WO1994000622A1

WO1994000622A1 - Anlage zur behandlung von objekten unter reinluftraum-bedingungen

Info

Publication number: WO1994000622A1
Application number: PCT/EP1993/001537
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Pokorny; Reinhard Mordau; Burkhard Müller; Lothar Bartz
Original assignee: Pokorny Gmbh
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1994-01-06
Also published as: AU4326893A; DE4220827A1

Abstract

Bei einer Anlage zur Behandlung von Objekten unter Reinluftraum-Bedingungen in wenigstens einer Prozeßkammer (1) mit Fluidein- und auslässen (4, 5, 15, 21, 24, 31), einem Kammertopf (3) und einem abnehmbaren Kammerdeckel (2) läßt sich eine automatische, mehrstufige Behandlung eines Objekts (11) nach dem Einkammer-Prinzip dadurch durchführen, daß die Prozeßkammer (1) zur Durchführung mehrerer Verfahrensschritte für die Behandlung der Objekte (11) ausgebildet ist. Das Objekt (11), beispielsweise ein Wafer, ist in der Prozeßkammer (1) vorzugsweise auf einem sich drehenden Objektträger (13) derart angeordnet, daß eine gleichzeitige Behandlung beider Seiten mit Fluids möglich ist.

Description

Anlaσe zur Behandlung von Objekten unter Reinluftraum- Bedingungen

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung von Ob¬ jekten unter Reinluftraum-Bedingungen in wenigstens einer Prozeßkammer mit Fluidein- und auslassen, einem Kam er- topf und einem abnehmbaren Kammerdeckel.

Eine derartige Anlage ist aus der DE-A-37 07 672 für die Behandlung von afern zur Chipherstellung in einer Epita¬ xieanlage bekannt. Die bekannre Epitaxieanlage umfaßt eine Reaktionskammer, in der Waferscheiben einer Gas¬ phasen-Epitaxie unterzogen werden, um auf den Wafern eine Epitaxieschicht unter Reinluftraum-Bedingungen auf¬ zubringen. Eine Mehrfachbehandlung der Wafer in der Reaktionskammer ist jedoch nicht möglich. Darüber hinaus können die Wafer auch nur auf einer Seite behandelt wer¬ den, da sie flächenhaft auf einem Waferträger aufliegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Behandlung von Objekten unter Reinluftraum- Bedingungen in wenigstens einer Prozeßkammer zu schaffen, die eine umfängliche, mehrstufige Behandlung des Objekts nach dem Einkammerprinzip ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- löst, daß die Prozeßkammer zur Durchführung mehrerer

Verfahrensschritte zur Behandlung der Objekte ausgebildet ist. Das zu behandelnde Objekt, beispielsweise ein Wafer, eine Solarzelle oder ein anderes unter Reinluftraum- Bedingungen zu behandelndes Objekt, kann daher verschie- denen Behandlungsverfahren und Behandlungsschritten in derselben Kammer unterzogen werden, ohne daß es für die einzelnen Verfahrensschritte aus der Kammer entfernt und in eine andere Kammer gebracht werden muß. Dadurch ergibt sich ein sehr flexibles, anpaßbares und steuerbares Be¬ handlungsverfahren nach dem Einkammerprinzip mit dem Vor- teil einfacher Handhabung und einer hohen Produktivität.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Prozeßkammer zur Durchführung von Reinigungs-, Ätz- und/oder Spülungsvorgängen ausgebildet, die auf die Kam- mer, aber auch auf die zu behandelnden Objekte angewandt werden kann. Zwischen den einzelnen Behandlungsschritten für die Objekte ist es daher möglich, Reinigungs-, Ätz- und/oder Spülungsvorgänge zwischenzuschalten, so daß nicht erwünschte und nachteilige Beeinflussungen zwischen den aufeinanderfolgenden Behandlungsvorgängen durch Rest¬ stoffe aus vorausgegangenen Verfahrensschritten vermieden werden. Gegenüber herkömmlichen Verfahren mit Fluidbädern ist eine Behandlung, Spülung und/oder Trocknung der Ob¬ jekte in einem Bruchteil der Zeit (z.B. in 10 sec gegen- über 8 min bei Eintauchbändern) möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsge¬ mäßen Anlage ist an einer Spitze des Kammerdeckels wenig¬ stens ein Fluid-Einlaß vorgesehen. Dieser Fluid-Einlaß ist für das Einführen eines inerten Gases, beispielsweise von N, - gegebenenfalls mit einem gewissen Überdruck - in die Kammer vorgesehen. Mit demselben Fluid-Einlaß oder einem entsprechenden Fluid-Einlaß an der Spitze des Kammerdeckels ist es weiterhin möglich, Spülfluids, etwa Spülgase oder Spülflüssigkeiten, wie beispielsweise war¬ mes oder kaltes deionisiertes Wasser, für die Kammer¬ reinigung bzw. Spülung einzubringen.

