一种晶元化学干燥设备的制作方法

1.本发明属于半导体器件制造技术领域，具体为一种晶元化学干燥设备。


背景技术：

2.在半导体器件制造过程中，晶圆清洗及湿法腐蚀是最常用的工艺之一。在清洗及湿法腐蚀工艺之后，晶圆往往需要经过干燥处理。若干燥处理不优化的直接后果是产生水痕缺陷，对芯片的良率具有较大的影响。
3.现有的晶元干燥设备一般都是采用将晶元浸泡于ipa溶液内，或者直接采用物理干燥的方法对晶元进行烘干，当采用化学干燥时，当晶元被长期浸泡在ipa溶液内时，ipa溶液会损伤晶元表面的电路，长期使用，容易产生安全隐患。
4.为了克服上述缺陷，本领域技术人员积极创新研究，以期创设出一种晶元化学干燥设备。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种晶元化学干燥设备，以解决上述背景技术中提出的化学干燥设备干燥晶元时，晶元被ipa溶液浸泡容易产生安全隐患的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种晶元化学干燥设备，包括处理箱和提篮，所述处理箱的顶部安装有升降组件，所述提篮固定安装于所述升降组件，所述处理箱的底部固定安装有加热机构，所述加热机构的上方固定安装有干燥箱，所述干燥箱内固定安装有脱水盘，所述脱水盘位于所述提篮的正下方，所述干燥箱的顶部固定安装有冷凝机构，所述冷凝机构位于所述提篮的正上方，所述干燥箱内装有干燥试剂。利用加热机构加热干燥试剂，使干燥试剂气化，干燥试剂蒸汽流经装有晶元的提篮时，干燥试剂与晶元上的水进行结合，从而带走晶元表面的水分。
7.进一步地说，所述脱水盘的两侧对称设置有一对引流板，所述脱水盘的侧壁开设有引流孔，所述脱水盘的顶部设置有集液板。通过设置引流板，使干燥试剂蒸汽顺着引流板的方向进入到脱水盘内后对晶元经行干燥，通过设置集液板，结合了水分的干燥试剂能够落入到集液板上，并顺着集液板流入脱水盘的底部。
8.进一步地说，所述脱水盘的底部设置有集液部，所述集液部的底部设置有排液口，所述排液口通过导管与外部处理箱连通，所述集液板伸出所述引流孔的边缘。
9.进一步地说，所述干燥箱的一侧固定安装有排风装置，所述排风装置包括排风管、收集箱和多个排风口，所述排风管固定安装于所述处理箱且，所述排风管的一端与所述收集箱连通，所述收集箱固定安装于所述干燥箱的侧壁，所述排风口与所述收集箱连通，所述排风口固定安装于所述干燥箱的四周。通过排风装置收集冷凝装置未冷凝的干燥试剂蒸汽，从而避免高温的干燥试剂蒸汽遇到火花而闪爆。
10.进一步地说，所述处理箱的底部固定安装有回收箱，所述回收箱设置有出液口和回液口，所述出液口和所述回液口皆通过导管与所述干燥箱相连。
11.进一步地说，所述冷凝装置包括冷凝管和收集槽，所述收集槽位于所述冷凝管的下方，所述收集槽的底部呈圆弧形，所述收集槽的底部设置收集管。
12.进一步地说，所述升降组件包括丝杆和升降架，所述丝杆固定安装于所述处理箱，所述丝杆上啮合有丝杆升降机，所述丝杆升降机上固定安装有升降架。
13.进一步地说，所述处理箱的内部固定安装有液位管，所述液位管为u型，所述液位管内固定安装有液位传感器。
14.进一步地说，所述加热机构包括壳体，所述壳体内固定安装有多个加热棒。
15.进一步地说，所述处理箱和所述干燥箱内固定安装有温度传感器。
16.本发明的有益效果是：
17.1.本发明的干燥设备，利用ipa蒸汽对晶元进行干燥，从而避免晶元长期浸泡在ipa溶液内，具体的说，是利用加热机构加热干燥试剂，然后利用向上运动的干燥试剂蒸汽流经装有晶元的提篮时，干燥试剂蒸汽与晶元表面的水分结合，并在重力的作用下落到脱水盘内，从而达到干燥晶元的目的；
