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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung sowie
ein Reinigungsverfahren, durch welche zu bearbeitende Gegenstände wie Halbleiter-Wafer
und Glassubstrate für
eine LCD-Einheit (Flüssigkeitskristallschirm)
etc. in eine Chemikalie eingetaucht und anschließend getrocknet werden.
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Beispielsweise
sind bei einer Reinigungsbehandlung eines Herstellungsverfahrens
für ein
Halbleitererzeugnis wie einen LSI etc. zahlreiche Reinigungsvorrichtungen
vorgesehen zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Oberflächen der
Halbleiter-Wafer, wie Partikel, organische Verunreinigungen, metallische
Verunreinigungen usw., und zum Ätzen
der Waferoberfläche.
Es wird darauf verwiesen, daß in
dieser Beschreibung nachstehend Halbleiter-Wafer kurz als Wafer
bezeichnet werden. Vor allem kommt eine Reinigungsvorrichtung des „nassen" Typs verbreitet
in Benutzung, weil die obigen Verunreinigungen wirksam entfernt
werden können,
das Ätzen
ausgeführt
werden kann, und ein stapel- bzw. chargenweiser Betrieb möglich ist,
um den Durchlauf bei dem Reinigungsverfahren zu ermöglichen.
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In
einer solchen Reinigungsvorrichtung des nassen Typs werden die zu
reinigenden Wafer einem chemischen Reinigungsverfahren (z.B. einer
Ammoniakbehandlung, einer Wasserstofffluoridbehandlung, einer Schwefelsäurebehandlung
etc.), einem Wasch-Reinigungsverfahren
unter Verwendung von reinem Wasser etc., und einem Trocknungsverfahren ausgesetzt,
welches Isopropylalkohol [(CH3)2CHOH] oder
dergleichen verwendet. Es wird darauf verwiesen, daß der Isopropylalkohol
nachstehend als IPA bezeichnet ist. Weiterhin ist die Reinigungsvorrichtung
so konstruiert, daß sie
die Chemikalien, das reine Wasser und den IPA Behandlungsbädern in
Behandlungsfolge sowie einen Trocknungsraum zuführt. Demgemäß kommt bei der obigen Anordnung ein
Chargen-Behandlungsverfahren
verbreitet in Gebrauch, bei dem die Wafer in Blöcken von z.B. 50 Scheiben sukzessiv
in die Behandlungsbäder
getaucht und in dem Trocknungsraum getrocknet werden.
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Die
Schaffung der Behandlungsbäder
und des Trocknungsraums für
jeden Bearbeitungsprozeß hat
jedoch zur Folge, daß die
Vorrichtung unerwünscht
groß ist.
Weiterhin besteht eine große
Möglichkeit,
daß Partikel
an den Wafern haften, wegen einer Anzahl von Möglichkeiten beim Transport
der Wafer in der Vorrichtung, bei denen sie in anderen Worten der
Atmosphäre
ausgesetzt sind.
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Daher
werden z.B. in der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung
(kokai) Nr. 64-81230
sowie der Nr. 6-326073 etc. Reinigungsvorrichtungen vorgeschlagen,
in denen jeweils die Behandlungsbäder und der Trocknungsraum
in einem Körper
ausgebildet sind, so daß der
oben erwähnte
chemische Prozeß und
der Trocknungsprozeß in
einer Kammer ausgeführt
werden. 1 zeigt repräsentativ ein Beispiel der in
den Veröffentlichungen
offenbarten Reinigungsvorrichtungen.
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Die
gezeigte Reinigungsvorrichtung enthält eine Kammer 200 und
eine (flüssige)
Chemikalie 202, welche in einem unteren Abschnitt 201 der
Kammer 200 bevorratet ist. Bei der Bearbeitung wird ein Wafer
W zunächst
in die Chemikalie 202 eingetaucht. Danach wird der Wafer
W aus der Chemikalie 202 nach oben gezogen und sodann an
einem oberen Abschnitt 203 der Kammer 200 dem
Trocknungsprozeß unter
Verwendung des IPA etc. ausgesetzt.
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Wie
in den obigen Veröffentlichungen
Nr. 64-81230 und 6-326073 beschrieben ist, ist es zwischenzeitlich
allgemein üblich,
in einem solchen Trocknungsprozeß, bei dem der IPA verwendet
wird, um einen Austausch des IPA mit Wasser zu erzielen, Behandlungsdampf
zu verwenden, welcher durch Erwärmen
und Kochen erhalten wird, vorzunehmen, wodurch der IPA den Trocknungsprozeß rasch durchführt, während die
Kammer innen durch eine Heizeinrichtung od.dgl. erwärmt wird.
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Bei
dem oben erwähnten
Trocknungsprozeß ergibt
sich jedoch die Möglichkeit,
daß beim
Erwärmen
nicht nur ein Austausch des IPA mit dem Wasser erfolgt, sondern
daß auch
eine Reaktion zwischen dem Wasser und dem Silizium an der Waferoberfläche des
Wafers stattfindet und die Waferoberfläche oxidiert, so daß unzweckmäßigerweise
ein minderwertiger Wafer mit Wassermarkierungen produziert wird.
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Das
Dokument
US 5 369 891 offenbart
eine Trocknungseinrichtung, in welcher ein Inertgas enthaltendes
Gas während
eines Erwärmens
des Wafers mit einem Lampenbeheizer gegen den Wafer geblasen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Reinigungsverfahren zu schaffen, durch welche es möglich ist,
ein Auftreten von Wassermarkierungen auf einer Oberfläche eines
zu behandelnden Gegenstandes weitgehend zu vermeiden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Reinigungsverfahren zu schaffen, welche beide durch chemische
Behandlungen während
des Trocknungsprozesses nicht nachteilig beeinflußt werden.
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Es
ist die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Reinigungsverfahren zu schaffen, welche beide eine hohe
Freiheit ihrer Ausgestaltung ermöglichen,
um dadurch dem Reinigungsverfahren eine Optimierung zu ermöglichen,
und weiterhin der Vorrichtung, sehr klein ausgebildet zu werden.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Reinigungsverfahren zu schaffen, durch welche es möglich ist,
den Trocknungsprozeß effizienter
durchzuführen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Reinigungsverfahren zu schaffen, bei denen die Behandlungsbäder und
ein Trocknungsabschnitt voneinander getrennt sind, um dadurch zu
verhindern, das verdunstete bzw. verdampfte Behandlungsflüssigkeit
etc. in einen Trocknungsraum eintritt, wodurch ein stabiler Trocknungsvorgang
zu realisieren ist.
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Als
ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung können die oben erwähnten und
beschriebenen Aufgaben durch eine Reinigungsvorrichtung gelöst werden,
enthaltend:
Spülmittel
zum Spülen
eines zu bearbeitenden Gegenstandes unter Verwendung einer Spülflüssigkeit; und
Trocknungsmittel
zum Trocknen des durch das Spülmittel
gespülten
Gegenstandes während
der Gegenstand gekühlt
wird.
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Weiterhin
besteht ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung in einer
Reinigungsvorrichtung enthaltend:
Spülmittel zum Spülen eines
zu bearbeitenden Gegenstandes unter Verwendung einer Spülflüssigkeit;
Blasmittel
zum Blasen gekühlten
Gases, welches durch Mischen eines organischen Lösungsmittels mit Intergas erhalten
wird, gegen den von dem Spülmittel gespülten Gegenstand;
Trocknungsmittel
zum Trocknen des Gegenstandes durch Blasen von Intergas enthaltendem
gekühlten Gas
gegen den Gegenstand; und
Normalisiermittel zum Normalisieren
einer Temperatur des Gegenstandes durch Blasen von Inertgas enthaltendem
Gas normaler Temperatur gegen den durch das Trocknungsmittel getrockneten
Gegenstand.
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Ein
drittes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Reinigungsverfahren
für einen zu
bearbeitenden Gegenstand, welches die folgenden Schritte aufweist:
Spülen eines
zu bearbeitenden Gegenstandes durch Verwendung einer Spülflüssigkeit;
und
Trocknen des Gegenstandes, während er gekühlt wird.
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Ein
viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren
zum Reinigen eines zu bearbeitenden Substrates, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte umfaßt:
Spülen des
Gegenstandes durch Verwenden von Spülflüssigkeit;
Blasen eines
gekühlten
Gases, welches durch Mischen eines organischen Lösungsmittels mit Inertgas erhalten
wird, gegen den gespülten
Gegenstand;
Trocknen des Gegenstandes durch Blasen von Inertgas
enthaltendem, gekühltem
Gas gegen den Gegenstand; und
Normalisieren einer Temperatur
des Gegenstandes durch Blasen eines Inertgas enthaltenden Gases normaler
Temperatur gegen den durch das gekühlte Gas getrockneten Gegenstand.
