DE69722335T2

DE69722335T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von zu behandelnden Gegenständen

Info

Publication number: DE69722335T2
Application number: DE69722335T
Authority: DE
Inventors: Yuji Kikuchi-Gun Kamikawa; Satoshi Tamana-Gun Nakashima; Kinya Nirasaki-Shi Ueno
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-09-27
Also published as: EP0832697A3; EP0832697A2; US6746543B2; TW411524B; DE69722335D1; CN1185027A; US6050275A; KR19980025069A; EP0832697B1; US6342104B1; US20030159718A1; KR100407869B1; ES2199328T3; CN1149633C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung und ein Reinigungsverfahren, mit welchen zu bearbeitende Objekte, beispielsweise Halbleiterwafer und Glassubstrate für eine LCD-Einheit (LCD: liquid crystal display, Flüssigkristallanzeige) etc. in Chemikalien eingetaucht und gereinigt und anschließend getrocknet werden.
Beispielsweise werden in einem Reinigungsschritt in einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitereinrichtung, wie beispielsweise einen LSI (lange scale integration, hochintegriertes Bauteil) etc., verschiedene Reinigungsvorrichtungen verwendet, um Verunreinigungen auf den Oberflächen der Halbleiterwafer zu entfernen, wie beispielsweise Partikel, organische Verunreinigungen, metallische Unreinheiten usw., und um die Oberfläche des Wafers zu ätzen. In der folgenden Beschreibung werden die Halbleiterwafer einfach kurz als Wafer bezeichnet. Vor allem ist eine Reinigungsvorrichtung der "nassen" Art weit verbreitet aus dem Grund, dass die o. g. Verunreinigungen effektiv entfernt werden können, dass das Ätzen durchgeführt werden kann und eine Batch-Bearbeitung durchgeführt werden kann um den Durchsatz in dem Reinigungsverfahren zu verbessern.
In einer solchen Reinigungsvorrichtung der nassen Art werden die zu reinigenden Wafer einem chemischen Reinigungsvorgang unterworfen (beispielsweise einer Ammoniakbehandlung, einer Fluorwasserstoffbehandlung, einer Schwefelsäurebehandlung, etc.), einem Spülreinigungsvorgang unter Verwendung von reinem Wasser etc., und einem Trocknungsvorgang unter Verwendung von Isopropylalkohol [(CH₃)₂CHOH] oder ähnlichem. Im folgenden wird der Isopropylalkohol als IPA bezeichnet. Die Reinigungsvorrichtung ist außerdem so aufgebaut, dass sie die Chemikalien, das reine Wasser und den IPA in Bearbeitungsreihenfolge Prozessierbädern bzw. einem Trockenraum zuführt. Der o. g. Anordnung ist so ein Batch-Bearbeitungsverfahren, in welchem die Wafer in Blöcken von beispielsweise 50 Plättchen nacheinander in die Prozessierbäder eingetaucht und in dem Trockenraum getrocknet werden, weit verbreitet.
Das Vorsehen der Prozessierbäder und des Trockenraums für jeden Vorgang führt jedoch dazu, dass die Vorrichtung unerwünscht groß wird. Weil es außerdem eine Menge Möglichkeiten gibt, die Wafer in der Vorrichtung zu transportieren, in anderen Worten Möglichkeiten, bei denen die Wafer der Atmosphäre ausgesetzt sind, besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass Partikel an den Wafern anhaften.
Daher sind beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 64-81230 und auch in der Nr. 6-326073 etc. Reinigungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, wobei jeweils die Prozessierbäder und der Trockenraum in einem Körper ausgebildet sind, so dass der oben erwähnte chemische Prozess und Trockenprozess in einer Kammer ausgeführt werden. 1 zeigt ein Beispiel der Reinigungsvorrichtungen in den jeweiligen Veröffentlichungen.
Die dargestellte Reinigungsvorrichtung weist eine Kammer 200 auf, und eine Chemikalie (Flüssigkeit) 202 ist in einem unteren Bereich 201 der Kammer 200 vorhanden. Beim Prozessieren wird ein Wafer W zunächst in die Chemikalie 202 eingetaucht. Anschließend wird der Wafer W aus der Chemikalie 202 herausgezogen und dann dem Trockenprozess unter Verwendung des IPA etc. in einem oberen Bereich 203 der Kammer 200 unterzogen.
Bei dem oben erwähnten Trocknungsvorgang besteht jedoch während des Erhitzens die Möglichkeit, dass eine chemische Atmosphäre, die in einem oberen Bereich der Kammer 200 verbleibt, einen schlechten Einfluss auf den Wafer W während des Trocknungsvorgangs ausübt. Da die Notwendigkeit besteht, die jeweiligen Anforderungen de chemischen und des Trocknungsprozesses gleichzeitig zu erfüllen, ist außerdem der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung begrenzt. Daher ist es schwierig, verschiedene Ideen aufzugreifen, einen Hochgeschwindigkeits-Reinigungsvorgang zu realisieren, eine Miniaturisierung der Kammer usw.. Währenddessen wird während des Trocknungsvorgangs unter Verwendung des o. g. IPA etc. allgemein die Kammer dekomprimiert durch Verwenden einer Vakuumpumpe oder ähnlichem. Da jedoch die Kammer in der wie oben beschrieben aufgebauten Reinigungsvorrichtung, in welcher die chemische Behandlung etc. und der anschließende Trocknungsvorgang zusammen ausgeführt werden, in gewisser Weise ein großes Kapazitätsvolumen haben muss, sind Probleme zu lösen, dass es notwendig ist, eine Wanddicke der Kammer zu steigern, um die Druckdichtheit sicherzustellen, und eine Hochleistungs-Vakuumpumpe ist auch erforderlich.
WO 92/08554 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von gedruckten Leiterplatten. Die Vorrichtung hat eine in einem Gehäuse eingeschlossene Spülkammer und eine Schleuse, die vertikal oberhalb der Spülkammer angeordnet ist und aus einer Trockenkammer besteht. Die Leiterplatten werden mittels einer alkoholischen Reinigungsflüssigkeit gereinigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung und ein Reinigungsverfahren zu schaffen, womit ein zu bearbeitendes Objekt während des Trocknungsvorgangs keinem schädlichen Einfluss von dem chemischen Vorgang her unterliegt.
Es ist das andere Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung zu schaffen, die einen hohen Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung hat, um dadurch die Objekte schnell zu reinigen und die Vorrichtung selbst zu miniaturisieren, sowie ein Reinigungsverfahren, das durch Verwenden dieser Reinigungsvorrichtung durchgeführt werden kann.
Es ist das weitere Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche eine Kapazität der Kammer reduzieren kann, um dadurch eine Wanddicke der Kammer abzusenken sowie eine für die Vakuumpumpe erforderliche Ausgangsleistung, und ein Reinigungsverfahren, das durch Verwenden dieser Reinigungsvorrichtung durchgeführt werden kann.
Es ist das andere Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung und ein Reinigungsverfahren zu schaffen, womit es möglich ist, den Trocknungsvorgang effektiver durchzuführen.
Es ist das andere Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche verhindern kann, dass Oberflächen der Objekte oxidieren.
Es ist das andere Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher ein Prozessierbad und in Trocknungsabschnitt voneinander getrennt sind, um so zu verhindern, dass Nebel etc. von Behandlungsflüssigkeiten in eine Trocknungskammer eintreten, um so eine stabile Trocknungsleistung der Vorrichtung zu erzielen, sowie ein Reinigungsverfahren, das durch Verwenden dieser Reinigungsvorrichtung durchgeführt werden kann.
