一种慢提拉红外干燥系统的制作方法

本实用新型涉及半导体晶元清洗技术领域，尤其涉及一种慢提拉红外干燥系统。

背景技术：

晶元表面存在的杂质往往会影响产品的质量及转换效率，因此在晶元的制造过程中，通常需要采用各种化学液和纯水进行多次清洗，之后利用纯水进行最终清洗，以去除晶元表面残留的化学液及杂质，最后再依次经过干燥工艺，得到清洗干净、表面干燥的晶元。

现有的干燥工艺通常分为离心甩干法、IPA干燥法、慢提拉脱水干燥法等方式。传统的离心甩干法是利用晶元旋转时产生的离心力使水被甩离晶元表面，达到脱水干燥的目的，然而采用该方式容易产生静电、增加晶元表面的颗粒度，因此存在晶元表面二次污染的风险；IPA干燥法则是利用IPA(异丙醇)的低表面张力和易挥发的特性，取代晶元表面的具有较高表面张力的水分，然后用热氮气吹干，达到彻底干燥晶元表面的目的，然而采用该干燥工艺，也存在异丙醇导致的二次污染的问题，且采用该工艺的成本较高；慢提拉脱水干燥法则首先使用抬升装置将晶元从热纯水中缓慢抬升进行预脱水，由于水的表面张力作用，晶元表面的水分子不断从上往下拉，从而带走晶元表面大部分的水分及清洗后残余的少许杂质，又因为热水张力小于冷水，采用热水进行慢提拉脱水后的晶元表面几乎不会有残留水滴，之后通过热氮气带走晶元表面残留的水分或者将晶元置于烘箱内加热干燥，以达到彻底干燥的目的。由于采用慢提拉脱水干燥法不仅成本相对较低，二次污染风险小，而且可以进一步去除经过清洗工艺后残留在晶元表面的微量杂质，因此使用该工艺方法在晶元干燥方面的实际应用中最为普遍。

在慢提拉脱水干燥过程中，若仅仅采用热氮气或者普通烘箱对晶元进行干燥，其对干燥速度的提高程度依然相对有限，因此为了更进一步地提高干燥效率，一些现有的干燥烘箱采用红外线加热方式，当红外线的发射频率和晶元中分子运动的固有频率相匹配时，引起晶元中的分子强烈振动，在晶元的内部发生激烈摩擦产生热而达到干燥的目的，同时由于晶元内部水分的湿扩散与热扩散方向一致，其干燥过程得到加速，因此晶元的干燥效率得以大幅提升。

然而，虽然上述采用红外加热的方式能够有效提升干燥速率，但由于红外线的波长范围很宽，其中带有大量的热能，而现有的用于承载晶元的承载花篮通常采用PP、PFA等树脂材料制成，即使这些树脂材料具有较好的耐高温、耐腐蚀等性能，在反复多次经受大量的红外热辐射后，也不可避免的会加速发生变形及老化，从而导致其使用寿命缩减，晶元的生产成本因此而升高。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种慢提拉红外干燥系统，对现有的慢提拉脱水干燥装置进行改进，以延长晶元承载花篮的使用寿命，降低晶元生产成本，并进一步提高其干燥效率。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种慢提拉红外干燥系统，包括慢提拉装置和红外干燥装置，所述慢提拉装置包括可上下活动的抬升装置，所述抬升装置包括水平的抬升支架，所述抬升支架上方设有可拆卸的承载花篮；所述红外干燥装置包括干燥箱，所述干燥箱包括箱体和可活动设于箱体顶端的箱盖，所述箱盖下表面固定有至少一根红外加热管，所述红外加热管发出的红外线波长范围为1000-5000nm。

进一步的，所述抬升装置还包括竖臂，所述竖臂底端与抬升支架一端固定连接，竖臂顶端固定连接有连接横臂，所述连接横臂另一端连接有丝杆座，所述丝杆座内部可活动穿设有竖直丝杆，所述竖直丝杆底端设有丝杆驱动装置，所述丝杆驱动装置靠近抬升支架的一侧固定有固定件，所述固定件上部可活动穿设有横向的销轴，所述丝杆驱动装置侧部还设有气缸推动装置，丝杆驱动装置可通过气缸推动装置绕销轴中心线进行转动，所述气缸推动装置的活动端还与固定件下部固定连接。

进一步的，所述箱盖下表面还设有至少一根氮气进气管，所述箱体底部设有贯穿的通气孔。

进一步的，所述箱盖内部还设有隔热层。

进一步的，所述箱盖的一侧与箱体顶部一侧可活动铰接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：采用慢提拉装置和红外干燥装置相结合，首先利用慢提拉脱水法带走晶元表面大部分水分以及残留的杂质，然后选取波长范围与晶元的吸收波长相匹配的红外线，对晶元表面及内部进行彻底干燥，在充分确保采用该工艺具有较高干燥效率的基础上，显著减少了晶元承载花篮对红外线的吸收，从而有效延长了晶元承载花篮的使用寿命，在一定程度上降低了晶元的生产成本；此外，采用气缸推动装置，使晶元在慢提拉脱水的同时实现倾斜出水，有效增强了晶元表面的脱水效果，进一步提升了晶元的干燥效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的红外干燥装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例的慢提拉装置结构示意图；

