DE69835988T2

DE69835988T2 - Doppelseitenreinigungsmaschine für ein Substrat

Info

Publication number: DE69835988T2
Application number: DE69835988T
Authority: DE
Inventors: c/o Tokyo Electron Ltd. Satoshi Minato-ku Nakashima; c/o Tokyo Electron Ltd. Takanori Minato-ku Miyazaki; c/o Tokyo Electron Ltd. Hiroki Minato-ku Taniyama; c/o Tokyo Electron Ltd. Toshikazu Minato-ku Arihisa
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: DE69835988D1; KR100530700B1; KR100513438B1; EP0898301A2; US6115867A; EP0898301A3; EP0898301B1; KR19990023678A; KR20050054493A; US6276378B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung beider Seiten von Substraten, wie z. B. LCD-Substrate oder Halbleiter-Wafer.
In einem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauteilen müssen beide Seiten von Halbleiter-Wafern gereinigt werden. Deswegen müssen Verunreinigungen, wie z. B. Partikel, organische Fremdstoffe und Metallfremdkörper, die an den beiden Seiten des Wafers haften können, entfernt werden. Um die Verunreinigung von den beiden Seiten des Halbleiter-Wafers zu entfernen, ist eine Einzel-Wafer-Typ-Vorrichtung zum Reinigen beider Seiten von Halbleiter-Wafern eingesetzt worden, mit der die Halbleiter-Wafer der Reihe nach bearbeitet werden.
Was die Vorrichtung zum Reinigen beider Oberflächen des Halbleiter-Wafers betrifft, gibt es zwei Arten von Vorrichtungen, nämlich eine des Umdreh-Typs, bei der die Vorderseiten- und die Rückseitenflächen von Wafern unabhängig voneinander gereinigt werden, und eine des nicht-umdrehenden Typs, bei der beide Seiten der Oberflächen gleichzeitig gereinigt werden.
Da die Vorrichtung des Umdreh-Typs (die Erstgenannte) zusätzlich zu der Reinigungseinheit mit einer Umdreh-Einheit zum Umdrehen des Wafers W versehen ist, wird sie großformatig und hat einen niedrigen Durchsatz.
Wie in der 1 gezeigt ist, weist eine herkömmliche Vorrichtung 100 zum Reinigen beider Seiten von Wafern einen Becher 108, der in einem Gehäuse 109 angeordnet ist, ein Rotationsspannfutter 101, einen Motor 102, einen Rückseiten-Reinigungsmechanismus 106 und einen Vorderseiten-Reinigungsmechanismus (nicht gezeigt) auf. Das Rotationsspannfutter 101 ist mit einer Rotationsantriebswelle 103 des Motors 102 verbunden, wobei das Rotationsspannfutter 101 vier Trägerarme 104, die sich radial von dem Rotationszentrum des Rotationsspannfutters 101 erstrecken, und Halteelemente 105 umfasst. Jedes der Halteelemente 105 ist mit dem vorderen Ende eines jeden Trägerarms 104 verbunden. Die vorhergehenden Halteelemente 105 werden mit einem äußeren Ende eines Wafers W derart in Kontakt ge bracht, dass der Wafer W horizontal gehalten wird. Der Rückseiten-Reinigungsmechanismus 106 ist unterhalb des Rotationsspannfutters 101 angeordnet. Der Rückseiten-Reinigungsmechanismus 106 hat eine Düse 107 zum Entladen und Zuführen von Prozessflüssigkeit zu der Rückseite des Wafers W.
Wie in der 2 gezeigt ist, führt die Düse 107 die Prozessflüssigkeit der Rückseite des Wafers W durch einen Raum 110 zwischen den Trägerarmen 104 des Rotationsspannfutters 101 zu. Jedoch wird eine unerwünschte Gas-Flüssigkeit-Übergangsstelle an der Rückseite des Wafers W erzeugt, an der das Zuführen der Prozessflüssigkeit zu dieser durch die Trägerarme 104 behindert wird. Folglich kann die Rückseite des Wafers W nicht ausreichend gespült werden. Schlimmer ist, dass Fremdkörper, wie z. B. Partikel, leicht an dem Teilbereich in der Nähe der Gas-Flüssigkeits-Übergangsstelle haften bleiben können. Daher ist zu befürchten, dass die Rückseite des Wafers W verunreinigt ist. Desweiteren sondern die Trägerarme 104 die Prozessflüssigkeit ab, so dass eine große Menge Prozessflüssigkeit verschwendet wird. Demzufolge sind die Betriebskosten übermäßig erhöht.
Als eine herkömmliche Vorrichtung eines anderen Typs ist eine Vorrichtung 120 zum Spülen von zwei Seiten von Wafern bekannt, wobei die Vorrichtung 120 eine Düse 126 aufweist, die wie in der 3 dargestellt aufgebaut ist. Ein Rotationstisch 124, der eingerichtet ist, um durch einen rotierenden Mechanismus 130 rotiert zu werden, ist in einem Becher 121 der Vorrichtung 120 angeordnet. Eine Düse 126 ist angeordnet, um einem zentralen Bereich der Rückseite eines von dem Rotationstisch 124 gehaltenen Wafers W gegenüberzuliegen. Der rotierende Mechanismus 130 ist mit einem Motor 134, einer Antriebsscheibe 133, und einer Losscheibe 131, einem Gurt 132 und einer Rotationswelle 123 versehen. Die Rotationsantriebskraft des Motors 134 wird auf die Rotationswelle 123 durch den Gurt 132 übertragen. Eine Zufuhrleitung 125 der Düse 126 verläuft durch eine Rotationswelle 123, und dann kann die Zufuhrleitung 125 mit einer Prozessflüssigkeitszufuhreinheit (nicht gezeigt) in Verbindung stehen.
Die Prozessflüssigkeit, die von dem rotierenden Wafer W spritzt, erzeugt eine große Anzahl von Spritzern der Prozessflüssigkeit in dem Becher 121. Andererseits werden Partikel in dem rotierenden Mechanismus 130 erzeugt. Um eine Verunreinigung des Wafers W zu verhindern, muss die Kommunikation zwischen der Bearbeitungsatmosphäre in dem Becher 121 und der Atmosphäre in dem rotierenden Mechanismus 130 verhindert werden.
Jedoch ist zwischen der Rotationswelle 123 und dem Becher 121 ein kleiner Spalt 127 vorhanden. Deshalb wird in dem rotierenden Mechanismus 130 erzeugter Feinstaub aus dem rotierenden Mechanismus 130 in den Becher 121 durch den Spalt 127 eingeführt. Demzufolge kann der eingebrachte Staub an der Rückseite des Wafers W haften. Spritzer der Prozessflüssigkeit werden in den rotierenden Mechanismus 130 aus dem Becher 121 durch den kleinen Spalt 127 eingelassen. Somit wird der rotierende Mechanismus 130 verunreinigt. Da ein kleiner Spalt 128 in einem Bereich vorhanden ist, in dem die Düse 126 über dem Rotationstisch 124 hervorragt, wird die Prozessflüssigkeit in die Zufuhrleitung 125 durch den Spalt 128 eingeführt. Folglich wird der rotierende Mechanismus 122, der unterhalb der Zufuhrleitung 125 angeordnet ist, verunreinigt. Daraus folgt, dass der rotierende Mechanismus 130 leicht Probleme verursacht.
Das US-Patent 5,518,542 offenbart eine zweiseitige Substrat-Reinigungsvorrichtung, die eine Rotationswelle und einen Rotationsfisch zum Halten eines Substrats aufweist. Beim Reinigen der Rückseite des Substrats kann der rotierende Mechanismus verunreinigt werden. Weiterhin kann Staub aus dem rotierenden Mechanismus das Substrat verunreinigen.
