CN207381372U - 自旋式冲洗干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及自旋式冲洗干燥装置，该自旋式冲洗干燥装置包括：基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板；上部护环，其配置于基板放置部的侧面外周；气流缓和部，其在上部护环形成，使随着基板放置部的旋转而从基板放置部下部向上部流动的上升气流缓和，借助于此，可以获得降低因基板放置部旋转而导致的上升气流，防止基板二次污染的有利效果。

Description

自旋式冲洗干燥装置
技术领域
本实用新型涉及自旋式冲洗干燥装置，更具体而言，涉及一种能够防止基板清洗干燥时非正常的流体流动导致的基板二次污染的自旋式冲洗干燥装置。
背景技术
化学机械式研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工序是以向制作具备研磨层的半导体所需的晶片与研磨盘之间供应了浆料的状态进行相对旋转，从而使晶片的表面平坦化的工序。
化学机械式研磨系统可以由多个研磨站、清洗站、冲洗干燥站构成，所述研磨站以化学机械方式研磨晶片等基板，所述清洗站清洗在研磨工序之后附着于晶片表面的研磨颗粒及浆料，冲洗干燥站使清洗站清洗的晶片冲洗干燥。
其中，清洗工序可以分成两个步骤执行，在第一清洗站，喷射氨液并擦拭，进行第一次清洗，在第二清洗站，喷射氢氟酸溶液并擦拭，进行第二次清洗，借助于此，去除附着于晶片的表面的研磨颗粒和浆料。而且，在冲洗干燥站，可以冲洗去除氨液等药液后使晶片干燥。
图1是图示现有化学机械式研磨系统的自旋式冲洗干燥装置的构成的图。如图1所示，干燥站中的晶片自旋式冲洗干燥装置1具备晶片放置部20，所述晶片放置部20在外周用罩10包围的空间内把持晶片W，以旋转轴21为中心，借助于电动机而自旋旋转；所述晶片自旋式冲洗干燥装置1安装有冲洗水供应器50，喷射冲洗水(desalted water)或纯水(deionized water)55，冲洗排出沾于晶片W表面的药液，在高速旋转的同时，利用离心力使沾于晶片W表面的冲洗水排出并干燥。
另外，如果空气从气体供应部30流入外壳5的内部，则借助于以具有截面积小于上端44的下端42的方式而形成的流动引导部40，空气加速并排出到外壳5的内部，从而在外壳5的内部可以形成向下方的气体流场，由此可以防止从晶片W表面向周边飞溅的液滴在外壳5内浮游。
但是，如图2所示，如果晶片放置部20在罩10的内侧自旋旋转，那么，在晶片放置部20的外周，沿圆周方向旋转的旋转气流(沿罩的内面回旋的气流)以比周边更高的流速流动，同时发生从晶片放置部20的下侧向上侧流动的上升气流。借助于这种上升气流，晶片放置部20下侧的颗粒向上侧方向移动，从晶片W飞散的液滴无法流出到晶片放置部20与罩10之间空间，而是浮游于上侧，重新附着于晶片W的表面，存在发生晶片二次污染的问题。
特别是包含灰尘等杂质的液滴上升后落到晶片W的表面时，会发生在晶片W上生成水印(watermark)的致命性问题。
进一步而言，以往在罩10内侧，由于随着晶片放置部20自旋旋转而流动的上升气流，在晶片放置部20的下侧空间形成负压，借助于在晶片放置部20的下部形成的负压，存在烟气(fume)在配置于晶片放置部20下部的泄口逆流的问题(参照图15)
为此，最近正在进行旨在防止外壳内部的非正常的上升气流、防止因非正常流动导致的晶片二次污染的多样探讨，但还远远不够，需要对此进行开发。
实用新型内容
解决的技术问题
本实用新型目的在于，提供一种在基板的冲洗干燥工序中，使对冲洗干燥造成妨碍的非正常的流体流动最小化，降低因非正常的流体流动导致的基板二次污染的自旋式冲洗干燥装置。
特别是本实用新型目的在于，使得能够防止基板放置部在护环内侧旋转而导致发生非正常的上升气流。
另外，本实用新型目的在于，在基板的冲洗干燥工序中，防止染污的液滴落到基板导致发生水印，缩短冲洗干燥工序所需时间。
另外，本实用新型目的在于，当基板放置部旋转时，提高基板放置部的下部压力，防止在泄口形成逆压。
另外，本实用新型目的在于，能够降低朝向基板表面的气体流动抵抗性，有效抑制外壳内部的非正常的气体气流。
另外，本实用新型目的在于，能够提高稳定性及可靠性，提高收率。
技术方案
为了达到所述本实用新型目的，根据本实用新型的优选实施例，一种自旋式冲洗干燥装置包括：基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板；上部护环，其配置于基板放置部的侧面外周；气流缓和部，其在所述上部护环的侧壁面贯通形成有第一贯通孔，使随着基板放置部的旋转而在上部护环的内壁面形成的旋转气流中一部分通过第一贯通孔向上部护环的外侧流出，从而缓和从基板放置部的下部向上部流动的上升气流。
这是为了在基板的冲洗干燥工序中，使非正常的流体流动最小化，减小因非正常的流体流动导致的基板二次污染。
即，在上部护环的内侧，如果基板放置部以放置了基板的状态高速旋转，则借助于随着基板放置部的旋转而强制生成的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向生成诸如旋风的上升气流，因此，曾位于基板放置部下部的颗粒和从基板飞散的液滴随着上升气流而上升后，存在发生重新沾于基板的二次污染的问题。
但是，本实用新型利用在上部护环上形成的气流缓和部，使随着基板放置部旋转而从基板放置部的下部向上部流动的上升气流缓和，借助于此，可以使在基板放置部周边发生非正常(过度的)上升气流的情形最小化，因而可以获得使曾位于基板放置部下部的颗粒和从基板飞散的液滴随着上升气流上升后重新沾于基板的基板二次污染最小化的有利效果。
气流缓和部以能够使随着基板放置部的旋转而从基板放置部下部向上部流动的上升气流缓和的多样方式提供。
作为一个示例，气流缓和部由在上部护环的侧壁面贯通形成的第一贯通孔构成，随着基板放置部的旋转而在上部护环的内壁面形成的旋转气流中一部分，通过第一贯通孔向上部护环的外侧流出。
如上所述，在上部护环的侧壁面形成第一贯通孔，使得在基板放置部旋转时发生的旋转气流通过第一贯通孔流出并缓和，借助于此，可以降低在上部护环的内侧形成的旋转气流的流速，结果，可以获得使上部护环内侧的旋转气流导致的非正常的上升气流最小化的有利效果。
优选地，第一贯通孔在上部护环形成，使得随着基板放置部旋转而生成旋转气流的区域中，在旋转气流相对于上部护环内面的流速最高的位置进行配置。如上所述，将第一贯通孔配置于旋转气流相对于上部护环内面的流速最高的位置，换句话说，在旋转气流中流速最快的位置(高度)形成第一贯通孔，借助于此，可以获得使第一贯通孔导致的上升气流缓和(降低旋转气流流速的效果)可以更快地有效实现的有利效果。
更具体而言，基板放置部包括：自旋板，其可旋转地配置于上部护环的内部；基板支撑部，其配置于自旋板的上面，支撑基板；连接部，其向自旋板的边缘外侧凸出地配置，连接基板支撑部与自旋板的旋转轴；第一贯通孔位于连接部的配置高度。
这是因为，因基板放置部的旋转导致的旋转气流在向自旋板边缘外侧凸出的连接部的位置，最快、最强地出现，因此，使第一贯通孔位于连接部的配置高度。
如上所述，在构成基板放置部的构成要素中，在相对于空气的摩擦面积最宽的连接部的位置形成第一贯通孔，借助于此，可以使得借助于基板放置部的旋转而导致的旋转气流(特别是流速最快的旋转气流部位)通过第一贯通孔，更快、更顺畅地向上部护环的外侧流出，因此，可以获得使因基板放置部旋转而导致的旋转气流更有效缓和的有利效果，结果，可以获得使上升气流的发生最小化的有利效果。
另外，沿着上部护环的圆周方向形成第一贯通孔，借助于此，可以获得沿着上部护环的圆周方向，均匀地使因基板放置部旋转而导致的旋转气流有效缓和的有利效果。此时，第一贯通孔可以沿着上部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着上部护环的圆周方向隔开地配置有多个。
根据情况，也可以不在上部护环形成贯通孔，而是向上部护环的内侧强制供应用于防止压力低下的空气，或在上部护环的内侧形成用于防止上部护环内侧压力低下的其他结构物，以此构成气流缓和部。
另外，自旋式冲洗干燥装置包括第二贯通孔，所述第二贯通孔向第一贯通孔的下侧隔开配置，在上部护环的侧壁面贯通形成，当基板放置部旋转时，上部护环的外侧空气如果通过第二贯通孔流入上部护环的内侧，则在配置于基板放置部下部的泄口的入口形成正压。
如上所述，在基板放置部旋转时发生的旋转气流通过第一贯通孔流出期间，通过第二贯通孔，使空气从上部护环的外侧流入到上部护环的内侧，借助于此，可以获得防止在基板放置部的下部形成负压(negative pressure)的有利效果。