Vorzugsweise weist der Kammerdeckel-Fluid-Einlaß eine Düse für das Versprühen von Reinigungsflüssigkeit, Trocknungsgasen und/oder Schutzgasen für den Behandlungs¬ vorgang auf. Die Düse ist dabei vorzugsweise für eine fächerartige Verteilung des Fluids über den gesamten Innenraum und die Innenwandung des Kammerdeckels hinweg ausgebildet.

Sehr vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Wand des Kammerdeckels kegelförmig ist und die Schräge des kegelförmigen Kammerdeckels vorzugsweise im wesentli- chen 45° aufweist. Dadurch ergibt sich eine optimale

Neigung der Deckelwandung für den Ablauf des Fluids, sei es bei der Kammerreinigung und/oder Spülung, sei es für Fluids, die sich während eines Behandlungsprozesses an der Deckelinnenwand absondern oder kondensieren und an der Deckelwandung abfließen können, ohne daß ein uner¬ wünschtes Abtropfen etwa auf das behandelnde Objekt zu befürchten ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Kammerboden des Kammertopfes eine durch ihn hindurchgehende Welle für die Halterung und die Drehung eines Objektträgers auf. Der Objektträger ist mit besonderem Vorteil zur Aufnahme eines flächenhaften Objektes quer zur Welle in einer Ebene parallel zum Kammerboden ausgebildet. Dieses Merkmal ermöglicht es, das Objekt gleichzeitig auf beiden Seiten, nämlich von oben und von unten, zu bearbeiten bzw. zu behandeln.

Vorzugsweise weist der Objektträger wenigstens drei, ins- besondere fünf Trägerarme mit Auflagestellen für das

Objekt auf, so daß das von unten auf das zu behandelnde Objekt aufzubringende Fluid gleichmäßig auf die Objekt¬ fläche verteilt werden kann. Die Trägerarme sind dabei vorzugsweise so gestaltet, daß sie für das aufzubringende Fluid strömungsgünstig sind und eine Fluidverwirbelung im wesentlichen nicht auftritt. Für eine strömungsgünstige, wirbelfreie Halterung des Objekts an den Trägerarmen sollten die Auflagestellen möglichst kleinflächig, vor¬ zugsweise punktförmig sein.

Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Halterung des Objekts auf dem Objektträger ist in der parallelen Pa¬ tentanmeldung P beschrieben, die auf dieselbe

Anmelderin und denselben Erfinder zurückgeht, und die bei der erfindungsgemäßen Anlage mit Vorteil verwendet werden kann. Um Wiederholungen insofern zu vermeiden, wird auf diese Patentanmeldung Bezug genommen.

Vorzugsweise ist die für die Halterung und Drehung des Objektträgers eine einen Fluideinlaß bildende Hohlwelle vorgesehen. Zur definierteren, besseren und gleichmäßige¬ ren Verteilung des durch die Hohlwelle in die Kammer oder auf die Unterseite des Objekts gelangenden Fluids endet die Hohlwelle prozeßkammerseitig in einer Fluiddüse, durch die das Fluid auf die dem Kammerboden zugewandte Seite des Objekts gesprüht wird. Alternativ kann die

Fluiddüse auch auf einem sich nicht drehenden Rohr inner¬ halb der Hohlwelle angebracht sein.

Vorzugsweise ist die Hohlwelle, das Rohr innerhalb der Hohlwelle, die Fluiddüse und/oder der Objektträger aus einem Material hergestellt oder beschichtet, das gegen¬ über dem in der Prozeßkammer zu verwendeten Fluid wider¬ standsfähig ist. Insbesondere bestehen die genannten Bau¬ teile aus Stahl und sind mit einem Kunststoff, insbe- sondere Halar, beschichtet.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem die Welle umgebenden, mit einem Fluid gefüllten Kanal etwa im Kammerboden, in dem sich ein an der Welle ausgebildeter Ring dreht. Auf diese Weise er¬ gibt sich eine sichere, den Reinluftraum-Bedingungen ent- sprechende Abdichtung der Welle, ohne eine reibende Dich¬ tung, so daß keine Partikel, die den Reinstluftraum kon¬ taminieren könnten, entstehen. Das Fluid ist vorzugsweise deionisiertes Wasser, das im Fluidbad kontinuierlich aus- getauscht bzw. umgewälzt wird, beispielsweise dadurch, daß die Fluiddichtung über Bohrungen kontinuierlich ge¬ speist wird. Das Fluid fließt dann über die Kanalränder ab, so daß ein stetiger Fluidaustausch stattfindet. Da deionisiertes Wasser zur Vermeidung von Bakterienbildung ohnehin umgewälzt werden sollte, kann dies kostengünstig durch das in der Gesamtanlage überschüssige Wasser über die Fluiddichtung geleitet werden.

Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin- düng besteht in wenigstens einem Fluidarm zum Beauf¬ schlagen von Fluid auf die dem Kammerdeckel zugewandte Fläche des auf dem Objektträger gehalterten Objekts.

