TWI868159B - 旋轉乾燥裝置 - Google Patents

Abstract

提供旋轉乾燥裝置，改善工件的吸附並減少吸附面的殘留水，能實現乾燥工序的短時間化和裝置結構的簡化。其包括：旋轉的旋轉台(10)；旋轉台墊(11)，設置於旋轉台(10)，具有保持工件的吸附面(12)；真空吸引機構，通過從吸附面(12)吸引流體，將工件吸附於吸附面(12)。吸附面(12)形成有：吸引口(15)，與真空吸引機構相連，供真空吸引機構所吸引的流體流動；供流體流動的吸引槽(13)，向工件的方向開口並與吸引口(15)相連。在工件吸附於吸附面(12)時，將工件的位於吸附面(12)附近的部分上附著的水分經由吸引槽(13)和吸引口(15)吸引除去。由此，能短時間內高效執行殘留水少的乾燥工序。

Description

旋轉乾燥裝置

本發明涉及一種旋轉乾燥裝置，該旋轉乾燥裝置通過利用離心力使附著於工件的水分等飛散並除去而使工件乾燥。

以往已知一種由旋轉台保持半導體晶片等工件並使工件旋轉的旋轉乾燥裝置。在這種旋轉乾燥裝置中，承載在旋轉台的保持面上的工件被該保持面真空吸附保持。此後，利用旋轉台的旋轉而使工件旋轉。並且，通過利用離心力使附著於工件表面的清洗水等飛散並除去而使工件乾燥。

例如，在日本專利公開公報特開2015-207744號中公開了一種旋轉裝置，其具備保持晶片的旋轉台。同一文獻公開的旋轉裝置的旋轉台具有圓盤狀的旋轉板。晶片保持在該旋轉板的上表面側。

旋轉軸的上端側連接於旋轉板的下表面側。另一方面，旋轉軸的下端側與電機連結。利用借助旋轉軸從電機傳遞來的旋轉力，旋轉板在保持晶片的狀態下旋轉。

此外，例如在日本專利公開公報特開2010-123858號中公開了一種具有旋轉台的旋轉式清洗裝置，該旋轉台包括圓板狀的吸附部，該圓板狀的吸附部由在內部具有無數氣孔的多孔質材料構成。旋轉台的吸附部的上表面構成為吸附保持工件的保持 面。

同一文獻中公開的旋轉式清洗裝置具備：空氣噴嘴，向保持於旋轉台的工件噴出乾燥用空氣；以及空氣供給機構，向該空氣噴嘴供給乾燥空氣。

使保持於保持面的工件離開該保持面時，從空氣供給機構送出的空氣經過吸附部內並從保持面向工件噴出。工件因該向上噴出的空氣而受到從保持面向上噴起的作用，從旋轉台離開。

但是，在上述現有技術的旋轉乾燥裝置中，在減少殘留於工件的位於吸附面附近的部分的水分來提高乾燥效率的方面，有待改進。

具體地說，在現有技術的旋轉台中，具有在保持工件的吸附面上容易產生殘留水的問題。如果在吸附面殘留有水分，則在利用工件的旋轉使水飛散的乾燥工序結束之後，使工件離開旋轉台的吸附面時，殘留於吸附面的水分飛散，水分再次附著於乾燥工序中被乾燥的工件。

此外，在現有技術的真空吸附機構中，以在旋轉台的旋轉中工件不離開的方式，在接近真空的狀態下牢固地保持工件。由此，即使真空吸附機構停止而停止抽真空，在吸附面也殘存有真空部，因此成為晶片被吸附於吸附面的狀態。由此，在乾燥工序後，不容易實施使工件離開旋轉台的工序。

在現有技術的真空吸附機構中，為了在乾燥工序後 使被吸附的工件離開，如日本專利公開公報特開2010-123858號所公開的那樣，需要向旋轉台的吸附面供給空氣的空氣供給機構。即，空氣供給裝置具有工件吸附用的用於吸引空氣的吸附回路以及工件離開用的用於供給空氣的提升回路。因此，空氣供給裝置的結構複雜。

此外，如日本專利公開公報特開2010-123858號所公開的那樣，在向吸附保持工件的吸附面噴出離開用的空氣的方法中也存在如下問題：殘留在空氣配管內等的水分在乾燥工序後再次噴射並附著於工件面。

