一种晶圆干燥气体混合装置的制作方法

本申请属于晶圆生产设备，尤其是涉及一种晶圆干燥气体混合装置。

背景技术：

1、马兰戈尼干燥是指利用表面张力梯度（marangoni效应）驱动液体流动，实现晶圆或薄膜的无水干燥。在半导体晶圆干燥中，通常操作如下：晶圆先浸没在去离子水中，水面上方布满异丙醇（ipa）蒸汽。由于ipa的表面张力（25℃下约20.9×10-3 n/m）远低于水（72.8×10-3 n/m），在晶圆与水接触的界面处形成表面张力梯度，水被“拉回”下方，而ipa替代水分子覆盖晶圆表面，实现干燥。

2、马兰戈尼干燥需要使用到异丙醇与氮气的混合蒸汽，因此需要混合装置来对异丙醇进行加热蒸发并与氮气进行混合。

3、现有技术的异丙醇和氮气的混合装置，其中输送管上设置与导流板对应的出液口，异丙醇通过该出液口进入导流板，由于出液口是间歇布置，当出液口处的异丙醇流速较慢时，导流板上位于输送管附近的异丙醇就难以快速流出，进而导致混合效率较低。

技术实现思路

1、本申请旨在解决上述技术问题。为此，本申请提出一种能够提高混合效率的晶圆干燥气体混合装置。

2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种晶圆干燥气体混合装置，包括：

4、外壳体，所述外壳体内具有混合腔室；

5、所述外壳体的顶部设置有异丙醇注入口，所述异丙醇注入口与混合腔室连通，用于给混合腔室供给异丙醇液体；

6、所述外壳体上还设置有氮气注入口和混合气输出口，所述氮气注入口用于将加热后的氮气注入混合腔室，所述混合气输出口用于将所述混合腔室内的混合气体排出；

7、所述混合腔室内设置至少一个承载内板，所述混合腔室内设置有竖直布置的固定轴，所述旋转体套设在所述固定轴上，所述固定轴的一端固定在所述外壳体的顶部形成异丙醇注入口，所述旋转体能够在供入氮气和/或异丙醇时转动，所述旋转体上设置有搅动叶片，所述旋转体转动时所述搅动叶片能够搅动承载内板上的位于所述旋转体四周的异丙醇液体。

8、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述旋转体上开设有倾斜喷口，所述倾斜喷口喷出异丙醇时，能够带动所述旋转体转动。

9、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述倾斜喷口为向同一个方向倾斜的若干个。

10、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述旋转体上设置推动叶片，所述氮气注入口设置在外壳体的侧壁上，氮气注入口对准推动叶片，氮气沿氮气注入口注入混合腔室内时，能够推动推动叶片进而推动旋转体转动。

11、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述固定轴上设置有若干过流口，异丙醇从异丙醇注入口注入时，通过固定轴的中空部分和过流口流动到固定轴外壁与旋转体之间的间隙空间内，再通过倾斜喷口喷出。

12、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述承载内板上设置有环状的溢流齿，当异丙醇液体装满溢流齿内部的空间后，异丙醇液体就会从溢流齿之间的缝隙处流出流到承载内板上溢流齿外部的区域。

13、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述承载内板两侧设置有导流板，所述承载内板未设置导流板的两侧设有挡板，流到承载内板上溢流齿外部的区域的异丙醇能够通过导流板的通孔流到导流板的外侧，并沿着导流板的外侧壁流下。

14、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述导流板底部具有向所述外壳体中心方向弯曲的弯折部。

15、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述固定轴位于所述承载内板中间。

16、优选地，本申请的晶圆干燥气体混合装置，所述旋转体由具有自润滑性的材料制成。

17、本申请的有益效果是：

18、（一）本申请的晶圆干燥气体混合装置包括内部具有混合腔室的外壳体、设置于外壳体顶部的异丙醇注入口、设置于外壳体上的氮气注入口和混合气输出口；混合腔室内设置有旋转体，旋转体的外壁上设置有搅动叶片；混合腔室内设有与搅动叶片相对应的承载内板，承载内板上设有环状的溢流齿，承载内板的两侧设有向下延伸的导流板，导流板上开设有通孔。本申请无需外部驱动与动密封，异丙醇经溢流齿均匀溢流、经导流板形成大面积下降液膜并与氮气充分混合，提高了混合汽体的浓度与温度均匀性，提高生产效率。

