DE60036407T2 - Hohlspindel und schleuder-, spül- und trockenvorrichtung mit einer derartigen spindel - Google Patents

Hohlspindel und schleuder-, spül- und trockenvorrichtung mit einer derartigen spindel Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Herstellung von Halbleitern und insbesondere eine Hohlspindel und eine Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung, die diese Hohlspindel umfasst.
  • Da sich die Halbleiterindustrie in Richtung auf größere, z.B. 300 mm große, Wafer und auf kleinere Elemente mit einer Größe von z.B. 0,18 μm und noch kleiner bewegt, wird es zunehmend wichtiger, die Waferverschmutzung auf der Rückseite, d.h. der Unterseite, der Wafer während der Waferbearbeitungsvorgänge zu kontrollieren. Bei einem konventionellen Waferbearbeitungsvorgang wird der Wafer in einer Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung (SRD) einem Schleuder/Spülvorgang unterzogen. Während dieses Schleuder/Spülvorgangs wird deionisiertes (DI) Wasser auf die Oberseite und die Rückseite des Wafers gesprüht, während der Wafer mit hoher Geschwindigkeit geschleudert wird. Ein Problem bei diesem Schleuder/Spülvorgang besteht darin, dass es durch die über den Wafer wirbelnde Luft oft zu einer erneuten Verschmutzung durch Partikel auf der Rückseite des Wafers kommt.
  • Die 1 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm 10, das die um einen Wafer herum herrschende Luftströmung bei einem konventionellen Becher, der Teil einer SRD-Vorrichtung ist, zeigt. Wie dort gezeigt ist, ist ein Wafer 12 in einem Becher 14 platziert. Aus Gründen der Vereinfachung sind die Spindel, die den Wafer dreht, und die Spindelfinger, die den Wafer auf der Spindel halten, in der 1 weggelassen worden. Wenn sich der Wafer 12 in dem Becher 14 dreht, überträgt die Drehbewegung des Wafers Energie auf die zu der Oberseite des Wafers strömende Luft. Diese übertragene Energie führt dazu, dass die Luftströmung auf der Oberseite des Wafers 12 turbulent wird und zirkulierende Luft, d.h. Wirbel, erzeugt, wie durch die Pfeile in 1 angedeutet ist. Die Menge der Energie, die auf die zu der Oberseite des Wafers 12 strömende Luft übertragen wird, ist abhängig von dem Durchmesser und der Drehgeschwindigkeit des Wafers. Allgemein gesagt, je größer die auf die Luft übertragene Energiemenge ist, desto höher erstrecken sich die Wirbel über der Oberseite und desto weiter erstrecken sich die Wirbel unter der Rückseite des Wafers 12. Das Vorhandensein von Wirbeln unterhalb des Wafers 12 ist unerwünscht, da von dem Wafer entfernte Partikel oder DI-Wassertröpfchen in den Wirbeln zirkulieren können und sich auf der Rückseite des Wafers erneut ablagern können, was zu einer Wiederverschmutzung führt.
  • Angesichts der obigen Ausführungen besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung zum Regeln des Luftstroms auf der Rückseite eines Wafers während einer Schleuderbehandlung, um die durch die in den Wirbeln unter dem Wafer zirkulierenden Partikel und DI-Wassertröpfchen verursachte erneute Verschmutzung zu minimieren.
  • Eine Spindel und ein SRD-Modul gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 11 werden in der US-A-5 964 954 offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Spindel gemäß Anspruch 1 zur Verfügung. Die Spindel hat einen hohlen Kern, durch den Fluide der Rückseite eines Halbleiterwafers zugeführt werden können. In Kombination mit einer Aufspannplatte für den Wafer ermöglicht die Hohlspindel eine Steuerung des Luftstroms auf der Rückseite des Wafers. Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung gemäß Anspruch 11, die diese Hohlspindel umfasst, zur Verfügung.