此外，也可以考慮在由旋轉台吸附保持工件之前，向工件的吸附面側噴射空氣而將水分吹散的方法。但是，在這種方法中，需要用於噴射空氣的空氣供給裝置。此外，在噴射空氣的工序後，進行由保持面吸附工件並使工件旋轉的工序。因此，乾燥工序需要較長時間。

本發明是鑒於上述情況而完成的。本發明的一個目的在於提供以下的旋轉乾燥裝置。在該旋轉乾燥裝置中，通過改善工件的吸附並減少吸附面的殘留水，能夠實現乾燥工序的短時間化和裝置結構的簡化。

本發明的一種方式的旋轉乾燥裝置包括：旋轉的旋轉台；旋轉台墊，設置於所述旋轉台，具有保持工件的吸附面；以及真空吸引機構，通過從所述吸附面吸引流體，將所述工件吸 附於所述吸附面，在所述吸附面形成有：吸引口，與所述真空吸引機構相連，供所述真空吸引機構所吸引的所述流體流動；以及供所述流體流動的吸引槽，向所述工件的方向開口並與所述吸引口相連。

按照本發明的一種方式的旋轉乾燥裝置(本旋轉乾燥裝置)，在設置於旋轉的旋轉台的旋轉台墊的保持工件的吸附面形成有：吸引口，與真空吸引機構相連，供真空吸引機構所吸引的流體流動；以及供流體流動的吸引槽，向工件的方向開口並與吸引口相連。

按照這種結構，在利用真空吸引機構將工件吸附於吸附面時，能夠經由吸引槽和吸引口，將工件的位於吸附面附近的部分上附著的水分吸引除去。因此，在進行使工件旋轉而利用離心力使水分等飛散並除去的乾燥工序時，能夠在保持工件的吸附面的附近減少殘留於工件的水分。因此，能夠在短時間內高效地執行乾燥工序。

具體地說，按照本旋轉乾燥裝置，在將工件吸附於旋轉台墊之前，不需要執行用於從工件的位於吸附面附近的部分吹散水分的空氣噴射工序等。因此，不需要用於該工序的空氣供給裝置。此外，由於不需要空氣噴射工序等，所以能夠縮短乾燥工序所需的時間。

此外，殘留於工件的水分減少，因此在使工件旋轉進行乾燥並從旋轉台墊離開後，不需要再次向工件噴出乾燥用的空 氣。因此，不需要用於進行這種空氣噴出的空氣供給裝置，並且能夠縮短乾燥工序所需的時間。

此外，按照本旋轉乾燥裝置，優選的是，在所述吸附面形成有直線狀的吸引凹部，所述吸引凹部向所述工件的方向開口，且兩端從所述旋轉台墊的旋轉中心附近向旋轉半徑方向延伸，所述吸引口形成於所述吸引凹部，所述吸引槽在與所述吸引凹部交叉的方向上延伸，並與所述吸引凹部相連。由此，能夠將工件適當地吸附保持於旋轉台墊的吸附面。此外，能夠高效地吸引除去吸附面所保持的工件的位於吸附面附近的部分附著的水分。

此外，按照本旋轉乾燥裝置，優選的是，所述吸引槽的一端從所述旋轉台墊的周向邊緣向外側開口，所述吸引凹部的兩端部不從所述旋轉台墊的周向邊緣向外側開口。按照這種結構，能夠從在旋轉台墊的周向邊緣開口的吸引槽的一端吸引空氣。此外，利用該空氣流，能夠高效地使附著於工件的水分向開設了吸引槽的另一端的吸引凹部噴射流動。並且，能夠經由形成於吸引凹部的吸引口，將經由吸引槽與空氣一起噴射流動的水分吸引除去。

此外，吸引槽的一端從旋轉台墊的周向邊緣向外側開口。因此，通過在基於旋轉的乾燥工序完成後停止真空吸引機構的吸引，從而吸引槽內和吸引凹部內的壓力與旋轉台墊外部的壓力實質上相等。由此，旋轉台墊吸附工件的力實質上消失。因此，能夠容易地使工件離開旋轉台墊。由此，能夠縮短乾燥工序 後的離開工序所需的時間。此外，不需要設置用於使工件離開旋轉台墊的供給空氣的提升回路。由此，能夠提高乾燥工序的效率，並且能夠提高旋轉乾燥裝置的生產性。

