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WO2000046841A1 - Method and device for cleaning substrates - Google Patents

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WO2000046841A1
WO2000046841A1 PCT/EP2000/000484 EP0000484W WO0046841A1 WO 2000046841 A1 WO2000046841 A1 WO 2000046841A1 EP 0000484 W EP0000484 W EP 0000484W WO 0046841 A1 WO0046841 A1 WO 0046841A1
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WO
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substrate
cleaning
tilted
guide roller
cleaning element
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/000484
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen LOHMÜLLER
Original Assignee
Steag Microtech Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Steag Microtech Gmbh filed Critical Steag Microtech Gmbh
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Priority to JP2000597829A priority patent/JP2002536830A/en
Priority to KR1020017009875A priority patent/KR20010101997A/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for cleaning substrates, in particular semiconductor wafers, with at least one rotatable cleaning element.
  • Such cleaning devices are known, for example, in the semiconductor industry for cleaning wafers after chemical mechanical planarization (CMP).
  • CMP chemical mechanical planarization
  • Such cleaning devices use, for example, double-sided brush cleaners which are arranged on opposite sides of a semiconductor wafer. In these cleaning devices, the brush cleaners are arranged so that the semiconductor wafer to be cleaned lies either horizontally or vertically between the brushes.
  • a brush cleaning device for wafers is known from JP6-326066.
  • the device has a retaining ring which surrounds the wafer and which is rotatable in order to position the wafer for the cleaning process at a predetermined angle with respect to a horizontal.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method and a device with which the cleaning of substrates can be carried out more efficiently and in a liquid-saving manner.
  • this object is achieved by a method according to the preamble of claim 1 in that the substrate is tilted during cleaning.
  • the process conditions can be adapted to the cleaning requirements.
  • the dwell time of a rinsing liquid on the substrate can be changed and optimally adjusted during cleaning.
  • the substrate is preferably tilted from a substantially vertical position into a substantially horizontal position and / or vice versa, as a result of which the advantages of both vertical cleaning and horizontal cleaning can be realized during cleaning.
  • the substrate can also be tilted into any other arbitrary intermediate position and held there in order to optimally set the process conditions.
  • the loading and unloading of the substrate is preferably carried out in a horizontal position, since the handling of the substrate is easiest in this position.
  • At least one side of the substrate is brushed for cleaning the same.
  • the substrate is preferably tilted by moving at least one brush in order to provide a simple tilting mechanism.
  • the substrate is pressed against and rotated by at least one guide roller during the cleaning process.
  • the guide roller ensures guidance and thus good positioning of the substrate within the cleaning device. It also allows the substrate to rotate for even cleaning.
  • the substrate is preferably rotated by active rotation of the at least one guide roller.
  • the substrate is removed by passive rotation of the at least one guide roller, i.e. rotated by pressing the substrate against the roller with a tangential component.
  • the substrate is tilted by a movement of the at least one guide roller.
  • the substrate is tilted by tilting the entire device.
  • a liquid is preferably applied to the substrate during cleaning in order to promote the cleaning action of the cleaning elements.
  • the liquid is applied to the substrate via brushes during cleaning, thereby ensuring that the brushes are always adequately wetted with liquid.
  • the liquid is applied directly to the substrate via nozzles.
  • the pressure exerted by the cleaning elements on the substrate is advantageously changed
  • the above-mentioned object is also achieved by a device in which the substrate can be tilted.
  • the advantages already mentioned are achieved by tilting the substrate.
  • Brush cleaners in the form of rollers or cup brushes are preferably used as cleaning elements.
  • a device for applying a liquid to the substrate has lines within at least one cleaning element, thereby ensuring uniform wetting of a substrate surface.
  • guide elements are provided in one embodiment of the invention.
  • the guide elements are advantageously movable in order to enable the cleaning element to move towards and away from the substrate.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for cleaning flat objects, such as semiconductor wafers, thin panes such as photo masks, glass substrates, compact discs, Fiat panel displays, etc.
  • Figure 1 is a schematic sectional view and a
  • FIG. 2 views according to FIG. 1, the wafer being in a vertical position;
  • FIG. 3 views according to FIG. 1, the wafer being in a position tilted by approximately 45 ° with respect to the horizontal;
  • Figure 4 is a schematic front view of an end wall of the cleaning device according to the invention according to an embodiment of the invention;
  • FIG. 5 shows a schematic front view of the end wall according to FIG. 5.