Dieses Ziel wird erreicht durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10 bzw. 12 bis 20.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Reinigungsvorrichtung;
2 ist eine Reinigungsvorrichtung für Halbleiterwafer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Draufsicht der Reinigungsvorrichtung der 2;
4 ist eine Vorderansicht im Längsschnitt einer Reinigungseinheit der Reinigungsvorrichtung der 2;
5 ist eine andere Seitenansicht im Längsschnitt der Reinigungseinheit der 4;
6 ist eine perspektivische Ansicht der Reinigungseinheit der 4;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Umgebung eines oberen Deckels der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
8 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Deckelantriebsabschnitts der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Drehtüranordnung der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gleittüranordnung der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
11 ist eine Längsschnittansicht, die die Gleittüranordnung der 10 zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Waferführung der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die Düsen und Auslassöffnungen der Reinigungseinheit der 4 zeigt;
14 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Betriebs von Gleichrichtplatten der Reinigungseinheit der 4;
15 ist ein Flussdiagramm des Betriebs der Reinigungseinheit der 4;
16 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1401 in Feder 15;
17 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1402 der 15;
18 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1403 der 15;
19 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1404 der 15;
20 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1405 der 15;
21 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1406 der 15;
22 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1410 der 15;
23 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1411 der 15;
24 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1412 der 15;
25 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1413 der 15;
26 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1416 der 15;
27 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1417 der 15;
28 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Reinigungseinheit der 4 zeigt, entsprechend einem Schritt 1418 der 15;
29 ist eine Draufsicht, die die Gleittüranordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
30 ist eine Draufsicht, die eine andere Position der Gleittüranordnung der 29 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst beschreiben wir nun eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Halbleiterwafern als Beispiel auf welches die Erfindung angewandt wird. In der Beschreibung werden die Halbleiterwafer auch als Wafer bezeichnet. Wie in den 2 und 3 dargestellt, weist die gesamte Reinigungsvorrichtung 1 einen Beladeabschnitt 2 zum Unterbringen der Wafer vor dem Reinigen in Blöcken von Trägern auf, einen Reinigungsabschnitt 3 zum Reinigen der Wafer sowie einen Ausladeabschnitt 4 zum Aufnehmen der Wafer nach dem Reinigen und getrocknet in dem Abschnitt 3 in die Träger C, und zwar jeweils eine vorbestimmte Anzahl in Blöcken von Kassetten. Daher besteht die Reinigungsvorrichtung 1 der Ausführungsform aus drei Bearbeitungsbereichen.
In dem Beladeabschnitt 2 befinden sich ein Standbyteil 6 , in welchem Träger 5 mit einem vorbestimmten Anzahl (beispielsweise 25 Plättchen) vorgereinigter Wafer untergebracht sind, warten, und einen Beladeteil 7, der einen Aufnahmevorgang der Wafer von den Trägern 5 her ausführt, einen Ausrichtevorgang von jeweiligen Ausrichteflächen der Wafer sowie einen Zählvorgang für die Anzahl der Wafer. Außerdem ist der Beladeabschnitt 2 mit einem Transferarm 8 versehen, der die Träger 5 transportiert, welche von außen mittels eines Transportroboters etc. geladen worden sind, und zwar zu dem Standbyteil 6 und auch zwischen dem Standbyteil 6 und dem Beladeteil 7.
In dem Reinigungsabschnitt 3 sind drei Wafertransfereinheiten 11, 12, 13 an der Vorderseite (dieser Seite in 2) des Abschnitts 3 angeordnet, während ein Leitungsbereich 14 auf der Rückseite des Abschnitts 3 durch Trennwände definiert ist, zum Unterbringen von verschiedenen Tanks zum Aufbewahren von Bearbeitungsflüssigkeiten wie beispielsweise Chemikalien und von verschiedenen Leitungen.
Andererseits beinhaltet der Ausladeabschnitt 4 einen Ausladeteil 15 zum Unterbringen der in dem Reinigungsabschnitt 3 in den Trägern 5 gereinigten Wafern, einen Standbyteil 16, in welchem die Träger 5 mit den Wafern warten, und einen Transferarm 17, zum Transportieren der Träger 5 zwischen dem Ausladeteil 16 und dem Standbyteil 17.
Die Reinigungsvorrichtung 1 beinhaltet außerdem einen Trägertransferabschnitt 18, der die in dem Beladeabschnitt 2 entleerten Träger 5 transportiert. Der Trägertransferabschnitt 18 ist mit einem Trägerfördermittel 19 ausgestattet, das oberhalb des Reinigungsabschnitts 2 angeordnet ist, mit einem Trägerlagerabschnitt 20 zum Aufnehmen der entleerten Träger 5 von dem Beladeteil 7 des Beladeabschnitts 2 mittels des Transferarms 8 und zum Lagern der Träger 5 mit und ohne Wafer, und mit einem nicht dargestellten Förderteil, welches die entleerten Träger 5 von dem Trägerfördermittel 19 mittels des Transferarms 17 bei dem Ausladeabschnitt 4 empfängt und die entleerten Träger 5 zu dem Ausladeteil 15 befördert.
Der Reinigungsabschnitt 3 ist mit den folgenden Bädern versehen, in der Reihenfolge von der Seite des Beladeteils 7 aus: einem Spannfutterreinigungs- und Trocknungsbad 22 zum Reinigen und Trocknen eines Waferspannfutters 21 der Wafertransfereinheit; einem chemischen Reinigungsbad 23 zum Entfernen von Verunreinigungen wie beispielsweise organischen Verschmutzungen, metallischen Unreinheiten in Partikelform oder ähnlichem, von der Oberfläche der Wafer durch Verwenden von Chemikalien wie beispielsweise Ammoniumwasserstoffperoxid (NH₄OH/H₂O₂/H₂O); einem Spülreinigungsbad 24 zum Reinigen der in dem Bad 23 gereinigten Wafer mittels beispielsweise reinem Wasser; einem chemischen Reinigungsbad 25 zum Entfernen von metallischen Verunreinigungen auf den Wafern mittels einer Chemikalie wie beispielsweise einer Mischung aus HCl/H₂O₂/H₂O; einem Spülreinigungsbad 26 zum Reinigen der in dem Bad 25 gereinigten Wafer beispielsweise durch reines Wasser; und einer Reinigungseinheit 27 gemäß der Erfindung zum Entfernen eines Oxids auf den Wafern mittels einer Chemikalie (beispielsweise einer Mischung aus HF/ H₂O), zum Reinigen der so gereinigten Wafer durch Spülen (beispielsweise durch reines Wasser) und Trocknen der gereinigten Wafer; und mit einem Spannfutterreinigungs- und Trocknungsrad 28 zum Reinigen und Trocknen von nicht dargestellten Waferspannfuttern der Wafertransfereinheit 13.
Trennplatten 29, 30, 31, 32 befinden sich zwischen dem Beladeteil 7 und dem Spannfutterreinigungs-/Trocknungsbad 22, zwischen dem Spülreinigungsbad 24 und dem Chemikalien-Reinigungsbad 25, zwischen dem Spülreinigungsbad 26 und der Reinigungseinheit 27 sowie zwischen dem Spannfutterreinigungs-/Trocknungsbad 28 und dem Ausladeteil 15. Diese Trennplatten 29, 30, 31, 32 sind dazu angepasst, dass sie sich beim Empfangen und Befördern der Wafer durch Antriebsmechanismen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, nach oben öffnen und nach unten schließen. Dank des Vorhandenseins der Trennplatten 29, 30, 31, 32 ist es möglich zu verhindern, dass die Atmosphäre der Chemikalien in die benachbarten Räume hinein diffundiert.
