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JP5503323B2 - Substrate dryer - Google Patents

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JP5503323B2 JP2010031831A JP2010031831A JP5503323B2 JP 5503323 B2 JP5503323 B2 JP 5503323B2 JP 2010031831 A JP2010031831 A JP 2010031831A JP 2010031831 A JP2010031831 A JP 2010031831A JP 5503323 B2 JP5503323 B2 JP 5503323B2
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Description

本発明は基板乾燥装置に関し、特に洗浄後の基板を効率よく乾燥させることができる基板乾燥装置に関する。   The present invention relates to a substrate drying apparatus, and more particularly to a substrate drying apparatus that can efficiently dry a substrate after cleaning.

近年の半導体デバイスへの微細化の要請を背景に、配線材料としてより抵抗の小さい銅が用いられるようになってきている。銅配線は、一般に、基板の表面に形成された絶縁膜に溝を掘り、その溝に銅を埋め込んだ後、余分な銅をCMP(化学機械研磨)で削ることで形成される。CMPで研磨した後の基板は、湿式洗浄された後に乾燥される。湿式洗浄において、基板に液がまだらに付着した状態から乾燥が行われるとウォーターマーク(水染み)等の欠陥が発生しやすい。   With the recent demand for miniaturization of semiconductor devices, copper having a lower resistance has been used as a wiring material. The copper wiring is generally formed by digging a groove in an insulating film formed on the surface of the substrate, filling the groove with copper, and then scraping excess copper by CMP (chemical mechanical polishing). The substrate after polishing by CMP is wet-cleaned and then dried. In the wet cleaning, if drying is performed from a state where the liquid adheres to the substrate, defects such as watermarks (water stains) are likely to occur.

上記のような事情の下、欠陥の発生抑制に効果的な乾燥方法として、枚葉式で、回転する基板に洗浄用のリンス液の液流を供給して基板面全体を覆う液膜を形成すると共に、リンス液の表面張力を低下させるIPA(イソプロピルアルコール)を含有する乾燥用の気体流を液流の内側に供給し、液流ノズル及び気体流ノズルを、回転する基板の中心から外周に移動させることで、遠心力とマランゴニ力とでリンス液を外周側に移動させて基板上の乾燥領域を中心から外周に徐々に広げ、最終的に基板面全体を乾燥させる方法(以下、本明細書では「枚葉IPA乾燥」という)がある。このとき、効果的なマランゴニ効果を得る目的で、リンス液に溶解するIPAを増加させるため、IPAの供給量を適宜増加させたり、IPA含有気体の温度を上昇させたりしていた(例えば、特許文献1参照。)。   Under the circumstances described above, as a drying method effective in suppressing the occurrence of defects, a single wafer type is used, and a liquid film covering the entire substrate surface is formed by supplying a cleaning rinse liquid to the rotating substrate. In addition, a drying gas flow containing IPA (isopropyl alcohol) that reduces the surface tension of the rinsing liquid is supplied to the inside of the liquid flow, and the liquid flow nozzle and the gas flow nozzle are moved from the center of the rotating substrate to the outer periphery. By moving, the rinse liquid is moved to the outer peripheral side by centrifugal force and Marangoni force, and the drying area on the substrate is gradually expanded from the center to the outer periphery, and finally the entire substrate surface is dried (hereinafter, this specification) In the book, it is called “Single wafer IPA drying”. At this time, for the purpose of obtaining an effective Marangoni effect, in order to increase the IPA dissolved in the rinsing liquid, the supply amount of IPA is appropriately increased or the temperature of the IPA-containing gas is increased (for example, patents). Reference 1).

国際公開第2006/082780号(段落0135−0137等)International Publication No. 2006/082780 (paragraphs 0135-0137, etc.)

しかしながら、リンス液に溶解するIPAを増加させるために、IPAの供給量を適宜増加させたり、IPA含有気体の温度を上昇させたりすると、装置構成や制御が複雑になる。   However, in order to increase the IPA dissolved in the rinsing liquid, if the supply amount of IPA is appropriately increased or the temperature of the IPA-containing gas is increased, the apparatus configuration and control become complicated.

本発明は上述の課題に鑑み、比較的簡便にリンス液に溶解するリンス液の表面張力を低下させる物質を増加させることができて洗浄後の基板を効率よく乾燥させることができる基板乾燥装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a substrate drying apparatus that can increase the amount of a substance that lowers the surface tension of a rinsing liquid that is relatively easily dissolved in the rinsing liquid and can efficiently dry the substrate after cleaning. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る基板乾燥装置は、例えば図1に示すように、リンス液Rに対する接触角が90°以下の表面WAを持つ基板Wを水平面内で回転させる回転機構10と;回転している基板Wの表面WAにリンス液Rの流れであるリンス液流Rfを供給するリンス液ノズル20と;リンス液ノズル20を、回転している基板Wの回転中心Wc側から外周側へ向かうノズル移動方向Dnに移動させるリンス液ノズル移動機構40と;回転している基板Wのリンス液流Rfが供給される位置Rt(例えば図4及び図5参照)よりも、基板Wの回転に伴ってリンス液Rが流れる方向である基板回転方向Drの下流側かつ基板Wの回転中心Wc側に、リンス液Rの表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流Gfを供給する乾燥気体ノズル30と;乾燥気体ノズル30をノズル移動方向Dnに移動させる乾燥気体ノズル移動機構40とを備え;乾燥気体流Gfが、基板Wの表面WAを投影面としたときに投影面上においてノズル移動方向成分が乾燥気体ノズル30から吐出された位置Gfv’(例えば図4及び図5参照)よりも基板Wに衝突した位置Gfw(例えば図4及び図5参照)の方がノズル移動方向Dnの下流側に位置しつつ、三次元空間において乾燥気体流Gfの軸線Gaと基板Wの垂線Wpとのなす角αが接触角θ(例えば図2参照)の半分の角度である半分接触角θ/2以上かつ90°から半分接触角θ/2を差し引いた角度以下の範囲で傾斜するように、乾燥気体ノズル30が設けられている。ここで、リンス液の表面張力を低下させる物質として、典型的にはIPAが挙げられる。また、リンス液流は、典型的には基板の表面の面積に対して細く形成されている。また、「基板の表面を投影面としたとき」は、基板の表面に垂直に投影するものとする。また、対象とする基板の接触角の下限は、典型的には最小厚さのリンス液の膜の表面と基板の表面とで形成される角度となる。   In order to achieve the above object, the substrate drying apparatus according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1 for example, shows a substrate W having a surface WA with a contact angle with respect to the rinsing liquid R of 90 ° or less in a horizontal plane. A rotating mechanism 10 that rotates the surface of the rotating substrate W; a rinsing liquid nozzle 20 that supplies a rinsing liquid flow Rf that is a flow of the rinsing liquid R to the surface WA of the rotating substrate W; and a substrate W that rotates the rinsing liquid nozzle 20 A rinsing liquid nozzle moving mechanism 40 that moves in the nozzle moving direction Dn from the rotation center Wc side toward the outer peripheral side; a position Rt to which the rinsing liquid flow Rf of the rotating substrate W is supplied (see, for example, FIGS. 4 and 5) ), Which contains a substance that lowers the surface tension of the rinsing liquid R on the downstream side of the substrate rotation direction Dr, which is the direction in which the rinsing liquid R flows along with the rotation of the substrate W, and on the rotation center Wc side of the substrate W. Gas flow G A dry gas nozzle 30 for supplying the gas; and a dry gas nozzle moving mechanism 40 for moving the dry gas nozzle 30 in the nozzle moving direction Dn; the dry gas flow Gf is projected when the surface WA of the substrate W is used as a projection surface. The position Gfw (for example, see FIGS. 4 and 5) that collides with the substrate W is more nozzles than the position Gfv ′ (for example, see FIGS. 4 and 5) where the nozzle movement direction component is discharged from the dry gas nozzle 30 on the surface. A half in which the angle α formed by the axis Ga of the dry gas flow Gf and the perpendicular Wp of the substrate W is half of the contact angle θ (see, for example, FIG. 2) while being located downstream in the movement direction Dn. The dry gas nozzle 30 is provided so as to incline in a range not less than the contact angle θ / 2 and not more than an angle obtained by subtracting the half contact angle θ / 2 from 90 °. Here, typically, IPA is mentioned as a substance which reduces the surface tension of a rinse liquid. Further, the rinse liquid flow is typically formed narrow with respect to the surface area of the substrate. In addition, “when the surface of the substrate is used as a projection surface” is assumed to project perpendicularly to the surface of the substrate. The lower limit of the contact angle of the target substrate is typically an angle formed between the surface of the rinse liquid film having the minimum thickness and the surface of the substrate.

このように構成すると、基板に衝突した乾燥気体流が放射状に等しく拡散することなく、乾燥気体が既に乾燥させた領域に流れることを抑制することができ、リンス液に溶解するリンス液の表面張力を低下させる物質を増加させることができると共に乾燥気体がリンス液を引き延ばして基板を覆うリンス液の膜を薄くすることができるため、乾燥負担が軽減されて洗浄後の基板を効率よく乾燥させることができる。また、乾燥気体流が基板の回転中心付近にある場合は、相対速度が得られない回転中心部分でもリンス液の流れを作り出すことができ、リンス液が停滞する部分を解消させることができて、回転中心部の乾燥を簡便に行うことができる。   If comprised in this way, it can suppress that the dry gas flow which collided with the board | substrate does not spread | diffuse equally radially, but it can suppress that a dry gas flows into the area | region already dried, and the surface tension of the rinse liquid which melt | dissolves in a rinse liquid Since the dry gas can extend the rinsing liquid and thin the film of the rinsing liquid covering the substrate, the drying load can be reduced and the substrate after cleaning can be efficiently dried. Can do. In addition, when the dry gas flow is near the rotation center of the substrate, the flow of the rinse liquid can be created even at the rotation center portion where the relative speed cannot be obtained, and the portion where the rinse liquid stagnates can be eliminated. The center of rotation can be easily dried.

また、本発明の第2の態様に係る基板乾燥装置は、例えば図1及び図5(図7)に示すように、上記本発明の第1の態様に係る基板乾燥装置において、リンス液流Rfが基板Wに衝突する範囲であるリンス液衝突範囲Rtに乾燥気体ノズル302(30、36)から供給された乾燥気体Gが実質的に作用する範囲Gft(Gft、Gst)内において、ノズル移動方向Dnに延びる仮想線を境界として基板回転方向Drの上流側よりも下流側の方が乾燥気体Gが多く供給されるように構成されている。ここで、乾燥気体が実質的に作用する範囲とは、典型的には、リンス液の表面張力を低下させるという乾燥気体の作用のうちの1つを期待される程度に発揮できる範囲である。   In addition, the substrate drying apparatus according to the second aspect of the present invention includes a rinse liquid flow Rf in the substrate drying apparatus according to the first aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 5 (FIG. 7), for example. In the range Gft (Gft, Gst) in which the dry gas G supplied from the dry gas nozzle 302 (30, 36) substantially acts on the rinsing liquid collision range Rt, which is the range in which the substrate W collides with the substrate W, the nozzle movement direction With the imaginary line extending to Dn as a boundary, the dry gas G is supplied more on the downstream side than on the upstream side in the substrate rotation direction Dr. Here, the range in which the dry gas substantially acts is typically a range in which one of the actions of the dry gas, which reduces the surface tension of the rinsing liquid, can be expected.

このように構成すると、表面に供給され、基板の回転に伴って延びたリンス液に対してより広範囲に乾燥気体の作用を及ぼすことができる。   If comprised in this way, the effect | action of a dry gas can be exerted on the rinse liquid supplied to the surface and extended with rotation of a board | substrate more widely.

また、本発明の第3の態様に係る基板乾燥装置は、例えば図5に示すように、上記本発明の第2の態様に係る基板乾燥装置において、基板Wの表面WAを投影面としたときの投影面上における乾燥気体流Gfが、乾燥気体ノズル302から吐出された位置Gfv’よりも基板Wに衝突した位置Gfwの方が基板回転方向Drの下流側に位置するように、乾燥気体ノズル302が設けられている。   Further, the substrate drying apparatus according to the third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 5, when the surface WA of the substrate W is a projection plane in the substrate drying apparatus according to the second aspect of the present invention. The dry gas nozzle G so that the position Gfw where the dry gas flow Gf on the projection plane collides with the substrate W is located downstream of the position Gfv ′ discharged from the dry gas nozzle 302 in the substrate rotation direction Dr. 302 is provided.

このように構成すると、単純な装置構成で、基板の回転に伴って延びたリンス液に対してより広範囲に乾燥気体の作用を及ぼすことができる。   If comprised in this way, the effect | action of a dry gas can be exerted on the rinse liquid extended with rotation of a board | substrate with a simple apparatus structure more widely.

