designated.
  • the treatment device 1 has treatment stations 4, 5, which are arranged in a corner on a housing 7, such as a cabinet, in which feed and discharge lines for the treatment stations and drive means for transport units are arranged in a known manner.
  • a housing 7, such as a cabinet
  • the treatment container 30 is mounted directly on the housing 7, while the treatment container 32 is mounted above the housing 7 at a suitable angle 34.
  • the treatment containers 30, 32 are arranged in different levels.
  • a transfer unit 36 is provided which can move the substrates 2 in terms of height.
  • the transfer unit 36 also serves to receive the substrates 2 from a first linear transport unit, not shown, and to transfer them to a second linear transport unit, not shown, the first linear transport unit being arranged between the treatment station 4 and the transfer station 36, and the second linear transport unit is arranged between the transfer station 36 and the treatment station 5.
  • the treatment stations 4, 5 according to FIG. 3 are arranged on different levels, this height offset is not necessary. It is also not necessary to provide two linear transport units and one transfer unit 36. Rather, a single transport unit could be provided which is suitable for conveying the substrates 2 from the first treatment station 4 to the second treatment station 4 in a corner. Between the treatment stations 4, 5 there is a rinsing device with at least one fluid nozzle directed towards the substrates, which, for example, injects DI water onto one or both of the surfaces of the substrates in order to rinse them.
  • the treatment station has a base 102, as well as a treatment container 103 and a transport device 104 attached to it.
  • the base 102 has side walls 107, 108, end walls 109, 110 and a base 111 to form a substantially rectangular box which is open at the top.
  • the treatment container 103 is suitably attached approximately centrally in the longitudinal direction of the side walls.
  • the treatment tank 103 divides the base into an input side part 114 and an output side part 115.
  • the side walls 107, 108 on the input side are higher than on the output side.
  • the side walls 107, 108 each have a recess facing their other side wall on their input edges, to form a support surface 118 and a lateral guide surface 119.
  • a semiconductor wafer 2 can, for example, on the Support surface 118 are stored, wherein it is laterally fixed by the lateral guide surfaces 119.
  • the treatment device 103 is best shown in FIG. 5.
  • the treatment device 103 has a process container 122 with an overflow container.
  • the process container 122 is filled with treatment fluid 125. which flows into the overflow tank 123 via an overflow edge 127.
  • the process container 122 has an inlet opening 129 and an outlet opening 130 opposite the inlet opening below the overflow edge 127 and thus below the treatment fluid level.
  • a support surface 132 is provided on the side walls of the process container 122, not shown, which lies at the same height as the support surface 118 of the base 102. The support surface 132 serves to guide the wafer 2 along the edges as it moves through the process container 122.
  • a drying chamber 135 is provided on an outlet side of the process container 122, in which a drying fluid is applied to the wafer 2 guided through the process container 122 via nozzles 137, 138.
  • the drying fluid is preferably a fluid which reduces the surface tension of the treatment fluid, as a result of which drying takes place in accordance with the Marangoni effect. Further details of the treatment device 103 are described in German patent application no. 199 34 300.4, which goes back to the same applicant and has not been published previously and is entitled "Device for treating substrates", which is thus made the subject of the present invention in order to avoid repetitions.
  • a push mechanism 140 is provided in the area of the input area 114 of the base 102, which together with a pull mechanism 142 forms the transport device in the area of the output side part 115 of the base 102.
  • the push mechanism 140 has a slide 144 which is connected via a suitable connecting element 145 to a guide and drive unit 146 fastened to the side wall 108 of the base 102.
  • the connector 145 is in two Rails 148, 149 of the guide and drive unit 146 are guided and are moved in a suitable, not shown manner in the direction of the treatment device 103 and away from it.
  • the pulling mechanism 142 has two opposite side grippers 152, 153 and a front gripper, which cannot be seen in FIG. 4.
  • the front gripper is relatively movable in the longitudinal direction relative to the side grippers 152, 153.
  • the side grippers 152, 153 can be moved laterally in a suitable manner in order to be able to move out of the movement path of the wafer 2 and to grip it laterally after the passage of the largest diameter transversely to the direction of movement of the wafer 2.
  • the side grippers 152 and 153 grip the wafer 2 in a side region from above and from below. This makes it possible to fix the wafer by means of the two side grippers alone without an additional front gripper. With the additional provision of the front gripper, however, it is also possible that the side grippers 152, 153 and the front gripper do not guide the wafer 2 above and below, but rather only define a support edge on which the wafer rests. Providing the three grippers would still ensure a secure hold.
  • a wafer 2 is placed on the support 118 of the side walls 107, 108 of the base 102.
  • the slide 144 is then brought into contact with the wafer 2 and pushes it in the direction of the treatment device 103. Then the slide 144 pushes the wafer 2 into the treatment device 103, where it is guided on the support surfaces 132 in the process container 122. A leading end of the wafer 2 engages with and is picked up by the front gripper.
  • the lateral grippers 152, 153 are moved out of the movement path of the wafer 2 by a lateral movement.
  • the slide 144 pushes the wafer 2 through the treatment device 103 until the slide 144 is just in front of the treatment device 103. Before the slide 144 enters the treatment device 103, it is stopped. At this time, however, the side grippers 152, 153 have moved in contact with the wafer 2 and have gripped the wafer 2 behind its largest diameter transversely to its direction of movement and are now pulling the wafer through the treatment device 103. The pulling movement by the side grippers 152, 153 is synchronized with the pushing movement of the slide 144 in such a way that the wafer 2 is moved uniformly through the treatment device 103. As soon as the wafer 2 is gripped by the side grippers 152, 153, the slide 144 is moved back so that a new wafer 2 can be deposited.
  • FIGS. 1 and 2 have a rectangular shape in the direction of movement of the substrates, it can of course also be that in the figures. 2 and 3 have the arrow shape shown, which enables a closer approach of the thrust unit to the traction unit. It is also possible to arrange two treatment containers directly adjacent to one another, as indicated in FIGS. 1 and 2. It should be noted that the treatment containers in the direction of movement of the wafer 2 have a combined width that is smaller is than the diameter of the wafer 2 and preferably smaller than half the diameter of the wafer in order to ensure a transfer between the pushing unit and the pulling unit without one of the two units having to engage in one of the treatment containers.
  • the device was previously described on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to the specifically illustrated exemplary embodiments. In particular, combinations of the features of the different exemplary embodiments are possible.
  • different transport units are possible between the treatment stations.
  • a different movement mechanism can also be provided for the movement of the substrates through the treatment containers.
  • the treatment stations shown with treatment containers filled with treatment fluid brush cleaning stations, spin dryers, coating stations, etc. or a combination of these stations can be used, for example, the substrates preferably being treated individually in all treatment stations and kept in a constant orientation.

Abstract

The invention relates to a device for treating substrates, especially semiconductor wafers, comprising at least two separate treatment stations that are arranged diagonally. The device is further provided with at least one transport unit between the treatment stations for diagonally transporting the wafers.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Substraten Device for treating substrates
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, mit wenigstens zwei separaten Behandlungsstationen.The present invention relates to a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with at least two separate treatment stations.
