RU1830295C - Установка дл паровой обработки полупроводниковых изделий - Google Patents

Abstract

Область применени : дл  сушки, чистки или травлени  полупроводниковых пластин. Сущность изобретени : в установке, имеющей ванну дл  рабочей жидкости, нагреватель , погруженный в рабочую жидкость, держатель дл  изделий, паровой конденсатор, дополнительно содержатс  съемна  крышка , герметизирующа  ванну с рабочей жидкостью , управл емый клапан между держателем и поверхностью рабочей жидкости , экран, выполненный в виде усеченных конусов, расположенных один над другим и над держателем полупроводниковых изделий, причем по периферии крышки имеетс  коллектор дл  рабочей жидкости, нагреватель погружен в рабочую жидкость частично и вынесен за пределы ванны, сообща сь при этом с ней двум  каналами, один из которых расположен над поверхностью рабочей жидкости, 3 з.п.ф-лы. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технологическому оборудованию дл  обработки изделий паром и может быть использовано в микроэлектронике дл  обработки, например сушки, чистки или травлени  полупроводниковых пластин.

Цель изобретени -повышениеэффективности и качества паровой обработки полупроводниковых изделий путем интенсификации тепловых и гидромеханических процессов при взаимодействии паров с поверхност ми изделий .

Изобретение по сн етс  чертежом, где показан общий вид установки дл  паровой обработки полупроводниковых изделий.

Установка дл  паровой обработки полупроводниковых изделий содержит ванну 1, заполненную рабочей жидкостью 2. над зеркалом которой смонтирован держатель 3 дл  размещени  в зоне обработки 4 изделий

5.Между держателем 3 и зеркалом рабочей жидкости 2 установлен управл емый клапан

6,снабженный приводным цилиндром 7 дл  перемещени  клапана в направлении 8 дл  закрыти  клапана и в направлении 9 дл  его открыти . Нагревательные элементы установлены в камерах 10, равномерно расположенных по периферии ванны и состо т из погруженной в рабочую жидкость части 11 и выступающей над поверхностью жидкости части 12. Кажда  камера соединена с под- клапанной полостью 13 ванны 1 нижним каналом 14 и верхним каналом 15. Нижний канал 14 выходит в полость 13 над уровнем рабочей жидкости 2 и снабжен фильтром 16.

На ванну 1 установлена с возможностью вертикального перемещени  пола  крышка 17, дл  подъема и опускани  которой на ванну 1 на основании 18 смонтирован пневмоцилиндр 19. шток которого

00

Ю О :Ю О (Л

траверсой 20 прикреплен к крышке 17. Ванна 1 также размещена на основании 18. Внутри крышки 17 смонтирован паровой конденсатор, который выполнен в виде блока сребренных стаканов 21, выступающих донь ми в полость крышки и направленных под углом к ее продольной оси. В стаканы 21, закрепленные открытыми концами в чаше 22, с зазорами относительно стенок и доньев вставлены трубки 23, которые кон- сольно установлены в проставке 24, образующей совместно с чашей 22 входной коллектор охладител . Входной коллектор снабжен подводом 25. Над проставкой 24 смонтирован диск 26, образующий с проставкой 24 выходной коллектор охладител . На торце диска 26 выполнен отвод 27. Над конденсатором смонтирован экран 28, состо щий из полого конуса, обращенного вершиной к чаше 22, и полых усеченных конусов 29, 30 и 31. Диаметры этих конусов при вершине меньше диаметров в основании , расположенных над ними конусов. Конус 31 своим основанием нависает над открытым в верхней части сборником конденсата 32, расположенным по внутреннему периметру крышки 17, Сборник конденсата 32 сообщен с ванной дренажным каналом 33, в котором установлен запорный клапан 34 с толкателем 35, открывающим клапан 34 упором толкател  в торец стенки ванны.

Кроме рассмотренного механического привода запорного клапена дл  его перемещени  могут быть использованы другие средства, например электромагнит или пара посто нных магнитов. Полость ванны над разделительным клапаном б сообщена патрубком 36 с источником очищенного газообразного азота и патрубком 37 с вакуумным насосом (вакуумный насос и источник газа на чертеже не показаны). В донной части ванны 1 выполнены заправочный 38 и сливной 39 штуцеры. Нагревательные элементы подключены к источнику электроэнергии , а приводной цилиндр управл ющего клапана 7 и пневмоцилиндр 19 через электро- пневмоклапаны - к сети сжатого воздуха. В качестве рабочей жидкости могут быть использованы органические растворители, например изопропиловый спирт, а также различные травители, в частности плавикова  кислота.

Установка снабжена блоком управлени , обеспечивающим поддержание уровн  рабочей жидкости и регулирование тепловых режимов нагревательных элементов,

Установка дл  паровой обработки полупроводниковых изделий работает следующим образом.

При заправке ванны 1 рабочей жидкостью 2, осуществл емой через штуцер 38, сжатый воздух, который поступает в приводной цилиндр 7 через его нижний штуцер,

перемещает клапан 6 в направлении 9 и удерживает клапан в открытом состо нии. Рабоча  жидкость, заполн юща  ванну 1, под действием гидростатического перепада давлени  поступает также через фильтры 16

0 по каналам 14 в камеры 10. Заправка ванны завершаетс  при уровне жидкости в камерах 10, когда погруженные части 11 нагревательных элементов полностью наход тс  в рабочей жидкости. Переключение сжатого

5 воздуха на верхний штуцер цилиндра 7 перемещает управл емый клапан 6 в направлении 8 и закрывает его. Подачей сжатого воздуха в нижний штуцер пневмоцилиндра 19 производитс  перемещение вверх тра0 версы 20 с крышкой 17, что позвол ет разместить в зоне обработки 4 узел 3 держател  с полупроводниковыми издели ми 5. После этого переключением подачи воздуха к верхнему штуцеру пневмоцилин5 дра 19 крышка 17 опускаетс  на ванну, причемусилие ,развиваемое пневмоцилиндром, дополнительно прижима  крышку к ванне, обеспечивает герметизацию стыка между ними.

