一种干燥硅片用异丙醇干燥装置制造方法
【专利摘要】一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，适用于半导体材料生产【技术领域】。清洗后的硅片被机械吊臂吊放到干燥腔体的石英缸（1）底部，蒸气腔（4）产生异丙醇蒸气，通过管路输送到石英缸（1）内，经双层喷管（3）喷射出高度雾化的异丙醇蒸气，利用异丙醇低表面张力的特性，取代硅片表面的水膜，然后再把氮气加热器（13）加热的氮气通过双层喷管（3）喷射，对硅片表面的异丙醇进行干燥，最终得到完全干燥的硅片。本实用新型加工工艺简单，安装操作方便，安全性能好，可有效解决现有异丙醇干燥器易造成硅片干燥不良、部分水迹残留在硅片表面的问题，提高了产品的合格率和工作效率。
【专利说明】一种干燥硅片用异丙醇干燥装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体材料生产【技术领域】，主要涉及一种干燥硅片用异丙醇干燥
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【背景技术】
[0002]硅片在生产加工过程中其表面受到严重的污染，而抛光硅片的表面洁净度是产品最为关键的质量参数之一，必须经过湿法清洗去除颗粒、金属离子和有机污染物，然后进行干燥。硅片清洗之后表面会附带一层水膜，由于异丙醇具有较低的表面张力，异丙醇干燥工艺是利用异丙醇的这一特性来降低水膜的表面张力，从而达到干燥目的。异丙醇干燥工艺分为两个阶段，第一步是异丙醇蒸气置换、剥离硅片表面水膜的过程，第二步使用热氮气吹干留在硅片表面的异丙醇，使硅片完全干燥。而目前使用的异丙醇干燥器其喷管是单层的，异丙醇蒸气直接从喷管的开孔处喷出，异丙醇蒸气雾化效果较差，难以在硅片表面均匀凝结，使整个硅片表面上表面张力分布不均匀，当第一步骤结束后，仍然有部分水膜没有被取代，最终以水迹的形式残留在硅片表面。另外，蒸气腔是用来产生并储存异丙醇蒸气的，它是一个密封容器，滞留其中的大量氮气和蒸气腔内的异丙醇蒸气混杂，导致水膜在干燥第一步骤来不及完全被异丙醇覆盖就被氮气吹干，在硅片上留下水痕。上述两个缺陷严重影响了产品的合格率和工作效率。
实用新型内容
[0003]鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型设计并公开了一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，在该装置中将异丙醇蒸气喷管设计为双层结构，特殊的喷管结构提高了异丙醇蒸气喷出的雾化效果，形成的异丙醇蒸气粒径更细微，能够对硅片表面进行全面覆盖，彻底剥离水膜；在蒸气腔上设计安装一个氮气排放装置，从而避免水膜过早被氮气吹干蒸发留下水痕，以解决现有异丙醇干燥器易造成硅片干燥不良的问题。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采取的具体技术方案是:一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，主要是由石英缸、石英缸上盖、双层喷管、蒸气腔、异丙醇加热器、液位传感器、氮气排放阀、异丙醇排放阀、压力表、异丙醇蒸气供应阀、三通阀、异丙醇供应阀、氮气加热器、废液气收集腔构成；其中，异丙醇干燥装置的干燥腔体由石英缸、石英缸上盖和双层喷管组成，两根双层喷管安装在石英缸内上部两侧，双层喷管由细石英喷管和粗石英喷管同轴套装在一起，细石英喷管和粗石英喷管可通过旋转调整相互之间的角度；两个双层喷管前端套有带密封圈的四氟帽，两个双层喷管的后端通过管路与异丙醇蒸气供应阀和三通阀连接；石英缸上盖可沿导轨滑动到石英缸上方后下降关闭上盖，石英缸的底部中心位置接有一根与废液气收集腔相连的管路；由蒸气腔、异丙醇加热器、液位传感器、氮气排放阀、异丙醇排放阀、压力表、异丙醇蒸气供应阀、三通阀、异丙醇供应阀、氮气加热器构成了蒸气发生腔体，蒸气腔是一个密封的加热容器，蒸气腔外壁一侧上安装有液位传感器；异丙醇加热器安装在蒸气腔的底部，蒸气腔外壁另一侧上通过装有氮气排放阀和异丙醇排放阀的两条管路分别与废液气收集腔连通，压力表安装在氮气排放阀管路的上方；异丙醇通过异丙醇供应阀上管路进入蒸气腔内，氮气加热器通过装有三通阀的管路与蒸气腔相连。