Mit dem Fluidarm bzw. den Fluidar en ist eine Bearbeitung bzw. Behandlung der Oberseite des Objektes und mit der Zuleitung eines Fluids durch die Hohlwelle ist über die Fluiddüse im Spindelstock eine Bearbeitung bzw. Behand¬ lung der Unterseite des Objekts nacheinander, aber auch gleichzeitig möglich. Durch die getrennte Beaufschlagung des Objektes etwa mit unterschiedlichen Fluids auf der Vorder- und Rückseite des Objekts besteht auch die Mög¬ lichkeit der Entkopplung für die Vorseiten- und Rücksei¬ tenbehandlung. Im Falle der Behandlung eines Wafers ist es zum Beispiel möglich, auf der Vorder- oder Oberseite das Lackstrippen mit einem über den Fluidarm aufgebrach¬ ten Fluid vorzunehmen und die Unter- bzw. Rückseite des Objekts mit einem Fluid, beispielsweise deionisierten Wasser gleichzeitig zu spülen, das über die Hohlwelle von unten auf das Objekt gesprüht wird. Bei dieser Anwen- dungsform besteht der Vorteil darin, daß ein Schutzlack für die Rück- bzw. Unterseite des Objekts nicht erforder¬ lich ist.

Die Verwendung des Fluidar s und der Sprühdüse weist auch den Vorteil auf, daß der Fluidverbrauch im Vergleich zu Verfahren mit Eintauchbädern sehr gering ist und auf ein¬ fache Weise gesteuert werden kann.

Vorzugsweise ist der Fluidarm zur Verbindung mit einem Fluidbehalter durch den Kammerboden geführt. Der Fluidarm ist vorteilhafterweise drehbar angebracht, so daß er über das Objekt verschwenkt werden kann und dadurch bei gerin¬ gem Fluidbedarf eine sehr gleichmäßige Verteilung des Fluids über die Objektfläche hinweg möglich ist.

In entsprechender Weise wie bei der Welle zur Halterung und Drehung des Objektträgers ist auch beim schwenkbaren Fluidarm, der etwa durch den Kammerboden hindurchgeht, ein den Fluidarm umgebender, mit einem Fluid gefüllter Kanal vorteilhafterweise vorgesehen, indem sich ein am

Fluidarm ausgebildeter Ring dreht. Auch hierbei kann das Fluid in der Fluiddichtung wieder einer Zwangsumwälzung ausgesetzt sein, um eine optimale, Reinluftraum-Bedingun¬ gen erfüllende Dichtung zu gewährleisten.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsge¬ mäßen Anlage besteht in einem ringförmigen Fluidauffang¬ kanal im Umfangsbereich der Kammer. Da sich das zu behan¬ delnde Objekt mit dem Objekttäger dreht, wird das sich auf dem Objekt befindende vorzugsweise flüssige Fluid ra¬ dial von der Objektfläche geschleudert und trifft auf die schräge Innenwand des Kammerdeckels auf, an der es in den Fluidauffangkanal abfließt.

Der Fluidauffangkanal ist daher vorzugsweise auf der In¬ nenseite im unteren Teil des Kammerdeckels ausgebildet. Der Fluidauffangkanal kann getrennt hergestellt und da¬ nach mit dem Prozeßkammerdeckel verbunden, beispielsweise angeschweißt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung senkt sich der Fluidauffangkanal über seinen Umfang hinweg in Drehrichtung des Objektträgers spiral¬ förmig ab. Dadurch wird der Drehimpuls des vom zu bear¬ beitenden Objekt abgeschleuderten Fluids ausgenutzt. Vor- teilhaft ist es in diesem Zusammenhang, daß der Fluidauf¬ fangkanal einen einzigen Abfluß an seiner tiefsten Stelle aufweist. Dadurch ist die Fluidabführung einfach und der Abfluß kann auch einen relativ großen Durchmesser aufwei¬ sen.

Dem Abfluß des Fluidauffangkanals ist vorzugsweise eine Anordnung zur Fluidseparierung nachgeschaltet, wobei diese Fluidseparierungsanordnung vorzugsweise eine Ven¬ tilbatterie zur getrennten Weiterleitung unterschied- licher Fluids aufweist. Dadurch ist die Wiedergewinnung und Aufbereitung der unterschiedlichen Fluids möglich. Beispielsweise ist die Aufteilung des Fluids durch die Ventilbatterie auf verschiedene Leitungen, beispielsweise eine Leitung für heiße Säuren, eine Leitung für fluorhal- tige Medien, und eine Leitung für Neutralisationsfluids möglich, wenn die Anlage beispielsweise für die Bearbei¬ tung und Behandlung von Wafern eingesetzt wird.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin- düng besteht darin, daß der Kammerboden einen Ringkanal aufweist. Dieser Ringkanal dient der Abführung flüssiger Fluids, die insbesondere für die Kammerreinigung und - spülung eingesetzt werden, aber auch für die Abführung von Fluids, die von unten durch die Hohlwelle auf das Ob- jekt aufgesprüht werden. Der Ablauf des Fluids wird da¬ durch noch verbessert, daß sich der Kammerboden- Ringkanal über seinen Umfang hinweg spiralförmig zum Ringkanalabfluß hin absenkt.

Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß Absaugöffnungen für gasförmiges Fluid in der Prozeßkammer vorgesehen sind. Durch diese Absaugöffnungen kann während des Prozesses anfallende chemisch kontami¬ nierte Luft oder chemisch kontaminierter Stickstoff abge¬ saugt werden, die bzw. der etwa über den wenigstens einen Fluideinlaß eines speziellen Kammerdeckels eingebracht wird, wenn der Prozeß etwa unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.

Die Absaugöffnungen sind vorzugsweise als regelmäßig auf den Kreisumfang verteilte Bohrungen im Außenbereich des Kammerbodens, und dort insbesondere auf Höhe des Ab¬ spritzkragens des Kammerdeckels vorgesehen. Bevor der Prozeßkammerdeckel nach Beendigung des Behandlungs- oder Bearbeitungsverfahrens angehoben wird, erfolgt Vorzugs- weise eine stärkere Absaugung. Dadurch werden anhaftende Tröpfchen am Prozeßkammerdeckel auf Grund erhöhter Strömungsgeschwindigkeit in den Bohrungen entfernt. Der Volumenstrom der Absaugung ist dabei vorzugsweise ein¬ stellbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das abgesaugte Fluid über einen Tropfenabscheider geführt und die Abluftentsorgung ist an eine vorhandene Abluft¬ anlage angeschlossen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Prozeßkammer in einem Reinluftraum angeordnet, der vorzugsweise zusätzlich eine Handhabungsstation zum Einbringen und Entnehmen der Objekte in die bzw. aus der Prozeßkammer aufweist. Im

Reinluftraum ist vorzugsweise weiterhin ein Carrier ein- setzbar, in dem sich die zu behandelnden Objekte, bei¬ spielsweise Wafer, befinden, und der aus einer sogenann¬ ten SMIF-Box entnommen wird, die einen abgeschlossenen Reinluftraum zum Transport der Objekte darstellt.

Vorzugsweise wird der Reinluftraum von einem Schutzfluid, vorzugsweise gereinigter Luft oder einem inerten Gas durchströmt.

Je nach den Anwendungsformen sind mehrere Reinlufträume modulartig zu einer Behandlungsanlage kombiniert, so daß dann, wenn die zu behandelnden Objekte nacheinander wei¬ teren Bearbeitungsverfahren unterzogen werden sollen, sie durch die Handhabungsstationen von einem Reinluftraum in den anderen transportiert werden können, ohne daß sie mit dem Außenbereich in Berührung kommen oder mit SMIF-Boxen transportiert werden müssen. Dadurch ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau mit kleinem Volumen, was im Hinblick auf die hohen Unterhaltungskosten sehr vorteilhaft ist. Die Kosten für die Unterhaltung von Reinlufträumen betragen nämlich pro Quadratmeter und pro Jahr ca. DM 10 000.—.

Vorzugsweise ist den einzelnen Reinlufträumen ein Rein¬ luft- bzw. Schutzgasaufbereitungsmodul, ein Reinluft- bzw. Schutzgasführungsmodul und/oder ein Fluidmodul für die in der Prozeßkammer erfolgende Fluid-Behandlung der Objekte zugeordnet. Jeder Reinluftraum mit den genannten Modulen stellt also eine selbsttätige Einheit dar, die nach Belieben und entsprechend den Anwendungsfällen kom- biniert und aneinandergereiht werden kann.

Die erfindungsgemäße Anlage ist sowohl für trockene als auch nasse, aber auch kombinierte chemische Behandlungs¬ und Bearbeitungsverfahren geeignet. Bei der Behandlung von Wafern ist die Behandlung der Vorder- und Rückseite des Wafers unabhängig voneinander möglich, wobei der Wafer beidseitig und unabhängig voneinander geätzt, ge¬ spritzt und/oder gereinigt werden kann.

Insbesondere folgende Einzelprozesse sind auf der Vorder¬ bzw. Oberseite des Wafers möglich: Das Entfernen von Lack (Resist Strip) , das Entfernen einer Oxidschicht, die De¬ kontamination, die Spülung, beispielsweise mit deioni¬ siertem heißen oder kaltem Wasser, die Trocknung bei¬ spielsweise mit Stickstoff oder IPA-Dampf.

Auf der Rückseite sind die Vorgänge der Oxidschichtent¬ fernung (Oxid strip) , der Spülung etwa mit heißem oder kaltem deionisiertem Wasser usw. möglich.

