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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung und ein
Reinigungsverfahren sowie ein computerlesbares Medium, zur Durchführung eines
Reinigungsprozesses auf einem Substrat, beispielsweise einem Halbleiterwafer.
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Bei
dem Prozess der Herstellung von Halbleitervorrichtungen oder Flachbildschirm-Anzeigevorrichtungen
(FPD) werden häufig
Flüssigkeitsprozesse
eingesetzt, bei welchen eine Prozessflüssigkeit einem Target-Substrat
zugeführt
wird, beispielsweise einem Halbleiterwafer oder einem Glassubstrat.
Prozesse dieser Art umfassen beispielsweise einen Reinigungsprozess
zum Entfernen von Teilchen und/oder Verunreinigungen, die sich auf
einem Substrat abgelagert haben.
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Als
Flüssigkeitsbearbeitungseinrichtung,
die zu diesem Zweck eingesetzt wird, ist die folgende Einrichtung
bekannt, die ein einzelnes Substrat bearbeitet. Im Einzelnen wird
ein Substrat, beispielsweise ein Halbleiterwafer, in einem sich
drehenden Zustand gehalten, und wird eine Prozessflüssigkeit
auf die vordere Oberfläche,
die rückwärtige Oberfläche, oder die
vordere und die rückwärtige Oberfläche des
Wafers aufgebracht, während
der Wafer gedreht wird. Daher bildet sich ein Flüssigkeitsfilm auf der vorderen Oberfläche, der
rückwärtigen Oberfläche, oder
auf der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche des Wafers
aus, wodurch ein Prozess durchgeführt wird.
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Als
Einrichtung zur Durchführung
eines Reinigungsprozesses, während
ein Flüssigkeitsfilm
auf der rückwärtigen Oberfläche oder
der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche eines
Substrats ausgebildet wird, ist die folgende Einrichtung bekannt
(beispielsweise
japanische Patentanmeldung
KOKAI Veröffentlichungsnummer
9-298181 ). Im Einzelnen ist eine drehbare Drehplatte unterhalb
der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats angeordnet. Die Drehplatte weist eine Öffnung im Zentrum auf, die
mit einer nicht-drehbaren Flüssigkeitszufuhrplatte
versehen ist, welche die Funktion einer Substrathalterung hat, und
eine Flüssigkeitszufuhröffnung.
Die Flüssigkeitszufuhrplatte
kann nach oben und unten bewegt werden, so dass die Flüssigkeitszufuhrplatte
das Substrat in einem Zustand aufnimmt, in welchem es nach oben
vorsteht, und dann nach unten bewegt wird, um das Substrat im horizontalen
Zustand auf Halte-Zusatzgeräten
anzuordnen, die auf der Drehplatte vorgesehen sind. Eine Reinigungsflüssigkeit oder
eine Spülflüssigkeit
wird von einer Flüssigkeitszufuhrdüse zugeführt, die
sich von der Flüssigkeitszufuhröffnung nach
unten erstreckt, in einen Zwischenraum zwischen dem Substrat und
der Drehplatte, um einen Flüssigkeitsfilm
auszubilden. In diesem Zustand wird eine Reinigung auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats durchgeführt.
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Die
Flüssigkeitszufuhrplatte,
welche die Flüssigkeitszufuhröffnung umgibt,
kann durch eine Chemikalienlösung
verunreinigt sein, die während
eines Prozesses dort hin verstreut wurde. Weiterhin kann die Flüssigkeitszufuhrplatte
verunreinigt werden, wenn mit ihr ein unbehandeltes Substrat in
Kontakt gelangt, auf welchem sich Verunreinigungen befinden. Wenn
ein Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung verunreinigt
ist, kann dieser verunreinigte Abschnitt die rückwärtige Oberfläche des
Substrats nach dem Reinigen berühren
und verunreinigen, wenn das Substrat durch die Flüssigkeitszufuhrplatte zum
Entladen gehaltert wird. Daher ist es vorzuziehen, die Flüssigkeitszufuhrplatte
zu reinigen, wenn das Substrat bearbeitet wird. Allerdings ist üblicherweise
die Flüssigkeitszufuhröffnung nicht-drehbar, und
ist auch die Flüssigkeitszufuhrplatte
um die Flüssigkeitszufuhröffnung nicht-drehbar.
Daher kann ein Flüssigkeitsfilm
nicht ausreichend auf der Flüssigkeitszufuhrplatte
während
eines Reinigungsprozesses oder eines Spülprozesses ausgebildet werden, was
zu einer unzureichenden Reinigung führt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Reinigungseinrichtung und eines Reinigungsverfahrens, welche ausreichend eine
Reinigung auf dem Abschnitt um eine Flüssigkeitszufuhröffnung herum
durchführen
können,
die sich im Zentrum der rückwärtigen Oberfläche eines Substrats
befindet, wenn eine Reinigung auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats durchgeführt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines computerlesbaren Mediums, das ein Steuerprogramm zur Ausführung des
Reinigungsverfahrens speichert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Reinigungseinrichtung
zur Verfügung
gestellt, bei welcher vorgesehen sind: ein Substrathalteteil, das
eine Drehplatte enthält,
die so ausgebildet ist, dass sie sich in einem horizontalen Zustand
drehen kann, und ein Halte- Zusatzgerät, das so
ausgebildet ist, ein Substrat oberhalb der Drehplatte in einem horizontalen
Zustand so zu haltern, dass es von der Drehplatte getrennt bzw.
mit dieser vereinigt wird; ein Drehmechanismus, der dazu ausgebildet
ist, die Drehplatte zusammen mit dem Substrat zu drehen; eine Flüssigkeitszufuhröffnung,
die sich in der Nähe
des Drehzentrums der Drehplatte befindet, und so ausgebildet ist,
eine Flüssigkeit
dem Zentrum einer rückwärtigen Oberfläche des
Substrats zuzuführen,
das auf dem Halteteil gehaltert wird; eine Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche, die
an die Flüssigkeitszufuhröffnung angeschlossen
ist, und so ausgebildet ist, dass sie eine Reinigungsflüssigkeit
und eine Spülflüssigkeit
zuführt,
um die Reinigungsflüssigkeit
und die Spülflüssigkeit
durch die Flüssigkeitszufuhröffnung der
rückwärtigen Oberfläche des
Substrats zuzuführen;
ein Becher, der so ausgebildet ist, dass er das Substrat umgibt,
das auf dem Substrathalteteil gehaltert wird; und ein Steuermechanismus,
der so ausgebildet ist, dass er die Drehung des Substrats und die Zufuhr
der Flüssigkeiten
steuert, wobei der Steuermechanismus voreingestellt ist, um die
Einrichtung zu steuern, damit ein Reinigungsprozess durchgeführt wird,
welcher umfasst, die Drehplatte zusammen mit dem Substrat zu drehen,
das von dem Halte-Zusatzgerät
gehaltert wird, während
die Reinigungsflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Zufuhröffnung zugeführt wird,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Reinigungsflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird, dann aufeinander folgend ein Spülprozess
durchgeführt
wird, der umfasst, das Substrat zu drehen, während die Spülflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung zugeführt wird,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm aus
der Spülflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird, und dann ein Abschleuder- und Trocknungsprozess
durchgeführt wird,
der umfasst, das Substrat mit einer vorbestimmten Drehzahl zu drehen,
wobei die Steuereinrichtung weiterhin so voreingestellt ist, dass
sie die Einrichtung für
den Reinigungsprozess oder den Spülprozess so steuert, dass die
Zufuhr einer Prozessflüssigkeit
vorgesehen ist, welche entweder der Reinigungsflüssigkeit oder der Spülflüssigkeit
entspricht, von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird, und dann einmal die Zufuhr der Prozessflüssigkeit
unterbrochen und dann erneut begonnen wird, von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche, wodurch
ein Flüssigkeitsfilm
auch auf einem Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung herum
ausgebildet wird, damit der Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung ebenso
wie das Substrat bearbeitet wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Reinigungsverfahren
zur Verfügung
gestellt, das in einer Reinigungseinrichtung durchgeführt wird,
die ein Substrathalteteil aufweist, welches eine Drehplatte aufweist,
die so ausgebildet ist, dass sie sich im horizontalen Zustand drehen kann,
und ein Halte-Zusatzgerät,
das so ausgebildet ist, dass es ein Substrat oberhalb der Drehplatte
im horizontalen Zustand haltert, damit es von der Drehplatte getrennt
bzw. mit dieser vereinigt wird, einen Drehmechanismus, der dazu
ausgebildet ist, die Drehplatte zusammen mit dem Substrat zu drehen, eine
Flüssigkeitszufuhröffnung,
die in der Nähe
eines Drehzentrums der Drehplatte angeordnet ist, und dazu ausgebildet
ist, eine Flüssigkeit
auf das Zentrum einer rückwärtigen Oberfläche des
Substrats aufzubringen, das auf dem Halteteil gehaltert wird, eine
Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche, die
an die Flüssigkeitszufuhröffnung angeschlossen
ist, und dazu ausgebildet ist, eine Reinigungsflüssigkeit und eine Spülflüssigkeit
zuzuführen, um
die Reinigungsflüssigkeit
und die Spülflüssigkeit durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung der
rückwärtigen Oberfläche des
Substrats zuzuführen,
und einen Becher, der dazu ausgebildet ist, das Substrat zu umgeben,
das auf dem Substrathalteteil gehaltert ist, wobei das Verfahren
umfasst: Haltern des Substrats auf dem Substrathalteteil; Drehen
der Drehplatte zusammen mit dem darauf gehalterten Substrat; Durchführung eines
Reinigungsprozesses, welcher umfasst, das Substrat zu drehen, während die
Reinigungsflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Zufuhröffnung
zugeführt
wird, wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Reinigungsflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des Substrats
ausgebildet wird; dann aufeinander folgendes Durchführen eines
Spülprozesses,
welcher umfasst, das Substrat zu drehen, während die Spülflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung zugeführt wird,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm aus
der Spülflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird; und nachfolgendes Durchführen eines
Abschleuder- und Trocknungsprozesses, der umfasst, das Substrat
mit einer vorbestimmten Drehzahl zu drehen, wobei der Reinigungsprozess
oder der Spülprozess
umfasst, eine Prozessflüssigkeit
zuzuführen,
welche entweder der Reinigungsflüssigkeit
oder der Spülflüssigkeit
entspricht, von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird, und dann einmaliges Unterbrechen der
Zufuhr der Prozessflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche, und
erneutes Beginnen der Zufuhr, wodurch ein Flüssigkeitsfilm auch auf einem Abschnitt
um die Flüssigkeitszufuhröffnung ausgebildet
wird, damit der Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung ebenso
wie das Substrat bearbeitet wird.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares
Medium zur Verfügung
gestellt, das ein Computerprogramm zur Ausführung auf einem Prozessor speichert,
der bei einer Reinigungseinrichtung eingesetzt wird, die ein Substrathalteteil
