CN104934344A - 半导体清洗装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体清洗装置，包括一具有复数个夹具组的夹具架，一具有复数个容器的容器阵列，每一个容器可和一个夹具组相对并形成一个工作站，每一容器中进一步有二个超声波装置并且可各自装有不同的溶液，每一个夹具组用于夹持一装有复数芯片的芯片载具，并可将芯片载具由一个容器之中移动到下一个容器之中，芯片的两个表面皆有一部份透过芯片载具上的穿孔暴露于外，当芯片载具被置于容器之中时，芯片暴露于外的两表面分别面对一超声波装置。

Description

半导体清洗装置及方法

技术领域

本发明是关于一种半导体清洗装置，特别是一种运用超声波清洗半导体芯片的装置。

背景技术

随着电子产品日益小型化，要保持电子产品的良率、精密度也越来越困难，而为了使良率和精密度维持水平，便需要发展新的手段来改良制程。

在石英谐振晶体(Crystal resonator)的制程中，因为切割等制程会产生碎屑、脏污等异物，这些异物可能会黏附在芯片上，若不加以清除，这些黏附的异物便会在后续的制程造成影响，例如芯片会因沾染碎屑而使良率下降；目前一般制程中的清洗方法，是将芯片堆叠放置在装有清洗液的超声波震荡槽中，以超声波产生气泡将芯片表面的异物打散，进而达到清洗的效果。

以上述的方法清洗芯片会遇到一些问题，例如，切割后的芯片通常为矩形的薄片，可以视为只具有上下两个相对表面的物体，当芯片以堆叠的方式放置在超声波震荡槽中时，由于超声波震荡器是在超声波震荡槽底部的位置，因此芯片只会有一个表面得到较好的清洗效果，且从堆叠在上方的芯片表面掉落的异物可能会在沉淀过程中，黏附到堆叠在下方的芯片表面上，这些因素都可能影响清洗的效果，进一步使芯片的良率降低。

为了解决上述的问题，本发明认为有必要提出一种全新的芯片清洗装置及清洗方法，以提升半导体芯片的清洗效果，进而提升电子产品的良率。

发明内容

根据以上所提到的问题，本发明提出了一种半导体清洗装置及方法，通过特别设计的芯片载具及超声波清洗容器，使得芯片的两个表面能同时被清洗，增加了清洗芯片的效果。

本发明提供了一种半导体清洗装置，包括：一夹具架，可进行垂直于地面方向的上下移动；复数夹具组，配置于夹具架上，每一个夹具组皆可于夹具架上沿着夹具架水平移动，且每一夹具组彼此之间存在一间距，每一个夹具组具有至少一夹具；一容器阵列，位于夹具架的下方，具有复数个容器，每一个容器恰位于一夹具组的下方，每一个容器具有一朝向夹具架的开口，其中，每一个容器内的相对两壁面上分别设置一超声波装置；及至少一个载具，其被夹具组的其中之一所夹持。

在较佳的实施状态下，前述的载具是由一个第一芯片夹板及一个第二芯片夹板组成，第一芯片夹板及第二芯片夹板皆具有一个第一面及与第一面相对的第二面，第一芯片夹板的第一面上有复数个凹槽，每一凹槽中有至少一个穿孔贯穿至第一芯片夹板的第二面，第二芯片夹板上有复数个穿孔自第二芯片夹板的第一面贯穿至第二芯片夹板的第二面，第一芯片夹板的第一面与第二芯片夹板的第一面彼此相对并相接，其中，第一芯片夹板的穿孔及第二芯片夹板的穿孔彼此相对，且第一个芯片夹板的凹槽与第二芯片夹板的第一面之间形成复数个容置空间。

