專利名稱：一種用于硅片清洗后的快速干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硅片清洗后異丙醇(IPA)干燥裝置的改進(jìn)，尤其適用于大直徑硅片清洗后的干燥。
背景技術(shù)：
硅拋光片是集成電路中使用最廣泛的襯底材料，隨著集成電路工藝向更高集成度發(fā)展，對硅片質(zhì)量的要求也更加苛刻。本發(fā)明中硅片清洗是指硅拋光片制作工藝中最后一道重要工序，其目的主要是去除前道工序中殘留在硅片表面的顆粒、金屬以及有機(jī)沾污。濕法清洗是目前通用的一種清洗工藝，一般包括一號液清洗、二號液清洗，去離子水漂洗，最終干燥等重要環(huán)節(jié)。IPA干燥工藝是濕法清洗工藝中普遍使用的干燥工藝，其原理是利用IPA降低水的表面張力，將硅片和IPA水溶液交界面上的水剝離硅片表面。在實(shí)際工藝中，霧化后的IPA以兩種形態(tài)存在一部分IPA已經(jīng)完全霧化，這是由于IPA易揮發(fā)沸點(diǎn)低的原因；還有部分IPA在霧化過程以小液滴的形式，并進(jìn)入水槽。IPA 汽霧中液滴狀I(lǐng)PA的比例還會(huì)影響后續(xù)熱氮?dú)獯蹈傻臅r(shí)間，在實(shí)際工藝中有必要降低IPA 汽霧中大粒徑IPA液滴的比例來減少后續(xù)熱氮?dú)飧稍飼r(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種用于硅片清洗后的快速干燥裝置，該裝置可以較高效率的將IPA霧化，以達(dá)到均勻并快速的干燥硅片，節(jié)省干燥氮?dú)獾氖褂昧浚岣吖杵逑葱屎唾|(zhì)量的目的。為達(dá)到本發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案這種用于硅片清洗后的快速干燥裝置，它包括多孔螺旋式高壓霧化裝置，控溫加熱室，干燥槽，閥門組，氮?dú)夤?yīng)管路，其中氮?dú)庵鞴苈穼⒍嗫茁菪礁邏红F化裝置、加熱控溫室、干燥槽依次串聯(lián)，同時(shí)在氮?dú)庵鞴苈啡肟谖恢靡胍粭l氮?dú)馀月?，該旁路管道通過閥門接一三通，三通另二個(gè)出口分別接在多孔螺旋式高壓霧化裝置出口、加熱控溫室入口，高壓霧化裝置進(jìn)、出口分別設(shè)閥門1和閥門2。多孔螺旋式高壓霧化裝置是中空螺旋管，螺旋管的中空直徑控制在2_3mm之間。所述的霧化裝置的下部有一出口，出口接閥門，閥門接異丙醇收回處，回收處通過閥門再與IPA供應(yīng)處的容器相連。在硅片清洗后的干燥過程中，IPA的霧化程度一直影響著干燥的最終效果，本實(shí)用新型基于高效率的原則，將中空的螺旋管用于IPA的霧化裝置中，裝置采用螺旋型結(jié)構(gòu)， 加以高壓氮?dú)?，使霧化效率較高，它的霧化過程是將IPA在高壓氮?dú)獾膲毫ο峦ㄟ^中空管路，最后由小孔噴出，實(shí)現(xiàn)壓力勢能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，通過氣體和液體之間強(qiáng)烈的作用將IPA 霧化。當(dāng)?shù)獨(dú)獾耐饬ψ饔每朔?IPA液體的表面張力和粘滯力的時(shí)候，IPA液體就會(huì)破碎成很多液體，這些液滴不穩(wěn)定，會(huì)在氮?dú)獾淖饔孟拢M(jìn)一步霧化。然后再經(jīng)過控溫裝置，將霧化的IPA溫度控制在需要的范圍(60°C左右)。本實(shí)用新型所使用的材料均采用符合集成電路要求的高純材料，并且不會(huì)帶來顆粒、金屬沾污。如四氟材料或高分子聚乙稀材料。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以使IPA汽霧中IPA的粒徑更小，以此達(dá)到均勻快速的干燥硅片的目的。

