JP2016001703A

JP2016001703A - Substrate drying apparatus

Info

Publication number: JP2016001703A
Application number: JP2014121742A
Authority: JP
Inventors: 上村　健司; Kenji Kamimura; 健司上村; 尚起松田; Naoki Matsuda; 健太郎田中; Kentaro Tanaka; 浩彦上田; Hirohiko Ueda
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-01-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate drying apparatus which prevents negative pressure from being formed at the central part of the lower surface of a substrate even if the substrate such as a wafer is rotated at a high speed.SOLUTION: A substrate drying apparatus includes: a substrate holding mechanism 1 for holding a substrate W; a rotary device 5 for rotating the substrate holding mechanism 1 and the substrate W; a cylindrical body 31 having the opened upper end 32 and the closed bottom part 33; and a gas nozzle 45 for supplying gas to the inside of the cylindrical body 31. The upper end of the cylindrical body 31 is located closer to the central part of the lower surface of the substrate W.

Description

本発明は、ウェーハなどの基板に液体（例えば、純水や薬液）を供給して基板を洗浄し、洗浄した基板を乾燥させる基板乾燥装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate drying apparatus that supplies a liquid (for example, pure water or a chemical solution) to a substrate such as a wafer, cleans the substrate, and dries the cleaned substrate.

ウェーハを乾燥する方法として、ロタゴニ乾燥方法が知られている。このロタゴニ乾燥方法は、並列する２つのノズルからそれぞれＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ_２ガスとの混合気）と純水をウェーハの表面に供給しながら、２つのノズルをウェーハの半径方向に移動させてウェーハの表面を乾燥させる方法である。このロタゴニ乾燥方法によれば、ウェーハを比較的低速（例えば、１５０〜３００min^-1）で回転させてもウェーハを十分に乾燥させることができる。 As a method for drying a wafer, a Rotagoni drying method is known. In this Rotagoni drying method, two nozzles are moved in the radial direction of the wafer while supplying IPA vapor (a mixture of isopropyl alcohol and N ₂ gas) and pure water to the surface of the wafer from two nozzles in parallel, respectively. This is a method of drying the surface of the wafer. According to this rotagoni drying method, the wafer can be sufficiently dried even if the wafer is rotated at a relatively low speed (for example, 150 to 300 min ⁻¹ ).

図８は、ロタゴニ乾燥方法に従ってウェーハを乾燥する従来の基板乾燥装置を示す模式図である。ウェーハＷは、基板保持部１０１によって保持される。基板保持部１０１は、回転軸１０２に固定されており、この回転軸１０２は、図示しない回転装置に連結される。したがって、ウェーハＷは回転装置によって基板保持部１０１とともに回転される。ウェーハＷの上方には、ＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ_２ガスとの混合気）と純水をウェーハＷの上面に供給する２つのノズル１０３，１０４が配置されている。ウェーハＷの周囲には、純水のウェーハＷの周辺への飛び散りを防止するための回転カップ１０５が配置されている。この回転カップ１０５は、基板保持部１０１に固定されている。 FIG. 8 is a schematic view showing a conventional substrate drying apparatus for drying a wafer according to a rotagoni drying method. The wafer W is held by the substrate holding unit 101. The substrate holder 101 is fixed to a rotating shaft 102, and the rotating shaft 102 is connected to a rotating device (not shown). Therefore, the wafer W is rotated together with the substrate holding unit 101 by the rotating device. Above the wafer W, two nozzles 103 and 104 for supplying IPA vapor (a mixture of isopropyl alcohol and N ₂ gas) and pure water to the upper surface of the wafer W are arranged. Around the wafer W, a rotating cup 105 for preventing splash of pure water to the periphery of the wafer W is disposed. The rotating cup 105 is fixed to the substrate holding unit 101.

回転軸１０２は中空軸から構成されており、回転軸１０２の内部には液体ライン１０７および乾燥気体ライン１０８が配置されている。ウェーハＷの下方には２つのバックノズル１１１，１１２が配置されており、これらのバックノズル１１１，１１２には液体ライン１０７および乾燥気体ライン１０８がそれぞれ接続されている。純水および乾燥気体は、液体ライン１０７および乾燥気体ライン１０８を通じてバックノズル１１１，１１２に供給され、さらにバックノズル１１１，１１２からウェーハＷの下面に供給される。 The rotating shaft 102 is constituted by a hollow shaft, and a liquid line 107 and a dry gas line 108 are disposed inside the rotating shaft 102. Two back nozzles 111 and 112 are arranged below the wafer W, and a liquid line 107 and a dry gas line 108 are connected to the back nozzles 111 and 112, respectively. Pure water and dry gas are supplied to the back nozzles 111 and 112 through the liquid line 107 and the dry gas line 108, and further supplied from the back nozzles 111 and 112 to the lower surface of the wafer W.

ウェーハＷの乾燥は次のようにして行われる。ウェーハＷは基板保持部１０１とともに比較的低速（例えば、１５０〜３００min^-1）で回転される。この状態で、ＩＰＡ蒸気と純水が２つのノズル１０３，１０４からウェーハＷの上面に供給され、さらに純水がバックノズル１１１からウェーハＷの下面に供給される。ノズル１０３，１０４は、ＩＰＡ蒸気と純水をウェーハＷにしながら、ウェーハＷの半径方向に移動され、これによりウェーハＷの上面が乾燥される。 The wafer W is dried as follows. The wafer W is rotated together with the substrate holder 101 at a relatively low speed (for example, 150 to 300 min ⁻¹ ). In this state, IPA vapor and pure water are supplied from the two nozzles 103 and 104 to the upper surface of the wafer W, and further pure water is supplied from the back nozzle 111 to the lower surface of the wafer W. The nozzles 103 and 104 are moved in the radial direction of the wafer W while using IPA vapor and pure water as the wafer W, whereby the upper surface of the wafer W is dried.

