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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationsbehandlungsvorrichtung
und ein Rotationsbehandlungsverfahren, das ein zu behandelndes Objekt
waschbehandelt, während
es rotiert wird, und das das Objekt trocknet.
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Technischer
Hintergrund
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Bei
einer Flüssigkristall-Herstellvorrichtung und
einer Halbleiter-Herstellvorrichtung wird beispielsweise ein Schritt
benötigt,
um ein zu behandelndes Objekt, wie beispielsweise ein Glassubstrat für einen
Flüssigkristall
und einen Halbleiterwafer, mit einem hohen Reinheitsgrad zu waschen.
Um das obengenannte Material zu waschen und zu trocknen, wurde praktiziert,
dass das Objekt, während
es rotiert wird, durch Ausstoßen
einer Behandlungslösung,
wie beispielsweise reinem Wasser, gewaschen wird und ohne Ausstoßen der
Behandlungslösung
getrocknet wird, während
es rotiert wird.
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Um
eine solche Behandlung durchzuführen, wurde
die Rotationsbehandlungsvorrichtung verwendet. Die Rotationsbehandlungsvorrichtung
umfasst einen Napfkörper.
Innerhalb des Napfkörpers
ist ein Rotationskörper
vorgesehen, der durch den Rotationsantriebsmechanismus drehend angetrieben
wird. Das Material wird auf der oberen Oberflächenseite des Rotationskörpers gehalten. Über dem
Napfkörper
ist eine Düse
zum Ausstoßen
einer Behandlungslösung
auf das Objekt vorgesehen.
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Dementsprechend
ist es durch Ausstoßen der
Behandlungslösung
von der Düse
auf das Objekt möglich,
die gesamte obere Oberfläche
des Objekts zu waschen.
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Beispielsweise
wird, falls das Objekt mit einer chemischen Lösung waschbehandelt wird, nachdem
die Waschbehandlung mit der chemischen Lösung durchgeführt wurde,
das Objekt mit reinem Wasser als Behandlungslösung bestrahlt, um eine Spülbehandlung
durchzuführen,
und, während
das gespülte
Material ohne Zuführen
der Behandlungslösung
rotiert wird, wird es getrocknet.
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Manchmal
tritt der Fall auf, dass durch das Rotieren des Rotationskörpers und
das Ausstoßen der
Behandlungslösung
auf das Objekt ein Nebel erzeugt wird und auf dem gewaschenen und
getrockneten Objekt wieder abgelagert wird, und das resultierende
Objekt wird verunreinigt.
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Es
wurde praktiziert, dass ein Auslassrohr mit dem Boden des Napfkörpers verbunden
wird, um zu ermöglichen,
dass der innerhalb des Napfkörpers schwebende
Nebel angesogen und ausgelassen wird, und dadurch der Nebel daran
gehindert wird, dass er wieder auf dem zu behandelnden Objekt abgelagert
wird.
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Weiterhin
wird der Nebel bei hohen Geschwindigkeiten von dem rotierenden Material
nach außen
in Richtung einer radialen Richtung verstreut und stößt gegen
die Oberfläche
der inneren Wand des Napfkörpers
und wird zurückgeworfen.
Der an der Oberfläche
der inneren Wand des Napfkörpers zurückgeworfene
Nebel wird in das obengenannte Auslassrohr eingesogen und aus dem
Inneren des Napfkörpers
ausgelassen.
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Da
jedoch der an der Oberfläche
der inneren Wand des Napfkörpers
zurückgeworfene
Nebel eine unbestimmte Richtung auf weist, wird ein Teil des Nebels
in dem Napfkörper
an eine Stelle verstreut, an der ein durch das Auslassrohr erzeugter
Sog nicht wirkt. Aus diesem Grund tritt manchmal der Fall ein, dass
der Nebel teilweise auf dem Objekt wieder abgelagert wird, ohne
von einem Luftstrom in dem Napfkörper
erfasst zu werden.
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Der
obengenannte Napfkörper
umfasst einen unteren Napf und einen auf dem unteren Napf montierten
oberen Napf, so dass er aufwärts/abwärts bewegbar
ist. In dem Fall, bei dem das Objekt an dem Rotationskörper befestigt
wird und davon gelöst wird,
wird der obere Napf abgesenkt, um den Rotationskörper freizusetzen, und die
Befestigung/das Lösen
wird beispielsweise durch einen Roboter ausgeführt.
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In Übereinstimmung
mit dem Napfkörper
dieser Struktur muss ein Abstand zwischen dem oberen Napf und dem
unteren Napf geschaffen werden, so dass der obere Napf eine aufwärts/abwärts bewegbare
Struktur aufweist. Manchmal tritt der Fall auf, dass, falls eine
Saugkraft an dem Auslassrohr erzeugt wird, um so ein Gas innerhalb
des Napfkörpers auszulassen,
Außenluft
von dem Abstand zwischen dem unteren Napf und dem oberen Napf angesaugt wird.
Da in der durch den Abstand zwischen dem unteren Napf und dem oberen
Napf hindurchgetretenen Außenluft
Staub enthalten ist, wird das zu verarbeitende Objekt dabei manchmal
verunreinigt.
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Es
sollte bemerkt werden, dass, wenn der obere Napf in einer Aufwärts/Abwärts-Bewegung
bewegt wird, ohne einen Abstand zwischen dem unteren Napf und dem
oberen Napf zu schaffen, aufgrund ihrer Gleitbewegung Staub erzeugt
wird, und es ist unvermeidbar, dass dieser auf dem Objekt abgelagert
wird. Aus diesem Gesichtspunkt ist es besser, einen Abstand zu schaffen.
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In
dem Fall, bei dem ein Gas innerhalb des Napfkörpers durch das Auslassrohr
angesaugt und ausgelassen wird, und falls die Richtung, in der ein Luftstrom
innerhalb des Napfkörpers
erzeugt wird, und die Richtung, in der ein Ansaugen durch das Auslassrohr
innerhalb des Napfkörpers
erzeugt wird, sich unterscheiden, tritt manchmal der Fall auf, dass der
Nebel innerhalb des Napfkörpers
mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit problemlos in das Auslassrohr
einströmt.