また、本発明の第4の態様に係る基板乾燥装置は、例えば図7に示すように、上記本発明の第2の態様に係る基板乾燥装置において、回転している基板Wに乾燥気体流Gsを供給する、乾燥気体ノズル30とは異なる追加乾燥気体ノズル36であって、基板Wの表面WAを投影面としたときの投影面上における乾燥気体流Gsの基板回転方向Dr成分が、追加乾燥気体ノズル36から吐出された位置Gsv’よりも基板Wに衝突した位置Gswの方が基板回転方向Drの下流側に位置するように設けられた追加乾燥気体ノズル36を備える。   Further, the substrate drying apparatus according to the fourth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 7, in the substrate drying apparatus according to the second aspect of the present invention, the drying gas flow Gs is applied to the rotating substrate W. Is the additional dry gas nozzle 36 different from the dry gas nozzle 30, and the substrate rotation direction Dr component of the dry gas flow Gs on the projection surface when the surface WA of the substrate W is the projection surface is additional drying. An additional dry gas nozzle 36 is provided so that the position Gsw that has collided with the substrate W is located downstream of the position Gsv ′ discharged from the gas nozzle 36 in the substrate rotation direction Dr.

このように構成すると、リンス液に対して乾燥気体の作用が及ぶ範囲をより拡大することが可能になる。   If comprised in this way, it will become possible to expand the range which the effect | action of a dry gas reaches with respect to a rinse liquid.

上記目的を達成するために、本発明の第5の態様に係る基板乾燥装置は、例えば図1及び図5に示すように、基板Wを水平面内で回転させる回転機構10と;回転している基板Wにリンス液流Rfを供給するリンス液ノズル20と;リンス液ノズル20を、回転している基板Wの回転中心Wc側から外周側へ向かうノズル移動方向Dnに移動させるリンス液ノズル移動機構40と;回転している基板Wのリンス液流Rfが供給される位置よりも、基板Wの回転に伴ってリンス液Rが流れる方向である基板回転方向Drの下流側かつ基板Wの回転中心Wc側に、リンス液Rの表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流Gfを供給する乾燥気体ノズル30と;乾燥気体ノズル30をノズル移動方向Dnに移動させる乾燥気体ノズル移動機構40とを備え;乾燥気体流Gfが、基板Wの面を投影面としたときに投影面上において乾燥気体ノズル30から吐出された位置Gfv’(図5参照)よりも基板Wに衝突した位置Gfw(図5参照)の方がノズル移動方向Dn成分はノズル移動方向Dnの下流側に位置しつつ基板回転方向Dr成分は基板回転方向Drの下流側に位置した状態で乾燥気体流Gfの軸線Gaとノズル移動方向Dnとのなす角が所定の旋回角β(図5参照)に構成され、三次元空間において乾燥気体流Gfの軸線Gaと基板Wの垂線とのなす角が所定の傾斜角αで傾斜するように、乾燥気体ノズル30が設けられている。   In order to achieve the above object, the substrate drying apparatus according to the fifth aspect of the present invention is rotating with a rotating mechanism 10 that rotates the substrate W in a horizontal plane as shown in FIGS. 1 and 5, for example. A rinsing liquid nozzle 20 for supplying a rinsing liquid flow Rf to the substrate W; and a rinsing liquid nozzle moving mechanism for moving the rinsing liquid nozzle 20 in a nozzle moving direction Dn from the rotation center Wc side of the rotating substrate W toward the outer peripheral side. 40; downstream of the substrate rotation direction Dr, which is the direction in which the rinsing liquid R flows with the rotation of the substrate W from the position where the rinsing liquid flow Rf of the rotating substrate W is supplied, and the rotation center of the substrate W A dry gas nozzle 30 for supplying a dry gas flow Gf containing a substance that reduces the surface tension of the rinsing liquid R to the Wc side; and a dry gas nozzle moving mechanism for moving the dry gas nozzle 30 in the nozzle moving direction Dn. A position where the dry gas flow Gf collides with the substrate W more than the position Gfv ′ (see FIG. 5) discharged from the dry gas nozzle 30 on the projection surface when the surface of the substrate W is the projection surface. In Gfw (see FIG. 5), the nozzle movement direction Dn component is located downstream of the nozzle movement direction Dn, while the substrate rotation direction Dr component is located downstream of the substrate rotation direction Dr. The angle formed by Ga and the nozzle movement direction Dn is configured as a predetermined swivel angle β (see FIG. 5), and the angle formed by the axis Ga of the dry gas flow Gf and the perpendicular of the substrate W in a three-dimensional space is a predetermined tilt angle. A dry gas nozzle 30 is provided so as to be inclined at α.

このように構成すると、乾燥気体流が、基板の面を投影面としたときに投影面上において乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも基板に衝突した位置の方がノズル移動方向成分はノズル移動方向の下流側に位置しつつ基板回転方向成分は基板回転方向の下流側に位置した状態で乾燥気体流の軸線とノズル移動方向とのなす角が所定の旋回角に構成され、三次元空間において乾燥気体流の軸線と基板Wの垂線とのなす角が所定の傾斜角で傾斜するので、乾燥気体が既に乾燥させた領域に流れることを抑制することができ、リンス液に溶解するリンス液の表面張力を低下させる物質を増加させることができると共に乾燥気体がリンス液を引き延ばして基板を覆うリンス液の膜を薄くすることができるため、乾燥負担が軽減されて洗浄後の基板を効率よく乾燥させることができる。   With this configuration, the nozzle moving direction component is the nozzle movement direction component at the position where the dry gas flow collides with the substrate rather than the position discharged from the dry gas nozzle on the projection surface when the substrate surface is the projection surface. While the substrate rotation direction component is positioned downstream of the substrate rotation direction, the angle formed by the axis of the dry gas flow and the nozzle movement direction is configured as a predetermined swirl angle in a state of being positioned downstream of the substrate rotation direction. Since the angle formed by the axis of the dry gas flow and the perpendicular of the substrate W is inclined at a predetermined inclination angle, it is possible to suppress the dry gas from flowing into the already dried region, and the rinsing liquid dissolved in the rinsing liquid can be prevented. Substances that reduce the surface tension can be increased, and the dry gas can extend the rinse liquid to make the film of the rinse liquid covering the substrate thinner. It can be a rate well dried.

本発明によれば、基板に衝突した乾燥気体流が放射状に等しく拡散することなく、乾燥気体が既に乾燥させた領域に流れることを抑制することができ、リンス液に溶解するリンス液の表面張力を低下させる物質を増加させることができると共に乾燥気体がリンス液を引き延ばして基板を覆うリンス液の膜を薄くすることができるため、乾燥負担が軽減されて洗浄後の基板を効率よく乾燥させることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the flow of the dry gas that collided with the substrate from the radial region and to prevent the dry gas from flowing into the already dried region, and the surface tension of the rinse liquid that dissolves in the rinse liquid Since the dry gas can extend the rinsing liquid and thin the film of the rinsing liquid covering the substrate, the drying load can be reduced and the substrate after cleaning can be efficiently dried. Can do.

本発明の第1の実施の形態に係る基板乾燥装置の概略構成を示す図である。(a)は斜視図、(b)はノズル先端まわりの部分拡大側面図である。It is a figure which shows schematic structure of the board | substrate drying apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A) is a perspective view, (b) is a partially enlarged side view around the nozzle tip. 面に対する液の接触角を説明する図である。It is a figure explaining the contact angle of the liquid with respect to a surface. 基板に供給されるリンス水及び乾燥気体の位置関係並びにこれらの移動方向について説明する図である。(a)は基板乾燥装置の移動機構まわりの平面図、(b)は移動機構の可動アーム先端の部分拡大平面図である。It is a figure explaining the positional relationship of the rinse water and dry gas supplied to a board | substrate, and these moving directions. (A) is a plan view around the moving mechanism of the substrate drying apparatus, and (b) is a partially enlarged plan view of the distal end of the movable arm of the moving mechanism. 本発明の第1の実施の形態に係る基板乾燥装置における乾燥気体流の供給態様を説明する図である。(a)は部分斜視図、(b)は平面図である。It is a figure explaining the supply aspect of the dry gas flow in the board | substrate drying apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A) is a fragmentary perspective view, (b) is a top view. 本発明の第2の実施の形態に係る基板乾燥装置における乾燥気体流の供給態様を説明する図である。(a)は部分斜視図、(b)は平面図である。It is a figure explaining the supply aspect of the dry gas flow in the board | substrate drying apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (A) is a fragmentary perspective view, (b) is a top view. 枚葉IPA乾燥を行った際のリンス水の膜厚の状況を説明する図である。(a)は本発明の第2の実施の形態に係る基板乾燥装置によるもの、(b)は本発明の第1の実施の形態に係る基板乾燥装置によるもの、(c)は比較例として乾燥気体流が基板の表面に垂直に供給される装置によるものの図である。It is a figure explaining the condition of the film thickness of rinse water at the time of performing single wafer IPA drying. (A) is by the substrate drying apparatus according to the second embodiment of the present invention, (b) is by the substrate drying apparatus according to the first embodiment of the present invention, (c) is dried as a comparative example. FIG. 2 is a diagram of an apparatus in which a gas flow is supplied perpendicular to the surface of a substrate. 本発明の第2の実施の形態の変形例に係る基板乾燥装置における乾燥気体流の供給態様を説明する図である。(a)は部分斜視図、(b)は平面図である。It is a figure explaining the supply aspect of the dry gas flow in the board | substrate drying apparatus which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. (A) is a fragmentary perspective view, (b) is a top view.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る基板乾燥装置1を説明する。図1は、基板乾燥装置1の概略構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)はノズル先端まわりの部分拡大側面図である。基板乾燥装置1は、処理される基板Wを回転させる回転機構10と、基板Wにリンス液としてのリンス水Rを供給するリンス液ノズルとしてのリンス水ノズル20と、基板Wに乾燥気体Gを供給する乾燥気体ノズル30と、リンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル30を基板Wの面と平行に移動させる移動機構40とを備えている。本実施の形態では、移動機構40は、リンス液ノズル移動機構と乾燥気体ノズル移動機構とを兼ねている。   First, a substrate drying apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a substrate drying apparatus 1, wherein FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a partially enlarged side view around a nozzle tip. The substrate drying apparatus 1 includes a rotating mechanism 10 that rotates a substrate W to be processed, a rinse water nozzle 20 that serves as a rinse liquid nozzle that supplies rinse water R as a rinse liquid to the substrate W, and a dry gas G that is applied to the substrate W. A dry gas nozzle 30 to be supplied and a moving mechanism 40 for moving the rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 30 in parallel with the surface of the substrate W are provided. In the present embodiment, the moving mechanism 40 serves as both a rinse liquid nozzle moving mechanism and a dry gas nozzle moving mechanism.

処理される基板Wは、典型的には、半導体素子製造の材料である半導体基板であり、円盤状に形成されている。基板Wは、一方の面に回路が形成されており(この面を「表面WA」という。)、他方の面(裏面)には回路が現れていない。近年の半導体基板は、配線材料としてより抵抗の小さい銅が用いられるようになってきている。銅配線は、一般に、基板の表面に形成された絶縁膜に溝を掘り、その溝に銅を埋め込んだ後、余分な銅をCMPで削ることで形成される。銅が埋め込まれる絶縁膜は、配線間に形成されるコンデンサ容量を低減させる観点からk値(被誘電率)の低い材料(Low−k膜)が用いられる。本実施の形態では、k値が概ね3.0以下のLow−k膜(典型的にはSiOC膜)が形成された基板Wが用いられることとして説明する。一般に、Low−k膜は疎水性であるため、研磨後の洗浄において基板W上のリンス水膜が分断されやすく、リンス水膜が分断された状態で乾燥が行われるとウォーターマークや亀裂等の欠陥が発生するおそれがある。また、疎水性のLow−k膜上ではこのLow−k膜を覆うリンス水膜が厚くなる傾向にあり、乾燥させる際の負荷が比較的大きくなる。枚葉IPA乾燥では、疎水性の表面を持つ基板Wに対しても適切な乾燥処理を行うことができる。基板Wの面の濡れ性の指標(疎水性の度合い)の1つとして、接触角を用いることができる。   The substrate W to be processed is typically a semiconductor substrate that is a material for manufacturing a semiconductor element, and is formed in a disk shape. The substrate W has a circuit formed on one surface (this surface is referred to as “front surface WA”), and no circuit appears on the other surface (back surface). In recent semiconductor substrates, copper having a lower resistance has been used as a wiring material. The copper wiring is generally formed by digging a groove in an insulating film formed on the surface of the substrate, filling the groove with copper, and then cutting off excess copper by CMP. As the insulating film in which copper is embedded, a material (Low-k film) having a low k value (dielectric constant) is used from the viewpoint of reducing the capacitance of the capacitor formed between the wirings. In the present embodiment, description will be made assuming that a substrate W on which a low-k film (typically, a SiOC film) having a k value of approximately 3.0 or less is used is used. In general, since the low-k film is hydrophobic, the rinse water film on the substrate W is likely to be divided in cleaning after polishing, and if drying is performed in a state where the rinse water film is divided, watermarks, cracks, etc. Defects may occur. On the hydrophobic Low-k film, the rinsing water film covering the Low-k film tends to be thick, and the load during drying becomes relatively large. In the single wafer IPA drying, an appropriate drying process can be performed even on the substrate W having a hydrophobic surface. The contact angle can be used as one of the wettability indices (degree of hydrophobicity) of the surface of the substrate W.