その後、バックノズル１１１からの純水の供給が停止される。そして、ウェーハＷは比較的高速で回転され、同時にバックノズル１１２から乾燥気体がウェーハＷの下面に供給され、これによってウェーハＷの下面が乾燥される。 Thereafter, the supply of pure water from the back nozzle 111 is stopped. The wafer W is rotated at a relatively high speed, and at the same time, dry gas is supplied from the back nozzle 112 to the lower surface of the wafer W, whereby the lower surface of the wafer W is dried.

特開２００９−１１７７９４号公報JP 2009-117794 A 特開平９−２５７３６７号公報JP-A-9-257367

しかしながら、ウェーハＷを回転させると、ウェーハＷの下面の中央部には負圧が形成され、中空軸として形成されている回転軸の内部空間を通って周辺の空気がウェーハＷの下面に達することがある。この場合、周辺の空気に含まれる汚染物質がウェーハＷの下面に付着し、ウェーハＷの下面が汚染されてしまう。特に、回転軸１０２の支持に使用されている軸受から発生する粉塵が、ウェーハＷの下面中央部に付着することがある。図８に示すように、ウェーハＷの下面にはバックノズル１１２から乾燥空気が供給されるのであるが、このバックノズル１１２から噴射される乾燥気体がエゼクタ効果を生み出し、回転軸１０２の内部空間及び回転カップ１０５内に存在する空気を吸い上げてしまう。 However, when the wafer W is rotated, negative pressure is formed at the center of the lower surface of the wafer W, and the surrounding air reaches the lower surface of the wafer W through the internal space of the rotating shaft formed as a hollow shaft. There is. In this case, contaminants contained in the surrounding air adhere to the lower surface of the wafer W, and the lower surface of the wafer W is contaminated. In particular, dust generated from a bearing used to support the rotating shaft 102 may adhere to the center of the lower surface of the wafer W. As shown in FIG. 8, dry air is supplied from the back nozzle 112 to the lower surface of the wafer W. The dry gas injected from the back nozzle 112 creates an ejector effect, and the internal space of the rotating shaft 102 and Air present in the rotating cup 105 is sucked up.

そこで、本発明は、回転カップ内及び回転カップ周辺の空気に含まれる汚染物質を基板裏面に付着させない基板乾燥装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate drying apparatus that does not allow contaminants contained in the air in and around the rotating cup to adhere to the back surface of the substrate.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構および前記基板を回転させる回転装置と、開口した上端および底部を有する円筒体と、前記円筒体の内部に気体を供給するガスノズルを備え、前記円筒体の前記上端は、前記基板の下面の中央部に近接した位置にあることを特徴とする基板乾燥装置である。 In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention includes a substrate holding mechanism that holds a substrate, a rotating device that rotates the substrate holding mechanism and the substrate, a cylindrical body that has an open top and bottom, A substrate drying apparatus comprising a gas nozzle for supplying a gas to the inside of the cylindrical body, wherein the upper end of the cylindrical body is in a position close to a central portion of the lower surface of the substrate.

前記基板保持機構に固定され、前記基板の下方に配置された円板状のキャップをさらに備え、前記キャップには、前記円筒体が挿入される貫通孔が形成されていることを特徴とする。
前記基板の下面にリンス液を供給するリンス液供給ノズルをさらに備えたことを特徴とする。
前記円筒体には、前記リンス液を排出するための排出孔が形成されており、前記排出孔は、前記円筒体の半径方向に対して傾いていることを特徴とする。
前記基板の下面と前記円筒体の前記上端との間の隙間は、１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする。 A disk-shaped cap fixed to the substrate holding mechanism and disposed below the substrate is further provided, and the cap has a through-hole into which the cylindrical body is inserted.
A rinsing liquid supply nozzle for supplying a rinsing liquid to the lower surface of the substrate is further provided.
The cylindrical body is formed with a discharge hole for discharging the rinse liquid, and the discharge hole is inclined with respect to the radial direction of the cylindrical body.
The gap between the lower surface of the substrate and the upper end of the cylindrical body is 1 mm to 5 mm.

上述した本発明によれば、円筒体の開口した上端は基板の下面に近接して配置され、この円筒体の内部に乾燥気体が供給される。したがって、円筒体の内部には正圧が形成され、周辺の空気が円筒体内に吸引されることがない。さらに、乾燥気体は、円筒体の上端と基板の下面との間の微小な隙間から放射状に流出し、基板の下面を乾燥させるとともに基板の下面の全体を覆う。このような乾燥気体の流れは、基板の下面への汚染物質の付着を防止することができる。 According to the present invention described above, the opened upper end of the cylindrical body is disposed close to the lower surface of the substrate, and the dry gas is supplied into the cylindrical body. Therefore, a positive pressure is formed inside the cylindrical body, and surrounding air is not sucked into the cylindrical body. Further, the dry gas flows out radially from a minute gap between the upper end of the cylindrical body and the lower surface of the substrate, dries the lower surface of the substrate and covers the entire lower surface of the substrate. Such a flow of dry gas can prevent contaminants from adhering to the lower surface of the substrate.

