CN219892145U - 一种晶圆快速干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的晶圆快速干燥装置，其包括具有晶圆定位腔的定位槽、抽气泵、气液分离单元，气液分离单元包括具有分离腔的分离罐、连通分离腔和定位腔的输送管道、排液管道、排气管道，其中排液管道与分离腔的底部连通，排气管道具有自下而上插入分离腔内的内置管、位于分离腔外的外置管，内置管上套设有阻隔件，且阻隔件与分离罐的内壁之间形成环形气流通过区、与内置管的外壁之间形成阻碍液滴向上流动的环形阻隔区；输送管道的一端部自分离罐的侧壁插入分离腔，且一端部位于阻隔区的下方。本实用新型能够阻拦随气流向上流动的液滴，从而防止液滴混入气体中排出，有效提升气液分离效果，并提高设备运行的安全性。

Description

一种晶圆快速干燥装置

技术领域

本实用新型属于半导体设备技术领域，具体涉及一种晶圆快速干燥装置。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在对晶圆的先进封装技术中，重要工艺流程包括：涂胶—曝光—显影—烘烤—电镀—去胶—清洗，即先在晶圆上涂覆一层光刻胶，光刻胶经过曝光发生化学反应，然后通过显影将所需要的细微图形从掩模版转移至晶圆上，最后运用电化学反应，在晶圆的金属介质层上镀出所需金属，构成金属导线。

目前，晶圆在完成某一道电镀工序后，需要利用干燥装置对晶圆表面进行快速干燥，传统的干燥装置一般包括晶圆定位槽、抽气泵、气液分离器，具体的，由抽气泵通过管道产生的负压通过气液分离器在定位槽内产生的气流经过晶圆表面，并裹挟晶圆表面的液滴进入气液分离器中，在气液分离器内离心力作用下，气体自抽气泵抽出，液滴自排液管道排出，从而完成晶圆表面的快速干燥。

然而，在实际生产过程中，气体自抽气泵抽出时，部分质量较小的液滴容易受气流作用影响而沿着分离器内壁流动并进入管道，从而导致抽气泵受潮短路并损坏，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的晶圆快速干燥装置。

为解决以上技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种晶圆快速干燥装置，其包括具有晶圆定位腔的定位槽、抽气泵、气液分离单元，其中抽气泵通过气液分离单元在定位腔内形成负压，气液分离单元包括具有分离腔的分离罐、连通分离腔和定位腔的输送管道、排液管道、排气管道，其中排液管道与分离腔的底部连通，排气管道具有自下而上插入分离腔内的内置管、位于分离腔外的外置管，内置管上套设有阻隔件，且阻隔件与分离罐的内壁之间形成供气流向上通过的环形通过区、与内置管的外壁之间形成阻碍液滴向上流动的环形阻隔区，外置管与抽气泵相连通；输送管道的一端部自分离罐的侧壁插入分离腔，且一端部位于阻隔件的下方，干燥时，气液混合物进入分离腔并沿着分离罐的内壁螺旋向下流动，其中气体自分离腔的底部沿着内置管向上流动，并依次经过阻隔区和通过区后自内置管的上端部排出，液体在自重、螺旋气流、以及阻隔区三者的配合下向下流动并自排液管道排出。

优选地，阻隔件包括套设在内置管上的套筒、自套筒的下端向下延伸的围板，其中围板自外侧与分离罐的内壁之间形成通过区、自内侧与内置管的外壁之间形成阻隔区。在此，气流向上流动并经过阻隔区和通过区时，能够形成迂回的流动路径，进一步提升对气体中的液滴的阻隔效果，