在较佳的实施状态下，前述的容置空间中容置有一芯片。

在较佳的实施状态下，前述的载具被置于前述的容器的其中之一，且前述第一芯片夹板的第二面及前述第二芯片夹板的第二面分别和一超声波装置相对。

在较佳的实施状态下，前述的容器阵列具有六个容器。

在较佳的实施状态下，前述的容器依序装有酸液、热水、碱液、热水、纯水及酒精。

本发明提供了一种半导体清洗方法，包括：提供一个第一芯片夹板，第一芯片夹板具有一个第一面及与第一面相对的一个第二面，第一面具有复数个凹槽，每一凹槽中至少有一穿孔贯通至第二面；在第一芯片夹板的至少一个凹槽中放置有一芯片；将一具有复数个穿孔的第二芯片夹板与第一芯片夹板接合形成一芯片载具，其中，第二芯片夹板的穿孔与第一芯片夹板的穿孔相对，芯片透过第一芯片夹板的穿孔及第二芯片夹板的穿孔暴露于外；将芯片载具置入装有一溶液的一容器，并使第一芯片夹板的穿孔、第二芯片夹板的穿孔分别面对容器中的二超声波装置；及启动二超声波装置以对芯片载具中的芯片进行超声波清洗。

在较佳的实施状态下，前述的半导体清洗方法进一步包含以下步骤：判断所述芯片载具所在的容器是否为最后一个清洗容器。

在较佳的实施状态下，前述的半导体清洗方法判断所述芯片载具所在的容器为最后一个清洗容器时，进一步包含以下步骤：将所述芯片载具移出前述半导体清洗装置。

在较佳的实施状态下，前述的半导体清洗方法判断所述芯片载具所在的容器不为最后一个清洗容器时，进一步包含以下步骤：将前述芯片载具移出容器并置入装有另一种溶液的另一个容器。

透过本发明所提供的半导体清洗装置及方法，芯片的两表面能同时被清洗，另外芯片的表面在被清洗时是垂直于地面，使芯片表面上掉落的异物会自然沉淀不留残留在芯片表面，并且整个清洗流程提供了不同的清洗液，使得清洗的效果能变得更好，进一步改善电子产品的良率。

透过本发明所提供的半导体清洗装置及方法，芯片经过超声波冲洗后，在移出半导体清洗装置进行后续封装步骤前，会先以风刀进行吹拭，避免在芯片表面形成水垢。

附图说明

图1为本发明第一实施例的半导体清洗装置所使用的芯片夹板俯视示意图；

图2A为本发明第一实施例的半导体清洗装置所使用的芯片载具的爆炸示意图；

图2B为本发明第一实施例的半导体清洗装置所使用的芯片载具的容置空间剖面示意图；

图2C为本发明第二实施例的半导体清洗装置所使用的芯片载具的爆炸示意图；

图3A为本发明一实施例的半导体清洗装置示意图；

图3B为本发明的半导体清洗装置工作站示意图；

图4为本发明的半导体清洗方法流程示意图。

【符号说明】 芯片                 1 

容置空间            10 

芯片载具             2、2’ 

孔洞                20 

凹槽                22 

穿孔           220、220’ 

芯片夹板         25、25’ 

第一面              27、27’ 

第二面              28、28’ 

容器                 3 

容器阵列             3’ 

超声波装置          30 

开口                31 

夹具架               4 

夹具组              40 

夹具                42 

半导体清洗装置       5 

工作站              50 

步骤            801~808。

具体实施方式

本发明是有关于一种半导体清洗装置及方法，用于在半导体的制程中，清洗经切割后的半导体芯片，至于半导体制程中其它的制程如切割、打线、封装已为现有技术，同时并非本发明的揭露重点，因此在以下关于本发明的说明中，不会亦不需要对其它的半导体制程加以描述。

请先参阅图1，是本发明第一实施例中的半导体清洗装置所使用的芯片夹板25俯视示意图。如图1所示，芯片夹板25具有一个第一面27及与第一面27相对的一个第二面28，第一面27上有复数个凹槽22，在本实施例中，所有的凹槽22在第一面27上间隔一定距离而呈整齐排列，但本发明并不限定凹槽22的排列方式；每一个凹槽22中都有至少一个穿孔220，每一个穿孔220皆贯穿至第二面28；在较佳的实施状态下，靠近芯片夹板25的其中一边缘处，有复数个孔洞20由第一面27贯穿至第二面28。