  • FIG. 1 shows a sectional view and a top view of a cleaning device 1 according to the invention for flat, circular wafers 2.
  • the cleaning device 1 has first and second cleaning brushes 4, 5 in the form of roller brushes, each of which can be rotated about central axes 7, 8 via a device (not shown).
  • the brushes 4.5 are made of a sponge-like material such as PVA or bristles such as nylon.
  • the wafer 2 is accommodated between the brushes 4, 5 and is held in a horizontal position between them in accordance with FIG. 1.
  • the brushes 4, 5 have a length which is greater than the diameter of the wafer 2, so that the brushes 4, 5 protrude beyond the edge of the wafer 2.
  • the brushes can be moved towards and away from one another in order to adjust the pressure applied to the wafer 2.
  • the roller brush 4 is rotated clockwise during a cleaning process, while the roller brush 5 is rotated counterclockwise.
  • the wafer 2 is pressed to the left against a guide roller 10.
  • the guide roller 10 can be rotated via a device, not shown, in order to rotate the wafer 2 around its central axis.
  • the guide roller 10 could also be turned passively, ie by rotating the wafer with a presses a tangential component onto the roller.
  • the tangential component is achieved in that the roller brushes 4, 5 extend only over part of the wafer.
  • FIG. 2 shows the device according to the invention according to FIG. 1, with the wafer 2 in a vertical position
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 with the wafer 2 in a position tilted by approximately 45 ° with respect to the horizontal.
  • a rinsing liquid is applied to the wafer via a device (not shown). For example, in several places within the
  • nozzles for spraying the rinsing liquid onto the wafer surfaces may be provided.
  • lines 4.5 can be provided within the brush rollers, via which lines the rinsing liquid is directed onto the wafer surfaces.
  • the tilting of the wafer 2 can be done by tilting the entire device 1, i.e. including the drives, not shown, and the flushing liquid supply.
  • the wafers 2 could be tilted by moving the brush rollers 4, 5, as will be explained below using the exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • FIG. 4 shows a schematic front view of a side wall 12 of the cleaning device 1.
  • the brush rollers 4, 5 and the wafer 2 are shown in dotted or dashed lines.
  • the side wall 12 has guide openings 14, 15, in which shafts 17, 18 of the brush rollers 4, 5 are received.
  • the shafts 17, 18 are arranged with sufficient play in the guide openings 14, 15 so that they can be moved towards and away from one another in order to adjust the pressure applied by the brushes and thus the process parameters.
  • the guide openings could also be in elements that can be moved relative to one another, e.g. Plates are designed to allow a relative movement of the waves received therein.
  • the guide openings 14, 15 are curved and each form approximately a quarter of a ring segment.
  • the shafts 17, 18 can be moved within the guide openings 14, 15 from the position shown in FIG. 4 to the position shown in FIG. 5, the shafts 17, 18 and thus the brush rollers 4, 5 being guided symmetrically around a center point of the device.
  • a wafer 2 located between the brush rollers 4, 5 is held horizontally, and in the position shown in FIG. 5, a wafer 2 located between the brush rollers 4, 5 is held in a vertical position.
  • the wafer 2 is tilted between the horizontal and vertical positions.
  • the guide roller 10 (not shown in FIGS. 4 and 5) can, in the same way as the brush rollers 4, 5, within a guide opening in the side wall 12. leads. Instead of actively moving the shafts 17, 18 of the brush rollers 4, 5, the wafer 2 could also be tilted by actively moving the guide roller 10 within the associated guide opening.

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Abstract

A method and device for cleaning substrates, comprising at least one rotational cleaning element, whereby the substrate is tilted during the actual cleaning so that it can be cleaned efficiently and in order to use a reduced amount of cleaning liquid.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Substraten Method and device for cleaning substrates
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Substraten, insbes- sondere Halbeiterwafern, mit wenigstens einem drehbaren Reinigungselement .The present invention relates to a method and a device for cleaning substrates, in particular semiconductor wafers, with at least one rotatable cleaning element.
Derartige Reinigungsvorrichtungen sind beispielsweise in der Halbleiterindustrie zur Reinigung von Wafern nach einem chemischen mechanischen Planarisieren (CMP) bekannt. Bei derartigen Reinigungsvorrichtungen werden beispielsweise Doppelseiten-Bürstenreiniger eingesetzt, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Halbleiterwafers angeord- net sind. Bei diesen Reinigungsvorrichtungen sind die Bürstenreiniger so angeordnet, daß der zu reinigende Halbleiterwafer entweder horizontal oder vertikal zwischen den Bürsten liegt.Such cleaning devices are known, for example, in the semiconductor industry for cleaning wafers after chemical mechanical planarization (CMP). Such cleaning devices use, for example, double-sided brush cleaners which are arranged on opposite sides of a semiconductor wafer. In these cleaning devices, the brush cleaners are arranged so that the semiconductor wafer to be cleaned lies either horizontally or vertically between the brushes.