aufweist, das eine Drehplatte aufweist, die so ausgebildet ist,
dass sie sich im horizontalen Zustand dreht, und ein Halte-Zusatzgerät, das so
ausgebildet ist, dass es ein Substrat oberhalb der Drehplatte im
horizontalen Zustand so haltert, dass es von der Drehplatte getrennt
bzw. mit dieser vereinigt wird, einen Drehmechanismus, der so ausgebildet
ist, dass er die Drehplatte zusammen mit dem Substrat dreht, eine
Flüssigkeitszufuhröffnung, die
in der Nähe
eines Drehzentrums der Drehplatte angeordnet ist, und dazu ausgebildet
ist, eine Flüssigkeit
dem Zentrum einer rückwärtigen Oberfläche des
Substrats zuzuführen,
das auf dem Halteteil gehaltert ist, eine Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche, angeschlossen
an die Flüssigkeitszufuhröffnung,
und so ausgebildet, dass eine Reinigungsflüssigkeit und eine Spülflüssigkeit
zugeführt
werden, um die Reinigungsflüssigkeit
und die Spülflüssigkeit
durch die Flüssigkeitszufuhröffnung der
rückwärtigen Oberfläche des
Substrats zuzuführen,
und einen Becher, der so ausgebildet ist, dass er das auf dem Substrathalteteil
gehalterte Substrat umgibt, wobei das Computerprogramm, wenn es
von dem Prozessor ausgeführt
wird, die Reinigungseinrichtung so steuert, dass ein Reinigungsverfahren durchgeführt wird,
bei welchem vorgesehen sind: Haltern des Substrats auf dem Substrathalteteil;
Drehen der Drehplatte zusammen mit dem darauf gehalterten Substrat;
Durchführung
eines Reinigungsprozesses, welcher umfasst, das Substrat zu drehen, während die
Reinigungsflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch die
Zufuhröffnung
zugeführt
wird, wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Reinigungsflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird; dann aufeinander folgendes Durchführen eines Spülprozesses,
welcher umfasst, das Substrat zu drehen, während die Spülflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch die
Flüssigkeitszufuhröffnung zugeführt wird,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Spülflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird; und nachfolgendes Durchführen eines
Abschleuder- und Trocknungsprozesses, welcher umfasst, das Substrat
mit einer vorbestimmten Drehzahl zu drehen, wobei der Reinigungsprozess
oder Spülprozess
umfasst, eine Prozessflüssigkeit
zuzuführen, welche
entweder der Reinigungsflüssigkeit
oder der Spülflüssigkeit
entspricht, von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche durch
die Flüssigkeitszufuhröffnung,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm auf
der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird, und dann einmal die Zufuhr der Prozessflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche unterbrochen
und dann wieder in Gang gesetzt wird, wodurch ein Flüssigkeitsfilm
auch auf einem Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung herum
ausgebildet wird, damit der Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung ebenso
wie das Substrat bearbeitet wird.
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Bei
dem ersten bis dritten Aspekt kann die Steuerung umfassen, eine
Zufuhrrate der Prozessflüssigkeit einzustellen,
die eingesetzt wird, wenn erneut mit der Zufuhr der Prozessflüssigkeit
begonnen wird, und zwar so, dass sie kleiner ist als jene, die eingesetzt
wurde, bevor einmal die Zufuhr der Prozessflüssigkeit unterbrochen wurde.
Die Steuerung kann umfassen, die Prozessflüssigkeit, die im Inneren der
Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche übrig geblieben
ist, abzulassen, nachdem ein Prozess unter Verwendung der Prozessflüssigkeit
fertig gestellt wurde. Wenn die Prozessflüssigkeit die Spülflüssigkeit
ist, und die rückwärtige Oberfläche des
Substrats hydrophob ist, kann der Spülprozess umfassen, die Zufuhr
der Prozessflüssigkeit
zu unterbrechen, und die Prozessflüssigkeit abzulassen, die im
Inneren der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche übrig geblieben
ist, nach dem erneuten Beginn der Zufuhr der Prozessflüssigkeit. Wenn
die Prozessflüssigkeit
die Spülflüssigkeit
ist, und die rückwärtige Oberfläche des
Substrats hydrophil ist, kann der Spülprozess umfassen, eine Zufuhrrate
der Prozessflüssigkeit
einzustellen, die eingesetzt wird, wenn erneut mit der Zufuhr der
Prozessflüssigkeit
begonnen wird, und zwar so, dass sie kleiner ist als jene, die eingesetzt
wurde, bevor einmal die Zufuhr der Prozessflüssigkeit unterbrochen wurde,
und dann die Zufuhrrate der Prozessflüssigkeit zu erhöhen. Die
Steuerung kann umfassen, ein Trocknungsgas im Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats durch einen Trocknungsgas-Zufuhrmechanismus zuzuführen, vor
dem Abschleuder- und Trocknungsprozess.
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Bei
dem ersten bis dritten Aspekt kann, wenn die Prozessflüssigkeit
die Spülflüssigkeit
ist, der Spülprozess
umfassen, eine Zufuhrrate der Prozessflüssigkeit einzustellen, die
eingesetzt wird, wenn erneut mit der Zufuhr der Prozessflüssigkeit
begonnen wird, und zwar so, dass sie kleiner ist als jene, die eingesetzt
wurde, bevor einmal die Zufuhr der Prozessflüssigkeit unterbrochen wurde,
wodurch ein Flüssigkeitsfilm
auf dem Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung herum
ausgebildet wird, und dann die Zufuhrrate der Prozessflüssigkeit
zu erhöhen, wodurch
der Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung ebenso
wie das Substrat bearbeitet wird, dann die Zufuhrrate der Prozessflüssigkeit
zu verringern, und dann die Zufuhr der Prozessflüssigkeit zu unterbrechen, und
die Steuerung kann umfassen, ein Trocknungsgas im Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats durch einen Trocknungsgas-Zufuhrmechanismus zuzuführen, vor
dem Abschleuder- und Trocknungsprozess.
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Bei
dem ersten bis dritten Aspekt kann die Drehplatte eine Öffnung im
Zentrum aufweisen, und kann die Reinigungseinrichtung weiterhin
eine nicht-drehbare Flüssigkeitszufuhrplatte
aufweisen, die in der Öffnung
angeordnet ist, und die Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist.
Die Flüssigkeitszufuhrplatte
kann nach oben und unten beweglich durch die Öffnung ausgebildet sein, und
so ausgebildet sein, dass sie sich nach oben und unten bewegt, während sie
das Substrat haltert, um das Substrat zu dem Substrathalteteil und
von diesem weg zu übertragen. Die
Flüssigkeitszufuhrplatte
kann eine obere Oberfläche
aufweisen, die aus einem hydrophoben Material besteht. Die Steuerung
kann umfassen, die Drehzahl des Substrats auf 200 bis 700 Umdrehungen
pro Minute in dem Reinigungsprozess und dem Spülprozess einzustellen, und
auf 500 bis 1200 Umdrehungen pro Minute in dem Abschleuder- und
Trocknungsprozess.
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung
angegeben, und werden teilweise aus der Beschreibung deutlich, oder
können
beim Praktizieren der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und Vorteile
der Erfindung können
mit Hilfe der Mittel und Kombinationen erzielt und erreicht werden,
die nachstehend besonders hervorgehoben werden.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, welche in die Beschreibung eingeschlossen sind und
einen Teil von dieser bilden, erläutern Ausführungsformen der Erfindung,
und dienen zusammen mit der voranstehend erfolgten, allgemeinen
Beschreibung und der nachstehenden, detaillierten Beschreibung der
Ausführungsformen
zur Erläuterung
der Grundprinzipien der Erfindung.
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Reinigungseinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine teilweise geschnittene Aufsicht, die schematisch die Reinigungseinrichtung
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
eine Ansicht, die schematisch einen Flüssigkeitszufuhrmechanismus
zeigt, der bei der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung
eingesetzt wird;
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4 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die einen Bereich zeigt, der eine Flüssigkeitszufuhrplatte enthält, die
bei der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung
verwendet wird;
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die eine Auslass/Ablassabschnitt zeigt, der bei der in 1 gezeigten
Reinigungseinrichtung eingesetzt wird;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7A bis 7H sind
schematische Ansichten zur Erläuterung
des Betriebsablaufs des Reinigungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Ansicht, welche schematisch den Aufbau einer Einrichtung zur
Durchführung
bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt, die eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist;
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10A bis 10I sind
schematische Ansichten zur Erläuterung
des Betriebsablaufs des Reinigungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt, die eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist;
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12A bis 12J sind
schematische Ansichten zur Erläuterung
des Betriebsablaufs des Reinigungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
vierten Ausführungsform
zeigt, die eine der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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14A bis 14L sind
schematische Ansichten zur Erläuterung
des Betriebsablaufs des Reinigungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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16A bis 16H sind
schematische Ansichten zur Erläuterung
des Betriebsablaufs des Reinigungsverfahrens gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Nunmehr
werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Nachstehend erfolgt eine Erläuterung eines Falles, bei welchem
die vorliegende Erfindung bei einer Flüssigkeitsbearbeitungseinrichtung
eingesetzt wird, die einen Reinigungsprozess auf der vorderen und
der hinteren Oberfläche
eines Halbleiterwafers durchführen
kann (der nachstehend einfach als "Wafer" bezeichnet wird).
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Reinigungseinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine
Aufsicht auf die Reinigungseinrichtung. 3 ist eine
Ansicht, die schematisch einen Flüssigkeitszufuhrmechanismus
für eine
Reinigungsflüssigkeit
und eine Spülflüssigkeit
zeigt, der bei der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung verwendet
wird. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen
Bereich zeigt, der eine Flüssigkeitszufuhrplatte
enthält,
die bei der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung
eingesetzt wird. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht,
die einen Auslass/Abflussabschnitt zeigt, der bei der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung
eingesetzt wird.