具体的，套筒的上端与内置管的上端齐平设置；围板包括自套筒的下端斜向下延伸的第一板体、自第一板体的下端竖直向下延伸的第二板体。在此，结构简单，便于安装和实施。

进一步的，内置管的高度为h1，第二板体的高度为h2，其中0.2h1≤h2≤0.3h1。在此，通过合理的位置布局，保证液滴能够充分自气流中分离落下。

优选地，分离腔、内置管、阻隔区、通过区四者的中心线重合设置。

优选地，输送管道插入分离腔的部分为弯头，其中弯头出口的一侧形成缺口并与分离罐的内壁相贴合。在此，更有利于螺旋气流的形成。

具体的，弯头出口的中心线与分离罐的侧壁相交，且相交处的切线与弯头出口的中心线的夹角为θ，其中55°≤θ≤65°。

优选地，气液分离单元有多组，且多个分离腔同步与定位腔相连通。在此，提升晶圆干燥的效率。

进一步的，多根排液管道同步连接至排液主管上，其中每根排液管道上分别安装有开关阀。在此，能够分别控制各个分离腔内液体的排放，以便于后期维修或者更换操作。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

现有的干燥装置在进行气液分离过程中存在液滴受气流影响混入气体并自排气管道排出的问题，气液分离效果不理想，而本实用新型通过将排气管道插入分离腔内并设置有阻隔件，气液混合物在阻隔件下方的位置进入分离腔并螺旋向下流动，其中气体在负压作用下沿着排气管道向上流动排出，而液滴在螺旋向下的气流作用、自身重力作用、以及阻隔件的阻拦三者的配合下全部自分离腔的底部排出，因此，与现有技术相比，本实用新型的干燥装置能够阻拦随气流向上流动的液滴，从而防止液滴混入气体中排出，有效提升气液的分离效果，并提高设备运行的安全性。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型做进一步详细的说明：

图1为本实用新型的晶圆快速干燥装置的结构示意图；

图2为本实用新型的气液分离单元的结构分解示意图；

图3为本实用新型的气液分离单元的俯视示意图(省略分离罐上盖)；

图4为图3中A-A向剖视示意图；

附图中：1、定位槽；q 1、定位腔；

2、气液分离单元；20、分离罐；q2、分离腔；21、输送管道；22、排液管道；g、排液主管；f、开关阀；23、排气管道；230、内置管；j、阻隔件；j 0、套筒；j 1、围板；j 11、第一板体；j12、第二板体；m、通过区；n、阻隔区；231、外置管。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图4所示，本实施例的晶圆快速干燥装置，其包括定位槽1、抽气泵、气液分离单元2。

具体的，定位槽1具有定位腔q 1，且用于定位装载有晶圆的晶圆载架，为现有技术，这里不做赘述。在一些具体实施方式中，定位槽1有多个且连续设置。抽气泵通过气液分离单元2在定位腔q 1内形成负压。

本例中，抽气泵用于向定位腔q 1内供应惰性干燥气体，具体的，干燥气体自上而下吹送至定位槽1内，并在高速流动中将晶圆表面的液体吹落并自定位槽1底部排出。

本例中，气液分离单元2包括具有分离腔q2的圆柱形分离罐20、连通分离腔q2和定位腔q 1的输送管道21、排液管道22、排气管道23，其中排液管道22与分离腔q2的底部连通，排气管道23具有自下而上插入分离腔内的内置管230、位于分离腔q2外的外置管231，内置管230上套设有阻隔件j，且阻隔件j与分离罐20的内壁之间形成供气流向上通过的环形通过区m、与内置管230的外壁之间形成阻碍液滴向上流动的环形阻隔区n，外置管231与抽气泵相连通；输送管道21的一端部自分离罐20的侧壁插入分离腔q2、另一端部连通至定位槽1的底部，且输送管道21插入分离腔q2的一端部位于阻隔件j的下方，干燥时，气液混合物进入分离腔q2并沿着分离罐20的内壁螺旋向下流动，其中气体自分离腔q2的底部沿着内置管230向上流动，并依次经过阻隔区n和通过区m后自内置管230的上端部排出，液体在自重、螺旋气流、以及阻隔区三者的配合下向下流动并自排液管道22排出。

在一些具体实施方式中，输送管道21插入分离腔q2的部分为弯头，其中弯头出口的一侧形成缺口并与分离罐20的内壁相贴合,弯头出口的中心线与分离罐20的侧壁相交，且相交处的切线与弯头出口的中心线的夹角为θ，θ＝60°。

