CN113418383A - 一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，包括蒸汽干燥槽体与加热板，所述加热板安装于蒸汽干燥槽体的底部，所述蒸汽干燥槽体的顶部开设有矩形开口，矩形开口长边所对应的两侧壁内设有进气腔，进气腔的下端设有通孔与蒸汽干燥槽体内腔相通，进气腔靠近蒸汽干燥槽体内腔的侧壁上端安装有第一中空冷凝板，所述第一中空冷凝板的上下两端分别设有第一排水管与第一进水管，所述第一进水管与第一排水管均贯穿蒸汽干燥槽体侧壁，所述第一排水管的侧壁上设有负压支管；本发明提供的铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置能够实现半导体基片干燥过程中IPA蒸汽的循环利用，减少IPA的损耗，具有客观的经济效益，适宜进一步推广应用。

Description

一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置
技术领域
本发明涉及半导体基片生产技术领域，是一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置。
背景技术
半导体基片表面洁净度对产品性能有决定性的影响，在半导体制备工艺中，湿法清洗工艺决定着产品表面的洁净度，干燥作为湿法清洗的最后一个步骤，决定了基片的表面质量是清洗工艺的核心所在。干燥不仅要达到脱水的效果，还应避免在基片表面留下任何印迹、颗粒等脏污及杂质，目前常用的干燥方式为IPA(异丙醇)蒸汽干燥。利用IPA加热后汽化、蒸发及表面张力作用达到脱水干燥的目的。
在湿法清洗工艺中，当基片进入IPA蒸汽干燥槽时，基片温度低,IPA蒸汽瞬间冷凝于基片表面，IPA液体冲刷基片表面再流至IPA槽内，未接触到基片的IPA蒸汽则汽化挥发，造成IPA的不充分利用。为了解决这一问题，我们发明了一种IPA蒸汽回落装置，在IPA蒸汽烘干基片表面的同时，IPA蒸汽同步冷凝回流至槽内，循环往复利用。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，包括蒸汽干燥槽体与加热板，所述加热板安装于蒸汽干燥槽体的底部，所述蒸汽干燥槽体的顶部开设有矩形开口，矩形开口长边所对应的两侧壁内设有进气腔，进气腔的下端设有通孔与蒸汽干燥槽体内腔相通，进气腔靠近蒸汽干燥槽体内腔的侧壁上端安装有第一中空冷凝板，所述第一中空冷凝板的上下两端分别设有第一排水管与第一进水管，所述第一进水管与第一排水管均贯穿蒸汽干燥槽体侧壁，所述第一排水管的侧壁上设有负压支管，所述负压支管朝第一排水管排水方向的相反方向倾斜设置，且所述负压支管的内径小于第一排水管的内径，所述负压支管通过连接管与进气腔相连通，所述蒸汽干燥槽体与进气腔相邻的内壁上端均安装有第二中空冷凝板，所述第二中空冷凝板的上下两端分别设置有第二排水管与第二进水管，所述第二排水管与第二进水管均贯穿蒸汽干燥槽体侧壁。
优选的，所述第一中空冷凝板与第二中空冷凝板的上端朝内倾斜设置。
优选的，所述第一中空冷凝板的侧壁呈波浪形；所述第二中空冷凝板朝蒸汽干燥槽体内腔方向的侧壁呈波浪形。
优选的，所述进气腔远离蒸汽干燥槽体内腔的侧壁上安装有第三中空冷凝板，所述第三中空冷凝板的上下端分别设有出液管与进液管，且进液管与出液管均贯穿蒸汽干燥槽体的侧壁。
优选的，所述第三中空冷凝板朝向第一中空冷凝板的侧壁呈波浪形。
进一步的，所述第一进水管的内径大于第一排水管的内径。
优选的，所述负压支管内径为第一排水管内径的1/3～1/2。
优选的，所述连接管与进气腔的连通处位于第一中空冷凝板的下方。
进一步的，所述负压支管上还安装有止溢机构，所述止溢机构包括壳体、U型连接管、柱塞与弹簧，所述壳体内设有第一腔体，所述第一腔体的上端设有第二腔体，第二腔体与第一腔体相通，所述第二腔体与负压支管连接，所述第一腔体的下端设有与连接管相连通的连接口，所述U型连接管的一端连接于第一腔体的下端，所述U型连接管的另一端与第二腔体相连通，所述第一腔体的底端安装有柱塞，用于封堵与连接管相连通的连接口及U型连接管进气口，所述第一腔体内安装有用于对柱塞施压的弹簧。