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Ein
Flüssigkeitsbearbeitungssystem
(nicht gezeigt) enthält
mehrere in ihm angeordnete Einrichtungen, die jeweils ebenso ausgebildet
sind wie diese Reinigungseinrichtung 100. Diese Reinigungseinrichtung 100 weist
eine Basisplatte 1 und ein Waferhalteteil 2 zum
drehbaren Haltern eines Target-Substrats oder Wafer W auf. Das Waferhalteteil 2 kann durch
einen Drehmotor 3 gedreht werden. Ein Drehbecher 4 ist
um den Wafer W herum angeordnet, der auf dem Waferhalteteil 2 gehaltert
wird, und so ausgebildet, dass er sich zusammen mit dem Waferhalteteil 2 dreht.
Die Reinigungseinrichtung 100 weist weiterhin eine Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
zum Zuführen
einer Prozessflüssigkeit auf
die vordere Oberfläche
des Wafers W auf, und eine Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche zum
Zuführen
einer Prozessflüssigkeit auf
die rückwärtige Oberfläche des
Wafers W. Weiterhin ist ein Auslass/Abflussabschnitt 7 um
den Drehbecher 4 herum angeordnet. Eine Umhüllung 8 ist
so angeordnet, dass sie den Bereich um den Auslass/Abflussabschnitt 7 und
den Bereich oberhalb des Wafers W abdeckt. Die Umhüllung 8 ist
mit einem Gasflusseinlassabschnitt 9 an der Oberseite versehen,
der so ausgebildet ist, dass er durch eine Einlassöffnung 9a,
die an einer Seite vorgesehen ist, einen Gasfluss empfängt, der
von einer Gebläse/Filtereinheit
(FFU) des Flüssigkeitsbearbeitungssystems
zugeführt
wird, so dass Reinluft als nach unten gerichteter Fluss dem Wafer
W zugeführt
wird, der auf dem Waferhalteteil 2 gehaltert ist.
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Das
Waferhalteteil 2 weist eine Drehplatte 11 auf,
die als kreisförmige
Platte ausgebildet ist, und in den horizontalen Zustand versetzt
ist. Das Zentrum der Unterseite der Drehplatte 11 ist mit
einer zylindrischen Drehwelle 12 verbunden, die sich vertikal
nach unten erstreckt. Die Drehplatte 11 weist eine Öffnung 11a im
Zentrum auf, die mit einer Bohrung 12a in Verbindung steht,
die im Inneren der Drehwelle 12 vorhanden ist. Die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche erstreckt
sich vertikal im Zentrum in einem Hebeteil 13, das sich
durch die Bohrung 12a und die Öffnung 11a nach und
unten bewegen kann. Wie in 2 gezeigt,
ist die Drehplatte 11 mit drei Halte-Zusatzgeräten 14 versehen,
die in regelmäßigen Abständen angeordnet
sind, um den äußeren Rand
des Wafers W zu haltern. Die Halte-Zusatzgeräte 14 sind so ausgebildet,
dass sie den Wafer W im horizontalen Zustand haltern, so dass der
Wafer W geringfügig
von der Drehplatte 11 getrennt ist. Jedes der drei Halte-Zusatzgeräte 14 weist
einen Halteabschnitt 14a auf, der so ausgebildet ist, dass
er den Rand des Wafers W haltert, einen Betätigungshebel 14b,
der sich von dem Halteabschnitt 14a zum Zentrum der unteren
Oberfläche
der Drehplatte erstreckt, und eine Drehwelle 14c, welche
den Halteabschnitt 14a so haltert, dass er in Vertikalrichtung
drehbar ist. Wenn das distale Ende des Betätigungshebels 14b durch
einen (nicht dargestellten) Zylindermechanismus nach oben gedrückt wird,
wird der Halteabschnitt 14a nach außen gedreht, und hebt das Haltern
des Wafers W auf. Jedes Halte-Zusatzgerät 14 wird durch eine
(nicht dargestellte) Feder vorgespannt, zu jener Richtung, in welcher
der Halteabschnitt 14a den Wafer W haltert, so dass das
Halte-Zusatzgerät 14 den
Wafer W haltern kann, wenn dort der Zylindermechanismus nicht einwirkt.
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Die
Drehwelle 12 ist drehbeweglich durch die Basisplatte 1 über einen
Lagermechanismus 15 gehaltert, welcher zwei Lager 15a aufweist.
Die Drehwelle 12 ist mit einer Riemenscheibe 16 versehen, die
an ihrem unteren Ende befestigt ist. Auch die Welle des Motors 3 ist
mit einer Riemenscheibe 18 versehen, die daran befestigt
ist. Ein Riemen 17 ist um diese Riemenscheiben 16 und 18 herumgeschlungen.
Die Drehwelle 12 wird über
die Riemenscheibe 18, den Riemen 17, und die Riemenscheibe 16 infolge
der Drehung des Motors 3 gedreht.
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Die
Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere Oberfläche ist
an einem Düsenhalteteil 22 angebracht,
das auf dem distalen Ende eines Düsenarms 22a gehaltert
ist. Eine Prozessflüssigkeit
oder dergleichen wird von einem Prozessflüssigkeits-Zufuhrmechanismus 85 zugeführt, der
nachstehend beschrieben wird, über
einen Flusskanal, der in dem Düsenarm 22a vorgesehen
ist, und wird dann von einem Düsenloch 5a zugeführt, das
in der Düse 5 vorhanden
ist.
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Wie
in 2 gezeigt, kann sich der Düsenarm 22a infolge
eines Antriebsmechanismus 81 um eine Welle 23 drehen,
die als eine Zentrumsachse eingesetzt wird, um die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
zwischen Waferreinigungspositionen oberhalb des Zentrums und des
Umfangs des Wafers W und eine Rückzugsposition
außerhalb des
Wafers W zu bewegen. Weiterhin kann der Düsenarm 22a nach oben
und unten durch einen Hebemechanismus 82 bewegt werden,
beispielsweise einen Zylindermechanismus.
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Wie
in 3 gezeigt, ist in dem Düsenarm 22a ein Flusskanal 83 vorgesehen,
und an einem Ende an das Düsenloch 5a der
Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
angeschlossen. Das andere Ende des Flusskanals 83 ist an
eine Leitung 84a angeschlossen, die wiederum an einen Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 angeschlossen
ist. Eine vorbestimmte Flüssigkeit
wird von dem Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 durch
die Leitung 84a und den Flusskanal 83 in die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
transportiert.
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Die
Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche weist
ein Düsenloch 6a auf,
das sich durch das Zentrum des Hebeteils 13 erstreckt,
und sich in Längsrichtung
erstreckt. Das untere Ende des Düsenloches 6a ist
an eine Leitung 84b angeschlossen, die wiederum an den
Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 angeschlossen
ist. Eine vorbestimmte Flüssigkeit
wird von dem Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 durch
die Leitung 84b in die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche transportiert.
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Der
Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 enthält Quellen
für Reinigungschemikalienlösung, beispielsweise
eine DHF-Zufuhrquelle 86 zum Zuführen verdünnter Flusssäure (DHF)
als eine saure Chemikalienlösung
und eine SC1-Zufuhrquelle 87 zum Zuführen von Ammoniak/Wasserstoffperoxid-Lösung (SC1)
als eine alkalische Chemikalienlösung.
Der Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 weist
weiterhin eine DIW-Zufuhrquelle 88 zum Zuführen gereinigten Wassers
(DIW) als Spülflüssigkeit
auf. Die DHF-Zufuhrquelle 86, die SC1-Zufuhrquelle 87,
und die DIW-Zufuhrquelle 88 sind an von dort ausgehende Leitungen 89a, 90a und 91a angeschlossen.
Die Leitungen 89a, 90a und 91a sind an
die Leitung 84a über
Verteilventile 92a, 93a und 94a angeschlossen. Daher
werden Ammoniak/Wasserstoffperoxid-Lösung (SC1), verdünnte Flusssäure (DHF),
und gereinigtes Wasser (DIW) selektiv in die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
eingebracht, durch Betätigung
der Verteilventile 92a, 93a und 94a.
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Die
DHF-Zufuhrquelle 86, die SC1-Zufuhrquelle 87,
und die DIW-Zufuhrquelle 88 sind auch an von ihnen ausgehende
Leitungen 89b, 90b und 91b angeschlossen.
Die Leitungen 89b, 90b und 91b sind an
die Leitung 84b über
Verteilventile 92b, 93b und 94b angeschlossen.
Daher werden Ammoniak/Wasserstoffperoxid-Lösung (SC1), verdünnte Flusssäure (DHF),
und gereinigtes Wasser (DIW) selektiv in die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche eingebracht,
durch Betätigung
der Verteilventile 92b, 93b und 94b.
Die Leitung 84b ist an ein Verteilventil 95 stromabwärts des
Verteilventils 92b angeschlossen. Das Verteilventil 95 ist
an eine Auslassleitung 96 angeschlossen. Die Auslassleitung 96 wird zum
Ablassen von Flüssigkeit
innerhalb des Düsenlochs 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
oder durch Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder dergleichen eingesetzt.
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Die
Leitungen 91a und 91b, die von der DIW-Zufuhrquelle 88 ausgehen,
sind an die Seite am weitesten stromabwärts der Leitungen 84a und 84b angeschlossen.
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Wie
in der vergrößerten Ansicht
von 4 dargestellt, ist das Hebeteil 13 an
der Oberseite an eine Flüssigkeitszufuhrplatte 24 angeschlossen,
die eine Flüssigkeitszufuhröffnung 24a zum
Zuführen von
Flüssigkeit
im Zentrum aufweist, und mit dem Düsenloch 6a der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 an
der rückwärtigen Oberfläche in Verbindung
steht. Die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ist
mit drei Waferhalterungsstiften 25 zum Haltern des Wafers
W (von denen nur zwei gezeigt sind) auf der oberen Oberfläche versehen.
Die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ist
als sich nach oben erweiternder Kegelstumpf ausgebildet, der ins
Innere der Öffnung 11a während Prozessen zurückgezogen
wird, wie in 4 gezeigt, so dass seine obere
Oberfläche
im Wesentlichen mit der oberen Oberfläche der Drehplatte 11 fluchtet.
Die Öffnung 11a ist
ebenfalls so geformt, dass sie einen Kegelstumpf entsprechend der
Flüssigkeitszufuhrplatte 24 bildet.
Ein Zwischenraum 24b ist zwischen der Drehplatte 11 und
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 vorgesehen,
so dass N2-Gas, das von unterhalb der Drehwelle 12 zugeführt wird,
durch den Zwischenraum zwischen der Drehwelle 12 und dem
Hebeteil 13 fließt,
und durch den Zwischenraum 24b auf die rückwärtige Oberfläche des
Wafers W ausgestoßen wird.
Daher wird verhindert, dass Flüssigkeit
ins Innere der Drehwelle 12 eindringt.