接着，请参阅图2A，是本发明第一实施例的半导体清洗装置所使用的芯片载具2的爆炸示意图。如图2A所示，芯片载具2是由两个芯片夹板25的第一面27彼此对接而成，其中，第一面27上的每一个凹槽22皆和另一第一面27上的凹槽22相对，且两个芯片夹板25的第一面27上的孔洞20也会彼此相对。如图2B所示，明显的，当两个芯片夹板25相对接合时，彼此相对的二个凹槽22之间会形成一容置空间10，而芯片载具2的两个表面都会有穿孔220；芯片载具2在使用时，每一个容置空间10之中会放置一芯片1，同时，通过两个芯片夹板25的穿孔220，芯片1两侧的表面都会有一部份暴露于外。在一较佳的实施状态下，两个芯片夹板25相对接合时，是以螺丝(未图示)锁固以将两个芯片夹板25接合形成芯片载具2。

接着，请参阅图2C，是本发明第二实施例的半导体清洗装置所使用的芯片载具2’的爆炸示意图。如图2C所示，芯片载具2’是由芯片夹板25及芯片夹板25’结合而成，其中，芯片夹板25’与芯片夹板25相似，具有一第一面27’及与第一面27’相对的一第二面28’。芯片夹板25’仍然具有与芯片夹板25的穿孔220相对的穿孔220’，差别仅在于，芯片夹板25’上并不具有如芯片夹板25的凹槽22。如此一来，当芯片夹板25的第一面27和芯片夹板25’的第一面27’相对接合形成芯片载具2’时，芯片载具2’的两表面会分别具有穿孔220、220’，且每一凹槽22都会被覆盖而各自形成一容置空间(未图示)，每一容置空间(未图示)并用以容置一芯片1，同时，芯片1两侧表面各别有一部份借着芯片夹板25、25’上的穿孔220、220’而暴露于外；综上所述，本发明可以是经由两个对称的芯片夹板25形成芯片载具2，也可以是经由两个不对称的芯片夹板25、25’形成芯片载具2’，但本发明对此并不加以限制。

接着，请参阅图3A，为本发明一实施例的半导体清洗装置5示意图。如图3A所示，本实施例的半导体清洗装置5包括夹具架4及容器阵列3’，其中，夹具架4包含多个夹具组40，每一个夹具组40彼此之间有一间距，每一个夹具组40具有至少一个夹具42，而容器阵列3’包含多个容器3，每个容器3皆有一向上的开口31，开口31并朝向夹具架4，每个夹具组40皆和一容器3相对应并形成一工作站50；每个工作站50皆如图3B所示，具有夹持芯片载具2的一个夹具组40及一个容器3。在较佳的实施状态下，夹具组40的夹具42是透过芯片载具2的孔洞20夹持芯片载具2；夹具组40可进行垂直于地面的上下移动，以将芯片载具2经由开口31置入容器3中或将芯片载具2自容器3中取出；另外，夹具组40亦可沿着夹具架4的方向来回移动，以将芯片载具2由一个工作站50移动到另一个工作站50；另外，每一容器3之中分别装有不同的溶液，各溶液可以是酸碱值、温度不同的无机或有机液体，例如酸液、碱液、热水、纯水或醇类。在较佳的实施状态下，本实施例的半导体清洗装置5共具有六个工作站50，相对的，容器阵列3’共包含六个容器3，且由第一个容器3到第六个容器3内装的溶液依序为酸液(如：盐酸溶液)、热水(如：高于摄氏60度的水)、碱液(如：氨水)、热水、纯水、酒精，但本发明对此并不加以限制。