此外，按照本旋轉乾燥裝置，優選的是，所述吸引口形成為比所述旋轉台墊的旋轉中心更靠旋轉半徑方向外側。由此，能夠利用真空吸引機構產生的吸引空氣，使由旋轉產生的離心力難以除去的附著於旋轉中心附近的水分流動到吸引口，來吸引除去。由此，提高了乾燥效率，因此能夠縮短乾燥工序所需的時間。

1:旋轉乾燥裝置

10:旋轉台

11:旋轉台墊

12:吸附面

13:吸引槽

14:吸引凹部

15:吸引口

16:吸引路徑

17:嵌合凹部

18:吸引路徑

19:軸

20:排水盒

21:排水口

22:壁部

23:上邊緣部

24:旋轉接頭

25:軸

26:聯軸器

28:電機

29:電機軸

30:真空泵

31:空氣配管

32:空氣供給裝置

33:空氣噴嘴

35:支承台

圖1是表示本發明實施方式的旋轉乾燥裝置的概略結構的主視圖。

圖2是本發明實施方式的旋轉乾燥裝置的旋轉台墊的俯視圖。

圖3是表示本發明實施方式的旋轉乾燥裝置的旋轉台墊附近的放大主視圖。

下面，基於附圖對本發明實施方式的旋轉乾燥裝置進行詳細說明。圖1是表示本發明實施方式的旋轉乾燥裝置1的概略結構的主視圖。

參照圖1，旋轉乾燥裝置1例如是如下裝置：通過使半導體晶片等工件W旋轉，從而利用離心力使附著於工件W的清洗用的純水等飛散並從工件W除去，由此使工件W乾燥。工 件W是圓板狀或四方形板狀的加工對象材料。工件W例如可以是近年來正在推進大型化的WLP(Wafer Level Package晶片級封裝)、使WLP進一步大型化的大型安裝基板亦即PLP(Panel Level Package面板級封裝)、封裝基板、其他層疊基板、半導體基板和電容器等元件用的基板。

旋轉乾燥裝置1具有：旋轉的旋轉台10；設置在旋轉台10的上表面的旋轉台墊11；作為用於吸附工件W的真空吸引機構的真空泵30；以及作為使旋轉台10旋轉的驅動源的電機28。

旋轉台10是支承從上方放置的工件W的部件。旋轉台10具有俯視呈大致圓形的形態。旋轉台10以其圓形的中心為軸，與被吸附的工件W一起在大致水平方向上旋轉。

作為旋轉台10的旋轉主軸的軸19借助旋轉接頭24，以能夠從軸25傳遞來旋轉動力的方式連結於軸25。軸25借助聯軸器26，以能夠從軸29傳遞來旋轉動力的方式連結於電機28的電機軸29。即，旋轉台10以電機28為驅動源進行旋轉。

設置在旋轉台10的上表面的旋轉台墊11例如主要由樹脂材料形成，具有俯視呈大致圓形的形態。該樹脂材料可以列舉ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂)、聚氯乙烯樹脂、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)和聚四氟乙烯等。

旋轉台墊11是吸附保持工件W的部件，與工件W一起旋轉。具體地說，旋轉台墊11的上表面為保持工件W的吸 附面12。

旋轉接頭24將軸25和作為旋轉台10的旋轉主軸的軸19支撐為旋轉自如。旋轉接頭24是如下接頭：形成有使從工件W側流出的流體、即空氣和附著於工件W的水分等從旋轉台墊11流向真空泵30側的路徑。

在旋轉接頭24的流體口連接有成為供流體流動的路徑的空氣配管31。空氣配管31與真空泵30連接。空氣配管31也可以設置未圖示的氣液分離裝置，所述氣液分離裝置用於使從工件W吸引的水分與空氣分離。

電機28是使旋轉台10旋轉的驅動源。如上所述，作為電機28的輸出軸的電機軸29借助聯軸器26、軸25和旋轉接頭24的動作軸，與作為旋轉台10的旋轉主軸的軸19連結。