Wir beschreiben nun den Aufbau der Reinigungseinheit 27 mit Bezug auf die 4 bis 14. Die Reinigungseinheit 27 beinhaltet ein Reinigungsbad 44 als Prozessierbad, das die Bearbeitungsflüssigkeiten von Chemikalien (beispielsweise eine Mischung aus HF/H₂O) und die Spülflüssigkeit (beispielsweise reines Wasser) aufbewahrt und die zu bearbeitenden Wafer in die Flüssigkeiten eintaucht, und eine zylindrische Trockenkammer 42, die oberhalb des Reinigungsbades 41 angeordnet ist, um die von dem Reinigungsbad 41 her transportierten Wafer W zu trocknen.
Das Reinigungsbad 41 beinhaltet eine Waferführung 43 und beispielsweise fünfzig Waferplättchen W, die mittels der Waferführung 43 getragen werden. Außerdem ist das Reinigungsbad 41 auf beiden Seiten seines Bodens mit Düsen 44, 45 zum Ausstoßen der Prozessflüssigkeit für die darin befindlichen Wafer W versehen. Die Düsen 44, 45 können durch Leitungen gebildet werden, die jeweils Einspritzöffnungen haben, ausgebildet in Abständen, die gleich einem Abstand zwischen den benachbarten Wafern W entlang der Richtung der Anordnung der Wafer ist. In die Düsen 44, 45 wird entweder die Chemikalie (beispielsweise die Mischung aus HF/H₂O) oder die Spülflüssigkeit wie beispielsweise reines Wasser (DIW: deionized water, deionisiertes Wasser) von dem Leitungsbereich 14, der in 2 und 3 dargestellt ist, durch einen Umschaltvorgang eines Umschaltventils 46 geführt. Der Umschaltvorgang des Umschaltventils 46 wird gesteuert durch eine nicht dargestellte Steuerung, und zwar mit einer vorbestimmten Taktung. Um die Oxidation der Wafer W zu verhindern, ist bevorzugt, das entlüftete DIW als Spülflüssigkeit zu verwenden.
Außerdem ist in dem Außenumfang des Reinigungsbads 41 ein Sammelbad 47 vorgesehen, um die Bearbeitungsflüssigkeit aufzusammeln, die in dem Reinigungsbad 41 überfließt. Die von dem Sammelbad 47 aufgesammelte Bearbeitungsflüssigkeit ist dazu angepasst, dass sie in den Düsen 44, 45 kreisförmig umläuft, und zwar durch ein Umschaltventil 48, eine Pumpe 49, einen Filter 50 und ein Umschaltventil 51. In dem Umschaltventil 48 wird bestimmt, ob die von dem Sammelbad 47 aufgesammelte Bearbeitungsflüssigkeit auf die oben erwähnte Art und Weise kreisen gelassen oder ob sie abgelassen wird. In dem Umschaltventil 41 wird bestimmt, ob die von dem Sammelbad 47 aufgesammelte Bearbeitungsflüssigkeit kreisen gelassen wird oder ob das DIW zu den Düsen 44, 45 geführt wird, welches auf einen Temperaturbereich zwischen 0°C und einer normalen Temperatur gekühlt worden ist, bevorzugt auf 5°C, und zwar mittels eines Kühlers. Ein Dämpfer 52 befindet sich zwischen der Pumpe 49 und dem Filter 50. Unten in dem Reinigungsbad 41 ist eine Auslassöffnung 53 vorgesehen, um die Bearbeitungsflüssigkeit auszulassen. In dem Umschaltventil 54 wird bestimmt, ob die Bearbeitungsflüssigkeit durch die Auslassöffnung 53 hindurch ausgelassen wird oder nicht.
Währenddessen ist die Trockenkammer 42 oben und unten mit einer rechteckigen oberen bzw. unteren Öffnung 61, 62 zum Empfangen bzw. Ausgeben der Wafer W versehen. Ein geschlossener Deckel 63 liegt auf der oberen Öffnung 61, während eine Schiebetüranordnung 64 und eine Drehtüranordnung 60 bei der unteren Öffnung 62 vorgesehen sind.
Der Deckel 63 besteht aus Kunstharz wie beispielsweise PVC (Polyvinylchlorid) und PP (Polypropylen) etc. und ist wie eine Halbzylinder sowohl innen als auch außen geformt, wie in 6 dargestellt. Eine solche Ausbildung des Deckels 63 führt dazu, dass das Innere der Trockenkammer 42, das mittels des Deckels 63 geschlossen wird, im wesentlichen zylindrisch definiert ist, während verhindert wird, dass ein Strom aus Stickstoffgas etc., der gegen die Wafer W geblasen wird, turbulent ist. Demzufolge kann das Stickstoffgas oder ähnliches gleichmäßig gegen die jeweiligen Wafer W geblasen werden. Wie in 7 dargestellt, ist außerdem ein O-Ring 65 um den Außenumfang der oberen Öffnung 61 herum angeordnet, und außerdem ist ein Paar von Deckelbefestigungsmechanismen 59 auf beiden Seiten der oberen Öffnung 61 vorgesehen, um den Deckel 63 herunterzudrücken, so dass dieser die obere Öffnung 61 sicher verschließt. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Abdichtfähigkeit der Kammer 41 unter der Bedingung, dass die obere Öffnung 61 durch den Deckel 63 verschlossen ist, zu verbessern. An zwei Positionen jeder drehbaren Stange 46 des Befestigungsmechanismus 59 befinden sich Verbindungsplatten 57, welche mit dem Deckel 63 in Eingriff bringbar sind, der die obere Öffnung 61 verschließt. Im Betrieb, wenn jeweilige Drehantriebseinheiten 48 die Stangen 46 drehen, werden die Verbindungsplatten 57 in Kontakt mit dem Deckel 63 gebracht, so dass er fest gegen den Außenumfang der Öffnung 61 gezwungen wird.
In der Nähe der Trockenkammer 42 befindet sich ein Deckelbetätiger 66, welcher den Deckel 63 zum Öffnen und Schließen antreibt. Wie in 8 dargestellt, beinhaltet der Deckelbetätiger 66 einen Zylinder 68 zum Drehen eines Schwenkarms 67, dessen eines Ende an dem Deckel 63 befestigt ist, und einen weiteren Zylinder 69 zum Bewegen des Deckels 63 und dieser Drehanordnung (des Zylinders 68 und des Arms 67) nach oben und unten. Im Betrieb zum Öffnen des Deckels 63 bewegt der Deckelbetätiger 66 zuerst den Deckel 63, der die obere Öffnung 61 verschließt, nach oben (siehe ➀ in 8). Anschließend dreht der Deckelbetätiger 66 den Deckel 63 weiter in eine Stellung entfernt von der oberen Öffnung 61 (siehe ➁ in 8) und bewegt den Deckel 63 nach unten (siehe ➂ in 8). Auf diese Art und Weise wird die obere Öffnung 51 geöffnet. Wenn es erforderlich ist, die obere Öffnung 61 mit dem Deckel 63 zu verschließen, werden dagegen die oben erwähnten Vorgänge in entgegengesetzter Reihenfolge ausgeführt (d. h. ➂-➁-➀ in 8) .