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Ein
fünftes
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer Reinigungsvorrichtung
zum Reinigen eines zu bearbeitenden Gegenstandes, enthaltend:
Ein
Behandlungsbad zum Bevorraten von Behandlungsflüssigkeit, in welche der Gegenstand
eingetaucht wird;
eine Trocknungskammer, welche über dem
Behandlungsbad angeordnet und mit einer Öffnung versehen ist, die zwischen
einem Körper
der Trocknungskammer und dem Behandlungsbad angeordnet ist, und durch
welche der Gegenstand transportiert wird, wobei die Öffnung zu öffnen und
zu verschleißen
ist;
Transportmittel zum Transportieren des Gegenstandes zwischen
dem Behandlungsbad und der Trockenkammer durch die Öffnung;
und
in der Trocknungskammer angeordnete erste Blasmittel zum
Blasen von gekühltes
Inertgas enthaltendem Gas gegen den Gegenstand.
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Ein
sechstes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem fünften Merkmal,
weiterhin enthaltend:
Zweite Blasmittel, die zwischen dem Behandlungsbad
und der Trocknungskammer angeordnet sind, zum Blasen des das gekühlte Inertgas
enthaltenden Gases gegen den Gegenstand beim Transport aus dem Behandlungsbad
in die Trocknungskammer.
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Ein
siebtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem fünften Merkmal,
weiterhin enthaltend in der Trocknungskammer angeordnete Kühlmittel
zum Kühlen
des Gegenstandes.
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Ein
achtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem fünften Merkmal,
wobei das erste Blasmittel den Gegenstand mit dem das gekühlte Inertgas
enthaltenden Gas aus einem oberen Abschnitt der Trocknungskammer
in einer nach unten gerichteten Strömungsweise anbläst; und
weiterhin enthaltend:
Abgabemittel zum Abgeben des das Inertgas
enthaltenden Gases, welches von dem ersten Blasmittel ausgeblasen
worden ist, von einem unteren Abschnitt der Trocknungskammer;
wobei
das Abgabemittel mit einem Auslaßanschluß versehen ist, durch welchen
das Gas aus der Trocknungskammer abgegeben wird.
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Ein
neuntes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem achten
Merkmal, weiterhin enthaltend Gleichrichtmittel, welche mit dem
Auslaßanschluß kommunizieren
und mehrere Einlaßanschlüsse zum
Einführen
des das Inertgas enthaltenden Gases aufweisen, welches von dem ersten
Blasmittel ausgeblasen worden ist, durch einen unteren Abschnitt
der Trocknungskammer.
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Ein
zehntes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem fünften Merkmal,
wobei die in dem Behandlungsbad bevorratete Behandlungsflüssigkeit
eine entlüftete
Spülflüssigkeit
ist.
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Ein
elftes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Reinigungsvorrichtung
gemäß dem fünften Merkmal,
wobei die in dem Behandlungsbad bevorratete Behandlungsflüssigkeit
eine gekühlte
Spülflüssigkeit
ist.
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Ein
zwölftes
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer Reinigungsvorrichtung
zum Reinigen eines zu bearbeitenden Objektes, enthaltend:
ein
Behandlungsbad zum Bevorraten von Behandlungsflüssigkeit, in welche der Gegenstand
eingetaucht wird;
eine über
dem Behandlungsbad angeordnete Trocknungskammer, die mit einer Öffnung versehen
ist, welche zwischen einem Körper
der Trocknungskammer und dem Behandlungsbad angeordnet ist, und durch
welche der Gegenstand transportiert wird, wobei die Öffnung zu
verschließen
ist;
Transportmittel zum Transportieren des Gegenstandes zwischen
dem Behandlungsbad und der Trocknungskammer durch die Öffnung;
Blasmittel
zum Blasen von gekühltem
Gas aus einer Mischung eines organischen Lösungsmittels und Inertgas gegen
den Gegenstand;
Trocknungsmittel zum Trocknen des Gegenstandes durch
Blasen von Inertgas enthaltendem gekühlten Gas gegen den Gegenstand;
und
Normalisiermittel zum Normalisieren einer Temperatur des
Gegenstandes durch Blasen von Inertgas enthaltendem Gas normaler
Temperatur gegen den durch das Trocknungsmittel getrockneten Gegenstand.
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Ein
dreizehntes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem
Reinigungsverfahren zum Reinigen eines zu bearbeitenden Gegenstandes,
wobei das Reinigungsverfahren folgende Schritte enthält:
- (a) Eintauchen des Objektes in ein Behandlungsbad
zum Bevorraten von Behandlungsflüssigkeit;
- (b) Transportieren des Gegenstandes aus dem Behandlungsbad zu
einer über
dem Behandlungsbad angeordneten Trocknungskammer durch eine Öffnung,
welche zu öffnen
und zu verschließen
ist;
- (c) Schließen
der Öffnung
nachdem der Gegenstand zu der Trocknungskammer transportiert worden
ist; und
- (d) Blasen von gekühltes
Inertgas enthaltendem Gas gegen den Gegenstand.
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Ein
vierzehntes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem
Reinigungsverfahren zum Reinigen eines zu bearbeitenden Gegenstandes, welches
folgende Schritte aufweist:
- (a) Eintauchen
des Gegenstandes in ein Behandlungsbad zum Bevorraten von Behandlungsflüssigkeit;
- (b) Transportieren des Gegenstandes von dem Behandlungsbad zu
einer über
dem Behandlungsbad angeordneten Trocknungskammer durch eine Öffnung,
welche zu öffnen
und zu verschließen
ist;
- (c) Schließen
der Öffnung
nachdem der Gegenstand zu der Trocknungskammer transportiert worden
ist;
- (d) Blasen gekühlten
Gases bestehend aus einer Mischung eines organischen Lösungsmittels
und Inertgas gegen den Gegenstand;
- (e) Trocknen des Gegenstandes durch Blasen eines Inertgas enthaltenden
gekühlten
Gases gegen den Gegenstand; und
- (f) Normalisieren einer Temperatur des Gegenstandes durch Blasen
von Inertgas enthaltendem Gas normaler Temperatur gegen den durch
das Inertgas getrockneten Gegenstand.
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Ein
fünfzehntes
Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Reinigungsverfahren
gemäß dem dreizehnten
oder vierzehnten Merkmal, wobei vor dem Schritt (b) die Trocknungskammer
mit einer gekühlten
und verdünnten
Atmosphäre
eines organischen Lösungsmittels
aufgefüllt
wird.
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Gemäß den ersten
und dritten Merkmalen der Erfindung wird der durch die Spülflüssigkeit
gespülte
Gegenstand sodann in einem Kühlsystem
getrocknet. Dadurch ist es z.B. im Falle eines Wafers als zu bearbeitender
Gegenstand für
eine Waferoberfläche
schwierig, oxidiert zu werden, da eine Reaktion zwischen Wasser
(H2O) und Silizium(Si)-Elementen in der
Waferoberfläche
inaktiviert ist. Daher ist es möglich,
ein Auftreten von Wassermarkierungen an der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern.
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Gemäß dem zweiten
und vierten Merkmal der Erfindung wird der durch die Spülflüssigkeit
gespülte
Gegenstand ebenfalls in einem Kühlsystem gekühlt. Daher
ist es im Falle eines Wafers als zu bearbeitender Gegenstand für die Waferoberfläche schwierig,
oxidiert zu werden, da die Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen in der Waferoberfläche inaktiviert ist. Daher
ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern. Da die Reinigungsvorrichtung und das Reinigungsverfahren zusammen
verwirklicht werden, um die Spülflüssigkeit
durch das das Inertgas enthaltende gekühlte Gas wegzublasen, ist es
weiterhin schwierig, daß die
Waferoberfläche
aufgrund der deaktivierten Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen in der Waferoberfläche oxidiert wird, nachdem
die Spülflüssigkeit
durch das oben erwähnte
gekühlte, gemischte
Gas ersetzt worden ist. Es ist daher möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen
auf der Waferoberfläche
weiter zu be- bzw. verhindern, weil das das Inertgas enthaltende
Gas eine Funktion zur Verhinderung der Oxidation hat. Darüber hinaus
ist es möglich,
ein Anhaften von Feuchtigkeit auf einer Oberfläche des Gegenstandes zu verhindern,
da das das Inertgas enthaltende Gas mit der Normaltemperatur gegen
den getrockneten Gegenstand geblasen wird, um eine Temperatur des
Gegenstandes zu normalisieren.