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Das
untere Ende des Hebeteils 13 ist an einen Zylindermechanismus 27 über einen
Verbinder 26 angeschlossen. Das Hebeteil 13 wird
durch den Zylindermechanismus 27 nach oben und unten bewegt,
um den Wafer W nach und unten zu bewegen, wodurch der Wafer W eingeladen
bzw. ausgeladen wird.
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Der
Drehbecher 4 weiset einen ringförmigen Überhangabschnitt 31 auf,
der so schräg
ausgebildet ist, dass er sich nach innen und oben von einem Ort oberhalb
des Endes der Drehplatte 11 erstreckt, sowie einen zylindrischen, äußeren Wandabschnitt 32, der
sich in Vertikalrichtung nach unten von dem äußeren Ende des Überhangabschnitts 31 erstreckt. Wie
in der vergrößerten Ansicht
von 5 dargestellt, ist ein ringförmiger Zwischenraum 33 zwischen dem äußeren Wandabschnitt 32 und
der Drehplatte 11 vorhanden, so dass eine Reinigungsflüssigkeit oder
Spülflüssigkeit,
die durch Drehung des Wafers W zusammen mit der Drehplatte 11 und
dem Drehbecher 4 verstreut wird, nach unten durch den Zwischenraum
geführt
wird.
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Ein
plattenartiges Führungsteil 35 ist
zwischen dem Überhangabschnitt 31 und
der Drehplatte 11 in einer Höhe im Wesentlichen derselben
wie jener des Wafers W angeordnet. Öffnungen 36 und 37 sind
zwischen dem Überhangabschnitt 31 und
dem Führungsteil 35 sowie
zwischen dem Führungsteil 35 und
der Drehplatte 11 vorgesehen, damit eine Reinigungsflüssigkeit
oder Spülflüssigkeit
dort hindurchgehen kann. Die Öffnungen 36 und 37 werden
durch mehrere Abstandsstücke
(nicht gezeigt) festgelegt, die in Ringrichtung zwischen dem Überhangabschnitt 31 und
dem Führungsteil 35 sowie
zwischen dem Führungsteil 35 und
der Drehplatte 11 angeordnet sind. Der Überhangabschnitt 31,
das Führungsteil 35,
die Drehplatte 11 und die Abstandsstücke sind aneinander durch Schrauben 40 befestigt
(siehe 5).
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Das
Führungsteil 35 ist
so angeordnet, dass dessen obere und untere Oberfläche annähernd kontinuierlich
zur vorderen bzw. hinteren Oberfläche des Wafers W verlaufen.
Wenn eine Prozessflüssigkeit dem
Zentrum der vorderen Oberfläche
des Wafers W von der Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere Oberfläche zugeführt wird,
während
das Waferhalteteil 2 und der Drehbecher 4 zusammen
mit dem Wafer W durch den Motor 3 gedreht werden, wird
die Prozessflüssigkeit
durch Zentrifugalkraft auf der vorderen Oberfläche des Wafers W ausgebreitet,
und wird von dem Umfangsrand des Wafers W abgeschleudert. Die Prozessflüssigkeit,
die so von der vorderen Oberfläche
des Wafers W abgeschleudert wurde, wird durch die obere Oberfläche des
Führungsteils 35 geführt, die
annähernd
kontinuierlich dort hin übergeht.
Dann wird die Prozessflüssigkeit nach
außen
durch die Öffnungen 36 abgelassen,
und wird nach unten durch den äußeren Wandabschnitt 32 geführt. Entsprechend
wird, wenn eine Prozessflüssigkeit
dem Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W von der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche zugeführt wird,
während das
Waferhalteteil 2 und der Drehbecher 4 zusammen
mit dem Wafer W gedreht werden, die Prozessflüssigkeit durch Zentrifugalkraft
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W ausgebreitet, und wird von dem Umfangsrand des Wafers W abgeschleudert. Die
so von der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W abgeschleuderte Prozessflüssigkeit wird durch die untere
Oberfläche
des Führungsteils 35 geführt, die annähernd kontinuierlich
dort hin übergeht.
Dann wird die Prozessflüssigkeit
nach außen
durch die Öffnungen 37 abgelassen,
und wird durch den äußeren Wandabschnitt 32 nach
unten geführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da eine Zentrifugalkraft auf die Prozessflüssigkeit
auf dem äußeren Wandabschnitt 32 einwirkt,
verhindert, dass ein Nebel der Prozessflüssigkeit nach innen hin zurückkehrt.
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Weiterhin
kann infolge der Tatsache, dass die von der vorderen und hinteren
Oberfläche
des Wafers W abgeschleuderte Prozessflüssigkeit durch das Führungsteil 35 geführt wird,
die Prozessflüssigkeit,
die sich vom Umfangsrand des Wafers W getrennt hat, kaum turbulent
werden. In diesem Fall wird ermöglicht,
die Prozessflüssigkeit
aus dem Drehbecher 4 zu führen, während verhindert wird, dass
die Prozessflüssigkeit
in Nebel umgewandelt wird. Wie in 2 gezeigt,
weist das Führungsteil 35 Ausnehmungen 41 an
Orten entsprechend den Waferhalte-Zusatzgeräten 14 auf, um die
Waferhalte-Zusatzgeräte 14 aufzunehmen.
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Der
Auslass/Abflussabschnitt 7 wird hauptsächlich dazu eingesetzt, Abgas
und Ableitungsflüssigkeit
zu sammeln, die von dem Raum abgelassen werden, der von der Drehplatte 11 und
dem Drehbecher 4 umgeben ist. Wie aus der vergrößerten Ansicht
von 5 hervorgeht, weist der Auslass/Abflussabschnitt 7 einen
ringförmigen
Abflussbecher 51 auf, der so angeordnet ist, dass er eine
Reinigungsflüssigkeit
oder Spülflüssigkeit
aufnimmt, die von dem Drehbecher 4 abgelassen wurde, und
einen ringförmigen
Auslassbecher 52, der den Abflussbecher 51 umgibt,
und koaxial mit dem Abflussbecher 51 angeordnet ist.
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Wie
in den 1 und 5 gezeigt, weist der Abflussbecher 51 eine
vertikale und zylindrische äußere Wand 53 auf,
die außerhalb
des Drehbechers 4 in der Nähe des äußeren Wandabschnitts 32 angeordnet
ist, und eine innere Wand 54, die sich von dem unteren
Ende der äußeren Wand 53 aus
nach innen erstreckt. Die innere Wand 54 ist mit einer
vertikalen inneren Wand 54a an der Innenseite verbunden.
Die äußere Wand 53 und
die innere Wand 54 legen einen ringförmigen Raum fest, der als Flüssigkeitsaufnahme 56 zur
Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit oder
Spülflüssigkeit
verwendet wird, die von dem Drehbecher 4 abgelassen werden.
Die obere Seite der äußeren Wand 53 ist
als ein Verlaufsabschnitt 53a ausgebildet, der sich zu
einem Ort oberhalb des Drehbechers 4 erstreckt, um zu verhindern,
dass eine Prozessflüssigkeit
aus dem Abflussbecher 51 herausgeschleudert wird. Die Flüssigkeitsaufnahme 56 weist
eine ringförmige
Trennwand 55 auf, die in ihr in Ringrichtung des Abflussbechers 51 außerhalb
der Halte-Zusatzgeräte 14 angeordnet
ist, und sich von der inneren Wand 54 zu einem Ort in der
Nähe der unteren
Oberfläche
der Drehplatte 11 erstreckt. Die Flüssigkeitsaufnahme 56 wird
durch die Trennwand 55 in einen Hauptbecherabschnitt 56a und
einen Hilfsbecherabschnitt 56b unterteilt. Der Hauptbecherabschnitt 56a wird
zur Aufnahme von Flüssigkeit eingesetzt,
die von dem Zwischenraum 33 abgelassen wird, während der
Hilfsbecherabschnitt 56b dazu verwendet wird, Flüssigkeit
aufzunehmen, die von Abschnitten in der Nähe der Halteabschnitte 14a der Halte-Zusatzgeräte 14 heruntertropft.
Die untere Oberfläche 57 der
Flüssigkeitsaufnahme 56 ist
durch die Trennwand 55 in einen ersten Abschnitt 57a entsprechend
dem Hauptbecherabschnitt 56a und einem zweiten Abschnitt 57b entsprechend
dem Hilfsbecherabschnitt 56b unterteilt. Der erste und
zweite Abschnitt 57a und 57b verlaufen schräg nach oben und
innen (zum Drehzentrum hin). Die innere Seite des zweiten Abschnitts 57b erstreckt
sich nach innen (zum Drehzentrum hin) weiter von einem Ort entsprechend
den Halteabschnitten 14a der Halte-Zusatzgeräte 14.
Die Trennwand 55 dient dazu, zu verhindern, dass Stör-Luftströmungen,
die durch die Abschnitte der Halte-Zusatzgeräte 14 erzeugt werden,
die nach unten unterhalb der Drehplatte 11 vorstehen, Nebel erzeugen
und Nebel auf den Wafer W übertragen.
In der Trennwand 55 ist ein Loch 58 vorgesehen,
um eine Prozessflüssigkeit
von dem Hilfsbecherabschnitt 56b zum Hauptbecherabschnitt 56a zu
führen (siehe 1).
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Der
Abflussbecher 51 weist eine Abflussöffnung 60 zum Ablassen
von der Flüssigkeitsaufnahme 56 auf,
die in der inneren Wand 54 an einem Ort an der Seite am
weitesten außen
vorgesehen ist, und an ein Abflussrohr 61 angeschlossen
ist (siehe 1). Das Abflussrohr 61 ist
an ein Abflussschaltteil (nicht gezeigt) angeschlossen, so dass
Prozessflüssigkeiten
getrennt gesammelt oder abgelassen werden, abhängig von ihrer Art. Anstelle
einer einzelnen Abflussöffnung 60 können mehrere
Abflussöffnungen 60 vorgesehen
sein.
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Der
Auslassbecher 52 weist eine äußere Wand 64 auf,
die sich in Vertikalrichtung außerhalb der äußeren Wand 53 des
Abflussbechers 51 erstreckt, und eine innere Wand 65,
die an der Seite weiter innen gegenüber den Halte-Zusatzgeräten 14 angeordnet
ist, und sich in Vertikalrichtung erstreckt, so dass sie ein oberes
Ende in der Nähe
der Drehplatte 11 aufweist. Der Auslassbecher 52 weist
weiterhin eine untere Wand 66 auf, die auf der Basisplatte 1 angeordnet
ist, und eine obere Wand 67, die sich nach oben erstreckt,
und gekrümmt
von der äußeren Wand 64 aus
verläuft,
um einen Bereich oberhalb des Drehbechers 4 abzudecken.