即，在上部护环的内侧，如果基板放置部以放置了基板的状态高速旋转，那么，借助于随着基板放置部的旋转而强制发生的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间发生旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向流动诸如旋风的上升气流，因此，在基板放置部的下部形成负压，存在借助于该负压而在配置于基板放置部下部的泄口发生烟气(fume)逆流的问题。
但是，本实用新型在上部护环形成第二贯通孔，使得上部护环的外侧空气通过第二贯通孔流入到基板放置部的下部区域，借助于此，可以将基板放置部的下部区域形成为正压，因而可以在配置于基板放置部下部的泄口的入口形成正压，结果，可以获得防止烟气(fume)通过泄口逆流的有利效果。
另外，借助于上升气流而沿上部护环越过后沿着上部护环的外面向下部方向移动的气体(包含颗粒和/或液滴的气体)、通过第一贯通孔流出的气体(在上缘内侧形成的旋转气流中流出的气体)，可以通过第二贯通孔，重新流入上部护环的内侧而进行循环(circulation)，因此，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
优选地，使第二贯通孔位于构成基板放置部的连接部的下部，借助于此，可以获得进一步有效防止在基板放置部下部发生负压的有利效果。
另外，沿着上部护环的圆周方向形成第二贯通孔，借助于此，可以获得使上部护环的外侧空气沿着上部护环的圆周方向均匀地流入上部护环内侧的有利效果。此时，第二贯通孔可以沿着上部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着上部护环的圆周方向隔开地配置有多个。
另外，借助于在基板放置部的下部配置下部护环，通过上部护环收集的流体被沿着下部护环引导并通过泄口稳定地排出。
更具体而言，下部护环包括：底面部，其封堵基板放置部的下部；侧壁部，其在底面部的边缘向上部延长形成。此时，侧壁部与上部护环的下部重叠地配置，因而第二贯通孔会被侧壁部挡住，因此，在侧壁部贯通形成有与第二贯通孔连通的连通孔。
借助于沿着下部护环的圆周方向形成连通孔，可以获得有效保障空气通过连通孔流入的有利效果。此时，连通孔可以沿着下部护环的圆周方向而以连续的环形状形成，或沿着下部护环的圆周方向隔开地配置多个。
另外，自旋式冲洗干燥装置包括排气端口部，所述排气端口部使气体在基板放置部的下部排气。
作为一个示例，排气端口部包括：排气构件，其形成用于将气体从基板放置部下部向下部方向引导的直线排气流路；罩构件，其配置于排气构件的上部，切断基板放置部的下部空间与直线排气流路。此时，在排气构件的壁面，形成有与直线排气流路连通的流入孔。优选地，沿着排气构件的圆周方向形成流入孔，借助于此，可以获得气体在基板放置部的下部沿着流入孔而均匀地排气的有利效果。此时，流入孔可以沿着排气构件的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着排气构件的圆周方向隔开地配置多个。
如上所述，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，可以防止由于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，气体向基板放置部的下部空间(排气构件的上端)流出，获得提高借助于排气端口部的排气效率的有利效果。
换句话说，随着基板放置部旋转而在基板放置部的下部空间(自旋板的旋转轴周边空间)发生负压。可是，直线排气流路如果与基板放置部的下部空间连通，则借助于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，流入直线排气流路的气体不通过直线排气流路正常排气，流入直线排气流路的气体中一部分向基板放置部的下部空间流出，因此存在排气效率低下的问题。但是，在本实用新型中，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，能够防止流入直线排气流路的气体重新向到基板放置部的下部空间流出，因而可以获得提高排气流量的有利效果。
另外，以往，直线排气流路以大致“S”形状的折弯路径(气体沿着直线排气流路，从下部移动到上部后重新向下部移动的路径)形成，因而流入直线排气流路的气体需沿着折弯的直线排气流路迂回排气，因此存在难以充分确保借助于直线排气流路的排气压和排气量的问题。但是，在本实用新型中，以直线形状形成排气构件的直线排气流路，流入直线排气流路的气体可以不迂回，而是沿着直线路径排气，因而可以获得防止直线排气流路的排气压和排气量低下的有利效果。
而且，在排气构件连接有在直线排气流路上生成排气压的排气压生成部，在基板放置部的上部配置有气体引导部，所述气体引导部朝向基板的表面引导气体，在基板的上侧形成气体流场(gas flow field)。
优选地，借助于排气压生成部，将在直线排气流路形成的排气压形成为高于气体流场的压力，借助于此，可以获得稳定地保持气体的排出效率的效果。
另外，使得借助于气体流场而向上部护环上侧上升的上升气流因气体流场而重新沿着上部护环外侧向下部方向流动，借助于此，可以使上升气流(包含颗粒及液滴的气流)重新通过第二贯通孔流入上部护环内侧，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
而且，在排气构件的下部，连接有具有比直线排气流路扩张的截面积的扩张排气部，扩张排气部形成与直线排气流路连通的扩张直线排气流路，在扩张排气部连接有多个排气管。
如上所述，沿着排气构件排气的气体，以在扩张直线排气流路中均匀分散的状态，通过多个排气管排气到外部。
换言之，在排气构件的直线排气流路，以扩张排气部为媒介形成排气压，因而在直线排气流路区域可以形成整体上均匀的排气压。即，排气管形成得具有窄于直线排气流路的截面积，因此，如果排气管直接连接于直线排气流路，那么，排气管连接的区域的排气压大于其他区域，难以在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压。但是，在本实用新型中，通过比排气构件扩张的扩张排气部，在排气构件中形成排气压，因而可以获得在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压的有利效果。
根据本实用新型的另一优选实施例，自旋式冲洗干燥装置包括：基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板；上部护环，其配置于基板放置部的侧面外周；第二贯通孔，其位于基板放置部的下部，在上部护环的侧壁面贯通形成，基板放置部旋转时，使上部护环的外侧空气流入上部护环的内侧；泄口，其配置于基板放置部的下部，供流体排出；如果上部护环的外侧空气通过第二贯通孔流入，则在泄口的入口形成正压。
如上所述，使得空气通过第二贯通孔而从上部护环的外侧流入上部护环的内侧，借助于此，可以获得防止在基板放置部的下部形成负压的有利效果。
即，在上部护环的内侧，基板放置部如果以放置了基板的状态高速旋转，那么，借助于随着基板放置部的旋转而强制发生的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间发生旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向发生诸如旋风的上升气流，因而在基板放置部的下部形成负压，存在借助于该负压而在配置于基板放置部下部的泄口发生烟气(fume)逆流的问题。
但是，本实用新型在上部护环形成第二贯通孔，使得上部护环的外侧空气通过第二贯通孔流入基板放置部的下部区域，借助于此，可以将基板放置部的下部区域形成为正压，因而在配置于基板放置部下部的泄口的入口可以形成正压，结果，可以获得防止烟气(fume)通过泄口逆流的有利效果。
优选地，基板放置部包括：自旋板，其能旋转地配置于上部护环的内部；基板支撑部，其配置于自旋板的上面，支撑基板；连接部，其向自旋板边缘外侧凸出地配置，连接基板支撑部与自旋板的旋转轴，第二贯通孔位于连接部的下部。如上所述，使第二贯通孔位于连接部的下部，借助于此，可以获得更有效防止在基板放置部的下部发生负压的有利效果。
另外，沿着上部护环的圆周方向形成第二贯通孔，借助于此，可以获得使上部护环的外侧空气沿着上部护环的圆周方向均匀地流入上部护环内侧的有利效果。此时，第二贯通孔可以沿着上部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着上部护环的圆周方向隔开地配置多个。