Als ein Ergebnis schwebt der Nebel innerhalb des Napfkörpers und
wird manchmal auf dem zu behandelnden Objekt abgelagert.
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Die
JP-A-8124846 offenbart eine Rotationsbehandlungsvorrichtung, umfassend:
eine mit einem Rotationsfutter 21 ausgerüstete Behandlungsvorrichtung,
wobei das Rotationsfutter 21 einen Halbleiterwafer W rotiert
und hält,
eine Behandlungsflüssigkeitszuführdüse 3,
welche eine Entwicklungsflüssigkeit
L auf die Oberfläche
des Halbleiterwafers W zuführt,
eine erste und eine zweite Reinigungsflüssigkeitssprühdüse 31 und 32,
welche eine Spülflüssigkeit
R gegen jeweils die Vorderseite und die Rückseite des Halbleiterwafers
W sprühen,
und eine zylinderförmige
Wand 24, welche an einer Stelle benachbart zu dem hinteren
Randteil des Wafers W angeordnet ist, wobei die Oberseite 24a der
zylinderförmigen Wand 24 eingerichtet
ist, so dass sie 5 bis 15 mm breit ist. Durch diesen Aufbau wird
ermöglicht,
dass ein Flüssigkeitsfilm
der Spülflüssigkeit
R zwischen dem Randteil des Halbleiterwafers W und der Oberseite 24a der
zylinderförmigen
Wand 24 gebildet wird, bevor eine Entwicklungsbehandlung
durchgeführt
wird, so dass die Entwicklungsflüssigkeit
L durch den Flüssigkeitsfilm
daran gehindert wird, die Rückseite
des Wafers W zu erreichen.
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Die
JP-A-7066107 offenbart eine Rotationsbehandlungsvorrichtung, bei
der ein Substrathalteteil 2 eine Haltefläche 4 aufweist,
die größer ist
als ein Wafer W, welcher in der Mitte davon gehalten wird. Ein Motor 13 rotiert
das Substrathalteteil 2 um eine Achse, welche die Halteoberfläche 4 schneidet.
Ein Bürstensäuberungsmechanismus 3 führt dem
an dem Halteteil 2 gehaltenen Substrat W reines Wasser
mit Ultraschallschwingungen zu und säubert eine Bürste. Ein
Antistreuring 20 deckt die äußere Peripherie der Substrathalteoberfläche 4 gegenüber der Seite
davon in Richtung der Oberseite ab und nimmt das von der Oberfläche des
Substrats W gestreute reine Wasser auf. Eine Auslassleitung 22 ist
unter dem Ring 20 angeordnet, um durch den Ring 20 aufgenommene
Wassertropfen und Nebel abzulassen. Diese Struktur verhindert ein
Wiederanhaften von Nebel und Flüssigkeitstropfen
an dem Substrat.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Rotationsbehandlungsvorrichtung
zum Rotationsbehandeln eines zu behandelnden Objekts bereit, umfassend:
einen
Napfkörper
mit einem unteren Napf und einem oberen Napf, die relativ zueinander
angeordnet sind, so dass sie bewegbar sind, wobei es einem zu behandelnden
Objekt ermöglicht
wird, geladen zu werden;
einen innerhalb des Napfkörpers vorgesehenen
Rotationskörper,
der das zu behandelnde Objekt hält;
Antriebsmittel
zum Rotations-Antreiben des Rotationskörpers; und
ein Auslassrohr,
das mit dem Boden des unteren Napfes verbunden ist, um zu ermöglichen,
dass ein Gas in dem Napfkörper
abgesaugt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Wandoberfläche des
oberen Napfes eine streusichere Abdeckung vorgesehen ist, um einen
Umfang des durch den Rotationskörper
gehaltenen Objektes abzudecken, wobei die streusichere Abdeckung Ring-ähnlich ist
und ein unteres Ende aufweist, das einge richtet ist, so dass es
in einer höheren
Position als eine obere Oberfläche
des auf dem Rotationskörper
gehaltenen Objektes ist, und wobei das untere Ende der streusicheren
Abdeckung nach außen
in einer radialen Richtung gekrümmt
ist.
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Ein
Vorteil dieser Konstruktion ist, dass von einem Nebel, der von rotierendem
Material verstreut und an der Oberfläche der inneren Wand des oberen Napfes
zurückgeworfen
wird, ein Teil des Nebels, der versucht, zu der oberen Oberflächenseite
des Objektes zurückzukehren,
gegen die äußere Umfangsoberfläche der
streusicheren Abdeckung trifft und dort verbleibt. Dementsprechend
ist weniger wahrscheinlich, dass er an einem Umfang verstreut wird,
so dass anzunehmen ist, dass er zu der Auslassrohrseite gesogen
wird und dass die Ablagerung des Nebels auf dem Objekt verhindert
wird.
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Rotationsbehandlungsvorrichtung
zum Rotationsbehandeln eines zu behandelnden Objektes eine Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung
zum Abdecken des Abstandes zwischen dem oberen Napf und dem unteren
Napf.
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Dadurch
wird Außenluft,
sogar falls ein Gas innerhalb des Napfkörpers durch das Auslassrohr angesaugt
wird, um so einen Nebel innerhalb des Napfkörpers abzulassen, durch die
Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung
daran gehindert, durch den Abstand zwischen dem unteren Napf und
dem oberen Napf in den Napfkörper
einzutreten.
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Rotationsbehandlungsvorrichtung
weiterhin ein an einem inneren Boden des Napfkörpers montiertes Führungselement,
um ein Gas in dem Napfkörper
in das Auslassrohr zu führen.