Wie in 9 dargestellt, weist die Drehtüranordnung 60 ein Paar von Drehtüren 59a auf, die darin drehbar angeordnet sind, und Drehantriebseinheiten 59b zum Drehen der jeweiligen Türen 59a. Jede Drehtür 59a ist mit einer Kerbe 59c versehen, welche eine Öffnung definiert, durch welche hindurch ein Tragelement 74 (später beschrieben) der Waferführung 43, die die Wafer W hält, hindurchtreten kann, während die Drehtüren 59a geschlossen sind. Die Drehtüren 59a bestehen aus Kunstharz wie beispielsweise PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen) oder ähnlichem, genau wie der Deckel 63.
Wie in 10 dargestellt, weist die Schiebetüranordnung 64 einen rechteckigen Flansch 70 auf, der zwischen dem Reinigungsbad 41 und der Trockenkammer 42 angeordnet ist, eine Schiebetür 72, die in einer Öffnung 71 in dem Flansch 70 eingesetzt ist, um ein Inneres des Flansches 70 zu öffnen und zu schließen, und einen Zylinder 73 zum Antreiben der Schiebetür 72. Genau wie der Deckel 63 besteht die Schiebetür 72 aus Kunstharz wie beispielsweise PVC (Polyvinylchlorid) und PP (Polypropylen) etc., und sie ist rechteckig genau wie die untere Öffnung 62. Wie in 11 dargestellt, sind außerdem Luftklemmdichtungen 72a, 72b entlang dem Außenumfang auf beiden Seiten der Schiebetür 72 angeordnet, während ein O-Ring 72c an einer Bodenfläche der Trockenkammer 42 angeordnet ist, so dass er sich entlang einer inneren Seite der Luftklemmdichtung 72a erstreckt. In der Modifikation kann der O-Ring 72c auch entlang eines Äußeren der Luftklemmdichtung 72a angeordnet sein. Im Betrieb werden unter der Bedingung, dass sich die Schiebetür 72 in dem Flansch 70 befindet, beide Luftklemmdichtungen 72a, 72b aufgeblasen, so dass sie in dichten Kontakt mit der Bodenfläche der Trockenkammer 42 bzw. einer Bodenfläche des Flansches 70 geraten. Anschließend wird der O-Ring 72c in dichten Kontakt mit der Oberfläche der Schiebetür 72 gebracht. Auf diese Art und Weise wird die unter Öffnung 72 fest verschlossen.
Wie in 12 dargestellt, ist die Waferführung 43 am unteren Ende ihres Tragelements 74 mit einer Waferauflage 75 versehen, um mehrere Wafer W (beispielsweise 50 Plättchen) aufzunehmen. Die Waferauflage 75 besteht aus einer Auflagezwischenstange 76 und zwei seitlichen Auflagestangen 77, 78, die parallel zueinander auf beiden Seiten der Stange 76 angeordnet sind. Die jeweiligen Enden der Stangen 76, 77, 78 sind an einem unteren Ende des Tragelements 74 befestigt, während die anderen Enden der Stangen 76, 77, 78 an einem Befestigungselement 79 angebracht sind. Jede der Stangen 76, 77, 78 hat mehrere Rückhaltenuten 80 (beispielsweise 50 Nuten), die in vorbestimmten Abständen in Längsrichtung ausgeformt sind. Die Waferführung 43 besteht aus Materialien, die hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Dauerhaftigkeit zeigen, beispielsweise PEEK =Polyetherketon), Quarz und so weiter.
Eine Führungshebestange 81 ist an einem oberen Ende der Waferführung 41 befestigt. Wie in den 5 und 7 dargestellt, ist die Führungshebestange 81 so angepasst, dass sie sich nach oben und unten bewegt und nach außen durch einen Greifmechanismus 82 hervorsteht, der auf der Trockenkammer 42 angeordnet ist. Der Greifmechanismus 82 beinhaltet eine Luftklemmdichtung 82a, die die Führungshebestange 81 umgibt. Wenn die Führungshebestange 81 nach oben und unten angetrieben wird, wird Luft aus der Luftklemmdichtung 82a ausgelassen. Wenn es dagegen erforderlich ist, die Trockenkammer 42 zu verschließen, wird die Luftklemmdichtung 82a aufgeblasen.
Das obere Ende der Führungshebestange 81 ist mit einem Waferführungs-Z-Achsen-Mechanismus 83 verbunden, der hinter der Trockenkammer 42 angeordnet ist. Da der Waferführungs-Z-Achsen-Mechanismus 83 dazu dient, die Führungshebestange 81 nach oben und unten zu bewegen, werden die Wafer W, die mittels der Waferführung 43 getragen werden, zwischen dem Reinigungsbad 41 und der Trockenkammer 42 durch die untere Öffnung 62 hindurch transportiert. Wie in 5 dargestellt, ist außerdem die Wafertransfereinheit 13 (siehe 3) vor der Reinigungseinheit 27 angeordnet. Im Betrieb empfängt ein Waferspannfutter 84, das an der Wafertransfereinheit 13 vorgesehen ist, beispielsweise fünfzig Waferplättchen W von dem benachbarten Spülreinigungsbad 26 und befördert sie zu der Waferführung 43 in der Trockenkammer 42. Außerdem empfängt das Waferspannfutter 84 beispielsweise fünfzig Waferplättchen W von der Waferführung 43 in der Trockenkammer 42 und befördert sie zu dem Ausladeteil 15 des Ausladeabschnitts 4.
Wie in 4 und 13 dargestellt, sind auf beiden Seiten des oberen Teils der Trockenkammer 42 zwei Düsen 85, 86 angeordnet, um das Stickstoffgas etc. über die Wafer W hinüberzublasen, die mittels der Waferführung 43 getragen werden, und zwar auf abwärts strömende Art und Weise. Die Düsen 85, 86 werden durch Röhren 88 gebildet, in welchen in regelmäßigen Abständen Einspritzöffnungen 87 ausgebildet sind, welche Abstände identisch zu dem Abstand zwischen den benachbarten Wafern W in Richtung der Anordnung der Wafer ist. In die Düsen 85, 86 wird ein gemischtes Gas, das aus dem IPA und erhitztem Stickstoffgas besteht, von einem IPA Verdampfer 89 durch eine Steuerventil 90 und einen Filter 91 hindurch eingeführt. In den IPA Verdampfer 89 wird das erhitzte Stickstoffgas von einem Stickstofferhitzer 92 durch ein Steuerventil 93 hindurch geführt, während der IPA auch von einem IPA Tank 94 durch ein Steuerventil 95 zugeführt wird. In gleicher Art und Weise wird der Stickstoff zu dem IPA Tank 94 durch ein Steuerventil 96 geführt, während der IPA auch zu dem IPA Tank 94 durch ein Steuerventil 97 geführt wird.
Wie in 4 und 13 dargestellt, ist anderseits die Trockenkammer 42 auf beiden Seiten ihres unteren Bereichs mit Auslassöffnungen 98, 99 zum Auslassen des aus den Düsen 85, 86 herausgeblasenen Stickstoffgases etc. versehen. Die Auslassöffnungen 98, 99 stehen in Verbindung mit einer nicht dargestellten Auslasspumpe. Auch in Verbindung mit den Auslassöffnungen 98, 99 stehen jeweilige Gleichrichtplatten 101, 102 als Gleichrichtmittel, welche mehrere Einlässe 100 zum Ansaugen des Stickstoffgases etc. haben, welches aus den Düsen 85, 86 durch jeweilige Bauteile im unteren Bereich der Trockenkammer 42 gleichmäßig ausgeblasen worden ist. Mit der Anordnung, wie sie in 14 in gepunkteten Linien dargestellt ist, strömt das Stickstoffgas etc., welches aus den Einspritzöffnungen 897 der Düsen 85, 86 herausgeblasen wurde, auf den Oberflächen der Wafer W und wird anschließend von eine Einlässen 100 der Gleichrichtplatten 101, 102 aufgesaugt. Dank des oben erwähnten Stroms des Stickstoffgases etc. ist es so möglich, das Auftreten von Turbulenzen in den Strömen des Stickstoffgases etc. zu verhindern. Die Trockenkammer 42 ist in einem unteren Bereich übrigens auch mit einer Auslassöffnung (nicht dargestellt) zum Auslassen der Flüssigkeiten versehen.
