清洗干燥装置

文档序号:583437 发布日期:2021-05-25 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 清洗干燥装置 (Cleaning and drying device ) 是由 王昭 马宏帅 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本申请实施例公开了一种清洗干燥装置,涉及半导体生产中清洗、干燥的技术领域。一种清洗干燥装置,包括:干燥槽、清洗槽和密封组件,干燥槽和清洗槽相连通并围成工作腔;干燥槽内通入干燥气体,清洗槽内通入清洗液体;清洗干燥装置还包括升降组件,升降组件包括升降臂和支撑件,支撑件位于工作腔内;升降臂包括位于工作腔外的驱动端和位于工作腔内的连接端,连接端与支撑件连接,驱动端用于连接动力源,以驱动支撑件在干燥槽和清洗槽之间移动;密封组件包括密封座和密封件,密封座连接于干燥槽,升降臂可移动地穿设于密封座,密封件设置于升降臂与密封座之间。本申请实施例公开的一种清洗干燥装置有效缓解了IPA蒸汽外泄的技术问题。(The embodiment of the application discloses a cleaning and drying device, and relates to the technical field of cleaning and drying in semiconductor production. A washing and drying apparatus comprising: the drying tank is communicated with the cleaning tank and encloses a working cavity; introducing a drying gas into the drying tank, and introducing a cleaning liquid into the cleaning tank; the cleaning and drying device also comprises a lifting assembly, the lifting assembly comprises a lifting arm and a supporting piece, and the supporting piece is positioned in the working cavity; the lifting arm comprises a driving end and a connecting end, the driving end is located outside the working cavity, the connecting end is located in the working cavity, the connecting end is connected with the supporting piece, and the driving end is used for being connected with a power source so as to drive the supporting piece to move between the drying tank and the cleaning tank; the sealing assembly comprises a sealing seat and a sealing piece, the sealing seat is connected to the drying groove, the lifting arm movably penetrates through the sealing seat, and the sealing piece is arranged between the lifting arm and the sealing seat. The technical problem that IPA steam leaked has effectively been alleviated to a washing drying device that this application embodiment disclosed.)

清洗干燥装置

技术领域

本申请涉及半导体生产中清洗、干燥的技术领域,尤其涉及一种清洗干燥装置。

背景技术

湿法清洗是广泛应用于半导体生产中的晶圆清洗技术,主要流程为硅片依次经过充满化学药液或者去离子水的槽体,将附着于晶圆表面的有机物、自然氧化层、金属离子等污染物去除,之后再浸入充满IPA(异丙醇)的干燥槽,利用IPA低表面张力和易挥发特性,取代晶圆表面张力的水分,然后利用热氮气吹干IPA,达到彻底干燥晶圆的效果。然而,由于IPA液体属于三级致癌物,且易挥发,挥发后与空气混合易形成爆炸混合物,一旦IPA泄露至空气中,将对人体及周围环境造成极大危害,从而,如何防止清洗、干燥过程中IPA的扩散便成了湿法清洗干燥槽设计中最重要的一点。

基于上述问题,提出一种能够有效缓解IPA外泄的清洗、干燥设备显得尤为关键。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种清洗干燥装置,用以缓解IPA外泄的技术问题。

为解决上述技术问题,本申请实施例是这样实现的:

一方面,本申请实施例提供一种清洗干燥装置,用于半导体设备,所述清洗干燥装置包括:干燥槽、清洗槽和密封组件,所述干燥槽和所述清洗槽相连通并围成用于清洗干燥待加工工件的工作腔;所述干燥槽内通入气体用于干燥待加工工件,所述清洗槽内通入液体用于清洗所述待加工工件;

所述清洗干燥装置还包括升降组件,所述升降组件包括升降臂和支撑件,所述支撑件位于所述工作腔内,用于承载所述待加工工件;所述升降臂包括位于所述工作腔外的驱动端和位于所述工作腔内的连接端,所述连接端与所述支撑件连接,所述驱动端用于连接动力源,以驱动所述支撑件在所述干燥槽和所述清洗槽之间移动;

所述密封组件包括密封座和密封件,所述密封座连接于所述干燥槽,所述升降臂可移动地穿设于所述密封座,所述密封件设置于所述升降臂与所述密封座之间,用于密封所述工作腔。

进一步的,所述密封座包括密封板和固定件;

所述干燥槽的外壁设有固定部,所述密封板连接于所述固定部,所述固定件固定于所述密封板上;

所述固定件设有供所述升降臂穿设的第一通孔,所述密封件嵌设于所述第一通孔,所述密封板设有与所述第一通孔相对设置的第二通孔。

进一步的,所述固定部具有与所述升降臂的升降方向相垂直的固定端面,所述密封板包括第一密封板和第二密封板,所述第一密封板固定于所述固定端面;

