專利名稱：一種有機溶劑薄膜干燥裝置的制作方法
一種有機溶劑薄膜干燥裝置本發(fā)明涉及半導體干燥裝置技術領域，具體地說是一種有機溶劑薄膜干燥裝置。集成電路制造工藝中的濕法蝕刻和清洗工藝后，對象工件表面往往會殘留清洗液，這些殘留液如無法及時去除，其中含有的雜質(zhì)和液體會附著在工件表面，使得對象工件無法達到下道工序要求，進而影響制程的良率。所以需要一種高效的干燥裝置進行及時的工件干燥?，F(xiàn)有的馬拉高尼干燥技術(即Marangoni Dryer)大多使用IPA蒸汽與清洗液混溶入工件表面的凹面，利用馬拉高尼效應來進行干燥，然而使用蒸汽氣化IPA與液體溶液容易混溶，導致形成的薄膜質(zhì)量不高，從而干燥效率較低，且容易在干燥過程結束后在工件表面形成水跡，影響工件品質(zhì)。而且,現(xiàn)有的馬拉高尼干燥技術(即Marangoni Dryer)具有機械式抬升裝置,并在干燥過程中移動工件，對于精密和超精密級的干燥對象來說，移動工件的位置有相當大的概率會產(chǎn)生工件抖動現(xiàn)象，這樣的抖動現(xiàn)象會對工件本身產(chǎn)生內(nèi)應力破壞。本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種有機溶劑薄膜干燥裝置，不僅避免了 IPA蒸汽與清洗液混溶，而且避免了因移動工件所產(chǎn)生的內(nèi)應力破壞。為實現(xiàn)上述目的設計一種有機溶劑薄膜干燥裝置，包括干燥箱和蓋板，所述干燥箱頂端布置有溶劑注入機構，所述干燥箱底端設有進液口和排液口，所述進液口連接進液管道，所述排液口連接排液管道，所述排液管道中設置有排液控制機構。所述溶劑注入機構包括儲液容器、注入口和溶劑導入隔板，所述儲液容器內(nèi)裝有液態(tài)干燥溶劑，所述儲液容器進口端連接溶劑控制系統(tǒng)，所述儲液容器出口端通過管道連接注入口，所述注入口安裝在干燥箱內(nèi)的頂端部位，所述注入口的下方裝有溶劑導入隔板， 所述溶劑導入隔板安裝在干燥箱的側壁上。所述溶劑導入隔板的角度可調(diào)，所述溶劑導入隔板的角度調(diào)節(jié)范圍為45-80度。所述排液控制機構包括真空吸取器和流體控制閥，所述真空吸取器和流體控制閥安裝在排液管道上。所述干燥箱頂部蓋板位置處設有熱惰性氣體噴淋口，所述熱惰性氣體噴淋口通過管道連接惰性氣體儲氣罐。所述液態(tài)干燥溶劑為高純度無水酒精或異丙醇有機溶劑。一種有機溶劑薄膜干燥裝置的干燥方法，當工件完全位于清洗液面之下時，通過溶劑注入機構向干燥箱中注入液態(tài)干燥溶劑，在清洗液面上形成2-15_厚度的薄膜；然后打開排液口，在排液控制機構的控制下，使液面呈l-3mm/s速率下降，形成附著在工件表面的液態(tài)干燥溶劑薄膜；最后，打開干燥箱頂部蓋板位置處的熱惰性氣體噴淋口，進一步進行承載件干燥處理。本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，結構新穎、簡單，通過對馬拉高尼效應(Maragoni Effect)的主要載體，即有機溶劑薄膜的厚度和品質(zhì)進行控制，實現(xiàn)了高效的干燥效果；同時，由于避免了整個干燥過程中不斷使用IPA蒸汽來維持薄膜的厚度，不僅節(jié)省了生成IPA 蒸汽部分的能耗和氣體使用，而且進一步降低了總體使用的能耗和成本；此外，整個干燥過程中，被干燥工件始終處于靜止狀態(tài)，則避免了由于移動工件而產(chǎn)生的內(nèi)應力破壞。