另外，在基板放置部的下部配置下部护环，借助于此，通过上部护环收集的流体被沿着下部护环引导，通过泄口稳定地排出。更具体而言，下部护环包括：底面部，其封堵基板放置部的下部；侧壁部，其在底面部的边缘向上部延长形成。此时，侧壁部与上部护环的下部重叠配置，第二贯通孔会被侧壁部挡住，因此，在侧壁部形成有与第二贯通孔连通的连通孔。
而且，沿着下部护环的圆周方向形成连通孔，借助于此，可以获得有效保障空气通过连通孔流入的有利效果。此时，连通孔可以沿着下部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着下部护环的圆周方向隔开地配置多个。
另外，自旋式冲洗干燥装置包括排气端口部，其在基板放置部的下部使气体排出。作为一个示例，排气端口部包括：排气构件，其形成用于在基板放置部的下部将气体向下部方向引导的直线排气流路；罩构件，其配置于排气构件的上部，切断基板放置部的下部空间与直线排气流路。此时，在排气构件的壁面，形成有与直线排气流路连通的流入孔。优选地，沿着排气构件的圆周方向形成流入孔，借助于此，可以获得气体在基板放置部的下部沿着流入孔均匀地排气的有利效果。此时，流入孔可以沿着排气构件的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着排气构件的圆周方向隔开地配置有多个。
如上所述，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，可以防止由于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，气体向基板放置部的下部空间(排气构件的上端)流出，获得提高借助于排气端口部的排气效率的有利效果。
换句话说，随着基板放置部的旋转，在基板放置部的下部空间(自旋板的旋转轴周边空间)发生负压。可是，如果直线排气流路与基板放置部的下部空间连通，那么，借助于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，流入直线排气流路的气体不通过直线排气流路正常排气，流入直线排气流路的气体中一部分向基板放置部的下部空间流出，因此存在排气效率低下的问题。但是，在本实用新型中，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，能够防止流入直线排气流路的气体重新向到基板放置部的下部空间流出，因而可以获得提高排气流量的有利效果。
另外，以往，直线排气流路以大致“S”形状的折弯路径(气体沿着直线排气流路，从下部移动到上部后重新向下部移动的路径)形成，因而流入直线排气流路的气体需沿着折弯的直线排气流路迂回排气，因此存在难以充分确保借助于直线排气流路的排气压和排气量的问题。但是，在本实用新型中，以直线形状形成排气构件的直线排气流路，流入直线排气流路的气体不迂回，而是可以沿着直线路径排气，因而可以获得防止直线排气流路的排气压和排气量低下的有利效果。
而且，排气构件连接有在直线排气流路上生成排气压的排气压生成部，在基板放置部的上部配置有气体引导部，所述气体引导部朝向基板表面引导气体，在基板的上侧形成气体流场(gas flow field)。
优选地，借助于排气压生成部，将在直线排气流路形成的排气压形成为高于气体流场的压力，借助于此，可以获得稳定地保持气体的排出效率的效果。
另外，使得借助于气体流场而向上部护环上侧上升的上升气流因气体流场而重新沿着上部护环外侧向下部方向流动，借助于此，可以使上升气流(包含颗粒及液滴的气流)重新通过第二贯通孔流入上部护环内侧，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
而且，在排气构件的下部，连接有具有比直线排气流路扩张的截面积的扩张排气部，扩张排气部形成与直线排气流路连通的扩张直线排气流路，在扩张排气部连接有多个排气管。
如上所述，沿着排气构件排气的气体，以在扩张直线排气流路中均匀分散的状态，通过多个排气管排气到外部。
换言之，在排气构件的直线排气流路，以扩张排气部为媒介形成排气压，因而在直线排气流路区域可以形成整体上均匀的排气压。即，排气管形成得具有窄于直线排气流路的截面积，因此，如果排气管直接连接于直线排气流路，那么，排气管连接的区域的排气压大于其他区域，难以在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压。但是，在本实用新型中，以比排气构件扩张的扩张排气部为媒介，在排气构件中形成排气压，因而可以获得在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压的有利效果。
根据本实用新型的又一优选实施例，自旋式冲洗干燥装置包括：外壳，其在内部具有处理空间；基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板于外壳的内部；上部护环，其配置于基板放置部的侧面外周；第一贯通孔，其在上部护环的侧壁面贯通形成，当基板放置部旋转时，使在上部护环的内壁面形成的旋转气流中一部分流出到上部护环的外侧；第二贯通孔，其向第一贯通孔的下侧隔开地配置，在上部护环的侧壁面贯通形成，当基板放置部旋转时，使上部护环的外侧空气流入到上部护环的内侧。
这是为了在基板的冲洗干燥工序中，使非正常的流体流动最小化，减小非正常的流体流动导致的基板二次污染。
即，在上部护环的内侧，如果基板放置部以放置了基板的状态高速旋转，那么，借助于随着基板放置部的旋转而强制生成的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向生成诸如旋风的上升气流，于是，曾位于基板放置部下部的颗粒和从基板飞散的液滴随着上升气流而上升后，存在重新沾于基板的二次污染的问题。
但是，本实用新型在上部护环的侧壁面形成第一贯通孔，使得当基板放置部旋转时生成的旋转气流通过第一贯通孔流出而缓和，借助于此，可以使在上部护环内侧形成的旋转气流的势力弱化(使流速降低)，结果，可以获得使上部护环内侧的旋转气流导致的非正常的上升气流最小化的有利效果。因此，可以获得使曾位于基板放置部下部的颗粒和从基板飞散的液滴随着上升气流上升后重新沾于基板的基板二次污染最小化的有利效果。
另外，通过第二贯通孔，使得空气从上部护环的外侧流入上部护环内侧，借助于此，可以获得防止在基板放置部下部形成负压的有利效果。即，在上部护环的内侧，如果基板放置部以放置了基板的状态高速旋转，那么，借助于随着基板放置部的旋转而强制生成的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向生成诸如旋风的上升气流，因此，在基板放置部的下部形成负压，存在借助于该负压而在配置于基板放置部下部的泄口发生烟气(fume)逆流的问题。
但是，本实用新型在上部护环形成第二贯通孔，使得上部护环的外侧空气通过第二贯通孔流入到基板放置部的下部区域，借助于此，可以将基板放置部的下部区域形成为正压，因而可以在配置于基板放置部下部的泄口的入口形成正压，结果，可以获得防止烟气(fume)通过泄口逆流的有利效果。
进一步而言，借助于上升气流而沿上部护环越过后沿着上部护环的外面向下部方向移动的气体(包含颗粒和/或液滴的气体)、通过第一贯通孔流出的气体(在上缘内侧形成的旋转气流中流出的气体)，可以重新通过第二贯通孔，流入上部护环的内侧而进行循环(circulation)，因此，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
更具体而言，基板放置部包括：自旋板，其能旋转地配置于上部护环的内部；基板支撑部，其配置于自旋板的上面，支撑基板；连接部，其向自旋板的边缘外侧凸出地配置，连接基板支撑部与自旋板的旋转轴，第一贯通孔位于连接部的配置高度。
这是因为，因基板放置部的旋转导致的旋转气流在向自旋板边缘外侧凸出的连接部的位置，最快、最强地出现，因此，使第一贯通孔位于连接部的配置高度。
如上所述，在构成基板放置部的构成要素中，在相对于空气的摩擦面积最宽的连接部的位置形成第一贯通孔，借助于此，可以使得借助于基板放置部的旋转而导致的旋转气流(特别是流速最快的旋转气流部位)通过第一贯通孔，更快、更顺畅地排出到上部护环的外侧，因此，可以获得使因基板放置部旋转而导致的旋转气流更有效缓和的有利效果，结果，可以获得使上升气流的生成最小化的有利效果。
另外，沿着上部护环的圆周方向形成第一贯通孔，借助于此，可以获得沿着上部护环的圆周方向，均匀地使因基板放置部旋转而导致的旋转气流有效缓和的有利效果。此时，第一贯通孔可以沿着上部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着上部护环的圆周方向隔开地配置有多个。
另外，使第二贯通孔位于连接部的下部，借助于此，可以获得更有效地防止在基板放置部下部发生负压的有利效果。