Folgende Fluids lassen sich bei der erfindungsgemäßen An¬ lage etwa für die Chipherstellung anwenden: 96%ige Schwe¬ felsäure, 30%iges Wasserstoffperoxid, 2,5%ige Fluor¬ wasserstoff, 37%ige Salzsäure, 2,5 %er Ammoniak, 80 °C heißes oder kaltes deionisierten Wasser, Stickstoff, IPA- Dampf und 85%ige Phosphorsäure und weitere Substanzen.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist die Behandlung oder Bearbeitung von Wafern, Solarzellen und anderer Objekte unter Reinluftraum-Bedingungen möglich.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungs- beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Prozeßkammer für die erfindungsgemäße Anlage in einer schematischen Quer¬ schnittsdarstellung, Fig. 2 eine schematische Funktionsdarstellung der erfin¬ dungsgemäßen Anordnung mit der in Fig. 1 dargestell- ten Porzeßkammer, Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemä¬ ßen Anordnung mit Zusatzmodulen und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit drei modulartig kombinierten erfindurgsgemäßen Anla- gen sowie einer Eingabe- und einer Ausgabeeinheit für die zu behandelnden Objekte am Beispiel der Behandlung von Wafern.

Die in Fig. 1 dargestellte Prozeßkammer 1 der erfindungsgemäßen Anlage weist einen Kammerdeckel 2 auf, der auf einem Kammertopf 3 abnehmbar angebracht ist. An der Spitze des Kammerdeckels 2 befindet sich eine Düse 4 zum Beaufschlagen der Prozeßkammer 1 mit einem Fluid, beispielsweise deionisiertem Wasser oder Stickstoff, etwa für die Kammerreinigung und/oder Spülung. Die Düse 4 ist dabei so ausgebildet, daß sie eine fächerartige Verteilung des Fluids derart sicherstellt, daß das Fluid die Innenwandung des Kammerdeckels 2 auch am obersten Punkt benetzt.

Um die Fluiddüse 4 herum befindet sich eine weitere Ringdüse 5 beispielsweise für das Zuführen eines Schutzfluids, etwa eines Schutzgases in Form von Stickstoff, in der ein Bearbeitungs- oder Behandlungsvorgang des zu behandelnden Objekts in der Prozeßkammer 1 durchgeführt werden soll.

Der Kammerdeckel 2 weist eine Kegelform mit einem Kegelwinkel von 45° auf. Am unteren Ende des kegelförmi- gen Kammerdeckels 2 ist ein ringförmiger

Fluidauffangkanal 6 vorgesehen, der beispielsweise an den Kammerdeckel 2 angeschweißt ist. Ein innerer Ansatz 7 des mit dem Kammerdeckel 2 starr verbundenen Fluidauffangkanal liegt bei aufgesetztem Kammerdeckel 2 auf dem Kammertopf 3 auf. In einem Kammerboden 8 des Kammertopfes 2.j.st eine zen¬ trale Welle 9 angeordnet, die von einer nicht dargestell¬ ten Antriebseinrichtung in Drehbewegung versetzt werden kann und wenigstens drei, vorzugsweise fünf Trägerarme 10 in aquidistantem Abstand zueinander aufweist, von denen in Fig. 1 nur ein Trägerarm sichtbar ist. Auf den Trägerarmen 10 befindet sich ein zu behandelndes Objekt 11, im vorliegenden Fall beispielsweise ein Wafer, das sich mit der Welle 9 und dem Trägerarm 10 in einer Ebene parallel zum Kammerboden 8 dreht. Die Halterung des _ Objektes 11 erfolgt über einen Hebel 12, der sich auf Grund der Zentrifugalkraft an die Außenkante des Objektes 11 andrückt und es sowohl haltert als auch in den Trägerarmen 10 zentriert. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird hinsichtlich der Vorrichtung zur Halterung des

Objekts 11 auf der Welle 9 eines Objektträgers 13 auf die bereits genannte parallele Patentanmeldung verwie¬ sen, auf die Bezug genommen wird. Innerhalb der Welle 9, die sich außerhalb der Kammer selbst abstützt und als Hohlwelle ausgebildet ist, befindet sich ein festes, nicht drehendes Rohr 14, durch dessen zentralen Kanal 15 Fluid in die Kammer auf die Unterseite des Objekts 11 ge¬ sprüht wird. Damit die gesamte untere Fläche des Objekts 11 gleichmäßig und vollständig mit Fluid beufschlagt wird, ist an dem prozeßkammerseitigen Ende des festen Rohrs 14 eine Düse 16 zum breitwinkligen Versprühen des Fluids vorgesehen.