  • Bei einer Ausführungsform weist die hohle Spindelwelle ein Paar Hochgeschwindigkeitslager und ein hierauf montiertes Gehäuse auf. Bei dieser Ausführungsform umschließt das Gehäuse das Paar Hochgeschwindigkeitslager. Bei einer Ausführungsform ist die Größe jedes der Hochgeschwindigkeitslager gleich.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Wafer-Aufspannplatte auf eine Drehspannvorrichtung montiert. Bei einer Ausführungsform ist die Wafer-Aufspannplatte mit mindestens drei unter Federspannung stehenden Kolben auf der Drehspannvorrichtung montiert. Bei einer Ausführungsform hat die Wafer-Aufspannplatte eine Form, die im Wesentlichen der Form des Wafers entspricht.
  • Die SRD-Vorrichtung umfasst einen Becher und eine Hohlspindel zum Drehen eines sich in den Becher erstreckenden Halbleiterwafers. Die Hohlspindel weist einen in ihr ausgebildeten Kanal auf, um Fluid zu der Rückseite eines Wafers zu befördern und eine an ihrem oberen Ende angeordnete Wafer-Aufspannplatte. Bei einer Ausführungsform ist die Wafer-Aufspannplatte so konfiguriert, dass verhindert wird, dass Partikel in Kontakt mit der Rückseite des Wafers kommen.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die SRD-Vorrichtung ein in dem Kanal angeordnetes inneres Luftzuleitungsrohr und eine Luftquelle, die strömungstechnisch mit dem inneren Luftzuleitungsrohr verbunden ist. Bei einer Ausführungsform ist die Luftquelle eine höchst staubdichte luftdurchlässige (ULPA-)Filtereinheit. Bei einer Ausfüh rungsform liegt der Abstand, in dem die Wafer-Aufspannplatte unter dem Wafer angeordnet ist, in einem Bereich von ungefähr 80 tausendstel Zoll (1 Zoll = 2,54 cm) bis ungefähr 275 tausendstel Zoll.
  • Die Hohlspindel der vorliegenden Erfindung gestattet es, dass Fluide, z.B. Luft und Chemikalien, durch die Spindel direkt zu der Rückseite eines Halbleiterwafers, der für einen Schleudervorgang direkt über der Spindel angeordnet ist, befördert werden können. Dies ist natürlich vorteilhaft, da hierdurch die Zerstäubungsprobleme vermieden werden können, die auftreten, wenn Chemikalien auf die Rückseite des Wafers durch die sich drehenden Bestandteile der Spindel gesprüht werden. Die Hohlspindel hat weitere Vorteile, da die Wafer-Aufspannplatte gestattet, den Luftstrom auf der Rückseite des Wafers zu steuern, so dass verschmutzte Luft nicht in das von dem Wafer und der Wafer-Aufspannplatte begrenzte Volumen zurückgeführt wird. Darüber hinaus reduziert die Wafer-Aufspannplatte in vorteilhafter Weise die Wiederverschmutzung durch Partikel, indem sie verhindert, dass Partikel in Kontakt mit der Rückseite des Wafers kommen.
  • Es ist selbstverständlich, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und folgende genauere Beschreibung lediglich beispielhaft und erläuternd sind und keine Einschränkung für die beanspruchte Erfindung darstellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingegliedert sind und einen Teil davon bilden, verdeutlichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
  • 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung, die die Luftströmung um einen Wafer in einem konventionellen Becher zeigt.
  • 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung (SRD-Vorrichtung) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine vereinfachte Schnittansicht einer Hohlspindel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine vereinfachte schematische Darstellung, die die Art und Weise gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, in der eine Wafer-Aufspannplatte auf einer Drehspannvorrichtung montiert wird.
  • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Mehrere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1 wurde oben im Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" erörtert.
  • Die 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung (SRD-Vorrichtung) 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dort gezeigt ist, umfasst die SRD-Vorrichtung 100 einen Becher 102, eine Hohlspindel 104, eine Wafer-Aufspannplatte 108, einen Motor 110, einen Antriebsmechanismus 110a und eine höchst staubdichte luftdurchlässige (ULPA-)Filtereinheit 112 (Feinstaub-Filtereinheit). Die Hohlspindel 104 weist eine hohle Zentralwelle 106 auf. Der Halbleiterwafer 114 kann durch jeden geeigneten Tragmechanismus, z.B. durch Spindelfinger, die sich von einem mit der Hohlspindel verbundenen Spindelarm nach oben erstrecken, über der Hohlspindel 104 und der Wafer-Aufspannplatte 108 gehalten werden. Die Spindelfinger und der Spindelarm, die einem Fachmann hinreichend bekannt sind, wurden aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung in der 2 weggelassen.