图中：1-慢提拉装置，11-抬升装置，111-抬升支架，112-承载花篮，113-竖臂，114-连接横臂，115-丝杆座，116-竖直丝杆，117-丝杆驱动装置，118-固定件，119-气缸推动装置，2-红外干燥装置，21-箱体，22-箱盖，221-红外加热管，222-氮气进气管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

一种慢提拉红外干燥系统，包括慢提拉装置1和红外干燥装置2，所述慢提拉装置1包括可上下活动的抬升装置11，所述抬升装置11包括水平的抬升支架111，所述抬升支架111上方设有可拆卸的承载花篮112；所述红外干燥装置2包括干燥箱，所述干燥箱包括箱体21和可活动设于箱体21顶端的箱盖22，所述箱盖22下表面固定有至少一根红外加热管221(本实施例中设有3根红外加热管)，所述红外加热管221发出的红外线波长范围为1000-5000nm。

在具体使用过程中，首先利用慢提拉装置1对承载花篮112中的晶元进行预脱水，即采用慢提拉装置1将置于热水槽中的承载花篮112缓慢提升出水面，利用水的表面张力将晶元表面的水分子从上向下拉，带走其表面大部分水分以及残留的杂质；然后将承载花篮112从抬升支架111上拆卸下，并将其置于干燥箱内，合上箱盖22，利用红外加热管221对承载花篮112中的晶元进行红外干燥，以快速并充分地去除晶元表面和内部的水分。由于在传统的红外干燥工艺过程中，所采用的红外线波长范围相对较宽，为了避免其中带有的大量热能对承载花篮112造成加速变形或老化等不可逆转的伤害，本实用新型对红外线波长进行了筛选，选取波段范围为1000-5000nm的红外线对承载花篮112中的晶元进行加热干燥，该波段范围内的红外线波长和晶元的吸收波长相匹配，在确保晶元的干燥效率不受影响的同时，大大减少了承载花篮112对红外线的吸收，从而有效延长了晶元承载物的使用寿命，在一定程度上降低了晶元的生产成本。

进一步的，所述抬升装置11还包括竖臂113，所述竖臂113底端与抬升支架111一端固定连接，竖臂113顶端固定连接有连接横臂114，所述连接横臂114另一端连接有丝杆座115，所述丝杆座115内部可活动穿设有竖直丝杆116，所述竖直丝杆116底端设有丝杆驱动装置117，所述丝杆驱动装置117靠近抬升支架111的一侧固定有固定件118，所述固定件118上部可活动穿设有横向的销轴，销轴的另一端固定于机台上，以固定整个慢提拉装置1，所述丝杆驱动装置117侧部还设有气缸推动装置119，丝杆驱动装置117可通过气缸推动装置119绕销轴中心线进行转动，所述气缸推动装置119的活动端还与固定件118下部固定连接。

在具体使用过程中，将慢提拉装置1固定安装在热水槽的一侧，通过丝杆驱动装置117驱动竖直丝杆116在丝杆座115中上下来回运行，从而带动抬升支架111实现上下活动。首先，丝杆驱动装置117驱动竖直丝杆116带动抬升支架111下行，使承载花篮112及其中的晶元浸入热水中进行清洗，然后丝杆驱动装置117驱动竖直丝杆116带动抬升支架111向上提升，与此同时，气缸推动装置119推动丝杆驱动装置117和固定件118，并带动抬升支架111相对于热水槽及机台绕销轴中心线进行一定角度的转动，使晶元在慢提拉脱水的同时实现倾斜出水，不仅晶元表面的水可以沿倾斜面流下，且承载花篮112表面的大量水分也可以在倾斜状态下流出，因而有效增强了晶元表面的脱水效果，便于晶元后续通过红外干燥装置2快速干燥。

可以理解的，在清洗过程中，由于现有的一些晶元或承载花篮等被清洗件的形状不规则，若处于非竖直状态向下浸入水中时，可能会导致其顶部产生气穴，从而对最终的清洗效果造成不利影响，而本实用新型所采用的气缸推动装置119，在实现慢提拉倾斜出水的同时，确保了抬升支架111和被清洗件可以在下降浸入水中的过程中保持竖直状态，有效避免了上述问题的产生。

进一步的，所述箱盖22下表面还设有至少一根氮气进气管222(本实施例中设有2根氮气进气管)，所述箱体1底部设有贯穿的通气孔(图中未示出)。在利用红外线加热干燥的同时，配合采用高速氮气对晶元进行“喷淋”，当干燥箱闭合工作时，氮气从氮气进气管222的出气口向下喷出，经过晶元表面，最后通过箱体1底部的通气孔排出箱体1，同时带走部分水汽，以达到进一步提高晶元干燥效率的目的。

进一步的，所述箱盖22内部还设有隔热层(图中未示出)，隔热层的设置可以有效避免操作人员在打开或关闭箱盖22时被烫伤。

进一步的，所述箱盖22的一侧与箱体21顶部一侧可活动铰接。

上述实施例只为说明本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型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。