Der Auslassbecher 52 wird hauptsächlich dazu verwendet, Gasbestandteile zu
sammeln und abzulassen, von innerhalb des Drehbechers 4 und
um diesen herum, durch eine ringförmige Einlassöffnung 68,
die zwischen der oberen Wand 64 und dem Überhangabschnitt 31 des Drehbechers 4 vorgesehen
ist. Wie in den 1 und 5 gezeigt,
weist der Auslassbecher 52 Auslassöffnungen 70 auf, die
im Boden vorgesehen sind, und jeweils an ein Auslassrohr 71 angeschlossen
sind. Das Auslassrohr 71 ist an einen Saugmechanismus (nicht
gezeigt) an der stromabwärtigen
Seite angeschlossen, so dass Gas von dem Bereich um den Drehbecher 4 herum
abgegeben wird. Die mehreren Auslassöffnungen 70 können selektiv
durch Schalten eingesetzt werden, entsprechend den Arten von Prozessflüssigkeiten.
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Ein äußerer, ringförmiger Raum 99a ist
zwischen der äußersten
Wand oder äußeren Wand 53 des
Abflussbechers 51 und der äußeren Wand 64 des
Auslassbechers 52 vorgesehen. Ein ringförmiges Gasflusseinstellteil 97 ist
zwischen dem Boden des Abflussbechers 51 und dem Boden
des Auslassbechers 52 außerhalb der Auslassöffnungen 70 angeordnet,
und weist eine Anzahl an Gasflusslöchern 98 in Ringrichtung
auf. Der äußere ringförmige Raum 99a und
das Gasflusseinstellteil 97 dienen zur Einstellung des
Gasflusses, der in dem Auslassbecher 52 gesammelt wird,
und zu dessen gleichmäßiger Abgabe
von den Auslassöffnungen 70.
Im Einzelnen wird der Gasfluss nach unten durch den ringförmigen Raum
oder den äußeren ringförmigen Raum 99a gleichmäßig über die
gesamte Ringrichtung geführt, und
wird dann mit einem Druckverlust oder einem Widerstand durch das
Gasflusseinstellteil 97 zugeführt, das eine Anzahl an Gasflusslöchern 98 aufweist.
Daher wird der Gasfluss dazu veranlasst, in einen verteilten Zustand
zu gelangen, so dass er relativ gleichmäßig von überall her an die Auslassöffnungen 70 abgelassen
wird, unabhängig
von der Entfernung von den Auslassöffnungen 70.
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Weiterhin
ist ein innerer, ringförmiger
Raum 99b zwischen der inneren Wand 54a des Abflussbechers 51 und
der inneren Wand 65 des Auslassbechers 52 vorgesehen.
Zwischenräume 77 sind
zwischen dem Abflussbecher 51 und dem Auslassbecher 52 auf
der Innenumfangsseite des Abflussbechers 51 vorhanden.
Gasbestandteile, die durch die Einlassöffnung 68 gesammelt
werden, fliegen geringfügig
in die Flüssigkeitsaufnahme 56 des
Abflussbechers 51, sowie in den äußeren, ringförmigen Raum 99a.
Dieser Gasfluss wird nach unten von der Flüssigkeitsaufnahme 56 durch
den inneren, ringförmigen
Raum 99b und die Zwischenräume 57 überall gleichmäßig in Ringrichtung
geführt,
so dass der Gasfluss relativ gleichmäßig zu den Abflussöffnungen 70 abgelassen
wird.
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Wie
voranstehend geschildert, wird der Abfluss von Flüssigkeit
von dem Abflussbecher 51 unabhängig von dem Auslassen von
Gasen von dem Auslassbecher 52 durchgeführt, so dass Ableitungsflüssigkeit
und Abgas getrennt voneinander geführt werden. Da der Auslassbecher 52 so
angeordnet ist, dass er den Abflussbecher 51 umgibt, wird
Nebel, der aus dem Abflussbecher 51 herausgelangt, schnell von
den Auslassöffnungen 70 abgegeben,
so dass verlässlich
verhindert wird, dass der Nebel nach außen diffundiert.
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Die
Substratbearbeitungseinrichtung 100 weist eine Prozesssteuerung 121 auf,
die einen Mikroprozessor (Computer) aufweist, und die jeweiligen Bestandteile
der Substratbearbeitungseinrichtung 100 sind an die Prozesssteuerung 121 angeschlossen,
und werden durch diese gesteuert. Die Prozesssteuerung 121 ist
mit einer Benutzerschnittstelle 122 verbunden, die beispielsweise
eine Tastatur und eine Anzeige enthält, wobei die Tastatur von
einer Prozess-Bedienungsperson dazu verwendet wird, Befehle für den Betrieb
der jeweiligen Bestandteile der Substratbearbeitungseinrichtung 100 einzugeben, und
die Anzeige zur Darstellung sichtbarer Bilder des Betriebszustands
der jeweiligen Bestandteile der Substratbearbeitungseinrichtung 100 verwendet wird.
Weiterhin ist die Prozesssteuerung 121 an einen Speicherabschnitt 123 angeschlossen,
der Rezepturen speichert, also Steuerprogramme für die Prozesssteuerung 121 zum
Steuern der Substratbearbeitungseinrichtung 100 so, dass
verschiedene Prozesse durchgeführt
werden, und Steuerprogramme für
die jeweiligen Bestandteile der Flüssigkeitsbearbeitungseinrichtung 100 zur
Durchführung
vorbestimmter Prozesse in Abhängigkeit
von Prozessbedingungen. Die Rezepturen sind in einem Speichermedium
gespeichert, das in dem Speicherabschnitt 123 vorhanden
ist. Das Speichermedium kann aus einer Festplatte oder einem Halbleiterspeicher
bestehen, oder ein Medium des ortsveränderlichen Typs sein, beispielsweise
eine CD-ROM, eine DVD oder ein Flash-Speicher. Alternativ können die
Rezepturen Online eingesetzt werden, während sie von einer anderen
Einrichtung über
beispielsweise eine spezielle Leitung übertragen werden, je nach Erfordernis.
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Eine
erforderliche Rezeptur wird von dem Speicherabschnitt 123 zurückgeholt,
und von der Prozesssteuerung 121 entsprechend einem Befehl oder
dergleichen ausgeführt,
der durch die Benutzerschnittstelle 122 eingegeben wurde.
Daher kann die Substratbearbeitungseinrichtung 100 einen
vorbestimmten Prozess gesteuert durch die Prozesssteuerung 121 durchführen.
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Als
nächstes
erfolgt eine Erläuterung
eines Reinigungsverfahrens, das in der Substratbearbeitungseinrichtung 100 mit
der voranstehend geschilderten Ausbildung durchgeführt wird.
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Zuerst
wird ein Reinigungsverfahren gemäß einer
ersten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte
Flussdiagramm und die schematischen Ansichten erläutert, die
in den 7A bis 7H gezeigt
sind. Bei dieser Ausführungsform wird
eine Reinigung auf der vorderen und der hinteren Oberfläche eines
Wafers W unter Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit durchgeführt, und
wird dann eine Reinigung auf der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 durchgeführt, wenn
ein Spülprozess
durchgeführt wird.
Bei dieser Ausführungsform
werden die folgenden Operationen für einen Reinigungsprozess durch die
Prozesssteuerung 121 entsprechend einer in dem Speicherabschnitt 123 gespeicherten
Rezeptur gesteuert. Die folgende Erläuterung, die unter Bezugnahme
auf die 6 und 7A bis 7H erfolgt,
konzentriert sich auf die Reinigung, die auf der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W durchgeführt wird,
und die Reinigung, die auf der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 durchgeführt wird.
Wenn ein Reinigungsprozess, der eine Reinigungsflüssigkeit
einsetzt, und ein Spülprozess,
der gereinigtes Wasser einsetzt, auf der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W durchgeführt
werden, werden jedoch auch ein Reinigungsprozess, der eine Reinigungsflüssigkeit
einsetzt, und ein Spülprozess,
der gereinigtes Wasser einsetzt, auf der vorderen Oberfläche des
Wafers W durchgeführt.
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Zuerst
wird das Hebeteil 13 auf die obere Position eingestellt,
und wird ein Wafer W von einem Übertragungsarm
(nicht gezeigt) auf die Halterungsstifte 25 der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 aufgesetzt (Schritt 1-1 in 7A).
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Dann
wird das Hebeteil 13 nach unten bewegt, so dass die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 auf
eine vorbestimmte Position innerhalb der Öffnung 11a der Drehplatte 11 eingestellt
wird. Dann wird der Wafer W durch die Halte-Zusatzgeräte 14 in
einem Zustand eingespannt, bei welchem ein Zwischenraum zur Ausbildung
eines Flüssigkeitsfilms
zwischen dem Wafer W und der Drehplatte 11 und der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 gebildet
wird. Dann wird der Wafer W zusammen mit den Halte-Zusatzgeräten 2 und
dem Drehbecher 4 gedreht (Schritt 1-2 in 7B).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf
etwa 200 bis 700 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Dann
wird, während
sich der Wafer W weiterhin dreht, eine vorbestimmte Reinigungsflüssigkeit von
der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche der
rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W zugeführt
(Schritt 1-3 in 7C). Zu
diesem Zeitpunkt bildet sich ein Flüssigkeitsfilm aus der Reinigungsflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des Wafers
W. Am Anfang ist jedoch die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche nicht
mit Flüssigkeit
gefüllt,
so dass sich kein Flüssigkeitsfilm auf
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausbildet,
wenn mit der Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit begonnen wird. In
diesem Schritt ist die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf 200
bis 700 Umdrehungen pro Minute eingestellt, und ist die Zufuhrrate
der Reinigungsflüssigkeit
vorzugsweise auf 0,5 bis 2,0 L/min eingestellt.
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Nachdem
die Reinigung unter Verwendung der Reinigungsflüssigkeit fertig gestellt ist,
wird die Prozessflüssigkeit
in einem kontinuierlichen Vorgang von der Reinigungsflüssigkeit
auf gereinigtes Wasser umgeschaltet, das als eine Spülflüssigkeit
verwendet wird, um das gereinigte Wasser zuzuführen (Schritt 1-4 in 7D).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf
200 bis 1000 Umdrehungen pro Minute eingestellt, und ist die Zufuhrrate
gereinigten Wassers vorzugsweise auf 1,0 bis 2,0 L/min eingestellt.