18.2.本发明的脱水盘设置有倾斜的引流板，通过引流板控制干燥试剂蒸汽向上扩散的方向，使干燥试剂蒸汽能够集中流经晶元，提高干燥试剂蒸汽干燥晶元的效率，在脱水盘中还倾斜设置有集液板，集液板能够收集与水分结合后的干燥试剂蒸汽，由于集液板的长度超过了与引流板连通的引流孔的边缘，向上运动的干燥试剂蒸汽不会受到下落的干燥试剂的影响；
19.3.本发明的干燥设备设计有排风装置，在干燥箱的四周都分布有排风装置的排风口，利用排风装置收集冷凝装置未冷凝的干燥试剂蒸汽，从而避免高温的干燥试剂蒸汽遇到火花而闪爆，保证整个整个设备运动的安全性；
20.4.本发明的干燥设备设计有温度传感器和回收箱，通过温度传感器实时监测干燥试剂蒸汽和干燥试剂液体的问题，当干燥试剂温度超过安全温度时，通过关闭加热机构和回收箱内水泵的动作，将干燥试剂回收到回收箱内，然后利用回收箱内冷却装置的动作，达到给干燥试剂降温的目的，从而使干燥箱内的干燥试剂和干燥试剂蒸汽处于合适的工作温度区间。
21.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图；
23.图2是本发明的另一视角的结构示意图；
24.图3是本发明的内部结构示意图；
25.图4是本发明的剖视图；
26.图5是本发明的脱水盘的结构示意图；
27.图6是本发明加热机构的结构示意图；
28.图7是本发明排风装置的结构示意图；
29.图8是本发明冷凝机构的结构示意图；
30.附图中各部分标记如下：
31.1处理箱、2提篮、3升降组件、31丝杆、32升降架、4加热机构、41壳体、42加热棒、5干燥箱、6脱水盘、61引流板、62引流孔、63集液板、64集液部、65排液口、7冷凝机构、71冷凝管、72收集槽、8干燥试剂、9排风装置、91排风管、92收集箱、93排风口、10回收箱、11液位管。
具体实施方式
32.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.实施例：一种晶元化学干燥设备，如图1到图4所示，包括处理箱1和提篮2，提篮内装有待干燥的晶元，所述处理箱的顶部安装有升降组件3，所述提篮固定安装于所述升降组件，所述升降组件包括丝杆31和升降架32，所述丝杆固定安装于所述处理箱，所述丝杆上啮合有丝杆升降机，所述丝杆升降机上固定安装有升降架。通过丝杆升降机的动作，使升降架上升或者下降，从而控制提篮进入到处理箱内。所述处理箱的表面滑动连接一对盖板，所述盖板通过气缸带动，从而控制盖板开合，盖板的表面开设有避位槽，当提篮进入到处理箱内时，所述升降架位于所述避位槽内。
36.如图4和图6所示，所述处理箱的底部固定安装有加热机构4，所述加热机构包括壳体41，所述壳体内固定安装有多个加热棒42，所述加热棒为铝制加热棒且控制器相连，通过控制器控制加热棒的通断，通过给加热棒通电实现加热的目的，所述加热机构的上方固定安装有干燥箱5，所述干燥箱内装有干燥试剂8，所述干燥试剂为ipa，通过加热机构加热ipa，使ipa汽化为ipa蒸汽，ipa蒸汽能够与晶元表面的水分结合，达到化学干燥的目的，从而干燥晶元，
37.如图5所示，所述干燥箱内固定安装有脱水盘6，所述脱水盘位于所述提篮的正下方，所述脱水盘的两侧对称设置有一对引流板61，所述引流板倾斜设置，引流板与脱水盘侧壁的夹角在45-60度之间，所述脱水盘的侧壁开设有引流孔62，引流板的端部与引流孔相连，通过控制引流板的角度，保证脱水盘能够将ipa蒸汽全部收集在一起，所述脱水盘的顶部设置有集液板63。
38.集液板倾斜设置，集液板与脱水盘之间的夹角为70-85度之间，所述集液板伸出所述引流孔的边缘，所述脱水盘的底部设置有集液部64，所述集液部的底部设置有排液口65，所述排液口通过导管与外部处理箱连通，通过设置集液板，结合了水分的ipa蒸汽在重力的作用下，落入到集液板上，并顺着集液板流入脱水盘的底部，然后通过排液口流出到处理箱