Bei einer vertikalen Lage des Halbleiterwafers fließt eine für die Reinigung verwendete Spülflüssigkeit sofort ab, wodurch einerseits eine gute Spülwirkung erreicht wird, andererseits aber der Verbrauch der verwendeten Spülflüssigkeit sehr hoch ist. Bei einer horizontalen La- ge des Substrats bleibt eine auf der Oberseite des Halbleiterwafers befindliche Spülflüssigkeit über längere Zeit damit in Kontakt, wodurch der Verbrauch der Spülflüssigkeit verringert wird. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, daß die Spülflüssigkeit nach der Reinigung schlecht oder überhaupt nicht abfließt, wodurch Verunreinigungen auf dem Substrat verbleiben können. Sowohl die vertikale Reinigung als auch die horizontale Reinigung bieten bestimmte Vor- und Nachteile. Aus der JP6-326066 ist eine Bürstenreinigungsvorrichtung für Wafer bekannt. Die Vorrichtung weist einen den Wafer umgebenen Haltering auf, der drehbar ist, um den Wafer für den Reinigungsvorgang unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Horizontalen zu positionieren.If the semiconductor wafer is in a vertical position, a rinsing liquid used for cleaning flows off immediately, which on the one hand achieves a good rinsing effect, but on the other hand the consumption of the rinsing liquid used is very high. If the substrate is in a horizontal position, a rinsing liquid located on the upper side of the semiconductor wafer remains in contact with it for a relatively long time, as a result of which the consumption of the rinsing liquid is reduced. However, there arises the problem that the rinsing liquid flows away poorly or not at all after cleaning, as a result of which contaminants can remain on the substrate. Both vertical cleaning and horizontal cleaning offer certain advantages and disadvantages. A brush cleaning device for wafers is known from JP6-326066. The device has a retaining ring which surrounds the wafer and which is rotatable in order to position the wafer for the cleaning process at a predetermined angle with respect to a horizontal.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, mit dem bzw. mit der die Reinigung von Substraten effizienter und flüssigkeitssparend durchführbar ist.The present invention is therefore based on the object of providing a method and a device with which the cleaning of substrates can be carried out more efficiently and in a liquid-saving manner.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Substrat während der Reinigung gekippt wird. Durch das Kippen des Substrats während der Reinigung können die Prozeßbedingungen je nach Anforderung an die Reinigung angepaßt werden. Insbesondere kann die Verweilzeit einer Spülflüssigkeit auf dem Substrat während der Reinigung verändert und optimal eingestellt werden. Die Vorteile einer vertikalen und einer horizontalen Reinigung sind somit in einem Verfahren kombiniert.According to the invention, this object is achieved by a method according to the preamble of claim 1 in that the substrate is tilted during cleaning. By tilting the substrate during cleaning, the process conditions can be adapted to the cleaning requirements. In particular, the dwell time of a rinsing liquid on the substrate can be changed and optimally adjusted during cleaning. The advantages of vertical and horizontal cleaning are thus combined in one process.
Vorzugsweise wird das Substrat aus einer im wesentlichen vertikalen Position in eine im wesentlichen horizontale Position und/oder umgekehrt gekippt, wodurch während einer Reinigung die Vorteile sowohl einer vertikalen Reinigung als auch einer horizontalen Reinigung realisiert werden können. Das Substrat kann auch in jede andere be- liebig wählbare Zwischenposition gekippt und dort gehalten werden, um die Prozeßbedingungen optimal einzustellen. Das Be- und Entladen des Substrats erfolgt vorzugsweise in einer horizontalen Position, da in dieser Position die Handhabung des Substrats am einfachsten ist.The substrate is preferably tilted from a substantially vertical position into a substantially horizontal position and / or vice versa, as a result of which the advantages of both vertical cleaning and horizontal cleaning can be realized during cleaning. The substrate can also be tilted into any other arbitrary intermediate position and held there in order to optimally set the process conditions. The loading and unloading of the substrate is preferably carried out in a horizontal position, since the handling of the substrate is easiest in this position.
