(57)【要約】本発明は、対象物、とりわけシリコンウェハー（２）を媒体（３）で処理するための装置（１）に関する。当該装置は、前記媒体（３）を収容するための容器（４）と、当該容器（４）に少なくとも部分的に配設され処理されるべき対象物を収容する回転可能な支持装置（５）と、回転駆動シャフトとを備えて構成される。前記シャフトは少なくとも１つのベアリング（１３，１４）に取り付けられ、上記支持装置（５）に接続されており、前記ベアリング（１３，１４）はシャフトに接続した第１支承部分（２２）と当該第１支承部分に隣接し超伝導材料を含有する第２支承部分（２４）とを有する。第１支承部分（２２）は磁気力によって第２支承部分（２４）から間隔をおいて保持されている。
2004507068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体（３）で対象物、とりわけシリコンウェハー（２）を処理するための装置（１；１’；１”；１’’’；１’’’’）にして、
ａ）媒体（３）の収容のための容器（４；４”；４’’’；４’’’’）と；
ｂ）当該容器（４；４”；４’’’；４’’’’）内に少なくとも部分的に配設され処理対象物の収容に供される回転可能なキャリア装置（５；５”；５’’’；５’’’’）と；
ｃ）少なくとも１つのベアリング（１３，１４；１３”；１３’’’，１４’’’；１３’’’’，１４’’’’）に延在し上記キャリア装置（５；５”；５’’’；５’’’’）につながった回転駆動可能なシャフトと
を備えて構成され、
ｄ）上記少なくとも１つのベアリング（１３，１４；１３”；１３’’’，１４’’’；１３’’’’，１４’’’’）が
ｉ）上記シャフトにつながった第１支承部材（２２；２２”；２２’’’）と；
ｉｉ）当該第１支承部材（２２；２２”；２２’’’）に近接し超伝導材料を含有する第２支承部材（２４；２４”；２４’’’；２４’’’’）と
を有し、
ｉｉｉ）第１支承部材（２２；２２”；２２’’’）が磁力によって第２支承部材（２４；２４”；２４’’’；２４’’’’）から間隔をおいて保持されているような装置。
【請求項２】
上記第２支承部材（２４）が超伝導材料の支承シェル（２８）を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
上記第１支承部材（２２）がリング状永久磁石（２５）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
夫々隣接するリング磁石（２５）が反対の磁極を有することを特徴とする請求項３に記載の装置（１）。
【請求項５】
第２支承部材（２４”）が超伝導材料の平らな支承円板（５３）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置（１”）。
【請求項６】
第１支承部材（２２”）が、互いに同心に配設されたリング状永久磁石（２５”）を備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置（１”）。
【請求項７】
駆動ユニット（１５；１５’；１５’’’；１５’’’’）がシャフトの作動のために備えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１；１’；１”；１’’’；１’’’’）。
【請求項８】
上記駆動ユニット（１５；１５”；１５’’’’）が、シャフトを少なくとも部分的に取り巻くコイルコア（４１）を備えて構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置（１；１”；１’’’；１’’’’）。
【請求項９】
上記駆動ユニット（１５’）が、シャフトにつながったヒステリシス円板（４８）と、シャフトの作動のためヒステリシス円板（４８）と相互作用する磁場の発生のための固定コイルユニットとを有することを特徴とする請求項７に記載の装置（１’）。
【請求項１０】
第１支承部材（２２；２２”；２２’’’）及び／又は第２支承部材（２４；２４”；２４’’’；２４’’’’）及び／又は容器（４；４”；４’’’；４’’’’）及び／又はシャフトが媒体（３）に対して耐性のある皮膜（１６，２７，３５；５２；２７”；３５”）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（１；１’；１”；１’’’；１’’’’）。
【請求項１１】
第１支承部材（２２；２２”；２２’’’）が第２支承部材（２４；２４”；２４’’’；２４’’’’）から取り外し可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置（１；１’；１”；１’’’；１’’’’）。
【請求項１２】