外。
39.如图4和图8所示，所述干燥箱的顶部固定安装有冷凝机构7，所述冷凝机构位于所述提篮的正上方，所述冷凝装置包括冷凝管71和收集槽72，所述收集槽位于所述冷凝管的下方，冷凝管内装有冷却液，冷凝管与外部冷却装置连通，通过外部冷却设备给冷却液降温，保证冷却液始终处于工作温度区间，并利用水泵实现冷凝水的循环，所述收集槽的底部呈圆弧形，所述收集槽的底部设置收集管，ipa蒸汽遇到冷凝管后，ipa蒸汽冷却液化，形成水滴，在重力的作用下，ipa下落到收集槽内，然后流经收集管后回到干燥箱的底部，然后再被加热机构加热，完成循环。
40.如图4和图7所示，所述干燥箱的一侧固定安装有排风装置9，所述排风装置包括排风管91、收集箱92和多个排风口93，所述排风管固定安装于所述处理箱且所述排风管的一端与所述收集箱连通，所述收集箱固定安装于所述干燥箱的侧壁，所述排风口与所述收集箱连通，所述排风口固定安装于所述干燥箱的顶壁和两侧的侧壁，排风管与外部风机连通，通过外部风机的动作，使排风装置收集冷凝装置未冷凝的ipa蒸汽，从而避免高温的干燥试剂蒸汽遇到火花而闪爆。
41.如图2所示，所述处理箱的底部固定安装有回收箱10，所述回收箱设置有出液口和回液口，所述出液口和所述回液口皆通过导管与所述干燥箱相连，通过水泵动作，干燥箱内的ipa液体能够被收入回收箱内，然后利用回收箱内的冷却装置，对ipa液体降温。
42.所述处理箱的内部固定安装有液位管11，所述液位管与干燥箱连通，所述液位管为u型，所述液位管内固定安装有液位传感器，通过液位传感器检测干燥箱内ipa的液位高度，u字型的液位管能够保证水管处于同一水平面。
43.所述处理箱和所述干燥箱内固定安装有温度传感器，处理箱内设置有2个温度传感器，一个用于测量ipa温度，另一个备用，在第一个温度传感器失效时，备用温度传感器能够正常使用，通过设置温度传感器，实时检测ipa的温度，当ipa的温度超过额定温度时，通过关闭加热机构，同时使回收箱动作，将ipa液体收集入回收箱内，通过回收箱内的冷却装置对ipa进行降温，通过排风装置动作，风机将ipa蒸汽抽离干燥箱；
44.所述提篮的上方安装有ipa浓度检测仪，通过ipa浓度检测仪实时监测ipa蒸汽的浓度，当ipa蒸汽不再额定范围内时，通过控制加热机构的通断开调节ipa蒸汽的浓度，通过排风装置动作，降低ipa蒸汽的浓度。
45.处理箱的顶部还能与外部的正压设备连接，通过正压设备控制处理箱内的压力，从而保证处理箱内的压力状态，控制ipa蒸汽的流向。
46.本发明的工作过程和工作原理如下：
47.在使用时，将晶元装入提篮内，驱动气缸打开盖板，然后升降组件动作，将提篮送入干燥箱内，盖板关闭，然后加热机构对ipa进行加热，ipa受热后汽化，ipa蒸汽向上运动，在经过脱水盘后，流到提篮周围，ipa蒸汽与水分结合，对晶元经行化学干燥，结合水分后的ipa蒸汽在重力的作用下落入脱水盘内，然后通过导管抽离处理箱，没有与水分结合的ipa蒸汽继续上升运动，在经过冷凝机构时，被冷凝成液态，然后落入到收集槽内，并通过收集管回到干燥箱底部，完成循环，
48.通过设置在处理箱和干燥箱内的温度传感器实时监控ipa的温度，当温度过高时，同时关闭加热机构、打开排风装置，ipa液体通过水泵进入到回收箱内，通过回收箱内的冷
却机构对ipa进行降温。
49.通过ipa浓度检测仪实时监测ipa蒸汽的浓度和温度，根据不同的情况启动加热机构或者关闭加热机构，打开排风装置。
50.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。