ここで図2を参照して、接触角について説明する。本実施の形態における接触角は、基板Wの表面WAに滴下されたリンス水Rの液滴の接線Tと基板Wの表面WAとのなす角であり、図2におけるθがこれに相当する。表面WAの濡れ性(濡れやすさ)は接触角θにより評価される。すなわち、接触する液体の組成が共通のときに接触角θが小さい面ほど濡れやすく(親水性が高く)、大きい面ほど濡れにくい(疎水性が高い)。本実施の形態の接触角θは、リンス水Rの液滴が表面WA上で静止していることを前提とした静的接触角をいうものとする。換言すれば、リンス水Rと表面WAとの界面が動いている動的接触角ではない。本実施の形態における接触角θの特定は、リンス水Rの液滴の縦断面における気液境界(輪郭)が円の一部であると見なして概算で求めることとし、当該液滴の輪郭の高さをa、幅をbとした場合に、接触角θ=2×tan−1(2a/b)で求められる角度とする。一般に、Low−k膜の水に対する接触角は、CMPを行うと半分程度になるとされている。本実施の形態では、表面WAのリンス水Rの液滴に対する接触角が90°以下の基板Wを処理対象とすることとし(接触角の下限は最小厚さのリンス水Rの膜表面と表面WAとで形成される角度となる)、典型的には、CMP後に25〜60°程度に低下した基板である。 Here, the contact angle will be described with reference to FIG. The contact angle in the present embodiment is an angle formed between the tangent line T of the droplet of the rinse water R dropped on the surface WA of the substrate W and the surface WA of the substrate W, and θ in FIG. The wettability (easy to wet) of the surface WA is evaluated by the contact angle θ. That is, when the composition of the contacting liquid is common, the surface with a smaller contact angle θ is more easily wetted (higher hydrophilicity), and the surface with a larger surface is less wettable (higher hydrophobicity). The contact angle θ in the present embodiment refers to a static contact angle on the assumption that the rinse water R droplet is stationary on the surface WA. In other words, it is not a dynamic contact angle at which the interface between the rinse water R and the surface WA is moving. In the present embodiment, the contact angle θ is determined by estimating the gas-liquid boundary (contour) in the longitudinal section of the rinsing water R droplet as a part of a circle. When the height is a and the width is b, the contact angle θ = 2 × tan −1 (2a / b) is used. In general, the contact angle of the Low-k film with respect to water is about half when CMP is performed. In the present embodiment, the substrate W having a contact angle of 90 ° or less with respect to the droplet of the rinse water R on the surface WA is to be treated (the lower limit of the contact angle is the film surface and the surface of the rinse water R having the minimum thickness). Typically, the substrate is lowered to about 25 to 60 ° after CMP.

再び図1に戻って基板乾燥装置1の構成の説明を続ける。回転機構10は、チャック爪11と、回転駆動軸12とを有している。チャック爪11は、基板Wの外周端部(エッジ部分)を把持して基板を保持するように複数設けられている。チャック爪11は、基板Wの面を水平にして保持することができるように、それぞれ回転駆動軸12に接続されている。本実施の形態では、表面WAが上向きとなるように、基板Wがチャック爪11に保持される。回転駆動軸12は、基板Wの面に対して垂直に延びる軸線まわりに回転することができ、回転駆動軸12の軸線まわりの回転により基板Wを水平面内で回転させることができるように構成されている。   Returning to FIG. 1 again, the description of the configuration of the substrate drying apparatus 1 will be continued. The rotation mechanism 10 includes a chuck claw 11 and a rotation drive shaft 12. A plurality of chuck claws 11 are provided so as to hold the substrate by gripping the outer peripheral end portion (edge portion) of the substrate W. Each of the chuck claws 11 is connected to the rotation drive shaft 12 so that the surface of the substrate W can be held horizontally. In the present embodiment, the substrate W is held by the chuck claws 11 so that the surface WA faces upward. The rotation drive shaft 12 can be rotated around an axis extending perpendicularly to the surface of the substrate W, and the substrate W can be rotated in a horizontal plane by rotation around the axis of the rotation drive shaft 12. ing.

リンス水ノズル20は、基板Wの表面WA上の液が液滴の状態から乾燥することに起因するウォーターマーク等の欠陥の発生を回避するために、基板Wの上面を液膜で覆うためのリンス水Rを、基板Wに水流(リンス水流Rf)の状態で供給するノズル(筒状で先端の細孔から流体を噴出する装置)である。リンス水Rは、典型的には純水であるが、溶存塩類及び溶存有機物を除去した脱イオン水、炭酸ガス溶解水、(水素水や電解イオン水などの)機能水等を用いてもよい。ウォーターマーク発生の原因となる溶存塩類及び溶存有機物を排除する観点からは脱イオン水を用いるのがよい。また、基板Wの回転によるリンス水Rの基板W上の移動に伴う静電気の発生が異物を誘引し得るところ、リンス水Rの導電率を上昇させて帯電を抑制する観点からは炭酸ガス溶解水を用いるのがよい。処理される基板Wとしては直径が200mm〜300mm〜450mmのものがあり、リンス水流Rfを形成することとなるリンス水ノズル20の内径は、1mm〜10mm、あるいは3mm〜8mmのうちの適切なものを用いるとよい。リンス水ノズル20から吐出されて基板Wの表面WAに衝突するリンス水流Rfの直径(後述するリンス水衝突範囲Rtの直径)は、リンス水ノズル20の内径と略同じになる。   The rinse water nozzle 20 is used to cover the upper surface of the substrate W with a liquid film in order to avoid the occurrence of defects such as watermarks caused by the liquid on the surface WA of the substrate W being dried from the state of droplets. It is a nozzle (apparatus that ejects fluid from the pores at the tip in a cylindrical shape) that supplies the rinsing water R to the substrate W in the state of a water flow (rinsing water flow Rf). The rinse water R is typically pure water, but deionized water from which dissolved salts and dissolved organic substances are removed, carbon dioxide-dissolved water, functional water (such as hydrogen water or electrolytic ionic water), or the like may be used. . Deionized water is preferably used from the viewpoint of eliminating dissolved salts and dissolved organic substances that cause the generation of watermarks. Further, the generation of static electricity accompanying the movement of the rinse water R on the substrate W due to the rotation of the substrate W can attract foreign substances. From the viewpoint of suppressing the charging by increasing the conductivity of the rinse water R, carbon dioxide dissolved water Should be used. The substrate W to be processed has a diameter of 200 mm to 300 mm to 450 mm, and the inner diameter of the rinse water nozzle 20 that forms the rinse water flow Rf is 1 mm to 10 mm, or an appropriate one of 3 mm to 8 mm. Should be used. The diameter of the rinse water flow Rf discharged from the rinse water nozzle 20 and colliding with the surface WA of the substrate W (the diameter of the rinse water collision range Rt described later) is substantially the same as the inner diameter of the rinse water nozzle 20.

乾燥気体ノズル30は、基板Wの表面WAを覆うリンス水Rの膜に対してリンス水Rの表面張力を低下させる物質を供給すると共にリンス水Rの膜を押しのける乾燥気体Gを、基板Wに気体流(乾燥気体流Gf)の状態で供給するノズルである。本実施の形態では、リンス水Rの表面張力を低下させる物質として、IPAが用いられることとして説明するが、IPA以外にリンス水Rの表面張力を低下させる効果が期待される、エチレングリコール系やプロピレングリコール系の物質、界面活性剤等が用いられることとしてもよい。乾燥気体Gは、典型的にはキャリアガスとして機能する窒素やアルゴン等の不活性ガスに対してIPAの蒸気を混合させたものであるが、IPA蒸気そのものであってもよい。処理される基板Wとしては直径が200mm〜300mm〜450mmのものがあり、乾燥気体流Gfを形成することとなる乾燥気体ノズル30の内径は、3mm〜10mm、あるいは4mm〜8mmのうちの適切なものを用いるとよい。乾燥気体ノズル30の径は、リンス水ノズル20の径と同じであっても異なっていてもよい。乾燥気体ノズル30から吐出されて基板Wの表面WAに衝突する乾燥気体流Gfの直径は、乾燥気体ノズル30の内径と略同じになる。乾燥気体流Gfは、枚葉IPA乾燥を行うのに適した細さに設定される。   The dry gas nozzle 30 supplies the substrate W with a dry gas G that supplies a substance that lowers the surface tension of the rinse water R to the rinse water R film that covers the surface WA of the substrate W and pushes the rinse water R film. It is a nozzle which supplies in the state of a gas flow (dry gas flow Gf). In the present embodiment, it will be described that IPA is used as a substance that lowers the surface tension of the rinse water R. However, in addition to IPA, an ethylene glycol type or the like that is expected to reduce the surface tension of the rinse water R is expected. A propylene glycol-based substance, a surfactant, or the like may be used. The dry gas G is typically a mixture of an IPA vapor and an inert gas such as nitrogen or argon that functions as a carrier gas, but may be an IPA vapor itself. The substrate W to be processed has a diameter of 200 mm to 300 mm to 450 mm, and the inner diameter of the dry gas nozzle 30 that forms the dry gas flow Gf is 3 mm to 10 mm, or 4 mm to 8 mm. Use a good one. The diameter of the dry gas nozzle 30 may be the same as or different from the diameter of the rinse water nozzle 20. The diameter of the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30 and colliding with the surface WA of the substrate W is substantially the same as the inner diameter of the dry gas nozzle 30. The dry gas flow Gf is set to a fineness suitable for performing single wafer IPA drying.

詳細には図1(b)に示すように、本実施の形態では、リンス水ノズル20は、表面WAに対して垂直に延びており、リンス水流Rfを表面WAに対して垂直に供給するように構成されている。乾燥気体ノズル30の吐出口における軸線30aは、乾燥気体流Gfの衝突位置における表面WAの垂線Wpに対して傾いている。乾燥気体ノズル30がこのように設けられていることにより、乾燥気体ノズル30から吐出された乾燥気体流Gfは、その軸線である乾燥気体流軸線Ga(乾燥気体流Gfをチューブと仮定したときの軸線であり、軸線30aの延長線上にある)が表面WAの垂線Wpに対して傾いて表面WAに衝突することとなる。乾燥気体ノズル30は、乾燥気体流軸線Gaと垂線Wpとのなす角である傾斜角αが表面WA上におけるリンス水Rの接触角θ(図2参照)の半分の角度である半分接触角θ/2以上かつ90°マイナス半分接触角θ/2以下(θ/2≦α≦(90°−θ/2))となるように、可動アーム41に取り付けられている。乾燥気体流Gfが垂線Wpに対して傾いているため、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突した際の輪郭は、ノズル移動方向に長い楕円状となる。   Specifically, as shown in FIG. 1B, in the present embodiment, the rinsing water nozzle 20 extends perpendicularly to the surface WA and supplies the rinsing water flow Rf perpendicularly to the surface WA. It is configured. The axis 30a at the discharge port of the dry gas nozzle 30 is inclined with respect to the perpendicular Wp of the surface WA at the collision position of the dry gas flow Gf. By providing the dry gas nozzle 30 in this way, the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30 is the axis of the dry gas flow axis Ga (when the dry gas flow Gf is assumed to be a tube). (Which is an axis, which is on the extension of the axis 30a) is inclined with respect to the perpendicular Wp of the surface WA and collides with the surface WA. The dry gas nozzle 30 has a half contact angle θ in which an inclination angle α, which is an angle formed by the dry gas flow axis Ga and the perpendicular Wp, is half the contact angle θ of the rinse water R on the surface WA (see FIG. 2). / 2 and 90 ° minus half contact angle θ / 2 or less (θ / 2 ≦ α ≦ (90 ° −θ / 2)). Since the dry gas flow Gf is inclined with respect to the perpendicular line Wp, the contour when the dry gas flow Gf collides with the surface WA is an ellipse that is long in the nozzle movement direction.

移動機構40は、可動アーム41と、可動軸42と、駆動源43とを含んで構成されている。可動アーム41は、基板Wの半径よりも大きな長さを有し、リンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル30が取り付けられる部材である。可動軸42は、駆動源43の動力を可動アーム41に伝達する棒状の部材であり、その長手方向が可動アーム41の長手方向に対して直交するようにその一端が可動アーム41の一端に接続されており、その他端は駆動源43に接続されている。駆動源43は、可動軸42を軸線まわりに回動させる装置である。可動軸42は、基板Wの外側で鉛直方向に延びるように設置されている。可動アーム41は、可動軸42との接続端の反対側に取り付けられた乾燥気体ノズル30から吐出された乾燥気体流Gfが、基板Wの回転中心Wcに衝突することができるように構成されている。移動機構40は、駆動源43を稼働させると可動軸42を介して可動アーム41が基板Wの半径方向に移動し、可動アーム41の移動に従ってリンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル30も基板Wの半径方向に移動するように構成されている。   The moving mechanism 40 includes a movable arm 41, a movable shaft 42, and a drive source 43. The movable arm 41 is a member having a length larger than the radius of the substrate W and to which the rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 30 are attached. The movable shaft 42 is a rod-shaped member that transmits the power of the drive source 43 to the movable arm 41, and one end thereof is connected to one end of the movable arm 41 so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the longitudinal direction of the movable arm 41. The other end is connected to the drive source 43. The drive source 43 is a device that rotates the movable shaft 42 around the axis. The movable shaft 42 is installed so as to extend in the vertical direction outside the substrate W. The movable arm 41 is configured such that the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30 attached to the opposite side of the connection end with the movable shaft 42 can collide with the rotation center Wc of the substrate W. Yes. When the drive source 43 is operated, the moving mechanism 40 moves the movable arm 41 in the radial direction of the substrate W via the movable shaft 42, and the rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 30 are also moved to the substrate W according to the movement of the movable arm 41. It is configured to move in the radial direction.