Gemäß einer Ausführungsform wird wenigstens eine Seite des Substrats zur Reinigung derselben gebürstet. Dabei wird das Substrat vorzugsweise durch Bewegung wenigstens einer Bürste gekippt, um einen einfachen Kippmechanismus vorzusehen.According to one embodiment, at least one side of the substrate is brushed for cleaning the same. The substrate is preferably tilted by moving at least one brush in order to provide a simple tilting mechanism.
Vorteilhafterweise wird das Substrat während des Reinigungsvorgangs gegen wenigstens eine Führungsrolle gedrückt, und durch diese gedreht. Die Führungsrolle gewährleistet eine Führung und somit eine gute Positionie- rung des Substrats innerhalb der Reinigungsvorrichtung. Ferner ermöglicht sie die Drehung des Substrats für ihre gleichmäßige Reinigung.Advantageously, the substrate is pressed against and rotated by at least one guide roller during the cleaning process. The guide roller ensures guidance and thus good positioning of the substrate within the cleaning device. It also allows the substrate to rotate for even cleaning.
Vorzugsweise wird das Substrat durch aktive Drehung der wenigstens einen Führungsrolle gedreht.The substrate is preferably rotated by active rotation of the at least one guide roller.
Bei einer anderen, vereinfachten Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat durch passive Drehung der wenigstens einen Führungsrolle, d.h. dadurch gedreht, daß das Substrat mit einer tangentialen Komponente gegen die Rolle gedrückt wird.In another simplified embodiment of the invention, the substrate is removed by passive rotation of the at least one guide roller, i.e. rotated by pressing the substrate against the roller with a tangential component.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat durch eine Bewegung der wenigstens einen Führungs- rolle gekippt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat durch Kippen der gesamten Vorrichtung gekippt.According to one embodiment of the invention, the substrate is tilted by a movement of the at least one guide roller. In a particularly preferred embodiment of the invention, the substrate is tilted by tilting the entire device.
Vorzugsweise wird während der Reinigung eine Flüssigkeit auf das Substrat aufgebracht, um die Reinigungswirkung der Reinigungselemente zu fördern. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Flüssigkeit während der Reinigung über Bürsten auf das Substrat aufgebracht, wo- durch sichergestellt wird, daß die Bürsten immer ausreichend mit Flüssigkeit benetzt sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Flüssigkeit über Düsen direkt auf das Substrat aufgebracht.A liquid is preferably applied to the substrate during cleaning in order to promote the cleaning action of the cleaning elements. According to one embodiment of the invention, the liquid is applied to the substrate via brushes during cleaning, thereby ensuring that the brushes are always adequately wetted with liquid. According to another embodiment, the liquid is applied directly to the substrate via nozzles.
Zur Einstellung der Prozeßparameter wird vorteilhafterweise der durch die Reinigungselemente auf das Substrat ausgeübte Druck verändertTo set the process parameters, the pressure exerted by the cleaning elements on the substrate is advantageously changed
Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch eine Vorrich- tung gelöst, bei der das Substrat kippbar ist. Durch Kippen des Substrats werden die schon oben genannten Vorteile erreicht.The above-mentioned object is also achieved by a device in which the substrate can be tilted. The advantages already mentioned are achieved by tilting the substrate.