本発明の一実施形態に係る基板乾燥装置を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a substrate drying device concerning one embodiment of the present invention. 図１に示すチャックホイールを下から見た図である。It is the figure which looked at the chuck wheel shown in Drawing 1 from the bottom. 円筒体の拡大図である。It is an enlarged view of a cylindrical body. 空気の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of air. 円筒体の水平断面を示す図である。It is a figure which shows the horizontal cross section of a cylindrical body. チャックを上昇させた状態の図である。It is a figure of the state which raised the chuck | zipper. 本発明の他の実施形態に係る基板乾燥装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the board | substrate drying apparatus which concerns on other embodiment of this invention. ロタゴニ乾燥方法に従ってウェーハを乾燥する従来の基板乾燥装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional board | substrate drying apparatus which dries a wafer according to the rotagoni drying method.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板乾燥装置を示す模式図である。図１に示すように、基板乾燥装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持する基板保持機構１と、基板保持機構１が固定される回転軸２と、基板保持機構１および回転軸２を介してウェーハＷをその軸心周りに回転させるモータ（回転装置）５と、ウェーハＷの周囲に配置される回転カップ７と、ウェーハＷの表面（フロント面）に洗浄液として純水を供給するフロントノズル１０とを備えている。洗浄液としては、純水以外に薬液が挙げられる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the substrate drying apparatus includes a substrate holding mechanism 1 that holds a wafer W that is an example of a substrate, a rotating shaft 2 to which the substrate holding mechanism 1 is fixed, a substrate holding mechanism 1 and a rotating shaft 2. A motor (rotating device) 5 that rotates the wafer W around its axis, a rotating cup 7 disposed around the wafer W, and a front surface that supplies pure water as a cleaning liquid to the surface (front surface) of the wafer W. Nozzle 10. Examples of the cleaning liquid include chemical liquids in addition to pure water.

フロントノズル１０は、ウェーハＷの中心を向いて配置されている。このフロントノズル１０は、図示しない純水供給源（洗浄液供給源）に接続され、フロントノズル１０を通じてウェーハＷの表面の中心に純水が供給されるようになっている。ウェーハＷの上方には、ロタゴニ乾燥を実行するためのＩＰＡ蒸気ノズル２０および純水ノズル２１が並列して配置されている。ＩＰＡ蒸気ノズル２０は、ウェーハＷの表面にＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ_２ガスとの混合気）を供給するためのものであり、純水ノズル２１はウェーハＷの表面の乾燥を防ぐために純水を供給するものである。これらノズル２０，２１はウェーハＷの半径方向に移動可能に構成されている。 The front nozzle 10 is arranged facing the center of the wafer W. The front nozzle 10 is connected to a pure water supply source (cleaning liquid supply source) (not shown) so that pure water is supplied to the center of the surface of the wafer W through the front nozzle 10. Above the wafer W, an IPA vapor nozzle 20 and a pure water nozzle 21 for performing rotagony drying are arranged in parallel. The IPA vapor nozzle 20 is for supplying IPA vapor (mixture of isopropyl alcohol and N ₂ gas) to the surface of the wafer W, and the pure water nozzle 21 is pure water to prevent the surface of the wafer W from being dried. Supply. These nozzles 20 and 21 are configured to be movable in the radial direction of the wafer W.

回転軸２はトルク伝達機構６を通じてモータ５に連結されている。このトルク伝達機構６は、プーリおよびベルト等から構成されている。回転軸２は中空軸として形成されており、その内部には固定軸１４が配置されている。固定軸１４と回転軸２とは同軸状に配置されている。回転軸２は外側軸受１５によって回転自在に支持されており、外側軸受１５は軸受ハウジング１６に固定されている。回転軸２はモータ５によって回転されるが、その一方で固定軸１４は回転しない。固定軸１４と回転軸２の間には内側軸受１２が設けられている。 The rotating shaft 2 is connected to a motor 5 through a torque transmission mechanism 6. The torque transmission mechanism 6 includes a pulley and a belt. The rotating shaft 2 is formed as a hollow shaft, and a fixed shaft 14 is disposed therein. The fixed shaft 14 and the rotating shaft 2 are arranged coaxially. The rotating shaft 2 is rotatably supported by an outer bearing 15, and the outer bearing 15 is fixed to a bearing housing 16. The rotating shaft 2 is rotated by the motor 5, while the fixed shaft 14 does not rotate. An inner bearing 12 is provided between the fixed shaft 14 and the rotating shaft 2.

基板保持機構１は、ウェーハＷの周縁部を把持する複数のチャック１７と、これらチャック１７を支持するチャックホイール１８とを備えている。チャック１７は、上下方向に移動可能にチャックホイール１８に支持されている。チャックホイール１８の下方には、複数のプッシュロッド２５と、これらプッシュロッド２５を上昇および下降させる昇降装置２７が配置されている。 The substrate holding mechanism 1 includes a plurality of chucks 17 that grip the peripheral edge of the wafer W, and a chuck wheel 18 that supports the chucks 17. The chuck 17 is supported by a chuck wheel 18 so as to be movable in the vertical direction. Below the chuck wheel 18, a plurality of push rods 25 and an elevating device 27 for raising and lowering the push rods 25 are arranged.