Das US-Patent 5,485,644 offenbart eine Substratbehandlungsvorrichtung, die einen Rotationsmechanismus und einen Rotationstisch zum Halten eines Substrats aufweist. Es ist kein Schutz zwischen dem Rotationsmechanismus und dem Substrat bereitgestellt, um Verunreinigungen zu verhindern, wenn die Rückseite des Substrats gereinigt wird.
In der JP 63 18 5029 A ist eine Vorrichtung zum Reinigen der oberen und rückseitigen Flächen eines Wafers offenbart, die an dem oberen Teil einer Hohlwelle angebracht ist. Eine Rotationsscheibe mit einem nach unten in deren mittleren Teilbereich hineinragender Zylinder ist horizontal in einer Bearbeitungskammer angeordnet. Der Zylinder durchdringt konzentrisch diesen zylindrischen Bereich der Bearbeitungskammer, um sich zur Außenseite der Bearbeitungskammer zu erstrecken. Ein ringförmiger Eingriffsbereich ragt horizontal über der Innenfläche eines unteren Bereichs des Zylinders hervor.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Reinigen der Rückseite eines Substrats zu schaffen, mit der eine Verunreinigung der Rückseite des Substrats verhindert werden kann und ein rotierender Mechanismus eines Rotationsspannfutters nicht verunreinigt wird.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung kann vollständiger anhand der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 – eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch den Innenbereich einer herkömmlichen Vorrichtung zeigt;
2 – eine Draufsicht ist, die die herkömmliche Vorrichtung von einer unteren Position zeigt;
3 – eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch den Innenbereich einer anderen herkömmlichen Vorrichtung zeigt;
4 – eine Draufsicht ist, die die Anordnung eines Reinigungssystems zeigt;
5 – eine teilweise freigeschnittene Perspektivansicht ist, die den Innenbereich des Reinigungssystems zeigt;
6 – eine Querschnittsansicht ist, die eine Substratreinigungsvorrichtung zeigt;
7 – eine Draufsicht ist, die die Substratreinigungsvorrichtung von einer oberen Position zeigt;
8 – eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist, die ein mechanisches Spannfutter zeigt;
9 – eine perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Strahldüsenmechanismus und einen Schrubbmechanismus zum Reinigen der Rückseite eines Substrats zeigt;
10 – eine Querschnittsansicht ist, die den Innenaufbau eines Motors für das Rotationsspannfutter zeigt;
11 – eine schematische Darstellung ist, welche die Form des Motors für das Rotationsspannfutter aus einer axialen Richtung zeigt;
12 – eine schematische Darstellung ist, welche die Form des Motors für das Rotationsspannfutter aus einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung zeigt;
13 – eine Schaltbild ist, das einen Zufuhrkreislauf zum Zuführen von Reinigungsflüssigkeit zu der Strahldüse zeigt;
14 – eine schematische Darstellung ist, die den Aufbau einer Ultraschall-Reinigungsdüse (eine Megaschall-Düse) als Rückseiten-Reinigungsmittel zeigt;
15 – eine perspektivische Ansicht ist, die den Innenbereich eines anderen Rückseiten-Reinigungsmittels zeigt;
16 – eine perspektivische Ansicht ist, die den Innenbereichs eines anderen Rückseiten-Reinigungsmittels zeigt;
17 – eine Querschnittsansicht ist, die eine Vorrichtung zum Reinigen beider Seiten eines Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 – eine Draufsicht ist, die die Vorrichtung zum Reinigen beider Seiten eines Substrats zeigt; und
19 – eine vergrößerte Querschnittsdarstellung ist, die einen wesentlichen Teilbereich der Vorrichtung zum Reinigen beider Seiten eines Substrats zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ein Reinigungssystem 1 beinhaltet einen Lade-/Entladebereich 2, in den Halbleiter-Wafer W in Gruppeneinheiten, die 25 Halbleiter-Wafern W umfassen, eingeführt werden, und aus dem diese mit einer Kassette C entladen werden. Der Lade-/Entladebereich 2 hat einen Laderahmen, auf dem zum Beispiel drei Kassetten C platziert werden. Ein erster Transportbereich 5 ist entlang des Laderahmens gebildet. Ein erster Transport-Armmechanismus 3 ist in dem ersten Transportbereich 5 gebildet. Der erste Transport-Armmechanismus 3 enthält eine Vielzahl von Haltern 3a und 3b, einen Vor-/Rückbewegungsmechanismus zum Bewegen der Halter 3a und 3b nach vorne/zurück, einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Halter 3a und 3b in die Richtung der X-Achse, einen Z-Achsen-Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Halter 3a und 3b in die Richtung der Z-Achse und einen θ-Schwenkmechanismus zum Drehen der Halter 3a und 3b um die Z-Achse.
Ein Einführungs- und Puffer-Mechanismus 11 ist an einem Ende des ersten Transportbereichs 5 gebildet, während ein Entlade- und Puffermechanismus 12 an einem anderen Ende des ersten Transportbereichs 5 gebildet ist. Der erste Transport-Armmechanismus 3 hat die Halter 3a, die mit dessen unterem Teilbereich verbunden sind, um so die Wafer W, die nicht gespült worden sind, nacheinander aus der Kas sette C zu nehmen, und dann platziert der erste Transport-Armmechanismus 3 die Wafer W auf den Einführungs- und Puffer-Mechanismus 11. Der erste Transport-Armmechanismus 3 hat andererseits die Halter 3b, die mit dem oberen Teilbereich davon zum Herausnehmen der gespülten Wafer W aus dem Entlade- und Puffer-Mechanismus 12 verbunden sind, um die Wafer W der Reihe nach in die Kassette C einzuführen.
Ein zweiter Transportbereich 10 ist an einer Stelle angrenzend an den ersten Transportbereich 5 gebildet. Ein zweiter Transport-Armmechanismus 8 ist bewegbar in dem zweiten Transportbereich 10 angeordnet. Der zweite Transport-Armmechanismus 8 enthält eine Vielzahl von Haltern 8a, 8b und 8c, einen Vor-/Rückbewegungsmechanismus zum Hin- und Herbewegen der Halter 8a, 8b und 8c, einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Halter 8a, 8b und 8c in Richtung der X-Achse, einen Z-Achsen-Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Halter 8a, 8b und 8c in Richtung der Z-Achse und einen θ-Schwenkmechanismus zum Rotieren der Halter 8a, 8b und 8c um die Z-Achse. Der zweite Transport-Armmechanismus 8 hat den Halter 8a, der mit dessen unterem Teilbereich verbunden ist, um die Wafer W, die nicht gespült worden sind, der Reihe nach aus der Kassette C herauszunehmen, und dann platziert der zweite Transport-Armmechanismus 8 die Wafer W auf den Einführungs- und Puffer-Mechanismus 11. Andererseits nimmt der Halter 8b, der mit dem oberen Bereich des zweiten Transport-Armmechanismus 8 verbunden ist, die gespülten Wafer W nacheinander aus dem Entlade- und Puffermechanismus 12, um die Wafer W nacheinander in die Kassette C einzuführen.
Ein Bearbeitungsbereich 6 ist an einer Stelle angrenzend an den zweiten Transportbereich 10 gebildet. Der Bearbeitungsbereich 6 hat eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten 13 bis 18 zum Spülen und Trocknen der Wafer W. Die Bearbeitungseinheiten 13 und 16, die angeordnet sind, um den gleichen chemischen Lösungsprozess auszuführen, sind vertikal angeordnet. Die Bearbeitungseinheiten 14 und 17, die angeordnet sind, um den gleichen chemischen Lösungsprozess auszuführen, sind vertikal angeordnet. Die Bearbeitungseinheiten 15 und 18, die angeordnet sind, um die gleichen Spül- und Trocknungsprozesse auszuführen, sind vertikal angeordnet. Eine Zufuhreinheit 19 für eine chemische Lösung ist an der Rückseite der Bearbeitungseinheiten 13 bis 18 angeordnet, so dass den Bearbeitungseinheiten 13 bis 18 chemische Lösungen für das Spülen der Wafer W zugeführt werden.