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Gemäß den fünften und
dreizehnten Merkmalen der Erfindung wird der durch die Spülflüssigkeit
gespülte
Gegenstand durch Blasen des Inertgas enthaltenden gekühlten Gases
getrocknet. Demgemäß ist es
z.B. in einem Fall, in dem ein Wafer den zu behandelnden Gegenstand
darstellt, schwierig, daß die
Waferoberfläche
oxidiert wird, da die Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen in der Waferoberfläche inaktiviert ist. Es ist
daher möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern. Weiterhin hat bei der Anordnung, bei welcher die
Trocknungskammer und das Behandlungsbad voneinander oben und unten
separiert sind und ein Raum der Trocknungskammer von einem Raum
des Behandlungsbades durch die sich schließende Öffnung separiert ist, der Gegenstand
keine Möglichkeit,
in nachteiliger Weise durch die chemische Behandlung während des
Trocknungsprozesses beeinflußt
zu werden. Weiterhin ist es aufgrund eines verbesserten bzw. erhöhten Freiheitsgrades
bei der Gestaltung des Prozesses möglich, das Reinigungsverfahren
zu optimieren und die Reinigungsvorrichtung außerdem sehr klein auszubilden,
wobei der Trocknungsprozeß effizienter
ausgeführt
werden kann.
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Gemäß dem sechsten
Merkmal der Erfindung kann der Trocknungsprozeß effizienter durchgeführt werden,
da das zweite Blasmittel, welches das Inertgas enthaltende, gekühlte Gas
beim Transport von dem Behandlungsbad zur Trocknungskammer gegen
den Gegenstand bläst,
den Trocknungsprozeß unterstützt. Weiterhin
ist es aufgrund der Kühloperation
mit dem Inertgas enthaltenden, gekühlten Gas für die Waferoberfläche schwierig,
oxidiert zu werden, so daß es
möglich
ist, das Entstehen von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern.
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Gemäß dem siebten
Merkmal der Erfindung kann die Waferoberfläche nur schwierig oxidiert
werden, wodurch das Entstehen von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern ist, da es möglich
ist, eine Temperatur im Inneren der Trocknungskammer abzusenken.
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Gemäß dem achten
Merkmal der Erfindung ist es möglich,
den Trocknungsprozeß effizienter durchzuführen, da
das Inertgas enthaltende Gas nach unten strömt und ermöglicht, daß die Behandlungsflüssigkeit
von der Oberfläche
des Gegenstandes geblasen wird.
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Gemäß dem neunten
Merkmal der Erfindung ist es möglich,
den Trocknungsprozeß effizienter auszufiühren, da
das Gleichrichtmittel dem das Inertgas enthaltenden Gas erlaubt,
gleichmäßig nach
unten gegen den Gegenstand zu strömen.
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Gemäß dem zehnten
Merkmal der Erfindung besteht die in dem Behandlungsbad bevorratete
Behandlungsflüssigkeit
aus einer entlüfteten
Spülflüssigkeit.
Es ist daher möglich,
zu verhindern, daß die Oberfläche des
Gegenstandes oxidiert wird, wenn der Gegenstand aus einem Siliziumelement
hergestellt ist.
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Gemäß dem elften
Merkmal der Erfindung ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen weitgehend zu verhindern und
den Trocknungsprozeß effektiv
durchzuführen,
da die in dem Behandlungsbad enthaltene Behandlungsflüssigkeit
eine gekühlte
Spülflüssigkeit
ist.
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Gemäß den zwölften und
vierzehnten Merkmalen der Erfindung wird der durch die Spülflüssigkeit
gespülte
Gegenstand durch Blasen des das Inertgas enthaltenden, gekühlten Gases
getrocknet. Zum Beispiel im Falle eines Wafers als zu bearbeitender
Gegenstand ist es für
die Waferoberfläche schwierig,
oxidiert zu werden, da die Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen in der Waferoberfläche inaktiviert ist. Daher
ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern. Weiterhin ist es schwierig, daß die Waferoberfläche aufgrund
der inaktivierten Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen an der Waferoberfläche oxidiert wird, da die Reinigungsvorrichtung und
das Reinigungsverfahren zusammen durchgeführt werden, um die Spülflüssigkeit
durch das Inertgas enthaltende, gekühlte Gas wegzublasen, nachdem
die Spülflüssigkeit
durch das oben erwähnte
gekühlte,
gemischte Gas ersetzt worden ist. Es ist daher möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen an
der Waferoberfläche
weiter zu beschränken
bzw. zu verhindern. Weiterhin ist es möglich, ein Einfrieren an der
Oberfläche
des Gegenstandes zu verhindern, da das Inertgas enthaltende Gas
mit Normaltemperatur gegen den getrockneten Gegenstand geblasen wird,
um die Temperatur des Gegenstandes zu normalisieren. Weiterhin hat
der Gegenstand keine Möglichkeit,
durch die chemische Behandlung während des
Trocknungsprozesses nachteilig beeinflußt zu werden, da die Anordnung,
bei welcher die Trocknungskammer und das Behandlungsbad voneinander
oben und unten separiert sind, während
ein Raum der Trocknungskammer von einem Raum des Behandlungsbades
durch Schließen
der Öffnung
zu isolieren ist, dieses verhindert. Weiterhin ist es möglich, den
Durchsatz der Reinigungsvorrichtung zu verbessern, da der anstehende
Prozeß in
dem nächsten
Behandlungsbad durchgeführt
werden kann, während
der Trocknungsprozeß durchgeführt wird.
Da die Anordnung gestattet, daß die
Trocknungskammer und das Behandlungsbad unter unabhängigen Bedingungen
voneinander ausgelegt werden, ist es möglich, den Reinigungsprozeß zu optimieren
und weiterhin die Reinigungsvorrichtung besonders klein auszubilden
wegen des verbesserten Freiheitsgrades bei der Auslegung des Verfahrens. Da
die Reinigungsvorrichtung so konstruiert ist, daß sie die Behandlungsflüssigkeit
auf der Oberfläche des
Objektes durch Blasen des gekühlten
Inertgas enthaltenden Gases wegbläst, ist es darüber hinaus möglich, den
Trocknungsprozeß effizienter
auszuführen.
Da der Raum zum Trocknen des zu bearbeitenden Objektes unabhängig von
dem Raum für
das Behandlungsbad bestimmt wird, ist es weiterhin möglich, den
früher
erforderlichen Raum zu verkleinern, wodurch der effizientere Trocknungsprozeß verwirklicht
wird.
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Gemäß dem fünfzehnten
Merkmal der Erfindung ist es möglich,
den Trocknungsprozeß effektiv durchzuführen, da
die Trocknungskammer bereits mit einer dünnen Atmosphäre aus gekühltem organischem
Lösungsmittel
gefüllt
ist, bevor der Gegenstand in die Trocknungskammer transportiert
wird. Darüber
hinaus besteht keine Möglichkeit
einer Kondensation des Lösungsmittels,
da das obige Lösungsmittel
aus dünnem
Dampf besteht.
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Die
obigen und weiteren Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden
ersichtlich und die Erfindung selbst wird am besten verstanden durch
ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, welche eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
zeigen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer konventionellen Reinigungsvorrichtung;
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2 ist
eine Darstellung einer Reinigungsvorrichtung für Halbleiter-Wafer gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung gemäß 2;
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4 ist
eine Längsschnittdarstellung
einer Reinigungseinheit der Reinigungsvorrichtung gemäß 2;
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5 ist
eine andere Längs-Querschnitts-Seitenansicht
der Reinigungseinheit gemäß 4;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht der Reinigungseinheit gemäß 4;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Nachbarschaft eines oberen
Deckels der Reinigungseinheit gemäß 4 zeigt;
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8 ist
eine Darstellung, welche eine schematische Struktur eines Deckel-Antriebsabschnittes der
Reinigungseinheit gemäß 4 zeigt;
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9 ist
eine perspektivische Darstellung, welche eine Gleittüranordnung
der Reinigungseinheit gemäß 4 zeigt;
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10 ist
eine perspektivische Darstellung, welche eine Waferführung der
Reinigungseinheit gemäß 4 zeigt;
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11 ist
eine perspektivische Darstellung, welche eine Düse und einen Auslaßanschluß der Reinigungseinheit
gemäß 4 zeigt;
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12 ist
eine Darstellung zur Erläuterung einer
Betriebsweise von Gleichrichtplatten der Reinigungseinheit gemäß 4;
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13 ist
ein Flußdiagramm
einer Betriebsweise der Reinigungseinheit gemäß 4;
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14 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1201 in 13 zeigt;
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15 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1202 in 13 zeigt;
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16 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise einer Reinigungseinheit gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1203 in 13 zeigt;
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17 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1204 in 13 zeigt;
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18 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise einer Reinigungseinheit gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1205 in 13 zeigt;
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19 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß den Schritten 1206 bis 1208 in 13 zeigt;
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20 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1209 in 13 zeigt;
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21 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 gemäß einem
Schritt 1210 in 13 zeigt;
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22 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 entsprechend
dem Schritt 1211 in 13 zeigt;
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23 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 entsprechend
den Schritten 1212 bis 1214 in 13 zeigt;
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24 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 entsprechend
dem Schritt 1215 in 13 zeigt;
-
25 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 entsprechend
dem Schritt 1216 in 13 zeigt;
und
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26 ist
eine schematische Darstellung, welche die Betriebsweise der Reinigungseinheit
gemäß 4 entsprechend
einem Schritt 1217 in 13 zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNG
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Zunächst beschreiben
wir eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Halbleiter-Wafern,
als ein Beispiel, auf welches die Erfindung angewendet wird. Es
wird darauf verwiesen, daß durch
die Beschreibung die Halbleiter-Wafer nachfolgend als „Wafer" bezeichnet werden.
Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, enthält
die gesamte Reinigungsvorrichtung 1 einen Ladeabschnitt 2 zum
Unterbringen der Wafer vor dem Reinigen in Blöcken von Trägern, einen Reinigungsabschnitt 3 zum
Reinigen der Wafer und einen Entladeabschnitt 4 zum Aufnehmen der
Wafer nach dem Reinigen und Trocknen in dem Abschnitt 3 in
die Träger
C in vorbestimmter Anzahl in Blöcken
von Kassetten. Demgemäß wird die
Reinigungsvorrichtung 1 der Ausgestaltung durch drei Behandlungszonen
gebildet.
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In
dem Ladeabschnitt 2 sind ein Warteteil 6, welches
Träger 5 mit
einer vorgegebenen Anzahl (z.B. fünfundzwanzig Scheiben) vorgereinigter
Wafer in Warteposition aufnimmt, und ein Ladeabschnitt 7, welcher
eine Aufnahmeoperation der Wafer aus den Trägern 5 ausführt, eine
Ausrichtoperation bezüglich einer
entsprechenden Orientierung bezüglich
von ebenen Seiten der Wafer sowie eine Zähloperation bezüglich der
Anzahl der Wafer, angeordnet. Weiterhin ist der Ladeabschnitt 2 mit
einem Transferarm 8 versehen, welcher die Träger 5,
welche von außen durch
einen Transportroboter etc. geladen worden sind, zu dem Ladeabschnitt 6 und
auch zwischen dem Ladeabschnitt 6 und dem Ladeabschnitt 7 transportiert.
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In
dem Reinigungsabschnitt 3 sind an der Vorderseite (das
ist die Seite in 2) des Abschnittes 3 drei
Wafer-Transporteinheiten 11, 12 und 13 angeordnet,
während
ein Rohrbereich 14 an der Rückseite des Abschnittes 3 durch
Trennwände
ausgebildet ist, zum Beherbergen verschiedener Tanks für Behandlungsflüssigkeiten
wie Chemikalien und zahlreiche Rohre.
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Andererseits
weist der Entladeabschnitt 4 einen Entladeteil 15 zur
Aufnahme der in dem Reinigungsabschnitt 3 gereinigten Wafer
in den Trägern 5 auf,
einen Warteteil 16, in dem zu bewirken ist, daß die Träger 5 mit
den Wafern warten, und einen Transferarm 17 zum Transport
der Träger 5 zwischen
dem Entladeteil 16 und dem Warteteil 17.
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Die
Reinigungsvorrichtung 1 enthält weiterhin einen Träger-Transferabschnitt 18,
welcher die in dem Ladeabschnitt 2 entleerten Träger 5 transportiert.
Der Träger-Transferabschnitt 18 ist
mit einem Träger-Förderer 19 versehen,
der über
dem Reinigungsabschnitt 3 angeordnet ist, einem Trägerlager 20 zum
Aufnehmen der entleerten Träger 5 aus
dem Ladeteil 7 des Ladeabschnittes 2 mittels des
Transferarms 8 und bevorratet die Träger 5 mit und ohne
die Wafer, und einem nicht-gezeigten Anlieferungsteil, welches die
entleerten Träger 5 von
dem Trägerförderer 19 mittels
des Transferarms 17 an dem Entladeabschnitt 4 aufnimmt
und die entleerten Träger 5 zu
dem Entladeteil 15 anliefert.
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Der
Reinigungsabschnitt 3 ist mit den nachfolgenden Bädern in
der Reihenfolge von der Seite des Ladeteils 7 versehen:
Einem Spann-Reinigungs-/Trocknungsbad 22 zum Reinigen und
Trocknen einer Wafer-Einspannung 21 der Wafer-Transfereinheit 11;
einem chemischen Reinigungsbad 23 zum Entfernen von Verunreinigungen
wie organischer Verunreinigungen, metallischer Verunreinigungspartikel
oder dergleichen auf der Oberfläche der
Wafer durch Verwendung von Chemikalien wie Ammoniumhydrogenperoxid
(NH4OH/H2O2/H2O); einem Wasch-Reinigungsbad 24 zum
Reinigen der in dem Bad 23 gereinigten Wafer durch beispielsweise reines
Wasser; einem Reinigungsbad 25 zum Entfernen metallischer
Verunreinigungen auf den Wafern durch eine Chemikalie wie eine Mischung
von HCl/H2O2/H2O); einem Wasch-Reinigungsbad 26 zum
Reinigen der in dem Bad 25 beispielsweise durch reines
Wasser gereinigten Wafer; und einer Reinigungseinheit 27 gemäß der Erfindung zum
Entfernen eines Oxids auf den Wafern durch eine Chemikalie (z.B.
eine Mischung von HF/H2O), Reinigen der
gewaschenen Wafer durch die Spülflüssigkeit (z.B.
reines Wasser) und Trocknen der gereinigten Wafer; und einem Spann-Reinigungs-
und Trocknungsbad 28 zum Reinigen und Trocknen nicht gezeigter
Wafer-Einspannungen der Wafer-Transporteinheit 13.
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Trennplatten 29, 30, 31, 32 sind
jeweils zwischen dem Ladeteil 7 und dem Spann-Reinigungs-/Trocknungsbad 22,
zwischen dem Wasch-Reinigungsbad 24 und dem chemischen
Reinigungsbad 25, zwischen dem Wasch-Reinigungsbad 26 und
der Reinigungseinheit 27, und zwischen dem Spann-Reinigungs-
und Trocknungsbad 28 und dem Entladeteil 15 angeordnet.
Diese Trennplatten 29, 30, 31, 32 sind
so ausgebildet, daß sie
nach oben offen sind und nach unten schließen bei der Aufnahme und Abgabe
der Wafer durch Antriebsmechanismen, welche in den Figuren nicht
gezeigt sind. Aufgrund des Vorsehens der Trennplatten 29, 30, 31, 32 ist
es möglich,
zu verhindern, daß die
Atmosphäre der
Chemikalien in die angrenzenden Räume gelangt.
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Wir
beschreiben nunmehr die Struktur der Reinigungseinheit 27 unter
Bezugnahme auf die 4 bis 12. Die
Reinigungseinheit 27 weist ein Reinigungsbad 41 wie
ein Behandlungsbad auf, welches die Behandlungsflüssigkeiten
von Chemikalien (z.B. eine Mischung von HF/H2O),
und das Spülmittel (z.B.
reines Wasser) enthält,
und ein Eintauchen der zu bearbeitenden Wafer in die Flüssigkeiten
umfaßt, und
eine zylindrische Trocknungskammer 42, die über dem
Reinigungsbad 41 angeordnet ist, um die aus dem Reinigungsbad 41 transportierten
Wafer W zu trocknen.