シャフトと水平線が、０°≦α≦９０°、とりわけ５°≦α≦３０°で特別有利にはα≒１５°が当てはまる自由に選択可能な角度αをつくることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置（１；１’；１”；１’’’；１’’’’）。
【請求項１３】
対象物、とりわけシリコンウェハー（２）を処理するための装置（１’’’’’）にして、
ａ）容器（４’’’’’）内に少なくとも部分的に配設され処理対象物収容用の回転可能なキャリア装置（５’’’’’）と；
ｂ）少なくとも１つのベアリング（１３’’’’，１４’’’’）に取り付けられ上記キャリア装置（５’’’’’）に連結した回転駆動可能なシャフトと
を備えて構成され、
ｃ）上記少なくとも１つのベアリング（１３’’’’，１４’’’’）が
ｉ）上記シャフトにつながった第１支承部材（２２）と；
ｉｉ）当該第１支承部材（２２）に割り当てられ超伝導材料を含有する第２支承部材（２４’’’’）と
を有し、
ｉｉｉ）第１支承部材（２２）が磁力によって第２支承部材（２４’’’’）から間隔をおいて保持されている
ような装置（１’’’’’）。
【請求項１４】
上記シャフトが実質的に垂直で、キャリア装置（５’’’’’）が実質的に水平な支持円板（１８’’’’’）を備えて構成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置（１’’’’’）。
【請求項１５】
上記支持円板（１８’’’’’）が処理対象物のための支持体として供されることを特徴とする請求項１４に記載の装置（１’’’’’）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物、特にシリコンウェハーを処理するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造が非常に増大することは、個々のプロセス操作の開発・展開での絶え間ないチャレンジであった。この開発・展開はメモリチップの容量から明らかとなり、２５年前に１２μｍの範囲で得られたライン幅は、今日構想される０．１８μｍ技術に基づき、ほぼ係数１０まで小型化された。小型化によって与えられた要求の結果として、半導体技術に用いられる装置の基準は非常に高い。
【０００３】
大きくなった数値装置、減少した光波長さ及び改善されたワニス技術によって遂行されたリトグラフ製作プロセスで、クリーニング、エッチング及び乾燥の予備プロセスは基本的な技術改善を著しく僅かしか受けていない。理由は、強く分かれた湿式の化学処理又はガス処理のとても保守的なステップである。
【０００４】
クリーニング、彫刻及び乾燥はこれまで基本的な技術ステップであった。これは、音響刺激された液体又はガスに載せられた液体における直接的又は間接的クリーニングを伴う化学浴での浸漬の方法によってなされる。シリコンウェハーでの汚染とマイクロメートル以下サイズの粒子からのエッチングとクリーンングの予備プロセスは、欠陥のある範囲が更に加工され最終的に機能コンポーネントの産出において増大的な減少となるので、非常に不安定である。
【０００５】
実際問題として、集積回路の製造における産出損失の５０％以上がシリコンウェハーでのミクロの汚染のためである。これは、予備プロセスにおけるウェハー処理が基本的に半導体回路の容量、製作の生産性及びコンポーネントの複製性と信頼性に影響することを意味する。
【０００６】
シリコン表面との相互作用のプロセスのために、２つのタイプのウェハー処理に区別される：湿式の化学エッチングと湿式の化学クリーニングである。両プロセスが原材料としてのウェハーの製造並びにチップ製造機による更なる加工処理において用いられる。
【０００７】
従来、湿式の化学処理が浸漬浴又は化学噴射プラントにおいてなされ、化学純度並びにポリテトラフルオロエチレン（＝ＰＴＦＥ）やポリビニリデンフルオリド（＝ＰＶＤＦ）のような使用材料の純度と抵抗に関して最高の要求がされ、粒子の完全な回避は最高の純度を有する。
【０００８】
浸漬技術において、幾つかのウェハーのパッケージは化学剤及びリンス剤を含有する浴内に垂直に漬けられる。循環ポンプが下から上へ向いた流れを生じるのに供される。
【０００９】
彫刻プロセスの間、できるだけ規則的に彫刻一様性がウェハー表面上に得られるべきである。磨耗粒子が求められた作動においてコンポーネントを形成することになるという事実のため、これまでシリコンウェハーを回転することを断念するという妥協があった。一方では半導体技術の多くのプロセスにおいて、可動部分の磨耗の問題は、特に経時的なものとして、広い分野の予備プロセスが回転を断念するほど非常に重要なものであった。
【００１０】
ウェハー表面品質に関する要求は、更なる最小化の各ステップと共に、あるいは製作の際の新しい機械器具の使用と共に次第に大きくなる。過冷された若しくは凍ったガス結晶（「スノー」）で表面に衝撃を与えることのように表面上の物理的現象の新規な方法は、所望の純度を生み出す傾向にある。引き続いてのイオン除去水でのリンスプロセスはなお標準クリーニングステップの中で目立っている。