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Dadurch
werden der innerhalb des Napfkörpers
erzeugte Nebel und an der Oberflächenseite
der Innenwand des Führungselement
von dem unteren Napf eintretenden Außenluft durch das Führungselement
geführt
und von dem Napfkörper
in das Auslassrohr in einem besseren Zustand abgelassen.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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1 ist
eine Schnittansicht, die eine schematische Struktur einer gesamten
Vorrichtung in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Perspektivansicht, die ein Halteelement davon zeigt;
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3 ist
eine Perspektivansicht, die eine Beziehung zwischen einer Rotationswelle
und einem Sperrzylinder zeigt;
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4 ist
eine Frontansicht, die einen Lösemechanismus
davon zeigt;
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5 zeigt
ein Diagramm, das ein Ergebnis von Experimenten damit zeigt; und
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6 ist
eine Schnittansicht, die einen Teil einer Variante einer Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung
zeigt.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine
in der 1 gezeigte Rotationstrockenbehandlungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Körperbasis 1. Eine
zylinderförmige Aufnahme 2 ist
in der Körperbasis 1 angeordnet,
so dass sie sich durch die Körperbasis 1 in
einer Aufwärts/Abwärtsrichtung
hindurch erstreckt. Eine zylinderförmige Rotationswelle 3 ist
in der Aufnahme 2 angeordnet, so dass ihr mittiger Abschnitt
durch Lager 4 drehbar gelagert ist.
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Der
untere Endteil der obengenannten Rotationswelle 3 steht
aus der Aufnahme 2 hervor, so dass eine angetriebene Riemenscheibe 5 an
dem unteren Endteil der Welle 3 bereitgestellt wird. Ein Schrittmotor 6 ist
nahe der angetriebenen Riemenscheibe 5 angeordnet. Eine
Antriebsriemenscheibe 7 ist auf einer Rotationswelle 6a eines
Schrittmotors 6 befestigt, und ein Riemen 8 ist
zwischen der Antriebsriemenscheibe 7 und der angetriebenen
Riemenscheibe 5 gespannt vorgesehen. Dementsprechend wird,
falls der obengenannte Schrittmotor 6 betrieben wird, die
Rotationswelle 2 drehend angetrieben.
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Ein
Rotationskörper 9 mit
einem an einer oberen Oberfläche
der Rotationswelle 3 befestigten Stempel 10 ist
als eine integrierte Einheit an einem oberen Ende der Rotationswelle 3 befestigt.
Vier Halteelemente 11 sind als aufrechte Elemente in einem 90°-Intervall
in einer Umfangsrichtung des Rotationskörpers 9 angeordnet,
so dass sie in einer Büchse 12 rotieren
können.
Das Halteelement 12 umfasst einen zylinderförmigen Abschnitt 13,
wie in der 2 gezeigt. Dieser zylin derförmige Abschnitt 13 hat
ein geschlossenes oberes Ende und ein offenes unteres Ende. Eine
Stütze 14 ist
an einem unteren Ende des zylinderförmigen Abschnitts 13 nach
unten vorgesehen. Die Stützwelle 14 ist
drehbar in der obengenannten Büchse 12 (in
der 1 gezeigt) gelagert.
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Ein
Stützabschnitt 15 mit
einem stromlinienförmigen
Querschnitt ist einheitlich mit einer oberen Oberfläche des
zylinderförmigen
Abschnitts 13 vorgesehen. Ein Stützstift 16 und ein
Sperrstift 17, der höher
ist als der Stützstift 16,
sind stehend auf einer oberen Oberfläche des Stützabschnitts 15 vorgesehen.
Der Stützstift 16 ist
im Wesentlichen mit einer Mittenachse der Stütze 14 ausgerichtet
angeordnet und der Sperrstift 17 ist angeordnet, so dass
er um einen vorbestimmten Abstand gegenüber einer Achse der Stützachse
verschoben ist.
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Ein
Halbleiterwafer 21 wird als ein zu behandelndes Objekt
auf den vier Halteelementen 11 bei der obengenannten Ausführungsformen
gehalten, wie in der 1 gezeigt. Das heißt, dass
der untere Randkantenoberflächenteil
des Halbleiterwafers 21 auf den Stützstiften 16 abgestützt wird.
Mit dem auf den Stützstiften 16 gelagerten
Halbleiterwafer 21 wird das Halteelement 11 rotiert,
wie unten beschrieben wird. Dadurch werden die an den Halteelementen 11 vorgesehenen
Sperrstifte 17 exzentrisch rotiert, und sie stoßen an die äußere Randoberfläche des
Halbleiterwafers 21 an, so dass der Halbleiterwafer 21 ohne
Verschiebung in einer radialen Richtung gehalten wird.
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Wie
in der 1 gezeigt, ist zwischen dem Rotationskörper 9 und
dem Stempel 10 eine Durchgangsöffnung 25 vorgesehen.
In die Durchgangsöffnung 25 ist
berührungslos
ein Düsenkörper 26 eingeführt. Der
Düsenkörper 26 weist
eine konische Konfigura tion auf und ein Ende einer Düsenbohrung 27 ist an
der oberen Oberfläche
des Düsenkörpers 26 geöffnet.
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Ein
oberes Ende einer Stützwelle 28 ist
mit einer unteren Endoberfläche
des Düsenkörpers 26 verbunden
und der obere Teil der Stützwelle 28 wird in
einer Klammer 31 gehalten. Die Klammer 31 wird drehbar
durch eine Lagerschale 29 an der Rotationswelle 3 abgestützt. Das
heißt,
dass der Düsenkörper 26 an
der Klammer 31 durch die Stützwelle 28 gehalten
wird.
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Ein
Gehäuse 33 wird
neben der Klammer 31 in die obengenannte Rotationswelle 3 eingeführt. Das
obere Ende des Gehäuses 33 wird
an der Klammer 31 angeschlossen und der untere Endteil
des Gehäuses 33 wird
durch ein Lager 33a an der Rotationswelle 3 gelagert,
so dass es drehbar ist.
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Das
obengenannte Gehäuse 33 weist
eine erste Durchgangsöffnung 34,
durch welche sich die Stützwelle 28 erstreckt,
und eine zweite Durchgangsöffnung 36 auf,
durch welche sich ein an einem Ende mit der Düsenbohrung 27 verbundenes
Zuführrohr 35 erstreckt.
Das andere Ende des Zuführrohrs 35 ist mit
einem Zuführabschnitt
zum Zuführen
einer Behandlungslösung,
wie beispielsweise einer chemischen Lösung oder einer Spüllösung, nicht
gezeigt, verbunden. Dementsprechend kann eine Behandlungslösung von
der Düsenbohrung 27 zu
einer unteren Oberfläche
des Halbleiterwafers 21 ausgestoßen werden.