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Das
Reinigungsbad 41 enthält
eine Waferführung 43 und
z.B. fünfzig
Waferscheiben W, die von der Waferführung 43 getragen
sind. Weiterhin ist das Reinigungsbad 41 an beiden Seiten
ihres Bodens mit Düsen 44, 45 zum
Ausstoßen
der Behandlungsflüssigkeit
für die
in ihr angeordneten Wafer W versehen. Die Düsen 44, 45 können durch
Rohre gebildet werden, welche jeweils entsprechende Injektionsöffnungen
aufweisen, welche an jedem Intervall mit einem gleichen Abstand
zu einem Abstand zwischen den benachbarten Wafern W längs der
Richtung der Wafer-Anordnung ausgebildet sind. In die Düsen 44, 45 wird
entweder eine der Chemikalien (z.B. eine Mischung von HF/H2O) oder die Spülflüssigkeit wie gekühltes, reines
Wasser (DIW: deionisiertes Wasser) aus dem in den 2 und 3 gezeigten
Rohrbereich 14 durch eine Schaltoperation eines Schaltventils 46 eingeführt. Die
Schaltoperation des Schaltventils 46 wird durch ein nicht
gezeigtes Steuerorgan mit einem vorgegebenen Timing ausgeführt. Um
eine Oxidation der Wafer W zu verhindern, wird bevorzugt entlüftetes DIW
als Spülmittel
verwendet.
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Weiterhin
ist am Umfang des Reinigungsbades 41 ein Sammelbad 47 zur
Aufnahme der das Reinigungsbad 41 überströmenden Behandlungsflüssigkeit
vorgesehen. Die von dem Sammelbad 47 aufgenommene Behandlungsflüssigkeit
kann durch ein Schaltventil 48, eine Pumpe 49,
einen Filter 50 und ein Schaltventil 51 in die
Düsen 44, 45 zirkulieren.
Mit dem Schaltventil 48 wird bestimmt, ob die von dem Sammelbad 47 aufgenommene
Flüssigkeit
in der oben beschriebenen Weise zirkuliert wird, oder ob die Flüssigkeit
abgeführt
wird. In dem Schaltventil 51 wird bestimmt, ob die von
dem Sammelbad 47 aufgenommene Behandlungsflüssigkeit
zirkuliert wird, oder ob das gekühlte
DIW den Düsen 44, 45 zugeführt wird,
welches durch einen Kühler
auf 0° abgekühlt worden
ist – einen
normalen Temperaturbereich (°C),
vorzugsweise 5°C.
Ein Dämpfer 52 ist
zwischen der Pumpe 49 und dem Filter 50 angeordnet.
Am untersten Abschnitt des Reinigungsbades 41 ist ein Auslaßanschluß 53 vorgesehen,
mit dem die Behandlungsflüssigkeit
abzulassen ist. Mit dem Schaltventil 54 wird bestimmt,
ob die Behandlungsflüssigkeit
durch den Auslaßanschluß 53 abzulassen
ist oder nicht.
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Die
Trocknungskammer 42 ist an oberen und unteren Abschnitten
mit rechtwinkligen oberen und unteren Öffnungen 61 bzw. 62 zum
Aufnehmen und Abgeben der Wafer W versehen. Ein Deckel 43 ist auf
die obere Öffnung 61 aufgelegt,
während
an der unteren Öffnung 62 eine
Gleittüranordnung 64 vorgesehen
ist.
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Der
Deckel 43 besteht aus einem Kunststoff wie PVC (Polyvinylchlorid)
und PP (Polypropylen) etc. und ist sowohl innen als auch außen wie
ein Halbzylinder geformt, wie in 6 gezeigt
ist. Demgemäß hat eine
solche Ausbildung des Deckels 63 zur Folge, daß das Innere
der Trocknungskammer 42, welches durch den Deckel 63 verschlossen
ist, im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, und verhindert,
daß eine
Strömung
von Stickstoff etc., welche gegen die Wafer W geblasen wird, turbulent
ist. Das Stickstoffgas oder dergleichen kann daher gleichmäßig gegen
die betreffenden Wafer W geblasen werden. Weiterhin ist, wie in 7 gezeigt
ist, ein O-Ring 65 um den Umfang der oberen Öffnung 61 herum
angeordnet, um die Kammer 41 abzudichten, wenn die obere Öffnung 61 durch
den Deckel 63 geschlossen ist.
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In
der Nachbarschaft der Trocknungskammer 42 ist ein Deckelbetätiger 66 angeordnet,
mittels dessen der Deckel 63 zu öffnen und zu schließen ist. Wie
in 8 gezeigt ist, enthält der Deckelbetätiger 66 einen
Zylinder 68 zum Verschwenken eines Schwenkarms 67,
welcher an einem Ende an dem Deckel 63 befestigt ist, und
einen weiteren Zylinder 69 zum Bewegen des Deckels 63 sowie
dieser sich drehenden Anordnung (des Zylinders 68, des
Arms 67) nach oben und unten. Beim Betrieb zum Öffnen des
Deckels 63 bewegt der Deckelbetätiger 66 zuerst den
die obere Öffnung 61 verschließenden Deckel 63 nach
oben (s. ➀ in 8). Nachfolgend dreht der Deckelbetätiger 66 den
Deckel 63 weiterhin in eine Position entfernt von der oberen Öffnung 61 (s. ➁ in 8)
und bewegt den Deckel 63 nach unten (s. ➂ in 8).
Auf diese Weise wird die obere Öffnung 61 geöffnet. Wenn
es dagegen erforderlich ist, die obere Öffnung 61 durch den
Deckel 63 zu verschließen, werden
die oben erwähnten
Betätigungen
in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt (d.h. ➂ ➁ ➀ in 8).
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Wie
in 9 gezeigt ist, weist die Gleittüranordnung 64 einen
rechtwinkligen Flansch 70 auf, der zwischen dem Reinigungsbad 41 und
der Trocknungskammer 42 angeordnet ist, wobei eine Gleittür 72 in
eine im Flansch 70 ausgebildete Öffnung 71 zum Öffnen und
Schließen
eines Inneren des Flansches 70 ausgebildet ist, und ein
Zylinder 73 zum Antreiben der Gleittür 72 vorgesehen ist. Ähnlich zu dem
Deckel 63 besteht die Gleittür 72 aus Kunststoff wie
PVC (Polyvinylchlorid) und PP (Propylen) etc. und ist ähnlich zu
der unteren Öffnung 62 rechtwinklig
geformt.
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Wie
in 10 gezeigt ist, ist die Waferführung 43 an einem
unteren Ende eines Tragteils 74 mit einer Waferabstützung 75 zum
Abstützen
mehrerer Wafer W (z.B. 50 Scheiben) versehen. Die Waferabstützung 75 besteht
aus einer mittleren Stützstange 76 und
zwei seitlichen Stützstangen 77, 78,
welche an beiden Seiten der Stange 76 parallel zueinander angeordnet
sind. Entsprechende Enden der Stangen 76, 77, 78 sind
an einem unteren Ende des Tragteils 74 befestigt, während die
anderen Enden 76, 77, 78 an einem Fixierteil 79 befestigt
sind. Jede der Stangen 76, 77, 78 hat
mehrere Haltenuten 80, 80 ..., 80 (z.B.
fünfzig
Nuten), welche in vorgegebenen Intervallen bzw. Abständen in
Längsrichtung
ausgebildet sind. Die Waferführung 43 besteht
aus Materialien, welche hervorragende Eigenschaften bezüglich einer Korrosionsresistenz,
Wärmeresistenz
und Stabilität bzw.
Haltbarkeit aufweisen, beispielsweise PEEK (Polyetheretherketon),
Qz (Quarz) usw..
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Eine
Führungshubstange 81 ist
an einem oberen Ende der Waferführung 43 befestigt.
Wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, kann die Führungshubstange 81 sich
nach oben und unten bewegen und steht durch ein Loch 82 am
oberen Ende der Trocknungskammer 82 zur Außenseite
vor. Das obere Ende der Führungshubstange 81 ist
mit einem Waferführungs-Z-Achsenmechanismus 83 verbunden, welcher
hinter der Trocknungskammer 42 angeordnet ist. Da der Waferführungs-Z-Achsenmechanismus 83 die
Führungshubstange 81 nach
oben und unten bewegt, werden die von der Waferführung 43 getragenen
Wafer W zwischen dem Reinigungsbad 41 und der Trocknungskammer 42 durch
die untere Öffnung 62 transportiert.
Wie in 5 gezeigt ist, ist die Wafer-Transporteinheit 13 (s. 3)
vor der Reinigungseinheit 27 angeordnet. Während des
Betriebes, wie er in 10 gezeigt ist, nimmt ein Wafermagazin 84,
welches auf der Wafer-Transfereinheit 13 vorgesehen ist,
z.B. fünfzig
Waferscheiben W aus dem benachbarten Wasch-Reinigungsbad 26 auf und überführt diese
auf die Waferführung 43 in
der Trocknungskammer 42. Weiterhin empfängt das Wafermagazin 84 beispielsweise
fünfzig
Waferscheiben W von der Waferführung 43 in
der Trocknungskammer 42 und übergibt diese dem Entladeteil 15 des Entladeabschnittes 4.