【００１１】
非常に特定の超音波技術が、気泡の生成と破裂の間に制御されたキャビテーション機構を介した特に０．１８〜０．２５μｍの超微細構造における液体（あるいは流動体）浄化の効率を更に改善するために用いられる。
【００１２】
湿式化学プロセスがすぐに乾式プロセスによって置きかえられることについて繰り返された議論に代わって、湿式化学作用がかなりしばらくの間、ウェハー処理の予備プロセスにおけるキー的な役割をおそらく保持するだろう。
【００１３】
これまで用いられた技術において、シリコンウェハーを回転する要望があったが、これまでは粒子が決定的には重要でないプロセス（スピンエッチング、スピン乾燥）においてのみ実行に移されただけである。シリコンウェハーがプラスチックバスケット、所謂ウェハーキャリアに挿入されるように技術的にデザインされる。歯車又は駆動体プレートが向かい合わせの外側の一方において軸方向に取り付けられている。容器内へのバスケットの挿入に関して、作動ユニットは歯車に係合し、浴内でバスケットを回転する。速度は毎分１〜６０で低く維持される。
【００１４】
バスケットはケージで置き換えることもでき、シリコンウェハーは３本又は４本の細長い隙間のあるロッドに保持される。当該ロッドは変速機によって個々に又はまとめて回転され得、ウェハーも共に回転させる。ロッドにウェハーを取り付けることは陰影を減らす利点を有する。
【００１５】
様々な処理ステップにおいてシリコンウェハーのためにこれまで用いられた全ての回転装置で、使用された部品、歯車、平らな支承部及びローラベアリングの強い粒子摩耗がある。これらの理由のため、半導体製造機は通常、重要な分野においてウェハーを回転することを、たとえこれが処理プロセスの均質性における損失を意味したとしても、回避している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、高い純度を伴って対象物の均一な処理が確実になるような、対象物処理装置を具現化することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１と１３の特徴構成によって解決される。本発明の骨子は、回転駆動可能なキャリア装置を超伝導磁気支承部に非接触で収容する点にある。それ故に得られる利点は非常に多い。支承位置は自己安定的（自立的）である。とりわけ高速の場合に摩擦損失は非常に小さい。支承部の制御系は超伝導体の冷却と離れて必要ではなく、これは信頼性を増大する。シャフトと固定支承部材は互いに真空にシールされていてもよく、これは潜在的に高い攻撃性を有した媒体（液体など流動体）が固定支承部材に入り込むのを防ぐ。支承装置は特別な制御を必要とすることなく望ましくない振動の減衰について特定の特性を呈する。支承部（ベアリング）は不均衡に対し殆ど影響されない。これはメンテナンスフリーであり、高耐久性をもたらす。
【００１８】
請求項２に係る装置の利点は、シャフトが簡単に第２の固定支承部材から取り外され、取り替えられ得る点にある。
本発明の更に有利な実施態様は従属請求項から明らかとなろう。
【００１９】
本発明の付加的な特徴と利点は、図面に関連した６つの例示的な実施態様の記載から明らかとなろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１〜４に関連して以下に記載する。装置１は、媒体３で対象物、とりわけシリコンウェハー２を湿式で化学的ガス処理するのに適する。当該装置１は、媒体３で充填された若しくは充填されるようになっている容器４を備えて構成されている。当該容器内にシリコンウェハー２の収容のため、キャリア装置５が配設されている。当該キャリア装置５は容器４の前端６，７について２つの支承ブロックに留められている。このために、シャフトを形成するように組み合わされるシャフトバット（太端）１１とシャフト駆動バット１２が、実質的に水平な回転軸線１０と同心に、キャリア装置５の相対する側に備えられる。シャフトバット１１とシャフト駆動バット１２は、支承ブロック８，９に備えられたベアリング１３，１４に磁気的に支持される。更に駆動ユニット１５がシャフトの回転作動のために支承ブロック９に備えられている。
【００２１】
容器４は、シリコンウェハーの処理のためのよく知られている容器に対応しており、高腐食耐性のプラスチック材料からできている。容器４は液体処理用ボウルとして、あるいはガス乃至スプレー処理のためのシャンバーとして形成されてもよい。付加的に容器４は、その内部に耐酸性の皮膜（コーティング）１６、可能であれば学的に不活性な材料、特にＰＴＦＥ又はＰＶＤＦでなる皮膜を備える。処理ジョブに応じてシリコンウェハーが受ける予定の種々の液状若しくはガス状の物質が媒体３として用いられる。