In der Halbleiterindustrie ist es bekannt, Halbleiterwafer unterschiedlichen Behandlungsschritten auszusetzen. Aus der auf die selbe Anmelderin zurückgehenden DE-A-198 30 162 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei der Grob- und Feinreinigungseinrichtungen vorgesehen sind. Die Grob- und Feinreinigungsvorrichtungen sind dabei nebeneinander angeordnet und bilden eine lineare Anordnung. Zum Transport der Halbleiterwafer zwischen den Reinigungsvorrichtungen sind jeweils geeignete Transporteinheiten vorgesehen. An den entgegengesetzten Enden der linearen Anordnung ist jeweils eine Be- bzw. Entladevorrichtung vorgesehen.It is known in the semiconductor industry to expose semiconductor wafers to different treatment steps. From DE-A-198 30 162, which goes back to the same applicant, a device is known, for example, in which coarse and fine cleaning devices are provided. The coarse and fine cleaning devices are arranged side by side and form a linear arrangement. Suitable transport units are provided for transporting the semiconductor wafers between the cleaning devices. A loading or unloading device is provided at the opposite ends of the linear arrangement.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, mit wenigstens zwei separaten Behandlungsstationen zu schaffen, die kompakt ist und mit einer reduzierten Standfläche auskommt.Starting from this prior art, the present invention has for its object to provide a device for treating substrates, in particular semiconductor wafers, with at least two separate treatment stations, which is compact and manages with a reduced footprint.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Behandlungsstationen über Eck angeordnet sind und wenigstens eine Transporteinheit zwischen den Behandlungsstationen zum Transport der Wafer über Eck vorgesehen ist. Durch Anordnung der Behandlungsstationen über Eck ist es möglich, das Be- und Entladen der Vorrichtung über eine gemeinsame Handhabungsvorrichtung zu erreichen, da diese leicht auf beiden Enden der Eckanordnung zugreifen kann. Das Be- und Entladen der Wafer kann an einer gemeinsamen Stelle erfolgen, wodurch die Integrationsfähigkeit der Anlage mit anderen Behandlungsanlagen verbessert wird. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung über Eck eine verbesserte Flächenausnutzung, insbesondere in Raumecken. Für einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Transporteinheit weist diese vorzugsweise wenigstens zwei im wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander angeordnete Lineartransporteinrichtungen auf. dabei ist vorzugs- weise eine Übergabestation zur Übergabe der Substrate zwischen den Lineartransporteinrichtungen vorgesehen, um eine gute Übergabe der Substrate zu gewährleisten.According to the invention, this object is achieved in that the treatment stations are arranged in a corner and at least one transport unit is provided between the treatment stations for transporting the wafers in a corner. By arranging the treatment stations over a corner, it is possible to load and unload the device via a common handling device, since it can easily access both ends of the corner arrangement. The wafers can be loaded and unloaded at a common location, which improves the ability of the system to integrate with other treatment systems. In addition, the arrangement around corners enables improved use of space, especially in room corners. For a simple and inexpensive construction of the transport unit, it preferably has at least two linear transport devices arranged essentially at right angles to one another. a transfer station for transferring the substrates between the linear transport devices is preferably provided in order to ensure good transfer of the substrates.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Spüleinheit zwischen den Behandlungsstationen vorgesehen, die vorzugsweise teilweise wenigstens eine auf die Substrate gerichtete Fluiddüse aufweist. Die Spüleinheit ermöglicht einerseits das Abspülen von Rückständen der vorhergehenden Behandlung, wie beispielsweise einer Chemikalie, und andererseits ermöglicht sie das Feuchthalten der Substrate zwischen zwei Naßbe- handlungsvorgängen und verbindet somit ein Antrocknen von Behandlungsflüssigkeiten.According to a preferred embodiment of the invention, at least one rinsing unit is provided between the treatment stations, which preferably has at least one fluid nozzle directed towards the substrates. On the one hand, the rinsing unit enables residues from the previous treatment, such as a chemical, to be rinsed off, and on the other hand it enables the substrates to be kept moist between two wet treatment processes and thus combines the drying of treatment liquids.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine einzige, stationäre Handhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen der Vor- richtung vorgesehen, die aufgrund der Über-Eck-Anordnung der Behandlungsstationen auf die Be- und Entlade-Enden der Vorrichtung zugreifen kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, a single, stationary handling device is provided for loading and unloading the device, which can access the loading and unloading ends of the device due to the corner arrangement of the treatment stations.
Vorzugsweise weist wenigstens eine Behandlungsstation wenigstens einen in einer Gasatmosphäre angeordneten, ein Behandlungsfluid enthaltenden Be- handlungsbehälter mit wenigstens zwei unterhalb einer Behandlungsfluid- oberfläche liegende Öffnungen zum linearen Durchführen der Substrate auf um eine kontinuierliche Behandlung der Substrate während des linearen Be- wegens durch die Behandlungsbehälter zu ermöglichen. Da die Durchführöffnungen unter einer Behandlungsfluid Oberfläche liegen werden sie beidseitig mit dem Behandlungsfluid behandelt.Preferably, at least one treatment station has at least one treatment container, which is arranged in a gas atmosphere and contains a treatment fluid, with at least two openings located below a treatment fluid surface for linear passage of the substrates in order to continuously treat the substrates during the linear movement through the treatment containers enable. Since the feed-through openings lie under a treatment fluid surface, they are treated on both sides with the treatment fluid.
Vorzugsweise weist der Behandlungsbehälter in Durchführrichtung der Substrate eine Breite auf, die kleiner ist als der Durchmesser der Substrate, um zu ermöglichen, daß geeignete Transporteinheiten vor und hinter dem Behandlungsbehälter die Substrate durch den Behandlungsbehälter bewegen können, ohne in dem Behandlungsbehälter hinein greifen zu müssen, was zu Verunreinigungen der Transporteinheiten und nachfolgender Substrate führen könnte. Vorzugsweise ist die Breite des Behandlungsbehälters in Bewegungsrichtung des Substrates kleiner als der halbe Durchmesser des Substrats, so daß das Substrat wenigstens bis zu Hälfte mit einer vor dem Behandlungsbehälter liegenden Transporteinheit durch den Behandlungsbehälter bewegt werden kann, wodurch ermöglicht wird, daß eine hinter dem Behandlungsbe- hälter liegende zweite Transporteinheit das Substrat hinter der Hälfte des Substrats hintergreifen kann.The treatment container preferably has a width in the feedthrough direction of the substrates that is smaller than the diameter of the substrates by to enable suitable transport units in front of and behind the treatment container to move the substrates through the treatment container without having to reach into the treatment container, which could lead to contamination of the transport units and subsequent substrates. The width of the treatment container in the direction of movement of the substrate is preferably smaller than half the diameter of the substrate, so that the substrate can be moved through the treatment container at least up to half with a transport unit located in front of the treatment container, thereby enabling a treatment unit behind the treatment container to be moved. second transport unit lying behind can reach behind the substrate behind half of the substrate.
Um in einer Behandlungsstation mehrere Behandlungsschritte durchführen zu können, sind bei einer Ausführungsform der Erfindung wenigstens zwei im wesentlichen direkt aufeinander folgende Behandlungsbehälter vorgesehen, deren gemeinsame Breite in Bewegungsrichtung des Substrats kleiner ist als der Durchmesser des Substrates wodurch die Substrate in der obigen Art und Weise, ohne daß die Transporteinheiten in einen der Behandlungsbehälter eingreifen müssen, durch zwei Behandlungsbehälter bewegt werden können. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für eine naßchemische Behandlung in einem ersten Behandlungsbehälter und einer Spülbehandlung in dem zweiten Behandlungsbehälter, damit die Substrate bevor sie mit der hinter den Behandlungsbehältern liegenden Transporteinheit in Kontakt kommen schon gespült sind.In order to be able to carry out several treatment steps in a treatment station, in one embodiment of the invention at least two treatment containers are provided which follow one another essentially directly, the common width of which in the direction of movement of the substrate is smaller than the diameter of the substrate, which means that the substrates in the above manner, can be moved through two treatment containers without the transport units having to engage in one of the treatment containers. This arrangement is particularly suitable for wet chemical treatment in a first treatment container and a rinsing treatment in the second treatment container, so that the substrates have already been rinsed before they come into contact with the transport unit located behind the treatment containers.
