专利名称：一种有机溶剂薄膜干燥装置的制作方法
一种有机溶剂薄膜干燥装置本发明涉及半导体干燥装置技术领域，具体地说是一种有机溶剂薄膜干燥装置。集成电路制造工艺中的湿法蚀刻和清洗工艺后，对象工件表面往往会残留清洗液，这些残留液如无法及时去除，其中含有的杂质和液体会附着在工件表面，使得对象工件无法达到下道工序要求，进而影响制程的良率。所以需要一种高效的干燥装置进行及时的工件干燥。现有的马拉高尼干燥技术(即Marangoni Dryer)大多使用IPA蒸汽与清洗液混溶入工件表面的凹面，利用马拉高尼效应来进行干燥，然而使用蒸汽气化IPA与液体溶液容易混溶，导致形成的薄膜质量不高，从而干燥效率较低，且容易在干燥过程结束后在工件表面形成水迹，影响工件品质。而且,现有的马拉高尼干燥技术(即Marangoni Dryer)具有机械式抬升装置,并在干燥过程中移动工件，对于精密和超精密级的干燥对象来说，移动工件的位置有相当大的概率会产生工件抖动现象，这样的抖动现象会对工件本身产生内应力破坏。本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种有机溶剂薄膜干燥装置，不仅避免了 IPA蒸汽与清洗液混溶，而且避免了因移动工件所产生的内应力破坏。为实现上述目的设计一种有机溶剂薄膜干燥装置，包括干燥箱和盖板，所述干燥箱顶端布置有溶剂注入机构，所述干燥箱底端设有进液口和排液口，所述进液口连接进液管道，所述排液口连接排液管道，所述排液管道中设置有排液控制机构。所述溶剂注入机构包括储液容器、注入口和溶剂导入隔板，所述储液容器内装有液态干燥溶剂，所述储液容器进口端连接溶剂控制系统，所述储液容器出口端通过管道连接注入口，所述注入口安装在干燥箱内的顶端部位，所述注入口的下方装有溶剂导入隔板， 所述溶剂导入隔板安装在干燥箱的侧壁上。所述溶剂导入隔板的角度可调，所述溶剂导入隔板的角度调节范围为45-80度。所述排液控制机构包括真空吸取器和流体控制阀，所述真空吸取器和流体控制阀安装在排液管道上。所述干燥箱顶部盖板位置处设有热惰性气体喷淋口，所述热惰性气体喷淋口通过管道连接惰性气体储气罐。所述液态干燥溶剂为高纯度无水酒精或异丙醇有机溶剂。一种有机溶剂薄膜干燥装置的干燥方法，当工件完全位于清洗液面之下时，通过溶剂注入机构向干燥箱中注入液态干燥溶剂，在清洗液面上形成2-15_厚度的薄膜；然后打开排液口，在排液控制机构的控制下，使液面呈l-3mm/s速率下降，形成附着在工件表面的液态干燥溶剂薄膜；最后，打开干燥箱顶部盖板位置处的热惰性气体喷淋口，进一步进行承载件干燥处理。本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，通过对马拉高尼效应(Maragoni Effect)的主要载体，即有机溶剂薄膜的厚度和品质进行控制，实现了高效的干燥效果；同时，由于避免了整个干燥过程中不断使用IPA蒸汽来维持薄膜的厚度，不仅节省了生成IPA 蒸汽部分的能耗和气体使用，而且进一步降低了总体使用的能耗和成本；此外，整个干燥过程中，被干燥工件始终处于静止状态，则避免了由于移动工件而产生的内应力破坏。图I是本发明的结构示意图；图2是本发明中液态干燥溶剂注入示意图；图3是图2中I的局部放大示意图；图4是本发明中薄膜形成示意图；图5是本发明中液面下降示意图；图6是本发明中排液后的工件主视图；图7是图6中II的局部放大示意图；图8是本发明中排液后的工件侧视图；图9是图8中III的局部放大示意图；
图10是本发明中蒸汽干燥示意图；图中1、干燥箱2、盖板3、清洗液4、工件5、承载件6、溶剂注入机构7、进液口 8、 排液口 9、排液控制机构10、注入口 11、溶剂导入隔板12、热惰性气体喷淋口 13、薄膜14、液态干燥溶剂15、储液容器16、真空吸取器。下面结合附图对本发明作以下进一步说明如附图I所示，本发明包括干燥箱I和盖板2，所述干燥箱中容纳有清洗液3、工件4和承载件5，所述工件置于承载件上，所述工件初始完全位于干燥箱内清洗液的液面之下，所述干燥箱顶端布置有溶剂注入机构6，所述溶剂注入机构包括储液容器15、注入口 10 和溶剂导入隔板11，所述储液容器内装有液态干燥溶剂，所述液态干燥溶剂为高纯度无水酒精或异丙醇等有机溶剂。所述储液容器进口端连接溶剂控制系统，所述储液容器出口端通过管道连接注入口，所述注入口安装在干燥箱内的顶端部位，所述注入口的下方装有溶剂导入隔板，所述溶剂导入隔板安装在干燥箱的侧壁上，所述溶剂导入隔板的角度可调，所述溶剂导入隔板的角度调节范围为45-80度；所述干燥箱底端设有进液口 7和排液口 8，所述进液口连接进液管道，所述排液口连接排液管道，所述排液管道中设置有排液控制机构 9，所述排液控制机构包括真空吸取器16和流体控制阀，所述真空吸取器和流体控制阀安装在排液管道上。如附图2至附图4所示，为通过干燥箱顶端两侧的注入口和溶剂导入隔板向清洗液中注入液态干燥溶剂，所述液态干燥溶剂与清洗液表面形成的薄膜13的厚度为2-15_， 通过流量计的控制和可调角度的溶剂导入隔板，使得液态干燥溶剂精确的注入到清洗液的表面，进而形成固定厚度的薄膜。