図3(a)に示す移動機構40まわりの平面図を参照して、リンス水ノズル20(図1参照)及び乾燥気体ノズル30(以下、本段落では単に「アーム先端41a」という。)が移動する方向(これを「ノズル移動方向Dn」という。)について説明する。ノズル移動方向Dnは、枚葉IPA乾燥が行われる際に、すなわち基板Wの表面WAにリンス水R及び乾燥気体Gが供給される際に、アーム先端41aが移動する方向であり、基板Wの回転中心Wcから外周へ向かう方向である。可動アーム41は、枚葉IPA乾燥が行われた後、次に処理される基板Wの回転中心Wcまでアーム先端41aが戻る揺動を行うが、アーム先端41aが基板Wの外周から回転中心Wcへ戻る際は表面WAにリンス水R及び乾燥気体Gが供給されないため、こちらはノズル移動方向Dnではない。また、ノズル移動方向Dnが、基板Wの回転中心Wcから外周へ向かう方向といっても、厳密には、平面視(図3(a))において、可動軸42の軸線を中心とし、可動軸42の軸線とアーム先端41aとの距離を半径とする仮想円弧Ac上をアーム先端41aが移動するため、基板Wに対しては不変の直線方向とはならない。そこで、仮想円弧Acの接線における基板Wの回転中心Wcから外周へ向かう方向をノズル移動方向Dnということとする。つまり、基板Wに対するノズル移動方向Dnは随時変化する。これに対し、移動する可動アーム41に対するノズル移動方向Dnは不変である。   With reference to the plan view around the moving mechanism 40 shown in FIG. 3A, the rinse water nozzle 20 (see FIG. 1) and the dry gas nozzle 30 (hereinafter simply referred to as “arm tip 41a” in this paragraph) move. The direction (this is referred to as “nozzle movement direction Dn”) will be described. The nozzle movement direction Dn is a direction in which the arm tip 41a moves when the single wafer IPA drying is performed, that is, when the rinse water R and the drying gas G are supplied to the surface WA of the substrate W. The direction is from the rotation center Wc toward the outer periphery. After the single-wafer IPA drying is performed, the movable arm 41 swings so that the arm tip 41a returns to the rotation center Wc of the substrate W to be processed next. The arm tip 41a moves from the outer periphery of the substrate W to the rotation center Wc. Since the rinse water R and the dry gas G are not supplied to the surface WA when returning to the front side WA, this is not the nozzle movement direction Dn. Even if the nozzle movement direction Dn is a direction from the rotation center Wc of the substrate W toward the outer periphery, strictly speaking, in plan view (FIG. 3A), the axis of the movable shaft 42 is the center, and the movable axis Since the arm tip 41a moves on a virtual arc Ac whose radius is the distance between the axis of the arm 42 and the arm tip 41a, the straight direction of the substrate W is not changed. Therefore, the direction from the rotation center Wc of the substrate W toward the outer periphery at the tangent to the virtual arc Ac is referred to as a nozzle movement direction Dn. That is, the nozzle movement direction Dn with respect to the substrate W changes at any time. On the other hand, the nozzle moving direction Dn with respect to the moving movable arm 41 is unchanged.

図3(b)に示す部分拡大平面図を参照して、基板Wの表面WAへのリンス水R及び乾燥気体Gの供給位置について説明する。リンス水流Rfが基板Wの表面WAに衝突する範囲であるリンス水衝突範囲Rt(リンス液衝突範囲)に対して、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する位置は、ノズル移動方向Dnの上流側になる。また、基板乾燥装置1(図1参照)の外側から見た場合の基板Wの回転に伴って表面WAに供給されたリンス水Rが流れる方向である基板回転方向Drについて見れば、リンス水流Rfが表面WAに衝突する位置が、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する位置よりも上流側となる。このとき、リンス水衝突範囲Rt内に乾燥気体流Gfが入らないようにしつつ、乾燥気体Gの作用を、少なくともリンス水衝突範囲Rtにあるリンス水Rに実質的に及ぼすことができる範囲内で、リンス水流Rf及び乾燥気体流Gfの表面WAへの衝突位置を決定するとよい。ここで、リンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲とは、リンス水Rの表面張力を低下させるという乾燥気体Gの作用のうちの1つを、期待される程度(枚葉IPA乾燥を適切に行うことができる程度)に発揮できる範囲である。リンス水Rの表面張力を低下させる作用は、基板Wの回転に伴う遠心力で広がったリンス水Rが飛散するのを防ぐ観点から、主に表面WAに衝突後に拡散された乾燥気体Gにより及ぼされるものであることが好ましい。また、表面WAに対してリンス水流Rfあるいは乾燥気体流Gfが衝突する「位置」とは、流体の流れが表面WAに衝突する範囲の重心をいうこととする。基板Wに対して上述の位置にリンス水流Rf及び乾燥気体流Gfを供給することができるように、リンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル30が可動アーム41に取り付けられている。   With reference to the partial enlarged plan view shown in FIG. 3B, the supply position of the rinse water R and the dry gas G to the surface WA of the substrate W will be described. The position where the dry gas flow Gf collides with the surface WA is upstream of the nozzle movement direction Dn with respect to the rinse water collision range Rt (rinse liquid collision range), which is the range in which the rinse water flow Rf collides with the surface WA of the substrate W. become. Further, when viewed in the substrate rotation direction Dr, which is the direction in which the rinse water R supplied to the surface WA flows along with the rotation of the substrate W when viewed from the outside of the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1), the rinse water flow Rf The position where the gas collides with the surface WA is upstream of the position where the dry gas flow Gf collides with the surface WA. At this time, while preventing the dry gas flow Gf from entering the rinse water collision range Rt, the action of the dry gas G is at least within a range that can substantially affect the rinse water R in the rinse water collision range Rt. The collision position of the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf on the surface WA may be determined. Here, the range in which the action of the dry gas G can be substantially exerted on the rinse water R is an extent to which one of the actions of the dry gas G that lowers the surface tension of the rinse water R is expected. This is a range in which the sheet IPA can be properly dried. The action of reducing the surface tension of the rinsing water R is mainly exerted by the dry gas G diffused after the collision with the surface WA from the viewpoint of preventing the rinsing water R spread by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W from scattering. It is preferable that In addition, the “position” where the rinse water flow Rf or the dry gas flow Gf collides with the surface WA refers to the center of gravity of the range in which the fluid flow collides with the surface WA. The rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 30 are attached to the movable arm 41 so that the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf can be supplied to the above-described positions with respect to the substrate W.

図4を参照しながら乾燥気体流Gfについて補足する。図4は、リンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル30まわりを説明する図であり、(a)は部分斜視図、(b)は基板上に供給されたリンス水R及び乾燥気体Gの様子を示す平面図である。図4(b)は、乾燥気体流Gfを鉛直上方から表面WAに投影したとき、つまり表面WAを投影面としたときの様子をも表している。図4(a)に示すように、三次元空間においては、乾燥気体流Gfは、乾燥気体流軸線Gaと基板Wの垂線Wpとのなす角が傾斜角αの状態で表面WAに供給されている。また、図4(b)に示すように、投影面上においては、乾燥気体流Gfは、乾燥気体ノズル30から吐出された位置Gfv’よりも基板Wに衝突した位置Gfwの方がノズル移動方向Dnの下流側に位置している。なお、位置Gfv’は、三次元空間における乾燥気体流Gfが乾燥気体ノズル30から吐出された位置Gfvを表面WA上に投影した位置である。また、投影面上において、乾燥気体流軸線Gaがノズル移動方向Dnと平行になっている。このような状況で乾燥気体流Gfが表面WAに供給されることにより、表面WAに衝突した乾燥気体Gが衝突した位置Gfwを中心としてノズル移動方向Dnに扇状に拡散するように構成されている。本実施の形態では、衝突した位置Gfwを通ってノズル移動方向Dnに延びる仮想線から見て、基板回転方向Drの上流側に拡散する乾燥気体Gと下流側に拡散する乾燥気体Gとが略同量となっている。図4(b)において、範囲Gftが、リンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲となる。   The dry gas flow Gf will be supplemented with reference to FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the periphery of the rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 30, where FIG. 4A is a partial perspective view, and FIG. 4B shows the state of the rinse water R and the dry gas G supplied onto the substrate. It is a top view. FIG. 4B also shows a state where the dry gas flow Gf is projected onto the surface WA from vertically above, that is, the surface WA is used as a projection surface. As shown in FIG. 4A, in the three-dimensional space, the dry gas flow Gf is supplied to the surface WA in a state where the angle formed between the dry gas flow axis Ga and the perpendicular Wp of the substrate W is the inclination angle α. Yes. Further, as shown in FIG. 4B, on the projection plane, the dry gas flow Gf is in the nozzle movement direction at the position Gfw that collides with the substrate W rather than the position Gfv ′ discharged from the dry gas nozzle 30. It is located downstream of Dn. The position Gfv ′ is a position obtained by projecting the position Gfv on which the dry gas flow Gf in the three-dimensional space is discharged from the dry gas nozzle 30 onto the surface WA. Further, on the projection plane, the dry gas flow axis Ga is parallel to the nozzle movement direction Dn. By supplying the dry gas flow Gf to the surface WA in such a situation, the dry gas G that collides with the surface WA is configured to diffuse in a fan shape in the nozzle movement direction Dn with the position Gfw colliding as the center. . In the present embodiment, when viewed from a virtual line extending in the nozzle movement direction Dn through the collision position Gfw, the dry gas G diffusing upstream of the substrate rotation direction Dr and the dry gas G diffusing downstream are substantially the same. It is the same amount. In FIG. 4B, the range Gft is a range in which the action of the dry gas G can be substantially exerted on the rinse water R.

引き続き図1を主に参照し、図2〜図4を適宜参照して、基板乾燥装置1の作用を説明する。前工程において、CMPが行われ、薬液等で湿式洗浄が行われた基板Wが、回転機構10のチャック爪11に把持されている。乾燥工程前の湿式洗浄処理は、これから乾燥処理が行われる際に用いられるのと同じ回転機構10上で行われてもよい。乾燥処理が行われる基板Wが回転機構10に保持されると、リンス水ノズル20の吐出口が基板Wの表面WAの回転中心Wcよりやや外れた部分に対向する位置に至るまで可動アーム41を移動させる。このとき、乾燥気体ノズル30は、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する位置Gfwが、表面WAの回転中心Wcよりもノズル移動方向Dnの上流側となる場所に位置することとなる。   The operation of the substrate drying apparatus 1 will be described with reference mainly to FIG. 1 and with reference to FIGS. In the previous step, the substrate W that has been subjected to CMP and wet-cleaned with a chemical solution or the like is held by the chuck claws 11 of the rotation mechanism 10. The wet cleaning process before the drying process may be performed on the same rotation mechanism 10 that is used when the drying process is performed. When the substrate W to be dried is held by the rotation mechanism 10, the movable arm 41 is moved until the discharge port of the rinse water nozzle 20 faces a position slightly deviating from the rotation center Wc of the surface WA of the substrate W. Move. At this time, the dry gas nozzle 30 is located at a position where the position Gfw where the dry gas flow Gf collides with the surface WA is upstream of the rotation center Wc of the surface WA in the nozzle movement direction Dn.

可動アーム41が上述の位置まで移動したら、回転駆動軸12を基板回転方向Drに回転させ、これにより基板Wが水平面内で基板回転方向Drに回転する。基板Wが回転したら、リンス水Rが基板Wの表面WAに供給されるように、リンス水流Rfをリンス水ノズル20から吐出させる。このときの基板Wの回転速度は、表面WA上に供給されたリンス水Rで表面WA全体が覆われる程度の遠心力をリンス水Rに与える観点から、概ね200〜600rpm、好ましくは300〜500rpm程度とするとよい。   When the movable arm 41 moves to the above-described position, the rotary drive shaft 12 is rotated in the substrate rotation direction Dr, whereby the substrate W is rotated in the substrate rotation direction Dr in a horizontal plane. When the substrate W rotates, the rinse water flow Rf is discharged from the rinse water nozzle 20 so that the rinse water R is supplied to the surface WA of the substrate W. The rotation speed of the substrate W at this time is approximately 200 to 600 rpm, preferably 300 to 500 rpm, from the viewpoint of giving the rinse water R a centrifugal force that covers the entire surface WA with the rinse water R supplied on the surface WA. It is good to have a degree.