优选的，所述柱塞与第一腔体为过渡配合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置能够实现半导体基片干燥过程中IPA蒸汽的循环利用，减少IPA的损耗，具有客观的经济效益，适宜进一步推广应用。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明的侧视图；
附图3为本发明的俯视图；
附图4为止溢机构的结构示意图；
附图5为止溢机构中柱塞呈开启状态的示意图；
附图6为第一排水管及负压支管的水流、气流方向示意图。(其中单箭号为水流方向，双箭号为气流方向)
图中标号分别代表：
蒸汽干燥槽体-1；加热板-2；第一中空冷凝板-3；第二中空冷凝板-4；止溢机构-5；连接管-6；第三中空冷凝板-7；IPA液体-8；IPA蒸汽-9；半导体基片-10；矩形开口-101；进气腔-102；通孔-103；第一进水管-31；第一排水管-32；负压支管-33；第二排水管-41；第二进水管-42；壳体-51；U型连接管-52；柱塞-53；弹簧-54；第一腔体-511；第二腔体-512。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
参照附图1-5，一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，包括蒸汽干燥槽体1与加热板2，加热板2安装于蒸汽干燥槽体1的底部，用于对装于蒸汽干燥槽体1内的IPA液体8进行加热，使其形成IPA蒸汽9，蒸汽干燥槽体1的顶部开设有矩形开口101，半导体基片10通过矩形开口101放入蒸汽干燥槽体1中进行干燥；矩形开口101长边所对应的两侧壁内设有进气腔102，进气腔102的下端设有通孔103与蒸汽干燥槽体1内腔相通，进气腔102靠近蒸汽干燥槽体1内腔的侧壁上端安装有第一中空冷凝板3，第一中空冷凝板3的上下两端分别设有第一排水管32与第一进水管31，第一进水管31与第一排水管32均贯穿蒸汽干燥槽体1侧壁，使用时，冷却水从第一中空冷凝板3下方进上方出，充满第一中空冷凝板3内部，充满冷却水的第一中空冷凝板3再对IPA蒸汽9进行冷凝；第一排水管32的侧壁上设有负压支管33，负压支管33朝第一排水管32排水方向的相反方向倾斜设置，该种设置在第一排水管32中的水高速流出时，水不容易流入到负压支管33中，当第一排水管32中的水高速流出时会带走负压支管33中的气体，使会产生负压支管33内呈负压状态(参照附图6所示)；负压支管33的内径小于第一排水管32的内径利于负压支管33中负压的形成；负压支管33通过连接管6与进气腔102相连通。因此，当第一排水管32中的水高速流出时，带走负压支管33中的气体使负压支管33内形成负压，负压支管33通过连接管6抽走进气腔102内的气体，当蒸汽干燥槽体1内的IPA蒸汽9升至矩形开口101处时，在负压支管33的抽气作用下，进气腔102位于矩形开口101处的开口会将IPA蒸汽9吸入进气腔102中，第一中空冷凝板3再对被吸入进气腔102中的IPA蒸汽9进行冷凝回流，通孔103将蒸汽干燥槽体1内腔及进气腔102内的IPA液体8相通。蒸汽干燥槽体1与进气腔102相邻的内壁上端均安装有第二中空冷凝板4，第二中空冷凝板4的上下两端分别设置有第二排水管41与第二进水管42，第二排水管41与第二进水管42均贯穿蒸汽干燥槽体1侧壁；使用时，冷却水从第二中空冷凝板4下方进上方出，充满第二中空冷凝板4内部，充满冷却水的第二中空冷凝板4再对IPA蒸汽9进行冷凝，实现IPA液体的充分利用。
其中连接管6与进气腔102的连接处位于第一中空冷凝板3的下侧，故连接管6抽气时，进气腔102上端口抽入的IPA蒸汽能够被第一中空冷凝板3充分冷凝。