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Wie
in den 4 und 11 gezeigt ist, sind an beiden
Seiten des oberen Teils der Trocknungskammer 42 zwei Düsen 85, 86 angeordnet,
um das gekühlte
Stickstoffgas etc. über
die von der Waferführung 43 getragenen
Wafer W in einer nach unten gerichteten Strömungsweise zu blasen. Die Düsen 85, 86 sind
durch Rohre 88 gebildet, welche Injektionslöcher 87 haben,
die mit gleichmäßigen Abständen angeordnet
sind, welche identisch zu dem Abstand zwischen den benachbarten
Wafern W in Richtung der Waferanordnung sind. Den Düsen 85, 86 wird
durch einen IPA-Verdampfer 89, ein Steuerventil 90 und
einen Filter 91 das aus IPA und Stickstoff bestehende gemischte
Gas zugeführt,
welches auf 0° gekühlt worden
ist – den
normalen Temperaturbereich (°C), bevorzugter
5°C. In
den IPA-Verdampfer 89 wird der gekühlte Stickstoff durch einen
Stickstoffkühler 92 und
ein Steuerventil 93 zugeführt, während der IPA ebenfalls aus
einem IPA-Tank 94 durch ein Steuerventil 95 zugeführt wird.
In ähnlicher
Weise wird der Stickstoff dem IPA-Tank 94 durch ein Steuerventil 96 zugeführt, währen der
IPA dem IPA-Tank 94 ebenfalls durch ein Steuerventil 97 zugeführt wird.
Entsprechende Betätigungen
der Steuerventile 90, 93, 95, 96, 96, 97 werden
durch eine Steuereinrichtung gesteuert, welche in den Zeichnungsfiguren
nicht gezeigt ist.
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Andererseits
ist die Trocknungskammer 42, wie in den 4 und 11 gezeigt
ist, an beiden Seiten des unteren Abschnittes mit Auslaßanschlüssen 98, 99 zur
Abgabe des Stickstoffgases etc. versehen, welches aus den Düsen 85, 86 ausgeblasen worden
ist. Die Auslaßanschlüsse 98, 99 kommunizieren
mit einer nicht gezeigten Auslaßpumpe.
Ebenfalls kommunizieren mit den Auslaßanschlüssen 98, 99 entsprechende
Gleichrichtplatten 101, 102 als Gleichrichtmittel,
welche eine Anzahl von Einlässen 100, 100,
...., 100 zum Ansaugen des Stickstoffgases etc. aufweisen,
welches aus den Düsen 85, 86 durch entsprechende
Teile am unteren Teil der Trocknungskammer 42 gleichförmig ausgeblasen
worden ist. Mit der Anordnung, wie sie in 12 in
gestrichelten Linien dargestellt ist, strömt das Stickstoffgas etc.,
welches aus den Injektionslöchern 87 der
Düsen 85, 86 ausgeblasen
worden ist, über
die Oberflächen
der Wafer W und wird nachfolgend von den Einlässen 100 der Gleichrichtplatten 101, 102 aufgesaugt. Demgemäß ist es
aufgrund der oben erwähnten
Strömung
des Stickstoffgases etc. möglich,
die Entstehung einer Turbulenz in den Strömungen des Stickstoffgases
etc. zu verhindern. Die Trocknungskammer 42 ist außerdem in
ihrem unteren Abschnitt mit einem (nicht-gezeigten) Anschluß zum Ablaß der Flüssigkeiten
versehen.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist ein Paar von Plattenkühlern 103, 104 auf
beiden Seiten der Mitte der Trocknungskammer 42 angeordnet.
Diese Plattenkühler 103, 104 sind
elektrisch mit einer Platten-Steuereinrichtung 105 zum
Steuern der Temperatur in der Kammer 42 verbunden. Die
Temperatur der Kammer 42 wird im Bereich von 0° – der normalen
Temperatur (°C)
aufrechterhalten, bevorzugt bei 5°C.
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Zwischen
dem Reinigungsbad 41 und der Trocknungskammer 42 sind
beispielsweise an beiden Seiten eines Raums über der Oberfläche des
Bades 41 Düsen 106, 107 vorgesehen,
welche das gemischte Gas auf dem IPA und dem Stickstoffgas während des
Transportes aus dem Bad 41 zu der Kammer 42 gegen
die Wafer W blasen. Die Strukturen der Düsen 106, 107 sind
im wesentlichen ähnlich
zu denjenigen der oben erwähnten
Düsen 85, 86.
An diese Düsen 106, 107 ist
ebenfalls durch einen Kühler 108 und
ein Steuerventil 109 das aus IPA und Stickstoff gemischte
Gas angeschlossen, welches auf 0° gekühlt worden
ist – den
normalen Temperaturbereich (°C),
bevorzugter 5°C.
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Wir
beschreiben nunmehr einen Betrieb der wie oben konstruierten Reinigungsvorrichtung 27 gemäß einem
Flußdiagramm
gemäß 13.
Es wird darauf verwiesen, daß die
folgende betriebliche Steuerung durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung
ausgeführt
wird.
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Zunächst wird
nach dem Schließen
der Gleittür 72 am
Boden der Trocknungskammer 42 der Deckel 63 am
oberen Ende der Kammer 42 geöffnet (s. Schritt 1201, 14).
Als nächstes
wird das Wafermagazin 84 in die Kammer 42 abgesenkt
und die Wafer W werden an die Waferführung 43 in der Kammer 42 übergeben
(s. Schritt 1202, 15).
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Beim
nachfolgenden Schritt 1203 wird der Deckel 63 am
oberen Ende der Kammer 42 geschlossen und die Gleittür 72 am
Boden der Kammer 42 geöffnet
(s. 16). Sodann wird die die Wafer W tragende Waferführung 43 abgesenkt,
um sie in das Reinigungsbad 41 zu überführen (Schritt 1204, 17),
und die Gleittür 72 wird
nachfolgend geschlossen (Schritt 1205, 18).
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Danach
wird in das Reinigungsbad 41 die Mischung aus HF/H2O durch die Düsen 44, 45 eingespritzt,
und nachfolgend werden die Wafer W in die Mischung aus HF/H2O zwecks chemischer Reinigung eingetaucht
(Schritt 1206, 19). Natürlich bildet
die von den Düsen 44, 45 ausgestoßene Mischung
aus HF/H2O eine Konvektion, welche die in dem
Reinigungsbad 41 vorhandenen Wafer W ausrichtet und damit
die chemische Reinigung verbessert. Natürlich kann diese chemische
Flüssigkeit
vor der Einführung
der Wafer W in das Reinigungsbad 41 in diesem bereits bevorratet
sein. Als nächstes
wird die Mischung aus HF/H2O abgegeben und
danach wird das gekühlte
DIW aus den Düsen 44, 45 ausgespritzt,
um die Wafer W zu spülen
(Schritt 1207, 19). Ebenso
wie die Mischung aus HF/H2O bildet das aus
den Düsen 44, 45 ausgestoßene DIW
eine Konvektion, welche die Wafer W in dem Reinigungsbad 41 ausrichtet
und dadurch den Spülprozeß begünstigt.
Es wird darauf verwiesen, daß bei
einer Modifikation die Zuführung
von DIW begonnen werden kann, ohne die Mischung aus HF/H2O abzuführen,
so daß die
Dichte der Mischung nach und nach dünner wird. Andererseits wird
der gekühlte
IPA aus den Düsen 85, 86 ausgeblasen,
während
ein solcher Reinigungsprozeß ausgeführt wird,
so daß die
Trocknungskammer 42 mit einer Atmosphäre des verdünnten IPA-Dampfes gefüllt wird
(Schritt 1208, 19).
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Als
nächstes
wird bei dem Schritt 1209 die Gleittür 72 am Boden der
Trocknungskammer 42 (20) geöffnet, und
danach wird die Waferführung 43,
welche die Wafer W trägt,
angehoben, um die Wafer in die Trocknungskammer 42 zu transportieren (Schritt 1210, 21).
Während
des Transportes wird das gekühlte
Stickstoffgas oder das aus Stickstoffgas und dem IPA bestehende
gemischte Gas beim Transport aus dem Reinigungsbad 41 zu
der Trocknungskammer 42 durch die Düsen 106, 107 gegen
die Wafer W geblasen. Nachfolgend wird nach dem Schließen der
Gleittür 72 am
Boden der Trocknungskammer 21 (Schritt 1211, 22)
das Stickstoffgas etc. aus den Düsen 85, 86 in
nach unten gerichteter Strömung
(Schritte 1212–1214, 23)
an die Wafer W geblasen. Im einzelnen wird zunächst das gemischte Gas aus
dem gekühlten
IPA und dem Stickstoffgas gegen die Wafer W geblasen (Schritt 1212).