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Eine
Düse 30 ist über dem
an dem Rotationskörper 9 gehaltenen
Halbleiterwafer 21 angeordnet. Die Düse 30 ist mit einem
Zuführabschnitt
zum Zuführen
einer Behandlungslösung,
wie beispielsweise einer chemischen Lösung, und einer Spüllösung, nicht
gezeigt, verbunden.
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Dementsprechend
kann die Behandlungslösung
auf die obere und die untere Oberfläche des an dem Halteelement 11 gehaltenen
Halbleiterwafers 21 ausgestoßen werden. Das heißt, dass
die obere und die untere Oberfläche
des Halbleiterwafers 21 gewaschen und gespült werden
können,
bevor sie getrocknet werden.
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Es
sollte folgendes angemerkt werden: da der Düsenkörper 26 durch die
Stützwelle 28 gehalten wird
und berührungslos
in Bezug auf die Rotationswelle 3 gehalten wird, wird der
Rotationskörper 9 nicht
rotiert, sogar falls er als eine Einheit bezüglich der Rotationswelle 3 gedreht
wird.
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An
der unteren Oberflächenseite
des obengenannten Rotationskörpers 9 ist
ein Sperrzylinder 41 drehbar an dem oberen äußeren Randoberflächenteil
der Rotationswelle 3 drehbar angeordnet. Wie in der 3 gezeigt,
ist ein Flansch 42 an einem oberen Ende des Sperrzylinders 41 vorgesehen,
und es stehen vier Verriegelungsstifte 43 in einem 90°-Intervall
in einer radialen Richtung hervor.
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Wie
in der 2 gezeigt, greifen die Sperrstifte 43 in
einen an einem Ende eines Hebels 44 geöffneten Eingriffsschlitz 45 ein.
Das andere Ende des Hebels 44 ist an dem unteren Ende der
Stützwelle 14 des
Halteelements 11 montiert. Daher kann, wenn der Sperrzylinder 41 entgegen
dem Uhrzeigersinn, wie durch einen Pfeil in den 3 und 4 gezeigt, gedreht
wird und der Hebel 44 durch die Verriegelungsstifte 43 in
der gleichen Richtung gedreht wird, das Halteelement 11 im
Uhrzeigersinn um die mit dem Hebel 44 verbundene Stützwelle 14 im
Uhrzeigersinn gedreht werden, wie durch einen Pfeil in der 2 gezeigt.
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Da
dadurch der Sperrstift 17 exzentrisch rotiert wird, stoßen die
Sperrstifte 17 gegen die äußere Randoberfläche des
durch die Stützstifte 16 abgestützten Halbleiterwafers 21,
so dass die Lagerung des Halbleiterwafers 21 gesperrt werden
kann. Das heißt,
dass der durch die Stützstifte 16 gelagerte Halbleiterwafer 21 daran
gehindert wird, in der radialen Richtung verschoben zu werden. Falls
der Verriegelungszylinder 41 im Uhrzeigersinn rotiert wird,
ist es möglich,
den gesperrten Zustand des Halbleiterwafers 21 durch den
Sperrstift 17 zu lösen.
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Das
Sperren und Lösen
des Halbleiterwafers 21 durch die Sperrstifte 17,
das heißt,
die Drehung des Sperrzylinders 41, werden durch einen Lösemechanismus 51 ausgeführt. Wie
in den 3 und 4 gezeigt, umfasst dieser Lösemechanismus 51 ein
erstes Verriegelungsstück 52,
das an der äußeren Umfangsoberfläche der
Rotationswelle 3 vorgesehen ist und in einer Ausnehmung 41a in
dem Sperrzylinder 41 angeordnet ist, und ein zweites Verriegelungsstück 53,
das an der äußeren Umfangsoberfläche des
Sperrzylinders 41 vorgesehen ist.
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Eine
Feder 54 ist zwischen dem ersten Verriegelungsstück 52 und
dem zweiten Verriegelungsstück 53 gespannt.
Diese Feder 54 zwingt den Sperrzylinder 41 in
Richtung des ersten Verriegelungsstücks 52 durch das zweite
Verriegelungsstück 53. Das
heißt,
dass der Sperrzylinder 41 in einer Richtung entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn gezwungen wird, wie durch einen Pfeil in der 3 gezeigt.
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Da
dadurch der Sperrzylinder 41 normalerweise durch eine Zwangskraft
der Feder 54 in Richtung des Uhrzeigersinns gezwungen wird,
wird das Halteelement 11 durch den Verriegelungsstift 43 und den
Hebel 44 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass der Sperrstift 17 in
einen gesperrten Zustand versetzt wird, indem er gegen die äußere Randoberfläche des Sperrstifts 17 anstößt.
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Das
Lösen des
gesperrten Zustandes des Halbleiterwafers 21 durch die
Sperrstifte 17 wird durch einen ersten Zylinder 61 und
durch einen zweiten Zylinder 62 in dem obengenannten nahe
des obengenannten Schrittmotors 6 angeordneten Lösemechanismus 51 bewirkt.
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Das
heißt,
dass, wie in der 4 gezeigt, ein erster bewegbarer
Körper 64 durch
eine erste Linearführung 63 in
den Richtungen von Pfeilen an dem ersten Zylinder 61 verschiebbar
gelagert ist. Der erste bewegbare Körper 64 ist mit einem
Stab 61a des ersten Zylinders 61 verbunden. Dadurch
ist der erste bewegbare Körper 64 eingerichtet,
so dass er reziprok entlang der ersten Linearführung 63 durch Betätigen der
ersten Linearführung 63 angetrieben
wird.
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Ein
Paar von beidseitigen Rollen 65 ist an dem vorderen Ende
einer oberen Oberfläche
des ersten bewegbaren Körpers 64 angeordnet,
so dass es mit einem vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet
ist. Wenn der erste bewegbare Körper 64 in einer
Vorwärtsrichtung
angetrieben wird, halten die beidseitigen Rollen 65 das
erste Verriegelungsstück 52,
wie durch gepunktet-strichlierte Linien gezeigt ist. Dadurch wird
die Rotationswelle 3 daran gehindert, zu rotieren.