表面WAがリンス水Rで覆われたら、乾燥気体ノズル30から表面WAへ乾燥気体流Gfが供給される。表面WAへの乾燥気体流Gfの供給が開始されても、表面WAへのリンス水流Rfの供給は継続している。表面WAへ乾燥気体流Gfが供給されることにより、表面WA上のリンス水Rに働く遠心力が小さい回転中心Wc付近についても、乾燥気体Gが供給された部分のリンス水Rが除去されて、表面WAに乾燥した領域が現れる。表面WAへの乾燥気体流Gfの供給が開始されたら、可動アーム41をノズル移動方向Dnに移動させ、これに伴い表面WAに対してリンス水流Rfが衝突する位置及び乾燥気体流Gfが衝突する位置がノズル移動方向Dnに移動する。可動アーム41が稼働を始める前の乾燥気体ノズル30は、乾燥気体流Gfの表面WAに衝突する位置Gfwが、表面WAの回転中心Wcよりもノズル移動方向Dnの上流側となる場所に位置していたため、可動アーム41の移動によって表面WAに衝突する乾燥気体流Gfは回転中心Wcを通り過ぎることとなる。可動アーム41の動き始めから、衝突する位置Gfwが回転中心Wcに至るまでは、表面WAに供給されたリンス水Rが基板Wの回転によって広がるために一度乾燥した部分も再び濡れてしまうが、衝突する位置Gfwが回転中心Wcを通過した後は一度乾燥した部分が再び濡れることがなくなる。可動アーム41は、乾燥気体流Gfの表面WAに衝突する位置Gfwが基板Wの外周端に至るまで、一定の速度(角速度)又は速度(角速度)を変えながら移動する。   When the surface WA is covered with the rinse water R, the dry gas flow Gf is supplied from the dry gas nozzle 30 to the surface WA. Even when the supply of the dry gas flow Gf to the surface WA is started, the supply of the rinse water flow Rf to the surface WA is continued. By supplying the dry gas flow Gf to the surface WA, the portion of the rinse water R to which the dry gas G is supplied is removed even in the vicinity of the rotation center Wc where the centrifugal force acting on the rinse water R on the surface WA is small. A dry region appears on the surface WA. When the supply of the dry gas flow Gf to the surface WA is started, the movable arm 41 is moved in the nozzle movement direction Dn, and accordingly, the position where the rinse water flow Rf collides with the surface WA and the dry gas flow Gf collide. The position moves in the nozzle movement direction Dn. The dry gas nozzle 30 before the movable arm 41 starts operation is located at a position where the position Gfw that collides with the surface WA of the dry gas flow Gf is upstream of the rotation center Wc of the surface WA in the nozzle movement direction Dn. Therefore, the dry gas flow Gf colliding with the surface WA by the movement of the movable arm 41 passes through the rotation center Wc. From the beginning of the movement of the movable arm 41 until the collision position Gfw reaches the rotation center Wc, the rinse water R supplied to the surface WA spreads due to the rotation of the substrate W, so that the once dried portion gets wet again. After the collision position Gfw passes through the rotation center Wc, the once dried portion will not get wet again. The movable arm 41 moves while changing the constant velocity (angular velocity) or velocity (angular velocity) until the position Gfw that collides with the surface WA of the dry gas flow Gf reaches the outer peripheral edge of the substrate W.

リンス水流Rf及び乾燥気体流Gfが表面WAに供給されながら可動アーム41が回転中心Wcから基板Wの外周まで移動することにより、平面視においてリング状に形成されたリンス水Rと乾燥気体Gとの境界(以下「リング状気液境界」という)が同心円状に徐々に広がり、表面WA上の乾燥した領域が徐々に拡大してゆく。リング状気液境界は、表面WAに供給されるリンス水流Rf及び乾燥気体流Gfの流量や、乾燥気体流Gfの傾斜角α等の諸条件により、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する範囲の最外部と、リンス水衝突範囲Rtの最内部との間のバランスした位置で形成される。このとき、リング状気液境界では、リンス水Rに乾燥気体Gが吹き付けられることによって乾燥気体G中のIPAがリンス水Rに溶解し、リンス水Rの表面張力の低下が生じている。リンス水R中に溶解したIPAの濃度は、乾燥気体流Gfの接触位置から離れるほど低くなるため、リンス水Rの表面張力に、ノズル移動方向Dnの上流側ほど低く下流側ほど高い勾配が生じる。この表面張力の勾配により、リンス水Rが表面張力の小さな方から大きな方へ引き寄せられるマランゴニ力が作用する。これに加えて、基板Wの回転により、リンス水Rが回転中心Wc側から基板Wの外周側に引き寄せられる遠心力が加わる。さらに、乾燥気体Gがリンス水Rを引き延ばそう(表面WAを覆うリンス水Rの膜を薄くしよう)とする。これらのマランゴニ力と、遠心力と、乾燥気体Gがリンス水Rを引き延ばそうとすることとの有機的な結合により、リンス水Rが表面WA上から効率よく除去される。上述した枚葉IPA乾燥によれば、疎水性の表面WAに対しても効果的に乾燥処理を行うことができる。なお、上述した枚葉IPA乾燥は、親水性の面に対しても適用することができることはいうまでもない。   While the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf are supplied to the surface WA, the movable arm 41 moves from the rotation center Wc to the outer periphery of the substrate W, so that the rinse water R and the dry gas G formed in a ring shape in plan view The boundary (hereinafter referred to as “ring-shaped gas-liquid boundary”) gradually spreads concentrically, and the dried area on the surface WA gradually expands. The ring-shaped gas-liquid boundary is a range in which the dry gas flow Gf collides with the surface WA according to various conditions such as the flow rate of the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf supplied to the surface WA and the inclination angle α of the dry gas flow Gf. Is formed at a balanced position between the outermost part of the water and the innermost part of the rinse water collision range Rt. At this time, IPA in the dry gas G is dissolved in the rinse water R when the dry gas G is blown onto the rinse water R at the ring-shaped gas-liquid boundary, and the surface tension of the rinse water R is reduced. Since the concentration of IPA dissolved in the rinsing water R decreases as the distance from the contact position of the dry gas flow Gf decreases, the surface tension of the rinsing water R has a lower gradient on the upstream side in the nozzle movement direction Dn and a higher gradient on the downstream side. . Due to the gradient of the surface tension, a Marangoni force that attracts the rinse water R from the smaller surface tension to the larger one acts. In addition to this, the rotation of the substrate W adds a centrifugal force that attracts the rinse water R from the rotation center Wc side to the outer peripheral side of the substrate W. Further, the dry gas G tries to extend the rinse water R (thin the film of the rinse water R covering the surface WA). The rinsing water R is efficiently removed from the surface WA by the organic combination of the Marangoni force, the centrifugal force, and the dry gas G trying to extend the rinsing water R. According to the single wafer IPA drying described above, the drying process can be effectively performed even on the hydrophobic surface WA. Needless to say, the above-described single wafer IPA drying can also be applied to a hydrophilic surface.

一般に、基板の表面が疎水性であると、基板表面上の液は表面張力により接触角が大きいため、親水性の場合に比べて基板表面を覆う液膜が厚くなる。他方、基板の回転中心からの距離に応じて、液膜に作用する遠心力が異なるため、液膜の厚さも異なることとなる。従来は、液膜の厚さに応じてIPAの濃度や乾燥気体の温度を調節することで、枚葉IPA乾燥をより効率よくする試みを行っていた。ところが、IPAの濃度や乾燥気体の温度を調節しようとすると、いきおい装置構成や制御が複雑になる。   In general, if the surface of the substrate is hydrophobic, the liquid on the substrate surface has a large contact angle due to surface tension, so that the liquid film covering the substrate surface is thicker than when the surface is hydrophilic. On the other hand, since the centrifugal force acting on the liquid film varies depending on the distance from the rotation center of the substrate, the thickness of the liquid film also varies. Conventionally, attempts have been made to make single-wafer IPA drying more efficient by adjusting the concentration of IPA and the temperature of the drying gas in accordance with the thickness of the liquid film. However, when the concentration of IPA and the temperature of the dry gas are adjusted, the configuration and control of the device are complicated.

本発明に係る基板乾燥装置1は、乾燥負担の軽減及び乾燥性の向上に結びつくこととなる、枚葉IPA乾燥における表面WAを覆うリンス水Rの膜をより薄くすることをより簡便にすべく試行錯誤し、表面WAに供給する乾燥気体流Gfを「適切に」傾斜させるという技術思想を適用することにより、マランゴニ力と遠心力とリンス水Rの薄膜化とを有機的に作用させることを可能にし、より簡便に枚葉IPA乾燥の効率を向上させることとしたものである。従来の基板の表面に対して垂直に乾燥気体流を供給するものでは、乾燥気体流が基板に衝突後に放射状に等しく拡散し、半分以上の乾燥気体が既に乾燥されている方に流れ、液膜の表面張力を低下させる効果がその分低下することとなってしまう。この点、基板乾燥装置1では、表面WAに供給される乾燥気体流Gfの軸線Gaが、垂線Wpに対して傾斜角αで傾斜しているので、乾燥気体Gが乾燥領域に流れることを抑制することができ、リンス水Rに効率よくIPAを供給することができて、リンス水Rの薄膜化を促進することができる。また、傾斜角αが、表面WA上のリンス水Rの液滴の接触角θの1/2(半分接触角θ/2)以上であるため、乾燥気体Gがリンス水Rを基板Wの外周側へ引き延ばす効果を効果的に享受することができる(傾斜角αが小さすぎると乾燥気体が液を外周側に押す力が小さくなる)。さらに、傾斜角αは90°から半分接触角θ/2を差し引いた角度(90°−θ/2)以下であるため、リンス水R(特にリンス水Rの膜の表面)が飛散して表面WAの既に乾燥した部分に付着することを防ぐことができる。つまり、傾斜角αが大きいほど乾燥気体が液を外周に押す力が大きくなると思われる中で傾斜角αの最大値を定めるのは、接触角θが大きい場合に傾斜角αが大きすぎると、乾燥気体流Gfがリンス水Rの膜を乱してリンス水Rの膜の上部を吹き飛ばしてしまい、これが滴となって乾燥した表面WAに付着すると欠陥(ウォーターマーク等)が生成されるおそれがあるからである。この点につき、表面WA上のリンス水Rの膜が厚いほど飛散しやすいところ、リンス水Rの膜厚に関連する接触角θに基づいて傾斜角αを決定することにより、適切な傾斜角αを設定することが可能になる。これは、接触角θが小さいほど傾斜角αの許容範囲が広がることを示唆している。   The substrate drying apparatus 1 according to the present invention is intended to make it easier to make the film of the rinsing water R covering the surface WA in the single wafer IPA drying thinner, which leads to reduction of drying burden and improvement of drying performance. By trial and error and applying the technical idea of “appropriately” tilting the dry gas flow Gf supplied to the surface WA, the Marangoni force, the centrifugal force, and the thinning of the rinse water R can be organically operated. It is possible to improve the efficiency of single-wafer IPA drying more easily. In the case of supplying a dry gas flow perpendicular to the surface of a conventional substrate, the dry gas flow diffuses equally evenly after colliding with the substrate, and more than half of the dry gas flows to the already dried side, and the liquid film Therefore, the effect of reducing the surface tension is reduced by that amount. In this respect, in the substrate drying apparatus 1, since the axis Ga of the dry gas flow Gf supplied to the surface WA is inclined with respect to the perpendicular Wp at an inclination angle α, the dry gas G is prevented from flowing into the dry region. IPA can be efficiently supplied to the rinsing water R, and thinning of the rinsing water R can be promoted. In addition, since the inclination angle α is equal to or greater than ½ of the contact angle θ of the rinsing water R droplet on the surface WA (half contact angle θ / 2), the dry gas G removes the rinsing water R from the outer periphery of the substrate W. The effect of extending to the side can be enjoyed effectively (if the inclination angle α is too small, the force with which the dry gas pushes the liquid toward the outer periphery becomes small). Further, since the inclination angle α is equal to or less than 90 ° minus the half contact angle θ / 2 (90 ° −θ / 2), the rinse water R (particularly the surface of the rinse water R film) is scattered and the surface It can prevent adhering to the already dried part of WA. In other words, the maximum value of the inclination angle α is determined when the inclination angle α is large and the force with which the dry gas pushes the liquid to the outer periphery is considered to be large.If the inclination angle α is too large when the contact angle θ is large, The dry gas flow Gf disturbs the rinse water R film and blows off the upper part of the rinse water R film, and if this forms droplets and adheres to the dried surface WA, defects (watermarks, etc.) may be generated. Because there is. In this regard, the thicker the rinse water R film on the surface WA, the more likely it is to scatter. By determining the tilt angle α based on the contact angle θ related to the film thickness of the rinse water R, an appropriate tilt angle α Can be set. This suggests that the allowable range of the inclination angle α increases as the contact angle θ decreases.