基板保持機構１に保持されているウェーハＷの中央部の下方には円筒体３１が配置されている。この円筒体３１は固定軸１４の上端に固定されている。円筒体３１の内部には、リンス液を供給するリンス液ノズル４３と、乾燥気体を供給するガスノズル４５が配置されている。固定軸１４の内部にはリンス液および乾燥気体が流れる流体流路（図示せず）が形成されており、これら流体流路はリンス液供給源５１および乾燥気体供給源５２にそれぞれ接続されている。 A cylindrical body 31 is disposed below the central portion of the wafer W held by the substrate holding mechanism 1. The cylindrical body 31 is fixed to the upper end of the fixed shaft 14. Inside the cylindrical body 31, a rinse liquid nozzle 43 for supplying a rinse liquid and a gas nozzle 45 for supplying a dry gas are arranged. A fluid flow path (not shown) through which the rinsing liquid and the dry gas flow is formed inside the fixed shaft 14, and these fluid flow paths are connected to the rinsing liquid supply source 51 and the dry gas supply source 52, respectively. .

円筒体３１、固定軸１４、および回転軸２は、同軸状に配置されている。Ｎ_２ガスまたは乾燥空気などの乾燥気体は、乾燥気体供給源５２から固定軸１４内の流体流路を通じてガスノズル４５に送られ、さらにガスノズル４５から円筒体３１の内部空間に放出される。純水などのリンス液は、リンス液供給源５１から固定軸１４内の流体流路を通じてリンス液ノズル４３に供給され、さらにリンス液ノズル４３からウェーハＷの下面に供給される。 The cylindrical body 31, the fixed shaft 14, and the rotating shaft 2 are arranged coaxially. A dry gas such as N ₂ gas or dry air is sent from the dry gas supply source 52 to the gas nozzle 45 through the fluid flow path in the fixed shaft 14, and further discharged from the gas nozzle 45 to the internal space of the cylindrical body 31. A rinsing liquid such as pure water is supplied from the rinsing liquid supply source 51 to the rinsing liquid nozzle 43 through the fluid flow path in the fixed shaft 14 and further supplied from the rinsing liquid nozzle 43 to the lower surface of the wafer W.

ウェーハＷの下方には、円板状のキャップ５５が配置されている。このキャップ５５は基板保持機構１のチャックホイール１８の上面に固定されており、チャックホイール１８の上面の全体を覆っている。キャップ５５は、ウェーハＷ、チャックホイール１８、および回転軸２と一体に回転する。キャップ５５の中央部には貫通孔５７が形成されており、円筒体３１は貫通孔５７を通って上方に延びている。キャップ５５は、円筒体３１と同心状に配置されている。回転カップ７とキャップ５５は一体に形成されており、回転カップ７の下端は、キャップ５５の外周部に一体に接続されている。 A disk-shaped cap 55 is disposed below the wafer W. The cap 55 is fixed to the upper surface of the chuck wheel 18 of the substrate holding mechanism 1 and covers the entire upper surface of the chuck wheel 18. The cap 55 rotates integrally with the wafer W, the chuck wheel 18 and the rotating shaft 2. A through hole 57 is formed at the center of the cap 55, and the cylindrical body 31 extends upward through the through hole 57. The cap 55 is disposed concentrically with the cylindrical body 31. The rotating cup 7 and the cap 55 are integrally formed, and the lower end of the rotating cup 7 is integrally connected to the outer peripheral portion of the cap 55.

回転カップ７、チャック１７、チャックホイール１８、キャップ５５、円筒体３１、軸受１２，１５は、チャンバ６２内に配置されている。ウェーハＷはこのチャンバ６２内に搬送され、チャンバ６２内で処理される。チャンバ６２の下部には、図示しない排気ラインが接続されており、チャンバ６２の上部には、空気取り入れ口（図示せず）が設けられている。チャンバ６２内の空気は排気ラインを通じて排気され、チャンバ６２内には空気の下降流が形成される。 The rotating cup 7, the chuck 17, the chuck wheel 18, the cap 55, the cylindrical body 31, and the bearings 12 and 15 are disposed in the chamber 62. The wafer W is transferred into the chamber 62 and processed in the chamber 62. An exhaust line (not shown) is connected to the lower part of the chamber 62, and an air intake (not shown) is provided in the upper part of the chamber 62. Air in the chamber 62 is exhausted through an exhaust line, and a downward flow of air is formed in the chamber 62.

図２は、チャックホイール１８を下から見た図である。チャックホイール１８は、放射状に延びる複数の（図２では４本の）支持アーム１８ａを有している。各支持アーム１８ａは、チャック１７を上下動可能に支持している。キャップ５５は、支持アーム１８ａを含むチャックホイール１８の上面全体を覆うように配置されている。 FIG. 2 is a view of the chuck wheel 18 as viewed from below. The chuck wheel 18 has a plurality of (four in FIG. 2) support arms 18a extending radially. Each support arm 18a supports the chuck 17 so as to be movable up and down. The cap 55 is disposed so as to cover the entire upper surface of the chuck wheel 18 including the support arm 18a.