上述第一中空冷凝板3、第二中空冷凝板4与第三中空冷凝板7为中空玻璃件或中空铜制件，向中空冷凝板中注水可实现IPA蒸汽9的冷凝。
进一步的，第一中空冷凝板3与第二中空冷凝板4的上端朝内倾斜设置；该种设置有利于第一中空冷凝板3与第二中空冷凝板4与IPA蒸汽接触，利于IPA蒸汽接触的冷凝回流。
进一步的，第一中空冷凝板3的侧壁呈波浪形(附图中未给出)；提升了第一中空冷凝板3的表面积利于蒸汽干燥槽体1内腔及进气腔102内IPA蒸汽的接触冷凝；第二中空冷凝板4朝蒸汽干燥槽体1内腔方向的侧壁呈波浪形(附图中未给出)，同理，利于蒸汽干燥槽体1内IPA蒸汽的冷凝。
进一步的，进气腔102远离蒸汽干燥槽体1内腔的侧壁上安装有第三中空冷凝板7，第三中空冷凝板7的上下端分别设有出液管与进液管，且进液管与出液管均贯穿蒸汽干燥槽体1的侧壁；第三中空冷凝板7使用时，冷却水从第三中空冷凝板7下方进上方出，充满第三中空冷凝板7内部，充满冷却水的第二中空冷凝板4再对IPA蒸汽9进行冷凝，利于进气腔102内IPA蒸汽9的冷凝。
进一步的，第三中空冷凝板7朝向第一中空冷凝板3的侧壁呈波浪形(附图中未给出)；原理同上增大了第三中空冷凝板7的接触面积，利于蒸汽干燥槽体1内IPA蒸汽的冷凝。
进一步的，第一进水管31的内径大于第一排水管32的内径；能够增大第一排水管32的出水流速，进而利于负压支管33内负压的形成。
进一步的，负压支管33内径为第一排水管32内径的1/3～1/2；当负压支管33内径大于第一排水管32内径1/2时，由于负压支管33内径较大，负压支管33内负压不易形成；当负压支管33内径小于第一排水管32内径1/3时，气体流动阻力会较大，不利于通过负压支管33抽取进气腔102中的气体，故优选，负压支管33内径为第一排水管32内径的1/3～1/2。
参照附图4-5，负压支管33上还安装有止溢机构5，止溢机构5包括壳体51、U型连接管52、柱塞53与弹簧54，壳体51内设有第一腔体511，第一腔体511的上端设有第二腔体512，第二腔体512与第一腔体511相通，第二腔体512与负压支管33连接，第一腔体511的下端设有与连接管6相连通的连接口，U型连接管52的一端连接于第一腔体511的下端，U型连接管52的另一端与第二腔体512相连通，其中U型连接管52下端为进气口，上端为出气口。第一腔体511的底端安装有柱塞53，用于封堵与连接管6相连通的连接口及U型连接管52进气口，其中柱塞53与第一腔体511为过渡配合，第一腔体511内安装有用于对柱塞53施压的弹簧54；当水流高速流过第一排水管32时，负压支管33内形成负压会将柱塞53向上吸起并对弹簧54进行压缩，柱塞53向上吸起时，连接管6与U型连接管52相通，进而负压支管33能够通过U型连接管52、第一腔体511及连接管6抽取进气腔102内的气体，当第一进水管31停止进水时，第一排水管32排水也逐渐停止，负压支管33内负压逐渐消失，此时弹簧54上的弹力释放将弹簧54向下推动及时堵住与连接管6相连通的连接口及U型连接管52进气口，防止停水过程中第一排水管32中的水通过负压支管33流入到连接管6，再由连接管6流入到蒸汽干燥槽体1中。
使用时，通过加热板2对蒸汽干燥槽体1内IPA液体8进行加热形成蒸汽，将半导体基片10通过矩形开口101放入蒸汽干燥槽体1内的IPA蒸汽9中进行干燥；第一中空冷凝板3与第二中空冷凝板4对蒸汽干燥槽体1内的IPA蒸汽进行冷凝回流；第一中空冷凝板3上第一排水管32出水对负压支管33抽气，使负压支管33中形成负压，负压支管33通过连接管6抽取进气腔102中气体，当IPA蒸汽升至矩形开口101处时，进气腔102位于矩形开口101处的开口会将IPA蒸汽吸入，在通过第一中空冷凝板3与第三中空冷凝板7对其进行冷凝回流，进一步提升了蒸汽的冷凝回收效果。