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Seitens
des zweiten Zylinders 62 ist an einer zweiten Linearführung 67 ein
zweiter bewegbarer Körper 68 montiert,
so dass er in den Richtungen von Pfeilen verschiebbar ist. Eine
Antriebsrolle 69 ist drehbar an den vorderen Enden einer
oberen Oberfläche
des zweiten bewegbaren Körpers 68 montiert. Dementsprechend
wird die Anpressrolle 69 durch den zweiten Zylinder 62 in
einer Vorwärts/Rückwärts-Richtung
angetrieben.
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Wenn
der zweite Zylinder 62, falls das erste Verriegelungsstück 52 zwischen
den paarweisen beidseitigen Rollen 65 gehalten wird, betrieben
wird, um den zweiten bewegbaren Körper 68 in einer Vorwärtsrichtung
anzutreiben, drückt
die an dem vorderen Endteil des zweiten bewegbaren Körpers montierte
Anpressrolle 69 auf das an dem Sperrzylinder 41 vorgesehene
zweite Verriegelungsstück 53.
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Dadurch
wird der Sperrzylinder 41 gegen eine Zwangskraft der Feder 54 rotiert,
und durch den Verriegelungsstüft 43 und
den Hebel 44 wird das Halteelement 11 in einer
entgegengesetzten Richtung zu dem eines Sperrzustandes rotiert.
Dementsprechend wird der Sperrstift 17 exzentrisch in einer
Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert, so dass der gesperrte
Zustand des Halbleiterwafers 21 gelöst wird.
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Wie
in der 1 gezeigt, ist an der äußeren Umfangsoberfläche des
unteren Endteils der Rotationswelle 3 eine Nase 71 montiert,
und die Nase 71 wird durch einen Mikrophotosensor 72 erfasst.
Der Drehwinkel der Rotationswelle 3 durch den obengenannten
Schrittmotor 6 wird durch ein Erfassungssignal des Mikrophotosensors 72 kontrolliert.
Das heißt, dass,
wenn der gesperrte Zustand des Halbleiterwafers 21 gelöst wird,
der Drehwinkel der Rotationswelle 3 kontrolliert wird,
um zu ermöglichen,
dass das erste Verriegelungsstück 52 und
das zweite Verriegelungsstück 53 in
vorbestimmten Positionen relativ zu dem ersten und dem zweiten Zylinder 61 und 62 eingestellt
werden.
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Ein
Napfkörper 80 ist über der
oberen Oberfläche
der Körperbasis 1 angeordnet.
Der Napfkörper 80 umfasst
einen bodenseitigen unteren Napf 75, wobei die Rotationswelle 3 sich
durch eine Durchgangsöffnung 75a in
dem Bodenabschnitt erstreckt, und einen ringförmigen oberen Napf 76,
dessen äußere Umfangsoberfläche einen
vorbestimmten Abstand 79 in Bezug zu einer Oberfläche einer
inneren Wand des unteren Napfes 75 ausbil det. Ein Stab 78 eines Aufwärts/Abwärts-Antriebszylinders,
nicht gezeigt, ist mit dem oberen Napf 76 verbunden, und
durch den Betrieb dieses Zylinders wird der obere Napf 76 aufwärts/abwärts angetrieben.
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Der
Aufwärts/Abwärts-Bewegungshub
des obengenannten Napfes 76 ist so eingestellt, dass er bei
einer angehobenen Position die äußere Umfangsoberfläche des
durch das Halteelement 11 gehaltenen Halbleiterwafers 21 abdeckt
und in einer durch eine unterbrochene Linie gezeigten unteren Position
sein oberes Ende in einer tieferen Position eingestellt aufweist,
als die obere Oberfläche
des Halbleiterwafers 21.
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Dementsprechend
wird, wenn der obere Napf 76 zu der durch die unterbrochene
Linie in der 1 angezeigten Position abgesenkt
ist, ein noch nicht behandelter Halbleiterwafer 21 zu den
an dem Rotationskörper 9 angeordneten
Halteelementen 11 durch einen nicht gezeigten Roboter zugeführt, und ein
mit einer Behandlungslösung
behandelter und dann getrockneter Halbleiterwafer 21 kann
dabei aufgenommen werden.
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Weiterhin
sind an dem Boden des unteren Napfes 75 eine Mehrzahl von
Auslassrohren 77 in einem vorbestimmten Intervall, beispielsweise
einem 90°-Intervall,
in einer Umfangsrichtung angeschlossen. Die Auslassrohre 77 sind
durch einen Gas/Wasser-Abscheider zum Trennen eines Gases und einer Behandlungslösung, nicht
gezeigt, mit einer Saugpumpe 90 verbunden. Dementsprechend
kann die Behandlungslösung,
Nebel, Gas etc. in dem Napfkörper 80 unter
einer Ansaugkraft einer mit dem Auslassrohr 77 verbundenen
Saugpumpe 90 angesaugt und ausgelassen werden.
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Eine
konkave Kreisbogenoberfläche 76a ist an
einer Oberfläche
einer inneren Wand des oberen Napfes 76 ausgebildet und über der
kreisbogenförmigen
Oberfläche 76a ist
eine zylinderförmige
streusichere Abdeckung 81 angeordnet, welche einen äußeren Umfangsoberflächenteil
abdeckt, der geringfügig
höher ist
als die obere Oberfläche
des durch das Halteelement 11 gehaltenen Halbleiterwafers 21. Das
untere Ende der streusicheren Abdeckung 81 ist geringfügig höher, beispielsweise
einige wenige Millimeter bis einige zehn Millimeter, bevorzugt etwa
10 Millimeter, eingestellt als die obere Oberfläche des Halbleiterwafers 21.
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Die
streusichere Abdeckung 81 ist aus einem synthetischen Harz
einer besseren Korrosionswiderstandsfähigkeit, wie beispielsweise
einem fluorhaltigen Harz, hergestellt und ist in einer zylinderförmigen Konfiguration
ausgebildet. Ein oberer Krümmungsabschnitt 81a ist
an dem oberen Endteil der Streumaterial-vermeidenden Abdeckung 81 ausgebildet
und an dem Kreisbogenabschnitt 76a des oberen Napfes 76 beispielsweise
angeschweißt
oder angeschraubt. Weiterhin ist an dem unteren Endteil der streusicheren
Abdeckung 81 ein unterer Krümmungsabschnitt 81b ausgebildet,
welcher nach außen
in der radialen Richtung gekrümmt
ist.