19、（二）利用异丙醇自倾斜喷口喷出时的反作用力驱动旋转体自转，省去外部电机、传动轴及动密封结构，从根本上避免动密封磨损颗粒污染晶圆及异丙醇泄漏风险，且转速随喷射压力自适应，无需额外控制环节与搅拌能耗。

20、（三）若干同向倾斜喷口形成合力，使旋转体驱动力矩更持续平稳，并增大周向喷出覆盖面积，强化局部扰动与混合均匀性。

21、（四）提供氮气射流驱动旋转的另一自驱动路径，与异丙醇反作用力驱动可择一或叠加，且推动叶片快速打散氮气、加速气液接触，进一步提高混合效率。

22、（五）异丙醇经固定轴中空通道与过流口定向输送后自倾斜喷口旋喷，实现供给—驱动一体化，布局紧凑并保证周向喷出均匀、旋转稳定。

23、（六）环状溢流齿构成均匀溢流堰，使异丙醇均布铺展为大面积、厚度均匀的下降液膜，增大气液接触面积，提升混合汽体浓度与温度均匀性。

24、（七）导流板与挡板配合将液体约束引导为连续下流液膜，经通孔平稳过渡并延长气液接触时间，避免无序滴落与直接冲刷旋转体。

25、（八）弯折部缓冲并向心导向液膜，延长接触路径、减少飞溅冲击，保持液膜稳定。

26、（九）固定轴居中使搅动作用力均衡、避免偏载振动，并保证各层承载内板搅动覆盖均匀。

27、（十）旋转体采用ptfe等自润滑材料，摩擦阻力小、无需外加润滑介质，耐磨且化学惰性强，提升长期运行的可靠性与洁净度。

1.一种晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述旋转体（122）上开设有倾斜喷口（1221），所述倾斜喷口（1221）喷出异丙醇时，能够带动所述旋转体（122）转动。

3.根据权利要求2所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述倾斜喷口（1221）为向同一个方向倾斜的若干个。

4.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述旋转体（122）上设置推动叶片（1223），所述氮气注入口（130）设置在外壳体（100）的侧壁上，氮气注入口（130）对准推动叶片（1223），氮气沿氮气注入口（130）注入混合腔室（140）内时，能够推动推动叶片（1223）进而推动旋转体（122）转动。

5.根据权利要求2所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述固定轴（230）上设置有若干过流口（231），异丙醇从异丙醇注入口（120）注入时，通过固定轴（230）的中空部分和过流口（231）流动到固定轴（230）外壁与旋转体（122）之间的间隙空间（232）内，再通过倾斜喷口（1221）喷出。

6.根据权利要求1所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述承载内板（210）上设置有环状的溢流齿（211），当异丙醇液体装满溢流齿（211）内部的空间后，异丙醇液体就会从溢流齿（211）之间的缝隙处流出流到承载内板（210）上溢流齿（211）外部的区域。

7.根据权利要求6所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述承载内板（210）两侧设置有导流板（220），所述承载内板（210）未设置导流板（220）的两侧设有挡板（212），流到承载内板（210）上溢流齿（211）外部的区域的异丙醇能够通过导流板（220）的通孔（221）流到导流板（220）的外侧，并沿着导流板（220）的外侧壁流下。

8.根据权利要求7所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述导流板（220）底部具有向所述外壳体（100）中心方向弯曲的弯折部（222）。

9.根据权利要求1所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述固定轴（230）位于所述承载内板（210）中间。

10.根据权利要求1所述的晶圆干燥气体混合装置，其特征在于，所述旋转体（122）由具有自润滑性的材料制成。