而且，沿着上部护环的圆周方向形成第二贯通孔，借助于此，可以获得使上部护环的外侧空气均匀地沿着上部护环的圆周方向流入上部护环内侧的有利效果。此时，第二贯通孔可以沿着上部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着上部护环的圆周方向隔开地配置有多个。
另外，借助于在基板放置部的下部配置下部护环，通过上部护环收集的流体被沿着下部护环引导并通过泄口稳定地排出。
更具体而言，下部护环包括：底面部，其封堵基板放置部的下部；侧壁部，其在底面部的边缘向上部延长形成。此时，侧壁部与上部护环的下部重叠地配置，因而第二贯通孔会被侧壁部挡住，因此，在侧壁部贯通形成有与第二贯通孔连通的连通孔。
借助于沿着下部护环的圆周方向形成连通孔，可以获得有效保障空气通过连通孔流入的有利效果。此时，连通孔可以沿着下部护环的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着下部护环的圆周方向隔开地配置有多个。
另外，自旋式冲洗干燥装置包括排气端口部，其使气体在基板放置部的下部排气。
作为一个示例，排气端口部包括：排气构件，其形成用于将气体从基板放置部下部向下部方向引导的直线排气流路；罩构件，其配置于排气构件的上部，切断基板放置部的下部空间与直线排气流路。此时，在排气构件的壁面，形成有与直线排气流路连通的流入孔。优选地，沿着排气构件的圆周方向形成流入孔，借助于此，可以获得气体在基板放置部的下部沿着流入孔而均匀地排气的有利效果。此时，流入孔可以沿着排气构件的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着排气构件的圆周方向隔开地配置多个。
如上所述，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，可以防止由于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，气体向基板放置部的下部空间(排气构件的上端)流出，获得提高借助于排气端口部的排气效率的有利效果。
换句话说，随着基板放置部旋转而在基板放置部的下部空间(自旋板的旋转轴周边空间)发生负压。可是，如果直线排气流路与基板放置部的下部空间连通，则借助于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，流入直线排气流路的气体不通过直线排气流路正常排气，流入直线排气流路的气体中一部分向基板放置部的下部空间流出，因此存在排气效率低下的问题。但是，在本实用新型中，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，能够防止流入直线排气流路的气体重新向基板放置部的下部空间流出，因而可以获得提高排气流量的有利效果。
另外，以往，直线排气流路以大致“S”形状的折弯路径(气体沿着直线排气流路，从下部移动到上部后重新向下部移动的路径)形成，因而流入直线排气流路的气体需沿着折弯的直线排气流路迂回排气，因此存在难以充分确保借助于直线排气流路的排气压和排气量的问题。但是，在本实用新型中，以直线形状形成排气构件的直线排气流路，流入直线排气流路的气体不迂回，而是可以沿着直线路径排气，因而可以获得防止直线排气流路的排气压和排气量低下的有利效果。
而且，排气构件连接有在直线排气流路上生成排气压的排气压生成部，在基板放置部的上部配置有气体引导部，所述气体引导部朝向基板表面引导气体，在基板的上侧形成气体流场(gas flow field)。
优选地，借助于排气压生成部，将在直线排气流路形成的排气压形成为高于气体流场的压力，借助于此，可以获得稳定地保持气体的排出效率的效果。
另外，使得借助于气体流场而向上部护环上侧上升的上升气流因气体流场而重新沿着上部护环外侧向下部方向流动，借助于此，可以使上升气流(包含颗粒及液滴的气流)重新通过第二贯通孔流入上部护环内侧，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
而且，在排气构件的下部，连接有具有比直线排气流路扩张的截面积的扩张排气部，扩张排气部形成与直线排气流路连通的扩张直线排气流路，在扩张排气部连接有多个排气管。
如上所述，沿着排气构件排气的气体，以在扩张直线排气流路中均匀分散的状态，通过多个排气管排气到外部。
换言之，在排气构件的直线排气流路，以扩张排气部为媒介形成排气压，因而在直线排气流路区域可以形成整体上均匀的排气压。即，排气管形成得具有窄于直线排气流路的截面积，因此，如果排气管直接连接于直线排气流路，那么，排气管连接的区域的排气压大于其他区域，难以在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压。但是，在本实用新型中，以比排气构件扩张的扩张排气部为媒介，在排气构件中形成排气压，因而可以获得在直线排气流路区域形成整体上均匀的排气压的有利效果。
本说明书及权利要求书中记载的“缓和上升气流”或与之类似的术语，定义为指称减小随着基板放置部的旋转而从基板放置部的下部向上部生成的上升气流的流速及上升高度。
本说明书及权利要求书中记载的“非正常流动”及与之类似的术语，统称对基板的冲洗工序造成妨害的流动。
实用新型效果
综上所述，根据本实用新型，可以获得在基板的冲洗干燥工序中，使非正常的流体流动最小化、减小因非正常的流体流动导致的基板二次污染的有利效果。
特别是根据本实用新型，利用在上部护环形成的气流缓和部，使随着基板放置部旋转而从基板放置部的下部向上部流动的上升气流缓和，借助于此，可以使在基板放置部周边发生非正常(过度的)上升气流的情形最小化，因而可以获得使曾位于基板放置部下部的颗粒和从基板飞散的液滴随着上升气流上升后重新沾于基板的基板二次污染最小化的有利效果。
更具体而言，根据本实用新型，在上部护环的侧壁面形成第一贯通孔，使得当基板放置部旋转时发生的旋转气流通过第一贯通孔流出而缓和，借助于此，可以使在上部护环内侧形成的旋转气流的势力弱化(使流速降低)，结果，可以获得使上部护环内侧的旋转气流导致的非正常的上升气流最小化的有利效果。
另外，根据本实用新型，将第一贯通孔配置于旋转气流相对于上部护环内面的流速最高的位置，换句话说，在旋转气流中流速最快的位置(高度)形成第一贯通孔，借助于此，可以获得使第一贯通孔导致的上升气流缓和(降低旋转气流流速的效果)可以更快地有效实现的有利效果。
另外，根据本实用新型，通过第二贯通孔，使得空气从上部护环的外侧流入上部护环的内侧，借助于此，可以将基板放置部的下部区域形成为正压，因而在配置于基板放置部下部的泄口的入口可以形成正压，结果，可以获得防止烟气(fume)通过泄口逆流的有利效果。
另外，根据本实用新型，借助上升气流而沿上部护环越过后沿着上部护环的外面向下部方向移动的气体(包含颗粒和/或液滴的气体)、通过第一贯通孔流出的气体(在上缘内侧形成的旋转气流中流出的气体)，可以重新通过第二贯通孔，流入上部护环的内侧而进行循环(circulation)，因此，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部下部的排气端口部的气体排气效率的有利效果。
另外，根据本实用新型，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，可以防止由于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，气体向基板放置部的下部空间(排气构件上部空间)流出，获得提高借助于排气端口部的排气效率的有利效果。
换句话说，随着基板放置部旋转而在基板放置部的下部空间(自旋板的旋转轴周边空间)发生负压。可是，如果直线排气流路与基板放置部的下部空间连通，则借助于直线排气流路与基板放置部下部空间之间的压力差异，流入直线排气流路的气体不通过直线排气流路正常排气，流入直线排气流路的气体中一部分向基板放置部的下部空间流出，因此存在排气效率低下的问题。但是，根据本实用新型，利用罩构件，在空间上切断直线排气流路与基板放置部的下部空间，借助于此，能够防止流入直线排气流路的气体重新向形成负压的基板放置部的下部空间流出，因而可以获得提高排气流量的有利效果。
另外，根据本实用新型，以直线形状形成排气构件的直线排气流路，流入直线排气流路的气体不迂回，而是可以沿着直线路径排气，借助于此，可以获得防止直线排气流路的排气压和排气量低下的有利效果。
另外，根据本实用新型，以比排气构件扩张的扩张排气部为媒介，在排气构件中形成排气压，因而可以获得在排气流路区域形成整体上均匀的排气压的有利效果。