在此，由電機28驅動的旋轉台10的轉速例如為60~3000r.p.m.，優選為1500~2500r.p.m.。利用這種高速旋轉，能夠執行短時間內的高效的乾燥工序。

旋轉接頭24和電機28固定並支承於支承台35。在支承台35的上部、且在旋轉台10的下方設置有排水盒20，所述排水盒20接收來自工件W的水分並使水分流動。排水盒20是接收從工件W飛散的水分的大致杯狀的部件。

在排水盒20的周向邊緣部形成有壁部22。壁部22接收利用離心力而從旋轉的工件W飛散的水分。壁部22具有大致圓筒狀的形態。在壁部22的上端附近形成有向旋轉中心方向 延伸的大致環狀圓板形的上邊緣部23。在排水盒20的底部形成有用於排出從工件W飛散的水分的排水口21。在排水口21連接有未圖示的排水管。收集到排水盒20的水分經由該排水管向未圖示的排水容器等排出。

此外，旋轉乾燥裝置1可以包括空氣供給裝置32和空氣噴嘴33，該空氣供給裝置32供給乾燥用的空氣。空氣噴嘴33向工件W的上表面吹出來自空氣供給裝置32的空氣。由此，能夠實現乾燥工序的進一步的高效化。

圖2是旋轉台墊11的俯視圖，是從上方觀察吸附面12的圖。

如圖2所示，在旋轉台墊11的吸附面12形成有大致直線狀的吸引凹部14、吸引槽13和吸引口15。吸引凹部14在旋轉台墊11的徑向延伸。吸引槽13在與吸引凹部14交叉的方向(水平方向)上延伸。吸引口15形成於吸引凹部14。吸引口15與作為真空吸引機構的真空泵30(參照圖1)相連。

吸引凹部14是朝向吸附面12的上方、即工件W的方向開口的凹部。吸引凹部14的兩端從旋轉台墊11的旋轉中心附近朝向旋轉半徑方向大致直線狀延伸。吸引凹部14的兩端部不從旋轉台墊11的周向邊緣向外側開口。吸引凹部14的凹部形狀沒有特別限定。吸引凹部14例如可以具有斷面大致V形的槽形狀。在吸附工件W時，吸引凹部14成為供真空泵30所吸引的流體、即空氣和附著於工件W的水分等流動的流道。

吸引槽13是朝向吸附面12的上方、即工件W的方向開口的凹部。吸引槽13在與吸引凹部14交叉的方向上大致直線狀延伸。吸引槽13的一端從旋轉台墊11的周向邊緣向外側開口。吸引槽13的另一端在吸引凹部14開口。即，吸引槽13形成為使流體能夠從旋轉台墊11的外部向吸引凹部14的內部流通。

在旋轉台墊11形成有多條吸引槽13。具體地說，在經過旋轉台墊11的旋轉中心附近且大致直線狀延伸的吸引凹部14的兩側，大致平行地形成多條吸引槽13。所述多條吸引槽13的一端在旋轉台墊11的外周開口，而另一端與吸引凹部14相連。在吸附工件W時，吸引槽13成為供真空泵30所吸引的流體、即空氣和附著於工件W的水分等流動的流道。

吸引口15形成在吸引凹部14的底面。具體地說，吸引口15形成在吸引凹部14的底面中的、從旋轉台墊11的旋轉中心朝向旋轉半徑方向外側偏移的兩個部位。

吸引口15與真空泵30相連。在吸附工件W時，吸引口15成為供真空泵30所吸引的流體、即空氣和附著於工件W的水分等流動的流道。

即，附著於工件W的清洗用的純水等被流經吸引槽13和吸引凹部14的吸附用的空氣吹散，並且與該吸附用的空氣一起從吸引槽13經由吸引凹部14和吸引口15流動而被除去。

圖3是表示旋轉乾燥裝置1的旋轉台墊11附近的放大主視圖。圖3表示了旋轉台10的斷面的概略形狀。

如圖3所示，在旋轉台10的上表面形成有供旋轉台墊11嵌合的嵌合凹部17。嵌合凹部17具有與旋轉台10的主體的圓形同心的俯視呈大致圓形的形態。旋轉台墊11的底面側嵌入旋轉台10的嵌合凹部17，並由未圖示的螺栓等固定。