Wie wiederum in 4 dargestellt, sind ein Paar von Plattenerhitzern 103, 104 auf beiden Seiten der Mitte der Trockenkammer 42 angeordnet. Diese Plattenerhitzer 103, 104 sind elektrisch mit einer Plattenerhitzersteuerung 105 zum Steuern der Temperatur in der Kammer 42 verbunden. Auf diese Art und Weise wird die Temperatur der Kammer 42 beispielsweise so gehalten, dass der IPA kocht.
Wie in 4 dargestellt, sind zwischen dem Reinigungsbad 41und der Trockenkammer 42, beispielsweise auf beiden Seiten eines Raums oberhalb des Bades 41, Düsen 106, 107 vorgesehen, welche das Stickstoffgas gegen die Wafer W während des Transports von dem Bad 41 zu der Kammer 42 blasen. Der Aufbau der Düsen 106, 107 ist im wesentlichen gleich dem der oben erwähnten Düsen 85, 86. In die Düsen 106, 107 wird das gekühlte Stickstoffgas durch einen Kühler 108 zum Kühlen des Stickstoffgases auf den Bereich zwischen 0°C und einer normalen Temperatur, vorzugsweise 5°C, und ein Steuerventil 109 geführt.
Wir beschreiben nun einen Betrieb der wie oben beschrieben aufgebauten Reinigungseinrichtung 27 gemäß einem Flussdiagramm in 15. Die folgende Betriebssteuerung wird durch eine nicht dargestellte Steuerung durchgeführt.
Zunächst wird unter der Bedingung, dass die Schiebetür 72 am Boden der Trockenkammer 42 geschlossen ist, während die Drehtüren 59a geöffnet sind, der Deckel 63 oben auf der Kammer 42 geöffnet (siehe Schritt 1401, 16). Anschleißend wird das Waferspannfutter 84 in die Kammer 42 hinein abgesenkt, während die Wafer W zu der Waferführung 43 in der Kammer 42 befördert werden (siehe Schritt 1402, 17) .
In dem nachfolgenden Schritt 1403 wird der Deckel 63 oben auf der Kammer 42 geschlossen, und die Schiebetür 72 am Boden der Kammer 42 wird geöffnete (siehe 18). In der Modifikation kann die Schiebetür 72 auch so angepasst sein, dass sie sich von Anfang an öffnet. Die Waferführung 43, die die Wafer W trägt, wird dann abgesenkt, um sie in das Reinigungsbad 41 zu befördern (Schritt 1404, 19), und die Drehtüren 59a werden anschließend geschlossen (Schritt 1405, 20).
Anschließend wird in dem Reinigungsbad 41 die Mischung aus HF /H₂O durch die Düsen 44, 45 hindurch eingespritzt, und anschließend werden die Wafer W in die aufbewahrte Mischung aus HF/H₂O für die chemische Reinigung eingetaucht (Schritt 1406, 21). Natürlich bildet die Mischung aus HF/H₂O, die aus den Düsen 44, 45 ausgespritzt wird, eine Konvektion, die die Wafer W in dem Reinigungsbad 41 ausrichtet, um so die chemische Reinigung zu fördern. Hierbei kann die chemische Flüssigkeit vor dem Einführen der Wafer W in das Reinigungsbad 41 gelagert oder aufbewahrt werden. Anschließend wird die Mischung aus HF/H₂O abgelassen, und anschließend wird das DIW aus den Düsen 44, 45 ausgestoßen, um die Wafer W zu spülen (Schritt 1407, 21). Genauso wie die Mischung aus HF/H₂O bildet das aus den Düsen 44, 45 ausgestoßene DIW eine Konvektion in Richtung der Wafer W in dem Reinigungsbad 41, um so den Spülvorgang zu fördern. In der Modifikation kann das Zuführen des DIW auch gestartet werden, ohne die Mischung aus HF/H₂O auszulassen, so dass die Dichte der Mischung nach und nach dünner wird.
Während ein solcher Reinigungsvorgang durchgeführt wird, wird andererseits das Stickstoffgas aus den Stütz 85, 86 für einen Austausch herausgeblasen (Schritt 1408, 21). Anschließend wird der IPA oder die Mischung aus IPA und Stickstoff aus den Düsen 85, 86 ausgeblasen, so dass die Trockenkammer 42 mit der Atmosphäre aus IPA aufgefüllt wird (Schritt 1409, 21).
Anschließend wird im Schritt 1410 die Drehtür 59a am Boden der Trockenkammer 42 geöffnet (22), und anschließend wird die Waferführung 43, die die Wafer W trägt, angehoben, um die Wafer in die Trockenkammer 42 zu transportieren (Schritt 1411, 23). Während des Transports wird das Stickstoffgas gegen die Wafer W beim Transport von dem Reinigungsbad 41 in die Kammer 42 mittels der Düsen 106, 107 geblasen. Um die Wafer W effektiver zu trocknen, kann die Mischung aus Stickstoff und IPA auch gegen die Oberseite des Reinigungsbads 41 geblasen werden vor oder während des Öffnens der Drehtüren 59 und des anschließenden Transports der Wafer W aus dem Reinigungsbad 41 in die Trockenkammer 42. In einem Zeitraum zwischen dem Transportvorgang der Wafer W aus der Trockenkammer 42 in das Reinigungsbad 41 und dem Trockenvorgang der gereinigten Wafer W in der Trockenkammer 42 kann außerdem das Stickstoffgas in das Reinigungsbad 41 geblasen werden, um es so normalerweise mit der Atmosphäre des Stickstoffgases auszufüllen.
Anschließend wird beim Schleißen der Schiebetür 72 am Boden der Trockenkammer 42 (Schritt 1412, 24) der IPA oder die Mischung aus IPA und Stickstoff aus den Düsen 85, 86 zu den Wafern W zu der Trockenkammer 42 nach unten geblasen (Schritt 1413, 25). Anschließend wird die Trockenkammer 42 luftleer gemacht, um dekomprimiert zu werden, und gleichzeitig wird das Stickstoffgas aus der Düse 85, 86 nach unten zu den Wafern W in der Trockenkammer 42 geblasen (Schritt 1414, 25). In diesem Fall kann das Stickstoffgas ausgeblasen werden, ohne die Trockenkammer 42 zu dekomprimieren. Alternativ kann die Trockenkammer 42 dekomprimiert werden, ohne das Stickstoffgas auszublasen.
Anschließend, während das Stickstoffgas ausgeblasen wird, wird das Entleeren der Trockenkammer 42 angehalten, um in der Trockenkammer 42 wieder den normalen Druck herzustellen (Schritt 1415, 25). In dem nachfolgenden Schritt 1416 (26) wird der Deckel 63 oben auf der Trockenkammer 42 geöffnet, und anschließend wird das Waferspannfutter 84 in die Kammer 42 abgesenkt, um die Wafer W von der Waferführung 43 her zu empfangen (Schritt 1417, 27). Dann wird das Waferspannfutter 84 angehoben, um die Wafer W nach außerhalb der Trockenkammer 42 auszuladen (Schritt 1418, 28).