另外，根据本实用新型，可以获得在基板的冲洗干燥工序中，防止染污的液滴落到基板导致发生水印，缩短冲洗干燥工序所需时间的有利效果。
另外，根据本实用新型，可以降低朝向基板表面的气体流动的抵抗性，可以获得有效抑制外壳内部的非正常的气体气流的有利效果。
另外，根据本实用新型，可以获得提高稳定性及可靠性、提高收率的有利效果。
附图说明
图1是用于说明现有化学机械式研磨系统的自旋式冲洗干燥装置的图，
图2是图示现有自旋式冲洗干燥装置的借助于晶片放置部旋转而生成的气流的图，
图3及图4是用于说明本实用新型的自旋式冲洗干燥装置的图，
图5是用于说明图3的上部护环的图，
图6是用于说明图3的下部护环的图，
图7～图9是用于说明图3的上部护环与下部护环的配置结构的图，
图10是用于说明图3的排气端口部的图，
图11及图12是用于说明连接于图10的排气端口部的扩张排气部的图，
图13是图示本实用新型的自旋式冲洗干燥装置的借助于基板放置部旋转而生成的气流的图，
图14是在与图13的气流缓和部高度不同的高度形成气流缓和部的条件下，图示借助于基板放置部旋转而生成的气流的图，
图15是在现有的自旋式冲洗干燥装置中，图示晶片放置部旋转时的压力变化的数值解析图，
图16是在本实用新型的自旋式冲洗干燥装置中，图示基板放置部旋转时的压力变化的数值解析图，
图17是在现有自旋式冲洗干燥装置中，图示气体的排气流动的数值解析图，
图18是在本实用新型的自旋式冲洗干燥装置中，图示气体的排气流动的数值解析图，
图19是用于说明现有自旋式冲洗干燥装置的流线(stream line)的数值解析图，
图20是图示本实用新型的自旋式冲洗干燥装置的流线的数值解析图，
图21是图示现有自旋式冲洗干燥装置和本实用新型的自旋式冲洗干燥装置的颗粒残留量的图表。
附图标记：
102：气体供应部 110：外壳
120：基板放置部 122：自旋板
124：边缘放置部 126：放置销
130：排气端口部 132：排气构件
132a：流入孔 134：罩构件
140：扩张排气部 150：排气压生成部
200：上部护环 210：第一贯通孔
220：第二贯通孔 300：下部护环
302：底面部 304：侧壁部
310：连通孔
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本实用新型的优选实施例，但并非本实用新型由实施例限制或限定。作为参考，在本说明中，相同的标记指称实质上相同的要素，在这种规则下，可以引用在不同附图中记载的内容进行说明，可以省略判断认为从业人员不言而喻的或重复的内容。
如图3～图12所示，本实用新型的自旋式冲洗干燥装置2包括：基板放置部120，其上部供基板10安放，能旋转地配置；上部护环200，其配置于基板放置部120的侧面外周；气流缓和部201，其在上部护环200形成，使随着基板放置部120的旋转而从基板放置部120下部向上部生成的上升气流缓和。
作为参考，在本实用新型中，所谓基板10，可以理解为能利用自旋式冲洗干燥装置2进行冲洗及干燥处理的处理对象物，并非本实用新型由基板10的种类及特性所限制或限定。作为一个示例，作为基板10，可以使用晶片。
参照图3，基板放置部120在外壳110的内部能旋转地提供，在基板放置部120的上部放置基板10。
其中，外壳110在内部具有预定处理空间，外壳110的尺寸及结构可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。
在外壳110的内部处理空间，可以容纳后述的气体引导部104的下端，可以容纳基板放置部120。作为参考，外壳110的内部处理空间可以理解为全部包括与外部完全密闭的空间以及形成有可以与外部连通的一个或多个孔的开放空间的概念。
在外壳110的上部，可以连接有用于向外壳110的内部基板10供应气体的气体供应部102。气体供应部102可以以通常的鼓风机形成，或以半导体生产线配置的下方流动装置(FFT)形成。
作为参考，作为通过气体供应部102供应的气体，可以根据要求的条件及处理环境而使用多样的气体。作为一个示例，气体供应部102可以构成得供应水蒸气或蒸气、氮气气体等。根据情况，作为从气体供应部供应的气体，可以使用不对基板表面引起不必要的化学作用的多样气体，并非本实用新型由气体的种类及特性所限制或限定。
在外壳110的上部形成有气体引导部104，所述气体引导部104用于将通过气体供应部102供应的气体朝向基板10的表面引导，在基板10的上侧形成气体流场(gas flowfield)。
气体引导部104可以根据要求的条件及设计样式而以多样的结构提供。作为一个示例，气体引导部104可以以气体可通过中央部穿过的一种管形状形成，气体引导部104可以形成得与供气体从气体供应部102流入的上端相比，位于外壳110内部的下端具有相对较小的截面积。这种结构使得即使从气体供应部102供应的气体的流速较小，流速也会与气体引导部104上端及下端的截面积差异相应地增加，可以在外壳110内部形成所需流速的气体流场。这种气体流场能够防止从基板10的表面向周边飞溅的液滴在外壳110的内部浮游。
基板放置部120可以根据要求的条件及设计样式，以可支撑基板10的多样结构提供。作为一个示例，基板放置部120包括：自旋板122，其能旋转地配置于上部护环200的内部；基板支撑部124，其配置于自旋板122的上面，支撑基板10；连接部126，其向自旋板122的边缘外侧凸出地配置，连接基板支撑部124与自旋板122的旋转轴122a。
包括基板支撑部124，其配置于自旋板122的上面，供基板10安放。
作为一个示例，自旋板122可以以大致构成十字形状的方式提供。根据情况，自旋板可以以圆板形状形成，或者以多边形或其他不同的几何学形状形成，并非本实用新型由自旋板的形状及结构所限制或限定。
基板支撑部124可以以能支撑基板10的多样结构形成。作为一个示例，基板支撑部124配置得支撑基板10的边缘。优选地，在基板支撑部124，可以形成有用于容纳支撑基板10外周末端的凹入部(图中未示出)，以便防止基板10在高速旋转中摇动。
另外，在自旋板122的上面，可以设置预定间隔隔开地配置有多个放置销(图中未示出)，基板10的下面可以放置于放置销的上端。此时，放置销的个数及配置结构可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。
连接部126向自旋板122的边缘外侧凸出地配置，连接基板支撑部124与自旋板122的旋转轴122a。
连接部126借助于与旋转轴联动的联动销而运转，使得基板支撑部124可选择性地从支撑基板10的支撑位置移动到解除基板10支撑状态的解除位置。
作为参考，在基板放置部120，可以放置(使化学机械式研磨工序中进行研磨的研磨面成为上面)结束化学机械式研磨工序的基板10，使放置于基板放置部120的基板10以300rpm～2500rpm的速度旋转。
而且，在基板10的上部，可以提供用于向基板10上喷射冲洗水的冲洗水供应部160。作为一个示例，冲洗水供应部160可以构成得向放置于高速旋转的基板放置部120的基板10的上面，以高压喷射由纯水或去离子水构成的冲洗水。由此，在到达自旋式冲洗干燥装置2之前的清洗工序中，可以将曾用于基板10清洗的药液和残留于基板10表面的颗粒等杂质从基板10的表面去除。
上部护环200(upper guard ring)包围基板放置部120侧面外周地配置，收集借助于离心力而从旋转基板10排出的流体。
上部护环200以具有预定高度的环形状形成，基板10可以在配置于上部护环200内部区域的状态下旋转。优选地，上部护环200可以形成得具有弯曲的剖面形状，以便能够使从基板10排出的流体流出到外部(流出到上部护环外侧)的情形实现最小化。
其中，所谓上部护环200以弯曲的剖面形状形成，定义为全部包括上部护环200全体折弯的形状或只有上部护环200的上端和下端部分折弯形状的概念。根据情况，上部护环也可以形成得具有直线剖面形状。
参照图5～图9，气流缓和部201在上部护环200形成，配置用于缓和随着基板放置部120的旋转而从基板放置部120下部向上部流动的上升气流。
其中，所谓上升气流，意味着在上部护环200的内侧，如果基板放置部120以放置了基板的状态高速旋转，则借助于随着基板放置部120的旋转而强制生成的空气流动，在基板放置部120与上部护环200之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流而从基板放置部120下部向上部方向流动的诸如旋风的气流。
另外，所谓气流缓和部201缓和随着基板放置部120的旋转导致的上升气流，定义为使借助于基板放置部120的旋转而生成的上升气流的势力弱化(使流速降低)。
气流缓和部201能够以能够缓和随着基板放置部120旋转而从基板放置部120下部向上部流动的上升气流的多样方式提供。
