CN107305854A - 一种集成电路基板清洗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成电路基板清洗设备，包括清洗腔、摆臂装置和易燃液体供液系统，清洗腔内设有载盘和与载盘垂直固定的支撑轴，支撑轴由驱动装置驱动旋转；摆臂装置包括底座、液体管，液体管包括竖直管体和水平管体，竖直管体垂直固定在底座上并与易燃液体供液系统连通供液，水平管体上设有液体喷头，液体喷头面向载盘，液体管的外壁还包裹有加热套，加热套内灌有为易燃液体加热的热介质，以水浴加热的方式将热量传递给摆臂装置内的易燃液体。通过水浴加热易燃液体的方式，既防止传输过程中液体热量的损失，又避免了传统电加热方式漏电、静电等安全性问题。

Description

一种集成电路基板清洗设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成电路基板清洗设备。
背景技术
在半导体基板制造过程中，在湿法步骤易燃液体是经常被用到的。随着半导体器件关键尺寸变得越来越小，易燃液体被用于许多关键的工艺步骤。在一些应用当中，易燃液体需要在高温下使用，其温度极其接近该易燃液体的闪点，如高温异丙醇(IPA)，被用于干燥步骤。现有清洗设备中，通常使用高温异丙醇(IPA)来干燥基板，一般来说，温度达到50℃以上的IPA被称为高温IPA，在干燥步骤中，IPA的温度一般被控制在80℃左右，而IPA的沸点在82℃。IPA沸点低、易挥发、洁净度高、易干燥的性能，使基板在干燥时不会产生水垢及附着其他污染物。然而，在干燥过程中，高温IPA通过出口管输送到喷头后干燥基板，由于出口管具有一定的长度，在输送过程中容易造成IPA热量的损失，为了防止IPA热量的损失，可以使用电加热的方式，但采用电加热的方式易产生静电，发生漏电等情况也尤为危险。因此，在使用IPA干燥基板时，既要防止传输过程中热量的损失，又要防止漏电、排除静电，防止加热过热等安全性问题成为半导体基板清洗过程中的难题。
发明内容
针对易燃液体传输过程中热量损失，电加热易燃液体不安全的问题，本发明提出一种集成电路基板清洗设备。
本发明所采用的技术方案具体是这样实现的：
本发明提供了一种集成电路基板清洗设备，包括清洗腔、摆臂装置和易燃液体供液系统，清洗腔内设有载盘和与载盘垂直固定的支撑轴，支撑轴由驱动装置驱动旋转；摆臂装置包括底座、液体管，液体管包括竖直管体和水平管体，竖直管体垂直固定在底座上，水平管体上设有液体喷头，液体喷头面向载盘，液体管与易燃液体供液系统连通供液，液体管的外壁还包裹有加热套，加热套内灌有为易燃液体加热的热介质。
进一步，摆臂装置还包括与液体管平行的气体管，气体管包括水平管和竖直管，竖直管垂直固定在底座上并与外部供气装置相连，水平管上设有气体喷头，气体喷头面向载盘。
进一步，加热套设有监测热介质温度的第一温度传感器、进水口和出水口，第一温度传感器实时检测热介质的温度，进水口和出水口分别与外部加热装置相连为易燃液体循环供应热介质。
进一步，摆臂装置还包括第一驱动和第二驱动，第一驱动驱动摆臂装置以竖直管体为轴作圆弧运动，第二驱动驱动摆臂装置作上下运动。
进一步，摆臂装置在非工作状态下液体喷头距载盘的高度为15cm，摆臂装置在第二驱动驱动下作上下运动的范围为50mm内。
进一步，摆臂装置在第一驱动驱动下左右摆动的范围以载盘边缘为界。
进一步，加热套内的热介质是水或油。
进一步，摆臂装置还包括监测液体喷头处液体温度的第二温度传感器。
进一步，清洗腔的四周有一圈防溅罩。
进一步，防溅罩可升降。
进一步，液体管为PFA材料。
进一步，载盘在驱动装置驱动下的转速为10～3000r/s。
进一步，集成电路基板清洗设备还包括火焰探测器和灭火器。
本发明采用加热套水浴加热的方式给易燃液体加热，补偿了易燃液体在传输过程中热量的损失，解决了电加热方式不安全的问题；本发明采用设有进、出口及第一温度传感器的加热套，循环供应热介质，达不到设定温度的热介质回到加热装置，有效控制水浴的温度；本发明在清洗腔四周设有防溅罩，有效阻挡高温液体溅出，提高了工作过程中的安全性。
附图说明
图1是本发明的集成电路基板清洗设备的较佳实施例的结构图；
图2是本发明的集成电路基板清洗设备的较佳实施例的俯视图；
图3是本发明的集成电路基板清洗设备的简易模块图；