In diesem Schritt wird ein Flüssigkeitsfilm
auf dem Wafer W ausgebildet, aber hat sich noch kein Flüssigkeitsfilm
auf der oberen Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausgebildet. Daher
wird die Zufuhr der Spülflüssigkeit
oder des gereinigten Wassers einmal unterbrochen, so dass die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche mit
der Prozessflüssigkeit
gefüllt
wird (Schritt 1-5 und 7E).
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In
diesem Zustand wird erneut mit der Zufuhr der Spülflüssigkeit oder des gereinigten
Wassers begonnen, wodurch sich ein Flüssigkeitsfilm auf der oberen
Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausbildet.
Daher wird mit der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W ein Spülprozess
durchgeführt,
und wird bei der oberen Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 eine
Reinigung mit gereinigtem Wasser durchgeführt (Schritt 1-6 und 7F).
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Nachdem
der Spülprozess
fertig gestellt ist, wird das Ventil 95 geöffnet, um
gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
abzulassen, oder durch die Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder
dergleichen (Schritt 1-7 und 7G). Dieser
Schritt wird durchgeführt,
um die Flüssigkeit
von der oberen Oberfläche
der Drehplatte 11 so weit wie möglich zu entfernen, und um
zu verhindern, dass sich die Flüssigkeit
mit einer anderen Flüssigkeit
in dem Düsenloch 6a mischt.
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Wenn
zumindest die obere Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 aus
einem hydrophoben Material besteht (beispielsweise einem Fluorkohlenstoffharz,
etwa Teflon (Marke)), verbleiben darauf keine Wassertropfen, wenn
der in 7G gezeigte Spülprozess
fertig gestellt ist, da gereinigtes Wasser auf der oberen Oberfläche der
Flüssigkeitszufuhrplatte 24 zusammen
mit gereinigtem Wasser auf dem Wafer W abgeschleudert wurde. Da
die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 nicht
gedreht wird, ist es dann, wenn darauf Wassertropfen verbleiben,
schwierig, diese durch den folgenden Trocknungsprozess zu entfernen.
Wenn jedoch die obere Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 hydrophob
ist, bleiben keine Wassertropfen übrig, wenn der Spülschritt
fertig gestellt ist, so dass verhindert wird, dass der Wafer W durch übrig bleibende
Wassertropfen verunreinigt wird, die sich auf ihm ablagern.
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Nach
dem Spülschritt
wird ein Abschleuder- und Trocknungsvorgang auf dem Wafer W durchgeführt, während die
Zufuhr der Spülflüssigkeit
oder des gereinigten Wassers unterbrochen ist (Schritt 1-8 und 7H).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf
500 bis 1200 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Die
voranstehend beschriebene, erste Ausführungsform ermöglicht es,
dass die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausreichend
durch die Spülflüssigkeit oder
gereinigtes Wasser gereinigt wird, so dass diese Ausführungsform
dann wirksam ist, wenn die Platte 24 der Reinigungsflüssigkeit
nicht für
längere
Zeit ausgesetzt werden soll.
-
Obwohl
die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 durch die
voranstehend geschilderte, erste Ausführungsform gereinigt wird, unterscheiden
sich die Reinigungseigenschaften und/oder Trocknungseigenschaften
abhängig
davon, ob die rückwärtige Oberfläche des
Wafers W hydrophob oder hydrophil ist. Daher werden die Prozessschritte
vorzugsweise abgeändert
in Abhängigkeit
davon, ob die rückwärtige Oberfläche hydrophob
oder hydrophil ist. Daher werden bevorzugte Ausführungsformen erläutert, die
angesichts dieser Umstände
entwickelt wurden.
-
Zunächst erfolgt
eine Erläuterung
der Ausbildung einer Einrichtung zur Durchführung derartiger bevorzugter
Ausführungsformen,
unter Bezugnahme auf 8. Wie in 8 gezeigt,
sind die Anordnungen, welche der Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
und der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche zugeordnet
sind, ebenso wie jene, die in 3 gezeigt
sind. Diese Abänderung
unterscheidet sich hauptsächlich
von 3 in der Hinsicht, dass ein Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85' anstelle des
Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85 eingesetzt
wird, der bei der ersten Ausführungsform
verwendet wird.
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Wie
in 8 gezeigt, weist der Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85' Quellen für Reinigungschemikalienlösungen auf,
etwa eine DHF-Zufuhrquelle 101 zum Zuführen verdünnter Flusssäure (DHF)
als eine saure Chemikalienlösung,
und eine SC1-Zufuhrquelle 102 zum Zuführen von Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung (SC1)
als eine alkalische Chemikalienlösung.
Der Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85' weist weiterhin
eine DIW-Zufuhrquelle 103 zum Zuführen gereinigten Wassers (DIW)
als eine Spülflüssigkeit
auf. Die DHF-Zufuhrquelle 101, die SC1-Zufuhrquelle 102,
und die DIW-Zufuhrquelle 103 sind an von dort ausgehende
Leitungen 104, 105 und 106 angeschlossen.
Die Leitungen 104, 105 und 106 sind an
die Leitung 84 über
Verteilventile 107, 108 und 109 angeschlossen.
Die Leitung 84 ist an eine Leitung 84a angeschlossen,
die mit einem Flusskanal 83 eines Düsenarms 22a in Verbindung steht,
und an eine Leitung 84b, die mit dem unteren Ende des Düsenlochs 6a in
Verbindung steht. Daher werden Ammoniak/Wasserstoffperoxid-Lösung (SC1),
verdünnte
Flusssäure
(DHF), und gereinigtes Wasser (DIW) selektiv in die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
und die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche durch
Betätigung
der Verteilventile 107, 108 und 109 zugeführt. Die
Leitung 106, die an die DIW-Zufuhrquelle 103 angeschlossen
ist, ist mit einem Flussraten-Verteilventil 110 zur Einstellung
der Flussrate gereinigten Wassers versehen. Die Leitung 84b ist
an ein Verteilventil 111 stromabwärts des Verteilventils 107 angeschlossen.
Das Verteilventil 111 ist an eine Auslassleitung 112 angeschlossen.
Die Auslassleitung 112 wird zum Ablassen von Flüssigkeit
innerhalb des Düsenlochs 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
verwendet (Ablassen infolge des Eigengewichts). Wenn die Auslassrate
von Flüssigkeit,
die durch ihr Eigengewicht abgelassen wird, zu hoch ist, können Flüssigkeitstropfen
im Inneren der Auslassleitung 112 verbleiben. Angesichts
dieses Problems ist die Auslassleitung 112 mit einer festen Öffnung 113 versehen,
durch welche die Auslassrate gesteuert werden kann.
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Die
Leitung 84b ist mit einem Absperrventil 114 stromabwärts des
Verbindungspunktes mit der Leitung 84 versehen. Das Absperrventil 114 wird dazu
verwendet, die Flüssigkeitszufuhr
zur Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche durch
die Leitung 84 abzusperren. Die Leitung 84b ist darüber hinaus
mit einem Verteilventil 115 stromabwärts des Absperrventils 114 versehen.
Das Verteilventil 115 ist an eine Leitung 116 angeschlossen,
die wiederum an eine DIW-Zufuhrquelle 112 für eine kleine
Flussrate angeschlossen ist. Die DIW-Zufuhrquelle 117 für eine kleine
Flussrate wird dazu verwendet, die Leitung 84b mit gereinigtem
Wasser durch die Leitung 116 bei einer Flussrate zu versorgen,
die kleiner ist als jene von gereinigtem Wasser, das von der DIW-Zufuhrquelle 103 durch
die Leitung 106 zugeführt
wird. Im Einzelnen wird, wenn gereinigtes Wasser der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche mit
einer kleinen Flussrate zugeführt wird,
das Absperrventil 114 geschlossen, und das Verteilventil 115 geöffnet, damit
gereinigtes Wasser mit einer kleinen Flussrate von der DIW-Zufuhrquelle 117 durch
die Leitung 116 in die Leitung 84 geliefert wird.
Wenn jedoch das Absperrventil 114 geschlossen ist, ist
die Flussrate gereinigten Wassers, das in die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
zugeführt
wird, wesentlich erhöht.
Daher wird entsprechend der Schließoperation des Absperrventils 114 das
Flussraten-Verteilventil 110 betätigt, um die
Flussrate gereinigten Wassers zu verringern, das in die Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche
zugeführt
wird.
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Zusätzlich zu
diesem Flüssigkeitszufuhrmechanismus 85' ist die Leitung 84b an
eine Trocknungsgas-Zufuhrleitung 119 über ein Verteilventil 118 stromabwärts des
Verteilventils 115 angeschlossen. Wenn das Verteilventil 118 geöffnet ist,
wird ein Trocknungsgas, beispielsweise N2-Gas,
von der Trocknungsgasleitung 119 durch die Leitung 84b in das
Düsenloch 6a zugeführt, so
dass das Trocknungsgas aus der Flüssigkeitszufuhröffnung 24a auf das
Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W strömt.
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Als
nächstes
erfolgt eine Erläuterung
einer zweiten Ausführungsform,
die eine der bevorzugten Ausführungsformen
ist, durchgeführt
unter Einsatz der in 8 dargestellten Anordnung, unter
Bezugnahme auf das in 9 gezeigte Flussdiagramm und die
schematischen Ansichten, die in den 10A bis 10I gezeigt sind. Die zweite Ausführungsform wird
vorzugsweise bei einem Fall eingesetzt, bei welchem die rückwärtige Oberfläche eines
Wafers W hydrophob ist.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
werden die gleichen Operationen wie jene des Schritts 1-1 bis zum
Schritt 1-5 der ersten Ausführungsform durchgeführt, von
einem Schritt der Übertragung
eines Wafers bis zu einem Schritt, bei welchem einmal die Zufuhr
gereinigten Wassers unterbrochen wird (Schritt 2-1 bis
Schritt 2-5 und 10A-
bis 10E).
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Dann
wird, wie im Schritt 1-6 der ersten Ausführungsform,
die Zufuhr der Spülflüssigkeit
oder des gereinigten Wassers erneut in Gang gesetzt (Schritt 2-6 und 10F). Allerdings ist zu diesem Zeitpunkt die Zufuhrrate
gereinigten Wassers so eingestellt, dass sie niedriger ist als jene
bei dessen erster Zufuhr (Schritt 2-4). Dies liegt daran,
dass dann, wenn die Zufuhrrate zu hoch ist, sich kaum ein Flüssigkeitsfilm
auf der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausbildet. Speziell
wird die Zufuhrrate gereinigten Wassers bevorzugt auf 0,1 bis 0,3
L/min eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des Wafers
W vorzugsweise auf 100 bis 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
Wenn gereinigtes Wasser mit einer kleinen Zufuhrrate zugeführt wird,
wird es von der DIW-Zufuhrquelle 117 für eine kleine Flussrate durch
die Leitung 116 zugeführt.