Vorteilhafterweise ist eine in der Bewegungsrichtung des Substrats vor dem Behandlungsbehälter angeordnete erste Transporteinrichtung zum teilweisen Bewegen des Substrats durch den Behandlungsbehälter und eine in Bewegungsrichtung hinter dem Behandlungsbehälter angeordnete zweite Trans- porteinrichtung zum Aufnehmen der Substrate und zum Ziehen derselben durch den Behandlungsbehälter vorgesehen. Durch diese Schub- Zugvorrichtungen wird ein Substrat durch einen Behandlungsbehälter hindurchbewegt, ohne daß eine der Transporteinrichtungen in den Behandlungs- behälter eingreifen muß. Hierdurch wird einer Kontamination des Behandlungsbehälters durch die Transporteinrichtungen verhindert. Darüber hinaus wird eine Kontamination des Substrats bzw. ein vorzeitiger Kontakt des Substrats mit einem an der Transporteinrichtung anhaftenden Behandlungsfluid verhindert.Advantageously, a first transport device arranged in the direction of movement of the substrate in front of the treatment container for partially moving the substrate through the treatment container and a second transport device arranged in the direction of movement behind the treatment container are provided for receiving the substrates and for pulling them through the treatment container. These push-pull devices move a substrate through a treatment container without one of the transport devices in the treatment container must intervene. This prevents contamination of the treatment container by the transport devices. In addition, contamination of the substrate or premature contact of the substrate with a treatment fluid adhering to the transport device is prevented.
Dabei weist die zweite Transporteinrichtung wenigstens einen vorderen Substratgreifer und einen hinteren Seitengreifer auf, um das Substrat dazwischen aufzunehmen und sicher zu führen. Vorteilhafterweise sind zwei hintere Sei- tengreifer vorgesehen, um eine gute Dreipunkthalterung des Substrats zu gewährleisten. Für eine gute Kraftübertragung greifen die hinteren Seitengreifer das Substrat vorteilhafterweise hinter seinem größten Durchmesser quer zu seiner Bewegungsrichtung. Für eine gleichmäßige und stetige Bewegung des Substrats durch den Behandlungsbehälter ist vorzugsweise eine gemeinsame Antriebsvorrichtung für die erste Transporteinrichtung und wenigstens die hinteren Seitengreifer der zweiten Transporteinrichtung vorgesehen. Der vordere Substratgreifer der zweiten Transporteinrichtung kann als passiver Greifer ausgewählt sein, der durch die Bewegung des Substrates bewegt wird. Vorzugsweise sind wenigstens die hinteren Seitengreifer der zweiten Transporteinrichtung an eine gemeinsame Antriebsvorrichtung ankoppelbar und von ihr abkoppelbar, um einen synchronisierten Antrieb zu ermöglichen.The second transport device has at least one front substrate gripper and one rear side gripper in order to pick up the substrate between them and to guide them safely. Two rear side grippers are advantageously provided in order to ensure good three-point mounting of the substrate. For good power transmission, the rear side grippers advantageously grip the substrate behind its largest diameter transversely to its direction of movement. For a uniform and steady movement of the substrate through the treatment container, a common drive device for the first transport device and at least the rear side grippers of the second transport device is preferably provided. The front substrate gripper of the second transport device can be selected as a passive gripper that is moved by the movement of the substrate. Preferably, at least the rear side grippers of the second transport device can be coupled to and uncoupled from a common drive device in order to enable a synchronized drive.
Um den Abstand zwischen der ersten und zweiten Transporteinrichtung bei der Übergabe des Substrates zu verringern, weist der Behandlungsbehälter einen gegenüber seinen Randbereichen in Bewegungsrichtung des Substrats versetzten Teilbereich auf. Bei einem versetzten Teilbereich auf einer Eingangsseite des Behandlungsbehälters ist es möglich, daß die erste Transporteinrichtung näher an die zweite Transporteinrichtung heranfährt. Bei einem versetzten Teilbereich auf der Ausgangsseite ist es möglich, daß insbe- sondere die hinteren Seitengreifer das Substrat früher ergreifen. Dabei weist der Behandlungsbehälter vorzugsweise in der Ebene des Substrates eine Pfeilform auf. Zum Erreichen einer homogenen Behandlung des Substrats weist der Behandlungsbehälter in Bewegungsrichtung des Substrates vorzugsweise eine gleichmäßige Breite auf.In order to reduce the distance between the first and second transport devices during the transfer of the substrate, the treatment container has a partial area offset in relation to its edge areas in the direction of movement of the substrate. In the case of a staggered partial area on an input side of the treatment container, it is possible for the first transport device to move closer to the second transport device. If the partial area is offset on the exit side, it is possible that the rear side grippers in particular grip the substrate earlier. The treatment container preferably has an arrow shape in the plane of the substrate. To achieve a homogeneous treatment of the substrate the treatment container preferably has a uniform width in the direction of movement of the substrate.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Behandlungsbehälter einen Behandlungsfluid-Einlaß unterhalb der Öffnungen und einen Überlauf oberhalb der Öffnungen auf, die ein ständiges Hindurchleiten von Behandlungsfluid durch den Prozeßbehälter ermöglichen. Hierdurch werden erhöhte Verunreinigungskonzentrationen in bestimmten Bereichen des Behandlungsbehälters, insbesondere im linearen Durchführbereich der Substrate verhin- dert. Ferner werden Konzentrationsänderungen des Behandlungsfluid (Verbrauch während der Behandlung) ausgeglichen, was eine verbesserte und homogenere Behandlung der Substrate gewährleistet. Dabei ist der Überlauf vorzugsweise höhenverstellbar, um das Behandlungsfluidniveau innerhalb des Behandlungsbehälters an die Eigenschaften des verwendeten Behandlungs- fluids anpassen zu können. Bei der Verwendung unterschiedlicher Behand- lungsfluide würde sich bei gleichem Fluidniveau an den unter der Behand- lungsfluidoberfläche liegenden Öffnungen unterschiedliche Druckverhältnisse ergeben, die dazu führen könnten, daß Behandlungsfluid aus den Öffnungen ausfließt. Diese Druckverhältnisse können über den höhenverstellbaren Überlauf eingestellt werden, um ein Herausfließen des Behandlungsfluids durch die Öffnung zu verhindern.According to one embodiment of the invention, the treatment container has a treatment fluid inlet below the openings and an overflow above the openings, which allow treatment fluid to be continuously passed through the process container. This prevents increased contamination concentrations in certain areas of the treatment container, in particular in the linear passage area of the substrates. Furthermore, changes in the concentration of the treatment fluid (consumption during the treatment) are compensated, which ensures an improved and more homogeneous treatment of the substrates. The height of the overflow is preferably adjustable in order to be able to adapt the treatment fluid level within the treatment container to the properties of the treatment fluid used. If different treatment fluids were used, different pressure ratios would result at the openings below the surface of the treatment fluid at the same fluid level, which could lead to treatment fluid flowing out of the openings. These pressure ratios can be set via the height-adjustable overflow to prevent the treatment fluid from flowing out through the opening.