Die Wafer W werden aus der Kassette C durch den ersten Transport-Armmechanismus 3 herausgenommen und dann auf den Einführungs- und Puffer-Mechanismus 11 platziert, um sie so zu dem zweiten Transport-Armmechanismus 8 zu bewegen. Dann werden die Wafer W zu den Bearbeitungseinheiten 13 bis 18 des Bearbeitungsbereichs 6 bewegt. Zunächst werden die Wafer W mit Prozessflüssigkeit, eine chemische Lösungsmittelkomponente enthält, in der Bearbeitungseinheit 13 gereinigt. Dann werden die Wafer W mit Reinwasser gewaschen und dann einem Trocknungsverfahren unter Einsatz von Rotation unterzogen, um das Reinwasser zu entfernen. Dann werden die Wafer W mit Prozessflüssigkeit, die eine andere chemische Lösungsmittelkomponente enthält, in der Bearbeitungseinheit 14 gereinigt. Sodann werden die Wafer W mit Reinwasser gespült und anschließend einem Trocknungsverfahren unter Einsatz von Rotation unterzogen, um das Reinwasser zu entfernen. Dann werden die Wafer W einem abschließenden Spülprozess mit Reinwasser in der Bearbeitungseinheit 15 unterzogen. Sodann werden die Wafer W einem Trocknungsprozess unter Verwendung von Rotation unterzogen, um das Reinwasser zu entfernen. In jeder der Bearbeitungseinheiten 16 bis 18 wird ebenfalls ein ähnliches Verfahren durchgeführt.
Nachstehend werden die Einheiten 13 bis 18 mit Bezug auf die 6 bis 16 beschrieben. Da die Bearbeitungseinheiten 13 bis 18 den gleichen Aufbau haben, wird nun die Bearbeitungseinheit 13 als repräsentative Einheit beschrieben.
Wie in der 6 gezeigt, ist die Bearbeitungseinheit 13 eine Vorrichtung, die in der Lage ist, beide Seiten von Wafern zu reinigen, und die Vorderseiten-Reinigungsmechanismen 24 und 25 und Rückseiten-Reinigungsmechanismen 30, 31 und 46 aufweist. Die Bearbeitungseinheit 13 ist vollständig von einem Gehäuse 13a umgeben. In dem Gehäuse 13a sind ein Rotationsspannfutter 20, ein Becher 21, eine Vielzahl von Düsenmechanismen 24, 30 und 46 und eine Vielzahl von Schrubbmechanismen (Bürsten-Spülung) 25 und 31 enthalten.
Eine Düse 24a des Düsenmechanismus 24 kann mit einer Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 96 und einer Spülflüssigkeitszufuhreinheit 93 durch eine Zufuhrleitung 24c kommunizieren, und sie kann mit einer Trockengasversorgungseinheit 94 durch eine Zufuhrleitung 24d in Verbindung stehen. Die Zufuhrleitungen 24c und 24d können durch einen Controller 90 geschaltet werden.
Der Vorderseiten-Schrubbmechanismus 25 enthält eine Rotationsbürste 25a, einen Schlauch 25b, einen Temperatureinstellbereich 25c und eine Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92. Die Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92 enthält eine Prozessflüssigkeit, wie zum Beispiel Reinwasser, wobei die Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92 mit dem Rohr 25b durch eine Zufuhrleitung 25d kommunizieren kann. Das Reinwasser ist hergerichtet, um der Rotationsbürste 25a und dem Wafer W durch das Rohr 25b zugeführt zu werden.
Die Rückseiten-Schrubbeinheit 25 enthält eine Rotationsbürste 55, einen Schlauch 56 und eine Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92. Die Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92 enthält die Prozessflüssigkeit, wie zum Beispiel Reinwasser, wobei die Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 92 mit dem Rohr 56 durch die Zufuhrleitung 25d kommunizieren kann. Das Reinwasser ist hergerichtet, um der Rotationsbürste 55 durch das Rohr 56 zugeführt zu werden.
Es sollte angemerkt werden, dass entweder nur die Vorderseiten-Schrubbeinheit 25 oder ein Düsenmechanismus 24 als Vorderseiten-Spülmechanismus bereitgestellt werden kann, und entweder nur die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 oder der Düsenmechanismus 30 als Rückseiten-Spülmechanismus bereitgestellt werden kann.
Weiterhin kann in dem Schrubb-Spülmechanismus 25, 31 den Bürsten 25a, 55 Reinwasser aus anderen Reinwasser-Zufuhrteilen anstatt der Reinwasser-Zufuhr aus der Bürste 25a, 55 zugeführt werden.
Das Rotationsspannfutter 20 enthält eine ringförmige Ablegeplatte 28 und eine mechanische Einspannvorrichtung (ein Halteteilbereich) 29, der auf der Ablegeplatte 28 platziert ist. Die ringförmige Ablegeplatte 28 ist mit dem oberen Teil einer Rotations welle 27 eines Motors 26 verbunden. Wie in der 8 gezeigt ist, weist die mechanische Einspannvorrichtung 29 einen horizontalen Stützbereich 29a, einen vertikalen Bereich 29b, einen Kontaktbereich 29c und einen Führungsbereich 29d auf. Der Kontaktbereich 29c ist zwischen dem vertikalen Bereich 29b und dem Führungsbereich 29d ausgebildet, um so in Kontakt mit einem äußeren Ende des Wafers W gebracht zu werden, so dass der Wafer W positioniert ist.
Die Rotationswelle 27 hat einen hohlen Bereich 27a mit zwei geöffneten Enden. Die Rückseiten-Reinigungsdüse 30, die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 und die Spüldüse 46 sind der Rückseite des Wafers W durch den hohlen Bereich 27a zugekehrt. Der untere Teil der Rotationswelle 27 ist in dem Motor 26 aufgenommen. Es ist anzumerken, dass ein Aufbau verwendet werden kann, bei dem ein Rotationsübertragungsmechanismus, der Scheiben und einen Gurt umfasst, mit der Rotationswelle 27 verbunden ist anstelle des Motors 26, um so die Rotationswelle 27 zu rotieren.
Wie in der 9 gezeigt ist, wird die Rückseiten-Reinigungsdüse 30 durch einen multi-gelenkigen Armroboter mit ersten und zweiten Armen 32 und 33 getragen. Eine nach oben gerichtete Wasserstrahldüse 34 ist an dem vorderen Ende des zweiten Arms 33 angebracht. Eine Hauptwelle 36, die durch die rotierende Kraft des Motors 35 vorwärts und rückwärts rotiert, ist mit dem Basisbereich des ersten Arms 32 verbunden. Wenn die Rotation des Motors 35 geschaltet wird, kann die Wasserstrahldüse 34 zumindest zwischen dem zentralen Bereich der Rückseite des Wafers W und einem frei wählbaren Rand des Wafers W, wie in der 7 gezeigt ist, bewegt werden.
Nachstehend wird der Motor 26 zum Betreiben des Rotationsspannfutters mit Bezug auf die 10 bis 12 beschrieben.
Vorzugsweise ist der Motor 26 zum Rotieren des Rotationsspannfutters 20 ein AC-Servomotor vom Sleeve-Rotor-Typ, der wie in 10 gezeigt aufgebaut ist. Der Motor 26 weist einen Stator 80 und einen Rotor 81 auf, der eine Hohlwelle 27 hat, die rotierbar von dem Stator 80 durch ein Paar Lager 82 gehalten wird.
Der Stator 80 hat ein Gehäuse, das ein Paar Endklammern 80a und einen Statorrahmen 80b hat, einen Statorkern 85, der mit der Innenfläche des Statorrahmens 80b verbunden ist, und eine Statorwicklung 86, die um den Statorkern 85 gewickelt ist. Der Statorkern 85 besteht aus einem Leiter, der in einem dünnwandigen Zylinder gebildet ist. Die Statorwicklung 86 ist mit einer Stromversorgungsschaltung einer Stromversorgung 91 verbunden.