作为一个示例，气流缓和部201由在上部护环200的侧壁面贯通形成的第一贯通孔210构成，随着基板放置部120的旋转而在上部护环200内壁面形成的旋转气流中一部分，通过第一贯通孔210向上部护环200的外侧流出(参照图13及图14)。
如上所述，在上部护环200的侧壁面形成第一贯通孔210，使得基板放置部120旋转时发生的旋转气流通过第一贯通孔210流出而缓和，借助于此，可以使在上部护环200的内侧形成的旋转气流(涡旋气流)的势力弱化(使流速降低)，结果，可以获得使上部护环200内侧的因旋转气流导致的非正常的上升气流最小化的有利效果。
另外，使因基板放置部120的旋转而发生非正常的上升气流的情形最小化，借助于此，可以使外壳110内部的颗粒(特别是存在于基板放置部下部的颗粒)和从基板10飞散的液滴向上部方向移动(飞散高度增加)的情形实现最小化，可以获得使颗粒及液滴导致的基板10二次污染最小化的有利效果。
优选地，第一贯通孔210在上部护环200形成，使得在随着基板放置部120的旋转而发生旋转气流的区域中，配置于旋转气流相对于上部护环200内面的流速最高的位置。
如上所述，将第一贯通孔210配置于旋转气流相对于上部护环200内面的流速最高的位置，换句话说，在旋转气流中流速最快的位置(高度)形成第一贯通孔210，借助于此，可以获得可以更快地有效实现借助于第一贯通孔210而缓和上升气流(降低旋转气流流速的效果)的有利效果。这种事实可以在图13及图14的数值解析结果中，通过上升气流在基板放置部120与上部护环200之间的流速比图2的上升气流流速显著减小的现象来确认。
优选地，因基板放置部120旋转导致的旋转气流在向自旋板边缘外侧凸出的连接部126位置最快、最强地出现，因此，第一贯通孔210位于连接部126的配置高度。
如上所述，在构成基板放置部120的构成要素中，在相对于空气的摩擦面积最宽的连接部126位置形成第一贯通孔210，借助于此，使得因基板放置部120的旋转而导致的旋转气流(特别是流速最快的旋转气流部位)可以通过第一贯通孔，更快更顺畅地向上部护环200的外侧流出，因此，可以获得更有效缓和因基板放置部120的旋转而导致的旋转气流的有利效果，结果，可以获得使上升气流的发生最小化的有利效果。
第一贯通孔210能够以能够将基板放置部120旋转时发生的旋转气流排出到上部护环200外侧的多样结构形成。优选地，沿着上部护环200的圆周方向形成第一贯通孔210，借助于此，可以获得沿着上部护环200的圆周方向，均匀有效地缓和因基板放置部120旋转而导致的旋转气流的有利效果。当然，也可以只在上部护环的特定区域，局部地形成圆筒或多边形形状的第一贯通孔，如果第一贯通孔局部地形成，则难以有效缓和因基板放置部旋转而导致的旋转气流，因此，优选第一贯通孔210为沿上部护环200的圆周方向长长地贯通的形状。
此时，第一贯通孔210可以沿着上部护环200的圆周方向，以连续的环形状形成，或者沿着上部护环200的圆周方向隔开地配置多个，第一贯通孔210的尺寸及个数可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。不过，在第一贯通孔以连续的环形状形成的情况下，由于上部护环分离为2个护环，因此，可以利用用于连接分离的2个护环的另外的连接构件。
根据情况，也可以不在上部护环形成贯通孔，而是向上部护环的内侧强制供应用于防止压力低下的空气，或在上部护环的内侧形成用于防止上部护环内侧压力低下的其他结构物，以此构成气流缓和部。
另外，自旋式冲洗干燥装置包括第二贯通孔220，所述第二贯通孔220向第一贯通孔210的下侧隔开配置，在上部护环200的侧壁面贯通形成；当基板放置部120旋转时，可以使得上部护环200的外侧空气通过第二贯通孔220流入上部护环的内侧(向左侧方向的箭头)(参照图13及图14)。
如上所述，在基板放置部120旋转时发生的旋转气流通过第一贯通孔210流出期间，通过第二贯通孔220，使空气从上部护环200的外侧流入到上部护环200的内侧，借助于此，可以获得防止在基板放置部的下部形成负压的有利效果。
即，在上部护环的内侧，如果基板放置部以放置了基板的状态高速旋转，那么，借助于随着基板放置部的旋转而强制生成的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助于该旋转气流，从基板放置部的下部向上部方向发生诸如旋风的上升气流，因此，在基板放置部的下部形成负压，存在借助于该负压而在配置于基板放置部下部的泄口发生烟气(fume)逆流的问题。
但是，本实用新型在上部护环200形成第二贯通孔220，使得上部护环200的外侧空气通过第二贯通孔220流入到基板放置部120的下部区域，借助于此，可以将基板放置部120的下部区域形成为正压，因而可以在配置于基板放置部120下部的泄口115的入口形成正压(positive pressure)，结果，可以获得防止烟气(fume)通过泄口115逆流的有利效果。
另外，借助于上升气流而沿上部护环200越过后沿着上部护环200的外面向下部方向移动的气体(包含颗粒和/或液滴的气体)、通过第一贯通孔210流出的气体(在上缘内侧形成的旋转气流中流出的气体)，可以重新通过第二贯通孔220，流入上部护环200的内侧而进行循环(circulation)，因此，可以获得通过配置于基板放置部120下部的排气端口部130而进一步提高气体排气效率的有利效果。
换句话说，也可以在上部护环200上不形成第二贯通孔220，而只形成第一贯通孔210。但是，如果不形成第二贯通孔220而只形成第一贯通孔210，则不可避免地在基板放置部120的下部形成负压，借助于在基板放置部120的下部形成的负压，会在配置于基板放置部120下部的泄口引起烟气(fume)逆流的问题。因此，本实用新型在上部护环200一同形成第一贯通孔210和第二贯通孔220，借助于此，可以获得在不发生负压的情况下，有效缓和在上部护环200内侧形成的旋转气流并保持在泄口的排出顺利的有利效果。
第二贯通孔220能够以上部护环200的外侧空气可流入上部护环200内侧的多样结构形成。优选地，使第二贯通孔220位于构成基板放置部120的连接部126的下部，借助于此，可以获得更有效防止在基板放置部120下部发生负压的有利效果。
另外，沿着上部护环200的圆周方向形成第二贯通孔220，借助于此，可以获得使空气沿着上部护环200的圆周方向均匀地流入的有利效果。当然，也可以只在上部护环200的特定区域，局部地形成第二贯通孔220，但如果第二贯通孔220局部地形成，则空气循环难以有效实现，因此，优选沿着上部护环200的圆周方向形成第二贯通孔220。
此时，第二贯通孔220可以沿着上部护环200的圆周方向，以连续的环形状形成，或在上部护环200上隔开地配置多个，第二贯通孔220的尺寸及个数可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。不过，在第二贯通孔以连续的环形状形成的情况下，由于上部护环分离成2个护环，因而可以利用用于连接分离的2个护环的另外的连接构件。
作为参考，在本实用新型中，列举了如下构成示例并进行了说明：在上部护环200形成2个贯通孔，在两个中的任意一个贯通孔，因基板放置部旋转而导致的旋转气流的一部分流出，在其余另一贯通孔，流入用于防止发生负压的空气；但是，根据情况，也可以包括沿上下方向隔开地配置于互不相同高度的3个以上贯通孔而构成气流缓和部，3个以上贯通孔的各自作用(旋转气流流出或防止发生负压)可以适当变更(例如，2个贯通孔发挥旋转气流流出作用，1个贯通孔发挥防止发生负压作用)。
另外，在基板放置部120的下部配置有下部护环300(lower guard ring)(参照图6)。此时，在下部护环300连接有泄口115，通过上部护环200收集的流体沿着下部护环300被引导，通过泄口115排出。
更具体而言，下部护环300包括：底面部302，其封堵基板放置部120的下部；侧壁部304，其在底面部302的边缘向上部延长形成。
侧壁部304与上部护环200的下部重叠配置，因而第二贯通孔220会被侧壁部304挡住，所以在侧壁部304贯通形成有与第二贯通孔220连通的连通孔310。
连通孔310可以以能够与第二贯通孔220连通的多样结构形成。优选地，与第二贯通孔220对应，沿着下部护环300的圆周方向形成连通孔310，借助于此，可以获得有效保障空气通过连通孔310及第二贯通孔220流入的有利效果。当然，连通孔也可以与第二贯通孔部分连通地形成，但如果连通孔与第二贯通孔部分地连通(连通孔的一部分区域与第二贯通孔连通，其他区域阻断)，则空气流入面积减小，难以有效实现空气循环，因此，优选与第二贯通孔220对应地沿着下部护环300的圆周方向形成连通孔310。