Fig. 1 zeigt weiterhin einen Fluidarm 18, der durch den Kammerboden 8 hindurch in die Prozeßkammer 1 ragt und derart geformt ist, daß sich seine Düse 19 oberhalb des Objekts 11 befindet. Der Fluidarm 18 ist in der Durchführung des Kammerbodens 8 drehbar gelagert. Fluid zur Behandlung der nach oben weisenden Fläche des Objekts 11 wird durch den Fluidarm 18 gepumpt und gelangt über die Düse 19 auf das Objekt 11. Am Kammertopf 3 ist ein Absaugkanal 20 vorgesehen, über dessen Stutzen 21 chemisch kontaminiertes, gasförmiges Fluid, beispielsweise Luft oder Stickstoff, abgesaugt wird. Dazu sind im Kammertopf Bohrungen in vorzugsweise gleichmäßiger Beabstandung zueinander auf dem Umfang des Kammertopfes 3 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich die Öffnungen für das Absaugen dadurch, daß Distanzstücke zwischen der Auflagefläche der Prozeßkammer 1 bzw. dem inneren Ansatz 7 und dem Kammertopf 3 vorgesehen sind, so daß sich dazwischen Öffnungen 22 ergeben, durch die wäh¬ rend des Bearbeitungsvorgangs kontaminierte Luft oder kontaminierter Stickstoff abgesaugt werden.

Der Kammerboden 8 weist einen Ringkanal 23 auf, der sich über seinen Umfang hinweg zu einem Ringkanalabfluß 24 hin absenkt.

Auf dem Kammerboden 8 ist ein die Welle 9 umgebender

Kanal 25 ausgebildet. Ein mit der Welle 9 bzw. dem Objektträger 13 einstückig ausgebildeter Ring 26, der nach unten absteht, dreht sich im Kanal 25, der mit einem Fluid, vorzugsweise mit deionisiertem Wasser, gefüllt ist. Dieses dadurch sich ergebende Fluidbad bildet eine Abdichtung der Welle 9 unter Reinstrau bedingungen. Obgleich dies aus der Figur nicht zu ersehen ist, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mög¬ lich, eine oder mehrere Bohrungen vorzusehen, über die das Fluid kontinuierlich in den Kanal 25 strömt. Das

Fluid läuft dann über den Rand der außenliegenden, tiefe¬ ren Kanalwand in den Kammerboden-Ringkanal 23 ab. Dadurch ergibt sich ein Zwangsumlauf des für die Dichtung vorge¬ sehenen Fluids, so daß eine zuverlässige Dichtung gewähr- leistet ist. Im Zusammenhang mit dem Fluidarm 18 ist die gleiche Anordnung einer Fluidabdichtung vorgesehen, in dem sich in einem den Fluidarm 18 umgebenden Fluidarmkanal 27 ein am Fluidarm 18 fest angebrachter Ring 28 dreht. Der Fluidarmkanal 27 ist dabei wiederum mit einem Dichtungsfluid, beispielsweise deionisiertem Wasser ausgefüllt, das über entsprechende Bohrungen und Zuleitungen einen Zwangsumlauf erfährt und kontinuierlich ausgetauscht wird.

In Fig. 1 ist eine weitere Anordnung 29 zur Anbringung eines weiteren Fluidarms vorgesehen, wenn dies für die beabsichtigte Behandlungsweise erforderlich oder wün¬ schenswert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese zusätzliche Anordnung für einen Fluidarm jedoch mit einem Blindverschluß 30 abgeschlossen und steht außer Funktion.

Wie aus Fig. 1 unmittelbar ersichtlich ist, kann das zu behandelnde Objekt 11 gleichzeitig und unabhängig vonein¬ ander sowohl auf der Oberseite mit einem Fluid über den Fluidarm 18 als auch auf seiner Unterseite mit einem

Fluid beaufschlagt werden, das durch die Hohlwelle 9 in die Prozeßkammer 1 gepumpt wird. Durch die Drehung des Objektträgers 13 und damit des Objektes 11 wird das auf die Flächen des Objektes 11 aufgebrachte Fluid radial ab- geschleudert und gelangt in den Fluidauffangkanal 6, in dem es gesammelt und durch einen Abfluß 31 aus der Prozeßkammer 1 entfernt wird.

Während des Bearbeitungs- bzw. Behandlungsvorgangs wird die über einen Einlaß 4 oder 5 an der Spitze des Kammerdeckels 2 einströmende Fluid, beispielsweise Stickstoff, kontinuierlich über die Öffnungen 22 und den Absaugkanal 20 abgesaugt, um das während des Prozesses kontaminierte Fluid umzuwälzen und abzuführen. In Fig. 2 ist die Beschaltung und Anordnung der erfindungsgemäßen Anordnung unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Prozeßkammer 1 schematisch dargestellt. Aus einem Objektbehälter 32, beispielsweise einem Wafer- Behälter, auch kurz SMIF-Box genannt, wird mit einer Handhabungseinrichtung 33 ein zu behandelndes Objekt 11 in die Prozeßkammer 1 gebracht und dort behandelt bzw. bearbeitet. Hinsichtlich der Prozeßkammer 1 wird auf die Beschreibung in Zusammenhang mit Fig. 1 verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden. Über eine Ventilbatterie 34 werden verschiedene in Fluidbehältern 35 bis 38 vorrätige Fluids entsprechend dem vorgesehenen Behandlungsverfahren über den Fluidarm 18 auf die obere Fläche des Wafers 11 und über die Hohlwelle 9 auf die untere Fläche des Wafers 11 gesprüht. An der Spitze des Kammerdeckels 2 gelangt ein Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, in die Prozeßkammer 1, das bzw. der nach Kontaminierung durch den Behandlungsvorgang über den Absaugkanal 20 abgesaugt und einer Aufbereitungseinrichtung zugeführt wird. Das im wesentliche flüssige Fluid, welches über den

Fluidauffangkanal 6 und dem Kammerbodenringkanal 23 (vgl. Fig. 1) aufgefangen und abgeleitet wird - dies ist in Fig. 2 schematisch durch die Leitung 39 dargestellt - gelangt über eine Ventilbatterie 40 getrennt voneinander in entsprechende Auffangbehälter für die jeweiligen Fluids.