Als Reinigungselemente werden vorzugsweise Bürstenreini- ger in der Form von Rollen oder Topfbürsten verwendet.Brush cleaners in the form of rollers or cup brushes are preferably used as cleaning elements.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Einrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf das Substrat Leitungen innerhalb wenigstens eines Reinigungsele- ments auf, wodurch eine gleichmäßige Benetzung einer Substratoberfläche sichergestellt wird. Um eine Bewegung des Reinigungselements zum Kippen des Substrats zu ermöglichen, sind bei einer Ausführungsform der Erfindung Führungselemente vorgesehen. Die Führungselemente sind vorteilhafterweise bewegbar, um eine Bewe- gung des Reinigungselements zu dem Substrat und von diesem weg zu ermöglichen.According to one exemplary embodiment of the invention, a device for applying a liquid to the substrate has lines within at least one cleaning element, thereby ensuring uniform wetting of a substrate surface. In order to enable the cleaning element to move to tilt the substrate, guide elements are provided in one embodiment of the invention. The guide elements are advantageously movable in order to enable the cleaning element to move towards and away from the substrate.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet zum Reinigen fla- eher Objekte, wie zum Beispiel Halbleiterwafer, dünne Scheiben wie Fotomasken, Glassubstrate, Co pact Discs, Fiat Panel Displays usw.The method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for cleaning flat objects, such as semiconductor wafers, thin panes such as photo masks, glass substrates, compact discs, Fiat panel displays, etc.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert.The invention is further explained below using a preferred embodiment of the invention with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht und eineFigure 1 is a schematic sectional view and a
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung, wobei sich ein zu reinigender Wafer in einer horizontalen Position befindet; Figur 2 Ansichten gemäß Figur 1, wobei sich der Wafer in einer vertikalen Position befindet;Top view of a cleaning device according to the invention, wherein a wafer to be cleaned is in a horizontal position; FIG. 2 views according to FIG. 1, the wafer being in a vertical position;
Figur 3 Ansichten gemäß Figur 1, wobei sich der Wafer in einer bezüglich der Horizontalen um ungefähr 45° gekippten Position befindet; Figur 4 eine schematische Vorderansicht einer Endwand der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figur 5 eine schematische Vorderansicht der Endwand gemäß Fig. 5. Figur 1 zeigt eine Schnittansicht und eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 1 für flache, kreisförmige Wafer 2.FIG. 3 views according to FIG. 1, the wafer being in a position tilted by approximately 45 ° with respect to the horizontal; Figure 4 is a schematic front view of an end wall of the cleaning device according to the invention according to an embodiment of the invention; FIG. 5 shows a schematic front view of the end wall according to FIG. 5. FIG. 1 shows a sectional view and a top view of a cleaning device 1 according to the invention for flat, circular wafers 2.
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 1 weist erste und zweite Reinigungsbürsten 4,5 in der Form von Rollenbürsten auf, die jeweils über eine nicht dargestellte Vorrichtung um Mittelachsen 7, 8 drehbar sind. Die Bür- sten 4,5 bestehen aus einem schwammartigen Material wie zum Beispiel PVA oder Borsten wie zum Beispiel Nylon. Der Wafer 2 ist zwischen den Bürsten 4,5 aufgenommen und wird gemäß Figur 1 in einer horizontalen Position dazwischen gehalten. Die Bürsten 4,5 besitzen eine Länge, die größer ist als der Durchmesser des Wafers 2, sodaß die Bürsten 4,5 über den Rand des Wafers 2 hinwegstehen. Die Bürsten sind aufeinander zu und voneinander weg bewegbar, um den auf den Wafer 2 angelegten Druck einzustellen.The cleaning device 1 according to the invention has first and second cleaning brushes 4, 5 in the form of roller brushes, each of which can be rotated about central axes 7, 8 via a device (not shown). The brushes 4.5 are made of a sponge-like material such as PVA or bristles such as nylon. The wafer 2 is accommodated between the brushes 4, 5 and is held in a horizontal position between them in accordance with FIG. 1. The brushes 4, 5 have a length which is greater than the diameter of the wafer 2, so that the brushes 4, 5 protrude beyond the edge of the wafer 2. The brushes can be moved towards and away from one another in order to adjust the pressure applied to the wafer 2.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Rollenbürste 4 während eines Reinigungsvorgangs im Uhrzeigersinn gedreht, während die Rollenbürste 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch wird der Wafer 2 nach links gegen eine Führungsrolle 10 gedrückt. Die Führungsrolle 10 kann über eine nicht näher dargestellte Vorrichtung gedreht werden, um den Wafer 2 um seine Mittelachse herum zu drehen.In the embodiment shown in Figure 1, the roller brush 4 is rotated clockwise during a cleaning process, while the roller brush 5 is rotated counterclockwise. As a result, the wafer 2 is pressed to the left against a guide roller 10. The guide roller 10 can be rotated via a device, not shown, in order to rotate the wafer 2 around its central axis.
Natürlich können anstelle der einen Führungsrolle 10 meh- rere, um den Umfang des Wafers verteilte Führungsrollen vorgesehen sein, von denen wenigstens eine drehbar angetrieben ist. Alternativ könnte die Führungsrolle 10 auch passiv, d.h. dadurch gedreht werden das der Wafer mit ei- ner tangentialen Komponente auf die Rolle drückt. Die tangentiale Komponente wird dadurch erreicht, daß sich die Rollenbürsten 4,5 nur über einen Teil des Wafers erstrecken.Of course, instead of the one guide roller 10, several guide rollers distributed around the circumference of the wafer can be provided, at least one of which is rotatably driven. Alternatively, the guide roller 10 could also be turned passively, ie by rotating the wafer with a presses a tangential component onto the roller. The tangential component is achieved in that the roller brushes 4, 5 extend only over part of the wafer.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 1, mit dem Wafer 2 in einer vertikalen Position und Figur 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Figur 1 mit dem Wafer 2 in einer bezüglich der Horizontalen um ca. 45° gekipp- ten Position.FIG. 2 shows the device according to the invention according to FIG. 1, with the wafer 2 in a vertical position, and FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 with the wafer 2 in a position tilted by approximately 45 ° with respect to the horizontal.