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，包括蒸汽干燥槽体(1)与加热板(2)，所述加热板(2)安装于蒸汽干燥槽体(1)的底部，其特征在于，所述蒸汽干燥槽体(1)的顶部开设有矩形开口(101)，矩形开口(101)长边所对应的两侧壁内设有进气腔(102)，进气腔(102)的下端设有通孔(103)与蒸汽干燥槽体(1)内腔相通，进气腔(102)靠近蒸汽干燥槽体(1)内腔的侧壁上端安装有第一中空冷凝板(3)，所述第一中空冷凝板(3)的上下两端分别设有第一排水管(32)与第一进水管(31)，所述第一进水管(31)与第一排水管(32)均贯穿蒸汽干燥槽体(1)侧壁，所述第一排水管(32)的侧壁上设有负压支管(33)，所述负压支管(33)朝第一排水管(32)排水方向的相反方向倾斜设置，且所述负压支管(33)的内径小于第一排水管(32)的内径，所述负压支管(33)通过连接管(6)与进气腔(102)相连通，所述蒸汽干燥槽体(1)与进气腔(102)相邻的内壁上端均安装有第二中空冷凝板(4)，所述第二中空冷凝板(4)的上下两端分别设置有第二排水管(41)与第二进水管(42)，所述第二排水管(41)与第二进水管(42)均贯穿蒸汽干燥槽体(1)侧壁。
2.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述第一中空冷凝板(3)与第二中空冷凝板(4)的上端朝内倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述第一中空冷凝板(3)的侧壁呈波浪形；所述第二中空冷凝板(4)朝蒸汽干燥槽体(1)内腔方向的侧壁呈波浪形。
4.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述进气腔(102)远离蒸汽干燥槽体(1)内腔的侧壁上安装有第三中空冷凝板(7)，所述第三中空冷凝板(7)的上下端分别设有出液管与进液管，且进液管与出液管均贯穿蒸汽干燥槽体(1)的侧壁。
5.根据权利要求4所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述第三中空冷凝板(7)朝向第一中空冷凝板(3)的侧壁呈波浪形。
6.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述第一进水管(31)的内径大于第一排水管(32)的内径。
7.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述负压支管(33)内径为第一排水管(32)内径的1/3～1/2。
8.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述连接管(6)与进气腔(102)的连通处位于第一中空冷凝板(3)的下方。
9.根据权利要求1所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述负压支管(33)上还安装有止溢机构(5)，所述止溢机构(5)包括壳体(51)、U型连接管(52)、柱塞(53)与弹簧(54)，所述壳体(51)内设有第一腔体(511)，所述第一腔体(511)的上端设有第二腔体(512)，第二腔体(512)与第一腔体(511)相通，所述第二腔体(512)与负压支管(33)连接，所述第一腔体(511)的下端设有与连接管(6)相连通的连接口，所述U型连接管(52)的一端连接于第一腔体(511)的下端，所述U型连接管(52)的另一端与第二腔体(512)相连通，所述第一腔体(511)的底端安装有柱塞(53)，用于封堵与连接管(6)相连通的连接口及U型连接管(52)进气口，所述第一腔体(511)内安装有用于对柱塞(53)施压的弹簧(54)。
10.根据权利要求9所述的一种铬版湿法清洗工艺干燥用异丙醇蒸汽回流装置，其特征在于,所述柱塞(53)与第一腔体(511)为过渡配合。
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