Vorteilhafterweise ist eine Einrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in einem oberhalb der Behandlungsfluidoberfläche gebildeten Raum im Be- handlungsbehälter vorgesehen, um die Druckverhältnisse an den Öffnungen einstellen zu können, und dadurch ein Auslaufen von Behandlungsfluid aus den Öffnungen zu verhindern.A device for generating a negative pressure is advantageously provided in a space formed above the treatment fluid surface in the treatment container in order to be able to adjust the pressure conditions at the openings and thereby prevent treatment fluid from escaping from the openings.
Um bei der Herausbewegung der Substrate aus dem Behandlungsbehälter eine gleichmäßige Trocknung des Substrates zu erreichen, ist vorzugsweise ein eine Ausgangsöffnung des Behandlungsbehälters umgebende Trocknungskammer mit einer Einrichtung zum Einleiten eines die Oberflächenspannung des Behandlungsfluid verringernden Fluids vorgesehen. Für eine mehrstufige Behandlung der Substrate sind vorteilhafterweise unterschiedliche Behandlungsfluids in den separaten Behandlungsstationen vorgesehen. Für eine mehrstufige Behandlung der Substrate sind gemäß einer Ausführungsform ferner wenigstens zwei Behandlungsstationen linear zueinander angeordnet und wenigstens eine dritte Behandlungsstation über Eck zu den anderen angeordnet.In order to achieve uniform drying of the substrate when the substrates are moved out of the treatment container, a drying chamber surrounding an outlet opening of the treatment container is preferably provided with a device for introducing a fluid that reduces the surface tension of the treatment fluid. For a multi-stage treatment of the substrates, different treatment fluids are advantageously provided in the separate treatment stations. For a multi-stage treatment of the substrates, according to one embodiment, at least two treatment stations are furthermore arranged linearly with respect to one another and at least one third treatment station is arranged at a corner to the others.
Die Vorrichtung ist insbesondere für die Behandlung von einzelnen Halbleiterwafern geeignet.The device is particularly suitable for the treatment of individual semiconductor wafers.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Show it:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of a treatment device according to the invention;
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Behandlungsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform;Figure 2 is a schematic plan view of a treatment device according to an alternative embodiment;
Figur 3 eine perspektivische Darstellung der Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung; Figur 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Behandlungsstation gemäß der vorliegenden Erfindung;Figure 3 is a perspective view of the treatment device according to the invention; Figure 4 is a schematic perspective view of a treatment station according to the present invention;
Figur 5 eine Schnittdarstellung durch die Behandlungsstation gemäß der vorliegenden Erfindung.Figure 5 is a sectional view through the treatment station according to the present invention.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln von Substraten 2 mit ersten und zweiten Behandlungsstationen 4,5.FIG. 1 shows a device 1 for treating substrates 2 with first and second treatment stations 4, 5.
Die Behandlungsstationen 4,5 sind an einem gemeinsamen Gehäuse 7 angebracht, und zwar derart, daß die Behandlungsstation 4, 5 über Eck angeord- net sind. Die Behandlungsstation 4, 5, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 näher beschrieben werden, sind Behandlungsstationen, bei denen die Substrate 2 in einer horizontalen Lage linear durch einen Behandlungsbehälter hindurchgeführt werden. Hierzu sind in Figur 1 nicht dar- gestellte Lineartransporteinheiten vorgesehen. Zwischen den Behandlungsstationen 4, 5 ist ebenfalls eine in Figur 1 nicht näher dargestellte Transporteinheit zum Transport der Substrate 2 über Eck vorgesehen.The treatment stations 4, 5 are attached to a common housing 7 in such a way that the treatment stations 4, 5 are arranged in a corner. The treatment stations 4, 5, which are described in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5, are treatment stations in which the substrates 2 are guided linearly through a treatment container in a horizontal position. For this purpose, provided linear transport units provided. Between the treatment stations 4, 5 there is also a transport unit, not shown in FIG. 1, for transporting the substrates 2 over a corner.
Die Behandlungsstationen 4, 5 weisen jeweils zwei benachbart angeordnete Behandlungsbehälter 9, 10, 11 , 12 auf, von denen der in Bewegungsrichtung der Substrate vordere 9, 11 jeweils ein chemisches Behandlungsfluid enthält, während der in Bewegungsrichtung hintere 10, 12 ein Spülfluid, wie beispielsweise deionisiertes Wasser (Dl-Wasser) enthält. Die Behandlungsbe- hälter 9 bis 12 besitzen jeweils eine rechteckige Form.The treatment stations 4, 5 each have two adjacent treatment containers 9, 10, 11, 12, of which the front 9, 11 in the direction of movement of the substrates each contains a chemical treatment fluid, while the rear 10, 12 in the direction of movement contains a rinsing fluid, such as, for example contains deionized water (DI water). The treatment containers 9 to 12 each have a rectangular shape.
Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung 1. In Figur 2 werden die selben Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet, sofern die selben bzw. ähnliche Elemente beschrieben werden.Figure 2 shows an alternative embodiment of a treatment device 1. In Figure 2, the same reference numerals as in Figure 1 are used, provided the same or similar elements are described.
Die Behandlungsvorrichtung 1 gemäß Figur 2 weist ebenfalls Behandlungsstationen 4, 5 auf, die über Eck in einem gemeinsamen Gehäuse 7 angeordnet sind. Die Behandlungsstation 4 weist einen einzelnen Behandlungsbehälter 15 auf, der, wie in der Draufsicht zu erkennen ist, in Bewegungsrichtung der Substrate einen gegenüber den Seitenteilen versetzten Mittelteil aufweist. Dabei besitzt die Eingangsseite des Behandlungsbehälters 1 die selbe Kontur wie die Ausgangsseite, so daß ein Behandlungsbehälter mit in Bewegungsrichtung der Substrate 2 gleichbleibender Breite gebildet wird. Durch den versetzten Mittelteil besitzt der Behandlungsbehälter eine Pfeilform.The treatment device 1 according to FIG. 2 also has treatment stations 4, 5 which are arranged in a corner in a common housing 7. The treatment station 4 has a single treatment container 15 which, as can be seen in the plan view, has a central part offset in relation to the side parts in the direction of movement of the substrates. The input side of the treatment container 1 has the same contour as the output side, so that a treatment container with a constant width in the direction of movement of the substrates 2 is formed. Due to the offset middle part, the treatment container has an arrow shape.
Die Behandlungsstation 5 weist zwei Behandlungsbehälter 16, 17 auf, die ähnlich wie der Behandlungsbehälter 15 eine Pfeilform besitzen. Die kombinierte Breite der Behandlungsbehälter 16, 17 in Bewegungsrichtung der Substrate entspricht im westlichen der Breite des Behandlungsbehälters 15 und ist kleiner als der Durchmesser der Substrate 2.The treatment station 5 has two treatment containers 16, 17 which, like the treatment container 15, have an arrow shape. The combined width of the treatment containers 16, 17 in the direction of movement of the substrates corresponds in the west to the width of the treatment container 15 and is smaller than the diameter of the substrates 2.