Der Rotor 81 weist die Rotationswelle 27 mit dem hohlen Bereich 27a, einen Käfigbereich, der ein Paar Endplatten 81a und eine Vielzahl von Verbindungsstangen 81b hat, und einen Rotorkern 83 auf. Der hohle Bereich 27a der Rotationswelle 27 stellt einen Raum (mit einem Innendurchmesser von z. B. 51 mm) bereit, der ausreichend groß ist, um eine Hauptwelle 36 der Rückseiten-Spüldüse 30 und eine Hauptwelle 54 der Schrubbeinheit 31 aufzunehmen.
Die Endplatten 81a des Käfigbereichs sind an der Außenfläche der Rotationswelle 27 gesichert. Der Rotorkern 83 ist in dem Käfigbereich angeordnet, um dem Statorkern 85 gegenüberzuliegen. Weiterhin ist der Rotorkern 83 drehbar mit der Rotationswelle 27 durch ein Paar Lager 84 verbunden. Der Rotorkern 83 besteht aus einem Leiter, der in einem dünnwandigen Zylinder ausgebildet ist.
Der AC-Servomotor 26 vom vorangegangenen Typ kann einen Spalt 87 zwischen dem Rotorkern 83 und dem Statorkern 85 beträchtlich reduzieren. Daher kann eine hohe Drehmomentleistung (ein großer Drehmoment pro Einheit elektrischer Eingangsleistung) erreicht werden. Da der Motor 26 eine ausgezeichnete Reaktion hat, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 26 gesteuert wird, kann die Rotationsgeschwindigkeit gleichmäßig geändert werden. Wenn der chemische Lösungsprozess durchgeführt wird, und wenn der Schrubbprozess durchgeführt wird, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 26 in einem Bereich von 100 U/Min. bis 1000 U/Min. gesteuert. Wenn der Schleudertrocknungsprozess durchgeführt wird, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 26 in einem Bereich von 1500 U/Min. bis 2000 U/Min. gesteuert. Es ist anzumerken, dass der Motor eine maximale Rotationsgeschwindigkeit von 3000 U/Min. und eine maximale Beschleunigung von 1000 U/Min./Sek. hat.
Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, ist der Motor 26 an dem Gehäuse 13a mit einem in einem Bolzenloch 80d eines Flansches 80c eingesetzten Schraubbolzen befestigt. Rohre 88a und 88b sind in den Motor 26 von Seitenflächen des Motors 26 eingeführt. Das hinführende Ende eines jeden Rohres 88a und 88b ist in dem Spalt 87 in dem Motor 26 geöffnet. Der Basisbereich des Rohres 88a kann mit einem Saugbereich einer Vakuumabsaugpumpe (nicht gezeigt) kommunizieren, so dass Partikel abgesaugt und aus dem Spalt 87 durch das Rohr 88a entfernt werden. Der Basisbereich des anderen Rohres 88b kann mit einer N₂-Gasversorgungseinheit (nicht gezeigt) kommunizieren. Somit kann dem Spalt 87 N₂-Gas durch das Rohr 88b zugeführt werden. Daraus resultiert, dass der Innenbereich des Motors 26 mit N₂-Gas ausgeblasen wird.
Kabel 88c und 88e sind in den Motor 26 von den Seitenbereichen des Motors 26 eingebracht. Das hinführende Ende eines jeden Kabels 88c und 88e wird mit einem Schaltkreis in dem Motor 26 verbunden. Ein Anschlusselement 88d des Kabels 88c ist mit einer Stromversorgung 91 verbunden, so dass elektrische Energie einem Betriebsschaltkreis des Motors 26 aus der Stromversorgung 91 durch das Kabel 88c zugeführt wird. Das andere Kabel 88e ist mit einem Detektor (nicht gezeigt) durch ein Anschlussstück 88f verbunden. Der Detektor hat einen Sensorbereich zum Erfassen der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle 27, wobei der Detektor mit einem Eingangsbereich des Controllers 90 verbunden ist. Wenn ein Detektionssignal von dem Detektor an den Controller 90 geleitet wird, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle 27 auf einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) angezeigt.
Die Endfläche der Rotationswelle 27 ist mit einer Vielzahl von Stiften 27b versehen. Die Stifte 27b verbinden die Rotationswelle 27 mit einem anderen Wellengglied (nicht gezeigt).
Wie in der 13 gezeigt wird, können ein Zufuhrkreis 42 für chemisches Lösungsmittel und ein Reinwasser-Zufuhrkreis 45 mit der Wasserstrahldüse 34 kommunizieren, so dass chemische Lösungen aus einer Versorgungseinheit 96 der Wasserstrahldüse 34 zugeführt werden. Weiterhin wird Reinwasser aus einer Versorgungs einheit 97 der Wasserstrahldüse 34 zugeführt. Der Zufuhrkreis 42 für chemisches Lösungsmittel ist mit einer Pumpe 40 und einem Öffnungs-/Schließ-Ventil 41 versehen, während der Reinwasser-Zufuhrkreis 45 mit einer Pumpe 43 und einem sich Öffnungs-/Schließ-Ventil 45 bereitgestellt wird. Die Pumpen 40 und 43 und die Öffnungs-/Schließ-Ventile 41 und 45 werden von dem Controller 90 gesteuert. Somit wird der Druck des Wasserstrahls, der aus der Wasserstrahldüse 34 ausströmt, auf z. B. 50 kg/cm² bis 100 kg/cm² geregelt.
Ähnlich wie bei der Rückseiten-Spüldüse 30 weist auch die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 einen horizontal gelenkigen Roboter auf, der aus einem ersten Arm 50 und einem zweiten Arm 51 besteht, und der zur Bewegung in eine horizontale Richtung geeignet ist. Eine Bearbeitungseinheit 52 ist an dem vorderen Ende des zweiten Arms 51 angefügt. Eine Rotationswelle 54, die vor- und rückwärts durch einen Rotations- und Hebemechanismus 53 rotiert, ist mit dem Basisbereich des ersten Armes 50 verbunden. Wenn der Rotationsbetrieb des Rotations- und Hebemechanismus 53 umgeschaltet ist, kann die Bearbeitungseinheit 52 von zumindest dem Zentrum der Rückseite des Wafers W zu einem frei wählbaren Rand in eine θ'-Richtung hin- und hergehen, wie in der 4 gezeigt ist.
Wenn der Rotations- und Hebemechanismus 53 einen vertikalen Arbeitsgang ausführt, wird die Bearbeitungseinheit 52 vertikal bewegt. Somit kann eine Umschaltung zwischen einem Zustand, in dem die Bearbeitungseinheit 52 in Kontakt mit der Rückseite des durch das Rotationsspannfutter 20 gehaltenen Wafers W ist, und einem Zustand, in dem die Bearbeitungseinheit 52 nach unten weg von der Rückseite des Wafers W bewegt wird, durchgeführt werden. Die Zeichnungen zeigen einen Zustand, in dem der Arbeitsgang des Rotations- und Hebemechanismus 53 die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 maximal nach oben bewegt hat und folglich die Bearbeitungseinheit 52 in Kontakt mit der Rückseite des Wafers W gebracht worden ist.
Die Bearbeitungseinheit 52 ist mit einem Bearbeitungsteil 55 in Form einer Bürste versehen, oder aus einem Schwamm hergestellt. Das Bearbeitungsteil 55 ist mit einem oberen Bereich der Rotationswelle 56 verbunden, die durch einen in dem zweiten Arm enthaltenen Motor (nicht gezeigt) rotiert wird. Eine Austrittsöffnung 57 zum Austreten von z. B. Reinwasser, das Prozessflüssigkeit ist, ist in dem zentralen Bereich des Bearbeitungsteiles 55 geöffnet. Wenn die Bearbeitungseinheit 52 in Kontakt mit der Rückseite des Wafers W gebracht ist, wird das rotierende Bearbeitungsteil 55 in Kontakt mit der Rückseite des Wafers W gebracht, während Reinwasser durch die Austrittsöffnung 57 abgelassen wird.