如附图5所示，本发明为了在完成薄膜准备后使液面呈稳定速率下降，稳定的形成附着在工件表面的液态干燥溶剂薄膜，在排液管道中布置通用性真空吸取器和流体控制阀件组成的排液速率控制机构9，并使排水量处于可控制状态，从而获得的固定速率的液面下降效果，该液面下降的速率为l-3mm/s。如附图6至附图9所示，为排液后的工件结构示意图，可见工件的表面形成了一层完整的液态干燥溶剂薄膜。如附图10所示，为确保工件在干燥完成后不被载体5上所附着的液体沾染，还在干燥箱顶部盖板位置处设有热惰性气体喷淋口 12，用于进一步强化和确保干燥效果。本发明中，其基本原理为一种马拉高尼效应(Marangoni Effect),即当一种液体的液膜受外界扰动(如温度、浓度)而使液膜局部变薄时，它会在表面张力梯度的作用下形成马拉高尼流，使液体沿最佳路线流回薄液面，进行“修复”。本发明所述有机溶剂薄膜干燥装置的干燥方法为在干燥过程的开始阶段，需使得工件完全位于清洗液面之下，通过溶剂注入机构向干燥箱中注入液态干燥溶剂，在清洗液面上形成2-15mm厚度的薄膜；然后打开排液口，在排液控制机构的控制下，使液面呈 l-3mm/s速率下降，形成附着在工件表面的液态干燥溶剂薄膜；由于被干燥工件表面分布凹面的关系，使得导入的液态干燥溶剂在重力作用下的流动过程中对原有液体的表面形成表面张力梯度，进而引导附着在工件表面的液体剥离并离开工件表面，从而达到干燥的目的；最后，打开干燥箱顶部盖板位置处的热惰性气体喷淋口，进一步进行承载件干燥处理。本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种有机溶剂薄膜干燥装置，包括干燥箱和盖板，其特征在于所述干燥箱顶端布置有溶剂注入机构，所述干燥箱底端设有进液口和排液口，所述进液口连接进液管道，所述排液口连接排液管道，所述排液管道中设置有排液控制机构。
2.如权利要求I所述的有机溶剂薄膜干燥装置，其特征在于所述溶剂注入机构包括储液容器、注入口和溶剂导入隔板，所述储液容器内装有液态干燥溶剂，所述储液容器进口端连接溶剂控制系统，所述储液容器出口端通过管道连接注入口，所述注入口安装在干燥箱内的顶端部位，所述注入口的下方装有溶剂导入隔板，所述溶剂导入隔板安装在干燥箱的侧壁上。
3.如权利要求2所述的有机溶剂薄膜干燥装置，其特征在于所述溶剂导入隔板的角度可调，所述溶剂导入隔板的角度调节范围为45-80度。
4.如权利要求1、2或3所述的有机溶剂薄膜干燥装置，其特征在于所述排液控制机构包括真空吸取器和流体控制阀，所述真空吸取器和流体控制阀安装在排液管道上。
5.如权利要求4所述的有机溶剂薄膜干燥装置，其特征在于所述干燥箱顶部盖板位置处设有热惰性气体喷淋口，所述热惰性气体喷淋口通过管道连接惰性气体储气罐。
6.如权利要求5所述的有机溶剂薄膜干燥装置，其特征在于所述液态干燥溶剂为无水酒精或异丙醇有机溶剂。
7.—种如权利要求I所述有机溶剂薄膜干燥装置的干燥方法，其特征在于当工件完全位于清洗液面之下时，通过溶剂注入机构向干燥箱中注入液态干燥溶剂，在清洗液面上形成2-15mm厚度的薄膜；然后打开排液口，在排液控制机构的控制下，使液面呈l_3mm/s速率下降，形成附着在工件表面的液态干燥溶剂薄膜；最后，打开干燥箱顶部盖板位置处的热惰性气体喷淋口，进一步进行承载件干燥处理。
全文摘要
本发明涉及半导体干燥装置技术领域，具体地说是一种有机溶剂薄膜干燥装置，包括干燥箱和盖板，所述干燥箱顶端布置有溶剂注入机构，所述干燥箱底端设有进液口和排液口，所述进液口连接进液管道，所述排液口连接排液管道，所述排液管道中设置有排液控制机构，所述排液控制机构包括真空吸取器和流体控制阀，所述真空吸取器和流体控制阀安装在排液管道上；本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，不仅避免了IPA蒸汽与清洗液混溶，而且由于被干燥工件始终处于静止状态，则避免了因移动工件而产生的内应力破坏。
文档编号F26B7/00GK102610489SQ20121008128
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者江献茂, 简建至, 黄自柯 申请人:冠礼控制科技(上海)有限公司