所述第一密封板设有容置槽,所述第二密封板设置于所述容置槽内;

所述第一密封板设有第一缺口,所述第二密封板设有第二缺口,所述第一缺口与所述第二缺口共同围设成所述第二通孔。

进一步的,所述第一密封板采用PVDF材质;

和/或,所述第二密封板采用PVDF材质;

和/或,所述密封件采用PTFE材质。

进一步的,所述清洗干燥装置还包括抽气组件和溢流槽;

所述干燥槽与所述清洗槽之间形成有流道,所述流道与所述溢流槽连通;

所述抽气组件与所述溢流槽连通。

进一步的,所述抽气组件包括抽气管路和第一阀体,所述抽气管路的一端与所述溢流槽连通,所述抽气管路的另一端与所述第一阀体的一端连通,所述第一阀体的另一端用于连通抽气源;所述第一阀体用于开启或封闭所述抽气管路。

进一步的,所述第一阀体包括抽气盒、驱动件和堵头,所述抽气盒分别与所述抽气源和所述抽气管路连通,所述驱动件和所述堵头设置于所述抽气盒内,所述驱动件与所述堵头连接,所述驱动件被配置为驱动所述堵头开启或封闭所述抽气管路。

进一步的,所述抽气管路上设有用于调节气体流量的第二阀体;

所述第二阀体包括相连接的挡片和调节旋钮,所述挡片可翻转地设置于所述抽气管路内,所述调节旋钮部分伸出于所述抽气管路外,通过调节所述调节旋钮以改变所述挡片对所述抽气管路的封堵面积。

进一步的,所述清洗干燥装置还包括控制器;所述抽气管路上设有用于检测所述抽气管路内风压或风量的第一检测元件,所述第一检测元件与所述控制器电气连接,和/或,所述干燥槽内设有用于检测气体压力的第二检测元件,所述第二检测元件与所述控制器电气连接,所述控制器通过获取所述第二检测元件检测到的所述干燥槽内的气压信号,来控制所述驱动件驱动所述堵头开启或封闭所述抽气管路。

进一步的,所述抽气管路包括抽气管和连接管,所述抽气管位于所述溢流槽内,且所述抽气管上设有多个进气孔,所述连接管设置于所述溢流槽外,所述连接管的一端与所述抽气管连接,所述连接管的另一端与所述第一阀体连接。

本申请实施例提供的一种清洗干燥装置,在干燥槽上设置密封组件,使升降臂的一端穿过密封组件而后进入工作腔的内部,并与工作腔内部的支撑件连接,并且升降臂与密封座之间设有密封件,如此,通过密封件能够对升降臂与密封座之间全面密封,从而,在升降臂带动支撑件移动时,干燥槽内的气体无法从升降臂的周围泄露,保证了对干燥槽的完全密封。相比于相关技术中晶片支撑悬臂与干燥槽之间留有间隙以使支撑件能够上升的方式,本申请实施例在保证了升降臂能够带动支撑件在干燥槽和清洗槽之间移动的同时,还使得升降臂与干燥槽之间不存在间隙,保证了工作腔的密封性,进而缓解了干燥槽内的气体向外泄露的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中的清洗干燥装置的第一视角图;

图2是相关技术中的清洗干燥装置的第二视角图;

图3是图2中A处的局部放大图;

图4是根据本申请一实施例的一种清洗干燥装置的第一视角图;

图5是根据本申请一实施例的一种清洗干燥装置的第二视角图;

图6是图5中B处的局部放大图;

图7是根据本申请一实施例的一种清洗干燥装置中壳体及密封组件的拆解示意图;

图8是根据本申请一实施例的一种清洗干燥装置的局部剖视图;

图9是图8中C处的局部放大图;

图10是根据本申请一实施例的一种清洗干燥装置中的抽气管路在第二阀体处的剖视图。

附图标记说明:

1-槽盖;2-干燥槽;3-氮气喷淋管;4-溢流槽;5-溢流槽排水口;6-清洗槽;7-注水口;8-快排阀;9-支撑件;10-晶圆;11-升降机;12-IPA喷淋管;13-晶片支撑悬臂;

100-壳体;110-干燥槽;111-固定端面;120-清洗槽;130-溢流槽;131-排水口;140-流道;150-盖体;160-热氮气喷淋管;170-注水口;180-快排阀;190-IPA喷淋管;

200-升降组件;210-升降臂;211-驱动端;212-连接端;220-支撑件;

300-密封组件;310-密封座;311-第一密封板;3111-容置槽;3112-第一缺口;312-第二密封板;3121-第二缺口;313-固定件;3131-第一通孔;320-密封件;