Auf dies Art und Weise sind gemäß der Reinigungsvorrichtung 27 dieser Ausführungsform die Trockenkammer 42 und das Reinigungsbad 41 voneinander nach oben und unten getrennt. Da der Raum in der Trockenkammer 42 von dem Raum in dem Reinigungsbad 41 durch die Drehtür 59a und die Schiebetür 72 isoliert werden kann, und da der Trockenvorgang in der Trockenkammer 42 hermetisch mittels der geschlossenen Schiebetür 72 ausgeführt wird, besteht keine Möglichkeit, dass die Trockenkammer 42 und das Reinigungsbad 41 aufeinander einen schlechten Einfluss aufgrund der Chemikalien usw. ausüben. Da die Anordnung es außerdem ermöglicht, die Trockenkammer 42 und das Reinigungsbad 41 unter jeweiligen Bedingungen unabhängig voneinander auszugestalten, ist es möglich, den Reinigungsvorgang zu optimieren und außerdem die Reinigungsvorrichtung 27 zu miniaturisieren aufgrund des verbesserten Freiheitsgrads beim Prozessdesign. beispielsweise kann, um den Trockenvorgang schnell zu beenden, die Trockenkammer 42 mit den Plattenerhitzern 103, 104 zum Erhitzen des Inneren der Kammer 42 versehen sein. Oder die Atmosphäre in der Trockenkammer 42 kann durch den IPA ersetzt werden, während die Wafer W in dem Reinigungsbad 41 gereinigt werden, im Hinblick auf den schnellen Trockenvorgang.
Da die Trockenkammer 42 verglichen mit der der herkömmlichen Reinigungsvorrichtung, bei welcher das Prozessierbad und die Trockenkammer in einer Kammer untergebracht sind, miniaturisiert werden kann, ist es außerdem möglich, den Trockenvorgang effektiver durchzuführen. Da es außerdem möglich ist, das Volumen der Trockenkammer 42 soweit wie möglich zu verkleinern, besteht keine Notwendigkeit, die Trockenkammer 42 mit einer großen Druckdichtheit auszubilden.
So ist es möglich, die Wanddicke der Trockenkammer 42 zu reduzieren und die Energie der Vakuumpumpe 110, die für die Dekomprimierung erforderlich ist, abzusenken.
Die vorliegende Erfindung ist nun jedoch nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform begrenzt, und verschiedene Veränderungen und Modifikationen können innerhalb des erfinderischen Konzepts durchgeführt werden.
Obwohl die Mittel zum Öffnen und Schließen der Öffnung 62 der Trockenkammer 42 in der oben erwähnten Ausführungsform durch die Drehtüren 59a und die Schiebetür 72 gebildet werden, können die gleichen Mittel beispielsweise durch eine einzelne Schiebetür mit zwei Betriebsmodi ersetzt werden, wie in 29 und 30 dargestellt. Wie in diesen Zeichnungen zu sehen, hat eine solche Schiebetür 111 eine Breite, die etwas breiter ist als die Breite der Öffnung 62 der Trockenkammer 42, und sie ist mit einer Kerbe 112 versehen, durch welche hindurch sich das Tragelement 74 der Waferführung 43 erstrecken kann, anders als die Schiebetür 72 der 10 und 11.
Um den Betrieb der Schiebetür 111 kurz zu erläutern, wird die Öffnung 62 bis zum Schritt 1404 in 15 offen gehalten. Während der Schritte 1405 bis 1409 wird, um die Öffnung 62 zu verschließen, die Schiebetür 111 verschoben, so dass die Kerbe 112 sich mit einem Teil der Öffnung 62 überlappt, wie in 29 dargestellt. Der entstehende überlappende Bereich ermöglicht es dem Tragelement 74, durch die Öffnung 62 hindurchzutreten. In den nun folgenden Schritten 1410 bis 1411 wird die Öffnung 62 wieder geöffnet. Nach dem Schritt 1412 wird dann die Schiebetür 111 bewegt, um die Öffnung 62 perfekt zu verschließen, wie in 30 dargestellt. Auch in diesem Fall werden natürlich die Luftklemmdichtungen 72a, 72b aufgeblasen, um die Dichtungsleistung zu verbessern.
Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform Stickstoffgas als inertes Gas verwendet wird, können außerdem andere inerte Gase wie beispielsweise Argon, Helium, etc., verwendet werden anstatt des Stickstoffgases. Natürlich kann durch Erhitzen dieser Inertgase der Trockenvorgang effizienter durchgeführt werden. Sie brauchen jedoch, unnötig zu sagen, nicht erhitzt zu werden.
Obwohl der IPA in der Ausführungsform als wasserlösliches organisches Lösungsmittel verwendet wird, das die Funktion hat, die Oberflächespannung von reinem Wasser bezüglich des zu bearbeitenden Objekts abzusenken, kann der IPA durch andere organische Lösungsmittel ersetzt werden, beispielsweise ketonische (beispielsweise Diethylketon), etherartige (beispielsweise Methylether, Ethylether), mehrfach geladener Alkohol (beispielsweise Ethylenglykol) oder ähnliches.
Obwohl die chemische Behandlung unter Verwendung der Mischung aus HF/H₂O und der Spül- und Trockenvorgang unter Verwendung des reinen Wassers in der Reinigungsvorrichtung 27 in der oben erwähnten Ausführungsform durchgeführt werden, wird natürlich auch eine Reinigungsvorrichtung für zumindest den Trockenvorgang und einen oder mehrere weitere Vorgänge sowie ein Verfahren dafür im Bereich der Erfindung liegen. Beispielsweise sind der chemische Vorgang unter Verwendung der Mischung aus HF/H₂O, der Spülvorgang unter Verwendung des reinen Wassers, der chemische Vorgang unter Verwendung der Mischung aus NH₄OH/H₂O₂/H₂O, und der chemische Vorgang unter Verwendung der Mischung aus HCl/H₂O₂/H₂O etc. auf die oben genannten anderen Vorgänge anwendbar. Demzufolge kann natürliche die Reinigungsvorrichtung der Erfindung so aufgebaut sein, dass sie beispielsweise den chemischen Vorgang unter Verwendung der Mischung aus NH₄OH/H₂O₂/H₂O, den chemischen Vorgang unter Verwendung der Mischung aus HCL /H₂O₂/H₂O, den chemischen Vorgang unter Verwendung der Mischung aus HF/H₂O, den Spülvorgang mit dem reinen Wasser und den Trockenvorgang durchführt.
Obwohl die oben erwähnte Ausführungsform ein Beispiel der Reinigungsvorrichtung der Erfindung im Zusammenhang mit einer Reinigungsausstattung ist, bei welcher die Prozessierbäder in Prozessierreihenfolge vorliegen, ist es möglich, die vorliegenden Reinigungsvorrichtung auch als Stand-alone-Vorrichtung zu verwenden. In diesem Fall ist es beispielsweise auch möglich, die Stand-alone-Vorrichtung aufzubauen, indem ein Transferabschnitt, der den Ladeteil und den Ausladeteil aufweist, mit der vorliegenden Reinigungsvorrichtung verbunden wird.
Das zu bearbeitende Objekt ist außerdem nicht begrenzt auf den Halbleiterwafer der Ausführungsform, und LCD Substrate, Glassubstrate, CD Substrate, Fotomasken, Drucksubstrate, keramische Substrate etc. können auch als zu bearbeitende Objekte der vorliegenden Vorrichtung und des vorliegenden Verfahrens verwendet werden.