  • Die Wafer-Aufspannplatte 108, die eine in ihr ausgebildete Mittelöffnung hat, ist an dem oberen Ende der hohlen Zentralwelle 106 durch geeignete mechanische Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben, montiert. Ein Kanal 106a erstreckt sich durch den mittleren Teil der hohlen Zentralwelle 106. In dem Kanal 106a ist ein inneres Luftzuleitungsrohr 116 angeordnet. Das innere Luftzuleitungsrohr 116 kann durch ein Lager (nicht dargestellt) am oberen Ende der hohlen Zentralwelle 106 und eine Schelle (nicht dargestellt) am unteren Ende dieser Welle in dem Kanal 106a befestigt sein. Ein durch einen Motor 110 angetriebener Antriebsmechanismus 110a ist mit dem unteren Ende der Hohlspindel 104 verbunden, um die Spindel zu drehen. Bei einer Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus 110a ein Riemen, z.B. ein Zahnriemen. Ein Luftzuleitungsrohr 118 verbindet die höchst staubdichte luftdurchlässige (ULPA-)Filtereinheit 112 strömungstechnisch mit dem inneren Luftzuleitungsrohr 116.
  • Die Wafer-Aufspannplatte 108 und der Wafer 114 begrenzen ein zwischen ihnen gebildetes Volumen 120. Während des Schleudervorgangs drehen sich die Hohlspindel 104, die Wafer-Aufspannplatte 108 und der Wafer 114 im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit, da sie miteinander verbunden sind. Wenn sich die Hohlspindel 104, die Wafer-Aufspannplatte 108 und der Wafer 114 drehen, strömt saubere Luft von der ULPA-Filtereinheit 112 durch das innere Luftzuleitungsrohr 116 nach oben. Bei einer Ausführungsform ist das innere Luftzuleitungsrohr 116 innerhalb des Kanals 106a angeordnet, so dass die Luft dem Volumen 120 in der Nähe des mittleren Teils der Rückseite des Wafers 114 zugeführt wird. Die aus dem inneren Luftzuleitungsrohr 116 in das Volumen 120 einströmende saubere Luft fließt von dem mittleren Bereich der Rückseite des Wafers 114 nach außen und verlässt das Volumen 120 an den Außenrändern des Wafers 114 und der Wafer-Aufspannplatte 108. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich des Luftstroms auf der Rückseite des Wafers 114 werden in der US-Patentveröffentlichung 2002112371 mit dem Titel "Method for controlling Airflow an a Backside of a Semiconductor Wafers during Spin Processing" beschrieben.
  • Der Abstand X, in dem die Wafer-Aufspannplatte 108 unter dem Wafer 114 angeordnet wird, und die Luftströmung aus dem inneren Luftzuleitungsrohr 116 in das Volumen 120 können gesteuert werden, so dass keine verschmutzte Luft in das Volumen 120 zurückgeführt werden kann. Im Allgemeinen ist der Abstand X eine Funktion des Drucks, mit dem Luft dem Volumen 120 zugeführt wird, der Geschwindigkeit des nach unten auf die obere Seite des Wafers 120 gerichteten Luftstroms und der Spindelgeschwindigkeit. Beispielsweise kann ΔP der dem Volumen 120 zugeführten Luft von 0 bis 10 Zoll Wassersäule (0 bis 2490 Pa) als Funktion des nach unten auf die obere Seite des Wafers 120 gerichteten Luftstroms variiert werden. Bei einer Ausführungsform liegt der Abstand X, in dem die Wafer-Aufspannplatte 108 unter dem Wafer 114 angeordnet wird, in einem Bereich von ungefähr 80 tausendstel Zoll (0,2 cm) bis ungefähr 275 tausendstel Zoll (0,7 cm).