【００２２】
キャリア装置５は、互いに平行で正面に向かって回転軸線１０に同心の支持円板１７，１８を有する。これら支持円板はそれらの周囲に沿って、回転軸線１０に平行に延びる支持ロッド１９を介して、相互に連結されている。支持ロッド１９は、シリコンウェハー２が係合し保持されるスロット２０を有する。
【００２３】
少なくとも３本の支持ロッド１９が備えられる。しかしながら、追加的な支持ロッド１９が備えられてもよい。１本又は何本かの支持ロッド１９は、キャリア装置５がシリコンウェハー２を備え付けるために取り除かれてもよい。キャリア装置５に固定されたシリコンウェハー２は互いに平行に且つ回転軸線１０に同軸に配設される。これは、媒体３内での回転軸線１０回りのキャリア装置５の回転に関してシリコンウェハー２の表面がきずや不均一性を生み出すことなく可能な限り一様に媒体３にさらされることを確実にするのに役立つ。冒頭に特に記載したような他の公知のキャリア装置を利用してもよい。支承ブロック８，９は機械床２１上に支持されている。実質的に等しいベアリング１３，１４は、回転軸線１０に同心にシャフトバット１１又はシャフト駆動バット１２に備えられた第１支承部材２２を有する。ベアリングクリアランス２３だけ互いに分かれた第２支承部材２４が支承ブロック８，９に備えられ、第１支承部材２２を部分的に、特に５０％だけ取り囲む。典型的にはベアリングクリアランス２３は０．５〜１０ｍｍの幅を有する。
【００２４】
第１支承部材２２は、回転軸線１０に沿って隣り合うリング状永久磁石２５を備えて構成され、シャフト駆動バット１２を同心に取り囲み、これにつながっている。隣接したリング磁石２５は、引き寄せる（反対極）磁力又は反発する（同極）磁力又はこれらの組み合わせを有し、その結果、順番に並べられた例えばＳ，Ｎ；Ｎ，Ｓ；Ｓ，Ｎ；Ｎ，Ｓ；．．．が回転軸線１０に沿って生じる（Ｎは磁石の北極を、Ｓは磁石の南極を表す）。リング磁石２５はＳｍＣｏ，Ｓｍ２Ｃｏ１７若しくはＮｄＦｅＢからなり、最高のエネルギー密度と１．４テスラの残磁性を達成する。しかしながら、永久磁石として重要な磁束（磁場）を有する他の材料を用いてもよい。大きな透磁率の環状円板２６がリング磁石２５の間に備えられ、その結果、ベアリングクリアランス２３における磁束が回転軸線１０に対して実質的に垂直に延在する。典型的には環状円板２６は１〜２ｍｍの厚みを有する。ベアリングクリアランス２３における媒体３に対する保護のために、第１支承部材２２は容器被覆１６と同じ材料の保護皮膜２７を備える。したがってリング磁石２５、環状円板２６並びにバット１１，１２は媒体３に接触しない。
【００２５】
第２支承部材２４各々は、超伝導材料の上方に開いた支承シェル２８を有する。当該支承シェルは回転軸線１０に平行で、超伝導性条件の維持のために冷却ジャケット２８ａによって取り囲まれている。冷却ジャケット２８ａは熱除去導管３０を介して冷却装置２９と連結されている。超伝導材料は、組成ＲｅＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（Ｒｅ＝Ｓｍ，Ｎｄ，Ｙ）の溶融成形高温超伝導体である。溶融成形高温超伝導体の製作はＷｅｒｆｅｌ， Ｆｌｏｅｇｅｌ−Ｄｅｌｏｒ， Ｗｉｐｐｉｃｈの「ＹｂａＣｕＯ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｍｅｌｔ Ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ａ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｇｒａｄｉａｎｔ」Ｉｎｓｔ． Ｐｈｙｓ． Ｃｏｎｆ．、シリーズ番号１５８、８２１頁から、１９９７に記載されており、参照される。臨界電流密度は３０ｋＡ／ｃｍ２より大きい。粒子サイズと粒子境界は材料に特別なヒステリシス（履歴現象）と減衰特性を生じる。高温超伝導材料は、放射状に同様な組織と９２°ケルビン（−１８１℃に対応する）までの超伝導温度の結晶を有し、その結果、超伝導材料はまた液体窒素によって超伝導温度よりも低く維持され得る。他の超伝導材料も考えることができる。
【００２６】