Wie oben beschrieben, beinhaltet die Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung das Prozessierbad zum Aufbewahren der Prozessierflüssigkeit, in welche das Objekt eingetaucht wird; die oberhalb des Prozessierbads angeordnete Trockenkammer, die mit der Öffnung versehen ist, die zwischen dem Körper der Trockenkammer und dem Prozessierbad angeordnet ist und durch welche hindurch das Objekt transportiert wird, wobei die Öffnung geschlossen werden kann; das Transportmittel zum transportieren des Objekts zwischen dem Prozessierbad und der Trockenkammer durch die Öffnung hindurch; und das Mittel zum Füllen der Trockenkammer mit der Atmosphäre aus organischem Lösungsmittel. Daher kann auf das Objekt während des Trocknungsvorgangs kein schlechter Einfluss von der chemischen Behandlung her ausgeübt werden. Da bei dieser Anordnung die Trockenkammer und das Prozessierbad unter jeweiligen Bedingungen unabhängig voneinander ausgestaltet werden können, ist es außerdem möglich, den Reifensvorgang zu optimieren und die Reinigungsvorrichtung weiter zu miniaturisieren aufgrund des gesteigerten Freiheitsgrads im Prozessdesign. Da mit der oben genannten Anordnung das Volumen der Trockenkammer reduziert werden kann, ist es außerdem möglich, die Wanddicke der Trockenkammer zu senken und des Prozessbads, wenn es erforderlich ist, die Trockenkammer zu dekomprimieren, während sie mit der Atmosphäre aus dem organischen Lösungsmittel aufgefüllt wird. Außerdem ist es möglich, die Dekomprimierung mit der Vakuumpumpe mit geringerer Leistung durchzuführen.
Gemäß der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beinhaltet sie außerdem das Prozessierbad zum Aufbewahren von Prozessierflüssigkeit, in welche das Objekt eingetaucht wird; die oberhalb des Prozessierbads angeordnete Trockenkammer, die mit der Öffnung versehen ist, welche sich zwischen dem Körper der Trockenkammer und dem Prozessierbad befindet und durch welche hindurch das Objekt transportiert werden kann, wobei die Öffnung geschlossen werden kann; das Rückhalteelement zum Zurückhalten des Objekts; das Tragelement zum Tragen des Rückhalteelements von der Seite der Trockenkammer her, wobei das Tragelement in das Prozessierbad durch die Öffnung hindurch eingesetzt wird, falls das Rückhalteelement in dem Prozessierbad angeordnet ist; das Transportmittel zum Transportieren des Objekts zwischen dem Prozessierbad und der Trockenkammer durch das Tragelement; das erste Öffnungs- und Schließmittel zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei das erste Öffnungs- und Schließmittel so ausgestaltet ist, dass es das Trockenelement im Verschlusszustand des ersten Öffnungs- und Schließmittels abdichtet; und das zweite Öffnungs- und Schließmittel zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei das zweite Öffnungs- und Schließmittel so aufgebaut ist, dass es die Öffnung verschließt, während es eine Zwischenraum belässt, durch welchen hindurch sich das Trageelement erstrecken kann, um Verschlusszustand des zweiten Öffnungs- und Schließmittels; und das Mittel zum Füllen der Trockenkammer mit einer Atmosphäre aus organischem Lösungsmittel. Demzufolge ist es möglich, die Wanddicke der Trockenkammer weiter zu reduzieren und auch die Leistung der Vakuumpumpe, welche für die Dekomprimierung erforderlich ist.
Außerdem weist gemäß der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung das Prozessierbad zum Aufbewahren von Prozessierflüssigkeit auf, in welche das Objekt eingetaucht wird; die oberhalb des Prozessierbads angeordnete Trockenkammer, die mit der Öffnung versehen ist, welche sich zwischen dem Körper der Trockenkammer und dem Prozessierbad befindet und durch welche hindurch das Objekt transportiert werden kann, wobei die Öffnung geschlossen werden kann; das Rückhalteelement zum Zurückhalten des Objekts; das Tragelement zum Tragen des Rückhalteelements von der Seite der Trockenkammer her, wobei das Tragelement in das Prozessierbad durch die Öffnung hindurch eingesetzt wird, falls das Rückhalteelement in dem Prozessierbad angeordnet ist; das Transportmittel zum Transportieren des Objekts zwischen dem Prozessierbad und der Trockenkammer durch das Tragelement; das Öffnungs- und Schließmittel zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei das Öffnungs- und Schließmittel so ausgestaltet ist, dass es das Trockenelement im ersten Verschlussmodus des Öffnungs- und Schließmittels abdichtet und die Öffnung verschließt, während es den Zwischenraum lässt, durch welchen hindurch sich das Tragelement hindurch erstrecken kann im zweiten Verschlussmodus des Öffnungs- und Schließmittels; und das Mittel zum Füllen der Trockenkammer mit der Atmosphäre des organischen Lösungsmittels. Auch in diesem Fall ist es möglich, die oben erwähnten Reduzierungen der Wanddicke der Trockenkammer und der Leistung der Vakuumpumpe, die für die Dekomprimierung erforderlich ist, zu realisieren.
Außerdem weist gemäß dem Reinigungsverfahren der vorliegenden Erfindung das Verfahren die folgenden Schritte auf:

a) Transportieren des Objekts von einer Trockenkammer (42) in ein Prozessierbad (41) durch eine untere Öffnung (62) in der Trockenkammer, während das Objekt mittels eines Rückhalteelements (48) zurückgehalten wird, das auf der Seite der Trockenkammer gelagert ist;
b) Schließen der unteren Öffnung;
c) Aufnehmen von Prozessierflüssigkeit in dem Prozessierbad vor oder nach dem Transportieren des Objekts von der Trockenkammer in das Prozessierbad, und anschließendes Eintauchen des Objekts in die Prozessierflüssigkeit;
d) Öffnen der unteren Öffnung, um das Objekt aus dem Prozessierbad in die Trockenkammer zu transportieren; und
e) Schließen der Öffnung; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) durchgeführt wird, während von einer IPA-Zuführung (94) her zugeführter Isopropylalkohol mit von einer Zuführung (92) her zugeführtem erhitztem Stickstoff gemischt wird und eine Mischung aus Isopropylalkohol und erhitztem Stickstoff zu der Trockenkammer zugeführt wird; wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt aufweist:
f) Trocknen des Objekts in der Trockenkammer durch Zuführen einer Atmosphäre aus organischem Lösungsmittel, die von der IPA-Zuführung und der Zuführung von erhitztem Stickstoff für die Trockenkammer zur Verfügung gestellt wird.

Demzufolge kann auf das Objekt während des Trocknungsvorgangs kein schlechter Einfluss von der chemischen Behandlung her ausgeübt werden. Da mit dieser Anordnung außerdem die Trockenkammer und das Prozessierbad unter jeweiligen Bedingungen unabhängig voneinander ausgestaltet werden können, ist es möglich, den Reinigungsvorgang zu optimieren und die Reinigungsvorrichtung weiter zu miniaturisieren aufgrund des verbesserten Freiheitsgrads im Prozessdesign. Da es die oben erwähnte Anordnung außerdem ermöglicht, das Volumen der Trockenkammer zu reduzieren, ist es möglich, die Wanddicke der Trockenkammer und des Prozessierbads zu reduzieren, wenn es erforderlich ist, die Trockenkammer zu dekomprimieren, während sie mit der Atmosphäre des organischen Lösungsmittels aufgefüllt wird. Außerdem ist es möglich, die Dekomprimierung mit der Vakuumpumpe mit niedrigerer Leistung durchzuführen.