可動アーム41が基板Wの外周に到達したら、表面WAへのリンス水流Rf及び乾燥気体流Gfの供給を停止する。このとき、表面WAに対するリンス水流Rfの供給の停止が先に行われ、次いで乾燥気体流Gfの供給の停止が行われることとしてもよい。その後、基板Wの回転速度を上昇させ(本実施の形態では約800〜2000rpmに上昇させる)、基板Wの外周端部(エッジ部分)及び裏面に残存している液滴を遠心力により除去する。以上で乾燥工程が終了し、基板Wの回転が停止された後、基板Wが回転機構10から搬出される。   When the movable arm 41 reaches the outer periphery of the substrate W, the supply of the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf to the surface WA is stopped. At this time, the supply of the rinse water flow Rf to the surface WA may be stopped first, and then the supply of the dry gas flow Gf may be stopped. Thereafter, the rotational speed of the substrate W is increased (in this embodiment, increased to about 800 to 2000 rpm), and droplets remaining on the outer peripheral edge (edge portion) and the back surface of the substrate W are removed by centrifugal force. . Thus, after the drying process is completed and the rotation of the substrate W is stopped, the substrate W is unloaded from the rotation mechanism 10.

次に図5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る基板乾燥装置2を説明する。図5は、基板乾燥装置2のリンス水ノズル20及び乾燥気体ノズル302まわりを説明する図であり、(a)は部分斜視図、(b)基板上に供給されたリンス水R及び乾燥気体Gの様子を示す平面図である。図5(b)は、表面WAを投影面としたときの様子をも表している。基板乾燥装置2の、基板乾燥装置1(図1参照)と異なる点は、以下の通りである。すなわち、基板乾燥装置2は、乾燥気体ノズル302が、基板乾燥装置1における乾燥気体ノズル30(図1参照)と比較して乾燥気体流Gfの吐出方向の点で異なっている。詳細には、投影面上において(図5(b)上において)、乾燥気体流Gfが、乾燥気体ノズル302から吐出された位置Gfv’よりも基板Wに衝突した位置Gfwの方が、ノズル移動方向成分はノズル移動方向Dnの下流側に位置しており、基板回転方向成分は基板回転方向Drの下流側に位置している。加えて、投影面上において、乾燥気体流軸線Gaとノズル移動方向Dnとのなす角が旋回角βとなっている。旋回角β(旋回の程度)は、リンス水衝突範囲Rtにあるリンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲内で、できるだけ大きいことが好ましい。図5(b)では、範囲Gftが、リンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲となる。旋回角βは0°を超えて60°以下とするとよく、投影面上において、位置Gfv’と位置Gfwとを通る仮想線と、乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する範囲のリング状気液境界の接線とのなす角のうち、基板W内側かつ基板回転方向Dr下流側のなす角が、90°を超えて150°以下の範囲となることが望ましい。なお、旋回角βが0°の場合は上述した基板乾燥装置1(図1及び図4参照)における乾燥気体流軸線Gaの向きと同じになる。基板乾燥装置2の、上述した以外の構成は、三次元空間において乾燥気体流軸線Gaと基板Wの垂線Wpとのなす角が傾斜角αの状態で乾燥気体流Gfが表面WAに供給されている点を含めて、基板乾燥装置1(図1参照)と同じである。   Next, a substrate drying apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5A and 5B are diagrams for explaining the periphery of the rinse water nozzle 20 and the dry gas nozzle 302 of the substrate drying apparatus 2, where FIG. 5A is a partial perspective view, and FIG. 5B is a rinse water R and dry gas G supplied onto the substrate. It is a top view which shows the mode of. FIG. 5B also shows a state when the surface WA is a projection plane. The difference between the substrate drying apparatus 2 and the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1) is as follows. That is, the substrate drying apparatus 2 is different from the drying gas nozzle 30 (see FIG. 1) in the substrate drying apparatus 1 in terms of the discharge direction of the drying gas flow Gf. Specifically, on the projection plane (on FIG. 5B), the position of the dry gas flow Gf at the position Gfw where the dry gas flow Gf collides with the substrate W rather than the position Gfv ′ discharged from the dry gas nozzle 302 moves the nozzle. The direction component is located downstream of the nozzle movement direction Dn, and the substrate rotation direction component is located downstream of the substrate rotation direction Dr. In addition, on the projection plane, the angle formed by the dry gas flow axis Ga and the nozzle movement direction Dn is the turning angle β. The swivel angle β (degree of swirl) is preferably as large as possible within a range in which the action of the dry gas G can be substantially exerted on the rinse water R in the rinse water collision range Rt. In FIG. 5B, the range Gft is a range in which the action of the dry gas G can be substantially exerted on the rinse water R. The swirl angle β is preferably greater than 0 ° and less than or equal to 60 °, and on the projection plane, an imaginary line passing through the position Gfv ′ and the position Gfw and a ring-shaped gas-liquid in a range where the dry gas flow Gf collides with the surface WA. Of the angles formed with the tangent line of the boundary, the angle formed inside the substrate W and downstream of the substrate rotation direction Dr is preferably in the range of more than 90 ° and not more than 150 °. When the turning angle β is 0 °, the direction of the dry gas flow axis Ga in the substrate drying apparatus 1 (see FIGS. 1 and 4) is the same. In the configuration of the substrate drying apparatus 2 other than those described above, the dry gas flow Gf is supplied to the surface WA in a state where the angle formed by the dry gas flow axis Ga and the perpendicular Wp of the substrate W is the inclination angle α in the three-dimensional space. This is the same as the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1).

上述のように構成された基板乾燥装置2では、枚葉IPA乾燥を行う際、表面WAに供給されて基板Wの回転に伴って基板回転方向Drに延びたリンス水Rsに対して、基板乾燥装置1(図1参照)の場合よりも広範囲に乾燥気体Gの作用(IPAによるリンス水Rの表面張力の低下等)を及ぼすことができる。すなわち、表面WAに供給されたリンス水流Rfは、最初はリンス水衝突範囲Rtで表面WAに接し、基板Wの回転に伴ってリンス水Rsのように広がる。図5(b)では、基板Wが90°程度回転した状況を示しているが、基板Wが360°回転すると、最初に表面WAに衝突したリンス水Rが、広がった状態でリンス水衝突範囲Rt付近に戻ってくる。このとき、戻ってきたリンス水Rは、遠心力やマランゴニ力により当初よりも基板Wの外周側に寄っている。リンス水RにIPAを溶解させるに際し、乾燥気体Gを、戻ってきたリンス水Rに供給するよりも、供給された直後のリンス水Rに供給する方が、よりリンス水Rの薄膜化に寄与することとなる。それゆえ、基板乾燥装置2によれば、基板乾燥装置1(図1参照)の場合よりも、リンス水Rの薄膜化を図ることができる。   In the substrate drying apparatus 2 configured as described above, when performing the single wafer IPA drying, the substrate drying is performed on the rinse water Rs supplied to the surface WA and extending in the substrate rotation direction Dr as the substrate W rotates. The action of the dry gas G (reduction of the surface tension of the rinse water R by IPA, etc.) can be exerted over a wider range than in the case of the apparatus 1 (see FIG. 1). That is, the rinse water flow Rf supplied to the surface WA first contacts the surface WA in the rinse water collision range Rt, and spreads as the rinse water Rs as the substrate W rotates. FIG. 5B shows a situation in which the substrate W is rotated by about 90 °. However, when the substrate W is rotated by 360 °, the rinse water R that first collides with the surface WA spreads in a state where the rinse water collides in a spread state. Return to the vicinity of Rt. At this time, the returning rinse water R is closer to the outer peripheral side of the substrate W than the beginning due to centrifugal force and Marangoni force. When dissolving IPA in the rinse water R, supplying the dry gas G to the rinse water R immediately after being supplied rather than supplying the dry gas G to the returned rinse water R contributes to the thinning of the rinse water R more. Will be. Therefore, according to the substrate drying apparatus 2, the rinse water R can be made thinner than the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1).

図6に、枚葉IPA乾燥を行った際のリンス水Rの膜厚の状況を、装置ごとに示す。図6(a)は基板乾燥装置2(図5参照)による状況、図6(b)は基板乾燥装置1(図1参照)による状況、図6(c)は比較例として乾燥気体流が基板Wの表面WAに垂直に供給された場合の状況を示している。図6(a)に示すように、基板乾燥装置2(図5参照)によれば、リンス水Rを好適に薄膜化することができる。これは、表面WAに供給されたリンス水Rが遠心力で薄くなったところに乾燥気体Gが作用してさらに薄膜化を促進させるためであると考えられる。図6(b)に示す基板乾燥装置1(図1参照)によるものは、リンス水衝突範囲Rtから基板回転方向Dr下流側に作用する乾燥気体Gが基板乾燥装置2(図5参照)よりも少ない分、基板乾燥装置2(図5参照)によるものよりもリンス水Rの膜が厚いが、垂直な乾燥気体流によるもの(図6(c)参照)よりは薄い。図6(c)に示す比較例は、供給された乾燥気体Gの約半分程度しかリンス水Rに作用しないため、基板乾燥装置1(図1参照)あるいは基板乾燥装置2(図5参照)によるものよりもリンス水Rの膜は厚い。なお、基板乾燥装置2(図5参照)においては、傾斜角αがθ/2≦α≦90°−θ/2の範囲をある程度(典型的にはθ/4程度)外れても、乾燥気体流が基板Wの表面WAに垂直に供給される場合よりも簡便に枚葉IPA乾燥の効率を向上させることができるが、この場合は枚葉IPA乾燥を行った際のリンス水Rの膜厚が図6(b)に示す基板乾燥装置1(図1参照)による状況と同程度となる。   FIG. 6 shows the state of the film thickness of the rinse water R when performing single wafer IPA drying for each apparatus. FIG. 6A shows a situation with the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5), FIG. 6B shows a situation with the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1), and FIG. 6C shows a dry gas flow as a comparative example. The situation when supplied perpendicularly to the surface WA of W is shown. As shown to Fig.6 (a), according to the board | substrate drying apparatus 2 (refer FIG. 5), the rinse water R can be thinned suitably. This is considered to be because the dry gas G acts when the rinsing water R supplied to the surface WA is thinned by the centrifugal force to further promote thinning. In the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1) shown in FIG. 6B, the dry gas G acting on the downstream side in the substrate rotation direction Dr from the rinse water collision range Rt is more than in the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5). The film of the rinse water R is thicker than that by the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5), but is thinner than that by the vertical drying gas flow (see FIG. 6C). In the comparative example shown in FIG. 6C, only about half of the supplied dry gas G acts on the rinsing water R. Therefore, the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1) or the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5) is used. The film of rinse water R is thicker than that. In the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5), even if the inclination angle α falls outside the range of θ / 2 ≦ α ≦ 90 ° −θ / 2 to some extent (typically about θ / 4), the dry gas Although the efficiency of single wafer IPA drying can be improved more simply than when the flow is supplied perpendicularly to the surface WA of the substrate W, in this case, the film thickness of the rinsing water R when performing single wafer IPA drying Becomes the same level as that of the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1) shown in FIG.

次に図7を参照して、本発明の第2の実施の形態の変形例に係る基板乾燥装置2Aを説明する。図7は、基板乾燥装置2Aの各ノズルまわりを説明する図であり、(a)は部分斜視図、(b)基板上に供給されたリンス水R及び乾燥気体Gの様子を示す平面図である。図7(b)は、表面WAを投影面としたときの様子をも表している。基板乾燥装置2Aは、基板乾燥装置1(図1参照)に対して、乾燥気体ノズル30とは別に追加乾燥気体ノズル36が設けられている。追加乾燥気体ノズル36は、可動アーム41(図1参照)に取り付けられている。追加乾燥気体ノズル36は、乾燥させた基板Wの領域がリンス水Rで濡れてしまうことを回避する観点から、投影面上においてリンス水衝突範囲Rtよりも基板回転方向Drの下流側に設けられている。追加乾燥気体ノズル36から基板Wに供給される流体は、典型的には乾燥気体ノズル30から吐出される乾燥気体流Gfと同じであるが、説明の便宜上区別するため、追加乾燥気体ノズル36から吐出される乾燥気体流を符号「Gs」で表すこととする。   Next, a substrate drying apparatus 2A according to a modification of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining the periphery of each nozzle of the substrate drying apparatus 2A, where FIG. 7A is a partial perspective view, and FIG. 7B is a plan view showing the state of rinse water R and dry gas G supplied onto the substrate. is there. FIG. 7B also shows a state when the surface WA is a projection plane. The substrate drying apparatus 2A is provided with an additional drying gas nozzle 36 in addition to the drying gas nozzle 30 with respect to the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1). The additional dry gas nozzle 36 is attached to the movable arm 41 (see FIG. 1). The additional dry gas nozzle 36 is provided on the projection surface on the downstream side in the substrate rotation direction Dr with respect to the rinse water collision range Rt from the viewpoint of avoiding that the region of the dried substrate W gets wet with the rinse water R. ing. The fluid supplied to the substrate W from the additional dry gas nozzle 36 is typically the same as the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30, but for the sake of convenience of explanation, the additional dry gas nozzle 36 uses the same fluid. The discharged dry gas flow is represented by “Gs”.