在一些具体实施方式中，阻隔件j包括套设在内置管230上的套筒j 0、自套筒j 0的下端向下延伸的围板j 1，其中套筒j 0的上端与内置管230的上端齐平设置；围板j 1自外侧与分离罐20的内壁之间形成通过区m、自内侧与内置管230的外壁之间形成阻隔区n,围板j 1包括自套筒j 0的下端斜向下延伸的第一板体j 11、自第一板体j 11的下端竖直向下延伸的第二板体j 12；内置管230的高度为h1，第二板体j 12的高度为h2，其中h2＝0.2h1。

同时，分离腔q2、内置管230、阻隔区n、通过区m四者的中心线重合设置。

此外，气液分离单元2有多组，且多个分离腔q2同步与定位腔q 1相连通；多组气液分离单元2中的多根排液管道22同步连接至排液主管g上，其中每根排液管道22上分别安装有开关阀f。

综上所述，本实施例具有以下优势：

1、能够阻拦随气流向上流动的液滴，从而防止液滴混入气体中排出，有效提升气液的分离效果，并提高设备运行的安全性；

2、气流向上流动并经过阻隔区和通过区时，能够形成迂回的流动路径，进一步提升对气体中的液滴的阻隔效果；

3、通过合理的位置布局，保证随气流向上流动的液滴能够充分自气流中分离落下；

4、输送管道上弯头的设置，更有利于气液混合物进入分离腔内并形成螺旋气流；

5、能够实现气液分离后的气体回收并重复利用，节约成本。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆快速干燥装置，其包括具有晶圆定位腔的定位槽、抽气泵、气液分离单元，其中所述抽气泵通过所述气液分离单元在所述定位腔内形成负压，其特征在于：所述气液分离单元包括具有分离腔的分离罐、连通所述分离腔和所述定位腔的输送管道、排液管道、排气管道，其中所述排液管道与所述分离腔的底部连通，所述排气管道具有自下而上插入所述分离腔内的内置管、位于所述分离腔外的外置管，所述内置管上套设有阻隔件，且所述阻隔件与所述分离罐的内壁之间形成供气流向上通过的环形通过区、与所述内置管的外壁之间形成阻碍液滴向上流动的环形阻隔区，所述外置管与所述抽气泵相连通；所述输送管道的一端部自所述分离罐的侧壁插入所述分离腔，且所述一端部位于所述阻隔件的下方，干燥时，气液混合物进入所述分离腔并沿着所述分离罐的内壁螺旋向下流动，其中气体自所述分离腔的底部沿着所述内置管向上流动，并依次经过所述阻隔区和所述通过区后自所述内置管的上端部排出，液体在自重、螺旋气流、以及阻隔区三者的配合下向下流动并自所述排液管道排出。

2.根据权利要求1所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述阻隔件包括套设在所述内置管上的套筒、自所述套筒的下端向下延伸的围板，其中所述围板自外侧与所述分离罐的内壁之间形成所述通过区、自内侧与所述内置管的外壁之间形成所述阻隔区。

3.根据权利要求2所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述套筒的上端与所述内置管的上端齐平设置。

4.根据权利要求2所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述围板包括自所述套筒的下端斜向下延伸的第一板体、自所述第一板体的下端竖直向下延伸的第二板体。

5.根据权利要求4所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述内置管的高度为h1，所述第二板体的高度为h2，其中0.2h1≤h2≤0.3h1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述分离腔、所述内置管、所述阻隔区、所述通过区四者的中心线重合设置。

7.根据权利要求1所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述输送管道插入所述分离腔的部分为弯头，其中所述弯头出口的一侧形成缺口并与所述分离罐的内壁相贴合。

8.根据权利要求7所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述弯头出口的中心线与所述分离罐的侧壁相交，且相交处的切线与所述弯头出口的中心线的夹角为θ，其中55°≤θ≤65°。

9.根据权利要求1所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：所述气液分离单元有多组，且多个所述分离腔同步与所述定位腔相连通。

10.根据权利要求9所述的晶圆快速干燥装置，其特征在于：多根所述排液管道同步连接至排液主管上，其中每根所述排液管道上分别安装有开关阀。