冷却装置２９は、スターリングの原理（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）で作動する閉鎖低温装置を有する。ギフォード・マクマホン（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ）又はパルスチューブ法にしたがって動く冷却機械を備えることも可能である。熱除去導管３０と冷却ジャケット２８ａは優れた導熱性の材料、特に銅からなっている。中間空間３１によって分けられ、支承シェル２８、冷却ジャケット２８ａ及び熱除去導管３０は、支承ブロック８，９に埋め込まれた中間ケース３２によって包まれる。周囲に対する支承シェル２８の絶縁を増すために中間空間３１は排気される。中間空間３１内の残留ガス圧は１０−２パスカル以下である。残留ガス分子の吸収のために、活性炭室３３が冷却ジャケット２８ａに備えられ、冷却に関しガス分子の吸着によって真空の質が高まる。第２支承部材２４と特に支承シェル２８はＵ形状の横断面を有し、第１支承部材２２を収容する窪み３４を備える。少なくとも窪み３４の近くで、中間ケース３２は保護皮膜２７と同じ材料の保護皮膜３５を有する。保護皮膜３５と支承シェル２８の間に形成される真空ギャップ３６並びにベアリングクリアランス２３の形状の厳密な維持のために、中間空間３１の構成部分、中間ケース３２のこの範囲はガラス繊維補強乃至カーボン繊維補強されたプラスチック材料の支持層３７を備える。この配置は、絶縁を数ミリメートルの長さにわたってベアリングクリアランスの近くで２５０°ケルビン以上の熱勾配のために保つすることが可能で、その結果、一方で超伝導性支承シェル２８が超伝導温度より下に維持され、他方で媒体３がベアリングクリアランス２３において凍らない。
【００２７】
ベアリング１４の近傍に配設された駆動ユニット１５は、ステータブロック３８に配されたステータ３９並びにシャフト駆動バット１２と一体のロータ４０を備えて構成される。ステータ３９は、横断面が扇状で上方に開いたコイルコア４１を有する。このコイルコア４１と一体に形成されたコイルピン４２が回転軸線１０に対し半径方向内側に突き出ている。接続部４４を備えた駆動コイル４３がピン４２に巻き付けられ、駆動コイル４３によって生じる磁場が回転軸線１０の実質的に半径方向に延在する。接続部４４は通例のように電流供給／制御系に連結される。ロータ４０はバット１２を同心に取り囲むロータジャケット４５を有する。このロータジャケットに、周囲に沿って一連の極、Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，．．．が生じるように、交互極の棒状永久磁石４６が挿入される。棒状永久磁石４６によって生じた磁場は、回転軸線１０の実質的に半径方向に延在する。棒状磁石４６のために選択される材料は、リング磁石２５のために選択されるものと同じであってよい。ロータ４０は短絡アーマチュア（接片）を有していてもよい。隣接する駆動コイル４３を電気的に作動することは年代順のように、あるいは駆動コイル４３によって生じた磁場が回転方向４７でロータ４０を押し戻し（反発し）同時に回転方向４７で続く駆動コイル４３によって生じた磁場がロータ４０を引き付けるように、なされる。このようにしてトルクがロータ４０に伝えられる。この原理は通常のロータリ電流モータから公知である。代替的に、シャフト駆動バット１２が上方に持ち上げられ得るよう片側に開いた駆動コイルの特別な特性を有する他のロータリ電流作動体を用いてもよい。
【００２８】
操作中の装置１の作用モード、特にベアリング１３，１４の機能モードを以下に記載する。はじめに、キャリア装置５並びにシャフトバット１１とシャフト駆動バット１２によって形成されるユニットが、容器４と第２支承部材２４の外側のロボットアーム（図示せず）によって保持されている。この位置において、キャリア装置５は、１本又は何本かのロッド１９を取り除き、シリコンウェハー２を挿入し、そして支持ロッド１９の再挿入によって拘束されることによって、シリコンウェハー２を装着される。そしてキャリア装置５、シャフトバット１１及びシャフト駆動バット１２からなるユニットは、ロボットアームによって図２に示された位置へ上げられ、所謂クエンチイン（消滅、ｑｕｅｎｃｈ−ｉｎ）位置に機械的に保持される。そして支承シェル２８が超伝導材料の超伝導温度より低い温度に冷却される。その後、キャリア装置５がロボットアームによって解放され、第２支承部材２４にてベアリングクリアランス２３を介して分離して「浮遊する」。これは、外部磁場の影響下で特性電流が超伝導支承シェル２８に発生し、正確に逆の磁束を生じることにある磁気的相互作用の結果である。生じた電流は連続的に且つ実質的に抵抗なく流れ、それ自体、リング磁石２５の磁場に反発する反対の磁場を生じ、系は実質的にパワーなしに働く。このようにして、第１支承部材２２と第２支承部材２４は互いに反発する。位置の変更は遡及する磁力を生じる。回転軸線１０に沿って幾つかのリング磁石２５を配置することによって、回転軸線１０の軸方向並びに半径方向にシャフトの取り付けに剛性が与えられる。ベアリング１３，１４はそれぞれ８０Ｎ／ｍｍ以上、とりわけ２００Ｎ／ｍｍ以上の軸方向及び半径方向の剛性を有する。