In Figur 2 ist ferner eine stationäre Handhabungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Handhabungsvorrichtung 20 weist drei gelenkmäßig miteinander verbun- dene Arme 22, 23, 24 auf. Der Arm 22 ist drehbar an einem Hauptkörper 26 der Handhabungsvorrichtung 20 angebracht und ist um einen Drehpunkt A drehbar. In dem Hauptkörper 26 sind geeignete Antriebs- und Steuermittel für die Handhabungsvorrichtung 20 angeordnet. Der Arm 23 verbindet gelenk- mäßig die Arme 22 und 24, und an dem freien Ende des Armes 24 ist ein geeigneter Greifmechanismus, wie beispielsweise ein Vakuumgreifer zum Ergreifen der Substrate 2 vorgesehen.In Figure 2, a stationary handling device 20 is also provided. The handling device 20 has three articulated joints arms 22, 23, 24. The arm 22 is rotatably attached to a main body 26 of the handling device 20 and is rotatable about a fulcrum A. Suitable drive and control means for the handling device 20 are arranged in the main body 26. The arm 23 connects the arms 22 and 24 in an articulated manner, and a suitable gripping mechanism, such as, for example, a vacuum gripper for gripping the substrates 2, is provided at the free end of the arm 24.
Die Handhabungsvorrichtung 20 ist derart angeordnet, daß sie mit gleichem Abstand zu einem Beladeende 28 und einem Entladeende 29 der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Somit kann die Handhabungsvorrichtung 20 durch Schwenken um den Drehpunkt A sowohl zum Be- und Entladen der Vorrichtung 1 eingesetzt werden, ohne verfahren zu werden.The handling device 20 is arranged such that it is arranged at the same distance from a loading end 28 and an unloading end 29 of the device 1. Thus, the handling device 20 can be used by swiveling around the pivot point A both for loading and unloading the device 1 without being moved.
Figur 3 zeigt eine perspektivischer Ansicht einer Behandlungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. In Figur 3 werden die selben Bezugszeichen verwendet, sofern die selben bzw. ähnliche Elemente bezeichnet werden.FIG. 3 shows a perspective view of a treatment device 1 according to the present invention. The same reference numerals are used in FIG. 3 insofar as the same or similar elements are designated.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist Behandlungsstationen 4, 5 auf, die über Eck an einem Gehäuse 7 wie beispielsweise einem Kabinett, in dem in bekannter Weise Zu- und Ableitungen für die Behandlungsstationen, sowie Antriebsmittel für Transporteinheiten angeordnet sind. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, ist der Behandlungsbehälter 30 direkt auf dem Gehäuse 7 angebracht, während der Behandlungsbehälter 32 über geeignete Winkel 34 beabstandet über dem Gehäuse 7 angebracht ist. Hierdurch sind die Behandlungsbehälter 30, 32 in verschiedenen Ebenen angeordnet. Um die Substrate 2 zwischen diesen beiden Ebenen zu bewegen, ist eine Übergabeeinheit 36 vorgesehen, die die Substrate 2 höhenmäßig bewegen kann. Die Übergabeeinheit 36 dient ferner dazu, die Substrate 2 von einer ersten, nicht dargestellten Lineartransporteinheit aufzunehmen, und an eine zweite, nicht dargestellte Lineartransporteinheit zu übergeben, wobei die erste Lineartransporteinheit zwischen der Behandlungsstation 4 und der Übergabestation 36 angeordnet ist, und die zweite Lineartransporteinheit zwischen der Übergabestation 36 und der Behandlungsstation 5 angeordnet ist.The treatment device 1 has treatment stations 4, 5, which are arranged in a corner on a housing 7, such as a cabinet, in which feed and discharge lines for the treatment stations and drive means for transport units are arranged in a known manner. As can be seen in FIG. 3, the treatment container 30 is mounted directly on the housing 7, while the treatment container 32 is mounted above the housing 7 at a suitable angle 34. As a result, the treatment containers 30, 32 are arranged in different levels. In order to move the substrates 2 between these two levels, a transfer unit 36 is provided which can move the substrates 2 in terms of height. The transfer unit 36 also serves to receive the substrates 2 from a first linear transport unit, not shown, and to transfer them to a second linear transport unit, not shown, the first linear transport unit being arranged between the treatment station 4 and the transfer station 36, and the second linear transport unit is arranged between the transfer station 36 and the treatment station 5.
Obwohl die Behandlungsstationen 4, 5 gemäß Figur 3 auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, ist dieser Höhenversatz nicht notwendig. Auch ist es nicht notwendig zwei Lineartransporteinheiten und eine Übergabeeinheit 36 vorzusehen. Vielmehr könnte eine einzige Transporteinheit vorgesehen werden, die geeignet ist, die Substrate 2 über Eck von der ersten Behandlungsstation 4 zur zweiten Behandlungsstation 4 zu befördern. Zwischen den Be- handlungsstationen 4, 5 ist eine Spülvorrichtung mit wenigstens einer auf die Substrate gerichteten Fluiddüse vorgesehen, die beispielsweise Dl-Wasser auf eine oder beide der Oberflächen der Substrate spritzt um sie zu spülen.Although the treatment stations 4, 5 according to FIG. 3 are arranged on different levels, this height offset is not necessary. It is also not necessary to provide two linear transport units and one transfer unit 36. Rather, a single transport unit could be provided which is suitable for conveying the substrates 2 from the first treatment station 4 to the second treatment station 4 in a corner. Between the treatment stations 4, 5 there is a rinsing device with at least one fluid nozzle directed towards the substrates, which, for example, injects DI water onto one or both of the surfaces of the substrates in order to rinse them.
Fig.4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wafer-Behandlungsstation, wie sie beispielsweise in der auf die selbe Anmelderin zurückgehenden, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 199 34 301 beschrieben ist, auf die insofern verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die Behandlungsstation weist eine Basis 102, sowie einen daran angebrachten Behandlungsbehälter 103 und einer Transportvorrichtung 104. Die Basis 102 weist Seitenwände 107, 108, Endwände 109, 110 sowie einen Boden 111 auf, um einen im wesentlichen rechteckigen, nach oben geöffneten Kasten zu bilden. Der Behandlungsbehälter 103 ist in geeigneter Weise in Längsrichtung der Seitenwände ungefähr mittig daran angebracht. Der Behandlungsbehälter 103 unterteilt die Basis in einen Eingangsseitenteil 114 und einen Ausgangs- Seitenteil 115.4 shows a perspective view of a wafer treatment station, as described, for example, in German patent application No. 199 34 301, which did not prepublish and which is based on the same applicant, to which reference is made in order to avoid repetitions. The treatment station has a base 102, as well as a treatment container 103 and a transport device 104 attached to it. The base 102 has side walls 107, 108, end walls 109, 110 and a base 111 to form a substantially rectangular box which is open at the top. The treatment container 103 is suitably attached approximately centrally in the longitudinal direction of the side walls. The treatment tank 103 divides the base into an input side part 114 and an output side part 115.