  • Zusätzlich zu dem Zweck, als eine der Begrenzungen zu dienen, die das Volumen 120 umschließen, hat die Wafer-Aufspannplatte 108 auch die Funktion zu verhindern, dass Partikel in Kontakt mit der Rückseite des Wafers 114 kommen. Beispielsweise blockiert die Wafer-Aufspannplatte 108 Partikel, die in den sich bis unter den Wafer 114 erstreckenden Wirbeln zirkulieren. Bei einer Ausführungsform hat die Wafer-Aufspannplatte 108 eine Form, die im Wesentlichen der Form des Wafers 114 entspricht, so dass die gesamte Rückseite des Wafers gegenüber den zirkulierenden Par tikeln abgeschirmt wird. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass sich die Form der Wafer-Aufspannplatte 108 leicht von der des Wafers 108 unterscheiden kann, während weiterhin eine effektive Abschirmung erzielt wird. Beispielsweise muss die Wafer-Aufspannplatte 108 nicht die flachen Ränder aufweisen, die typischerweise in einen Wafer eingeschliffen sind, um die Kristallorientierung und den Dotierungstyp anzugeben.
  • Die 3 ist eine vereinfachte Schnittansicht einer Hohlspindel 104' gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie hier gezeigt ist, umfasst die Hohlspindel 104' eine hohle Betätigungswelle 122 und eine hohle Spindelwelle 124, die konzentrisch um die hohle Betätigungswelle 122 herum angeordnet ist. Die hohle Betätigungswelle 122 ist mit einer Muffe 123 in der hohlen Spindelwelle 124 montiert. Bei einer Ausführungsform ist die Muffe 123 eine Polymermuffe mit hoher Toleranz. Die Innenfläche der hohlen Betätigungswelle 122 bildet einen Kanal 106a', der sich durch die Hohlspindel 104' erstreckt. Bei einer Ausführungsform hat der Kanal 106a' einen Durchmesser von ungefähr 1,5 Zoll (3,81 cm). Auf der hohlen Spindelwelle 124 sind Hochgeschwindigkeitslager 126a und 126b montiert. Bei einer Ausführungsform sind die Hochgeschwindigkeitslager 126a und 126b Rillenlager gleicher Größe mit großem Durchmesser, die so konfiguriert sind, dass sie bei der Lagerhöchstgeschwindigkeit, z.B. mit ungefähr 5.000 U/min, drehen. Die Hochgeschwindigkeitslager 126a und 126b sind durch eine starke Lagervorspannung 128 zu einem relativ hohen Grad, z.B. ungefähr 200 Pfund (ungefähr 91 kg), vorbelastet, um die Lebensdauer der Lager bei ultrahohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu verlängern. Ein Gehäuse 130 ist auf der hohlen Spindelwelle 124 montiert und umschließt die Hochgeschwindigkeitslager 126a und 126b und die starke Lagervorspannung 128.
  • Passstifte 132, die in der hohlen Spindelwelle 124 verankert sind, verhindern, dass sich die hohle Betätigungswelle 122 separat von der hohlen Spindelwelle 124 dreht. Die Passstifte 132 gestatten der hohlen Betätigungswelle 122 sich vertikal, d.h. auf und ab, zu bewegen, wie später in näheren Einzelheiten erläutert werden wird. Am unteren Ende der hohlen Betätigungswelle 122 ist ein Betätigungswellenlager 134 vorgesehen, das durch eine geeignete Anordnung eingeschränkt ist. Das Betätigungswellenlager 134 gestattet der hohlen Betätigungswelle 122 sich vertikal zu bewegen, während sich die Welle dreht.
  • Eine Befestigungsplatte 136 ist am oberen Ende der hohlen Spindelwelle 124 angeordnet. Eine Drehspannvorrichtung 138 zum Halten des Wafers 114 ist auf der Befestigungsplatte 136 montiert. Die Drehspannvorrichtung 138 umfasst Drehspannvorrichtungsfinger (in 3 nicht dargestellt), die sich von ihr aus nach oben erstrecken und den Wafer 114 ergreifen, wie einem Fachmann gut bekannt ist. Eine Turcite®-Mutter 140, die eine lineare Bewegung in eine Drehbewegung umsetzt, ist in der Drehspannvorrichtung 138 angeordnet. Wenn ein hohler Luftzylinder (nicht dargestellt) die hohle Betätigungswelle 122 nach oben oder unten bewegt, betätigt die hohle Betätigungswelle die Turcite®-Mutter 140, die ihrerseits die Drehspannvorrichtung 138 betätigt, um den Wafer 114 zu greifen. Insbesondere, wenn die hohle Betätigungswelle 122 nach oben und unten bewegt wird, setzt die Turcite®-Mutter 140 diese lineare Bewegung in eine Drehbewegung um und betätigt die Drehspannvorrichtung 138 so dass die Drehspannvorrichtungsfinger den Wafer 114 entweder greifen oder loslassen.