Als nächstes
wird das gekühlte
Stickstoffgas gegen die Wafer W geblasen (Schritt 1213)
und zum Schluß wird
das Stickstoffgas normaler Temperatur gegen die Wafer W geblasen
(Schritt 1214). Es wird darauf verwiesen, daß das Blasen
des gekühlten Stickstoffgases
unter natürlicher
Ventilation erfolgt. Weiterhin kann bei der Modifikation der Blasprozess des
gemischten Gases (IPA + N2) beim Schritt 1212 vor dem Transport
der Wafer W in die Trocknungskammer 42 beim Schritt 1210 ausgeführt werden.
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Beim
nachfolgenden Schritt 1215 (24) wird
der Deckel 63 am oberen Ende der Trocknungskammer 42 geöffnet und
danach wird das Wafermagazin 84 in die Kammer 42 abgesenkt,
um die Wafer W von der Waferführung 43 zu übernehmen
(Schritt 1216, 25). Sodann
wird das Wafermagazin 84 angehoben, um die Wafer W außerhalb
der Trocknungskammer zu entladen (Schritt 1217, 26).
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Auf
diese Weise kann gemäß der Reinigungsvorrichtung 27 der
Ausgestaltung die Reaktion zwischen Wasser (H2O)
und Silizium(Si)-Elementen an der Waferoberfläche inaktiviert werden, so
daß die entsprechende
Waferoberfläche
nur schwer zu oxidieren ist, da die durch das DIW gespülten Wafer
in der Trocknungskammer 42 in dem oben erwähnten Kühlsystem
getrocknet werden. Demgemäß ist es möglich, das
Entstehen von Wassermarkierungen auf den Waferoberflächen weitgehend
zu verhindern.
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Da
weiterhin die Reinigungsvorrichtung 27 in einer Weise ausgebildet
ist, daß das
DIW an den Waferoberflächen,
nachdem es in einem gewissen Ausmaß durch das gekühlte gemischte
Gas aus dem IPA und dem Stickstoffgas ersetzt worden ist, von dem gekühlten Stickstoffgas
weggeblasen wird, bewirkt die resultierende inaktivierte Reaktion
zwischen Wasser (H2O) und Silizium(Si)-Elementen
an den Waferoberflächen,
daß diese
nur schwer zu oxidieren sind. Demgemäß ist es möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen
auf den Waferoberflächen
weiter zu beschränken
bzw. zu verhindern.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
ein Einfrieren an den Waferoberflächen zu verhindern, was das Auftreten
von Wassermarkierungen an den Waferoberflächen weiterhin be- bzw. verhindert,
da das Stickstoffgas mit normaler Temperatur gegen die getrockneten
Wafer W geblasen wird, um die Temperatur der Wafer W zu normalisieren.
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Weiterhin
besteht gemäß der Ausgestaltung keine
Möglichkeit,
daß die
Trocknungskammer 42 und das Reinigungsbad 41 aufgrund
der Chemikalien etc. gegenseitig einen schlechten Einfluß aufeinander
ausüben,
da die Trocknungskammer 42 und das Reinigungsbad 41 oben
und unten voneinander separiert und so konstruiert sind, daß der eine
Raum von dem anderen Raum durch die Gleittür 72 separiert ist,
und die entsprechenden Prozesse aufgrund der sich schließenden Gleittür 72 getrennt
voneinander durchzuführen
sind.
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Da
es weiterhin möglich
ist, die Trocknungskammer 42 und das Reinigungsbad 41 unter
entsprechenden Bedingungen unabhängig
voneinander zu entwerfen, ist es möglich, den Reinigungsprozeß zu optimieren
und weiterhin die Reinigungsvorrichtung aufgrund des verbesserten
Freiheitsgrades bei ihrer Ausbildung besonders klein auszubilden.
Beispielsweise kann die Trocknungskammer 42 mit den Plattenkühlern 103, 104 zum
Kühlen
der Innenseite der Kammer 42 im Hinblick auf den Trocknungsprozeß ohne Schwierigkeit
versehen werden. Oder die Atmosphäre in der Trocknungskammer 42 kann
wiederum durch den IPA-Dampf ersetzt werden, während die Wafer W in dem Reinigungsbad 41 im
Hinblick auf den raschen Trocknungsprozeß gereinigt werden.
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Da
weiterhin die Trocknungskammer 42 im Verhältnis zu
derjenigen der konventionellen Reinigungsvorrichtung, bei welcher
das Behandlungsbad und die Trocknungskammer in einer Kammer vorgesehen
sind, sehr klein ausgebildet werden kann, ist es möglich, den
Trocknungsprozeß effizienter
durchzuführen.
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Es
wird hier darauf verwiesen, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausgestaltung beschränkt ist,
und daß zahlreiche
Veränderungen
und Modifikationen im Rahmen der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können.
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Obwohl
das Stickstoffgas bei der oben erwähnten Ausgestaltung als das
Inertgas verwendet wird, können
beispielsweise andere Inertgase wie Argon (Ar), Helium (He) etc.
als Ersatz für
das Stickstoffgas verwendet werden.
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Obwohl
der IPA als wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
vorgesehen ist mit einer Funktion, die Oberflächenspannung von reinem Wasser bezüglich des
bei der Ausgestaltung zu bearbeitenden Objektes herabzusetzen, kann
der IPA durch andere organische Lösungsmittel beispielsweise
ketonischer Art (z.B. Diethylketon), Etherarten (z.B. Methylether,
Ethylether), vielfach gesättigten
Alkohol (z.B. Ethylenglykol) oder dergleichen ersetzt werden.
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Obwohl
die chemische Behandlung unter Verwendung der Mischung von HF/H2O sowie die Spül- und Trocknungsprozesse unter
Verwendung von reinem Wasser für
die Reinigungsvorrichtung 27 gemäß der oben erwähnten Ausgestaltung
verwendet werden, wird darauf verwiesen, daß eine Reinigungsvorrichtung
sowie ein Verfahren zum Durchführen
wenigstens des Trocknungsprozesses und eines oder mehrerer anderer
Prozesse im Schutzbereich der Erfindung enthalten sind. Beispielsweise
sind der chemische Prozeß,
welcher die Mischung von HF/H2O verwendet,
der Spülprozeß unter
Verwendung von reinem Wasser, der chemische Prozeß unter
Verwendung der Mischung von NH4OH/H2O2/H2O und
der chemische Prozeß,
welcher die Mischung von HCl/H2O2/H2O etc. verwendet,
auf die obigen anderen Prozesse anwendbar. Demgemäß kann natürlich die
Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung so
konstruiert sein, daß sie
beispielsweise den chemischen Prozeß unter Verwendung der Mischung von
NH4OH/H2O2/H2O, den chemischen
Prozeß unter
Verwendung der Mischung von HCl/H2O2/H2O, den chemischen Prozeß unter
Verwendung der Mischung von HF/H2O2, den Spülprozeß unter
Verwendung von reinem Wasser und den Trocknungsprozeß ausführt.
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Obwohl
die oben erwähnte
Ausgestaltung ein Beispiel einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung
in Zuordnung zu einer Reinigungseinrichtung darstellt, welche die
Behandlungsbäder
in Reihenfolge der Behandlung aufweist, ist es möglich, die vorliegende Reinigungsvorrichtung
als gesonderten Vorrichtungstyp zu verwenden. In diesem Fall ist
es beispielsweise auch möglich,
die gesonderte Vorrichtung durch Verbinden mit einem Transferabschnitt
zu konstruieren, welcher den Ladeabschnitt und den Entladeabschnitt
gemäß der vorliegenden
Reinigungsvorrichtung aufweist.
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Weiterhin
wird darauf verwiesen, daß das
zu bearbeitende Objekt nicht auf die Halbleiter-Wafer der Ausgestaltung beschränkt ist,
so daß ein LCD-Substrat,
ein Glassubstrat, ein CD-Substrat, eine
Photomaske, ein Drucksubstrat, ein keramisches Substrat oder dergleichen
als den mit der vorliegenden Vorrichtung und dem vorliegenden Verfahren
zu bearbeitender Gegenstand verwendbar ist.