410-第一紧固件;420-第二紧固件;430-第三紧固件;

500-抽气组件;510-抽气管路;511-抽气管;512-连接管;5121-主管;5122-支管;5123-接头;520-第一阀体;521-抽气盒;522-驱动件;523-堵头;524-密封垫;530-第二阀体;531-挡片;532-调节旋钮;533-刻度盘;540-第一检测元件;550-抽气源;561-进气接头;562-进气管路;571-排气接头;572-排气管路;580-固定架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

相关技术中的清洗、干燥设备的具体结构如图1所示,主要包括槽盖1、干燥槽2、氮气喷淋管3、溢流槽4、溢流槽排水口5、清洗槽6、注水口7、快排阀8、用于承载晶圆10的支撑件9、升降机11和IPA喷淋管12等,在进行清洗、干燥工艺时,首先,去离子水从下方的注水口7注入清洗槽6,直至清洗槽6注满,而后过量的去离子水从干燥槽2和清洗槽6之间的缝隙流入溢流槽4,并从溢流槽排水口5排出。

之后将槽盖1打开,升降机11上升至干燥槽2内,此时,支撑件9上没有晶圆10,而后工艺机械手(图中未示出)将工艺完成后的晶圆10放置在支撑件9上,升降机11带动支撑件9下降至清洗槽6中;待晶圆10完全浸没在去离子水中后,IPA喷淋管12开始大量注入IPA,使干燥槽2内充满IPA蒸汽;之后,升降机11开始缓慢上升,待晶圆10开始露出水面时,氮气喷淋管3开始喷淋热氮气。由于IPA表面张力远低于去离子水,根据马兰戈尼效应,表面张力大的流体(去离子水)会对其周围表面张力小的流体(IPA)产生拉力,从而使得去离子水从表面张力低(干燥槽2)向张力高(清洗槽6)方向流动,即,IPA会“带动”晶圆10上的水向下流动,从而使晶圆10表面无水残留;而热氮气的喷淋会使晶圆10表面残留的IPA迅速蒸发,这样,待晶圆10脱离清洗槽6后,晶圆10表面已经实现了完全干燥;最后开启快排阀8,快排掉清洗槽6中的去离子水。

实现上述清洗、干燥工艺过程的关键在于,在晶圆浸没在去离子水中,需要大量且迅速喷淋IPA气体,使得整个干燥槽2完全充满IPA蒸汽且无IPA外泄,这样晶圆在脱离水面后即可立即接触到IPA蒸汽,从而更好的运用马兰戈尼效应达到干燥晶圆的目的。

然而,上述清洗、干燥设备存在如下缺点:

1)如图2和图3所示,支撑件9在干燥槽2内部,而升降机11在干燥槽2外部,二者通过晶片支撑悬臂13连接,晶片支撑悬臂13穿过干燥槽2与升降机11相连。为保证晶片支撑悬臂13可以正常从清洗槽6上升至干燥槽2,干燥槽2必须留出晶片支撑悬臂13上升的间隙Y,这样就导致了干燥槽2无法做到完全密封,由此,大量泄漏的IPA会造成机台周围的有机气体指数超标,由于IPA气体具有可燃性,大量聚集时可能对人身及财产安全造成严重危害。

2)如图1所示,干燥槽2和清洗槽6之间留有缝隙,以使清洗槽6中的去离子水可以进入溢流槽4实现溢流。然而,干燥时,大量IPA充满干燥槽2使得干燥槽2内气压急剧增大,IPA会顺着缝隙进入溢流槽4,这样不仅会造成溢流槽4内气压增大影响溢流,而且IPA会大量溶解入溢流水中,由于溢流水最后会排至厂务端,大量IPA溶解入溢流水可能造成厂务去离子水污染。

请参见图4至图10,本申请实施例提供一种清洗干燥装置,包括壳体100、升降组件200和密封组件300,壳体100包括相互连通的干燥槽110和清洗槽120,干燥槽110和清洗槽120围设成用于清洗干燥待加工工件的工作腔,工作腔即为干燥槽110的内腔和清洗槽120的内腔的总和。可选地,干燥槽110位于壳体100的上部区域,清洗槽120位于壳体100的下部区域。其中,清洗槽120用于盛装的液体用于清洗待加工工件,也即,清洗溶液,如,化学药液或去离子水等,本实施例中优选为去离子水,通过将待加工工件浸入到清洗槽120中的去离子水中进行洗涤,能够清洗掉附着于晶圆表面的有机物、自然氧化层、金属离子等污染物,本实施例中的待加工工件优选为晶圆;干燥槽110用于容纳干燥介质。可选地,干燥介质为IPA(异丙醇)蒸汽,当晶圆经过去离子水的洗涤后,浸入到充满IPA蒸汽的干燥槽110中,由于IPA具有低表面张力和易挥发特性,使得IPA能够取代晶圆表面具有高表面张力的水分;为了加快晶圆表面的干燥速度,还可以利用热氮气吹干晶圆表面的IPA,从而,达到彻底干燥晶圆的效果。