  • Es wird weiterer Bezug auf die 3 genommen; die Wafer-Aufspannplatte 108 ist am oberen Ende der hohlen Betätigungswelle 122 angeordnet. Die Wafer-Aufspannplatte 108 kann in jeder geeigneten Weise drehbar gelagert sein. Bei einer Ausführungsform ist die Wafer-Aufspannplatte 108 auf der Drehspannvorrichtung 138 angeordnet, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 näher erläutert werden wird. Eine Anschlaghülse 142, die eine in ihr ausgebildete Labyrinthdichtung aufweist, ist am oberen Ende der hohlen Betätigungswelle 122 angeordnet. Die Anschlaghülse 142 zentriert die Wafer-Aufspannplatte 108 auf der Hohlspindel 104' für eine ausgewuchtete Drehung. Zusätzlich verhindert die in der Anschlaghülse 142 ausgebildete Labyrinthdichtung, dass durch eine Mittelöffnung 108a der Wafer-Aufspannplatte 108 in den Kanal 106a' strömende Flüssigkeit in den den Mechanismus umfassenden Bereich der Drehspannvorrichtung 138 eindringen kann.
  • Die Hohlspindel 104' wird durch eine Steuerriemenscheibe 144 gedreht, die mit einem Zahnriemen (in 3 nicht dargestellt) oder einem anderen geeigneten Antriebsmechanismus verbunden sein kann. Die sich drehenden Bestandteile der Hohlspindel 104' umfassen die hohle Spindelwelle 124, die hohle Betätigungswelle 122, die Befestigungsplatte 136, die Drehspannvorrichtung 138 und die Anschlaghülse 142. Zusätzlich drehen sich die Wafer-Aufspannplatte 108 und der Wafer 114, die beide auf der Hohlspindel 104' montiert sind, im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Hohlspindel. Während der Drehung kann die Luftströmung auf der Rückseite des Wafers 114 gesteuert werden, indem dem Volumen 120 durch den Kanal 106a' Luft zugeführt wird. Wenn gewünscht, kann die Luft dem Volumen 120 über ein in dem Kanal 106a' angeordnetes inneres Luftzuleitungsrohr zugeführt werden, wie oben unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben ist.
  • Zusätzlich zu Luft können andere Fluide, z.B. Chemikalien zum Spülen des Wafers 114, ebenfalls durch den Kanal 106a' der Mitte der Rückseite des Wafers 114 zugeführt werden. Wenn gewünscht, können Düsen am oberen Ende des Kanals 106a' vorgesehen sein, um die Chemikalien der Rückseite des Wafers 114 zuzuführen. Für einen Fachmann ist es naheliegend, dass mehrere Chemikalien durch den Kanal 106a' der Rückseite des Wafers 114 während eines einzigen Bearbeitungszyklus zugeführt werden können. Die Zuführung von Chemikalien durch den Kanal 106a' zu der Rückseite des Wafers 114 vermeidet die Probleme bezüglich der Zerstäubung, die auftreten, wenn die Chemikalien durch die sich drehenden Spindelbestandteile auf die Rückseite des Wafers aufgesprüht werden.