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Wie
oben erwähnt
ist, ist es gemäß der Reinigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern, da sie die Spülmitel
zum Spülen
des Objektes durch die Spül-
und die Trocknungsmittel zum Trocknen des gespülten Objektes aufweist, während es gekühlt wird.
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Weiterhin
ist es gemäß der Reinigungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen
auf der Waferoberfläche
weitgehend zu verhindern, und zu verhindern, daß Einfrierungen an dem Gegenstand
auftreten, da sie das Spülmittel
zum Spülen
des zu bearbeitenden Objektes durch Verwendung von Spülflüssigkeit
verwendet; die Blasmittel zum Blasen des gekühlten Gases bestehend aus der
Mischung eines organischen Lösungsmittels
und Inertgas gegen den von dem Spülmittel gespülten Gegenstand;
die Trocknungsmittel zum Trocknen des Gegenstandes durch Blasen
von das Inertgas enthaltendem gekühlten Gases gegen den Gegenstand;
und die Normalisiermittel zum Normalisieren der Temperatur des Gegenstandes
durch Blasen des Inertgas enthaltenden Gases von normaler Temperatur
gegen den durch das Trocknungsmittel getrockneten Gegenstand.
-
Weiterhin
ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren
möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern, da es den Spülschritt
eines Spülens
des Gegenstandes durch Spülen
und den Trocknungsschritt eines Trocknens des gespülten Gegenstandes
in dem Kühlsystem
einschließt.
-
Weiterhin
ist es gemäß dem Reinigungsverfahren
nach der vorliegenden Erfindung möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen
auf der Waferoberfläche
weitgehend zu verhindern und ein Einfrieren auf der Oberfläche des
Gegenstandes zu verhindern, da es den Spülschritt eines Spülens des
zu bearbeitenden Gegenstandes durch Verwendung von Spülflüssigkeit
einschließt;
den Blasschritt eines Blasens des gekühlten Gases bestehend aus der
Mischung eines organischen Lösungsmittels
und dem Inertgas gegen den durch das Spülmittel gespülten Gegenstandes;
den Trocknungsschritt eines Trocknens des Gegenstandes durch Blasen
gekühlten, das
Intergas enthaltenden Gases gegen den Gegenstand; und den Normalisierschritt
eines Normalisierens der Temperatur des Gegenstandes durch Blasen
des Gases normaler Temperatur, welches das Inertgas enthält, gegen
den durch das Inertgas getrockneten Gegenstand.
-
Weiterhin
ist es gemäß der Reinigungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung möglich, das Auftreten von Wassermarkierungen
an der Waferoberfläche
weitgehend zu verhindern, da sie das Behandlungsbad zur Aufnahme
von Behandlungsflüssigkeit
aufweist, in welche der Gegenstand einzutauchen ist; die über dem
Behandlungsbad angeordnete und mit der Öffnung versehene Trocknungskammer,
welche zwischen dem Körper
der Trocknungskammer und dem Behandlungsbad angeordnet ist, und
durch welche der Gegenstand transportiert wird, wobei die Öffnung zu öffnen und
zu verschließen
ist; das Transportmitel zum Transportieren des Gegenstandes zwischen
dem Behandlungsbad und der Trocknungskammer durch die Öffnung;
und die in der Trocknungskammer angeordneten ersten Blasmittel zum
Blasen von gekühltes
Inertgas enthaltendem Gas gegen den Gegenstand. Weiterhin hat der
Gegenstand keine Möglichkeit,
während
des Trocknungsprozesses durch die chemische Behandlung negativ beeinflußt zu werden.
Weiterhin ist es aufgrund des erhöhen Freiheitsgrades bei dem
Entwurf für
den Prozeßablauf
möglich,
den Reinigungsprozeß zu
optimieren und die Reinigungsvorrichtung weiterhin sehr klein auszubilden,
wodurch der Trocknungsprozeß effizienter
durchgeführt
werden kann.
-
Weiterhin
ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern und ein Auftreten von Einfrierungen auf der Oberfläche des
Gegenstandes zu verhindern, da die Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung das Behandlungsbad zum Aufnehmen bzw. Bevorraten der Behandlungsflüssigkeit
aufweist, in welche der Gegenstand einzutauchen ist; die über dem
Behandlungsbad angeordnete Trocknungskammer mit einer Öffnung versehen
ist, welche zwischen einem Körper
der Trocknungskammer und dem Behandlungsbad angeordnet ist, und durch
welche der Gegenstand zu transportieren ist, wobei die Öffnung zu öffnen und
zu verschließen
ist; das Transportmittel zum Transportieren des Gegenstandes zwischen
dem Behandlungsbad und der Trocknungskammer durch die Öffnung;
das Blasmittel zum Blasen des gekühlten Gases bestehend aus einer
Mischung eines organischen Lösungsmittels und
Inertgas gegen den Gegenstand; das Trocknungsmittel zum Trocknen
des Gegenstandes durch Blasen gekühlten, Inertgas enthaltenden
Gases gegen den Gegenstand; und das Normalisiermittel zum Normalisieren
der Temperatur des Gegenstandes durch Blasen des Gases normaler
Temperatur enthaltend das Inertgas gegen den durch das Trocknungsmittel
getrockneten Gegenstand. Weiterhin hat der Gegenstand keine Möglichkeit,
durch die chemische Behandlung während
des Trocknungsprozesses nachteiligerweise beeinflußt zu werden.
Weiterhin ist es aufgrund des verbesserten Freiheitsgrades bei der
Auslegung des Prozesses möglich,
den Reinigungsprozeß zu
optimieren und weiterhin die Reinigungsvorrichtung sehr klein auszubilden,
wodurch der Reinigungsprozeß effizienter
ausgeführt
werden kann.
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Weiterhin
ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern, und ein Auftreten von Einfrierungen an der Objektoberfläche zu verhindern,
da das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren
folgende Schritte aufweist: (a) Eintauchen des Gegenstandes in das
Behandlungsbad zum Bevorraten von Behandlungsflüssigkeit; (b) Transportieren
des Gegenstandes aus dem Behandlungsbad zu der Trocknungskammer,
die über
dem Behandlungsbad angeordnet ist, durch die Öffnung, welche zu öffnen und zu
schließen
ist; (c) Schließen
der Öffnung
nachdem der Gegenstand zu der bzw. in die Trocknungskammer transportiert
worden ist; und (d) Blasen des das gekühlte Inertgas enthaltenden
Gases gegen den Gegenstand. Weiterhin hat der Gegenstand keine Möglichkeit,
durch die chemische Behandlung während
des Trocknungsprozesses nachteilig beeinflußt zu werden. Weiterhin ist
es aufgrund des erhöhten Freiheitsgrades
bei der Auslegung des Prozesses möglich, den Reinigungsprozeß zu optimieren,
und weiterhin die Reinigungsvorrichtung sehr klein auszubilden,
wodurch der Trocknungsprozeß effizienter ausgeführt werden
kann.
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Weiterhin
ist es möglich,
das Auftreten von Wassermarkierungen auf der Waferoberfläche weitgehend
zu verhindern, und ein Auftreten von Einfrierungen auf der Oberfläche des
Gegenstandes zu verhindern, da das Reinigungsverfahren nach der
vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte aufweist: (a) Eintauchen
des Gegenstandes in das Behandlungsbad zum Aufnehmen bzw. Bevorraten
von Behandlungsflüssigkeit;
(b) Transportieren des Gegenstandes aus dem Behandlungsbad zu der über dem
Behandlungsbad angeordneten Trocknungskammer durch eine Öffnung,
welche zu öffnen
und zu verschließen
ist; (c) Schließen
der Öffnung
nachdem der Gegenstand zu der Trocknungskammer transportiert worden
ist; (d) Blasen des gekühlten
Gases aus einer Mischung von organischem Lösungsmittel und Inertgas gegen
den Gegenstand; (e) Trocknen des Gegenstandes durch Blasen des das
Inertgas enthaltenden gekühlten
Gases gegen den Gegenstand; und (f) Normalisieren der Temperatur
des Gegenstandes durch Blasen des Inertgas enthaltenden Gases normaler
Temperatur gegen den von dem Inertgas getrockneten Gegenstand. Weiterhin
hat der Gegenstand keine Möglichkeit,
durch die chemische Behandlung während
des Trocknungsprozesses nachteilig beeinflußt zu werden. Weiterhin ist
es aufgrund des erhöhten Freiheitsgrades
bei der Auslegung des Prozesses möglich, den Reinigungsprozeß zu optimieren,
und die Reinigungsvorrichtung weiterhin sehr klein auszubilden,
wodurch der Trocknungsprozeß effizienter
gestaltet werden kann.