请继续参阅图3A，每一容器3之中，相对的两壁面各别设置超声波装置30，当一芯片载具2、2’被夹具组40及其夹具42置于一容器3之中时，芯片载具2、2’上的穿孔220、220’会面对超声波装置30，因此，当超声波装置30启动时，会使得容器3中的溶液产生震荡，进而透过穿孔220、220’对芯片载具2、2’内的芯片1产生清洗的效果。明显的，芯片1的两个表面能同时被清洗，使被清洗的面积增加；另外，如上所述，每个容器3之中可以分别装有不同酸碱值、不同温度的溶液，且芯片载具2可经由夹具组40及其夹具42被搬运到不同的容器3之中，因此，本发明的半导体清洗装置5可让芯片1在清洗时经由不同的溶液清洗，并增加清洗的面积。

在上述的实施状态下，芯片1被清洗时其表面是垂直于地面，因此在芯片1表面的异物被冲刷后会因重力而自然沉淀，不易残留在芯片1的表面上；另外，在将芯片载具2、2’自最后一个工作站50的容器3中取出后，可进一步以半导体清洗装置5的风刀产生器(未图示)对芯片载具2、2’进行吹拭，以去除芯片1表面残留的液体，避免芯片1的表面形成水垢。

接着，请参阅图4，为本发明的半导体清洗方法流程图。如图4所示，本发明的半导体清洗方法包括：

步骤801：提供如图1所示的芯片夹板25，芯片夹板25具有第一面27及与第一面27相对的第二面28，芯片夹板25的第一面27有复数个凹槽22，每一凹槽22中至少有一穿孔220。

步骤802：在芯片夹板25的每一凹槽22中放置一芯片1。

步骤803：以另一个具有复数个穿孔220的芯片夹板25(如图2A所示)或芯片夹板25’(如图2C所示)与装有芯片1的芯片夹板25接合，形成装有复数个芯片1的芯片载具2(如图2A所示)或2’ (如图2C所示)，其中，两个芯片夹板25的穿孔220彼此相对(如图2A所示)或芯片夹板25的穿孔220与芯片夹板25’的穿孔220’ (如图2C所示)彼此相对，因此，每一芯片1的两表面皆透过穿孔220或220’而暴露。

步骤804：以如图3A所示的夹具组40及其夹具42将芯片载具2或2’置入如图3A所示的半导体清洗装置5的一个工作站50中的容器3中，容器3中装有溶液，并使芯片载具2或2’的穿孔220或220’分别面对容器3中的二个超声波装置30。

步骤805：启动如图3A所示的超声波装置30，以对芯片载具2内的芯片1进行超声波清洗。

在较佳的实施状态下，芯片1的被清洗表面是垂直于地面，因此在芯片1表面的杂质被冲刷后会因重力而自然沉淀，不易残留在芯片1的表面上。

步骤806：判断目前芯片载具2或2’所在的工作站50是否为最后一个工作站50，若是的话进入步骤808，若否则进入步骤807。

步骤807：以夹具组40及其夹具42将芯片载具2或2’移动到半导体清洗装置5的下一个工作站50的容器3之中，并重复步骤805。

步骤808：以夹具组40及其夹具42将芯片载具2移出半导体清洗装置5，结束清洗流程；在一较佳的实施状态下，将芯片载具2移出半导体清洗装置5之前，可进一步以风刀产生器(未图示)对芯片载具2进行吹拭。 

其中，半导体清洗装置5的不同工作站50中的容器30，可分别装有不同酸碱值、不同温度的无机或有机溶液，例如酸液、碱液、热水、纯水或醇类；在较佳的实施状态下，半导体清洗装置5共包含六个工作站50及六个容器3，且由第一个容器3到第六个容器3内装的溶液依序为酸液、热水、碱液、热水、纯水、酒精，但本发明对此并不加以限制。