为了使晶圆能够浸入清洗槽120中的去离子水中,以及使晶圆脱离清洗槽120而进入干燥槽110,本实施例中设置了升降组件200,具体地,升降组件200包括升降臂210和支撑件220,升降臂210由上至下设置,且升降臂210的下端从干燥槽110的侧壁穿入至工作腔的内部,也即,升降臂210从干燥槽110的侧壁穿入干燥槽110,由于升降臂210可沿上下方向移动,且干燥槽110与清洗槽120相互连通并呈上下布置,使得升降臂210能够从干燥槽110穿入至清洗槽120中。进一步的,支撑件220设置在工作腔内,支撑件220用于承载待加工工件。升降臂210包括位于工作腔外的驱动端211和位于工作腔内的连接端212,其中,连接端212与支撑件220相连接,驱动端211与外部的动力源连接。如此,在动力源的驱动作用下,升降臂210沿上下方向作升降移动时,并同步带动支撑件220升降,以使支撑件220在干燥槽110和清洗槽120之间作升降运动。

考虑到升降臂210的驱动端211位于工作腔的外部,而连接端212位于工作腔的内部,需在壳体100的侧壁上开设用于穿入升降臂210的孔位,并且升降臂210与壳体100的侧壁之间不能存在空隙,以防止工作腔内的IPA蒸汽从升降臂210与壳体100之间的空隙向外泄露。基于此,本申请实施例中,在升降臂210与壳体100的侧壁之间增设了密封组件300,通过密封组件300能够对升降臂210与壳体100之间进行密封,有效防止IPA向外泄露的问题。具体如下:

密封组件300包括密封座310和密封件320,其中,密封座310固定在干燥槽110的外壁上,升降臂210则依次穿过密封座310和干燥槽110的外壁,并且在密封座310与升降臂210之间设置了密封件320,由于密封座310与壳体100之间固定连接,使得升降臂210与壳体100之间的空隙几乎完全被封堵,而升降臂210与密封座310之间的空隙又通过密封件320进行封堵,从而,升降臂210在沿上下方向作升降运动时,与密封件320之间存在接触关系,其余位置均已得到封堵,进而,工作腔内的IPA蒸汽无法从升降臂210与密封组件300之间向外泄露。因此,通过在干燥槽110的外壁设置密封组件300,以使壳体100与升降臂210之间的空隙完全被密封,有效防止了工作腔内的IPA蒸汽外露。

相比于相关技术中升降机与支撑件之间通过晶片支撑悬臂连接,而晶片支撑悬臂与干燥槽110之间留有供晶片支撑悬臂上升的间隙的方式,本申请实施例中无需设置晶片支撑悬臂,且无需在干燥槽110的侧壁上留设供支撑悬臂移动的间隙,做到了对干燥槽110的完全密封,由此,工作腔内的IPA蒸汽几乎不会外泄,有效缓解了机台周围有机气体指数超标的问题,大大降低了由于IPA蒸汽泄露而对人身及财产安全造成严重危害的风险。

在一些可选地实施例中,密封座310包括密封板和固定件313。为了将密封座310固定在干燥槽110的外壁上,在干燥槽110的外壁设置固定部,固定部可以是台阶面等形式。将密封板安装在固定部处,并将固定件313固定在密封板上,从而实现了密封座310与干燥槽110的外壁之间的固定连接。为了安装升降臂210,固定件313上开设第一通孔3131,密封件320设置在第一通孔3131中,以供升降臂210穿过。密封板上开设有第二通孔,第二通孔与第一通孔3131相对设置,如此,升降臂210可以依次穿过第一通孔3131、第二通孔和固定部,以使升降臂210的连接端212穿入工作腔内与支撑件220连接。

请参见图7,在一种具体地实施例中,密封板包括第一密封板311和第二密封板312。可选地,上述固定部具有垂直于上下方向的平面,第一密封板311设置在该平面上,并与固定部固定连接,第二密封板312固定连接在第一密封板311上,两者共同形成了一个类似于底座的结构,固定件313设置在第一密封板311和第二密封板312上,并且,固定件313的一侧与第一密封板311连接,另一侧与第二密封板312连接,如此,第一密封板311、第二密封板312以及固定件313三者共同拼接成了密封座310。