Die Atmosphären in den hohlen Bereichen in dem Bearbeitungsbehälter 21 und der Rotationswelle 27 werden durch Abgasmittel (nicht gezeigt), z. B. externe Vakuumpumpen, abgeführt. Die Bearbeitungsflüssigkeit, mit der die Vorderseite des Wafers W gespült worden ist, wird durch eine Abflussleitung 60, die in dem Bodenbereich des Bearbeitungsbehälters 21 angeordnet ist, und dergleichen abgelassen. Andererseits wird die Bearbeitungsflüssigkeit, mit der die Rückseite des Wafers W gespült worden ist, durch die Abflussleitung 60 des Bearbeitungsbehälters 21 und dergleichen abgelassen.
Anstelle der Wasserstrahldüse 34 kann eine Ultraschall-Reinigungsdüse (eine Megaschall-Düse) 66 verwendet werden, die in 14 gezeigt ist. Die Ultraschall-Reinigungsdüse 66 beinhaltet eine Oszillationseinheit 65 und einen Flüssigkeitsaustrittsbereich 67. Der Flüssigkeitsaustrittsbereich 67 weist eine Austrittsöffnung 67a auf, die mit einer Reinwasserquelle 69 durch ein Rohr 68 kommunizieren kann. Die Oszillationseinheit 65 ist an der Rückseite der Austrittsöffnung 67a angefügt, so dass Ultraschallwellen auf das durch die Austrittsöffnung 67a abgelassene Reinwasser aufgeprägt werden. Eine Elektrode 64 ist mit einem Oszillator 65a der Oszillationseinheit 65 verbunden. Somit werden, wenn elektrische Energie aus der Stromversorgung 63 der Elektrode 64 zugeführt wird, Ultraschallwellen mit einer Frequenz von mehreren MHz durch den Oszillator 65a oszilliert. Die Wasserstrahldüse 34 und die Ultraschall-Reinigungsdüse 66 können entsprechend der Art des Reinigungsverfahrens verändert werden.
Das Verfahren zum Reinigen beider Seiten des Wafers W, das in der Bearbeitungseinheit 13 durchgeführt wird, wird nun beschrieben.
Der Wafer W wird auf der Halteplatte 28 des Rotationsspannfutters 20 angeordnet und gehalten. Das heißt, das Halteelement 29 presst den Umfangsbereich des Wafers W, um den Wafer W zu halten. Dann wird der Motor 26 gestartet, um die Rotationswelle 27 zu rotieren. Folglich wird der Wafer W rotiert.
Hochdruck-Reinwasser wird durch die Wasserstrahldüse 34 auf die Rückseite des rotierenden Wafers W abgelassen. Dann wird der Motor 35 rotiert, so dass sich die Wasserstrahldüse 34 mindestens in einem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W bis zu einem beliebigen Umfangsbereich von diesem hin-und herbewegen kann. Daraus resultiert, dass Hochdruck-Reinwasser der gesamten Rückseite des Wafers W zugeführt wird.
Da die Rückseiten-Bearbeitungsdüse 30 in dem hohlen Bereich 27a der Rotiationswelle 27 angeordnet ist, existiert kein Hindernis zwischen der Rückseite des Wafers W und der Wasserstrahldüse 34. Deshalb kann die Prozessflüssigkeit ständig aus der Wasserstrahldüse 34 der Rückseite des Wafers W zugeführt werden. Somit wird die Rückseite des Wafers W mit dem Film der Prozessflüssigkeit bedeckt. Folglich kann die Rückseiten-Bearbeitungsdüse 30 wirksam Fremdkörper entfernen.
Andererseits führt der Rotations- und Hebemechanismus 53 den vertikalen Bewegungsablauf aus, so dass die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 nach oben bewegt wird. Dies führt zu der Tatsache, dass die Bearbeitungseinheit 52 mit der Rückseite des Wafers W in Kontakt gebracht wird. Das Bearbeitungselement 55 der Bearbeitungseinheit 52 wird in einem Zustand rotiert, in dem Reinwasser aus der Bearbeitungseinheit 52 abgelassen wird, so dass Fremdkörper, die an der Rückseite des Wafers W haften können, abgestreift werden. In dem Zustand, in dem die Bearbeitungseinheit 52 in Kontakt mit der Rückseite des rotierenden Wafers W steht, veranlasst der Rotationsbetrieb des Rotations- und Hebemechanismus 53 die Bearbeitungseinheit 52 dazu, sich mindestens in einem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W zu einem beliebigen Umfangsbereich von diesem hin- und herzubewegen. Die Bearbeitungseinheit 52 der Rückseiten-Schrubbeinheit 31 wird gleichmäßig mit der gesamten Rückseite des Wafers W in Kontakt gebracht. Somit wird die Rückseite gespült.
Da die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 in dem hohlen Teilbereich 27a in der Rotationswelle 27 angeordnet ist, sind keine Objekte an dem Ort der Bearbeitungseinheit 52 vorhanden, welche die Bearbeitungseinheit 52 behindern. Deshalb kann sich die Bearbeitungseinheit 52 reibungslos in der Rotationswelle 27 bewegen. Somit spült die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 gleichmäßig die gesamte Rückseite des Wafers W. Die Vorderseite des Wafers W wird ebenfalls durch die Vorderseiten-Zuführungsdüse 24 und die Vorderseiten-Schrubbeinheit 25 gespült.
Nachdem der Spülprozess abgeschlossen worden ist, wird die Zufuhr der Prozessflüssigkeit aus der Rückseiten-Bearbeitungsdüse 30 unterbrochen. Andererseits wird die Rückseiten-Schrubbeinheit 31 durch den nach unten gerichteten Bewegungsbetrieb des Rotations- und Hebemechanismus 53 nach unten bewegt. Somit ist die Bearbeitungseinheit 52 von der Rückseite des Wafers W getrennt. Dann wird das Rotationsspannfutter 20 mit höherer Geschwindigkeit gedreht, um so die Prozessflüssigkeit von der Rückseite des Wafers W zur Trocknung der Rückseite zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt wird ebenfalls die Vorderseite des Wafers W getrocknet.
Dann wird der dem Verfahren unterzogene Wafer W aus der Bearbeitungseinheit 13 entladen, und wird dann zu der Bearbeitungseinheit 14 bewegt. Dann werden die Vorder- und Rückseiten des Wafers W in den Bearbeitungseinheiten 14 und 15 auf die gleiche Weise wie die vorstehend genannten Prozesse gereinigt und getrocknet. Dann werden vierundzwanzig verbleibende Wafer W auf die gleiche Weise wie die vorstehend genannten Prozesse nacheinander bearbeitet. Dann wird der dem Verfahren in dem Reinigungsabschnitt 6 unterzogene Wafer W wieder in der Kassette C untergebracht. Wenn fünfundzwanzig Wafer W bearbeitet worden sind, werden die Wafer W in Kassetten-Einheiten C nach außen aus dem Reinigungssystem 1 entladen.
