JP6723765B2 - ウエハ処理装置およびウエハ処理装置用のシーリングリング - Google Patents

ウエハ処理装置およびウエハ処理装置用のシーリングリング Download PDF

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Description

本発明は、ウエハ処理装置のカバーリングに取り付けられたシーリングリングに関する。さらに、本発明はウエハのためのレセプタクルと、レセプタクル上に配設されたカバーリングと、シーリングリングとを備えたウエハ処理装置に関する。さらに、本発明はシーリングリングの製造方法に関する。
ウエハの処理のために、ウエハが液体で処理されることができる処理装置はよく知られている。その処理のため、液体がウエハの表面を洗浄するために用いられることができるように、ウエハが調整されるかまたはウエハ自体に必要な処理をされる。
ウエハを処理するために適用された液体は、その処理段階を終えると取り除かれなければならない。このため、液体が遠心力の効果によってカバーリングを通って外側に放出できるように、レセプタクルはウエハと共に回転されることが可能である。
そのウエハ処理装置ではウエハを固定するために、真空が利用される。さらに、カバーリングは、ウエハの端部、またはウエハが一時的に固定される構成要素と、例えば次にフレームで保持されるキャリアフィルムの上と、でかみ合うシールが備えられている。カバーリングをウエハまたはキャリアフィルムに取り付けるため、真空チャンバが真空に引かれるとき押圧が発生させることができるように、真空チャンバはカバーリングとレセプタクルの間に提供される。
本発明の目的は、ウエハとカバーリング間のシールを確実にして、特に、真空チャンバ、または処理されないウエハの領域、またはキャリアフィルムが取り付けられたフレーム領域に、いかなる液体も侵入できないようにすることである。
この目的は、本発明のウエハ処理装置のカバーリングに取り付けられたシーリングリングが、環状キャリアと、キャリアに取り外し可能で取り付けられたシーリングリップとを備えるとことで達成される。上記目的を達成するために、ウエハ処理装置は、ウエハのレセプタクルと、レセプタクル上に配置されたカバーリングと、前記のシーリングリングを持つことで、ウエハはレセプタクルにシールされることができる。さらに、上記の目的達成のためシーリングリングの製造方法は以下の工程を含む。即ち、まず、環状キャリアはその上側に溝が形成され、上側から半径方向の内部へ傾斜した座面が形成される。さらに、シーリングリップにはビードが設けられ、初期状態のシーリングリップにおいて、ビードと元のシーリングリップの直径は、溝の直径または環状キャリアの直径よりも小さい方が望ましい。シーリングリップは、キャリアの座面に沿って延び、その自由端はキャリアの下側を超えて延びるように、溝に取り付けられている。
本発明は、カバーリングとウエハとの間のシールを形成するために、キャリアとシーリングリップからなる２つの部分のシール構成に基づいている。キャリアによって、シーリングリップが適切な形状を持つように、シーリングリップが広い領域でサポートされることを確実にする。シーリングリップが交換可能であるという点における、さらなる優位点として、シーリングリップがへたったり、異なる用途に適用されるときに、容易に交換可能であることがある。
シーリングリップはキャリアの溝の中に取り付けられるようになっていることが望ましい。これにより、キャリアとシーリングリップ間のシールが効果的になされる。
シーリングリップは半径方向外側の側面にビードを備え、前記ビードは溝の中に取り付けられることが望ましい。特に、ビードの直径が溝の直径よりもわずかに小さいとき、ビードはシーリングリップがキャリアに取り付けられ保持されることができる。
シーリングリップは、溝からキャリアの上側を越え、円錐状の座面を越えて、キャリアの下側を超えて自由端がはみ出すように延びることが望ましい。この具体例では、シールの自由端は、ウエハまたはキャリアフィルムの表面に弾性的なバイアス力が適用されるので、その位置でのシールを確実に提供する。シールはウエハまたはキャリアフィルムに対して機械的な圧力がかからず、むしろクランプによってバイアスが発生するだけなので、不必要に高い接触力が発生しない。
キャリアの座面とシーリングリップとの間の空間は、シーリングリップの外側のキャリアの上側の上のポイントで、チャネルにより開放されていることが望ましい。チャネルは、シーリングリップとウエハまたはキャリアフィルムの間の接点にもかかわらずシールを通過した液体が、そこから排出されることを可能とする。
本発明の１つの具体例では、キャリアは、カバーリングに向かって配置されたシールが備えられている。環状キャリアとウエハ処理装置のカバーリングの間を確実にシールすることで、真空チャンバを形成することが可能となる。