图4是液体流速与液体下降温度的关系图；
图5是管长与液体下降温度的关系图；
图6是第一温度传感器监测到的温度与喷头实际喷出的易燃液体温度之间的关系图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
如图1和图2所示，本发明的集成电路基板清洗设备包括清洗腔100、摆臂装置200和易燃液体供液系统300。清洗腔100内设有载盘101，载盘101位于清洗腔100的中心位置，载盘101由支撑轴102支撑，驱动装置103带动支撑轴102以一定速度旋转，从而支撑轴102带动载盘101一并转动，载盘101的转速为10～3000r/s。为了防止在清洗过程中清洗液四处溅射，集成电路基板清洗设备还包括防溅罩104，当基板被放置在载盘101上时，载盘101固持基板，防溅罩104升起。摆臂装置200包括底座201、液体管、第一驱动和第二驱动，液体管包括竖直管体205和水平管体206，竖直管体205垂直固定在底座201上，水平管体206上设有液体喷头207，液体喷头207面向载盘101，液体管与易燃液体供液系统300连通供液。
由于易燃液体具有易燃的属性，并且常常在接近其燃点的温度下使用，所以使用过程中既要保证其使用温度，又要考虑到其安全性。为解决这一问题，本发明的集成电路基板清洗设备在液体管上设置了易燃液体喷头207，以及易燃液体供液系统300。摆臂内部易燃液体通过液体管传输，液体管为PFA材料，PFA具有防酸碱、无污染、不生锈的特性，不会对化学药液产生污染。为了检测喷头处的液体温度是否达到要求，在液体喷头207处设有第二温度传感器监测实时供液温度，从图6可以看出，第二温度传感器检测到的温度和喷头实际喷出的温度基本相同，这样保证了实时监测的温度的正确性，为后续温度补偿提供了保障。由于液体管具有一定的长度，传输过程中温度会损失很多，可能造成喷出的易燃液体温度低于需要的温度，图4、图5显示了喷头实际喷出易燃液体温度与供液设定温度之间的关系。为了解决这一问题，本发明所提供的集成电路基板清洗设备采用水浴加热的原理，在液体管外缠绕一圈加热套208，加热套208内灌有热介质，热介质可以是热水或热油。加热套208开有入口和出口，加热套208的入口与外部加热装置400相连，加热过的介质由入口进入，在加热套208内循环一周将热量传给易燃液体，损失热量后的介质由出口返回到外部加热装置400重新加热，这样就减少了易燃液体在传输过程中的热量损失。加热套208还包括检测热介质温度的第一温度传感器，以保证加热套208内的热介质的温度能够补偿易燃液体在传输过程中损失的热量。加热套水浴加热的过程：例如IPA输送过来的温度为75度，实际使用温度为80度，第一温度传感器检测到的温度为75度，传感器反馈给控制系统，控制系统自动补偿加热套的温度，例如将加热套的温度由80度升高到85度，第一温度传感器实时检测IPA的温度，直至温度加热到80度时加热套才会停止继续加热，仍保持在80度。为了进一步保证集成电路基板清洗设备的安全性，集成电路基板清洗设备还包括火焰探测器和灭火器，当火焰探测器检测到火焰时，灭火器工作。
如图3所示的本发明的集成电路基板清洗设备的简易模块图，易燃液体供液系统300向摆臂装置200供液，外部加热装置400将热介质加热到所需温度，并将热介质传输到摆臂装置200，加热过的热介质经过摆臂装置200，以水浴加热的方式将热量传递给摆臂装置200内的易燃液体，从而使易燃液体达到使用所需的温度，达到温度的易燃液体被输送到清洗腔100内干燥基板。
本发明的集成电路基板清洗设备的工作过程：休止作业时，摆臂装置200处于休止位置，此时液体喷头207距离载盘101的垂直高度为15cm，喷头207下方放置有集液槽。开始作业时，在休止位置，液体喷头207先喷出易燃液体，第二温度传感器监测喷出易燃液体温度，监测温度是否符合作业要求。若不符合作业要求，停止喷液，继续加热；若符合作业要求，停止喷液，摆臂装置200在第二驱动的驱动下，升起一定高度，摆臂装置的升降范围为上下50mm。在第一驱动的驱动下液体管的水平管体206摆动到基板正上方位置，水平管体206与载盘101平行，液体喷头207正对基板中心，然后液体喷头207在第二驱动的驱动下降低到一定位置，液体喷头207喷出试剂，水平管体206在第一驱动的驱动下以竖直管体205为轴作圆弧运动，摆动范围为载盘101左右边缘为限，即图2中A到B的范围内。易燃液体均匀喷淋到基板表面，达到干燥的效果。