Die Bearbeitungseinheit 13 kann die Wafer W gleichmäßig spülen, während die Erzeugung einer Gas-Flüssigkeits-Übergangsstelle an der Rückseite des Wafers W verhindert werden kann. Folglich kann ein wirksamer Reinigungsprozess unter Einsatz der Rückseiten-Bearbeitungsdüse 30 durchgeführt werden. Da auch die Rück seiten-Schrubbeinheit 31 in dem hohlen Teilbereich 27a der Rotationswelle 27 angeordnet ist, wird der Reinigungsbetrieb der Rückseiten-Schrubbeinheit 31 nicht behindert. Somit kann die Rückseite des Wafers W gleichmäßig gereinigt werden. Folglich kann das wirksame Reinigungsverfahren unter Einsatz der Rückseiten-Schrubbeinheit 31 durchgeführt werden. Da die Vorderseiten-Zufuhrdüse 24 und die Vorderseiten-Schrubbeinheit 25 zum Spülen der Vorderseite des Wafers W bereitgestellt sind, können sowohl, die Vorderseite als auch die Rückseite des Wafers W gleichzeitig durch eine Bearbeitungseinheit 13 gereinigt werden. Daher kann die Bearbeitungszeit abgekürzt werden und die Notwendigkeit einer Bereitstellung eines Mechanismusses zum Umdrehen des Wafers W kann eliminiert werden. Folglich kann die Gesamtgröße des Systems reduziert werden.
Die Bearbeitungseinheit 13 kann derart strukturiert sein, dass die Prozessflüssigkeit gleichzeitig in dem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W bis zu einem beliebigen Umfangsbereich von diesem durch die Rückseiten-Bearbeitungsdüse zugeführt werden kann.
In einer in der 15 gezeigten Vorrichtung umfasst eine Rückseiten-Bearbeitungsdüse 70 einen Düsenkörper 71 mit einer längsgerichteten Breite, die im Wesentlichen die Gleiche wie die des Radius des Wafers W ist. Eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 72 sind an der oberen Fläche des Düsenkörpers 71 ausgebildet, um mindestens dem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W zu einem beliebigen Rand von diesem zu entsprechen. Ebenfalls kann eine Vielzahl von Düsenkörpern 71 radial von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W angeordnet sein.
Die Rückseiten-Bearbeitungsdüse 70 lässt Prozessflüssigkeit durch die mehreren Austrittsöffnungen 72 des Düsenkörpers 71 davon ab, um so gleichzeitig Prozessflüssigkeit mindestens dem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W bis zu einem beliebigen Rand von diesem zuzuführen. Wenn das Rotationsspannfutter 20 rotiert wird, wird der gesamten Rückseite des Wafers W Prozessflüssigkeit zugeführt. Somit kann die Rückseiten-Bearbeitungsdüse 70 die Rückseite des Wafers W gleichmäßig spülen.
Es kann eine Struktur verwendet werden, bei der der Austrittsbereich für den Düsenkörper bereitgestellt ist, um so zu bewirken, dass die Prozessflüssigkeit gleichzeitig mindestens dem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W bis zu einem beliebigen Rand von diesem zugeführt wird. Eine in 16 gezeigte Vorrichtung hat eine Struktur, dass eine Rückseiten-Bearbeitungsdüse 73 einen Austrittsbereich 75 hat, der für deren Düsenkörper 74 bereitgestellt ist. Somit wird die Prozessflüssigkeit durch den Austrittsbereich 75 versprüht, um so gleichzeitig Prozessflüssigkeit mindestens dem Bereich von dem Zentrum der Rückseite des Wafers W bis zu einem beliebigen Rand von diesem zuzuführen. Abhängig von der Art des Reinigungsverfahrens kann die Rückseiten-Bearbeitungsdüse für den hohlen Teilbereich 27a in der Rotationswelle bereitgestellt werden, um die Rückseite des Wafers W nur durch das Zuführen von Prozessflüssigkeit zu reinigen. Es kann ein Aufbau verwendet werden, der die Schrubbeinheit beinhaltet, um die Rückseite des Wafers W nur durch den Schrubbbetrieb zu reinigen.
Mit Bezug auf die 17 bis 19 wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Einrichtung 200 zum Reinigen beider Seiten enthält einen Becher 220 mit einer geöffneten oberen Fläche. Der Wafer W ist angeordnet, um in dem Becher 220 durch die obere Öffnung in dem Becher 220 aufgenommen zu werden.
Ein Rotationstisch 221 ist in dem Becher 220 angeordnet. Ein Halteteil 222 an der oberen Fläche des Rotationstischs 221 hat drei mechanische Spannfutter, die in Winkelabständen von 120° in eine Umfangsrichtung des Rotationstisches 221 gebildet sind, wobei die Winkelabstände von 120° Abstände in einer Draufsicht sind. Das Halteteil 222 hält die Wafer W wie dargestellt, so dass das Halteteil 222 den Wafer W in Zusammenarbeit mit dem Drehtisch 221 dreht. Ein Haltestift (nicht gezeigt) zum Stützen der Rückseite des Wafers W ist vertikal auf der oberen Fläche des Rotationstisches 221 angeordnet.
Die untere Fläche des Drehtisches 221 wird durch eine Rotationswelle 223 gestützt, die einen hohlen Innenbereich hat. Ein rotierender Mechanismus 224, der auch einen hohlen Innenbereich hat, ist mit einem unteren Teilbereich der Rotationswelle 223 verbunden. Daher kann, wenn der rotierende Mechanismus 224 betätigt wird, der Rotationstisch 221 rotieren.
Eine Tragwelle 225 dringt in die Rotationswelle 223 und den rotierenden Mechanismus 224 ein. Eine Zufuhrdüse 230 zum Zuführen von Prozessflüssigkeit ist an dem oberen Ende der Tragwelle 225 angeordnet. Die Zufuhrdüse 230 enthält ein Ständerteil 230a, das an dem oberen Ende der Tragwelle 225 befestigt ist, und einen Scheibenteil 230b, das von dem Ständerteil 230a gestützt wird. Die Zufuhrdüse 230 hat eine T-förmige Seitenansicht. In einem Zustand, in dem die Zufuhrdüse 230 in einem statischen Zustand ist, führt die Zufuhrdüse 230 der Rückseite des Wafers W, der zusammen mit dem Rotationstisch 221 rotiert, Prozessflüssigkeit zu. Es ist anzumerken, dass die Flüssigkeitsaustrittsöffnungen der Zufuhrdüse 230 mit einer Prozessflüssigkeitszufuhreinheit 203 durch einen Durchgang 231 kommunizieren können.
Ein Teil der Rotationswelle 223 in einem Bereich von dem rotierenden Mechanismus 224 bis zu einer Position unmittelbar bevor die Rotationswelle 223 den Behälter 220 durchdringt, ist mit einer Abdeckung 232 abgedeckt. Auch der rotierende Mechanismus 224, der mit dem unteren Bereich der Rotationswelle 223 verbunden ist, ist mit der Abdeckung umgeben. Um die Luftdichtigkeit eines Teils 233 der Abdeckung 232 und des von der Rotationswelle 223 durchdrungenen Behälters 220 zu verbessern, ist eine zylindrische erste Labyrinthdichtung 234 um die Rotationswelle 223 angeordnet. Somit wird eine Atmosphäre eines Bereichs der Rotationswelle 223 in einem Bereich von einer Position, an der die Rotationswelle 223 über der Abdeckung 232 hinausragt, bis zu einer Position, an der die Rotationswelle 223 die untere Fläche des Rotationstisches 221 hält, durch die erste Labyrinthdichtung 234 abgedichtet.
Wie in der 19 gezeigt ist, hat die erste Labyrinthdichtung 234 eine Struktur, dass zwei erste aufwärts gerichtete, aufrecht an der oberen Oberfläche der Abdeckung 232 stehende, parallel zueinander verlaufende Trennplatten 235 und 236 getrennt voneinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Weiterhin ist eine erste nach unten gerichtete über der Bodenfläche des Rotationstisches 221 heraus ragende Trennplatte 237 zwischen den ersten nach oben gerichteten Trennplatten 235 und 236 angeordnet. Somit ist eine erste Umgehungspassage 240 in der ersten Labyrinthdichtung 234 ausgebildet. Eine äußere Öffnung 241 der ersten Umgehungspassage 240 ist geöffnet, während eine innere Öffnung 242 durch die Bodenfläche des Behälters 220 an einem Bereich 233 geschlossen ist. Die erste Umgehungspassage 240 hat den vorstehend genannten Aufbau. Deshalb kann die durch die Öffnung 241 eingeführte Prozessflüssigkeits-Atmosphäre nicht leicht durch die Öffnung 242 abgelassen werden. Weiterhin kann Staub oder dergleichen, der durch einen kleinen Spalt in dem Bereich 233 passieren kann und erzeugt wird, wenn der rotierende Mechanismus 224 betätigt wird, nicht leicht aus der Öffnung 242 zu der Öffnung 241 abgesondert werden.