圖I是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明中液態(tài)干燥溶劑注入示意圖；圖3是圖2中I的局部放大示意圖；圖4是本發(fā)明中薄膜形成示意圖；圖5是本發(fā)明中液面下降示意圖；圖6是本發(fā)明中排液后的工件主視圖；圖7是圖6中II的局部放大示意圖；圖8是本發(fā)明中排液后的工件側視圖；圖9是圖8中III的局部放大示意圖；

圖10是本發(fā)明中蒸汽干燥示意圖；圖中1、干燥箱2、蓋板3、清洗液4、工件5、承載件6、溶劑注入機構7、進液口 8、 排液口 9、排液控制機構10、注入口 11、溶劑導入隔板12、熱惰性氣體噴淋口 13、薄膜14、液態(tài)干燥溶劑15、儲液容器16、真空吸取器。下面結合附圖對本發(fā)明作以下進一步說明如附圖I所示，本發(fā)明包括干燥箱I和蓋板2，所述干燥箱中容納有清洗液3、工件4和承載件5，所述工件置于承載件上，所述工件初始完全位于干燥箱內(nèi)清洗液的液面之下，所述干燥箱頂端布置有溶劑注入機構6，所述溶劑注入機構包括儲液容器15、注入口 10 和溶劑導入隔板11，所述儲液容器內(nèi)裝有液態(tài)干燥溶劑，所述液態(tài)干燥溶劑為高純度無水酒精或異丙醇等有機溶劑。所述儲液容器進口端連接溶劑控制系統(tǒng)，所述儲液容器出口端通過管道連接注入口，所述注入口安裝在干燥箱內(nèi)的頂端部位，所述注入口的下方裝有溶劑導入隔板，所述溶劑導入隔板安裝在干燥箱的側壁上，所述溶劑導入隔板的角度可調(diào)，所述溶劑導入隔板的角度調(diào)節(jié)范圍為45-80度；所述干燥箱底端設有進液口 7和排液口 8，所述進液口連接進液管道，所述排液口連接排液管道，所述排液管道中設置有排液控制機構 9，所述排液控制機構包括真空吸取器16和流體控制閥，所述真空吸取器和流體控制閥安裝在排液管道上。如附圖2至附圖4所示，為通過干燥箱頂端兩側的注入口和溶劑導入隔板向清洗液中注入液態(tài)干燥溶劑，所述液態(tài)干燥溶劑與清洗液表面形成的薄膜13的厚度為2-15_， 通過流量計的控制和可調(diào)角度的溶劑導入隔板，使得液態(tài)干燥溶劑精確的注入到清洗液的表面，進而形成固定厚度的薄膜。
如附圖5所示，本發(fā)明為了在完成薄膜準備后使液面呈穩(wěn)定速率下降，穩(wěn)定的形成附著在工件表面的液態(tài)干燥溶劑薄膜，在排液管道中布置通用性真空吸取器和流體控制閥件組成的排液速率控制機構9，并使排水量處于可控制狀態(tài)，從而獲得的固定速率的液面下降效果，該液面下降的速率為l-3mm/s。如附圖6至附圖9所示，為排液后的工件結構示意圖，可見工件的表面形成了一層完整的液態(tài)干燥溶劑薄膜。如附圖10所示，為確保工件在干燥完成后不被載體5上所附著的液體沾染，還在干燥箱頂部蓋板位置處設有熱惰性氣體噴淋口 12，用于進一步強化和確保干燥效果。本發(fā)明中，其基本原理為一種馬拉高尼效應(Marangoni Effect),即當一種液體的液膜受外界擾動(如溫度、濃度)而使液膜局部變薄時，它會在表面張力梯度的作用下形成馬拉高尼流，使液體沿最佳路線流回薄液面，進行“修復”。