図３は、円筒体３１の拡大図である。円筒体３１は、開口した上端３２と、閉じた底部３３とを有している。より具体的には、円筒体３１は、円筒状の周壁３４と、底部３３とを有している。周壁３４は、キャップ５５に設けられた貫通孔５７を通って上方に延びている。円筒体３１は、周壁３４の下部に接続されたフランジ３６を有している。このフランジ３６の上面は円錐形状を有しており、キャップ５５の下面は逆円錐形状を有している。フランジ３６の上面と、キャップ５５の下面は互いに対向しており、フランジ３６の上面とキャップ５５の下面との間の隙間は、１ｍｍ〜３ｍｍである。ウェーハＷを乾燥しているとき、ウェーハＷ、チャックホイール１８、およびキャップ５５は回転するが、円筒体３１および固定軸１４は回転しない。 FIG. 3 is an enlarged view of the cylindrical body 31. The cylindrical body 31 has an open upper end 32 and a closed bottom 33. More specifically, the cylindrical body 31 has a cylindrical peripheral wall 34 and a bottom portion 33. The peripheral wall 34 extends upward through a through hole 57 provided in the cap 55. The cylindrical body 31 has a flange 36 connected to the lower portion of the peripheral wall 34. The upper surface of the flange 36 has a conical shape, and the lower surface of the cap 55 has an inverted conical shape. The upper surface of the flange 36 and the lower surface of the cap 55 are opposed to each other, and the gap between the upper surface of the flange 36 and the lower surface of the cap 55 is 1 mm to 3 mm. When the wafer W is dried, the wafer W, the chuck wheel 18 and the cap 55 rotate, but the cylindrical body 31 and the fixed shaft 14 do not rotate.

図３に示すように、リンス液ノズル４３およびガスノズル４５は、円筒体３１の底部３３に一体に形成されている。ガスノズル４５は鉛直に延びており、ウェーハＷの下面の中心を向いている。リンス液ノズル４３はガスノズル４５の隣に配置されている。リンス液ノズル４３は鉛直方向に対して傾いており、リンス液が斜めにウェーハＷの下面の中心に当たるようになっている。したがって、回転するウェーハＷの下面にはウェーハＷの半径方向外側に広がるリンス液の流れが形成される。 As shown in FIG. 3, the rinse liquid nozzle 43 and the gas nozzle 45 are integrally formed on the bottom 33 of the cylindrical body 31. The gas nozzle 45 extends vertically and faces the center of the lower surface of the wafer W. The rinse liquid nozzle 43 is disposed next to the gas nozzle 45. The rinse liquid nozzle 43 is inclined with respect to the vertical direction so that the rinse liquid strikes the center of the lower surface of the wafer W obliquely. Accordingly, a flow of the rinsing liquid spreading outward in the radial direction of the wafer W is formed on the lower surface of the rotating wafer W.

円筒体３１の上端３２は、ウェーハＷの下面に近接している。円筒体３１の上端３２とウェーハＷの下面との間の隙間Ｃは、１ｍｍ〜５ｍｍであり、好ましくは、２ｍｍ〜４ｍｍである。ガスノズル４５の気体出口、およびリンス液ノズル４３の液出口は、いずれも円筒体３１の内部に配置されている。ガスノズル４５から噴射された乾燥気体（例えば窒素ガス）は、円筒体３１の内部を満たし、円筒体３１の内部には正圧が形成される。したがって、ウェーハＷが高速で回転しているときであっても、周辺の空気がウェーハＷの下方の空間内に引き込まれることがない。乾燥気体は、さらに、円筒体３１の上端３２とウェーハＷの下面との間の微小な隙間から放射状に流出し、ウェーハＷの下面を乾燥させるとともにウェーハＷの下面の全体を覆う。このような乾燥気体の流れは、ウェーハＷの下面に直接向かうので、乾燥気体は回転カップ７内部で水平方向に拡散せず、ウェーハＷの下面に乾燥気体の膜を形成し、ウェーハＷの下面への汚染物質の付着を確実に防止することができる。 The upper end 32 of the cylindrical body 31 is close to the lower surface of the wafer W. A gap C between the upper end 32 of the cylindrical body 31 and the lower surface of the wafer W is 1 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm. Both the gas outlet of the gas nozzle 45 and the liquid outlet of the rinsing liquid nozzle 43 are arranged inside the cylindrical body 31. The dry gas (for example, nitrogen gas) injected from the gas nozzle 45 fills the inside of the cylindrical body 31, and a positive pressure is formed inside the cylindrical body 31. Therefore, even when the wafer W is rotating at high speed, the surrounding air is not drawn into the space below the wafer W. Further, the dry gas flows radially from a minute gap between the upper end 32 of the cylindrical body 31 and the lower surface of the wafer W, dries the lower surface of the wafer W and covers the entire lower surface of the wafer W. Since such a flow of the dry gas is directed directly to the lower surface of the wafer W, the dry gas does not diffuse in the horizontal direction inside the rotary cup 7, and a dry gas film is formed on the lower surface of the wafer W, thereby It is possible to reliably prevent contamination from adhering to the surface.