由于干燥过程需要易燃液体和N2喷淋、吹刷基板，所以摆臂装置200还可以直接设置气体管209，气体管209与液体管平行设置，一并受第一驱动和第二驱动控制，气体管209包括水平管和竖直管，竖直管固定在底座201上，水平管上设有气体喷头，气体喷头面向载盘101。两个喷头分别用来干燥清洗完成的基板，液体喷头207和气体喷头可以同时作业，也可以分别进行作业。

Claims (13)

1.一种集成电路基板清洗设备，其特征在于，包括清洗腔(100)、摆臂装置(200)和易燃液体供液系统(300)，清洗腔(100)内设有载盘(101)和与载盘(101)垂直固定的支撑轴(102)，支撑轴(102)由驱动装置(103)驱动旋转；摆臂装置(200)包括底座(201)、液体管，液体管包括竖直管体(205)和水平管体(206)，竖直管体(205)垂直固定在底座(201)上，水平管体(206)上设有液体喷头(207)，液体喷头(207)面向载盘(101)，液体管与易燃液体供液系统(300)连通供液，液体管的外壁还包裹有加热套(208)，加热套(208)内灌有为易燃液体加热的热介质，以水浴加热的方式将热量传递给液体管内的易燃液体。
2.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，摆臂装置(200)还包括与液体管平行的气体管(209)，气体管(209)包括水平管和竖直管，竖直管垂直固定在底座(201)上并与外部供气装置相连，水平管上设有气体喷头，气体喷头面向载盘(101)。
3.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，加热套(208)设有监测热介质温度的第一温度传感器、进水口和出水口，第一温度传感器实时检测热介质的温度，进水口和出水口分别与外部加热装置(400)相连为易燃液体循环供应热介质。
4.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，摆臂装置(200)还包括第一驱动和第二驱动，第一驱动驱动摆臂装置(200)以竖直管体(205)为轴作圆弧运动，第二驱动驱动摆臂装置(200)作上下运动。
5.根据权利要求4所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，摆臂装置(200)在非工作状态下液体喷头(207)距载盘(101)的垂直高度为15cm，摆臂装置(200)在第二驱动驱动下作上下运动的范围为50mm内。
6.根据权利要求5所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，摆臂装置(200)在第一驱动驱动下左右摆动的范围以载盘(101)边缘为界。
7.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，加热套(208)内的热介质是水或油。
8.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，摆臂装置(200)还包括监测液体喷头(207)处液体温度的第二温度传感器。
9.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，清洗腔(100)的四周有一圈防溅罩(104)。
10.根据权利要求9所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，防溅罩(104)可升降。
11.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，液体管为PFA材料。
12.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，载盘(101)在驱动装置(103)驱动下的转速为10～3000r/s。
13.根据权利要求1所述的集成电路基板清洗设备，其特征在于，集成电路基板清洗设备还包括火焰探测器和灭火器。
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