本發(fā)明所述有機溶劑薄膜干燥裝置的干燥方法為在干燥過程的開始階段，需使得工件完全位于清洗液面之下，通過溶劑注入機構向干燥箱中注入液態(tài)干燥溶劑，在清洗液面上形成2-15mm厚度的薄膜；然后打開排液口，在排液控制機構的控制下，使液面呈 l-3mm/s速率下降，形成附著在工件表面的液態(tài)干燥溶劑薄膜；由于被干燥工件表面分布凹面的關系，使得導入的液態(tài)干燥溶劑在重力作用下的流動過程中對原有液體的表面形成表面張力梯度，進而引導附著在工件表面的液體剝離并離開工件表面，從而達到干燥的目的；最后，打開干燥箱頂部蓋板位置處的熱惰性氣體噴淋口，進一步進行承載件干燥處理。本發(fā)明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種有機溶劑薄膜干燥裝置，包括干燥箱和蓋板，其特征在于所述干燥箱頂端布置有溶劑注入機構，所述干燥箱底端設有進液口和排液口，所述進液口連接進液管道，所述排液口連接排液管道，所述排液管道中設置有排液控制機構。
2.如權利要求I所述的有機溶劑薄膜干燥裝置，其特征在于所述溶劑注入機構包括儲液容器、注入口和溶劑導入隔板，所述儲液容器內(nèi)裝有液態(tài)干燥溶劑，所述儲液容器進口端連接溶劑控制系統(tǒng)，所述儲液容器出口端通過管道連接注入口，所述注入口安裝在干燥箱內(nèi)的頂端部位，所述注入口的下方裝有溶劑導入隔板，所述溶劑導入隔板安裝在干燥箱的側壁上。
3.如權利要求2所述的有機溶劑薄膜干燥裝置，其特征在于所述溶劑導入隔板的角度可調(diào)，所述溶劑導入隔板的角度調(diào)節(jié)范圍為45-80度。
4.如權利要求1、2或3所述的有機溶劑薄膜干燥裝置，其特征在于所述排液控制機構包括真空吸取器和流體控制閥，所述真空吸取器和流體控制閥安裝在排液管道上。
5.如權利要求4所述的有機溶劑薄膜干燥裝置，其特征在于所述干燥箱頂部蓋板位置處設有熱惰性氣體噴淋口，所述熱惰性氣體噴淋口通過管道連接惰性氣體儲氣罐。
6.如權利要求5所述的有機溶劑薄膜干燥裝置，其特征在于所述液態(tài)干燥溶劑為無水酒精或異丙醇有機溶劑。
7.—種如權利要求I所述有機溶劑薄膜干燥裝置的干燥方法，其特征在于當工件完全位于清洗液面之下時，通過溶劑注入機構向干燥箱中注入液態(tài)干燥溶劑，在清洗液面上形成2-15mm厚度的薄膜；然后打開排液口，在排液控制機構的控制下，使液面呈l_3mm/s速率下降，形成附著在工件表面的液態(tài)干燥溶劑薄膜；最后，打開干燥箱頂部蓋板位置處的熱惰性氣體噴淋口，進一步進行承載件干燥處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體干燥裝置技術領域，具體地說是一種有機溶劑薄膜干燥裝置，包括干燥箱和蓋板，所述干燥箱頂端布置有溶劑注入機構，所述干燥箱底端設有進液口和排液口，所述進液口連接進液管道，所述排液口連接排液管道，所述排液管道中設置有排液控制機構，所述排液控制機構包括真空吸取器和流體控制閥，所述真空吸取器和流體控制閥安裝在排液管道上；本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，結構新穎、簡單，不僅避免了IPA蒸汽與清洗液混溶，而且由于被干燥工件始終處于靜止狀態(tài)，則避免了因移動工件而產(chǎn)生的內(nèi)應力破壞。
文檔編號F26B7/00GK102610489SQ20121008128
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者江獻茂, 簡建至, 黃自柯 申請人:冠禮控制科技(上海)有限公司