此时，连通孔310可以沿着下部护环300的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着下部护环300的圆周方向隔开地配置多个，连通孔310的尺寸及个数可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。不过，在连通孔以连续的环形状形成的情况下，下部护环分离成2个护环，因此，可以利用用于连接分离的2个护环的另外的连接构件。
参照图10，自旋式冲洗干燥装置2包括在基板放置部120下部使气体排气的排气端口部130。
作为一个示例，排气端口部130包括：排气构件132，其形成用于从基板放置部120下部向下部方向引导气体的直线排气流路130a；罩构件134，其配置于排气构件132的上部，切断基板放置部120的下部空间与直线排气流路130a。
排气构件132能够以大致直线圆筒形结构形成，在排气构件132的内部形成有将气体向下部方向引导的直线排气流路130a。
在排气构件132的壁面形成有流入孔132a，所述流入孔132a与直线排气流路130a连通，供气体流入。优选地，沿着排气构件132的圆周方向形成流入孔132a，借助于此，可以获得气体在基板放置部120下部沿着流入孔均匀地排气的有利效果。此时，流入孔132a可以沿着排气构件132的圆周方向，以连续的环形状形成，或沿着排气构件132的圆周方向隔开地配置多个，流入孔132a的尺寸及个数可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。不过，在流入孔以连续的环形状形成的情况下，排气构件分离成2个排气管，因而可以利用用于连接分离的2个排气管的另外的连接构件。
罩构件134配置于排气构件132的上部，切断基板放置部120的下部空间与直线排气流路130a。其中，所谓罩构件134切断基板放置部120下部空间与直线排气流路130a，定义为直线排气流路130a与基板放置部120的下部空间在空间上被切断。
如上所述，利用罩构件134，在空间上切断直线排气流路130a与基板放置部120的下部空间，借助于此，可以防止气体因直线排气流路130a与基板放置部120下部空间之间的压力差异而向基板放置部120的下部空间(排气构件的上部空间)流出，获得提高借助于排气端口部130的排气效率的有利效果。
换句话说，随着基板放置部120的旋转，在基板放置部120的下部空间(自旋板122的旋转轴周边空间)发生负压。可是，如果直线排气流路130a与基板放置部120的下部空间连通，则借助于直线排气流路130a与基板放置部120下部空间之间的压力差异，流入直线排气流路130a的气体不通过直线排气流路130a正常排气，流入直线排气流路130a的气体中一部分向基板放置部120的下部空间流出，因此存在排气效率低下的问题。但是，在本实用新型中，利用罩构件134，在空间上切断直线排气流路130a与基板放置部120的下部空间，借助于此，可以防止流入直线排气流路130a的气体重新向形成负压的基板放置部120的下部空间流出，因而可以获得提高排气流量的有利效果。
另外，以往，直线排气流路以大致“S”形状的折弯路径(气体沿着直线排气流路，从下部移动到上部后重新向下部移动的路径，参照图17)形成，因而流入排气流路的气体需沿着折弯的排气流路迂回排气，因此存在难以充分确保借助于排气流路的排气压和排气量的问题。但是，在本实用新型中，以直线形状形成排气构件132的直线排气流路130a，流入直线排气流路130a的气体不迂回，而是可以沿着直线路径排气，因而可以获得防止直线排气流路130a的排气压和排气量低下的有利效果。
而且，排气构件132连接有在直线排气流路130a上生成排气压的排气压生成部150。
排气压生成部150以能够在直线排气流路130a上生成排气压的多样结构提供，并非本实用新型由排气压生成部150的种类及结构所限制或限定。作为一个示例，排气压生成部150可以利用通常的电动机、泵或风扇来生成排气压。优选地，由排气压生成部150引起的排气压可以定义为高于气体流场的压力。其中，所谓排气压生成部150的排气压定义为高于气体流场的压力，定义为气体通过排气构件132的直线排气流路130a排气的排气压力高于气体流场的流动压力。因此，可以降低朝向基板10表面的气体流动的抵抗性，可以获得有效抑制外壳110内部的非正常的气体气流的有利效果。
另外，使得借助于气体流场而向上部护环200上侧上升的上升气流因气体流场而重新沿着上部护环200外侧向下部方向流动，借助于此，可以使上升气流(包含颗粒及液滴的气流)重新通过第二贯通孔220流入上部护环200内侧，可以获得进一步提高通过配置于基板放置部120下部的排气端口部130的气体排气效率的有利效果。
而且，参照图11及图12，在排气构件132的下部，可以连接有具有比直线排气流路130a扩张的截面积的扩张排气部140，排气压生成部150能够以扩张排气部140为媒介，在排气构件132形成排气压。
此时，扩张排气部140形成与直线排气流路130a连通的扩张排气流路140a，在扩张排气部140连接有多个排气管142。作为一个示例，在扩张排气部140可以连接有4个排气管142，4个排气管142大致构成四角排列。根据情况，也可以连接有不足3个或5个以上的排气管，构成圆形或其他不同几何学形状的排列。
如上所述，沿着排气构件132排气的气体以在扩张排气流路140a中均匀地分布的状态，通过多个排气管142排气到外部。
换言之，在排气构件132的直线排气流路130a中，以扩张排气部140为媒介形成排气压，因此，在直线排气流路130a区域可以形成整体上均匀的排气压。即，排气管142形成得具有窄于直线排气流路130a的截面积，因此，如果排气管142直接连接于直线排气流路130a，则排气管142连接区域的排气压大于其他区域，难以在直线排气流路130a区域形成整体上均匀的排气压。但是，在本实用新型中，以比排气构件132扩张的扩张排气部140为媒介，在排气构件132中形成排气压，因而可以获得在直线排气流路130a区域形成整体上均匀的排气压的有利效果。
另一方面，参照图2，则可以确认，以往借助于随着基板放置部的旋转而强制发生的空气流动，在基板放置部与上部护环之间空间生成旋转气流(涡旋气流)，借助地该旋转气流，在基板的上部生成速度14m/s的上升气流。
相反，参照图13，则可以确认，在本实用新型中，在上部护环200形成第一贯通孔210，使得因基板放置部120旋转而导致的旋转气流通过第一贯通孔210向上部护环200外侧流出而缓和，借助于此，在基板10上部，上升气流以3m/s的极低速度生成；与以往(图2)相比，基板10上部的上升气流速度显著减小70％以上。
另外，参照图14，则可以确认，在上部护环200中，第一贯通孔210形成的高度对旋转气流的缓和(降低上升气流)造成影响。
即，如果在与基板10配置的高度对应的高度区域形成第一贯通孔210，则基板10上部的上升气流(6.7m/s)比以往(图2的14m/s)减小，但如图13所示，可以确认，与在与自旋板122配置的高度对应的高度区域形成第一贯通孔210的情形相比，基板10上部的上升气流增加(6.7m/s〉3m/s)。如上所述可知，与在基板10配置的高度区域形成第一贯通孔210的情形相比，在与自旋板122配置的高度区域对应地形成，具有进一步降低基板10上部的上升气流的效果。
图15的上侧图是显示以往构成的空气流速分布的解析结果，图15的下侧图是显示以往构成的压力分布的解析结果。参照图15，则可以确认，以往借助于随着基板放置部的旋转而导致的旋转气流，在图15的下侧图中，在基板放置部的下部形成负压(蓝色)，因在基板放置部下部形成的负压而在配置于基板放置部下部的泄口发生烟气(fume)逆流。
与此相反，图16的上侧图是显示本实用新型的空气流速分布的解析结果，图16的下侧图是显示本实用新型的压力分布的解析结果，参照图16，在本实用新型中，在上部护环200上形成第二贯通孔220，通过第二贯通孔220，使得空气从上部护环200的外侧流入上部护环200的内侧，借助于此，在图16的下侧图中可以确认，在基板放置部120的下部形成正压(黄色)，通过泄口115，烟气无逆流地正常排出。
另外，参照图17，则可以确认，以往在基板放置部旋转时，在基板放置部的下部空间(自旋板的旋转轴周边空间)发生负压，因而流入排气流路的气体不通过排气(exhaust)流路正常排气，存在流入排气流路的气体中一部分向基板放置部下部空间流出的流动成分(向上侧方向的箭头)。
与此相反，参照图18可以确认，在本实用新型中，利用罩构件134，在空间上切断直线排气流路130a与基板放置部120的下部空间，借助于此，流入直线排气流路130a的气体重新流入形成负压的基板放置部120下部空间的情形被阻断，直线排气流路130a的排气流量(向下侧方向的箭头)提高。