所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其中双层喷管的细石英喷管管壁上加工有两排开孔，依据每个干燥周期处理两盒硅片的产量需求，每排开孔数量为68个，两排开孔之间夹角为180度；所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其中双层喷管的粗石英喷管管壁上加工有一排开孔，开孔位置和数量与细石英喷管开孔数量相符；所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其中细石英喷管开孔孔径为1.0毫米，粗石英喷管开孔孔径为1.2毫米；所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其中双层喷管的细石英喷管管壁上的开孔和粗石英喷管管壁上的开孔夹角为90度；所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其中双层喷管安装时保持两根喷管的粗石英喷管管壁上的开孔位置水平相对。
[0005]本实用新型所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，加工工艺简单，安装操作方便，可以有效解决异丙醇蒸气雾化效果差和水膜在被异丙醇完全取代前蒸发导致的干燥不良的问题，提高了产品的合格率，降低生产成本，提高工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型结构示意图；
[0007]图2为本实用新型双层喷管示意图。
[0008]图中:1、石英缸，2、石英缸上盖，3、双层喷管，4、蒸气腔，5、异丙醇加热器，6、液位传感器，7、氮气排放阀，8、异丙醇排放阀，9、压力表，10、异丙醇蒸气供应阀，11、三通阀，12、异丙醇供应阀，13、氮气加热器，14、废液气收集腔。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图给出本实用新型的实施方式如下:如图1、图2所示，本实用新型所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，主要是由石英缸1、石英缸上盖2、双层喷管3、蒸气腔4、异丙醇加热器5、液位传感器6、氮气排放阀7、异丙醇排放阀8、压力表9、异丙醇蒸气供应阀10、三通阀11、异丙醇供应阀12、氮气加热器13、废液气收集腔14构成。其中由石英缸1、石英缸上盖2和双层喷管3构成了异丙醇干燥装置的干燥腔体，两根双层喷管3分别安装在石英缸I内上部两侧；双层喷管3由细石英喷管和粗石英喷管同轴套装在一起，细石英喷管和粗石英喷管可通过旋转调整相互之间的角度。双层喷管3的细石英喷管管壁上加工有两排开孔，两排开孔之间夹角是180度。双层喷管3的粗石英喷管管壁上加工有一排开孔，双层喷管3的细石英喷管管壁上的开孔和粗石英喷管管壁上的开孔组装夹角为90度，为实现最佳的异丙醇蒸气雾化效果，细石英喷管开孔孔径为1.0毫米，粗石英喷管开孔孔径为1.2毫米。安装时保持两根双层喷管3的粗石英喷管管壁上的开孔位置水平相对。两个双层喷管3前端套有带密封圈的四氟帽。双层喷管3的后端通过管路与异丙醇蒸气供应阀10和三通阀11连接，石英缸上盖2可沿导轨滑动到石英缸I的上方下降关闭上盖，石英缸I的底部中心位置通过管路与废液气收集腔14连接。
[0010]由蒸气腔4、异丙醇加热器5、液位传感器6、氮气排放阀7、异丙醇排放阀8、压力表