超伝導体に磁束をすえること、所謂ピニング効果（ｐｉｎｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）によって、軸方向又は半径方向での変位（移動）が、第１支承部材２２を初期位置へ戻す方への傾向（キーロック原理と言われる）を備えた反力を生じる。これは第２支承部材２４に対する第１支承部材２２の自動センタリングと高い支承剛性を説明する。ベアリング１３，１４は０．１Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数範囲でシャフトの振動を吸収する。取り付けタイプによって毎分１００００までの速度が可能である。取り付けられたユニットの重量は２０ｋｇか、それ以上であってもよい。取り付けの非接触状態のため、ベアリング１３，１４は磨耗しない。ベアリング１３，１４は、例えばリング磁石２５の放射状磁化における磁束の小さな変化が超伝導材料において渦状グリッド（ｖｏｒｔｅｘ ｇｒｉｄ）の動きと渦電流を生じるので、固有の減衰特性を有する。生じるエネルギーは超伝導体で解放され、シャフトの振動を吸収する。ベアリング１３，１４は受動的に、即ち、電子制御なしに機能し、それ故に信頼でき、メンテナンス無用である。キャリア装置５とバット１１，１２のユニットを取り除く別の方法では、当該ユニットがロボットアームによって把持された後に、支承シェル２８の冷却装置２９が短時間不活性化する。支承シェル２８の温度は超伝導温度の近くまで上昇する。これは、処理されたシリコンウェハー２のため第２支承部材２４から容易に持ち上げられ得るユニットが影響���れる浮遊条件なしに、磁力の減少を伴う。特別な扱い易さは、支承部材２４からキャリア装置５を簡単に取り除け、再挿入できる点にある。ベアリングの範囲において何らの制御機能も必要ない。
【００２９】
ベアリング１３，１４の摩擦のない非接触操作のため、通常はベアリングの摩滅で見出され得る媒体３中の粒子の数が著しく減少し、シリコンウェハー２の品質に影響する。結果として、シリコンウェハー２の回転処理がもたらされ得、シリコンウェハー２の表面上で起こる液相プロセス、固相プロセス又は気相プロセスの高い均質性が達成され有利である。シリコンウェハー２の回転の他の利点は、そうでなければ液体乃至ガスがこの表面スポットで作用できず割れが生じることとなるような気泡が接着部から表面で回避されるという事実にある。
【００３０】
本発明の第２実施形態を図５に関連して以下に記載する。等しいパーツには第１実施形態と同じ参照番号を付し、等しい機能の異なるパーツにはプライム符号（’）を備えた同じ参照番号を付す。残りに関しては第１実施形態の記載が参照される。第２実施形態は、駆動ユニット１５’のデザインによってのみ第１実施形態と異なる。シャフト駆動バット１２’の（図５における）右端に、明瞭なヒステリシス曲線（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｕｒｖｅ）を備えた材料のヒステリシス円板４８が回転軸線１０に対し垂直に備えられている。この近くに、回転軸線１０に同心で機械床２１に支持体４９を介して支持されたコイルリング５０の形状をした回転電流巻き線を備えたコイルユニットが備えられている。コイルリング５０はコア５１を有し、当該コア５１に沿って規則的に間隔をおいた種々の位置でコア回りに巻かれた駆動コイル４３’がある。媒体３に対する保護のために、コア５１と駆動コイル４３’は、保護皮膜２７と同じ材料の保護皮膜５２を備える。同じことがバット１２’と円板４８に当てはまる。そのような作動の操作モードはよく知られている。ヒステリシス鉄の磁気反転に関して、相移動が励起した磁場強度と磁気誘導の間で起こり、これはヒステリシスループの幾何学的形状と連結され、更に交互励起の規模に依存する。図５にしたがうヒステリシス駆動はこの原理を用いる。ヒステリシス円板４８はソリッドな円板であり、容易に容器に入れることができる。ヒステリシス円板４８をパイプとして具現化することも考えられ得る。始動中、ヒステリシス駆動は非同期モータのように動き；公称速度に達するや同期実行（ラン）が結果として生じる。この作動の利点はとりわけ、棒状磁石４６が必要とされず、同期作動が確立され得る点にある。
【００３１】