如上所述，在旋轉台墊11的吸附面12形成有多條吸引槽13。吸引槽13的斷面形狀為大致V形。吸引槽13的深度比吸引凹部14的深度淺，具體地說，例如為0.01~1mm，優選為0.05~0.5mm。由此，通過將吸引槽13形成為具有適宜的形狀和深度，從而吸附面12能夠利用真空泵30對流體的吸引來吸附工件W，並將工件W以能夠承受旋轉的強度進行保持。

具體地說，即使在旋轉台墊11的外部的空氣從吸引槽13流入的情況下，旋轉台墊11的吸附面12也能夠保持足夠的真空度。因此，在這種情況下，工件W實質上不會因離心力而脫離吸附面12。

此外，通過將吸引槽13形成為具有適宜的形狀，能夠使流道斷面面積為適宜的大小。由此，能夠使流經吸引槽13的空氣的速度為適當的速度。其結果，能夠利用流經吸引槽13的空氣良好地吹走附著於工件W的水分。

如上所述，在旋轉台墊11的吸附面12的旋轉中心附近形成有吸引凹部14，所述吸引凹部14為大致直線狀延伸的凹部。在吸引凹部14形成有成為流體的流道的吸引口15。具體地說，吸引口15形成為從吸引凹部14貫穿至旋轉台墊11的下 表面。

在旋轉台墊11的下表面形成有吸引路徑16，所述吸引路徑16是成為流體的流道的凹部。吸引路徑16是經過旋轉台墊11的旋轉中心附近的大致直線狀的凹部。吸引路徑16的兩端附近與吸引口15相連。並且，在旋轉台墊11與旋轉台10的嵌合凹部17嵌合的狀態下，吸引路徑16形成與吸引路徑18相連的流體的流道，所述吸引路徑18形成在旋轉台10的旋轉中心附近。

參照圖1至圖3，根據上述結構，在吸附工件W時，形成從旋轉台墊11的外部與真空泵30相連的流體的流道。該流道包括吸引槽13、吸引凹部14、吸引口15、吸引路徑16、吸引路徑18、旋轉接頭24和空氣配管31。

在乾燥工序中，通過使工件W旋轉而利用離心力使吸附於工件W的水分等飛散並從工件W除去。在進行這樣的乾燥工序時，通過使真空泵30運轉，從而能夠由旋轉台墊11的吸附面12吸附保持工件W。

吸引槽13的一端在旋轉台墊11的外周開口。因此，即使在吸附保持工件W的狀態下，從旋轉台墊11的外周經由吸引槽13、吸引凹部14和吸引口15而被真空泵30吸引的空氣的流動也持續。

利用上述的空氣的流動，在保持有工件W的吸附面12的附近，附著於工件W的水分與空氣一起流動並被吸引。即，在由吸附面12吸附工件W時，能夠經由吸引槽13、吸引凹部14 和吸引口15，將工件W的位於吸附面12附近的部分上附著的水分吸引除去。由此，能夠在短時間內高效地執行殘留水少的乾燥工序。

例如，實施了使用旋轉乾燥裝置1的乾燥工序的試驗。在該試驗中，工件W使用了直徑300mm、厚度約800μm的矽晶片。在該實驗中，首先向工件W的正反面噴射了純水。此後，通過將工件W保持於吸附面12以及使旋轉台10以旋轉速度2500r.p.m.旋轉，執行了乾燥工序。由此，以乾燥時間30~45秒得到了實質上完全沒有問題的良好的乾燥結果。此外，在乾燥工序後，通過使真空泵30停止，從而也能夠以實質上沒有問題的方式容易地進行使工件W離開吸附面12的工件W離開工序。

此外，例如實施了使用假想為PLP基板的500mm×500mm的丙烯酸板作為工件W的試驗。在該實驗中，首先向工件W的正反面噴射了純水。此後，通過將工件W保持於吸附面12以及使旋轉台10以旋轉速度500~2000r.p.m.旋轉，執行了乾燥工序。由此，能夠以乾燥時間90~120秒得到了良好的乾燥結果。此外，在乾燥工序後，通過使真空泵30停止，從而也能夠容易地執行工件W離開工序。