9、异丙醇蒸气供应阀10、三通阀11、异丙醇供应阀12、氮气加热器13构成了异丙醇干燥装置的蒸气发生腔体。蒸气腔4是一个密封的加热容器，蒸气腔4外壁一侧安装有液位传感器6，异丙醇加热器5装在蒸气腔4的底部，蒸气腔4外壁另一侧上通过装有氮气排放阀7和异丙醇排放阀8的两条管路分别与废液气收集腔14连通。压力表9装在氮气排入阀7管路的上方，异丙醇通过异丙醇供应阀12进入蒸气腔4内，氮气加热器13通过装有三通阀11的管路与蒸气腔4和干燥腔体中的石英缸I相连接。硅片被清洗和干燥时，被装载在片盒内，清洗完成后，通过机械吊臂夹持片盒将其放在干燥腔石英缸I的底部，关闭石英缸上盖2，打开异丙醇蒸气供应阀10，异丙醇蒸气靠氮气携带从蒸气腔4进入双层喷管3中，异丙醇蒸气先进入双层喷管3的细石英喷管，通过内管开孔喷出再进入双层喷管3的粗石英喷管，在外管内回旋后再从外管的开孔喷出。蒸气发生腔体中的蒸气腔4内下半部分储存有异丙醇，加热产生的异丙醇蒸气聚集在蒸气腔4的上半部分，通过蒸气供应阀10将异丙醇蒸气输出。每个干燥周期都会有异丙醇消耗，打开异丙醇供应阀12可向蒸气腔4内添加异丙醇，与此同时打开氮气排放阀7将前一干燥周期滞留在蒸气腔4内的氮气排入到废液气收集腔14。当添加的异丙醇液位上升到液位传感器6的高度时，液位传感器6指令异丙醇供应阀12关闭，停止异丙醇的供应，同时关闭氮气排放阀7，通过压力表9可观测到蒸气腔4内压力的变化。异丙醇加热器5安装在蒸气腔4的底部，给异丙醇加热到设定的温度，一般控制在异丙醇的沸点。当需要对蒸气腔4内的异丙醇排空时，打开异丙醇排放阀8，将废弃残液排放到废液气收集腔14中。干燥时通过双层喷管3中喷出的异丙醇蒸气，不断冷凝在硅片水膜表面，水膜在异丙醇低表面张力和重力作用下，顺着竖立放置的硅片表面滑落，打开三通阀11将经过氮气加热器13加热的热氮气从双层喷管3中喷出，吹扫硅片表面，使残留的异丙醇受热蒸发，得到完全干燥的硅片。硅片上滑落的水和冷凝的异丙醇被收集到石英缸I底部，沿着管路进入废液气收集腔14。整个干燥过程结束后，打开石英缸上盖2，机械吊臂取出硅片盒。
【权利要求】
1.一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其特征是:所述的干燥硅片用异丙醇干燥装置包括由石英缸(I)、石英缸上盖(2)、双层喷管(3)组成的干燥腔体和由蒸气腔(4)、异丙醇加热器(5)、液位传感器(6)、氮气排放阀(7)、异丙醇排放阀(8)、压力表(9)、异丙醇蒸气供应阀(10)、三通阀(11)、异丙醇供应阀(12)、氮气加热器(13)组成的蒸气发生腔体和废液气收集腔(14)构成；其中两个双层喷管(3)分别安装在石英缸(I)内上部两侧，双层喷管(3)由一个细石英喷管和一个粗石英喷管同轴套装在一起，双层喷管(3)的内管和外管可旋转调整相互之间的角度；双层喷管(3)的前端套有带密封圈的四氟帽，后端通过管路与异丙醇供应阀(12)和三通阀(11)相连；石英缸上盖(2)可沿导轨滑动到石英缸(I)的上方；石英缸(I)底部中心位置装有一根与废液气收集腔(14)相连接的管路；蒸气发生腔体的蒸气腔(4)是一个密封的加热容器,蒸气腔(4)外壁一侧装有液位传感器(6)和分别装有与异丙醇供应阀(12)及与氮气加热器连接的管路，另一侧通过装有氮气排放阀(7)和异丙醇排放阀(8)的管路分别与废液气收集腔(14)连通，压力表(9)装在氮气排放阀(7)管路的上方；三通阀(11)装在氮气加热器(13)和管路上方，异丙醇加热器(5)安装在蒸气腔(4)的底部；废液气收集腔(14)设置在异丙醇干燥装置的下方位置。
2.根据权利要求1所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其特征是:异丙醇蒸气喷管采用双层喷管(3)，双层喷管(3)的细石英喷管管壁上加工有两排开孔，每排开孔数量为68个，两排开孔之间夹角为180度。
3.根据权利要求1所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其特征是:双层喷管(3)的粗石英喷管管壁上加工有一排开孔，开孔数量为68个。
4.根据权利要求1所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其特征是:双层喷管(3)的细石英喷管管壁上的开孔与粗石英喷管管壁上的开孔组装夹角为90度。
5.根据权利要求1所述的一种干燥硅片用异丙醇干燥装置，其特征是:安装时两根粗石英喷管管壁上的开孔位置水平相对。
【文档编号】F26B21/00GK203940717SQ201420268737
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】熊诚雷, 焦二强, 赵文龙, 邵奇 申请人:洛阳单晶硅有限责任公司