Während der Reinigung des Wafers 2 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird über eine nicht dargestellte Vorrichtung, eine Spülflüssigkeit auf den Wafer aufgebracht. Zum Beispiel können an mehreren Stellen innerhalb derDuring the cleaning of the wafer 2 in the device 1 according to the invention, a rinsing liquid is applied to the wafer via a device (not shown). For example, in several places within the
Vorrichtung 1 Düsen zum Aufspritzen der Spülflüssigkeit auf die Waferoberflachen vorgesehen sein. Als Alternative oder auch als Ergänzung können innerhalb der Bürstenrollen 4,5 Leitungen vorgesehen sein, über die die Spülflüs- sigkeit auf die Waferoberflächen geleitet wird.Device 1 nozzles for spraying the rinsing liquid onto the wafer surfaces may be provided. As an alternative or as a supplement, lines 4.5 can be provided within the brush rollers, via which lines the rinsing liquid is directed onto the wafer surfaces.
Das Kippen des Wafers 2 kann durch Kippen der gesamten Vorrichtung 1, d.h. inklusive der nicht dargestellten Antriebe sowie der Spülflüssigkeitszuführungen erfolgen.The tilting of the wafer 2 can be done by tilting the entire device 1, i.e. including the drives, not shown, and the flushing liquid supply.
Alternativ könnte das Kippen der Wafer 2 durch Bewegung der Bürstenrollen 4, 5 erfolgen, wie anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4 nachfolgend erläutert wird.Alternatively, the wafers 2 could be tilted by moving the brush rollers 4, 5, as will be explained below using the exemplary embodiment according to FIG. 4.
Figur 4 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Seitenwand 12 der Reinigungsvorrichtung 1. Die Bürstenrollen 4,5 sowie der Wafer 2 sind punktiert bzw. gestrichelt dargestellt. Die Seitenwand 12 weist Führungsöffnungen 14, 15 auf, in denen Wellen 17, 18 der Bürstenrollen 4, 5 aufgenommen sind. Die Wellen 17,18 sind mit ausreichendem Spiel in den Führungsöffnungen 14,15 angeordnet, sodaß sie aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden kön- nen, um den durch die Bürsten angelegten Drucks und somit die Prozeßparameter einzustellen.FIG. 4 shows a schematic front view of a side wall 12 of the cleaning device 1. The brush rollers 4, 5 and the wafer 2 are shown in dotted or dashed lines. The side wall 12 has guide openings 14, 15, in which shafts 17, 18 of the brush rollers 4, 5 are received. The shafts 17, 18 are arranged with sufficient play in the guide openings 14, 15 so that they can be moved towards and away from one another in order to adjust the pressure applied by the brushes and thus the process parameters.
Alternativ könnten die Führungsöffnungen auch in relativ zueinander bewegbaren Elementen wie z.B. Platten ausge- bildet sein, um eine Relativbewegung der darin aufgenommenen Wellen zu gestatten.Alternatively, the guide openings could also be in elements that can be moved relative to one another, e.g. Plates are designed to allow a relative movement of the waves received therein.
Die Führungsöffnungen 14, 15 sind gebogen und bilden jeweils ungefähr ein viertel eines Ringsegments. Die Wellen 17, 18 sind innerhalb der Führungsöffnungen 14, 15 von der in Figur 4 gezeigten Position zu der in Figur 5 gezeigten Position bewegbar, wobei die Wellen 17, 18 und somit die Bürstenrollen 4, 5 symmetrisch um einen Mittelpunkt der Vorrichtung geführt werden.The guide openings 14, 15 are curved and each form approximately a quarter of a ring segment. The shafts 17, 18 can be moved within the guide openings 14, 15 from the position shown in FIG. 4 to the position shown in FIG. 5, the shafts 17, 18 and thus the brush rollers 4, 5 being guided symmetrically around a center point of the device.