フランジ３６の下面とチャックホイール１８の上面との間には微小な隙間が形成されている。同じように、フランジ３６の円錐状の上面とキャップ５５の逆円錐状の下面５５ａとの間には微小な隙間が形成されている。さらに、キャップ５５の貫通孔５７を形成する内周面と、円筒体３１の外周面との間にも微小な隙間が形成されている。ウェーハＷとチャックホイール１８との間の空間は、回転軸２の内部を通じて周囲空間に連通している。周囲空間に存在する空気がウェーハＷとチャックホイール１８との間の空間に導かれることがないように、上述した隙間はできるだけ小さくすることが好ましい。 A minute gap is formed between the lower surface of the flange 36 and the upper surface of the chuck wheel 18. Similarly, a minute gap is formed between the conical upper surface of the flange 36 and the reverse conical lower surface 55 a of the cap 55. Further, a minute gap is also formed between the inner peripheral surface forming the through hole 57 of the cap 55 and the outer peripheral surface of the cylindrical body 31. A space between the wafer W and the chuck wheel 18 communicates with the surrounding space through the inside of the rotating shaft 2. It is preferable to make the gap described above as small as possible so that air existing in the surrounding space is not guided to the space between the wafer W and the chuck wheel 18.

図４において矢印で示すように、回転軸２の内部を流れる空気は、内側軸受１２を通って上昇する。この内側軸受１２に接触した空気は、上述したチャンバ６２内の排気に伴って、チャックホイール１８の開口部（例えば、支持アーム１８ａ間の空間）を通って下方に流れる。よって、内側軸受１２に接触した汚れた空気が、ウェーハＷに到達することが防止される。 As shown by arrows in FIG. 4, the air flowing inside the rotary shaft 2 rises through the inner bearing 12. The air in contact with the inner bearing 12 flows downward through the opening of the chuck wheel 18 (for example, the space between the support arms 18a) along with the exhaust in the chamber 62 described above. Therefore, dirty air that has contacted the inner bearing 12 is prevented from reaching the wafer W.

円筒体３１には、その内部に溜まったリンス液を排出するための複数の排出孔３７が形成されている。図５は、円筒体３１の水平断面を示す図である。排出孔３７は、周壁３４の下部に形成されており、円筒体３１の上から見たときに円筒体３１の半径方向に対して所定の角度で傾いている。排出孔３７はキャップ５５の回転方向に沿う方向に延びている。円筒体３１の内部に供給された乾燥気体は、円筒体３１の上端３２とウェーハＷの下面との間の隙間を通って流出すると同時に、排出孔３７を通じて円筒体３１の外部に流出する。乾燥気体が排出孔３７を通じて流出するとき、円筒体３１の内部には乾燥気体の旋回流が形成される。この旋回流は、円筒体３１の内部にあるリンス液を効果的に外部に流出させることができる。キャップ５５の内周面と排出孔３７は隣接するので、キャップ５５が時計方向回転することにより、円筒体３１内部の気体には外側に引っ張られる力が働くので、排気されやすい構造である。 The cylindrical body 31 is formed with a plurality of discharge holes 37 for discharging the rinse liquid accumulated therein. FIG. 5 is a diagram showing a horizontal cross section of the cylindrical body 31. The discharge hole 37 is formed in the lower part of the peripheral wall 34 and is inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction of the cylindrical body 31 when viewed from above the cylindrical body 31. The discharge hole 37 extends in a direction along the rotation direction of the cap 55. The dry gas supplied to the inside of the cylindrical body 31 flows out through the gap between the upper end 32 of the cylindrical body 31 and the lower surface of the wafer W and simultaneously flows out of the cylindrical body 31 through the discharge hole 37. When the dry gas flows out through the discharge hole 37, a swirling flow of the dry gas is formed inside the cylindrical body 31. This swirling flow can effectively cause the rinse liquid inside the cylindrical body 31 to flow out to the outside. Since the inner peripheral surface of the cap 55 and the discharge hole 37 are adjacent to each other, when the cap 55 rotates clockwise, a force pulled outward acts on the gas inside the cylindrical body 31, and thus the structure is easily exhausted.

次に、基板乾燥装置の動作について説明する。まず、図６に示すように、昇降装置２７によりプッシュロッド２５を持ち上げ、チャック１７を上昇させる。ウェーハＷは図示しない搬送ロボットにより基板乾燥装置に搬送され、ウェーハＷの周縁部はチャック１７により把持される。次に、昇降装置２７がプッシュロッド２５を下げ、図１に示すようにウェーハＷを下降させる。 Next, the operation of the substrate drying apparatus will be described. First, as shown in FIG. 6, the push rod 25 is lifted by the lifting device 27 to raise the chuck 17. The wafer W is transferred to the substrate drying apparatus by a transfer robot (not shown), and the peripheral portion of the wafer W is held by the chuck 17. Next, the elevating device 27 lowers the push rod 25 and lowers the wafer W as shown in FIG.

モータ５が駆動され、ウェーハＷは、基板保持機構１とともに比較的低い速度（例えば、１５０〜３００min^-1）で回転される。この状態で、ＩＰＡ蒸気と純水が２つのノズル２０，２１からウェーハＷの上面に供給され、さらにリンス液がリンス液ノズル４３からウェーハＷの下面に供給される。２つのノズルは、ＩＰＡ蒸気と純水をウェーハＷにしながら、ウェーハＷの半径方向に移動され、これによりウェーハＷの上面が乾燥される。ウェーハＷに供給された純水およびリンス液は、遠心力によってウェーハＷから飛び出し、回転カップ７に受け止められる。さらに、純水およびリンス液は、チャックホイール１８に形成されたドレイン孔６０を通じて外部に排出される。 The motor 5 is driven, and the wafer W is rotated together with the substrate holding mechanism 1 at a relatively low speed (for example, 150 to 300 min ⁻¹ ). In this state, IPA vapor and pure water are supplied from the two nozzles 20 and 21 to the upper surface of the wafer W, and a rinse liquid is supplied from the rinse liquid nozzle 43 to the lower surface of the wafer W. The two nozzles are moved in the radial direction of the wafer W while using IPA vapor and pure water as the wafer W, whereby the upper surface of the wafer W is dried. The pure water and the rinse liquid supplied to the wafer W jump out of the wafer W by centrifugal force and are received by the rotary cup 7. Further, the pure water and the rinsing liquid are discharged to the outside through the drain hole 60 formed in the chuck wheel 18.