Zur Kammerreinigung und -Spülung wird Spülungs-Fluid, beispielsweise kaltes und/oder heißes deionisiertes Wasser aus entsprechenden Behältern 41,42 über die

Ventilbatterie 34 in die Prozeßkammer 1 gepumpt und wie¬ derum über die Ausgangs-Ventilbatterie 40 zu einem be¬ stimmten Auffangbehälter für dieses Fluid geleitet.

Wie durch Pfeile oberhalb der Anordnung auf der linken Seite von Figur 2 schematisch dargestellt ist, befindet sich der Objektbehälter oder Carrier 32, die Handhabungseinrichtung 33 und die Prozeßkammer 1 in einem Reinluftraum 44, wie er schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Dem Reinluftraum 44 ist ein Luftaufbereitungsmodul 45 mit Ansaugstutzen 46, nicht dargestellten Vorfilter und Druckkammer sowie einem Ventilator 47 und ein Filter 48, sowie ein Luftführungsmodul 49 mit einer Haube 50 und einem Laminator 51, ein Fluidmodul 52 mit der Fluidversorgung, sowie ein Prozeßmodul 53 mit dem Reinluftraum 44 und dem darin befindlichen, in Zusammenhang mit Fig. 2 bereits erläuterten Einrichtungen, zugeordnet.

Die Reinluftraumanordnung gemäß Fig. 3 umfaßt weiterhin einen SMIF-Port mit einer SMIF-Box 54, einem Carrier 32 und einem Hubwerk 55 zum Herausnehmen und Einsetzen der zu behandelnden Objekte aus dem bzw. in den Carrier 32.

Die Reinluft wird über den Luftführungsmodul 49, den Reinluftraum 44 und einen Luftkanal 56 umgewälzt, wobei ein leichter Überdruck im Reinluftraum 44 aufrecht erhal¬ ten wird.

Der Luftaufbereitungsmodul 45 weist den Vorteil auf, daß das Filter 48 derart angeordnet ist, daß es entfernt bzw. ausgetauscht werden kann, ohne daß dadurch die Reinluftraumanordnung selbst geöffnet werden muß. Der Filter 48 ist lediglich in Richtung des dargestellten Pfeils nach links herauszuziehen und durch ein neues Filter zu ersetzen.

In Fig. 4 sind drei erfindungsgemäße in Fig. 3 darge¬ stellte Anordnungen 56,57,58 modulartig zu einer Anlage zusammen-gefaßt. Eine Eingabeeinrichtung 59 mit verschie- denen Carriern 32 enthält die zu behandelnden Wafer 11, die über eine Handhabungseinrichtung 60 dem Reinluftraum 44 der ersten Anordnung 56 zugeführt wird, in der der Wafer 11 dann mit einer Handhabungseinrichtung 33 (vgl. auch Fig. 2) in die Prozeßkammer 1 gebracht bzw. aus ihr wieder heraus gebracht und danach einer weiteren in der Anordnung 7 angeordneten Prozeßkammer 1 zugeführt wird. Dies wiederholt sich bis zur letzten Anordnung 48, aus der der Wafer 11 dann wiederum über eine Ausgabeeinrichtung 61 in die Carrier 32 gelegt wird. Die Bewegungsabläufe zum Transport des Wafers in den Anordnungen 56 bis 58 sind durch punktierte Linien ange¬ deutet.

Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung ermöglicht ein kon¬ tinuierliches und automatisches Bearbeiten und Behandeln der Objekte 11 über mehrere Stationen unter Reinluftraum- Bedingungen hinweg. Selbstverständlich ist es auch mög¬ lich, die in Fig. 4 dargestellte Anlage durch weitere Anordnungen zu erweitern, wenn dies für die Behandlung der Objekte 11 erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche

1. Anlage zur Behandlung von Objekten unter Reinluft- raum-Bedingungen in wenigstens einer Prozeßkammer mit Fluidein- und auslassen, einem Kammertopf und einem abnehmbaren Kammerdeckel, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Prozeß¬ kammer (1) zur Durchführung mehrerer Verfahrens- schritte zur Behandlung der Objekte (11) ausgebildet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzueichnet, daß die Prozeßkammer (1) zur Durchführung von Reini- gungs-, Ätz und/oder Spülungsvorgängen für die Pro¬ zeßkammer (1) und/oder für die zu behandelnden Ob¬ jekte (11) ausgebildet ist.