Weiterhin ist ein erster N₂-Gas-Zufuhrkreis 245 zum Zuführen von N₂-Gas (Stickstoffgas), das ein Inertgas ist, mit der ersten Labyrinthdichtung 234 verbunden. Eine Auslassöffnung des ersten N₂-Gas-Zufuhrkreises 245 ist in einem Raum zwischen den ersten nach oben gerichteten Trennplatten 235 und 236 in der ersten Umgehungspassage 240 geöffnet. Folglich kollidiert eine von dem ersten N₂-Gas-Zufuhrkreis 245 zugeführte N₂-Gasströmung mit der ersten nach unten gerichteten Trennplatte 237, wodurch die N₂-Gasströmung in zwei Abschnitte geteilt wird. Einer der zwei Abschnitte strömt nach oben entlang der ersten nach oben gerichteten Trennplatte 235 in Richtung der Öffnung 241. Somit wird ein Luftstrom 246 erzeugt, der nach außen aus der ersten Labyrinthdichtung 234 ausgestoßen wird. Der andere Abschnitt bildet einen Luftstrom 247, der nach oben entlang der ersten nach unten gerichteten Trennplatte 237 in Richtung der Öffnung 242 strömt und der nach unten entlang der ersten nach oben gerichteten Trennplatte 236 strömt. Der Luftstrom 246 dient als ein Luftvorhang für die Öffnung 241, während der Luftstrom 247 als ein Luftvorhang für die Öffnung 242 dient.
Um die Luftdichtigkeit eines Bereichs 250 zu verbessern, in dem die Zufuhrdüse 230 über der oberen Fläche des Rotationstisches 221 hervorsteht, ist die Atmosphäre um das Ständerteil 230a und in einem Bereich von der oberen Fläche des Rotationstisches 221 bis zu der unteren Fläche des Scheibenteils 230b durch eine zylindrische zweite Labyrinthdichtung 251 abgedichtet, die um den Ständerteil 230a gebildet ist.
Wie in der 19 gezeigt ist, hat die zweite Labyrinthdichtung 251 eine Struktur, dass eine zweite nach oben gerichtete Trennplatte 252 aufrecht stehend an der oberen Fläche des Rotationstisches 221 an der Innenseite angeordnet ist. Weiterhin ist eine zweite nach unten gerichtete Trennplatte 253, die nach unten über der unteren Fläche des Scheibenteils 230b hervorsteht, getrennt von der zweiten nach oben gerichteten Trennplatte 252 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Folglich wird ein zweiter Umgehungskreis 254 in der zweiten Labyrinthdichtung 251 gebildet. Eine nach außen gerichtete Öffnung 255 des zweiten Umgehungskreises 254 ist geöffnet, während eine nach innen gerichtete Öffnung 256 durch die obere Fläche des Rotationstisches 221 an einem Bereich 250 geschlossen ist. In dem zweiten Umgehungskreis 254 mit dem vorstehend genannten Aufbau kann die durch die Öffnung 255 eingeführte Prozessflüssigkeits-Atmosphäre in der gleichen Art und Weise wie bei der ersten Labyrinthdichtung 234 nicht leicht zur äußeren Öffnung 256 entweichen.
Weiterhin durchdringt ein zweiter N₂-Zufuhrkeis 260 die Tragwelle 225, und die Zufuhrdüse 230 ist mit der zweiten Labyrinthdichtung 251 verbunden. Außerdem ist ein Auslassbereich der zweiten Labyrinthdichtung 251 in dem zweiten Umgehungskreis 254 in einem Raum an der Innenseite der zweiten nach oben gerichteten Trennplatte 252 geöffnet. Folglich bildet das aus dem zweiten N₂-Zufuhrkeis 254 zugeführte N₂-Gas einen Luftstrom 261, der nach oben entlang der zweiten nach oben gerichteten Trennplatte 252 in eine Richtung von der Öffnung 256 zu der Öffnung 255 strömt. Dann strömt der Luftstrom 261 nach unten entlang der zweiten nach unten gerichteten Trennplatte 253. Der Luftstrom 261 dient als ein Luftvorhang für die Öffnung 255.
Ferner ist eine Zufuhrdüse 265 zum Zuführen einer aus hauptsächlich einer chemischen Lösungskomponente zusammengesetzten Prozessflüssigkeit zu der Oberfläche des Wafers W, der in dem Behälter 220 aufgenommen ist, oberhalb des Behälters 220 angeordnet. Die Zufuhrdüse 265 ist konstruiert, um bewegbar über dem Behälter 220 zu sein. Prozessflüssigkeit, die von der Rückseite des Wafers W kraft der Rotation des Wafers W entfernt wird, wird durch eine Ablaufleitung 266, die in dem Bodenbereich des Behälters 220 angeordnet ist, abgelassen. Folglich wird die Atmo sphäre in dem Behälter 220 durch ein Abgasmittel (nicht gezeigt), die für den Bodenbereich des Behälters 220 bereitgestellt werden, ausgestoßen.
Die Bearbeitungseinheiten 7 bis 11 haben ebenfalls den gleichen Aufbau wie der der Bearbeitungseinheit 6. In jeder der Bearbeitungseinheiten 7 bis 11 wird unterschiedliche Prozessflüssigkeit zum Spülen und Trocknen des Wafers W verwendet.
Wie in der 17 gezeigt ist, wird der Wafer W durch Betreiben des rotierenden Mechanismus 224 rotiert. Die Zufuhrdüse 265 wird zu einer Stelle über dem Wafer W zu der Vorderseite des Wafers W bewegt, so dass die Vorderseite des Wafers W sequentiell mit der chemischen Lösung und Reinwasser als Prozessflüssigkeit versorgt wird. Andererseits wird die Rückseite des Wafers W mit der Prozessflüssigkeit derart versorgt, dass die stationäre Zufuhrdüse 230, die in dem zentralen Bereich des Rotationstisches 221 nach oben gerichtet angeordnet ist, der Rückseite des Wafers W Prozessflüssigkeit zuführt. Somit wird der Vorderseite und der Rückseite des Wafers W Prozessflüssigkeit zugeführt, während der Wafer rotiert. Zentrifugalkraft wird eingesetzt, um die Prozessflüssigkeit der Vorderseite und der Rückseite des Wafers W gleichmäßig zuzuführen.
In dem vorangegangenen Fall führt die Rotation des rotierenden Mechanismus 224 zur Erzeugung von Feinstaub usw. in der Abdeckung 232. Demzufolge bewirkt die Rotation des Wafers W, dass sich die Prozessflüssigkeits-Atmosphäre mit Prozessflüssigkeitsspritzern in dem Behälter 220 füllt. Deshalb wird die Rotationswelle 223 und die Abdeckung 232 mit Spritzern bedeckt, wie in der 17 gezeigt ist. Somit sind die Atmosphäre an der Stelle, an der der rotierende Mechanismus 224 angeordnet ist, und die Atmosphäre in dem Behälter 220 voneinander isoliert. Folglich kann eine Kommunikation zwischen den Atmosphären verhindert werden. Weiterhin wird die Atmosphäre in der Nähe des Bereichs 233 der Abdeckung 232 und des Behälters 220, der von der Rotationswelle 223 durchdrungen wird, durch die erste Labyrinthdichtung 234 eingeschlossen. Somit wird die Luftdichtigkeit des Bereichs 233 verbessert. Deshalb kann die Ausbreitung von Feinstaub in der Abdeckung 232 in den Behälter 220 hinein durch den Bereich 233 verhindert werden. Weiterhin können das Entweichen und die Ausbreitung von Spritzern und der Atmosphäre der Prozessflüssigkeit in dem Behälter 220 in die Abdeckung 232 hinein verhindert werden.