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Dann
wird die Zufuhr gereinigten Wassers unterbrochen (Schritt 2-7 und 10G). Dies liegt daran, dass Flüssigkeit
auf dem Umfangsabschnitt der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 übrig bleibt,
und zu einer unzureichenden Trocknung führt, wenn gereinigtes Wasser
im Inneren des Düsenloches 6a unmittelbar
von einem Zustand aus abgelassen wird, in welchem gereinigtes Wasser
zugeführt
wird. Wenn die Zufuhr von gereinigtem Wasser unterbrochen wird, bevor
es abgelassen wird, werden Wassersäulen dünn, die sich zwischen der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 und
der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers gebildet haben, so dass verhindert wird, dass Flüssigkeit
auf dem Umfangsabschnitt der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 verbleibt.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf
100 bis 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
-
Daraufhin
wird das Ventil 95 geöffnet,
um gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
abzulassen, oder durch Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder dergleichen
(Schritt 2-8 und 10H).
Dieser Schritt wird durchgeführt,
um so weit wie möglich
die Flüssigkeit von
der oberen Oberfläche
der Drehplatte 11 zu entfernen, und um zu verhindern, dass
sich die Flüssigkeit
mit einer anderen Flüssigkeit
in dem Düsenloch 6a mischt,
wie im Schritt 1-7 der ersten Ausführungsform.
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Nachdem
der Spülschritt
durch Ablassen gereinigten Wassers fertig gestellt ist, wird ein
Abschleuder- und Trocknungsvorgang auf dem Wafer W durchgeführt, während die
Zufuhr der Spülflüssigkeit
oder des gereinigten Wassers unterbrochen ist (Schritt 2-9 und 10I). Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des
Wafers W vorzugsweise auf 1000 bis 2000 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Als
nächstes
erfolgt eine Erläuterung
einer dritten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf das in 11 gezeigte
Flussdiagramm und die schematischen Ansichten, die in den 12A bis 12J dargestellt
sind. Die dritte Ausführungsform
wird vorzugsweise bei einem Fall eingesetzt, bei welchem die rückwärtige Oberfläche eines
Wafers W hydrophil ist.
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Bei
der dritten Ausführungsform
werden die gleichen Operationen wie jene des Schritts 2-1 bis zum
Schritt 2-6 der zweiten Ausführungsform durchgeführt, von
einem Schritt der Übertragung
eines Wafers bis zu einem Schritt des erneuten Beginnens der Zufuhr
gereinigten Wassers (Schritt 3-1 bis Schritt 3-6 und 12A bis 12F).
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Dann
wird die Zufuhrrate des gereinigten Wassers erhöht (Schritt 3-7 und 12G). Dies liegt daran, dass gereinigtes Wasser,
das von dem Düsenloch 6a zugeführt wurde,
durch die rückwärtige Oberfläche des
Wafers angezogen wird, und daran gehindert wird, sich aus der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 auszubreiten,
wenn die rückwärtige Oberfläche des
Wafers hydrophil ist. Durch Erhöhung
der Zufuhrrate gereinigten Wassers kann gereinigtes Wasser einfach über der
gesamten Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausgebreitet
werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zufuhrrate ein gereinigtem Wasser
bevorzugt auf 0,5 bis 1,5 L/min eingestellt. Weiterhin ist zu diesem
Zeitpunkt die Drehzahl des Wafers vorzugsweise auf 100 bis 300 Umdrehungen
pro Minute eingestellt.
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Danach
wird das Ventil 95 geöffnet,
um gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
oder die Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder dergleichen abzulassen (Schritt 3-8 und 12H). Dieser Schritt wird durchgeführt, um
so weit wie möglich
die Flüssigkeit
von der oberen Oberfläche
der Drehplatte 11 zu entfernen, und um zu verhindern, dass
sich die Flüssigkeit mit
einer anderen Flüssigkeit
in dem Düsenloch 6a mischt,
wie im Schritt 1-7 der ersten Ausführungsform.
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Danach
wird ein Trocknungsgas, beispielsweise N2-Gas,
von der Trocknungsgas-Zufuhrleitung 119 durch die Leitung 84b in
das Düsenloch 6a zugeführt, und
strömt
aus der Flüssigkeitszufuhröffnung 24a auf
das Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers (Schritt 3-9 und 12I).
Da im Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers keine Zentrifugalkraft einwirkt, ist dort der Atmosphärenaustausch
ineffizient, und neigt das Trocknen dazu, im Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers unzureichend zu sein, wenn die rückwärtige Oberfläche des
Wafers hydrophil ist. Angesichts dieses Problems lässt man
ein Trocknungsgas auf das Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers strömen, um
das Trocknen zu erleichtern. Zu diesem Zeitpunkt ist die Flussrate
des Trocknungsgases vorzugsweise eingestellt auf 1 bis 50 NL/min.
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Dann
wird N2-Gas abgeschaltet, und wird ein Abschleuder-
und Trocknungsvorgang auf dem Wafer W durchgeführt (Schritt 3-10 und 12J). Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des
Wafers W vorzugsweise auf 1000 bis 2000 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Als
nächstes
erfolgt eine Erläuterung
einer vierten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf das in 13 gezeigte
Flussdiagramm und die schematischen Ansichten, die in den 14A bis 14L gezeigt
sind. Die zweite Ausführungsform
und die dritte Ausführungsform,
die voranstehend beschrieben wurden, sind vorzuziehen, wenn klar
ist, ob die rückwärtige Oberfläche eines
Wafers W hydrophob oder hydrophil ist. Allerdings kann es in der
Praxis unklar sein, ob die rückwärtige Oberfläche eines
Wafers W hydrophob oder hydrophil ist. Daher wurde die vierte Ausführungsform
entwickelt, um ein Verfahren zur Durchführung eines ordnungsgemäßen Prozesses
zur Verfügung
zu stellen, unabhängig
davon, ob ein Wafer W hydrophob oder hydrophil ist.
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Bei
der vierten Ausführungsform
werden die gleichen Operationen wie jene von Schritt 3-1 bis Schritt 3-6 der
dritten Ausführungsform
durchgeführt, von
einem Schritt der Übertragung
eines Wafers bis zu einem Schritt des erneuten Beginnens der Zufuhr gereinigten
Wassers (Schritt 4-1 bis Schritt 4-6 und 14A bis 14F).
Dann wird unter Berücksichtigung
eines Falles, bei welchem die rückwärtige Oberfläche des
Wafers W hydrophil ist, die Zufuhrrate von gereinigtem Wasser erhöht (Schritt 4-7 und 14G), wie im Schritt 3-7 der dritten
Ausführungsform.
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Wenn
jedoch die rückwärtige Oberfläche des Wafers
hydrophob ist, verbleibt Flüssigkeit
auf dem Umfangsabschnitt der Flüssigkeitszufuhrplatte 24, und
führt zu
einer unzureichenden Trocknung, wenn die Flüssigkeit im Inneren des Düsenlochs 6a unmittelbar
von einem Zustand aus abgelassen wird, in welchem die Zufuhrrate
an gereinigtem Wasser erhöht
ist. Daher wird die Zufuhrrate an gereinigtem Wasser verringert
(Schritt 4-8 und 14H).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Zufuhrrate an gereinigtem Wasser vorzugsweise
auf 0,1 bis 0,3 L/min eingestellt. Weiterhin ist zu diesem Zeitpunkt
die Waferdrehzahl vorzugsweise auf 100 bis 300 Umdrehungen pro Minute
eingestellt.
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Nachdem
die Zufuhrrate des gereinigten Wassers so verringert wurde, wird
die Zufuhr gereinigten Wassers unterbrochen (Schritt 4-9 und 14I), wie im Schritt 2-7 der zweiten
Ausführungsform.
Dies wird unter Berücksichtigung
eines Falles durchgeführt,
bei welchem die rückwärtige Oberfläche des
Wafers hydrophob ist, da das folgende Problem hervorgerufen wird,
wenn die Zufuhrrate des gereinigten Wassers nur verringert wird.
Im Einzelnen verbleibt, wenn danach gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a abgelassen
wird, Flüssigkeit
auf dem Umfangsabschnitt der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 zurück, und
führt zu
einer unzureichenden Trocknung. Daher wird die Zufuhr des gereinigten
Wassers unterbrochen, bevor es abgelassen wird, so dass verhindert
wird, dass Flüssigkeit
auf dem Umfangsabschnitt der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 übrig bleibt, wie
im Schritt 2-7 der zweiten Ausführungsform. Zu diesem Zeitpunkt
ist die Drehzahl des Wafers W auf 100 bis 300 Umdrehungen pro Minute
eingestellt.
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Danach
wird das Ventil 95 geöffnet,
um gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a durch
das Eigengewicht der Flüssigkeit
oder die Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder dergleichen abzulassen (Schritt 4-10 und 14J). Dieser Schritt wird durchgeführt, um
so weit wie möglich
die Flüssigkeit
von der oberen Oberfläche
der Drehplatte 11 zu entfernen, und um zu verhindern, dass
sich die Flüssigkeit mit
einer anderen Flüssigkeit
in dem Düsenloch 6a mischt,
wie im Schritt 1-7 der ersten Ausführungsform.
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Daraufhin
lässt man
unter Berücksichtigung eines
Falles, bei welchem die rückwärtige Oberfläche des
Wafers hydrophil ist, ein Trocknungsgas, etwa N2-Gas,
von dem Düsenloch 6a auf
das Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers strömen
(Schritt 4-11 und 14K).
Dies wird durchgeführt
wie im Schritt 3-9 der dritten Ausführungsform, da das Zentrum
der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers dazu neigt, unzureichend getrocknet zu werden, wenn die rückwärtige Oberfläche des
Wafers hydrophil ist. Daher lässt
man ein Trocknungsgas auf das Zentrum der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers strömen, um
das Trocknen zu erleichtern. Zu diesem Zeitpunkt ist die Flussrate
des Trocknungsgases vorzugsweise eingestellt auf 1 bis 50 NL/min.
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Dann
wird das N2-Gas abgeschaltet, und wird ein
Abschleuder- und
Trocknungsvorgang auf dem Wafer W durchgeführt (Schritt 4-12 in 14L). Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl des
Wafers W vorzugsweise auf 1000 bis 2000 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Bei
der ersten bis vierten Ausführungsform wird
bei der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 eine
Reinigung durch Verwendung einer Spülflüssigkeit oder gereinigten Wassers
durchgeführt.