カバーリングには、カバーリングの上のシーリングリングの座面に開かれた解放チャネルが設けられていることが望ましい。解放チャネルは、キャリアの座面とシーリングリップの間のチャネルを通って放出された流体の一部が、放出されることを許可する。
キャリアはカバーリングにねじ留めされていることが望ましい。これにより、例えば、カバーリングから小さな力でシーリングリップを取り外し可能となる。
本発明の好ましい具体例によれば、シーリングリップはキャリアに配置後、なおかつ、カバーリングに配置後に切断されることが望ましい。これは、特にウエハに結合するシーリングリップの端部が極めて厳密なスペックで合うように、組み付け後にシーリングリップが切断されてサイズ修正されることで、発生するすべての公差を許容する。さらなる優位点として、この切断プロセスのために、シーリングリップは、新規の高価な型が作製されることなく、低い労力でカスタマイズが可能となる。
シーリングリップの自由端は、キャリアから離れるシーリングリップの端面が、キャリアの上側に垂直に、または頂点に向かって広がる円錐状に延びて切断されることが望ましい。これは、シーリングリップがウエハに対して配置されるとき、小さな幅を持った環状接触領域が極めて厳密に位置決めされることを作り出す。さらに、シーリングリップがウエハに向かって配置されるとき、遠心力下において、液体はシーリングリップの端面を通って外側へ効果的に流れることができるように、その端面はわずかに変形される。
本発明は、下記に添付図面に記載した実施形態を用いて説明する。
図１はウエハ処理装置に関する図面である。 図２は図１のＸ部分の詳細の拡大図である。 図３は図１の詳細部Ｘ部分平面で図２の図面と比較してわずかにオフセットした図面である。 シーリングリング製造時の異なる段階を示す図面である。 シーリングリング製造時の異なる段階を示す図面である。 シーリングリング製造時の異なる段階を示す図面である。 図５はシーリングリップとウエハ間の関係を示す図面である。 図６は２番目のシーリングステージの液体の通路の概略図である。 図７はカバーリング１６とレセプタクル１２間に真空が引かれた時の概略図である。
図１は、液体で処理されることができるウエハのウエハ処理装置１０を模式的に示す。
ウエハ処理装置１０は、ウエハ１４が配置できるレセプタクル１２を含む。そのウエハ自体またはウエハに固定されたキャリアフィルム（テープ）は、図示されたカバーリング１６が作用することで、レセプタクル１２にシールされることが出来る。カバーリング１６は、真空チャンバ１８を真空に引くことで、ウエハまたはキャリアフィルムに向かって積まれることができる。
液体は、この図において図示される計量装置２０によってウエハ１４に適用される。その液体はたとえば、ウエハの表面を化学的または物理的に処理することができる。その液体はウエハの表面を洗浄することもできる。
ウエハ１４から液体を取り除くため、その液体は遠心力下において外側へ遠心分離されるように、レセプタクル１２は回転できる（矢印Ｒによって示す）。その結果、その液体は、図示されたハウジング２２に集められる。
カバーリング１６の直下領域に液体が浸入することを防止するために、ウエハ１４の表面とカバーリング１６の間のシールを提供する、シーリングリング２４が設けられている。
図２および図３を用いて、ウエハ１４の表面またはウエハ１４に配置されたキャリアフィルムと、カバーリング１６との間のシールについて詳細を説明する。
ウエハ（図２および図３には示さず）は、処理能力の向上のため、キャリアフィルム３０（「テープ」とも呼ぶ）に取り付けられ、キャリアフィルムは、フレーム３２にしっかり保持される。キャリアフィルム３０は、その表面の大部分は、環状シーリングインサート３６が設けられたパッド３４に配置されている。
シーリングリング２４は、キャリア４０と、そこに取り付けられているシーリングリップ４２とからなり、ウエハ１４とカバーリング１６との間のシール、またはより詳細には、キャリアフィルム３０とウエハ１４の座面とカバーリング１６との間のシールを提供するために備えられている。
キャリア４０は、カバーリング１６に取り外し可能で、複数のねじ４４によって取り付けられている。ねじ４４のそれぞれのねじ頭部は、被膜４６によっておおわれている。これによりねじ頭部の領域に液体が残留するのを防止する。
キャリア４０は、その上部、即ちカバーリング１６に対して存在する側、にシール４８が設けられ、シールはＯリングと同様の方法で設計でき、キャリア４０とカバーリング１６間のシールを提供する。
キャリア４０は、シール４８の半径方向の内側に円周の溝５０（図４ａのように）を備え、シーリングリップ４２が取り外し可能な状態で溝に挿入されている。この目的のために、シーリングリップ４２は、その半径方向に外側に横たわるエッジの上に、ビード５２を備える。