此处需要说明的是,第一密封板311固定在干燥槽110外壁的固定部处,且在合理装配误差范围内两者之间几乎不存在装配空隙;第二密封板312固定在第一密封板311上,且在合理装配误差范围内两者之间几乎不存在装配空隙;固定件313同时固定在第一密封板311和第二密封板312上,且固定件313与第一密封板311之间、以及固定件313与第二密封板312之间,在合理装配误差范围内几乎不存在装配空隙。如此,干燥槽110内的IPA蒸汽无法从第一密封板311与壳体100之间、第二密封板312与第一密封板311之间、以及固定件313与第一密封板311及第二密封板312之间向外泄露,保证了壳体100与密封座310之间的密封性;同时,固定座与升降臂210之间又通过密封件320密封,因此,干燥槽110内的IPA蒸汽几乎不会从升降臂210处向外泄露。

请继续参见图7,固定部具有与升降臂210的升降方向向垂直的固定端面111,具体地,干燥槽110的右上角处向干燥槽110的内部凹陷,在此处形成一台阶结构,该台阶结构具有竖直面和水平面,其中,水平面即为固定部的固定端面111,第一密封板311固定在固定端面111上。进一步的,在固定端面111上开设有安装孔位,相应的,在第一密封板311上开设安装孔位。在安装时,将第一密封板311放置到固定端面111上,使第一密封板311上的安装孔位与固定端面111上的安装孔位对齐,而后穿入第一紧固件410,通过第一紧固件410与固定端面111上的安装孔位相配合,将第一密封板311牢牢固定在固定端面111上。

为了将第二密封板312固定在第一密封板311上,在第一密封板311上开设容置槽3111。具体地,第一密封板311可以是矩形板,在矩形板的表面开设容置槽3111,且沿矩形板的宽度方向,容置槽3111的一侧壁贯通,也即,容置槽3111在该处的侧壁缺失,在安装第二密封板312时,可以从第一密封板311的一端沿宽度方向滑入容置槽3111中,以提高第二密封板312安装的便捷性。进一步的,在容置槽3111的底端面开设安装孔位,相应的,在第二密封板312上同样开设安装孔位,将第二密封板312滑入容置槽3111时,将第二密封板312上的安装孔位与容置槽3111底端面的安装孔位对齐,而后穿入第二紧固件420,通过第二紧固件420将第一密封板311和第二密封板312固定连接。

为了能够使升降臂210穿过密封座310,在第一密封板311上设置第一缺口3112,同时,在第二密封板312上设置第二缺口3121,且第一缺口3112及第二缺口3121的形状均与升降臂210的外表面相适应。当第二密封板312固定安装到第一密封板311上时,第二缺口3121恰好与第一缺口3112相互扣合,且两者共同围设成第二通孔。当固定件313安装到第一密封板311和第二密封板312上时,第二通孔3131则与第一通孔3131相对设置,此时,升降臂210的下端依次穿过第一通孔3131、第二通孔和壳体100,最终穿入到工作腔体内部。

此处需要说明的是,第一缺口3112和第二缺口3121围设成的第二通孔的形状与升降臂210的形状相适应,且尺寸相当,也即,第二通孔在一定程度上对升降臂210起到导向、限制作用,以保证升降臂210能够沿上下方向精确地作升降运动。另外,当固定件313包括板件和凸出于板件表面的凸起时,还可以是升降臂210穿设于固定件313的凸起,而第一缺口3112和第二缺口3121均围设在凸起的外侧,此时,第一密封板311和第二密封板312固定连接后,还能够在对固定件313起到额外的固定作用,以提高了固定件313与第一密封板311和第二密封板312之间的牢固性。

可选地,升降臂210选用圆柱,第一缺口3112和第二缺口3121选用弧形槽,密封件320为圆环,也即,密封圆环,该密封圆环嵌设在升降臂210与固定件313之间,起到了密封作用。

为使固定件313固定于第一密封板311和第二密封板312,在第一密封板311的靠近第一缺口3112的位置开设安装孔位,在第二密封板312的靠近第二缺口3121的位置开设安装孔位,相应的,在固定件313的两侧分别开设安装孔位。如此,将固定件313放置于第一密封板311和第二密封板312上,并将固定件313上的安装孔位分别与第一密封板311上的安装孔位以及第二密封板312上的安装孔位对齐,而后对应穿入第三紧固件430,通过第三紧固件430将固定件313与第一密封板311及第二密封板312固定连接。

可选地,上述第一紧固件410、第二紧固件420及第三紧固件430均可以使用螺钉、螺栓等,其作用主要是对各个结构之间进行固定连接,当然,还可以是其他具有连接功能的构件,此处不受限制。

上述密封组件的具体安装过程为:

首先,将第一密封板311放置到固定端面111上,并将第一密封板311上的安装孔位与固定端面111上的安装孔位对齐,并穿入第一紧固件410,通过第一紧固件410将第一密封板311牢牢固定在干燥槽110的侧壁上;将安装有密封件320的固定件313放置在第一密封板311的第一缺口3112处;将第二密封板312放置在第一密封板311的容置槽3111内,并将第二密封板312上的安装孔位与第一密封板311上的安装孔位对齐,穿入第二紧固件420,通过第二紧固件420将第二密封板312牢牢固定在第一密封板311上;将固定件313上的安装孔位与第一密封板311上的安装孔位及第二密封板312上的安装孔位分别对齐,并分别穿入第三紧固件430,通过第三紧固件430将固定件313牢牢固定在第一密封板311和第二密封板312上,如此完成了对密封组件的安装。

当然,在其他实施例中,密封座310还可以为一个整体,在该整体形式的密封座310上开设用于穿设升降臂210的第二通孔,并使第二通孔与固定件313上的第一通孔3131相对,此时,同样能够满足实际要求。

考虑到密封座310与壳体100之间接触位置的密封性,以及密封座310中各个部分之间连接处的密封性,本申请实施例中,第一密封板311采用PVDF(聚偏氟乙烯)材质,第二密封板312采用PVDF材质,此种材质具有较强的韧性、耐腐蚀性、抗老化性、抗疲劳性和抗蠕变性等,从而,长时间内不易发生损坏,保证各连接处的密封性。

考虑到升降臂210需要沿上下方向作升降运动,密封件320与升降臂210直接接触而存在相互摩擦等因素,本申请实施例中,密封件320采用PTFE材质,该种材质具有极低的摩擦系数、良好的耐高温性,且具有良好的密封性、抗老化性,等,且PTFE材质的密封件320质地柔软,耐磨耐腐蚀,不易产生颗粒,从而,在与升降臂210发生相对移动时,密封件320不易损坏,且对升降臂210的阻力较小,既保证了与升降臂210之间良好的密封性,又减小了对升降臂210的阻力,有利于升降臂210的运动。

基于上述设置,通过密封座310与壳体100之间的密封连接、密封座310内部结构自身的密封连接,以及通过密封件320对升降臂210与密封座310之间的密封,从而,使壳体100的穿入升降臂210的区域不易发生泄漏,保证了壳体100的干燥槽110的密封性。

本实施例中关于待加工工件清洗、干燥的具体工作过程如下:

将去离子水从壳体100下方的注水口170通入清洗槽120中,直至清洗槽120被注满,多余的去离子水从干燥槽110和清洗槽120之间的流道140流至溢流槽130中,并从溢流槽130底部的排水口131排出;将壳体100顶部的盖体150打开,启动外部动力源,由动力源驱动升降臂210运动,并通过升降臂210带动支撑件220上升至干燥槽110中,采用工艺机械手(图中未示出)将晶圆放置在支撑件220上,升降臂210驱动支撑件220及其上的晶圆下移至清洗槽120中,以使晶圆完全浸入去离子水中,此时,通过IPA喷淋管190向干燥槽110内通入大量IPA,使干燥槽110内充满IPA蒸汽;升降臂210驱动支撑件220及其上的晶圆上移,待晶圆开始露出去离子水的液面时,热氮气喷淋管160开始喷淋热氮气,当晶圆受喷淋时,由于IPA表面张力远低于去离子水的表面张力,根据马兰戈尼效应,表面张力大的流体(去离子水)会对其周围表面张力小的流体(IPA)产生拉力,以使去离子水从表面张力低的区域(干燥槽110)向张力高的区域(清洗槽120)方向流动,即,IPA会“带动”晶圆上的去离子水向下流动,从而使晶圆表面无水残留;而热氮气的喷淋加速了晶圆表面残留的IPA的蒸发速度,如此,待晶圆脱离清洗槽120后,晶圆表面已经实现了完全干燥;开启壳体100底部的快排阀180,将清洗槽120内的去离子水排出。

在上述过程中,由于在干燥槽110的侧壁上设置密封组件300,并使升降臂210穿过密封组件300后进入工作腔内,从而对升降臂210与壳体100的之间完全密封,使得升降臂210在驱动支撑件220及其上的晶圆作升降运动时,不会出现IPA蒸汽从干燥槽110内向外泄露现象。

本实施例公开的清洗干燥装置还包括抽气组件500和溢流槽130,干燥槽110与清洗槽120之间形成有流道140。当清洗槽120内注入的去离子水较多时,可通过流道140流入至溢流槽130,并经由溢流槽130底部的排水口131排出,从而能够有效防止清洗槽120内注入的去离子水过多。然而,在工作腔内通入IPA蒸汽时,工作腔内的压力迅速增大,工作腔内的部分IPA蒸汽会在压力作用下沿着流道140进入溢流槽130,导致溢流槽130内压力增大,在压力作用下,IPA蒸汽容易溶解于溢流出的去离子水中,从而,对溢流出的去离子水造成了一定的污染,对于后续收集或排放造成一定的影响。