3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fluideinlaß

(4,5) an der Spitze des Kammerdeckels (2) vorgesehen ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerdeckel-Fluideinlaß (4, 5) eine Düse für das

Versprühen von Reinigungsflüssigkeit, Trocknungsgasen und/oder Schutzgasen für den Behandlungsvorgang auf¬ weist.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Düse zur fächerartigen Verteilung des Fluids über den gesamten Innenraum und über die In¬ nenwand des Kammerdeckels (2) ausgebildet ist.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wand des Kammerdeckels (2) kegelförmig ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die kegelförmige Kammer eckelwand eine Schräge von 45° aufweist.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß der Kammerboden (8) des

Kammertopfes (3) eine durch ihn hindurchgehende Welle (9) für die Halterung und die Drehung eines Objektträgers (10, 13) aufweist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, der Objektträger (10, 13) zur Aufnahme eines flächenhaf¬ ten Objekts (11) quer zur Welle in einer Ebene paral¬ lel zum Kammerboden (8) ausgebildet ist.

10. Trägerarm nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Objektträger (10, 13) wenigstens drei Trägerarme (10) mit Auflagestellen für das Objekt (11) aufweist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen klein sind.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) eine einen Fluideinlaß bildende Hohlwelle ist.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Hohlwelle (9) prozeßka mersei- tig in einer Fluiddüse (16) endet, durch die das Fluid auf die dem Kammerboden (8) zugewandte Seite des Objekts (7) gesprüht wird.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Fluiddüse (16) auf einem sich nicht drehenden Rohr (14) innerhalb der Hohlwelle (9) angebracht ist.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekenn¬ zeichnet durch einen die Welle (9) umgebenden , mit einem Fluid gefüllten Kanal (25) in dem sich ein an der Welle ausgebildeter Ring (26) dreht.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid im Fluidbad (25) konti¬ nuierlich austauschbar ist.

17. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Fluidarm (18) zum Beaufschlagen der dem Kammerdeckel (2) zugewandten Fläche des auf dem Objektträger (10, 13) gehalterten Objekts (11) mit Fluid.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidarm (18) durch den Kammerboden (8) hindurchgeführt ist.

19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Fluidarm (18) drehbar gelagert ist.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekenn¬ zeichnet durch einem den Fluidarm (18) umgebenden, mit einem Fluid gefüllten Kanal (27) , in dem sich ein am Fluidarm (18) ausgebildeter Ring (28) in einem Fluidbad dreht.

21. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Fluidauffangkanal (6) im U fangsbereich der Kammer (1).

22. Anlage nach Anspruch 21, daudurch gekennzeichnet, daß der Fluidauffangkanal (6) auf der Innenseite am unte¬ ren Teil des Kammerdeckels (2) ausgebildet ist.

23. Anordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich der Fluidauffangkanal (6) über seinen Umfang hinweg in Drehrichtung des

Objektträgers (10, 13) spiralförmig absenkt.

24. Anordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidauffangkanal (6) einen einzigen Abfluß (31) an seiner tiefsten Stelle auf¬ weist.

25. Anlage nach einem der Ansprüche 21 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abschluß (31) des Fluidauffangkanals eine Anordnung zur Fluidseparierung nachgeschaltet ist.

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidseparierungsanordnung eine Ventilbatterie zur getrennten Weiterleitung unter¬ schiedlicher Fluids aufweist.

27. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerboden (8) einen Ringkanal (23) aufweist.

28. Anordnung nach Anspruch (27), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kammerboden-Ringkanal (23) über seinen Umfang hinweg spiralförmig zum Ringkanalabfluß (24) hin absenkt.

29. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Absaugöffnungen (22) für gasför¬ miges Fluid.

30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, die Absaugöffnungen (22) als regelmäßig auf dem Kreisumfang verteilte Bohrungen im Außenbereich des Kammertopfes (3) ausgebildet sind.

31. Anlage nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeich¬ net, daß das abgesaugte Fluid über einen Tropfenabscheider geführt ist.

32. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßkammer (1) in einer Reinluftanordnung angeordnet ist.

33. Anlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinluftanordnung eine Handhabungseinrichtung zum Einbringen und Entfernen der Objekte (11) in die bzw. aus der Prozeßkammer (l) aufweist.

34. Anlage nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Reinluftraumordnung von einem Schutzfluid durchströmt wird.

35. Anlage nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzfluid gereinigte Luft ist.

36. Anlage nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzfluid ein inertes Gas ist.

37. Anlage nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinluftraumanordnung ein Luftaufbereitungsmodul, ein Luftführungsmodul und/oder ein Fluidmodul für Fluids zur Behandlung des Objekts in der Prozeßkammer (1) zugeordnet ist.

38. Anlage nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reinluftraumanordnungen modulartig in einer Behandlungsanlage kombiniert sind.