ＩＰＡ蒸気と純水の供給が停止され、その後、リンス液の供給が停止される。そして、ウェーハＷは比較的高速（例えば、１０００〜３０００min^-1、通常は１０００から２０００min^-1程度）で回転され、同時にガスノズル４５から乾燥気体がウェーハＷの下面に供給され、これによってウェーハＷの下面が乾燥される。 The supply of IPA vapor and pure water is stopped, and then the supply of the rinse liquid is stopped. Then, the wafer W is rotated at a relatively high speed (for example, 1000 to 3000 min ⁻¹ , usually about 1000 to 2000 min ⁻¹ ), and at the same time, dry gas is supplied from the gas nozzle 45 to the lower surface of the wafer W. The lower surface is dried.

図７は、本発明の他の実施形態に係る基板乾燥装置を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１に示す実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、軸受ハウジング１６とチャックホイール１８との間にラビリンスシール６５が設けられている。 FIG. 7 is a schematic view showing a substrate drying apparatus according to another embodiment of the present invention. Since the configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the embodiment shown in FIG. In the present embodiment, a labyrinth seal 65 is provided between the bearing housing 16 and the chuck wheel 18.

ラビリンスシール６５は、軸受ハウジング１６に固定された静止シール部材６７と、チャックホイール１８に固定された回転シール部材６８との間に形成されている。回転シール部材６８の内側には、内側シール部材６９が配置されている。この内側シール部材６９は、チャックホイール１８に固定されており、内側シール部材６９はチャックホイール１８と一体に回転する。回転シール部材６８もチャックホイール１８と一体に回転する。静止シール部材６７、回転シール部材６８、内側シール部材６９は、いずれも円筒形状を有している。 The labyrinth seal 65 is formed between a stationary seal member 67 fixed to the bearing housing 16 and a rotary seal member 68 fixed to the chuck wheel 18. An inner seal member 69 is disposed inside the rotary seal member 68. The inner seal member 69 is fixed to the chuck wheel 18, and the inner seal member 69 rotates integrally with the chuck wheel 18. The rotary seal member 68 also rotates integrally with the chuck wheel 18. The stationary seal member 67, the rotary seal member 68, and the inner seal member 69 all have a cylindrical shape.

静止シール部材６７は、回転シール部材６８と内側シール部材６９との間に配置されており、静止シール部材６７の外周面と回転シール部材６８の内周面との間、および静止シール部材６７の内周面と内側シール部材６９の外周面との間には、微小な隙間が形成されている。静止シール部材６７の外周面にはラビリンスシール６５を構成する環状の凹凸が形成されている。回転シール部材６８の内周面に凹凸を形成してもよく、または静止シール部材６７の外周面および回転シール部材６８の内周面の両方に凹凸を形成してもよい。更には、隙間を小さく(０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ)することでラビリンスシール効果を上げることも可能である。 The stationary seal member 67 is disposed between the rotary seal member 68 and the inner seal member 69, between the outer peripheral surface of the stationary seal member 67 and the inner peripheral surface of the rotary seal member 68, and of the stationary seal member 67. A minute gap is formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the inner seal member 69. An annular unevenness constituting the labyrinth seal 65 is formed on the outer peripheral surface of the stationary seal member 67. Concavities and convexities may be formed on the inner peripheral surface of the rotary seal member 68, or concavities and convexities may be formed on both the outer peripheral surface of the stationary seal member 67 and the inner peripheral surface of the rotary seal member 68. Furthermore, the labyrinth seal effect can be increased by reducing the gap (0.1 mm to 0.5 mm).

図７の矢印で示すように、周囲の空気は、回転軸２と軸受ハウジング１６との間の空間を上方に流れる。この空気の上昇流は外側軸受１５に接触するので、空気は外側軸受１５によって汚染される。この汚染された空気は、チャックホイール１８の開口部（例えば、支持アーム１８ａ間の空間）を通ってウェーハＷに向かって流れるおそれがある。そこで、静止シール部材６７に一体に形成された回転軸排気通路７５を複数個備える。この回転軸排気通路７５は、静止シール部材６７と同心状に配置されている。図７では２個の回転軸排気通路７５を示す。前記汚染された空気は、これらの回転軸排気通路７５を通じて排気される。更に、このような汚染された空気のウェーハＷに向かう流れを防止するために、ラビリンスシール６５が設けられる。このラビリンスシール６５は微量な空気の通過を許容するが、この空気はチャンバ６２内の排気に伴って形成される下降流によってチャンバ６２の外部に運ばれる。 As indicated by the arrows in FIG. 7, ambient air flows upward in the space between the rotating shaft 2 and the bearing housing 16. Since this upward flow of air contacts the outer bearing 15, the air is contaminated by the outer bearing 15. The contaminated air may flow toward the wafer W through the opening of the chuck wheel 18 (for example, the space between the support arms 18a). Therefore, a plurality of rotary shaft exhaust passages 75 formed integrally with the stationary seal member 67 are provided. The rotary shaft exhaust passage 75 is disposed concentrically with the stationary seal member 67. FIG. 7 shows two rotary shaft exhaust passages 75. The contaminated air is exhausted through these rotary shaft exhaust passages 75. In addition, a labyrinth seal 65 is provided to prevent the flow of such contaminated air toward the wafer W. The labyrinth seal 65 allows a very small amount of air to pass therethrough, but this air is carried to the outside of the chamber 62 by the downward flow formed along with the exhaust in the chamber 62.