追加乾燥気体ノズル36から吐出された乾燥気体流Gsは、投影面上において(図7(b)上において)、追加乾燥気体ノズル36から吐出された位置Gsv’よりも基板Wに衝突した位置Gswの方が、ノズル移動方向成分はノズル移動方向Dnの下流側に位置しており、基板回転方向成分は基板回転方向Drの下流側に位置している。なお、位置Gsv’は、三次元空間における乾燥気体流Gsが追加乾燥気体ノズル36から吐出された位置Gsvを表面WA上に投影した位置である。加えて、投影面上において、乾燥気体流Gsの軸線とノズル移動方向Dnとのなす角が旋回角βAとなっている。旋回角βA(旋回の程度)は、乾燥気体ノズル30から吐出された乾燥気体流Gfが表面WAに衝突後に拡散した乾燥気体Gのうちリンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲Gftと、追加乾燥気体ノズル36から吐出された乾燥気体流Gsが表面WAに衝突後に拡散した乾燥気体Gのうちリンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲Gstとに重複部分が生じる範囲内で決定するのがよい。範囲Gftと範囲Gstとの重複部分は、できるだけ広範囲のリンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができるようにする観点から、極力小さくすることが好ましい。また、範囲Gstは範囲Gftよりも基板回転方向Drの下流側に広がり、かつ、乾燥気体流Gsが、投影面上において、位置Gsv’と位置Gswとを通る仮想線と、乾燥気体流Gsが表面WAに衝突する範囲のリング状気液境界の接線とのなす角のうち、基板W内側かつ基板回転方向Dr下流側のなす角が、90°を超えていることが望ましい。さらに、三次元空間において、乾燥気体流Gsの軸線は、基板Wの垂線Wpに対して傾斜している。乾燥気体流Gsの軸線と基板Wの垂線Wpとのなす角は、乾燥気体ノズル30から吐出された乾燥気体流Gfに関する傾斜角αと同じでもよく、異なっていてもよい。   The dry gas flow Gs discharged from the additional dry gas nozzle 36 is a position Gsw that has collided with the substrate W more than the position Gsv ′ discharged from the additional dry gas nozzle 36 on the projection plane (on FIG. 7B). The nozzle movement direction component is located downstream of the nozzle movement direction Dn, and the substrate rotation direction component is located downstream of the substrate rotation direction Dr. The position Gsv ′ is a position where the dry gas flow Gs in the three-dimensional space is projected on the surface WA from the position Gsv discharged from the additional dry gas nozzle 36. In addition, the angle formed by the axis of the dry gas flow Gs and the nozzle movement direction Dn is the turning angle βA on the projection plane. The swirl angle βA (degree of swirl) substantially affects the rinse water R in the dry gas G diffused after the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30 collides with the surface WA. The range Gft in which the dry gas flow Gs discharged from the additional dry gas nozzle 36 has diffused after colliding with the surface WA can substantially affect the rinse water R in the rinse water R. It is preferable to make a determination within a range where an overlapping portion is generated with Gst. It is preferable to make the overlapping portion of the range Gft and the range Gst as small as possible from the viewpoint of allowing the action of the dry gas G to the rinsing water R as wide as possible. Further, the range Gst extends further downstream in the substrate rotation direction Dr than the range Gft, and the dry gas flow Gs has an imaginary line passing through the position Gsv ′ and the position Gsw on the projection plane, and the dry gas flow Gs. Of the angles formed with the tangent line of the ring-shaped gas-liquid boundary in the range of collision with the surface WA, it is desirable that the angle formed inside the substrate W and downstream of the substrate rotation direction Dr exceeds 90 °. Furthermore, in the three-dimensional space, the axis of the dry gas flow Gs is inclined with respect to the normal Wp of the substrate W. The angle formed by the axis of the dry gas flow Gs and the perpendicular Wp of the substrate W may be the same as or different from the inclination angle α related to the dry gas flow Gf discharged from the dry gas nozzle 30.

上述のように構成された基板乾燥装置2Aでは、枚葉IPA乾燥を行う際、表面WAに供給されて基板Wの回転に伴って基板回転方向Drに延びたリンス水Rsに対して、範囲Gftと範囲Gstと足し合わせた範囲で乾燥気体Gの作用(IPAによるリンス水Rの表面張力の低下等)を及ぼすことができるため、基板乾燥装置1(図1参照)の場合よりも広範囲に乾燥気体Gの作用を及ぼすことができる。それゆえ、基板乾燥装置2Aによれば、基板乾燥装置1(図1参照)の場合よりも、リンス水Rの薄膜化を図ることができる。   In the substrate drying apparatus 2A configured as described above, when performing the single wafer IPA drying, the range Gft is applied to the rinse water Rs supplied to the surface WA and extending in the substrate rotation direction Dr as the substrate W rotates. Since the action of the drying gas G (reduction of the surface tension of the rinsing water R by IPA, etc.) can be exerted in the range added to the range Gst, the drying is performed in a wider range than in the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1). The action of the gas G can be exerted. Therefore, according to the substrate drying apparatus 2A, the rinsing water R can be made thinner than the substrate drying apparatus 1 (see FIG. 1).

なお、図7(b)において符号「Gs2」で示すような方向で、乾燥気体流Gsに代えて乾燥気体流Gs2を供給するように構成してもよい。つまり、乾燥気体流Gsを、追加乾燥気体ノズル36から吐出された位置Gsvを中心にして基板Wに衝突した位置を基板回転方向Dr下流側にさらに移動させて(旋回角βA2だけさらに回転させて)位置Gsw2とした、乾燥気体流Gs2として基板Wに供給してもよい。旋回角βA2は、乾燥気体流Gs2が表面WAに衝突後に拡散した乾燥気体Gのうちリンス水Rに乾燥気体Gの作用を実質的に及ぼすことができる範囲(不図示)と、乾燥気体流Gfに係る範囲Gftとに重複部分が生じる範囲内で決定するのがよい。具体的には、投影面上において、位置Gsv’と位置Gsw2とを通る仮想線と、乾燥気体流Gs2が表面WAに衝突する範囲のリング状気液境界の接線とのなす角のうち、基板W内側かつ基板回転方向Dr下流側のなす角が、90°を超えて150°以下の範囲となることが望ましい。このようにすると、乾燥気体流Gs2とリンス水Rの膜の界面とにおける衝突エネルギーの増大を抑制することができ、その領域の液膜状態を過度に乱してしまうことを抑制することができる。これまで説明した追加乾燥気体ノズル36は、基板乾燥装置2(図5参照)に適用することもできる。   In addition, you may comprise so that the dry gas flow Gs2 may be supplied instead of the dry gas flow Gs in the direction as shown by code | symbol "Gs2" in FIG.7 (b). That is, the position where the dry gas flow Gs collides with the substrate W around the position Gsv discharged from the additional dry gas nozzle 36 is further moved downstream in the substrate rotation direction Dr (by further rotating by the turning angle βA2). ) A dry gas flow Gs2 at the position Gsw2 may be supplied to the substrate W. The swivel angle βA2 is within a range (not shown) in which the dry gas G G2 can substantially affect the rinse water R in the dry gas G diffused after the dry gas flow Gs2 collides with the surface WA, and the dry gas flow Gf. It is good to determine within the range where an overlap part arises in the range Gft which concerns. Specifically, on the projection plane, out of the angle formed by the imaginary line passing through the position Gsv ′ and the position Gsw2 and the tangent of the ring-shaped gas-liquid boundary in the range where the dry gas flow Gs2 collides with the surface WA, the substrate It is desirable that the angle formed between the W inner side and the downstream side of the substrate rotation direction Dr is in the range of more than 90 ° and 150 ° or less. If it does in this way, the increase in the collision energy in the interface of the film | membrane of the dry gas flow Gs2 and the rinse water R can be suppressed, and it can suppress that the liquid film state of the area | region is disturbed too much. . The additional dry gas nozzle 36 described so far can also be applied to the substrate drying apparatus 2 (see FIG. 5).

以上では、基板乾燥装置1、2、2Aによれば、IPAの濃度や乾燥気体の温度を調節しなくとも、簡便にリンス水Rに溶解するIPAを増加させることができることを説明した。しかしながら、このことは、IPAの濃度や乾燥気体の温度の調整を、基板乾燥装置1、2、2Aに対して重畳的に適用することを妨げるものではない。基板乾燥装置1、2、2Aに対してIPAの濃度や乾燥気体の温度の調整を重畳的に適用することで、より効率的に枚葉IPA乾燥を行うことができることとなる。   As described above, according to the substrate drying apparatuses 1, 2, and 2A, it has been described that the IPA dissolved in the rinsing water R can be easily increased without adjusting the concentration of IPA and the temperature of the drying gas. However, this does not prevent the adjustment of the concentration of IPA and the temperature of the drying gas from being applied to the substrate drying apparatuses 1, 2, and 2A in a superimposed manner. By applying the adjustment of the IPA concentration and the temperature of the drying gas to the substrate drying apparatuses 1, 2, and 2A in a superimposed manner, the single wafer IPA drying can be performed more efficiently.

以上の説明では、移動機構40がリンス液ノズル移動機構と乾燥気体ノズル移動機構とを兼ねているとしたが、リンス液ノズル移動機構と乾燥気体ノズル移動機構とが別体として構成されていてもよい。   In the above description, the moving mechanism 40 serves as both the rinse liquid nozzle moving mechanism and the dry gas nozzle moving mechanism. However, even if the rinse liquid nozzle moving mechanism and the dry gas nozzle moving mechanism are configured separately. Good.

以上の説明では、回転機構10がチャック爪11で基板Wを保持することしたが、ローラーチャックで基板Wを保持することとしてもよい。   In the above description, the rotation mechanism 10 holds the substrate W with the chuck claws 11, but the substrate W may be held with a roller chuck.

以上の説明では、リンス水流Rfが基板Wの表面WAに対して垂直に供給されることとしたが、リンス水流Rfが表面WAの垂線に対して傾斜していてもよい。この場合でも、リンス水流Rf及び乾燥気体流Gfが表面WAに衝突する位置関係は上述の通りである。   In the above description, the rinse water flow Rf is supplied perpendicular to the surface WA of the substrate W. However, the rinse water flow Rf may be inclined with respect to the normal of the surface WA. Even in this case, the positional relationship in which the rinse water flow Rf and the dry gas flow Gf collide with the surface WA is as described above.

1、2、2A 基板乾燥装置
10 回転機構
20 リンス水ノズル(リンス液ノズル)
30 乾燥気体ノズル
36 追加乾燥気体ノズル
40 移動機構
Dn ノズル移動方向
Dr 基板回転方向
Gf 乾燥気体流
Gft、Gst リンス水に乾燥気体の作用を実質的に及ぼすことができる範囲
Gfv、Gsv 乾燥気体流が乾燥気体ノズルから吐出された位置
Gfw、Gsw 乾燥気体流が基板に衝突した位置
R リンス水(リンス液)
Rf リンス水流(リンス液流)
Rt リンス水衝突範囲(リンス液衝突範囲)
W 基板
WA 表面
Wc 回転中心
Wp 垂線
α 傾斜角
β 旋回角
θ 接触角
1, 2, 2A Substrate drying apparatus 10 Rotating mechanism 20 Rinsing water nozzle (rinsing liquid nozzle)
30 Dry gas nozzle 36 Additional dry gas nozzle 40 Movement mechanism Dn Nozzle movement direction Dr Substrate rotation direction Gf Dry gas flow Gft, Gst Range in which the effect of the dry gas can be exerted on the rinse water Gfv, Gsv Positions Gfw and Gsw discharged from the dry gas nozzle Positions where the dry gas flow collided with the substrate R Rinse water (rinse liquid)
Rf Rinse water flow (Rinse liquid flow)
Rt Rinse water collision range (Rinse liquid collision range)
W Substrate WA Surface Wc Center of rotation Wp Perpendicular α Inclination angle β Turning angle θ Contact angle

Claims (8)