キャリア４０は、溝５０の半径方向内側に円錐状の座面５４を備え、シーリングリップは座面に対して横たわる。シーリングリップ４２は、キャリアの溝５０から、座面５４の半径方向内側に沿って、ウエハ１４またはキャリアフィルム３０に向かって、キャリア４０の下側を超えて突出するまで延びる。
キャリア４０の下側は、シーリングインサート３６の反対側に配置され、シーリングインサート３６に対してキャリアフィルム３０を押しつけるプレスリブ５６を備え、その場所にシールが形成される。
キャリア４０は、溝５０の中でシーリングリップ４２の真下に延びた複数のチャネル６０（図３および４ａ参照）を備える。チャネル６０は、溝のように下向きにプレスリブ５６の直前に導かれる（図３参照）。
チャネル６０は、溝５０の中に、シーリングリップ４２とプレスリブ５６と間の空間で、シーリングリップ４２の下方に入る液体をそらせる（ｄｉｖｅｒｔ）ために使用される。液体は、カバーリング１６の（少なくともおおよそ）半径方向に形成される放出チャネル６２（図３参照）を通して、溝５０から放出される。
シーリングリング２４は、分離して作られたシーリングリップ４２（図４ａ参照）が、キャリア４０の溝５０と噛み合うことによって設けられている。シーリングリップ４２のビード５２は、溝５０よりも小さい直径になるように、必要な大きさにされている。シーリングリップ４２は、キャリア４０に弾性的な条件下で噛み合う（図４ｂに示された状態参照）。
次に、図４ｃに図示するシーリングリップ４２の外形は、半径方向内側の端部に維持されるように、シーリングリップ４２の半径方向内側の端で切り取られる（模式的に示された断面Ｓ参照）。この外形は、内側の端面６４が、キャリア４０の上側と下側のそれぞれに対してほぼ垂直に、または円錐状に、上部で開いて延びる特徴を持つ。
内側の端面６４の外形に関係なく、特に寸法精度の高いレベルは、キャリア４０に取り付けられた後にシーリングリップ４２を切断することで可能となる。シーリングリップ４２を生産するときに発生する公差は比較的高い。完全に搭載された状態でシーリングリップを切断することによって、生産に起因する全ての誤差を「簡単に断ち切られる」。さらに、顧客の必要条件に対応した異なるシーリングリップ４２は、適切なシーリングリップを製造するために、毎回新たな型を持つことなく、全く同一のシーリングリップから切断できる。
動作中において、カバーリング１６は、真空チャンバ１８で真空を引くことによって、ウエハまたはキャリアフィルム３０に対してして配置されている。シーリングリップ４２は、ウエハまたはキャリアフィルム３０の半径方向内側の端に適用される。シーリングリップ４２はわずかに弾性変形し、キャリアフィルム３０に要求された圧力を与える。
シーリングリップ４２の内側の端を固有に切断することで、線形接触（理論上）が形成され、結果として比較的高い接触力となる。さらに、キャリア４０の上側に垂直方向または、円錐状で上方に広がるように切断された後のシーリングリップの端壁６４は、外側に広がる円錐状に形成されるように、わずかに変形される。
シーリングリップ４２は、カバーリング１６とウエハ１４またはキャリアフィルム３０との間（キャリア４０とキャリアフィルム３０との間も同様）で最初のシールである。
カバーリング１６とウエハ１４またはキャリアフィルム３０との間の更なる接触部は、プレスリブ５６によって形成される。これは、シーリングインサート３６の領域内のキャリアフィルム３０をプレスする。シーリングインサート３６の弾力性は、プレスリブ５６の影響でキャリアフィルム３０に不必要に高いクランプ力を与えることを抑制する。
プレスリブ５６は、カバーリング１６とウエハ１４またはキャリアフィルム３０との間の２番目のシールである。
ウエハ処理装置作動中、使用済の液体がウエハ１４から取り除かれる時、レセプタクル１２は回転させられる。例えば、回転速度は最大１５００ｒｐｍで設定される。シーリングリップ４２とカバーリング１６の一部がその上部に接続されている、端面６４を通って半径方向外側へ放出されるように、ウエハまたはキャリアフィルム３０上の流体は、遠心力で外側へ流れる。その結果、液体はアウトレット６６を通り抜けて、カバーリング１６から放出できる（図２参照）。
液体が、シーリングリップ４２とキャリアフィルム３０との間の接触面で、シーリングリップ４２の半径方向の真下を通るとき、液体はシーリングリップとプレスリブ５６との間に入り込む。液体は、この空間からチャネル６０と溝５０を通って放出チャネル６２へ放出される。これは放出チャネル６２の放射状の構造によってアシストされ、回転速度が約５００ｒｐｍを超えるその場所で真空が形成される。
チャネル６０は、プレスリブ５６に残留する液体をなくすことを確実にする。その液体は長期間の接触がある場合、キャリアフィルム３０を腐食させる可能性がある。さらに、フレーム３２が配置されている領域には、いかなる液体も浸入できないように保証されている。