上述IPA蒸汽随溢流的去离子水排出会造成IPA向外泄露,为了缓解干燥槽110内的IPA向外泄露,本申请实施例中增设了抽气组件500。具体地,抽气组件500的抽气端与溢流槽130连通,在抽气组件500启动后,能够至少对部分从流道140外泄的IPA蒸汽进行吸附,以尽量减少IPA蒸汽随去离子水经由溢流槽130的排水口131排到外界。此处需要注意的是,由于经由流道140流至溢流槽130内的去离子水会在溢流槽130内积累,使得去离子水在溢流槽130内具有一定的液面高度,为防止去离子水进入抽气组件500,在设计时,将抽气组件500的抽气端连接在溢流槽130的靠上的位置,以使抽气端高于溢流槽130内液面的高度。因此,经由流道140流出的IPA蒸汽在进入溢流槽130后,会首先被抽气组件500吸附,使溶解入溢流的去离子水中的IPA蒸汽量大大减少,有效缓解了IPA外泄的问题。

请参见图4、图5、图8和图9,抽气组件500包括抽气管路510,抽气管路510的一端与溢流槽130连接,另一端与抽气源(图中未示出)连接,抽气源可以是气泵,通过抽气源能够将进入溢流槽130内的大部分IPA蒸汽吸入抽气管路510中,并最终对吸附的IPA蒸汽进行收集,以防止其外泄。除此以外,抽气组件500还包括第一阀体520,抽气管路510的一端与溢流槽130连通,抽气管路510的另一端与第一阀体520的一端连通,第一阀体520的另一端与抽气源连通,如此,通过第一阀体520可以开启或封堵抽气管路510,在第一阀体520开启抽气管路510时,抽气源能够经由抽气管路510对溢流槽130中的部分IPA蒸汽产生吸附作用,以缓解IPA蒸汽随去离子水向外排出。

请参见图8,抽气管路510包括抽气管511和连接管512。抽气管511部分设置在溢流槽130内,抽气管511上开设有多个进气孔,进气孔将抽气管511的腔体和溢流槽130的腔体连通,以使溢流槽130内的IPA蒸汽能够经由进气孔进入抽气管511的腔体中。连接管512设置在溢流槽130外,连接管512,的一端与抽气管511连接,连接管512的另一端与第一阀体520连接,从而进入抽气管511的IPA蒸汽经由抽气管511流动至连接管512,并经由连接管512流动至第一阀体520处,最终到达抽气源处进行收集处理。

在一种具体地实施例中,连接管512包括主管5121、支管5122和接头5123,可选地,支管512为两组,两组支管5122与两组抽气管511焊接,且两组支管5122的端口与流道140正对,两组支管5122的背离溢流槽130的一端分别设有连接法兰,通过连接法兰与三通的接头5123的两个端口连接,并且在连接处分别设置密封垫圈,以保证连接密封性。接头5123的第三个端口则与主管5121的一端连接,主管5121的另一端与第一阀体520的抽气盒521连接,从而,通过抽气管路510将溢流槽130和抽气盒521连通,以便于对溢流槽130内的IPA蒸汽吸附收集。

请参见图8和图9,第一阀体520包括抽气盒521、驱动件522和堵头523,抽气盒521具有空腔,空腔内设有固定架580,固定安装在固定架580上,使驱动件522设置在抽气盒521内。堵头523连接在驱动件522的移动端,并与固定架580滑动连接,抽气盒521的空腔与抽气管路510和抽气源分别连通,堵头523与抽气管路510的端口相对设置,如此,在清洗干燥装置工作时,为防止IPA蒸汽泄露,通过驱动件522驱动堵头523将抽气管路510的端口开启,并开启抽气源,在抽气源的作用下,从流道140流入溢流槽130内的IPA蒸汽受到抽气管路510的吸附作用,输送到指定位置收集,有效缓解了IPA蒸汽在溢流槽130中溶解至溢流的去离子水中排放到外界的问题;当清洗干燥装置未工作时,驱动件522驱动堵头523解除对抽气管路510的封堵,从而将抽气管路510与下一级的抽气源550完全隔断,实现了溢流槽130、清洗槽120和干燥槽110的完全密封。

优选地,驱动件522为气缸,其具有进气接头561和排气接头571,分别与进气管路562和排气管路572连接,如此,根据不同的实际需求改变通气方向,以实现气缸的伸出或回缩。