圖1 本實(shí)用新型提供的一種硅片清洗后的快速干燥裝置圖2 圖1中的霧化室結(jié)構(gòu)示意圖圖3 圖2的A-A及B-B處截圖(兩處截圖相同)。圖1、圖2、圖3中，1為霧化室，2為加熱室，3為干躁室，4為IPA供應(yīng)處，5為IPA 回收處，1-1為預(yù)霧化腔。1-2為螺旋霧化腔，1-3為中空的螺旋管的管端。本發(fā)明中氮?dú)獾撵F化主要是在多孔螺旋式高壓霧化裝置進(jìn)行的，液態(tài)IPA是由高壓氮?dú)鈳腩A(yù)霧化腔，在高壓的氮?dú)獾臎_擊作用下，液態(tài)IPA在預(yù)霧化腔實(shí)現(xiàn)初級霧化，形成粒徑較小的小液滴。粒徑較小的IPA隨著高壓氮?dú)獗粠肼菪F化腔實(shí)現(xiàn)再次霧化。進(jìn)入螺旋霧化腔的IPA小液滴在高壓氮?dú)獾穆菪龥_擊作用下進(jìn)一步被分散、氣化，形成滿足干燥工藝的IPA汽霧。充分霧化的IPA汽霧經(jīng)過多孔螺旋式高壓霧化裝置錐形尾端進(jìn)入控溫加熱室。在預(yù)霧化腔的底端有一管路連接IPA回收罐，其主要目的是收集預(yù)霧化過程中遺留在霧化腔底部的IPA液體。定時(shí)打開閥門4和閥門5可以將液體IPA返回到IPA供應(yīng)處的罐體內(nèi)，循環(huán)再用。螺旋霧化腔采用20條中空的微小直徑(直徑為2. 5士0. 5mm)的螺旋管密集均勻排布在裝置腔體內(nèi)。
具體實(shí)施方式
當(dāng)開始干燥時(shí)，首先打開閥門1和閥門2，同時(shí)關(guān)閉閥門3，氮?dú)鈱PA溶液經(jīng)計(jì)量泵帶入到封閉的螺旋式高壓霧化裝置內(nèi)，使IPA在管中霧化成汽霧釋放出來，這時(shí)溫度大約為40°C。IPA汽霧進(jìn)入加熱室后被加熱后會(huì)進(jìn)一步霧化，然后送入硅片干燥槽中，加熱溫度為60°C。當(dāng)IPA汽霧被通入干燥槽后，開啟干燥槽底部的閥門，開始將里面的純水由底部緩慢排出。直到這個(gè)硅片全部脫離純水液面后，停止IPA汽霧的輸入。即關(guān)閉閥門1和閥門2，同時(shí)打開閥門3，這時(shí)氮?dú)饨?jīng)加熱控溫室到達(dá)干燥槽，將硅片徹底干燥。
權(quán)利要求1.一種用于硅片清洗后的快速干燥裝置，其特征在于它包括多孔螺旋式高壓霧化裝置，控溫加熱室，干燥槽，閥門組，氮?dú)夤?yīng)管路，其中氮?dú)庵鞴苈穼⒍嗫茁菪礁邏红F化裝置、加熱控溫室、干燥槽依次串聯(lián)，同時(shí)在氮?dú)庵鞴苈啡肟谖恢靡胍粭l氮?dú)馀月?，該旁路管道通過閥門接一三通，三通另二個(gè)出口分別接在多孔螺旋式高壓霧化裝置出口、加熱控溫室入口，高壓霧化裝置進(jìn)、出口分別設(shè)閥門1和閥門2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片清洗后的快速干燥裝置，其特征在于多孔螺旋式高壓霧化裝置是中空螺旋管，螺旋管的中空直徑控制在2-3mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片清洗后的快速干燥裝置，其特征在于所述的霧化裝置的下部有一出口，出口接閥門，閥門接異丙醇收回處，回收處通過閥門再與IPA供應(yīng)處的容器相連。
專利摘要一種用于硅片清洗后的快速干燥裝置，它包括多孔螺旋式高壓霧化裝置，控溫加熱室，干燥槽，閥門組，氮?dú)夤?yīng)管路，其中氮?dú)庵鞴苈穼⒍嗫茁菪礁邏红F化裝置、加熱控溫室、干燥槽依次串聯(lián)，同時(shí)在氮?dú)庵鞴苈啡肟谖恢靡胍粭l氮?dú)馀月?，該旁路管道通過閥門接一三通，三通另二個(gè)出口分別接在多孔螺旋式高壓霧化裝置出口、加熱控溫室入口，高壓霧化裝置進(jìn)、出口分別設(shè)閥門1和閥門2。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以使IPA汽霧中IPA的粒徑更小，以此達(dá)到均勻快速的干燥硅片的目的。
文檔編號H01L21/00GK201935527SQ201020662808
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者馮泉林, 庫黎明, 盛方毓, 索思卓, 葛鐘, 閆志瑞 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研半導(dǎo)體材料股份有限公司