  • Die 4 ist eine vereinfachte schematische Darstellung, die die Art und Weise gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, in der eine Wafer-Aufspannplatte auf einer Drehspannvorrichtung montiert wird. Wie hier gezeigt ist, unterstützen unter Federspannung stehende Kolbenanordnungen 146 die Wafer-Aufspannplatte 108' über der Drehspannvorrichtung 138 und erzeugen die Drehkraft. Die oberen und unteren Enden der unter Federspannung stehenden Kolbenanordnungen 146 sind mit der Wafer-Aufspannplatte 108 bzw. der Drehspannvorrichtung 138 verbunden. Bei einer Ausführungsform unterstützen drei unter Federspannung stehende Kolbenanordnungen 146, die in Abständen von ungefähr 120 Grad beabstandet sind, die Wafer-Aufspannplatte 108'. Für einen Fachmann ist es naheliegend, dass die Anzahl der unter Federspannung stehenden Kolbenanordnungen 146 verändert werden kann, um den Anforderungen von speziellen Anwendungen zu entsprechen.
  • Wie in der 4 gezeigt ist, ist eine Wafer-Aufspannplatte 108' einstückig mit dem sich in das obere Ende der hohlen Betätigungswelle 122 erstreckenden Anschlaghülsenabschnitt 142' ausgebildet. Der Anschlaghülsenabschnitt 142' hat an seinem unteren Ende eine Lippe 142''. Eine Betätigungsstange 148 ist mit einem Luftzylinder 150 verbunden, der unter der Hohlspindel angeordnet ist und sich nicht dreht. Wenn der Luftzylinder 150 betätigt wird, greift die Betätigungsstange 148 in die Lippe 142'' ein und zieht die Wafer-Aufspannplatte 108' von der in der 4 gezeigten normalen "oberen" Stellung in eine "untere" Stellung, die es gestattet, dass ein Greifer den Wafer von der Drehspannvorrichtung entfernt. Der Hub der Betätigungsstange 148 geht über die Lippe 142" hinaus, wenn sich die Wafer-Aufspannplatte 108' in der "obe ren" Stellung befindet, so dass es keinen Kontakt zwischen der Stange und der Lippe während der Drehung der Hohlspindel gibt.
  • Die Wafer-Aufspannplatte 108 kann aus jedem geeigneten inerten nichtmetallischen Material hergestellt werden. Beispiele für das Material umfassen Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyethylenterephthalat (PET). Bei einer Ausführungsform ist die Wafer-Aufspannplatte 108 aus TECHTRON PPS hergestellt, das von DSM Engineering Plastic Products aus Reading, Pennsylvania, kommerziell vertrieben wird. Beispielsweise können die Bestandteile der Hohlspindel 104, zum Beispiel die hohle Betätigungswelle 122, die hohle Spindelwelle 124 und das Gehäuse 130 aus rostfreiem Stahl, z.B. rostfreiem Stahl mit der AISI-Bezeichnung 303 oder Hastelloy, hergestellt werden.
  • Die Hohlspindel der vorliegenden Erfindung gestattet es, dass Fluide, z.B. Luft und Chemikalien, durch die Spindel direkt der Rückseite eines für einen Schleudervorgang über der Spindel angeordneten Halbleiterwafers zugeführt werden. Dies ist in allen Aspekten vorteilhaft, da die Zerstäubungsprobleme, die auftreten, wenn Chemikalien auf die Rückseite des Wafers durch die sich drehenden Spindelbestandteile aufgesprüht werden, vermieden werden. Die Hohlspindel hat weitere Vorteile, da sie es gestattet, den Luftstrom auf der Rückseite des Wafers zu steuern, so dass verschmutzte Luft nicht in das von dem Wafer und der Wafer-Aufspannplatte abgegrenzte Volumen zurückgeführt wird. Darüber hinaus reduziert die Wafer-Aufspannplatte in vorteilhafter Weise die Verschmutzung durch Partikel, indem sie verhindert, dass Partikel in Kontakt mit der Rückseite des Wafers kommen.