由此，按照旋轉乾燥裝置1，能夠在短時間內高效地執行乾燥工序。並且，在將工件W吸附於旋轉台墊11之前，不需要執行在現有技術中所需要的從工件W的位於吸附面12附近的部分吹散水分的空氣噴射工序等。因此，不需要用於該工序的 空氣供給裝置。此外，由於不需要空氣噴射工序，所以能夠縮短乾燥工序所需的時間。

此外，即使在基於旋轉的乾燥工序中，吸附面12中的吸引空氣的流動也持續，所以殘留於工件W的水分減少。因此，在使工件W旋轉進行乾燥並從旋轉台墊11離開後，不需要再次向工件W噴出乾燥用的空氣。由此，不需要用於在工件W離開後進行空氣噴出乾燥的空氣供給裝置，並且能夠縮短乾燥工序所需的時間。

此外，吸引槽13的一端從旋轉台墊11的周向邊緣向外側開口。因此，通過在基於旋轉的乾燥工序完成後停止真空泵30的吸引，從而吸引槽13內和吸引凹部14內的壓力與旋轉台墊11外部的壓力實質上相等。

由此，旋轉台墊11吸附工件W的力實質上消失。因此，能夠容易地使工件W離開旋轉台墊11。由此，能夠縮短乾燥工序後的離開工序所需的時間。

此外，不需要設置用於使工件W離開旋轉台墊11的供給空氣的提升回路。即，作為真空回路僅設置進行真空泵30的吸引的一個回路即可。由此，按照本實施方式，得到了乾燥工序的效率高、結構簡化、生產性優異的旋轉乾燥裝置1。

此外，按照旋轉乾燥裝置1，吸引口15形成為比旋轉台墊11的旋轉中心更靠旋轉半徑方向外側。由此，能夠利用真空泵30產生的吸引空氣，使由旋轉產生的離心力難以除去的附 著於旋轉中心附近的水分流動到吸引口15，來吸引除去。由此，提高了乾燥效率，因此能夠縮短乾燥工序所需的時間。

另外，本發明的方式並不限定於上述實施方式。本發明的方式除了上述實施方式以外，能夠在不脫離本發明的要旨的範圍內進行各種變更來實施。

此外，本發明的旋轉乾燥裝置可以是以下的第一旋轉乾燥裝置。第一旋轉乾燥裝置的特徵在於包括：旋轉的旋轉台；旋轉台墊，設置於所述旋轉台，具有保持工件的吸附面；以及真空吸引機構，從所述吸附面吸引流體，將所述工件吸附於所述吸附面，在所述吸附面形成有：吸引口，與所述真空吸引機構相連，供所述真空吸引機構所吸引的所述流體流動；以及供所述流體流動的吸引槽，向所述工件方向開口並與所述吸引口相連，在將所述工件吸附於所述吸附面時，將所述工件的位於所述吸附面附近的部分上附著的水分經由所述吸引槽和所述吸引口吸引除去。

10:旋轉台

11:旋轉台墊

12:吸附面

13:吸引槽

14:吸引凹部

15:吸引口

Claims (4)

1. 一種旋轉乾燥裝置，其包括：旋轉的旋轉台；旋轉台墊，設置於所述旋轉台，具有保持工件的吸附面；以及真空吸引機構，通過從所述吸附面吸引流體，將所述工件吸附於所述吸附面，在所述吸附面形成有：吸引口，與所述真空吸引機構相連，供所述真空吸引機構所吸引的所述流體流動；以及供所述流體流動的吸引槽，向所述工件的方向開口並與所述吸引口相連，所述吸引槽的一端從所述旋轉台墊的周向邊緣向外側開口。
2. 如請求項1所述的旋轉乾燥裝置，其中在所述吸附面形成有直線狀的吸引凹部，所述吸引凹部向所述工件的方向開口，且兩端從所述旋轉台墊的旋轉中心附近向旋轉半徑方向延伸，所述吸引口形成於所述吸引凹部，所述吸引槽在與所述吸引凹部交叉的方向上延伸，並與所述吸引凹部相連。
3. 如請求項2所述的旋轉乾燥裝置，其中所述吸引凹部的兩端部不從所述旋轉台墊的周向邊緣向外側開口。
4. 如請求項1至3中任意一項所述的旋轉乾燥裝置，其中所述吸引口形成為比所述旋轉台墊的旋轉中心更靠旋轉半徑方向外側。