Insbesondere ist die erste Umgehungspassage 240 in der ersten Labyrinthdichtung 234, wie in der 19 gezeigt ist, ausgebildet. Somit kann die Kommunikation der Prozessflüssigkeits-Atmosphäre von der Öffnung 241 zu der Öffnung 242 und die von Staub usw. von der Öffnung 242 zu der Öffnung 241 verhindert werden. Weiterhin führt der erste N₂-Zufuhrkreis 245 der ersten Umgehungspassage 240 N₂ zu. Somit wird der Luftstrom 246 in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die Prozessflüssigkeits-Atmosphäre eingeführt wird, gebildet. Weiterhin wird der Luftstrom 247 in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der Staub usw. eingeführt wird, gebildet. Demzufolge kann die Einbringung der Prozessflüssigkeits-Atmosphäre und Staub usw. in die erste Labyrinthdichtung 234 verhindert werden.
Weiterhin ist die Atmosphäre angrenzend an den Bereich 250, in dem die Zufuhrdüse 230 über den Rotationstisch 221 hervorsteht, durch die zweite Labyrinthdichtung 251 eingeschlossen. Somit wird die Luftdichtigkeit des Bereichs 250 verbessert. Deshalb kann die unerwünschte Einführung von Spritzern von Prozessflüssigkeit in dem Behälter 220 in die Tragwelle 225 durch den Bereich 250 zum Entweichen in die Abdeckung 232 verhindert werden.
Der zweite Umgehungskreis 254 ist in der zweiten Labyrinthdichtung 251, wie in 19 gezeigt ist, gebildet. Somit kann die Kommunikation der Prozessflüssigkeits-Atmosphäre von der Öffnung 255 zu der Öffnung 256 verhindert werden. Weiterhin wird N₂-Gas von der Gas-Zufuhreinheit 204 dem zweiten Umgehungskreis 254 durch den zweiten N₂-Zufuhrkreis 260 zugeführt. Folglich wird ein Luftstrom 261 in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die Prozessflüssigkeits-Atmosphäre eingeführt wird, gebildet. Wie vorstehend beschrieben, kann eine unerwünschte Einbringung der Prozessflüssigkeits-Atmosphäre in die zweite Labyrinthdichtung 234 verhindert werden.
Wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, ist der Spülvorgang abgeschlossen. Dann wird die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Mechanismus 224 erhöht, um die Zentrifugalkraft zu erhöhen. Die Zentrifugalkraft entfernt die Prozessflüssigkeit, die an dem Wafer W haften kann, so dass der Wafer W getrocknet wird. Nachdem der Vorgang abgeschlossen ist, wird der Betrieb des rotierenden Mechanismus 224 unterbrochen. Die Rotation des Rotationstisches 221 wird ebenfalls unterbrochen. Dann wird der Wafer W aus dem Innenbereich der Bearbeitungsvorrichtung 200 geladen und dann zu einer anderen Bearbeitungsvorrichtung bewegt.
Bei der Bearbeitungsvorrichtung 200 gemäß dieser Ausführungsform kann die Ausbreitung von Feinstaub in der Abdeckung 232 in den Behälter 220 hinein verhindert werden. Weiterhin kann ein Entweichen und eine Ausbreitung von Spritzern und der Prozessflüssigkeits-Atmosphäre in dem Behälter 220 in die Abdeckung 232 hinein verhindert werden. Daher können die Atmosphäre in dem Behälter 220 und die Atmoshäre an der Stelle des rotierenden Mechanismus 224 voneinander isoliert werden. Somit kann das Anhaften von Fremdkörpern an dem Wafer W verhindert werden und folglich kann ein Ausfall des rotierenden Mechanismus 224 verhindert werden.
Zum Beispiel kann entweder nur die erste Labyrinthdichtung 234 oder die zweite Labyrinthdichtung 251 vorgesehen sein. Weiterhin beschränken sich die Substrate nicht auf die Wafer W gemäß der vorangegangen Ausführungsformen. Die Substrate können LCD-Substrate, Glas-Substrate, CD-Substrate, Fotomasken, gedruckte Schaltungs-Substrate oder keramische Substrate sein.

Claims

Eine Vorrichtung zur Reinigung der Rückseite eines Substrates mit: einem Rotationstisch (28, 221) mit einem Halteteil (29, 222), der das Substrat (W) an einem äußeren Umfangsendteil des Substrats (W) und in einer horizontalen Position hält, sodass die Rückseite des Substrats (W) exponiert zu einer hohlen Rotationswelle (27, 123) und einem rotierenden Mechanismus (26, 224) zum Rotieren und Antreiben der Rotationswelle (27, 123) ist; einem Behälter (21, 220), der das Substrat (W), das durch den Rotationstisch (28, 221) gehalten wird, umgibt; einer Tragwelle (36, 225), die in die Rotationswelle (27, 223) und den rotierenden Mechanismus (26, 224) eindringt; einer Zufuhrdüse (34, 230) zum Zuführen einer Prozessflüssigkeit zu der Rückseite des Substrats (W), die an dem oberen Ende der Tragwelle (36, 225) angeordnet ist; einer Abdeckung (232) zum Abdecken des rotierenden Mechanismus (26, 224) und eine Labyrinthdichtung (234) zum Abdichten eines Teils zwischen der Abdeckung (232) und dem Rotationstisch (28, 221), die zum Absperren des rotierenden Mechanismus (26, 224) von der Atmosphäre innerhalb des Behälters (21, 220) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinthdichtung (234) hat: ein Paar von ersten aufwärts gerichteten Trennplatten (235, 236), die aufrecht an der oberen Oberfläche der Abdeckung (232) stehen; eine zweite nach unten gerichtete Trennplatte (237), die zwischen der ersten nach oben gerichteten Trennplatten (235, 236) und angeordnet und nach unten über die Bodenfläche des Rotationstisches (221) hervorstehen, wobei die erste nach unten gerichtete Trennplatte (237) eine Labyrinthumgehungspassage (240) zwischen den ersten nach oben gerichteten Trennplatten (235, 236) bilden, und einen ersten Gaszufuhrkreis (245) mit einer Auslassöffnung, die in einem Raum zwischen den ersten nach oben gerichteten Trennplatten (235, 236) zum Zuführen eines in Erdgases zu der ersten Labyrinthumgehungspassage (240) geöffnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrdüse (230) eine Vielzahl von Entladeöffnungen (231a) zum gleichzeitigen Entladen der zuzuführenden Prozessflüssigkeit von einem zentralen Bereich der Rückseite des Substrats zu einem Umfangsbereich des Substrats.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet weiterhin durch ein zweites Dichtteil (251) zum Bilden einer zweiten Umgehungspassage (254) zwischen dem rotierenden Mechanismus (224) und der Zufuhrdüse (230).
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das zweite Dichtteil (251) hat: eine zweite aufwärts gerichtete Trennplatte (252), die sich nach oben von dem Rotationstisch (221) erstreckt; und eine zweite nach unten gerichtete Trennplatte (253), die sich nach unten von der Zufuhrdüse (230) erstreckt und eine zweite Labyrinthumgehungspassage (254) zwischen der zweiten nach oben gerichteten Trennplatte (252) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch weiterhin umfassen: ein zweiter Gaszufuhrkreis (260) mit einer Auslassöffnung, die in einem Raum auf der Innenseite der zweiten noch oben gerichteten Trennplatten (252) geöffnet ist, um ein Gas zu der zweiten Labyrinthumgehungspassage (254) zuzuführen.