Claims

Reinigungsvorrichtung (1) zum Reinigen eines zu bearbeitenden Objekts, welche Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Prozessierbad (41) zum Aufnehmen einer Prozessierflüssigkeit, in welche das Objekt eingetaucht wird, wobei das Prozessierbad einen oberen Bereich hat, der eine obere Öffnung definiert; eine Trockenkammer (42) zum Trocknen des Objekts, welche Trockenkammer von einem Gehäuse eingeschlossen ist, das oberhalb des Prozessierbads angeordnet ist, welches Gehäuse einen unteren Bereich hat, der eine untere Öffnung (62) definiert, wobei die untere Öffnung der Trockenkammer mit der oberen Öffnung (61) des Prozessierbads zwischen dem Gehäuse der Trockenkammer und dem Prozessierbad verbunden ist; Transportmittel zum Transportieren des Objekts zwischen dem Prozessierbad und der Trockenkammer durch die Öffnung hindurch; Mittel (85, 86) zum Füllen der Trockenkammer mit einer Atmosphäre aus organischem Lösungsmittel, wobei das Füllmittel sich in der Trockenkammer befindet; gekennzeichnet durch eine IPA-Zuführung (94) zum Zuführen von Isopropylalkohol; eine Zuführung (92) zum Zuführen von erhitztem Stickstoff; und einen Mischer (89) zum Mischen von Isopropylalkohol mit erhitztem Stickstoff und zum Zuführen einer Mischung aus Isopropylalkohol und erhitztem Stickstoff.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einem Dichtungsmittel (65, 72a, 72c) zum Abdichten der Trockenkammer, wenn die Öffnungen verschlossen sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Dichtungsmittel auf den unteren Bereich des Gehäuses hinauf gezwungen wird, um die Trockenkammer abzudichten.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Füllmittel eine Düse beinhaltet, die sich in einer Anordnungsrichtung des Objekts erstreckt, wobei die Düse mehrere Auslässe (87) zum Ausstoßen von Gas in die Trockenkammer hat, die entlang der Düse in einem gleichen Abstand wie die zu bearbeitenden Objekte angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Auslassmittel (98, 99) auf beiden Seiten der Trockenkammer angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einer Düse (44, 45) in einem unteren Bereich des Prozessierbads zum Ausstoßen von Prozessierflüssigkeit für das zu bearbeitende Objekt, welche Düse sich in einer Anordnungsrichtung der Objekte erstreckt und mehrere Auslässe zum Ausstoßen der Prozessierflüssigkeit in das Prozessierbad hat, welche Auslässe entlang der Düse in einem gleichen Abstand wie die zu bearbeitenden Objekte angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit Öffnungs- und Schließmitteln (64) zum Öffnen und Schließen der unteren Öffnung der Trockenkammer, welche untere Öffnung mittels der Öffnungs- und Schließmittel verschlossen ist, wenn die Objekte getrocknet werden, wobei sich die Öffnungs- und Schließmittel unter der unteren Öffnung des Gehäuses der Trockenkammer befinden und oberhalb der oberen Öffnung des Prozessierbads.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen oberen Bereich hat, der eine obere Öffnung definiert, und weiter eine Abdeckung (63) beinhaltet, die an der oberen Öffnung angeordnet ist, um die obere Öffnung zu öffnen und zu schließen, wobei die Abdeckung (63) ansteuerbar ist, so dass die Abdeckung geöffnet wird, wenn die Öffnungs- und Schließmittel geschlossen werden.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Transportmittel Folgendes beinhaltet: ein Rückhalteelement (43) zum Zurückhalten des Objekts; ein Lagerelement (81) zum Lagern des Rückhalteelements, welches Lagerelement sich von außerhalb des Gehäuses der Trockenkammer in das Prozessierbad hinein erstreckt und einen unteren Bereich hat, der mit dem Rückhalteelement versehen ist, wobei das Lagerelement in das Prozessierbad durch die Öffnungen hindurch eingeführt ist, wenn sich das Rückhalteelement in dem Prozessierbad befindet; Bewegungsmittel (83) zum Bewegen des Lagerelements, um das Objekt zwischen dem Prozessierbad und der Trockenkammer zu bewegen, welche Bewegungsmittel an dem oberen Bereich des Lagerelements vorgesehen sind, wobei das Gehäuse der Trockenkammer einen Umfangsbereich hat, der eine Öffnung umgibt, durch welche hindurch sich das Lagerelement von außerhalb nach innerhalb des Gehäuses der Trockenkammer erstreckt, und wobei ein Dichtungsmittel (82a) zwischen dem Umfangsbereich und dem Lagerelement vorgesehen ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Dichtungsmittel sich ausdehnt, wenn das Lagerelement nicht bewegt wird und wenn es die Trockenkammer abdichten soll, und wobei das Dichtungsmittel sich zusammenzieht, wenn das Lagerelement bewegt wird.
Verfahren zur Reinigung eines zu bearbeitenden Objekts, welches Reinigungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Transportieren des Objekts von einer Trockenkammer (42) in ein Prozessierbad (41) durch eine untere Öffnung (62) in der Trockenkammer, während das Objekt mittels eines Rückhalteelements (48) zurückgehalten wird, das auf der Seite der Trockenkammer gelagert ist; b) Schließen der unteren Öffnung; c) Aufnehmen von Prozessierflüssigkeit in dem Prozessierbad vor oder nach dem Transportieren des Objekts von der Trockenkammer in das Prozessierbad, und anschließendes Eintauchen des Objekts in die Prozessierflüssigkeit; d) Öffnen der unteren Öffnung, um das Objekt aus dem Prozessierbad in die Trockenkammer zu transportieren; und e) Schließen der Öffnung; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) durchgeführt wird, während von einer IPA-Zuführung (94) her zugeführter Isopropylalkohol mit von einer Zuführung (92) her zugeführtem erhitztem Stickstoff gemischt wird und eine Mischung aus Isopropylalkohol und erhitztem Stickstoff zu der Trockenkammer zugeführt wird; wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt aufweist: f) Trocknen des Objekts in der Trockenkammer durch Zuführen einer Atmosphäre aus organischem Lösungsmittel, die von der IPA-Zuführung und der Zuführung von erhitztem Stickstoff für die Trockenkammer zur Verfügung gestellt wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei die Trockenkammer außerdem mit Inertgas aufgefüllt wird, nachdem das Objekt von außerhalb der Reinigungsvorrichtung in die Trockenkammer transportiert worden ist, wobei das Auffüllen der Trockenkammer mit Inertgas dem Schritt (b) vorausgeht.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei Inertgas in einem der Schritte (a) bis (f) in das Prozessierbad eingebracht wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei ein gashaltiges organisches Lösungsmittel in das Prozessierbad vor dem Schritt (d) eingebracht wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei ein gashaltiges organisches Lösungsmittel vor dem Schritt (d) und während des Schritts (d) in das Prozessierbad eingebracht wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei im Schritt (b) die untere Öffnung geschlossen ist, während eine Lücke belassen wird, um zu ermöglichen, dass das Objekt von der Seite der Trockenkammer her getragen wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, wobei im Schritt (e) die untere Öffnung geschlossen ist, um die Trockenkammer abzudichten.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, weiter mit einem Schritt des Blasens von Inertgas gegen das Objekt beim Transport von dem Prozessierbad in die Trockenkammer.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11 oder 18, wobei nach dem Schritt (f) Inertgas gegen das Objekt in der Trockenkammer geblasen wird, während die Trockenkammer dekomprimiert wird.
Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, 18 oder 19, wobei die in dem Prozessierbad aufgenommene Prozessierflüssigkeit ein gekühltes Spülbad ist.