根据本发明所提出的半导体清洗装置5及清洗方法，可在不同的容器3中以不同的溶液同时清洗芯片1的两个表面，增加了芯片1被清洗到的面积，另外芯片1的两个表面在被冲洗时是垂直于地面，因此被冲洗下来的异物不易残留于芯片表面，本发明的半导体清洗装置5并且进一步以风刀吹拭清洗后芯片1能避免芯片1的表面产生水垢，提升清洗的效果，进而使最终电子产品的良率上升；在较佳的实施状态下，本发明所提出的半导体清洗装置5及清洗方法能使芯片1的良率上升1%~5%。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种半导体清洗装置，其特征在于，包括：

一夹具架，可进行垂直于地面方向的上下移动；

复数夹具组，配置于该夹具架上，每个所述夹具组皆可于该夹具架上沿着该夹具架水平移动，且每个所述夹具组彼此之间存在一间距，每个所述夹具组具有至少一夹具；

一容器阵列，位于该夹具架的下方，具有复数个容器，每个所述容器恰位于所述夹具组的其中之一的下方，每个所述容器具有一朝向该夹具架的开口，其中，每个所述容器内的相对两壁面上分别设置有一超声波装置；及

至少一个载具，其被所述夹具组的其中之一所夹持。

2.如权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，该载具是由一个第一芯片夹板及一个第二芯片夹板组成，该第一芯片夹板及该第二芯片夹板皆具有一个第一面及与该第一面相对的第二面，该第一芯片夹板的第一面上有复数个凹槽，每个所述凹槽中有至少一穿孔贯穿至该第一芯片夹板的第二面，该第二芯片夹板上有复数个穿孔自该第二芯片夹板的所述第一面贯穿至该第二芯片夹板的所述第二面，该第一芯片夹板的所述第一面与该第二芯片夹板的所述第一面彼此相对并相接，其中，所述第一芯片夹板的所述穿孔及所述第二芯片夹板的所述穿孔彼此相对，且所述第一芯片夹板的凹槽与所述第二芯片夹板的第一面之间形成复数个容置空间。

3.如权利要求2所述的半导体清洗装置，其特征在于，至少一个所述容置空间中具有一芯片。

4.如权利要求2所述的半导体清洗装置，其特征在于，该载具为置于该些容器的其中之一，且所述第一芯片夹板的该第二面及所述第二芯片夹板的该第二面分别和一超声波装置相对。

5.如权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述容器阵列具有六个容器。

6.如权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述容器依序装有酸液、热水、碱液、热水、纯水及酒精。

7.一种半导体清洗方法，其特征在于，包含：

提供一个第一芯片夹板，该第一芯片夹板具有一个第一面及与该第一面相对的第二面，该第一面具有复数个凹槽，每个所述凹槽中至少有一穿孔贯通至该第二面；

在该第一芯片夹板的至少一个凹槽中放置有一芯片；

将一具有复数个穿孔的第二芯片夹板与所述第一芯片夹板接合形成一芯片载具，其中，所述第二芯片夹板的穿孔与所述第一芯片夹板的穿孔相对，所述芯片透过所述第一芯片夹板的穿孔及所述第二芯片夹板的穿孔暴露于外；

将所述芯片载具置入装有一溶液的一个容器中，并使所述第一芯片夹板的穿孔、所述第二芯片夹板的穿孔分别面对所述容器中的二个超声波装置；并

启动该二个超声波装置以对该芯片载具中的芯片进行超声波清洗。

8.如权利要求7所述的半导体清洗方法，其特征在于，进一步包含以下步骤：

判断所述芯片载具所在的该容器是否为最后一个清洗容器。

9.如权利要求8所述的半导体清洗方法，其特征在于，判断所述芯片载具所在的该容器为最后一个清洗容器时，进一步包含以下步骤：

将所述芯片载具移出该半导体清洗装置。

10.如权利要求8所述的半导体清洗方法，其特征在于，判断所述芯片载具所在的容器不为最后一个清洗容器时，进一步包含以下步骤：

将该芯片载具移出容器并置入装有另一种溶液的另一个容器。