Bei der in Figur 4 dargestellten Position wird ein zwischen den Bürstenrollen 4, 5 befindlicher Wafer 2 horizontal gehalten und bei der in Figur 5 gezeigten Position wird ein zwischen den Bürstenrollen 4, 5 befindlicher Wa- fer 2 in einer vertikalen Position gehalten.In the position shown in FIG. 4, a wafer 2 located between the brush rollers 4, 5 is held horizontally, and in the position shown in FIG. 5, a wafer 2 located between the brush rollers 4, 5 is held in a vertical position.
Durch Bewegung der Wellen 17, 18 innerhalb der Führungsschienen 14, 15 wird der Wafer 2 zwischen der horizontalen und vertikalen Position gekippt.By moving the shafts 17, 18 within the guide rails 14, 15, the wafer 2 is tilted between the horizontal and vertical positions.
Die in den Figuren 4 und 5 nicht dargestellte Führungsrolle 10 kann in gleicher Weise wie die Bürstenrollen 4,5 innerhalb einer Führungsöffnung in der Seitenwand 12 ge- führt werden. Anstelle einer aktiven Bewegung der Wellen 17, 18 der Bürstenrollen 4, 5 könnte der Wafer 2 auch durch aktive Bewegung der Führungsrolle 10 innerhalb der zugehörigen Führungsöffnung gekippt werden.The guide roller 10 (not shown in FIGS. 4 and 5) can, in the same way as the brush rollers 4, 5, within a guide opening in the side wall 12. leads. Instead of actively moving the shafts 17, 18 of the brush rollers 4, 5, the wafer 2 could also be tilted by actively moving the guide roller 10 within the associated guide opening.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dem Fachmann ergeben sich jedoch Abwandlungen und Modifikationen. So könnte statt einer Seitenwand 12 mit Führungsöffnungen auch eine andere Führungsvorrichtung für die Wellen 17, 18 der Bürstenrollen 4, 5 vorgesehen werden. Auch können anstelle der Bürstenrollen sogenannte Topfbürsten oder andere Reinigungselemente verwendet werden. Die Vorrichtung ist auch nicht auf die Verwendung mit Wafern be- schränkt. Sie ist Vorteilhaft für alle dünnen Scheiben wie z.B. Fotomasken, Glassubstrate, Compact Discs, Fiat Panel Displays usw. einsetzbar. The present invention has been described with reference to preferred exemplary embodiments of the invention. Modifications and modifications occur to the person skilled in the art. Instead of a side wall 12 with guide openings, another guide device for the shafts 17, 18 of the brush rollers 4, 5 could also be provided. So-called cup brushes or other cleaning elements can also be used instead of the brush rollers. The device is also not limited to use with wafers. It is advantageous for all thin panes such as Photo masks, glass substrates, compact discs, Fiat panel displays etc. can be used.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Reinigen von Substraten (2), insbes- sondere Halbeiterwafern, mit wenigstens einem dreh- baren Reinigungselement (4,5), dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) während der Reinigung gekippt wird.1. A method for cleaning substrates (2), in particular semiconductor wafers, with at least one rotatable cleaning element (4, 5), characterized in that the substrate (2) is tilted during cleaning.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) aus einer im wesentlichen vertikalen Position in eine im wesentlichen horizontale Position und/oder umgekehrt gekippt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the substrate (2) is tilted from a substantially vertical position into a substantially horizontal position and / or vice versa.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Substrat (2) in unterschiedliche3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the substrate (2) in different
Positionen gekippt wird.Positions is tilted.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) auf we- nigstens einer Seite gebürstet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate (2) is brushed on at least one side.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat durch Bewegung wenigstens einer Bürste (4,5) gekippt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate is tilted by moving at least one brush (4,5).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) während des Reinigungsvorgangs gegen wenigstens eine Führungsrolle (10) gedrückt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (2) is pressed against at least one guide roller (10) during the cleaning process.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) während der Reinigung gedreht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (2) is rotated during cleaning.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) durch aktive Drehung der wenigstens einen Führungsrolle (10) gedreht wird.8. The method according to claim 5, characterized in that the substrate (2) is rotated by active rotation of the at least one guide roller (10).
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) durch passive Drehung der wenigstens einen Führungsrolle (10) gedreht wird.9. The method according to claim 5, characterized in that the substrate (2) is rotated by passive rotation of the at least one guide roller (10).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) durch Bewegung der wenigstens einen Führungsrolle (10) gekippt wird.10. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the substrate (2) is tilted by moving the at least one guide roller (10).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) durch Bewegung der gesamten Reinigungsvorrichtung (1) gekippt wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate (2) is tilted by moving the entire cleaning device (1).