  • Zusammenfassend gesagt, stellt vorliegende Erfindung eine Hohlspindel und eine Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung, die diese Hohlspindel umfasst, bereit. Der Erfindung wurde hier anhand von einigen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Andere Ausführungsformen der Erfindung werden einem Fachmann beim Studium der Beschreibung und bei der praktischen Anwendung der Erfindung deutlich. Die oben beschriebenen Ausführungsformen und bevorzugten Merkmale sollten als beispielhaft angesehen werden, wobei die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims (15)

  1. Spindel (104') umfassend: eine hohle Betätigungswelle (122) mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei die hohle Betätigungswelle einen Kanal (106') zum Hindurchleiten eines Fluids bildet; eine hohle Spindelwelle (124), die konzentrisch um die hohle Betätigungswelle herum angeordnet ist, wobei die hohle Spindelwelle ein oberes und ein unteres Ende aufweist; eine Befestigungsplatte (136), die am oberen Ende der hohlen Spindelwelle angeordnet ist; eine Drehspannvorrichtung (138), die auf der Befestigungsplatte montiert ist, und eine Wafer-Aufspannplatte (108), die am oberen Ende der hohlen Spindelwelle angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (122) für eine vertikale Bewegung ausgebildet ist, um die Drehspannvorrichtung (138) zu betätigen, so dass ein Halbleiterwafer gehalten und in Drehung versetzt wird.
  2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Spindelwelle (124) ein Paar Hochgeschwindigkeitslager (126a, 126b) und ein hierauf montiertes Gehäuse (130) aufweist, wobei das Gehäuse das Paar Hochgeschwindigkeitslager umschließt.
  3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe jedes Hochgeschwindigkeitslagers (126a, 126b) gleich ist.
  4. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) auf der Drehspannvorrichtung (138) montiert ist.
  5. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) mit mindestens drei unter Federspannung stehende Kolben (146) auf der Drehspannvorrichtung (138) montiert ist.
  6. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) eine Form hat, die im Wesentlichen der Form eines Halbleiterwafers entspricht.
  7. Spindel nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein Paar Hochgeschwindigkeitslager (126a, 126b), die auf der hohlen Spindelwelle (124) montiert sind; ein Gehäuse (130), das auf der hohlen Spindelwelle montiert ist, wobei das Gehäuse das Paar Hochgeschwindigkeitslager umschließt; und wobei die Drehspannvorrichtung (138) durch die Betätigungswelle betätigt wird, und die Wafer-Aufspannplatte (108) auf der Drehspannvorrichtung montiert ist.
  8. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe jedes Hochgeschwindigkeitslagers (126a, 126b) gleich ist.
  9. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) mit mindestens drei unter Federspannung stehende Kolben (146) auf der Drehspannvorrichtung (138) montiert ist.
  10. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) eine Form hat, die im Wesentlichen der Form des Halbleiterwafers entspricht.
  11. Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung (100), umfassend: einen Becher (102) und eine Hohlspindel (104') zum Drehen eines sich in den Becher erstreckenden Halbleiterwafers, wobei die Hohlspindel umfasst: eine hohle Betätigungswelle (122) mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei die hohle Betätigungswelle einen Kanal zum Hindurchleiten eines Fluids bildet; eine hohle Spindelwelle (124), die konzentrisch um die hohle Betätigungswelle herum angeordnet ist, wobei die hohle Spindelwelle ein oberes und ein unteres Ende aufweist; eine Befestigungsplatte (136), die am oberen Ende der hohlen Spindelwelle angeordnet ist; eine Drehspannvorrichtung (138), die auf der Befestigungsplatte montiert ist, und eine Wafer-Aufspannplatte (108), die am oberen Ende der hohlen Spindelwelle angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (122) für eine vertikale Bewegung ausgebildet ist, um die Drehspannvorrichtung (138) zu betätigen, so dass ein Halbleiterwafer gehalten und in Drehung versetzt wird.
  12. Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung nach Anspruch 11, weiter umfassend: ein in dem Kanal angeordnetes inneres Luftzuleitungsrohr (118), und eine Luftquelle (112), die strömungstechnisch mit dem inneren Luftzuleitungsrohr verbunden ist.
  13. Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftquelle (112) eine ULPA-Filtereinheit ist.
  14. Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) unter dem Halbleiterwafer in einem Bereich von ungefähr 0,2 cm (80 Tausendstel Zoll) bis ungefähr 0,7 cm (275 Tausendstel Zoll) angeordnet werden kann.
  15. Schleuder-, Spül- und Trockenvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer-Aufspannplatte (108) eine Form hat, die im Wesentlichen der Form des Halbleiterwafers entspricht.
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