另外,为了固定驱动件522,本实施例中在抽气盒521内设置了固定架580,固定架580通过螺钉紧固在抽气盒521内,驱动件522则固定安装在固定架580上;堵头523连接在驱动件522的驱动端,在驱动件522的驱动作用下,堵头523可相对于固定架580移动,以封堵抽气管路510或开启抽气管路510。

为了使堵头523与抽气管路510的端口之间具有良好的密封性,本实施中还在该端口处设置了密封垫524,也即,在抽气盒521的与抽气管路510连接的端口处设置密封垫524,优选地,堵头523和密封垫524中的至少一者可发生弹性形变,从而增大了两者之间的接触面积,提升了堵头523与抽气管路510之间密封性,以缓解在封堵状态下发生气体泄漏的问题。

请参见图8至图10,在抽气管路510上设有用于调节气体流量的第二阀体530,通过第二阀体530可以调节抽气管路510内的气体流量。具体地,第二阀体530包括相连接的挡片531和调节旋钮532,其中,挡片531通过转轴可翻转地设置在抽气管路510内,调节旋钮532则与转轴连接并部分伸出抽气管路510。如此,旋拧调节旋钮532时,可带动挡片531在抽气管路510内翻转,以调节抽气管路510的封堵面积,进而实现对抽气管路510中气体流量的调节。

在一些可选地实施例中,在干燥槽110内设有用于检测干燥槽110内气体压力的第二检测元件,优选为气压传感器,将第二检测元件与控制器电气连接,第二检测元件可对干燥槽110内的气体压力实时检测,控制器接收检测的气压信号,控制器通过获取第二检测元件检测到的干燥槽110内的气压信号,控制驱动件522驱动堵头523开启或关闭抽气管路510。

请参见图10,在一种具体的实施例中,将第一检测元件540设置在抽气管路510上,第一检测元件540可以是风压传感器或风量传感器,第一检测元件540与控制器电气连接,第一检测元件540用于对抽气管路510内的风量或风压进行实时检测,并反馈至控制器,通过控制器获取第一检测元件540检测的风压或风量,并予以显示,从而便于调节。当检测到的风压或风量过大时,向某一方向旋拧调节旋钮532,以调节挡片531与抽气管路510之间的角度增大,从而使抽气管路510内的气体流通面积减小;当检测到的风压或风量过小时,向相反的方向旋拧调节旋钮532,以调节挡片531与抽气管路510之间的角度减小,从而使抽气管路510内的气体流通面积增大。基于上述设置,能够根据实际情况调节抽气管路510内的风压或风量,以满足工艺要求。

当然,为使气体流量调节更加准确,在抽气管路510上与调节旋钮532对应的位置设置了刻度盘533,在旋拧调节旋钮532时,可根据刻度盘533的具体刻度进行读数,提高了调节精度。

本实施例中关于抽气组件500的具体工作过程如下:

当清洗干燥装置未进行工艺时,压缩气体经过进气管路562及进气管接头561进入气缸,推动气缸的活塞杆伸出,当活塞杆伸出一定距离后,堵头523与密封垫524压紧,气缸的活塞杆停止移动,此时,抽气盒521与抽气管路510之间完全被隔断,如此,将抽气盒521下一级的抽气源550与抽气管路510完全隔断,实现了溢流槽130、清洗槽120和干燥槽110的完全密封。

当清洗干燥装置正常进行工艺时,由于干燥槽110内的气压会迅速增大,采用第二检测元件对干燥槽110内的压力进行检测,并反馈到控制器,以判定干燥槽110内气压是否符合工艺要求。当气压增大至满足工艺要求时,IPA蒸汽仍然需要继续喷淋,从而,会使干燥槽110内的气压过大,此时需要开启抽气组件500,具体地,停止向进气管路562供气,向排气管路572通入压缩气体,使气缸回缩,并由气缸的活塞杆同步带动堵头523移动,使堵头523脱离密封垫524,此时,抽气盒521下一级的抽气源550与抽气管路510连通,在负压作用下,抽气管路510开始抽气,待干燥槽110内气压重新满足工艺要求时,停止抽气组件500。

并且,通过第一检测元件540检测抽气管路510内风压或风量,若风压或风量过大,则逆时针旋转调节旋钮532,此时调节挡片531与抽气管路510之间的角度,使该角度增大,使气体流通面积减小,最终使抽气气压减小;当风压或风量过小时,顺时针旋转调节旋钮532,此时,挡片531与抽气管路510之间角度减小,使气体流通面积增大,抽气气压增大。

综上所述,通过设置密封组件300保证了干燥槽110的密封性,保证了干燥槽110内的IPA不外泄;通过设置抽气组件500,能够在干燥槽110内压力过大时将部分IPA蒸汽抽走,从而保证了溢流出的去离子水中不至于溶解过多的IPA真气,从而进一步保证了IPA不外泄。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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