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Wenn
der Rotationskörper 9 drehend
angetrieben wird und der durch die Halteelemente 11 gehaltene
Halbleiterwafer 21 als eine Einheit rotiert werden, wird
eine Behandlungslösung
von dem Halbleiterwafer 21 als ein Nebel verstreut und
der Nebel wird an der Kreisbogenoberfläche 76a des oberen Napfes 76 zurückgeworfen.
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Der
gegen die Kreisbogenoberfläche 76a stoßende Nebel
wird zum Großteil
nach unten zurückgeworfen,
da die Kreisbogenoberfläche 76a konkav
ist, wobei jedoch manchmal der Fall auftreten kann, dass einiges
davon nach oben bewegt und zurückgeworfen
wird. Der nach oben bewegte und an der Kreisbo genoberfläche 76a zurückgeworfene
Nebel stößt gegen
die äußere Umfangsoberfläche der streusicheren
Abdeckung 81, so dass der Nebel daran gehindert wird, auf
dem an den Halteelementen 11 gehaltenen Halbleiterwafer 21 abgelagert
zu werden.
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Weiterhin
weist der untere Endteil der streusicheren Abdeckung 81 den
unteren gekrümmten Abschnitt 81b auf,
der nach außen
in der radialen Richtung gekrümmt
ist. Aus diesem Grund trifft einiges von dem von dem Halbleiterwafer 21 verstreuten Nebel
gegen die Oberfläche
der inneren Wand des unteren gekrümmten Abschnitts 81b.
Der gegen die Oberfläche
der inneren Wand stoßende
Nebel wird nach unten bewegt und zurückgeworfen. Aus diesem Grund
werden, sogar falls die streusichere Abdeckung 81 vorgesehen
ist, das Zurückwerfen
des Nebels an der Oberfläche
der inneren Wand und das Zurückkehren
des Nebels zurück
zu dem Halbleiterwafer 21 durch den unteren gekrümmten Abschnitt 81b verhindert.
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Das
heißt,
da ein Abstand zwischen dem unteren Ende der streusicheren Abdeckung 81 und
der oberen Oberfläche
des Halbleiterwafers 21 schmäler eingestellt ist, wird der
an der Kreisbogenoberfläche 76a des
unteren Napfes 76 zurückgeworfene
Nebel daran gehindert, auf der oberen Oberfläche des Halbleiterwafers 21 abgelagert
zu werden. Andererseits trifft jedoch ein Teil des Nebels gegen
den unteren Endteil der streusicheren Abdeckung 81. Der
untere Endteil der streusicheren Abdeckung 81 ist jedoch
an dem unteren gekrümmten
Abschnitt 81b angeordnet, und der dort auftreffende Nebel
wird nach unten zurückgeworfen,
so dass er daran gehindert wird, sich auf dem Halbleiterwafer 21 abzulagern.
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An
der äußeren Umfangsoberfläche des oberen
Napfes 76 ist eine Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 angeordnet.
Die Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 ist,
wie die streusichere Abdeckung 81, aus einem synthetischen
Harz einer besseren Korrosionswiderstandsfähigkeit, wie beispielsweise
einem fluorhaltigen Harz, hergestellt und zylinderförmig ausgebildet.
Ein L-förmiger
gekrümmter
Abschnitt 82a ist an dem oberen Ende der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 ausgebildet
und der gekrümmte
Abschnitt 82a ist an einem Befestigungsabschnitt 76b an
dem oberen Teil der äußeren Umfangsoberfläche des
oberen Napfes 76 angeordnet und befestigt.
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An
der äußeren Umfangswand
des unteren Napfes 75 ist ein Aufnahmeschlitz 83 entlang
eines vollen Umfangs des Napfes oben offen ausgebildet. In dem angehobenen
Zustand des oberen Napfes 76 ist der untere Endteil der
Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 in
dem Aufnahmeschlitz angeordnet. Dadurch wird der obere Endteil des
unteren Napfes 75, das heißt der äußere Umfangsteil der sich in
dem Abstand 79 überlappenden
unteren und oberen Näpfe 75 und 76,
durch den unteren Endteil der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 abgedeckt.
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Durch
Abdecken des obengenannten Abstandes 79 mit der Außenluftzutrittsabdeckung 82 wird
die Außenluft
daran gehindert, durch den Abstand 79 in den Napfkörper 80 einzutreten.
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Mit
der in den Aufnahmeschlitz 83 eingeführten Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 wird
an der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 und
einer Fläche,
wo der Aufnahmeschlitz 83 der Umfangswand des unteren Napfes 75 angeordnet
ist, eine Labyrinthstruktur ausgebildet. Aus diesem Grund ist es
möglich,
mit der in den Aufnahmeschlitz 83 eingeführten Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82,
die Außenluft
besser daran zu hindern, durch den Abstand 79 einzutreten.
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Falls
in dem Aufnahmeschlitz 83 eine Flüssigkeit gehalten wird und
der untere Endteil der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 in
die Flüssigkeit
eingetaucht ist, wird eine Luftdichtigkeit zwischen der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 und
dem unteren Napf 75 aufrechterhalten, so dass ein Luftzutritt über den
Abstand 79 positiv verhindert werden kann.
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Da
die obere Oberfläche
des oberen Napfes 76 geöffnet
ist, tritt Außenluft
in den Napfkörper 80 ein.
Die Rotationsbehandlungsvorrichtung ist jedoch üblicherweise innerhalb eines
Reinraums installiert (nicht gezeigt). In den Reinraum strömt von einer
Decke in Richtung einer Bodenoberfläche reine Luft, die nicht irgendwelche
Partikel aufweist. Da dafür
das reine Wasser von der oberen Öffnung
des oberen Napfes 76 in das Innere des Napfkörpers 80 strömt, wird
der Halbleiterwafer 21 im Wesentlichen nicht durch die
Luft verunreinigt.