リンス液に対する接触角が90°以下の表面を持つ基板を水平面内で回転させる回転機構と;
回転している前記基板の表面に前記リンス液の流れであるリンス液流を供給するリンス液ノズルと;
前記リンス液ノズルを、回転している前記基板の回転中心側から外周側へ向かうノズル移動方向に移動させるリンス液ノズル移動機構と;
回転している前記基板の前記リンス液流が供給される位置よりも、前記基板の回転に伴って前記リンス液が流れる方向である基板回転方向の下流側かつ前記基板の回転中心側に、前記リンス液の表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流を供給する乾燥気体ノズルと;
前記乾燥気体ノズルを前記ノズル移動方向に移動させる乾燥気体ノズル移動機構とを備え;
前記乾燥気体流が、前記基板の表面を投影面としたときに前記投影面上において前記ノズル移動方向成分が前記乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記ノズル移動方向の下流側に位置しつつ、三次元空間において前記乾燥気体流の軸線と前記基板の垂線とのなす角である傾斜角が前記接触角の半分の角度である半分接触角以上かつ90°から前記半分接触角を差し引いた角度以下の範囲で傾斜するように、前記乾燥気体ノズルが設けられており
前記傾斜角は、前記リンス液流及び前記乾燥気体流が供給される前記基板の前記接触角に基づいて、前記接触角が小さいほど許容範囲が広がるように決定される;
基板乾燥装置。
A rotation mechanism for rotating a substrate having a surface with a contact angle with respect to the rinsing liquid of 90 ° or less in a horizontal plane;
A rinsing liquid nozzle for supplying a rinsing liquid flow, which is a flow of the rinsing liquid, to the surface of the rotating substrate;
A rinsing liquid nozzle moving mechanism for moving the rinsing liquid nozzle in a nozzle moving direction from the rotation center side to the outer peripheral side of the rotating substrate;
From the position where the rinse liquid flow of the rotating substrate is supplied to the downstream side of the substrate rotation direction, which is the direction in which the rinse liquid flows along with the rotation of the substrate, and to the rotation center side of the substrate, A dry gas nozzle for supplying a dry gas stream containing a substance that reduces the surface tension of the rinsing liquid;
A dry gas nozzle moving mechanism for moving the dry gas nozzle in the nozzle moving direction;
When the dry gas flow has the surface of the substrate as a projection surface, the nozzle moves at a position where the nozzle movement direction component collides with the substrate rather than a position at which the nozzle movement direction component is discharged from the dry gas nozzle. While being located on the downstream side in the moving direction, in a three-dimensional space, an inclination angle formed by an axis of the dry gas flow and a perpendicular of the substrate is equal to or greater than a half contact angle that is a half angle of the contact angle and 90 °. so as to be inclined at an angle less than the range obtained by subtracting the half contact angle from which the drying gas is a nozzle is provided;
The tilt angle is determined based on the contact angle of the substrate to which the rinse liquid flow and the dry gas flow are supplied, such that the allowable range is widened as the contact angle is smaller;
Substrate drying device.
前記リンス液流が前記基板に衝突する範囲であるリンス液衝突範囲に前記乾燥気体ノズルから供給された乾燥気体が実質的に作用する範囲内において、前記ノズル移動方向に延びる仮想線を境界として前記基板回転方向の上流側よりも下流側の方が前記乾燥気体が多く供給されるように構成された;
請求項1に記載の基板乾燥装置。
Within the range in which the dry gas supplied from the dry gas nozzle substantially acts on the rinse liquid collision range in which the rinse liquid flow collides with the substrate, the virtual line extending in the nozzle movement direction is used as a boundary. A larger amount of the dry gas is supplied on the downstream side than on the upstream side in the substrate rotation direction;
The substrate drying apparatus according to claim 1.
前記基板の表面を投影面としたときの前記投影面上における前記乾燥気体流が、前記乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記基板回転方向の下流側に位置するように、前記乾燥気体ノズルが設けられている;
請求項2に記載の基板乾燥装置。
The position where the dry gas flow on the projection surface when the surface of the substrate is the projection surface collides with the substrate is more downstream in the substrate rotation direction than the position discharged from the dry gas nozzle. The dry gas nozzle is provided to be located;
The substrate drying apparatus according to claim 2.
回転している前記基板に前記乾燥気体流を供給する、前記乾燥気体ノズルとは異なる追加乾燥気体ノズルであって、前記基板の表面を投影面としたときの前記投影面上における前記乾燥気体流の前記基板回転方向成分が、前記追加乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記基板回転方向の下流側に位置するように設けられた追加乾燥気体ノズルを備える;
請求項2に記載の基板乾燥装置。
An additional dry gas nozzle that supplies the dry gas flow to the rotating substrate and is different from the dry gas nozzle, and the dry gas flow on the projection plane when the surface of the substrate is the projection plane An additional dry gas nozzle provided so that a position where the component of the substrate rotation direction collides with the substrate is located downstream of the position discharged from the additional dry gas nozzle. ;
The substrate drying apparatus according to claim 2.
基板を水平面内で回転させる回転機構と;
回転している前記基板にリンス液の流れであるリンス液流を供給するリンス液ノズルと;
前記リンス液ノズルを、回転している前記基板の回転中心側から外周側へ向かうノズル移動方向に移動させるリンス液ノズル移動機構と;
回転している前記基板に対して前記リンス液流が衝突する範囲であるリンス液衝突範囲よりも、前記基板の回転に伴って前記リンス液が流れる方向である基板回転方向の下流側かつ前記基板の回転中心側に、前記リンス液の表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流を供給する乾燥気体ノズルと;
前記乾燥気体ノズルをノズル移動方向に移動させる乾燥気体ノズル移動機構とを備え;
前記乾燥気体流が、前記基板の面を投影面としたときに前記投影面上において前記乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記ノズル移動方向成分は前記ノズル移動方向の下流側に位置しつつ前記基板回転方向成分は前記基板回転方向の下流側に位置した状態で前記乾燥気体流の軸線と前記ノズル移動方向とのなす角が所定の旋回角に構成され、三次元空間において前記乾燥気体流の軸線と前記基板の垂線とのなす角が所定の傾斜角で傾斜するように、前記乾燥気体ノズルが設けられており
前記所定の旋回角は、前記リンス液衝突範囲にある前記リンス液に、前記乾燥気体流による前記リンス液の表面張力を低下させる作用を実質的に及ぼすことができる範囲で最大の角度である;
基板乾燥装置。
A rotation mechanism for rotating the substrate in a horizontal plane;
A rinsing liquid nozzle for supplying a rinsing liquid flow as a rinsing liquid flow to the rotating substrate;
A rinsing liquid nozzle moving mechanism for moving the rinsing liquid nozzle in a nozzle moving direction from the rotation center side to the outer peripheral side of the rotating substrate;
Is a range in which the rinsing liquid flow relative to the rotating substrate collides than rinsing liquid collision range, downstream and the substrate of the substrate rotational direction in which the rinsing liquid flows in association with the rotation of the substrate A dry gas nozzle for supplying a dry gas flow containing a substance that reduces the surface tension of the rinse liquid to the rotation center side of the rinsing liquid;
A dry gas nozzle moving mechanism for moving the dry gas nozzle in a nozzle moving direction;
The nozzle moving direction component is the position where the dry gas flow collides with the substrate rather than the position discharged from the dry gas nozzle on the projection surface when the surface of the substrate is the projection surface. While the substrate rotation direction component is located downstream in the movement direction, the angle between the axis of the dry gas flow and the nozzle movement direction is configured to be a predetermined swivel angle in a state where the component is located downstream in the substrate rotation direction. as the angle between the drying gas flow axis and perpendicular of the substrate in a three-dimensional space is inclined at a predetermined angle, and the drying gas nozzle is provided;
The predetermined turning angle is a maximum angle within a range in which the action of reducing the surface tension of the rinsing liquid by the dry gas flow can be substantially exerted on the rinsing liquid in the rinsing liquid collision range;
Substrate drying device.
リンス液に対する接触角が90°以下の表面を持つ基板を水平面内で回転させる回転機構と、
回転している前記基板の表面に前記リンス液の流れであるリンス液流を供給するリンス液ノズルと、
前記リンス液ノズルを、回転している前記基板の回転中心側から外周側へ向かうノズル移動方向に移動させるリンス液ノズル移動機構と、
回転している前記基板の前記リンス液流が供給される位置よりも、前記基板の回転に伴って前記リンス液が流れる方向である基板回転方向の下流側かつ前記基板の回転中心側に、前記リンス液の表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流を供給する乾燥気体ノズルと、
前記乾燥気体ノズルを前記ノズル移動方向に移動させる乾燥気体ノズル移動機構とを備える基板乾燥装置を製造する方法であって;
前記乾燥気体流が、前記基板の表面を投影面としたときに前記投影面上において前記ノズル移動方向成分が前記乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記ノズル移動方向の下流側に位置しつつ、三次元空間において前記乾燥気体流の軸線と前記基板の垂線とのなす角である傾斜角が前記接触角の半分の角度である半分接触角以上かつ90°から前記半分接触角を差し引いた角度以下の範囲で傾斜するように、前記乾燥気体ノズルを設け;
前記傾斜角を、前記リンス液流及び前記乾燥気体流が供給される前記基板の前記接触角に基づいて、前記接触角が小さいほど許容範囲が広がるように決定する;
基板乾燥装置の製造方法。
A rotating mechanism for rotating a substrate having a surface with a contact angle of 90 ° or less to the rinsing liquid in a horizontal plane;
A rinse liquid nozzle for supplying a rinse liquid flow, which is a flow of the rinse liquid, to the surface of the rotating substrate;
A rinsing liquid nozzle moving mechanism for moving the rinsing liquid nozzle in a nozzle moving direction from the rotation center side of the rotating substrate toward the outer peripheral side;
From the position where the rinse liquid flow of the rotating substrate is supplied to the downstream side of the substrate rotation direction, which is the direction in which the rinse liquid flows along with the rotation of the substrate, and to the rotation center side of the substrate, A dry gas nozzle for supplying a dry gas stream containing a substance that reduces the surface tension of the rinsing liquid;
A method of manufacturing a substrate drying apparatus comprising a dry gas nozzle moving mechanism for moving the dry gas nozzle in the nozzle moving direction;
When the dry gas flow has the surface of the substrate as a projection surface, the nozzle moves at a position where the nozzle movement direction component collides with the substrate rather than a position at which the nozzle movement direction component is discharged from the dry gas nozzle. While being located on the downstream side in the moving direction, in a three-dimensional space, an inclination angle formed by an axis of the dry gas flow and a perpendicular of the substrate is equal to or greater than a half contact angle that is a half angle of the contact angle and 90 °. Providing the dry gas nozzle so as to incline within a range equal to or less than the angle obtained by subtracting the half contact angle from
The inclination angle is determined based on the contact angle of the substrate to which the rinse liquid flow and the dry gas flow are supplied such that the smaller the contact angle, the wider the allowable range;
A method for manufacturing a substrate drying apparatus.
リンス液に対する接触角が90°以下の表面を持つ基板を水平面内で回転させる基板回転工程と;
回転している前記基板の表面に前記リンス液の流れであるリンス液流を供給するリンス液流供給工程と;
前記リンス液流を供給するリンス液ノズルを、回転している前記基板の回転中心側から外周側へ向かうノズル移動方向に移動させるリンス液ノズル移動工程と;
回転している前記基板の前記リンス液流が供給される位置よりも、前記基板の回転に伴って前記リンス液が流れる方向である基板回転方向の下流側かつ前記基板の回転中心側に、前記リンス液の表面張力を低下させる物質を含有する乾燥気体流を供給する乾燥気体流供給工程と;
前記乾燥気体流を供給する乾燥気体ノズルを前記ノズル移動方向に移動させる乾燥気体ノズル移動工程とを備え;
前記乾燥気体流が、前記基板の表面を投影面としたときに前記投影面上において前記ノズル移動方向成分が前記乾燥気体ノズルから吐出された位置よりも前記基板に衝突した位置の方が前記ノズル移動方向の下流側に位置しつつ、三次元空間において前記乾燥気体流の軸線と前記基板の垂線とのなす角である傾斜角が前記接触角の半分の角度である半分接触角以上かつ90°から前記半分接触角を差し引いた角度以下の範囲で傾斜するように、前記乾燥気体ノズルが設けられており;
前記傾斜角は、前記リンス液流及び前記乾燥気体流が供給される前記基板の前記接触角に基づいて、前記接触角が小さいほど許容範囲が広がるように決定される;
基板乾燥方法。
A substrate rotating step of rotating a substrate having a surface with a contact angle of 90 ° or less with respect to the rinsing liquid in a horizontal plane;
A rinsing liquid flow supplying step of supplying a rinsing liquid flow that is a flow of the rinsing liquid to the surface of the rotating substrate;
A rinsing liquid nozzle moving step of moving the rinsing liquid nozzle for supplying the rinsing liquid flow in a nozzle moving direction from the rotation center side to the outer peripheral side of the rotating substrate;
From the position where the rinse liquid flow of the rotating substrate is supplied to the downstream side of the substrate rotation direction, which is the direction in which the rinse liquid flows along with the rotation of the substrate, and to the rotation center side of the substrate, A dry gas flow supplying step of supplying a dry gas flow containing a substance that reduces the surface tension of the rinsing liquid;
A dry gas nozzle moving step of moving a dry gas nozzle for supplying the dry gas flow in the nozzle moving direction;
When the dry gas flow has the surface of the substrate as a projection surface, the nozzle moves at a position where the nozzle movement direction component collides with the substrate rather than a position at which the nozzle movement direction component is discharged from the dry gas nozzle. While being located on the downstream side in the moving direction, in a three-dimensional space, an inclination angle formed by an axis of the dry gas flow and a perpendicular of the substrate is equal to or greater than a half contact angle that is a half angle of the contact angle and 90 °. The dry gas nozzle is provided to incline within a range equal to or less than an angle obtained by subtracting the half contact angle from
The tilt angle is determined based on the contact angle of the substrate to which the rinse liquid flow and the dry gas flow are supplied, such that the allowable range is widened as the contact angle is smaller;
Substrate drying method.
前記リンス液流が前記基板に衝突する範囲であるリンス液衝突範囲に前記乾燥気体ノズルから供給された乾燥気体が実質的に作用する範囲内において、前記ノズル移動方向に延びる仮想線を境界として前記基板回転方向の上流側よりも下流側の方が前記乾燥気体が多く供給されるように構成された;
請求項7に記載の基板乾燥方法。
Within the range in which the dry gas supplied from the dry gas nozzle substantially acts on the rinse liquid collision range in which the rinse liquid flow collides with the substrate, the virtual line extending in the nozzle movement direction is used as a boundary. A larger amount of the dry gas is supplied on the downstream side than on the upstream side in the substrate rotation direction;
The substrate drying method according to claim 7.
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