0 Электрический, ток, протека  в цепи, в которую включены нагревательные элементы , нагревает рабочую жидкость в камерах 10 до кипени , осуществл   ее испарение. В части камеры, где нагревательные элементы

5 выступают над уровнем жидкости, происходит перегрев образующихс  паров, которые через каналы 15 заполн ют подклапанную полость 13. Конденсиру сь на поверхности жидкости 2, пары нагревают ее до кипени 

0 при избыточном давлении, которое определ етс  балансом выделенного и отведенного тепла. Параметры паров (давление и температура) устанавливаютс  регулированием тока в цепи нагревателей. По мере

5 выкипани  жидкости в камерах 10 понижаетс  ее уровень, что приводит к возникновению гидростатического перепада давлени  в рабочей жидкости, вызывающего течение жидкости через фильтры 16, которым под0 держиваетс  процесс парогенерации.

После вакуумировани  зоны обработки над клапаном 6, выполненного через патрубок 37 вакуумным насосом, в зоне обработки 4 создаетс  разрежение. При подаче

5 сжатого воздуха к нижнему штуцеру цилиндра 7 клапан, перемеща сь в направлении 9, открывает доступ паров из полости 13 в зону обработки 4. Перепад давлени  по обе стороны клапана 6 приводит к нестационарному течению паров со скоростью до 20

м/сек к поверхност м обрабатываемых изделий 5. При этом давление в полости 13 снижаетс , а в зоне обработки возрастает. Резкое снижение давлени  в полости 13 вызывает залповый выброс в зону обработки дополнительного количества паров, выделившихс  из перегретой рабочей жидкости. Под воздействием движущихс  паров начинаетс  процесс обработка изделий.

Охладитель, поступающий через под- вод 25 и входной коллектор, проходит в кольцевом зазоре между наружными стенками трубок 23 и внутренними поверхност ми стаканов 21. а затем по трубке 23 к выходному коллектору. Охлаждение стака- нов 21 обеспечивает конденсацию паров, поступающих к их поверхност м через зазоры между конусами 28,29,30 и 31. Конденсат стекает по наружным поверхност м конусов в сборник конденсата 32, откуда он че- рез клапан 34, который открыт толкателем 35, и дренажный канал 33 возвращаетс  в полость 13 ванны 1, куда также поступает конденсат, полученный на поверхност х обрабатываемых изделий. При конденсации паров давление над экраном снижаетс , что приводит к устойчивому из движению через зону обработки 4 в режиме вынужденной конвекции.

При завершении обработки разделительный клапан б приводитс  сжатым воздухом в закрытое состо ние. Циркул ци  охладител  между подводом 25 и отводом 27 через конденсатор уменьшает концент- рацию паров над клапаном, снижа  давление в зоне обработки 4 ниже атмосферного, и обеспечивает испарение остатков конденсата с поверхностей изделий. Подачей очищенного азота в зону обработки 4 через патрубок 36 обеспечиваетс  небольшое превышение давлени  в этой полости ванны над атмосферным, что предохран ет ее от попадани  инородных частиц из окружающего пространства при подьеме крышки 17 дл  извлечени  обработанных изделий. При подъеме крышки запорный клапан 34, опуска сь на посадочную поверхность, перекрывает дренажный канал 33 и прекращает поступление конденсата из сборника 32.

Новз  конструкци  установки паровой обработки полупроводниковых изделий решает задачу повышени  качества обработки за счет интенсификации тепловых и гидромеханических процессов, а также повышени  чистоты и равномерности подачи рабочего пара в зону обработки изделий.

Claims (4)

1.Установка дл  паровой обработки по- лупроводниковых изделий, содержаща  ванну дл  рабочей жидкости, нагревательные элементы дл  создани  паровой зоны над зеркалом жидкости, держатель изделий , размещенный в этой зоне, и конденсатор пара со сборником конденсата, отличающа с  теМ, что она снабжена управл емым клапаном, экраном и по меньшей мере одной камерой, причем экран установлен между держателем и конденсатором пара, клапан размещен в зоне паровой обработки под держателем дл  разделени  этой зоны на две, расположенные одна над другой, ванна снабжена герметичной съемной крышкой, сборник конденсата размещен по периметру крышки, а камера св зана с ванной посредством верхнего и нижнего каналов дл  сообщени  соответственно с жидкостной зоной и частью паровой зоны под клапаном, при этом нижний канал снабжен фильтром, а нагревательные элементы установлены вертикально по длине камеры между каналами.

2.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а  - с   тем, что экран выполнен в виде усеченных конусов, расположенных пс оси камеры меньшим основанием вверх и частично вход щих друг в друга с зазором с увеличением диаметра конусов в направлении от крышки к сборнику конденсата, причем последний выполнен в виде открытого сверху лотка и снабжен дренажным каналом дл  сообщени  с частью паровой зоны над клапаном .

3: Установка пол.1,отличающа - с   тем, что она имеет вакуумную систему и систему подачи инертного газа, сообщенные с зоной паровой обработки.

4.Установка по пп. 1и2, отличающ а-   с   тем, что дренажный канал снабжен запорным клапаном.

Вода

25 26 23 2Ь 28ffffja 7

Л,LlTO

/у////ъ///у/лЛ Т ///.

Воздух