図７に示すように、固定軸１４には、複数の吸気口７１が形成されている。これらの吸気口７１は、固定軸１４の内部を延びる吸気ライン７２に連通している。すなわち、吸気ライン７２の上端は吸気口７１に接続され、吸気ライン７２の下端は、チャンバ６２の外側に位置している。吸気口７１は内側軸受１２の上方に位置している。本実施形態では、複数の吸気口７１が設けられているが、１つの吸気口７１のみを設けてもよい。 As shown in FIG. 7, the fixed shaft 14 is formed with a plurality of air inlets 71. These intake ports 71 communicate with an intake line 72 that extends inside the fixed shaft 14. That is, the upper end of the intake line 72 is connected to the intake port 71, and the lower end of the intake line 72 is located outside the chamber 62. The intake port 71 is located above the inner bearing 12. In the present embodiment, a plurality of intake ports 71 are provided, but only one intake port 71 may be provided.

周囲の空気は、回転軸２と固定軸１４との間に形成されている空間を上方に流れる。この空気の上昇流は内側軸受１２に接触するので、空気は内側軸受１２によって汚染される。この汚染された空気は、円筒体３１とキャップ５５との間の隙間を通ってウェーハＷに向かって流れるおそれがある。そこで、このような汚染された空気を吸引するために、吸気口７１が内側軸受１２の上方に配置される。内側軸受１２を通過した空気は、吸気口７１に吸い込まれ、吸気ライン７２を通ってチャンバ６２の外部に排気される。 Ambient air flows upward in a space formed between the rotating shaft 2 and the fixed shaft 14. Since this upward flow of air contacts the inner bearing 12, the air is contaminated by the inner bearing 12. The contaminated air may flow toward the wafer W through the gap between the cylindrical body 31 and the cap 55. Therefore, in order to suck such contaminated air, the intake port 71 is disposed above the inner bearing 12. The air that has passed through the inner bearing 12 is sucked into the intake port 71 and exhausted to the outside of the chamber 62 through the intake line 72.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

１基板保持機構
２回転軸
５モータ（回転装置）
６トルク伝達機構
７回転カップ
１０フロントノズル
１２内側軸受
１４固定軸
１５外側軸受
１６軸受ハウジング
１７チャック
１８チャックホイール
２０ＩＰＡ蒸気ノズル
２１純水ノズル
２５プッシュロッド
２７昇降装置
３１円筒体
３２上端
３３底部
３４周壁
３６フランジ
３７排出孔
４３リンス液ノズル
４５ガスノズル
５１リンス液供給源
５２乾燥気体供給源
５５キャップ
５７貫通孔
６０ドレイン孔
６２チャンバ
６５ラビリンスシール
７１吸気口
７５回転軸排気通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate holding mechanism 2 Rotating shaft 5 Motor (rotating device)
6 Torque transmission mechanism 7 Rotating cup 10 Front nozzle 12 Inner bearing 14 Fixed shaft 15 Outer bearing 16 Bearing housing 17 Chuck 18 Chuck wheel 20 IPA steam nozzle 21 Pure water nozzle 25 Push rod 27 Lifting device 31 Cylindrical body 32 Upper end 33 Bottom 34 Peripheral wall 36 Flange 37 Discharge hole 43 Rinse liquid nozzle 45 Gas nozzle 51 Rinse liquid supply source 52 Dry gas supply source 55 Cap 57 Through hole 60 Drain hole 62 Chamber 65 Labyrinth seal 71 Intake port 75 Rotating shaft exhaust passage

Claims

A substrate holding mechanism for holding the substrate;
A rotating device for rotating the substrate holding mechanism and the substrate;
A cylinder having an open top and bottom, and
A gas nozzle for supplying gas into the cylindrical body;
The substrate drying apparatus characterized in that the upper end of the cylindrical body is in a position close to a central portion of the lower surface of the substrate.

A disk-shaped cap fixed to the substrate holding mechanism and disposed below the substrate;
The substrate drying apparatus according to claim 1, wherein the cap is formed with a through hole into which the cylindrical body is inserted.

The substrate drying apparatus according to claim 1, further comprising a rinse liquid supply nozzle that supplies a rinse liquid to a lower surface of the substrate.

The discharge hole for discharging the rinse liquid is formed in the cylindrical body, and the discharge hole is inclined with respect to a radial direction of the cylindrical body. Substrate drying device.

The substrate drying apparatus according to claim 1, wherein a gap between a lower surface of the substrate and the upper end of the cylindrical body is 1 mm to 5 mm.