Wenn die Flüssigkeitszufuhrplatte 24 stärker durch
Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit
gereinigt werden soll, kann das folgende Reinigungsverfahren gemäß einer
fünften Ausführungsform
eingesetzt werden.
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15 ist
ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf eines Reinigungsverfahrens
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 16A bis 16H sind schematische Ansichten zur Erläuterung
von deren Betrieb. Bei dieser Ausführungsform wird die in 3 gezeigte
Anordnung als Flüssigkeitszufuhrmechanismus eingesetzt.
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Zunächst werden
in den Schritten 5-1 bis 5-3 von 15,
gezeigt in den 16A bis 16C,
die gleichen Operationen durchgeführt wie jene der Schritte 1-1 bis 1-3 der
ersten Ausführungsform,
die in den 7A bis 7C gezeigt
sind. In dem Zustand des Schrittes 5-3, gezeigt in 16C, wird ein Flüssigkeitsfilm aus der Reinigungsflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche eines
Wafers W ausgebildet. Allerdings ist zu Beginn die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche nicht
mit Flüssigkeit
gefüllt,
so dass sich kein Flüssigkeitsfilm
auf der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausbildet,
wenn mit der Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit begonnen wird. Daher
wird die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit
einmal unterbrochen, so dass die Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche mit
der Reinigungsflüssigkeit
gefüllt
wird (Schritt 5-4 und 16D).
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In
diesem Zustand wird erneut mit der Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit
begonnen, wodurch sich ein Flüssigkeitsfilm
auf der oberen Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausbildet.
Daher werden die rückwärtige Oberfläche des
Wafers W und die obere Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 gereinigt
(Schritt 5-5 und 16E).
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Nachdem
die Reinigung unter Verwendung der Reinigungsflüssigkeit fertig gestellt ist,
wird die Prozessflüssigkeit
in einem kontinuierlichen Vorgang von der Reinigungsflüssigkeit
auf gereinigtes Wasser umgeschaltet, das als eine Spülflüssigkeit
eingesetzt wird, um einen Spülprozess
durchzuführen
(Schritt 5-6 und 16F).
Zu diesem Zeitpunkt wird die Spülflüssigkeit
oder das gereinigte Wasser von der Flüssigkeitszufuhrdüse 6 für die rückwärtige Oberfläche zugeführt, so
dass sich ein Flüssigkeitsfilm
aus gereinigtem Wasser auf der rückwärtigen Oberfläche des Wafers
W ausbildet. Weiterhin bildet sich zu diesem Zeitpunkt auch ein
Flüssigkeitsfilm
aus gereinigtem Wasser auf der oberen Oberfläche der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 aus,
so dass mit der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ein
Spülprozess
durchgeführt
wird.
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Nachdem
der Spülprozess
fertig gestellt ist, wird das Ventil 95 geöffnet, um
gereinigtes Wasser in dem Düsenloch 6a abzulassen,
durch das Eigengewicht der Flüssigkeit
oder die Saugwirkung einer Saugvorrichtung oder dergleichen (Schritt 5-7 und 16G). Dieser Schritt wird auf die gleiche Art
und Weise durchgeführt
wie im Schritt 1-7 der ersten Ausführungsform, der in 7G gezeigt
ist.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
verbleiben, wenn zumindest die obere Oberfläche der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 aus
einem hydrophoben Material besteht, keine Wassertropfen darauf,
wenn der in 16G gezeigte Spülprozess
fertig gestellt ist, da gereinigtes Wasser auf der oberen Oberfläche der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 zusammen
mit gereinigtem Wasser auf dem Wafer W abgeschleudert wurde. Daher
wird verhindert, dass der Wafer W durch übrig bleibende Wassertropfen
verunreinigt wird, die auf ihm abgelagert wurden.
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Nach
dem Spülschritt
wird, wie in 16H gezeigt, ein Abschleuder-
und Trocknungsvorgang bei dem Wafer W durchgeführt, während die Zufuhr der Spülflüssigkeit
oder des gereinigten Wassers unterbrochen ist (Schritt 5-8).
Dieser Schritt wird auf dieselbe Weise wie im Schritt 1-8 durchgeführt, der
in 7H gezeigt ist.
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Wie
voranstehend geschildert werden, wenn ein Reinigungsprozess unter
Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit
und Spülprozess
unter Verwendung gereinigten Wassers auf der rückwärtigen Oberfläche des
Wafers W durchgeführt
werden, auch ein Reinigungsprozess und ein Spülprozess auf der vorderen Oberfläche des
Wafers W durchgeführt, während eine
Reinigungsflüssigkeit
und eine Spülflüssigkeit
oder gereinigtes Wasser jeweils von der Flüssigkeitszufuhrdüse 5 für die vordere
Oberfläche zugeführt werden.
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Wie
voranstehend geschildert wird die Zufuhr einer Reinigungsflüssigkeit
oder einer Spülflüssigkeit
oder gereinigten Wassers einmal unterbrochen und dann wieder in
Gang gesetzt, wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Prozessflüssigkeit
auf der oberen Oberfläche
der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 ausgebildet
wird, so dass die Oberfläche
gereinigt wird. Daher wird wirksam verhindert, dass ein Wafer W
verunreinigt wird, wenn ein Wafer W in Kontakt mit der Flüssigkeitszufuhrplatte 24 gelangt.
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Bei
der Reinigungseinrichtung 100 mit dem voranstehend geschilderten
Aufbau ist der Becher, der einen Wafer W umgibt, der Drehbecher 4,
der zusammen mit dem Wafer W gedreht wird. Während eines Reinigungsverfahrens,
das in dieser Einrichtung durchgeführt wird, wirkt daher eine
Zentrifugalkraft auf die Prozessflüssigkeit ein, wenn eine Prozessflüssigkeit
von dem Wafer W abgeschleudert wird, und gegen den Drehbecher 4 auftrifft.
In diesem Fall wird verhindert, dass die Prozessflüssigkeit
verstreut wird (in Nebel umgewandelt wird), anders als in einem
Fall, in welchem für
denselben Zweck ein ortsfester Becher vorgesehen wird. Dann wird
die Prozessflüssigkeit
nach unten durch den Drehbecher 4 geführt, und wird durch den Zwischenraum 33 in
den Hauptbecherabschnitt 56a des Abflussbechers 51 abgelassen.
Da die Drehplatte 11 Löcher
zum Einführen
der Halteabschnitte 14a an Orten aufweist, wo die Halte-Zusatzgeräte 14 angebracht
sind, fällt
die Prozessflüssigkeit
durch die Löcher
in den Hilfsbecherabschnitt 56b des Abflussbechers 51.
Die so von dem Abflussbecher 51 aufgenommene Prozessflüssigkeit
wird von der Abflussöffnung 60 durch
das Abflussrohr 61 abgelassen, während sie in dem Abflussbecher 51 umgewälzt wird.
Weiterhin werden Gasbestandteile von innerhalb des Drehbechers 4 und
um diesen herum in dem Auslassbecher 52 durch die ringförmige Einlassöffnung 68 gesammelt,
die zwischen der oberen Wand 67 und dem Überhangabschnitt 31 des
Drehbechers 4 vorhanden ist, und werden von den Auslassöffnungen 70 durch
das Auslassrohr 71 abgelassen.
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Infolge
des Vorhandenseins des Drehbechers 4 kann der Abflussbecher 51 kleiner
sein, solange er geeignet zum Ablassen ist. Weiterhin sind der Abflussbecher 51 und
der Auslassbecher 52 voneinander unabhängig, so dass Abgas und Ableitungsflüssigkeit
getrennt gesammelt und getrennt durch die Abflussöffnung 60 und
die Auslassöffnungen 70 abgelassen
werden. Daher ist es nicht erforderlich, einen speziellen Mechanismus
zum Trennen von Ableitungsflüssigkeit
und Abgas vorzusehen. Da der Abflussbecher 51 innerhalb
des Auslassbechers 52 aufgenommen ist, kann darüber hinaus
die Anordnung zum Sammeln von Abgas und Ableitungsflüssigkeit
so ausgebildet sein, dass sie einen kleineren Raum einnimmt, so
dass die Einrichtung kompakt mit einer kleinen Bodenaufstandsfläche sein
kann. Da der Abflussbecher 51 innerhalb des Auslassbechers 52 aufgenommen
ist, wird darüber
hinaus ermöglicht, Nebel
einer Prozessflüssigkeit
festzuhalten, der aus dem Abflussbecher 51 herausgelangt
ist, wodurch verhindert wird, dass der Nebel einen negativen Einfluss
ausübt,
während
er aus der Einrichtung verstreut wird.
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Bei
den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird eine Reinigungsflüssigkeit
oder Spülflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhrdüse für die rückwärtige Oberfläche zugeführt, so
dass ein Flüssigkeitsfilm
aus der Reinigungsflüssigkeit
oder Spülflüssigkeit
auf der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats ausgebildet wird. Dann wird die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit
oder Spülflüssigkeit
unterbrochen, und dann wieder in Gang gesetzt, wodurch ein Flüssigkeitsfilm
aus der Reinigungsflüssigkeit
oder der Spülflüssigkeit
auch auf einem Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung herum
ausgebildet wird. Wenn die Reinigung auf der rückwärtigen Oberfläche des Substrats
durchgeführt
wird, wird daher die Reinigung auch auf dem Abschnitt um die Flüssigkeitszufuhröffnung herum
durchgeführt,
so dass verhindert wird, dass das darauf gehalterte Substrat verunreinigt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen
Ausführungsformen
beschränkt,
und kann auf verschiedene Arten und Weisen abgeändert werden. So diente bei
den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen eine Reinigungseinrichtung
zum Reinigen der vorderen und rückwärtigen Oberfläche eines
Wafers als Beispiel. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auch
bei einer Reinigungseinrichtung zum Reinigen nur der rückwärtigen Oberfläche eines
Wafers eingesetzt werden. Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen
diente als Beispiel für
das Target-Substrat ein Halbleiterwafer, jedoch kann die vorliegende
Erfindung auch bei einem anderen Substrat eingesetzt werden, beispielsweise
einem Substrat für Flachbildschirm-Anzeigevorrichtungen
(FPD), wobei stellvertretend hierfür ein Glassubstrat für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
(LCD) genannt wird.
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Fachleuten
auf diesem Gebiet werden leicht zusätzliche Vorteile und Abänderungen
auffallen. Daher ist die Erfindung in ihren weiteren Aspekten nicht auf
die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen
beschränkt,
die hier gezeigt und beschrieben wurden. Daher lassen sich verschiedene
Abänderungen
vornehmen, ohne vom Wesen oder Umfang des allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepts
abzuweichen.