Die Seitenwände 107, 108 auf der Eingangsseite sind höher als auf der Ausgangsseite. Die Seitenwände 107, 108 besitzen auf der Eingangsseite an ihren oberen Kanten jeweils eine zur anderen Seitenwand weisende Ausneh- mung, zur Bildung einer Auflagefläche 118 sowie einer seitlichen Führungsfläche 119. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, kann beispielsweise ein Halbleiterwafer 2 auf der Auflagefläche 118 abgelegt werden, wobei er durch die seitlichen Führungsflächen 119 seitlich fixiert ist. Die Behandlungsvorrichtung 103, ist am besten in Fig. 5 dargestellt. Die Behandlungsvorrichtung 103 weist einen Prozeßbehälter 122 mit einem Überlaufbehälter auf. Der Prozeßbehälter 122 ist mit Behandlungsfluid 125 gefüllt. welches über eine Überlaufkante 127 in den Überlaufbehälter 123 fließt. Der Prozeßbehälter 122 weist unterhalb der Überlaufkante 127 und somit unterhalb des Behandlungfluidniveaus eine Eingangsöffnung 129 sowie eine der Eingangsöffnung gegenüberliegende Ausgangsöffnung 130 auf. An nicht dargestellten Seitenwänden des Prozeßbehälters 122 ist eine Auflagefläche 132 vorgesehen, welche auf der gleichen Höhe liegt wie die Auflagefläche 118 der Basis 102. Die Auflagefläche 132 dient dazu, den Wafer 2 bei seiner Bewegung durch den Prozeßbehälter 122 an den Kanten zu führen.The side walls 107, 108 on the input side are higher than on the output side. The side walls 107, 108 each have a recess facing their other side wall on their input edges, to form a support surface 118 and a lateral guide surface 119. As can be seen in FIG. 1, a semiconductor wafer 2 can, for example, on the Support surface 118 are stored, wherein it is laterally fixed by the lateral guide surfaces 119. The treatment device 103 is best shown in FIG. 5. The treatment device 103 has a process container 122 with an overflow container. The process container 122 is filled with treatment fluid 125. which flows into the overflow tank 123 via an overflow edge 127. The process container 122 has an inlet opening 129 and an outlet opening 130 opposite the inlet opening below the overflow edge 127 and thus below the treatment fluid level. A support surface 132 is provided on the side walls of the process container 122, not shown, which lies at the same height as the support surface 118 of the base 102. The support surface 132 serves to guide the wafer 2 along the edges as it moves through the process container 122.
An einer Ausgangsseite des Prozeßbehälters 122 ist eine Trocknungskammer 135 vorgesehen, in der über Düsen 137, 138 ein Trocknungsfluid auf den durch den Prozeßbehälter 122 geführten Wafer 2 aufgebracht wird. Das Trocknungsfluid ist dabei vorzugsweise ein die Oberflächenspannung des Behandlungsfluids verringerndes Fluid, wodurch eine Trocknung gemäß dem Marangoni-Effekt erfolgt. Weitere Einzelheiten der Behandlungsvorrichtung 103 sind in der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden, und nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 199 34 300.4 mit dem Titel "Vorrichtung zum Behandeln von Substraten" beschrieben, die insofern zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird, um Wiederholungen zu vermeiden.A drying chamber 135 is provided on an outlet side of the process container 122, in which a drying fluid is applied to the wafer 2 guided through the process container 122 via nozzles 137, 138. The drying fluid is preferably a fluid which reduces the surface tension of the treatment fluid, as a result of which drying takes place in accordance with the Marangoni effect. Further details of the treatment device 103 are described in German patent application no. 199 34 300.4, which goes back to the same applicant and has not been published previously and is entitled "Device for treating substrates", which is thus made the subject of the present invention in order to avoid repetitions.
Nun wird die Transportvorrichtung 104 unter Bezugnahme auf die Figur 4 beschrieben. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist im Bereich des Eingangsbereichs 114 der Basis 102 ein Schubmechanismus 140 vorgesehen, der zusammen mit einem Zugmechanismus 142 im Bereich des Ausgangsseitenteils 115 der Basis 102 die Transportvorrichtung bildet. Der Schubmechanismus 140 weist einen Schieber 144 auf, der über ein geeignetes Verbindungselement 145 mit einer an der Seitenwand 108 der Basis 102 befestigten Führungs- und Antriebseinheit 146 verbunden ist. Das Verbindungselement 145 ist in zwei Schienen 148, 149 der Führungs- und Antriebseinheit 146 geführt und wird in geeigneter, nicht näher dargestellter Art und Weise in Richtung der Behandlungsvorrichtung 103 und von dieser weg bewegt. Bei einer Bewegung in Richtung der Behandlungsvorrichtung 103 kommt der Schieber 144 mit einem auf den Auflagen 118 der Seitenwände 107, 108 der Basis 102 abgelegten Wafer 2 in Kontakt und schiebt diesen in Richtung der Behandlungsvorrichtung 103. Am Ende der Auflage 118 der Seitenwände ist eine zusätzliche obere Führung 150 vorgesehen (Fig. 5), die ein Abheben des Wafers von der Auflage 118 beim Eintreten in die Kammer verhindern soll.The transport device 104 will now be described with reference to FIG. 4. As can be seen in FIG. 4, a push mechanism 140 is provided in the area of the input area 114 of the base 102, which together with a pull mechanism 142 forms the transport device in the area of the output side part 115 of the base 102. The push mechanism 140 has a slide 144 which is connected via a suitable connecting element 145 to a guide and drive unit 146 fastened to the side wall 108 of the base 102. The connector 145 is in two Rails 148, 149 of the guide and drive unit 146 are guided and are moved in a suitable, not shown manner in the direction of the treatment device 103 and away from it. When moving in the direction of the treatment device 103, the slide 144 comes into contact with a wafer 2 placed on the supports 118 of the side walls 107, 108 of the base 102 and pushes it in the direction of the treatment device 103. At the end of the support 118 of the side walls there is an additional one Upper guide 150 is provided (FIG. 5), which is intended to prevent the wafer from being lifted off the support 118 when it enters the chamber.
Der Zugmechanismus 142 weist zwei gegenüberliegende Seitengreifer 152, 153, sowie einen vordere Greifer auf, der in Fig. 4 nicht zu sehen ist.The pulling mechanism 142 has two opposite side grippers 152, 153 and a front gripper, which cannot be seen in FIG. 4.
Der vordere Greifer ist zu den Seitengreifern 152, 153 in Längsrichtung relativ bewegbar. Die Seitengreifer 152, 153 sind in geeigneter Weise seitlich bewegbar, um aus dem Bewegungspfad des Wafers 2 heraus bewegbar zu sein und ihn nach dem Durchlassen des größten Durchmessers quer zur Bewegungsrichtung des Wafers 2 dahinter seitlich zu greifen.The front gripper is relatively movable in the longitudinal direction relative to the side grippers 152, 153. The side grippers 152, 153 can be moved laterally in a suitable manner in order to be able to move out of the movement path of the wafer 2 and to grip it laterally after the passage of the largest diameter transversely to the direction of movement of the wafer 2.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, greifen die Seitengreifer 152 und 153 den Wafer 2 in einem Seitenbereich von oben und von unten. Hierdurch ist es möglich, den Wafer ohne einen zusätzlichen vorderen Greifer allein durch die zwei Seitengreifer zu fixieren. Beim zusätzlichen Vorsehen des vorderen Greifers ist es jedoch auch möglich, daß die Seitengreifer 152, 153 wie auch der vordere Greifer den Wafer 2 nicht oben und unten führen, sondern nur eine Auflagekante definieren, auf der der Wafer aufliegt. Durch Vorsehen der drei Greifer wäre trotzdem ein sicherer Halt gewährleistet.As shown in FIG. 4, the side grippers 152 and 153 grip the wafer 2 in a side region from above and from below. This makes it possible to fix the wafer by means of the two side grippers alone without an additional front gripper. With the additional provision of the front gripper, however, it is also possible that the side grippers 152, 153 and the front gripper do not guide the wafer 2 above and below, but rather only define a support edge on which the wafer rests. Providing the three grippers would still ensure a secure hold.