上述の２段階のシーリングシステムは、液体がシーリングリング２４の外側領域に侵入することを確実に防止する。最初のシーリング段階において、液体の大部分はシーリングリップ４２によってそらされる（ｄｉｖｅｒｔｅｄ）。シーリングリップ４２を通過した液体は、第２シール（プレスリブ５６）に溜まり、そこからチャネル６０によって放出される。図６で、最初のシールを通過した液体が存在する領域をわかりやすいように、網掛けで示している。
図７では、完全な真空チャンバ１８が網掛けで示されている。すなわち、カバーリング１６とレセプタクル１２との間に適正な圧力がかかる領域である。真空チャンバ１８は、レセプタクル１２の外周からプレスリブ５６までの極めて大きな表面の上に延びていることが確認できる。２段階のシーリングシステムによって、液体の真空チャンバ１８への侵入が確実に防止される。

Claims (13)

  1. ウエハ処理装置（１０）のカバーリング（１６）に取り付けるためのシーリングリング（２４）であって、環状キャリア（４０）と環状キャリア（４０）に取り外し可能で取り付けられたシーリングリップ（４２）を有し、
    前記シーリングリップ（４２）が、キャリア（４０）中の溝（５０）に取り付けられ、
    前記シーリングリップ（４２）が、溝（５０）から、キャリア（４０）の上側の一部を越え、そして円錐状座面（５４）の上を超え、その自由端がキャリア（４０）の下側を超えてはみ出るまで延びているシーリングリング（２４）。
  2. シーリングリップ（４２）は、半径方向の外側にビード（５２）を備え、前記ビードは溝（５０）に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のシーリングリング（２４）。
  3. キャリア（４０）の座面とシーリングリップ（４２）との間の空間が、チャネル（６０）の手段によって、シーリングリップ（４２）の外側のキャリア（４０）の上側のポイントまで解放されていることを特徴とする請求項１に記載のシーリングリング（２４）。
  4. キャリア（４０）は、シーリングリップ（４２）の自由端の半径方向の外側に横たわるプレスリブ（５６）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のシーリングリング（２４）。
  5. キャリア（４０）は、カバーリング（１６）に向かって配置されたシール（４８）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシーリングリング（２４）。
  6. ウエハ（１４）のためのレセプタクル（１２）と、レセプタクル（１２）に配置されたカバーリング（１６）と、その手段によりウエハ（１４）がレセプタクル（１２）にシールできる請求項１〜５のいずれか一つに記載のシーリングリング（２４）とを有するウエハ処理装置（１０）。
  7. カバーリング（１６）は、カバーリング（１６）上のシーリングリング（２４）の座面に開けられた、解放チャネル（６２）を備えることを特徴とする請求項６に記載のウエハ処理装置（１０）。
  8. キャリア（４０）は、カバーリング（１６）にねじ止めされていることを特徴とする請求項６または７に記載のウエハ処理装置（１０）。
  9. 真空チャンバ（１８）は、カバーリング（１６）と、レセプタクル（１２）と、キャリア（４０）との間でシールされることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のウエハ処理装置（１０）。
  10. 特に請求項１〜５のいずれか一つに記載の、シーリングリング（２４）の製造方法であって、
    その上側に溝（５０）と、上側から半径方向内側に向かって勾配を持つ座面が形成された環状キャリア（４０）を提供する工程と、
    ビード（５２）が設けられたシーリングリップ（４２）であって、ビード（５２）の直径は、シーリングリップ（４２）の初期状態では、溝（５０）の直径よりも小さく形成されているシーリングリップ（４２）を提供する工程と、
    シーリングリップ（４２）は座面に沿って延び、そしてその自由端はキャリア（４０）の下側を超えて延びるように、溝（５０）にシーリングリップ（４２）を取り付ける工程と、によって行われる製造方法。
  11. シーリングリップ（４２）が、キャリアに載せられた後に、所定のサイズに切られることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. キャリア（４０）から見て外方に向くシーリングリップ（４２）端面（６４）が、キャリア（４０）の上側に対して垂直または円錐状に延びるように、シーリングリップ（４２）の自由端が切られることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. シーリングリング（２４）が、請求項６にかかるウエハ処理装置に搭載されている請求項１１に記載の方法。
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