以下に、本発明の第３実施形態を図６に関連して以下に記載する。等しいパーツには第１実施形態と同じ参照番号を付し、等しい機能の異なるパーツにはダブルプライム符号（”）を備えた同じ参照番号を付す。その他の点では第１実施形態の記載が参照される。第１実施形態との第３実施形態の主要な相違点は、回転軸線１０が水平ではなく、垂直であることである。支承ブロック８”に、第１実施形態の支承部材２４と同じようにデザインされた第２支承部材２４”が備えられている。唯一の相違点は、超伝導材料の支承円板５３が支承シェル２８の代わりに備えられていることである。この円板５３の上方に、キャリア装置５”が垂直回転軸線１０で配された容器４”が備えられる。相互に同心で且つ回転軸線に平行な複数のリング磁石２５”を有した第１支承部材２２”がキャリア装置５”の（図６における）下端に備えられる。２つ以上の同心リング磁石２５”が備えられ得る。隣接するリング磁石２５”の磁性は互い違いである。あまり優れていない透磁性の補助環状円板２６”がリング磁石２５”の間に配設されてもよい。ベアリング１３”は軸方向支承剛性と半径方向支承剛性を有する。第２実施形態で記載したような駆動ユニット１５’がキャリア装置５”の上端にその作動のために備えられる（図６に図示せず）。容器４”からキャリア装置５”を取り外すために、コイルリング５０が回転軸線１０に交差するようにピボット状におかれ、キャリア装置５”が容器４”から上方へ持ち上げ可能である。
【００３２】
シャフトバット１１”を長くして、例えば第１実施形態と異なる駆動ユニットを設けることも可能である。それ故、キャリア装置５”は上方に開かれたままで、例えば２つのシェルの分かれたキャリアケージの正面充填を可能とする。シェルはシリコンウェハー２をそこに挿入したスロット付き軸方向ロッドを有する。２つのシェルは相互に押圧され、軸方向で上方からキャリア装置５’におかれ、軸方向ガイドに固定される。
【００３３】
当然ながら、第１実施形態のベアリング１３，１４と第３実施形態のベアリング１３”が組み合わされてもよい。このようにして、半径方向及び軸方向における支承剛性を増すことができ、回転軸線が水平線に対して０°〜９０°の間の範囲の角度を、即ち、水平配置と垂直配置の間の如何なる位置もとることができる。以下に、本発明の第４実施形態を図７に関連して以下に記載する。等しいパーツには第１実施形態と同じ参照番号を付して、参照される。等しい機能で異なる構成のパーツにはトリプルプライム符号（’’’）を備えた同じ参照番号を付す。装置１’’’は支承ブロック９’’’を備えてなり、そこで円筒支承部材２４’’’と円筒駆動ユニット１５’’’が回転軸線１０’’’と同心に備えられ、盲孔の形状をした円筒支承隙間５４を取り巻く。シャフト駆動バット１２’’’がこの隙間５４の中央に配設されている。回転軸線１０’’’が水平線に対して角度α（０°＜α＜９０°、特に５°＜α＜３０°、とりわけ有利にはα＝１５°が該当する）だけ傾いている。キャリア装置５’’’は、外側から回転軸線１０’’’に平行に挿入可能でシリコンウェハー２を収容する補助積載バスケット６０を備えてなっている。バスケット６０はキャリア装置５’’’にその一端で挿入可能であり、また取り外し可能である。キャリア装置５’’’は回転軸線１０’’’と同心に配設され、シャフト駆動バット１２’’’に接続されている。シャフト駆動バット１２’’’から離れたキャリア装置５’’’の端部で周囲に支承部材２２”が配設されている。当該部材は周囲に沿って互いに隣接する放射状に向いた永久磁石５５を有する。支承部材２４’’’を備えた支承ブロック８’’’が図７において支承部材２２’’’の下に備えられる。支承部材２４’’’は扇形状を有し、支承部材２２’’’を部分的に囲む。ベアリング１３’’’を用いてキャリア装置５’’’が鉛直方向に支持され、これに交差するように安定化する。容器４’’’は、ヒンジ部５６を介して支承ブロック８’’’につながった垂直側壁５７と、ヒンジ部５８を介して支承ブロック９’’’の上端につながった側壁５９とを有する。側壁５７と５９は外方に旋回可能である。
【００３４】
以下に装置１’’’の操作を詳細に記載する。キャリア装置５’’’を挿入するために、側壁５７と５９が回転して開き、支承隙間５４にアクセスすることができる。水平線に対して僅かに傾斜して、シャフト駆動バット１２’’’が支承隙間５４に挿入される。そして超伝導性の支承部材２４’’’が超伝導性になるまで冷却される。上記した機構のため、キャリア装置５’’’が摩擦なしに取り付けられる。キャリア装置５’’’の支持のため、ベアリング１３’’’の支承部材２４’’’も超伝導温度より低く冷却される。この配置の利点は、キャリア装置５’’’を正面（前面）で装填することができることにある。バスケット６０を含むキャリア装置５’’’全体を回転軸線１０’’’に沿って装置１から取り外すことができ、徹底的なクリーニングを行える。
【００３５】
以下に、第５実施形態を図８に関連して以下に記載する。等しいパーツには第１実施形態と同じ参照番号を付して、参照される。異なる構成であるが等しい機能のパーツにはフォープライムマーク（’’’’）を備えた同じ参照番号を付す。装置１との装置１’’’’の本質的な違いは、キャリア装置５’’’’が軸方向両端でなく一方の側にのみ取り付けられている点である。このためにベアリング１３’’’’、駆動ユニット１５’’’’及びベアリング１４’’’’が支承ブロック９’’’’におけるキャリア装置５’’’’の近くに備えられている。第２支承部材２４’’’’並びにステータ３９’’’’がシャフト駆動バット１２’’’’を円筒状に取り巻いている。容器４は、旋回可能に且つヒンジ部５６’’’’によってこれに連結した垂直側壁５７’’’’を有する。回転軸線１０’’’’は水平線に対して約１５°の角度αだけ傾斜している。