Der Betrieb der Transportvorrichtung 104 wird nun unter Bezugnahme auf Fi- gur 4 beschrieben. Vor einer Behandlung in dem Behandlungsbehälter 103 wird ein Wafer 2 auf der Auflage 118 der Seitenwände 107, 108 der Basis 102 abgelegt. Anschließend wird der Schieber 144 mit dem Wafer 2 in Kontakt gebracht und schiebt ihn in Richtung der Behandlungsvorrichtung 103. Dann schiebt der Schieber 144 den Wafer 2 in die Behandlungsvorrichtung 103 ein, wo er auf den Auflageflächen 132 im Prozeßbehälter 122 geführt ist. Ein Führungsende des Wafers 2 kommt mit dem vorderen Greifer in Eingriff, und wird durch diesen Aufgenommen. Die seitlichen Greifer 152, 153 sind aus dem Bewegungspfad des Wafers 2 durch eine seitliche Bewegung herausbewegt.The operation of the transport device 104 will now be described with reference to FIG. 4. Before treatment in the treatment container 103, a wafer 2 is placed on the support 118 of the side walls 107, 108 of the base 102. The slide 144 is then brought into contact with the wafer 2 and pushes it in the direction of the treatment device 103. Then the slide 144 pushes the wafer 2 into the treatment device 103, where it is guided on the support surfaces 132 in the process container 122. A leading end of the wafer 2 engages with and is picked up by the front gripper. The lateral grippers 152, 153 are moved out of the movement path of the wafer 2 by a lateral movement.
Nun schiebt der Schieber 144 den Wafer 2 so weit durch die Behandlungsvorrichtung 103, bis der Schieber 144 kurz vor der Behandlungsvorrichtung 103 steht. Bevor der Schieber 144 in die Behandlungsvorrichtung 103 eintritt wird er gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt haben sich jedoch die Seitengreifer 152, 153 in Kontakt mit dem Wafer 2 bewegt und den Wafer 2 hinter seinem größten Durchmesser quer zu seiner Bewegungsrichtung ergriffen und ziehen nun den Wafer durch die Behandlungsvorrichtung 103 hindurch. Dabei ist die Zugbewegung durch die Seitengreifer 152, 153 mit der Schubbewegung des Schiebers 144 derart synchronisiert, daß der Wafer 2 gleichmäßig durch die Behandlungsvorrichtung 103 hindurchbewegt wird. Sobald der Wafer 2 durch die Seitengreifer 152, 153 ergriffen ist, wird der Schieber 144 zurückbewegt, so daß ein neuer Wafer 2 abgelegt werden kann.Now the slide 144 pushes the wafer 2 through the treatment device 103 until the slide 144 is just in front of the treatment device 103. Before the slide 144 enters the treatment device 103, it is stopped. At this time, however, the side grippers 152, 153 have moved in contact with the wafer 2 and have gripped the wafer 2 behind its largest diameter transversely to its direction of movement and are now pulling the wafer through the treatment device 103. The pulling movement by the side grippers 152, 153 is synchronized with the pushing movement of the slide 144 in such a way that the wafer 2 is moved uniformly through the treatment device 103. As soon as the wafer 2 is gripped by the side grippers 152, 153, the slide 144 is moved back so that a new wafer 2 can be deposited.
Um eine gute Synchronisation der Bewegung des Schiebers 144 mit der Bewegung der Seitengreifer 152, 153 in Bewegungsrichtung des Wafers 2 zu erreichen, sind sie vorzugsweise über eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben und an diese ankoppelbar und von dieser abkoppelbar. Alternativ können jedoch auch zwei separate, aber synchronisierte Antriebsvorrichtungen vorgesehen werden.In order to achieve a good synchronization of the movement of the slide 144 with the movement of the side grippers 152, 153 in the direction of movement of the wafer 2, they are preferably driven via a common drive shaft and can be coupled to and decoupled therefrom. Alternatively, however, two separate but synchronized drive devices can also be provided.
Obwohl der Behandlungsbehälter 103 gemäß Fig. 4 eine rechteckige Form in Bewegungsrichtung der Substrate aufweist, kann er natürlich auch die in den Figuren. 2 und 3 dargestellte Pfeilform aufweisen, die ein näheres Heranfah- ren der Schubeinheit an die Zugeinheit ermöglicht. Auch ist es möglich zwei Behandlungsbehälter direkt benachbart anzuordnen, wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. Dabei ist zu beachten, daß die Behandlungsbehälter in Bewegungsrichtung des Wafers 2 eine kombinierte Breite aufweisen, die kleiner ist als der Durchmesser des Wafers 2 und bevorzugt kleiner als der halbe Durchmesser des Wafers, um eine Übergabe zwischen der Schubeinheit und der Zugeinheit zu gewährleisten, ohne daß eine der beiden Einheiten in einen der Behandlungsbehälter eingreifen muß. Statt einer pfeilförmigen Behandlungsvorrichtung 103 sind natürlich auch andere Formen der Behandlungsvorrichtung denkbar, welche bei gleichbleibender Breite der Kammer in Behand- lungsrichtung ein näheres Heranfahren der Schubeinrichtung an die Zugeinrichtung erlauben, wie beispielsweise ein Behandlungsbehälter mit einer Bo- genform.4 has a rectangular shape in the direction of movement of the substrates, it can of course also be that in the figures. 2 and 3 have the arrow shape shown, which enables a closer approach of the thrust unit to the traction unit. It is also possible to arrange two treatment containers directly adjacent to one another, as indicated in FIGS. 1 and 2. It should be noted that the treatment containers in the direction of movement of the wafer 2 have a combined width that is smaller is than the diameter of the wafer 2 and preferably smaller than half the diameter of the wafer in order to ensure a transfer between the pushing unit and the pulling unit without one of the two units having to engage in one of the treatment containers. Instead of an arrow-shaped treatment device 103, other forms of the treatment device are of course also conceivable, which, with the width of the chamber remaining the same in the treatment direction, allow the pushing device to approach the pulling device closer, such as a treatment container with a curved shape.