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reinigung eine Flüssigkeit auf das Substrat (2) aufgebracht wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a liquid is applied to the substrate (2) during cleaning.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß während der Reinigung eine Flüssigkeit über die Reinigungselemente (4,5) auf das Substrat (2) aufgebracht wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a liquid is applied to the substrate (2) via the cleaning elements (4,5) during the cleaning.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß während der Reinigung eine Flüssigkeit über Düsen auf das Substrat (2) aufgebracht wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during cleaning a liquid is applied to the substrate (2) via nozzles.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein durch das Reinigungselement (4,5) auf das Substrat (2) angelegter Druck während der Reinigung verändert wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a pressure applied by the cleaning element (4, 5) to the substrate (2) is changed during the cleaning.
16. Vorrichtung zum Reinigen von Substraten (2), insbes- sondere Halbeiterwafern, mit wenigstens einem drehbaren Reinigungselement (4,5), dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) kippbar ist.16. Device for cleaning substrates (2), in particular semiconductor wafers, with at least one rotatable cleaning element (4,5), characterized in that the substrate (2) can be tilted.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich- net, daß das Substrat (2) aus einer im wesentlichen vertikalen Position in eine im wesentlichen horizontale Position und/oder umgekehrt kippbar ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the substrate (2) can be tilted from a substantially vertical position to a substantially horizontal position and / or vice versa.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, da- durch gekennzeichnet, daß die Kippposition des Substrats (2) frei wählbar ist.18. Device according to one of claims 16 or 17, characterized in that the tilting position of the substrate (2) is freely selectable.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungselement (4,5) auf wenigstens einer Seite des Substrats (2) angeordnet ist.19. Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the cleaning element (4,5) is arranged on at least one side of the substrate (2).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Reini- gungselement (4,5) wenigstens ein Bürstenreiniger (4,5) ist. 20. Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that the at least one cleaning element (4,5) is at least one brush cleaner (4,5).
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Bürstenreiniger (4, 5) eine Rollenbürste (4,5) ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the at least one brush cleaner (4, 5) is a roller brush (4,5).
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß, der wenigstens eine Bürstenreiniger eine Topf- bürste ist.22. The apparatus according to claim 20, characterized in that the at least one brush cleaner is a pot brush.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, ge- kennzeichnet durch wenigstens eine Führungsrolle23. Device according to one of claims 16 to 22, characterized by at least one guide roller
(10) zur Führung des Substrats.(10) for guiding the substrate.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Führungsrolle (10) drehbar ist.24. The device according to claim 23, characterized in that the at least one guide roller (10) is rotatable.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24 , gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum aktiven Drehen der Führungsrolle ( 10) .25. The device according to claim 23 or 24, characterized by a device for actively rotating the guide roller (10).
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf das Substrat (2) .26. Device according to one of the preceding device claims, characterized by a device for applying a liquid to the substrate (2).
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Düsen zum Aufspritzen von Flüssigkeit auf das Substrat (2) und/oder das wenigstens eine Reinigungselement (4,5) aufweist.27. The apparatus according to claim 26, characterized in that the device comprises nozzles for spraying liquid onto the substrate (2) and / or the at least one cleaning element (4,5).
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Leitungen inner- halb des wenigstens einen Reinigungselements (4,5) aufweist.28. The apparatus according to claim 26 or 27, characterized in that the device lines inside half of the at least one cleaning element (4,5).
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrich- tungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Reinigungselement (4,5) zum Kippen des Substrats (2) bewegbar ist.29. Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the at least one cleaning element (4, 5) is movable for tilting the substrate (2).
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch, ein Führungselement (12) zur Begrenzung der Bewegung des wenigstens einen Reinigungselements.30. The device according to claim 29, characterized by a guide element (12) for limiting the movement of the at least one cleaning element.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement bewegbar ist.31. The device according to claim 30, characterized in that the guide element is movable.
32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Führungsrolle (10) zum Kippen des Substrats bewegbar ist.32. Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the at least one guide roller (10) is movable for tilting the substrate.
33. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Vorrichtung (1) kippbar ist.33. Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the entire device (1) is tiltable.
34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch das Reinigungselement (4,5) angelegter Druck variabel ist. 34. Device according to one of the preceding device claims, characterized in that a pressure applied by the cleaning element (4, 5) is variable.
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