而且，参照图19，则可以确认，以往借助于在上部护环内侧形成的旋转气流，在基板的上部，非正常的上升气流在外壳内部中央部较多地发生。
相反，参照图20，则可以确认，在本实用新型中，在上部护环200形成第一贯通孔210和第二贯通孔220，借助于此，当基板放置部120旋转时，基板10上部的非正常的上升气流显著减小，向下方的流动整体上均匀地发生。
结果，参照图21，则可以确认，借助于使基板10上部的非正常的上升气流降低，残留于基板10的颗粒残留量显著减少。即，可以确认，与借助于现有自旋式冲洗干燥装置而处理的基板颗粒残留量(图21的基准模型)相比，借助于本实用新型的自旋式冲洗干燥装置而处理的基板的颗粒残留量显著减少。更具体而言，在以往(基准模型)，65nm大小的颗粒检测到1657个，500nm大小的颗粒检测到187个，相反，在本实用新型中，65nm大小的颗粒检测到790个，500nm大小的颗粒只检测到58个，可以确认颗粒的残留量显著减少。
如上所述，本实用新型使随着基板放置部120的旋转而导致的基板放置部120的旋转气流缓和，借助于此，在基板放置部120旋转时，降低基板10上部的非正常的上升气流，可以获得能够防止因非正常的气体流动导致的基板10二次污染的有利效果。
如上所述，参照本实用新型的优选实施例进行了说明，但只要是相应技术领域的熟练从业人员便会理解，在不超出权利要求书记载的本实用新型的思想及领域的范围内，可以多样地修订及变更本实用新型。

Claims (25)

1.一种自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，包括：
基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板；
上部护环，其配置于所述基板放置部的侧面外周；
气流缓和部，其在所述上部护环的侧壁面贯通形成有第一贯通孔，使随着所述基板放置部的旋转而在所述上部护环的内壁面形成的旋转气流中一部分通过所述第一贯通孔向所述上部护环的外侧流出，从而缓和从所述基板放置部的下部向上部流动的上升气流。
2.根据权利要求1所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述第一贯通孔形成在随着所述基板放置部旋转而发生旋转气流的区域中的所述旋转气流相对于所述上部护环内面的流速最高的位置上。
3.根据权利要求2所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述基板放置部包括：
自旋板，其可旋转地配置于所述上部护环的内部；
基板支撑部，其配置于所述自旋板的上面，支撑所述基板；
连接部，其向所述自旋板的边缘外侧凸出地配置，连接所述基板支撑部与所述自旋板的旋转轴，
所述第一贯通孔位于所述连接部的配置高度。
4.根据权利要求1所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
沿着所述上部护环的圆周方向隔开配置有多个所述第一贯通孔。
5.根据权利要求1所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述第一贯通孔沿着所述上部护环的圆周方向，以环形状形成。
6.根据权利要求1所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述上部护环具有弯曲的剖面形状。
7.根据权利要求1所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
还包括第二贯通孔，其沿着所述第一贯通孔的下侧隔开地配置，且贯通形成在所述上部护环的侧壁面，
当所述基板放置部旋转，使所述上部护环的外侧空气通过所述第二贯通孔流入所述上部护环的内侧时，在配置于所述基板放置部下部的泄口的入口形成正压。
8.根据权利要求7所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
沿着所述上部护环的圆周方向隔开配置有多个所述第二贯通孔。
9.根据权利要求7所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述第二贯通孔沿着所述上部护环的圆周方向，以环形状形成。
10.根据权利要求7所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
还包括配置于所述基板放置部的下部的下部护环。
11.根据权利要求10所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述下部护环包括：
底面部，其封堵所述基板放置部的下部；
侧壁部，其在所述底面部的边缘延长形成。
12.根据权利要求11所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
在所述侧壁部，贯通形成有与所述第二贯通孔连通的连通孔。
13.根据权利要求12所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
沿着所述下部护环的圆周方向隔开配置有多个所述连通孔。
14.根据权利要求12所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述连通孔沿着所述下部护环的圆周方向形成。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
还包括排气端口部，其在所述基板放置部的下部使气体排出。
16.根据权利要求15所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述排气端口部包括：
排气构件，其形成用于在所述基板放置部的下部将气体向下部方向引导的直线排气流路；
罩构件，其配置于所述排气构件的上部，用于切断所述基板放置部的下部空间与所述直线排气流路。
17.根据权利要求16所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
在所述排气构件的壁面形成有流入孔，所述流入孔与所述直线排气流路连通，供所述气体流入。
18.根据权利要求17所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
沿着所述排气构件的圆周方向隔开配置有多个所述流入孔。
19.根据权利要求17所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述流入孔沿着所述排气构件的圆周方向，以环形状形成。
20.根据权利要求16所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
在所述排气构件的下部连接有扩张排气部，该扩张排气部具有比所述直线排气流路扩张的截面积，所述扩张排气部形成与所述直线排气流路连通的扩张直线排气流路，
在所述扩张排气部连接有多个排气管。
21.根据权利要求16所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
包括排气压生成部，其连接于所述排气构件，用于在所述直线排气流路生成排气压。
22.根据权利要求21所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
包括气体引导部，其设置在所述基板放置部的上部，朝向所述基板的表面引导气体，从而在所述基板的上侧形成气体流场，
通过所述气体流场，使上升至所述上部护环的上侧的所述上升气流沿着所述上部护环的外侧向下部方向流动。
23.根据权利要求22所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述直线排气流路的排气压以高于所述气体流场的压力形成。
24.根据权利要求1～14中的任一项所述的自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，
所述基板放置部配置在内部具有处理空间的外壳的内部。
25.一种自旋式冲洗干燥装置，其特征在于，包括：
基板放置部，能够进行旋转，上部用于安放基板；
上部护环，其配置于所述基板放置部的侧面外周；
第二贯通孔，其位于所述基板放置部的下部，贯通形成在所述上部护环的侧壁面，当所述基板放置部旋转时，使所述上部护环的外侧空气流入所述上部护环的内侧；
泄口，其配置于所述基板放置部的下部，用于排出流体；
当所述上部护环的外侧空气通过所述第二贯通孔流入时，则在所述泄口的入口形成正压。
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