Obwohl die Vorrichtung zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde ist sie nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind Kombinationen der Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele möglich. Insbesondere sind zwischen den Behandlungsstationen unterschiedliche Transporteinheiten möglich. Auch für die Bewegung der Substrate durch die Behandlungsbehälter kann ein unterschiedlicher Bewegungsmechanismus vorgesehen werden. Statt der dargestellten Behandlungsstationen mit mit Behandlungsfluid gefüllten Behandlungsbehältern können beispielsweise auch Bürstenreinigungsstationen, Spin- Trockner, Belackungsstationen, etc. oder eine Kombination dieser Stationen verwendet werden, wobei die Substrate vorzugsweise in allen Behandlungsstationen einzeln behandelt und in einer gleichbleibenden Ausrichtung gehalten werden. Although the device was previously described on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to the specifically illustrated exemplary embodiments. In particular, combinations of the features of the different exemplary embodiments are possible. In particular, different transport units are possible between the treatment stations. A different movement mechanism can also be provided for the movement of the substrates through the treatment containers. Instead of the treatment stations shown with treatment containers filled with treatment fluid, brush cleaning stations, spin dryers, coating stations, etc. or a combination of these stations can be used, for example, the substrates preferably being treated individually in all treatment stations and kept in a constant orientation.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1) zum Behandeln von Substraten (2) , insbesondere von Halbleiterwafern, mit wenigstens zwei separaten Behandlungsstationen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstationen (4, 5) über Eck angeordneten sind und wenigstens eine Transporteinheit zwischen den Behandlungsstationen zum Transport der Wafer über Eck vorgesehen ist.1. Device (1) for treating substrates (2), in particular semiconductor wafers, with at least two separate treatment stations (4, 5), characterized in that the treatment stations (4, 5) are arranged at a corner and at least one transport unit between the Treatment stations for transporting the wafers across the corner is provided.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinheit wenigstens zwei im wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander angeordnete Lineartransporteinrichtungen aufweist.2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the transport unit has at least two linear transport devices arranged substantially at right angles to one another.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Übergabe- Station (36) zur Übergabe der Substrate zwischen den Lineartransporteinrichtungen.3. Device (1) according to claim 2, characterized by a transfer station (36) for transferring the substrates between the linear transport devices.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Spüleinheit zwischen den Behandlungs- Stationen.4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one rinsing unit between the treatment stations.
5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinheit wenigstens eine auf die Substrate gerichtete Fluiddüse aufweist.5. The device (1) according to claim 4, characterized in that the flushing unit has at least one fluid nozzle directed towards the substrates.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einzige, stationäre Handhabungsvorrichtung (20) zum Be- und Entladen der Vorrichtung (1).6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a single, stationary handling device (20) for loading and unloading the device (1).
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß wenigstens eine Behandlungsstation wenigstens einen in einer Gasatmosphäre angeordneten, ein Behandlungsfluid enthaltenden Behandlungsbehälter mit wenigstens zwei unterhalb einer Behand- lungsfluidoberfläche liegenden Öffnungen zum linearen Durchführen der Substrate aufweist.7. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one treatment station has at least one treatment container arranged in a gas atmosphere and containing a treatment fluid, with at least two treatment containers below one tion fluid surface lying openings for linear passage of the substrates.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter in Durchführrichtung der Substrate eine Breite aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser der Substrate.8. The device (1) according to claim 7, characterized in that the treatment container in the feed-through direction of the substrates has a width which is smaller than the diameter of the substrates.
9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Behandlungsbehälters in Bewegungsrichtung des Substrats kleiner ist als der halbe Durchmesser des Substrats.9. Device (1) according to one of claims 7 or 8, characterized in that the width of the treatment container in the direction of movement of the substrate is smaller than half the diameter of the substrate.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch wenigstens zwei im wesentlichen direkt aufeinanderfolgende Behandlungsbehälter, deren gemeinsame Breite in Bewegungsrichtung des Sub- strats kleiner ist als der Durchmesser des Substrats.10. The device (1) according to any one of claims 7 to 9, characterized by at least two essentially directly successive treatment containers, the common width in the direction of movement of the substrate is smaller than the diameter of the substrate.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine in Bewegungsrichtung des Substrats vor dem Behandlungsbehälter angeordneten ersten Transporteinrichtung zum teilweisen Be- wegen des Substrats durch den Behandlungsbehälter, und eine in Bewegungsrichtung des Substrats hinter dem Behandlungsbehälter angeordnete zweite Transporteinrichtung zum Aufnehmen der Substrate und zum Ziehen derselben durch den Behandlungsbehälter.11. The device (1) according to one of claims 7 to 10, characterized by a first transport device arranged in the direction of movement of the substrate in front of the treatment container for partially moving the substrate through the treatment container, and a second transport device arranged in the direction of movement of the substrate behind the treatment container for picking up the substrates and pulling them through the treatment container.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Transporteinrichtung wenigstens einen vorderen Substratgreifer und einen hinteren Seitengreifer aufweist, um das Substrat dazwischen aufzunehmen.12. The device (1) according to claim 11, characterized in that the second transport device has at least one front substrate gripper and a rear side gripper to receive the substrate therebetween.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zwei quer zur Bewegungsrichtung des Substrats bewegbare hintere Seitengreifer. 13. The device (1) according to claim 12, characterized by two transverse side grippers movable transversely to the direction of movement of the substrate.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Seitengreifer das Substrat hinter seinem größten Durchmesser quer zu seiner Bewegungsrichtung greifen.14. The device (1) according to one of claims 11 or 12, characterized in that the rear side grippers grip the substrate behind its largest diameter transversely to its direction of movement.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung für die erste Transporteinrichtung und wenigstens die hinteren Seitengreifer der zweiten Transporteinrichtung.15. The device (1) according to any one of claims 11 to 14, characterized by a common drive device for the first transport device and at least the rear side grippers of the second transport device.
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Transporteinrichtung und wenigstens die hinteren Seitengreifer der zweiten Transporteinrichtung an die gemeinsame Antriebsvorrichtung ankoppelbar und von ihr abkoppelbar sind.16. The device (1) according to claim 15, characterized in that the first transport device and at least the rear side grippers of the second transport device can be coupled to and uncoupled from the common drive device.
17. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter einen gegenüber seinen Randbereichen in Bewegungsrichtung des Substrats versetzten Teilbereich aufweist.17. The device (1) according to any one of claims 7 to 16, characterized in that the treatment container has a partial region offset in relation to its edge regions in the direction of movement of the substrate.
18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter in der Ebene des Substrats eine Pfeilform aufweist.18. Device (1) according to one of claims 7 to 17, characterized in that the treatment container has an arrow shape in the plane of the substrate.
19. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Behandlungsbehälter in Bewegungsrichtung des Substrats eine gleichmäßige Breite aufweist.19. Device (1) according to one of claims 7 to 18, characterized in that the treatment container has a uniform width in the direction of movement of the substrate.
20. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 bis 19, gekennzeichnet durch einen Be- handlungsfluid-Einlaß unterhalb der Öffnungen und einem Überlauf ober- halb der Öffnungen.20. Device (1) according to claim 7 to 19, characterized by a treatment fluid inlet below the openings and an overflow above the openings.
21. Vorrichtung (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf höhenverstellbar ist. 21. The device (1) according to claim 20, characterized in that the overflow is adjustable in height.
22. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Unterdruckes in einem oberhalb der Behandlugsfluidoberfläche gebildeten Raum im Behandlungsbe- hälter.22. Device (1) according to one of claims 7 to 21, characterized by a device for generating a negative pressure in a space formed above the treatment fluid surface in the treatment container.
23. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch eine eine Ausgangsöffnung des Behandlungsbehälters umgebende Trocknungskammer mit einer Einrichtung zum Einleiten eines die Ober- flächenspannung des Behandlungsfluids verringernden Fluids.23. Device (1) according to one of claims 7 to 22, characterized by a drying chamber surrounding an outlet opening of the treatment container with a device for introducing a fluid that reduces the surface tension of the treatment fluid.
24. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch unterschiedliche Behandlungsfluids in separaten Behandlungsstationen.24. The device (1) according to one of the preceding claims, characterized by different treatment fluids in separate treatment stations.
25. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Behandlungsstationen linear zueinander angeordnet sind und wenigstens eine dritte Behandlungsstation über Eck zu den anderen angeordnet ist. 25. The device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two treatment stations are arranged linearly to one another and at least one third treatment station is arranged corner to the other.
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