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Es
kann möglich
sein, dass, wie in der 6 gezeigt, die Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82a als
eine zylinderförmige
balgförmige Struktur
unter der Verwendung eines dehnbaren/kontrahierbaren Gummis und
synthetischem Harz ausgebildet ist, wobei in diesem Fall ihr unteres
Ende mit dem oberen Ende des unteren Napfes 75 und ihr oberes
Ende mit dem Befestigungsabschnitt 76b des oberen Napfes 76 verbunden
sind.
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An
dem Innenboden des unteren Napfes 75 ist ein Führungselement 85 vorgesehen
und unter Verwendung eines synthetischen Harzes einer besseren Korrosionswiderstandsfähigkeit,
wie beispielsweise einem fluorhaltigen Harz, in einer oben offenen schirmähnlichen
Anordnung ausgebildet. Das heißt, dass
das Führungselement 85 an
seiner oberen Endseite kleiner ausgeführt ist als an seiner unteren
Endseite, um eine zylinder förmige
Konfiguration auszubilden, die von dem oberen Ende zu dem unteren Ende
nach außen
in einer radialen Richtung geneigt ist.
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Die
Oberfläche
der Innenwand am oberen Ende des Führungselements 85 ist
nahe der äußeren Umfangsoberfläche des
Rotationskörpers 9 angeordnet
und das untere Ende des Führungselements 85 ist
an einem Zwischenteil in der radialen Richtung der Öffnung des
Auslassrohres 77 an dem Boden des unteren Napfes 75 angeschlossen.
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Durch
Ausüben
einer Saugkraft der Saugpumpe 90 auf den Napfkörper 80 werden
Nebel und Gas innerhalb des Napfkörpers 80 auf der geneigten äußeren Umfangsoberfläche des
Führungselements 85 geführt und
gleichmäßig in das
Auslassrohr 77 ausgelassen. Weiterhin wirkt, da das untere
Ende des Führungselements 85 an
dem Zwischenteil in der radialen Richtung des Auslassrohres 77 angeordnet ist,
eine Saugkraft der Saugpumpe 90 durch das Auslassrohr 77 sowohl
auf die äußere Umfangsoberfläche als
auch auf die innere Wandoberflächenseite. Aus
diesem Grund wird ein nicht nur auf der äußeren Umfangsseite, sondern
auch auf der inneren Wandoberflächenseite
des Führungselements 85 eintretender
Nebel, wie auch ein auf der inneren Wandoberflächenseite von der Durchgangsöffnung 75a des
unteren Napfes 75 eintretender Nebel von dem Auslassrohr 77 besser
ausgelassen.
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In
dem Fall, bei dem der Halbleiterwafer 21 durch die so aufgebaute
Rotationstrockenbehandlungsvorrichtung gewaschen und dann getrocknet wird,
wird zuerst der obere Napf 76 abgesenkt und ein Halbleiterwafer 21 wird
dem Rotationskörper 9 zugeführt (Halteelemente 11).
Dann wird der obere Napf 76 angehoben und der Randkantenteil
des an dem Rotationskörper 9 gehaltenen
Halbleiterwafers 21 wird abgedeckt. Und der Rotati onskörper 9 wird rotiert,
während
innerhalb des Napfkörpers 80 durch die
Saugpumpe 90 abgesaugt wird, und es wird eine Behandlungslösung zu
der oberen und der unteren Oberfläche des Halbleiterwafers 21 zugeführt. Dadurch
werden die obere und die untere Oberfläche des obengenannten Halbleiterwafers 21 beispielsweise
durch die obengenannte Behandlungslösung gewaschen.
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Nach
der Waschbehandlung wird die Zufuhr der Behandlungslösung gestoppt
und der Rotationskörper 9 wird
bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert, um zu bewirken, dass die
auf dem Halbleiterwafer 21 abgelagerte Behandlungslösung verstreut
wird. Und der Halbleiterwafer 21 wird trockenbehandelt.
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Die
Behandlungslösung
wird zu dem rotierenden Halbleiterwafer 21 ausgestoßen und
der Halbleiterwafer 21 wird trockenbehandelt, so dass die
Behandlungslösung
als ein Nebel verstreut wird und der Nebel stößt gegen die Kreisbogenoberfläche 76a des
oberen Napfes 76.
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Da
die Kreisbogenoberfläche 76a konkav
ist, wird der auf dem Halbleiterwafer 21 verstreute und gegen
die Kreisbogenoberfläche 76a stoßende Nebel
zum Großteil
nach unten bewegt und zurückgeworfen.
Aus diesem Grund strömt
der Nebel entlang der äußeren Umfangsoberfläche des
Führungselements 85 unter
einer Saugkraft der Saugpumpe 90 und wird gleichmäßig in das
Auslassrohr 77 ausgelassen.
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Ein
Teil des an der Kreisbogenoberfläche 76a des
oberen Napfes 76 zurückgeworfenen
Nebels wird, abhängig
von dem Winkel, nach oben zurückgeworfen,
indem er auf die Kreisbogenoberfläche 76a trifft. Der
nach oben zurückgeworfene
Nebel trifft jedoch gegen die äußere Umfangsoberfläche der
an dem oberen Teil des oberen Napfkörpers 76 vorgesehenen
streusicheren Ab deckung 81. Aus diesem Grund wird der auf
der Kreisbogenoberfläche 76a des
oberen Napfes 76 nach oben zurückgeworfene Nebel daran gehindert,
auf dem Halbleiterwafer 21 abgelagert zu werden.
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Das
untere Ende der oben genannten streusicheren Abdeckung 81 ist
an dem unteren gekrümmten
Abschnitt 81b nach außen
in der radialen Richtung gebogen geformt. Aus diesem Grund wird der
geringfügig
nach oben von der oberen Oberfläche
des Halbleiterwafers 21 gestreute und gegen die innere
Wandoberfläche
des unteren gekrümmten
Abschnitts 81b stoßende
Nebel nach unten zurückgeworfen.
Und der Nebel wird auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Führungselements 85 geführt und
in das Auslassrohr 77 ausgelassen, so dass er nicht auf
dem Halbleiterwafer 21 abgelagert wird.