【００３６】
装置１’’’’の操作に関して、シリコンウェハー２を装填されたキャリア装置５’’’’は容器４’’’’内で回転軸線１０’’’’回りに回転するようになっている。この実施形態の利点は、シリコンウェハーを回転軸線１０’’’’に沿って取り除くことができる点にある。更にキャリア装置５’’’’とシャフト駆動バット１２’’’’のユニットもクリーニング又は修理の目的で回転軸線１０’’’’に沿って取り除くことができる。第４実施形態のベアリング１３’’’’によってのような分かれた支持部の必要がない。
【００３７】
以下に、第６実施形態を図９に関連して以下に記載する。等しいパーツには図８に示された第５実施形態と同じ参照番号を付して、参照される。異なる構成で等しい機能のパーツにはファイブプライムマーク（’’’’’）を備えた同じ参照番号を付す。ベアリング部材２４’’’’並びに駆動ユニット１５’’’’の構造は第５実施形態に係る構造に対応する。同じことが、プラスチック材料の耐性柱体ジャケット６１によってロータ４０がすっぽり包まれたことを除いてロータ４０の構造に当てはまる。第５実施形態と全く異なって、ロータ４０の配置は回転軸線１０’’’’’が垂直であるように選択される。その下端で、支承ブロック９’’’’’は、ジャケット６１と支承部材２４’’’’及び駆動ユニット１５’’’’の間の環状空間に接続したドレン出口６２を有する。ロータ４０と接続した支持円板１８’’’’’は実質的に水平で、その上側はシリコンウェハー２のための支持に供される。コバー６３として設計された容器４’’’’’がシリコンウェハー２の上方で側方に配設される。容器４’’’’’なしで装置１’’’’’を操作することができる。供給導管６４がカバー６３の中央に配設され、カバー６３によって画定された空間にノズル６５を有する。シリコンウェハー２の下方で側方に、カバー６３は排出導管６７を備えたエッジ６６を有する。
【００３８】
第６実施形態に係る装置１’’’’’の操作のモードを以下に記載する。第５実施形態でのように、支持円板１８’’’’’が摩擦のない回転作動のために取り付けられている。シリコンウェハー２への感光レジストの適用のために、滴状の感光レジストが回転するシリコンウェハー２上の中央にノズル５によって施与される。遠心力のため、感光レジストはシリコンウェハー２の表面上で薄く均質な層に急速に広がる。余剰のレジストは排出導管６７とドレイン出口６２を通って排出される。装置１’’’’’は更に前述の実施形態の例で詳述したエッチングプロセス及びクリーニングプロセスに用いてもよい。更にシリコンウェハー２は乾くまで装置１’’’’’内で遠心力を作用させることができる。
【００３９】
更に装置１は割れや傷のためシリコンウェハー２の結晶表面構造の点検に用いてもよい。ロータ４０の取り付け方は、シリコンウェハー２が最初に記載したように非常に早い速度へ非常に急速に加速させられることができる。シリコンウェハー２の結晶表面構造における裂け目やひび、その他の傷が相応して高い遠心力で成長し、容易に決定することができる。場合によってはそれらの傷はウェハー２の砕けにまで至る。その結果、装置１’’’’’はまた処理媒体３の使用なしに品質制御に用いてもよい。この種の品質制御も、第１から第５の実施形態に係る装置で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態での本発明の模式的な斜視図である。
【図２】第１実施形態での本発明の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に関する断面図である。
【図５】第２実施形態での本発明の部分図である。
【図６】第３実施形態での本発明の部分的な横断面図である。
【図７】第４実施形態での本発明の横断面図である。
【図８】第５実施形態での本発明の横断面図である。
【図９】第６実施形態での本発明の横断面図である。
【符号の説明】
２　シリコンウェハー
３　媒体
４　容器（コンテナ）
１３，１４　ベアリング
２２　第１支承部材
２４　第２支承部材
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004507068.tif 000040
【国際調査報告】
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2004507068.tif 000042
2004507068.tif 000043
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