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Auf
diese Weise wird der von dem drehenden Halbleiterwafer 21 verstreute
Nebel besser daran gehindert, an der Innenwandoberfläche des
oberen Napfes 76 zurückgeworfen
zu werden und auf dem Halbleiterwafer 21 abgelagert zu
werden, da die Innenwandoberfläche
des oberen Napfes 76 konkav ausgeführt ist und die streusichere
Abdeckung 81 an dem oberen Napf 76 vorgesehen
ist.
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Da
der von innerhalb des Napfkörpers 80 in das
Auslassrohr 77 ausgelassene Nebel gleichmäßig durch
die äußere Umfangsoberfläche der
geneigten kreisbogenförmigen
Wand des Führungselements 85 geführt wird,
ist anzunehmen, dass der Nebel von innerhalb des Napfkörpers 80 auch
aufgrund dieses Vorgangs ausgelassen wird.
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Da
der während
des Waschens erzeugte Nebel durch die streusichere Abdeckung 81 und
das Führungselement 85 gleichmäßig und
gut aus dem Inneren des Napfkörpers 80 ausgelassen
wird, ver bleibt während
des Trocknens nahezu kein Nebel innerhalb des Napfkörpers. Daher
wird der Halbleiterwafer 21 beim nach dem auf das Waschen
folgenden Trocknen davor bewahrt, durch den Nebel verunreinigt zu
werden.
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Da
der Napfkörper 80 eingerichtet
ist, so dass der Halbleiterwafer 21 an dem Rotationskörper 9 durch
Absenken des unteren Napfes 76 befestigt und davon gelöst wird,
wird der obengenannte Abstand 79 zwischen dem unteren Napf 75 und
dem oberen Napf 76 sichergestellt. Es besteht jedoch ein Risiko,
dass die Partikel enthaltende Außenluft von dem Abstand 79 in
das Innere des Napfkörpers 80 eintritt,
das heißt
von dem überlappenden
Bereich des unteren Napfes 75 und des oberen Napfes 76.
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Der überlappende
Bereich der jeweiligen Näpfe 75, 76 wird
durch die Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 abgedeckt
und aus diesem Grund wird die Außenluft daran gehindert, in
den Abstand 79 des obengenannten überlappenden Bereiches in den
Napfkörper 80 einzutreten,
so dass keine Möglichkeit
besteht, dass die Partikel enthaltende Außenluft auf dem Halbleiterwafer 21 abgelagert wird.
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Weiterhin
ist das untere Ende des an dem inneren Boden des unteren Napfes 75 angeordneten Führungselements 85 in
einer radialen Richtung des Auslassrohres 77 auf dem Weg
dazwischen angeordnet. Aus diesem Grund wirkt eine Saugkraft der innerhalb
des Napfkörpers 80 über das
Auslassrohr 77 wirkende Absaugpumpe 90 nicht nur
an der äußeren Umfangsoberflächenseite,
sondern auch an der Innenwandoberflächenseite des Führungselements 85.
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Da
die an der Innenwandoberflächenseite des
Führungselements 85 wirkende
Saugkraft die in den Napfkörper 80 aus
der Durch gangsöffnung 75a des
unteren Napfes 75 eintretende Außenluft ansaugt, ohne sie innerhalb
des Napfkörpers 80 zu
verteilen, werden in der aus der obengenannten Durchgangsöffnung 75a eintretenden
Luft und in der Außenluft
enthaltene Partikel daran gehindert, auf dem Halbleiterwafer 21 abgelagert
zu werden.
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Die 5 zeigt
ein Ergebnis eines Zählens durch
einen Partikelzähler
von Partikeln über
der oberen Oberfläche
des an dem Rotationskörper 9 gehaltenen
Halbleiterwafers 21. Die Kurve A in der 5 gibt
den Fall wieder, bei dem weder eine streusichere Abdeckung 81 noch
eine Außenluftzutrittverhinderungsabdeckung 82 vorhanden
ist. In diesem Fall, falls die Drehzahl des Rotationskörpers 9 auf 600
UpM ansteigt, beginnt die Anzahl der Partikel zu steigen und bei
150 UpM steigt die Anzahl von Partikeln pro gegebener Einheitsfläche scharf über etwa 5100
an.
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Die
Kurve B gibt den Fall wieder, bei dem lediglich die streusichere
Abdeckung 81 vorgesehen ist. In diesem Fall war im Vergleich
mit der Kurve A eine Anstiegsrate von Partikeln klein gegenüber einem
Anstieg der Drehzahl des Rotationskörpers 9 und, falls
die Drehzahl bei 1500 UpM lag, war die Anzahl von Partikeln pro
gegebener Einheitsfläche
etwa 3500. Das heißt,
es kann angenommen werden, dass das Zurückwerfen des Nebels an dem
oberen Napf 76 und eine Ablagerung des Nebels auf dem Halbleiterwafer 21 durch
Vorsehen der streusicheren Abdeckung 81 unterdrückt werden
kann.
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Die
Kurve C gibt den Fall wieder, bei dem die streusichere Abdeckung 81 und
die Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 vorgesehen
sind. In diesem Fall wurden nahezu keine Partikel über der
oberen Oberfläche
des obengenannten Halbleiterwafers 21 erfasst, sogar falls
die Drehzahl des Rotationskör pers 9 bei
1500 UpM lag. Das heißt,
es wird angenommen, dass durch Vorsehen der streusicheren Abdeckung 81 und
der Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 die
Verunreinigung des Halbleiterwafers 21 mit der obengenannten
Wirkung durch die streusichere Abdeckung 81 und der Außenluftzutrittsverhinderungswirkung
durch die Außenluftzutrittsverhinderungsabdeckung 82 reduziert
wird.
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Obwohl
bei der obengenannten Ausführungsform
der Halbleiterwafer als ein zu behandelndes Objekt angegeben ist,
ist es sogar bei Verwendung eines rechteckigen Glassubstrats in
einer Flüssigkristallvorrichtung
anstelle des Halbleitersubstrats möglich, zu verhindern, dass
es verunreinigt wird, wenn eine Behandlung daran mit der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.