CN106971966A - 一种半导体芯片清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体清洗装置及其清洗方法，其装置包括传送装置、喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构；所述喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构沿传送装置的传送方向依次排布，并位于所述传送装置上方。本发明能够去除半导体芯片表面的污染，将不良芯片转变成正常芯片，过程连续性强，自动化程度高，有效提高了成品良率，减少了产品的浪费，降低了半导体芯片的生产制造成本。

Description

一种半导体芯片清洗装置
技术领域
本发明涉及半导体芯片加工领域，尤其涉及一种半导体芯片清洗装置及其清洗方法。
背景技术
在半导体工业中，半导体芯片制程通常包括前段制程和后段制程，前道制程包括：黄光、化学、薄膜、蒸镀等，而后段制程包括研磨、划裂、测试、分选、目检等。由于制程较为繁杂难免在作业过程中使各种有机无机异物带入芯片表面造成污染。因后段制程无溶液处理芯片表面，尤其是划裂作业以后晶圆被切割成芯片晶粒摆放与蓝膜上，更是难以做清洗工作，目前后段制程中针对造成污染的芯片主要依靠摒弃异常样品（人工挑出）的方式进行处理，对产品良率与人员效率均产生较大不良影响。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种半导体芯片清洗装置及其清洗方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种半导体芯片清洗装置，包括：传送装置、喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构；所述喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构沿传送装置的传送方向依次排布，并位于所述传送装置上方；
所述传送装置上设有工件载台，所述工件载台驱动连接有第一驱动机构，并受第一驱动机构驱动进行翻转；
所述喷淋机构包括储液罐、第一喷液总管以及多个第一喷头，所述储液罐内盛装有清洗剂，所述储液罐与第一喷液总管之间通过管道连通，所述第一喷液总管与储液罐之间连接有第一流量调节阀，所述第一喷液总管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个第一喷头沿第一喷液总管长度方向布置，且所述第一喷头的出液口朝向所述传送装置；
所述刷洗机构包括刷头，所述刷头的刷毛采用柔性材料制成，所述刷头驱动连接有第二驱动机构，并受第二驱动机构驱动进行水平往复运动，所述刷头距工件载台的垂直距离不大于待清洗工件的厚度；
所述冲洗机构包括第二喷液总管以及多个第二喷头，所述第二喷液总管通过管道与厂务出水口连通，所述第二喷液总管与厂务出水口之间的管道上连接有第二流量调节阀，所述第二喷液总管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个第二喷头沿第二喷液总管长度方向布置，且所述第二喷头的出液口朝向所述传送装置；
所述干燥机构包括气管以及多个气枪，所述气管通过管道与厂务出气口连通，所述气管与厂务出气口之间的管道上设有第三流量调节阀，所述气管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个气枪沿气管长度方向布置，且所述气枪的出液口朝向所述传送装置。
进一步地，所述第一喷头、第二喷头以及气枪均能相对传送装置进行翻转。
进一步地，所述第一驱动机构包括支架、电机壳以及第一电机，所述电机壳安装在所述支架上，所述第一电机密封在所述电机壳内，所述第一电机输出轴驱动连接有转轴，所述转轴穿设于工件载台内，且其两端分别转动连接在支架上。
进一步地，所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机输出轴外周驱动连接有曲柄，所述曲柄背离第二电机输出轴外周铰接有连杆，所述连杆背离曲柄一端铰接有滑块，所述滑块能相对传送装置进行水平滑动，所述刷头安装在所述滑块上。
进一步地，还包括排液回收机构，所述传送装置上贯穿地开设有多个漏液孔，所述排液回收机构位于所述漏液孔下方。
进一步地，所述排液回收机构包括左回收单元，所述左回收单元包括左排液槽和左废液槽，所述左排液槽位于所述冲洗机构和干燥机构下方，所述左排液槽和左废液槽之间通过管道连通，所述左排液槽的出液口处设有第一过滤网。
进一步地，所述排液回收机构包括右回收单元，所述右回收单元包括右排液槽和右废液槽，所述右排液槽位于所述喷淋机构和刷洗机构下方，所述右排液槽和右废液槽之间通过管道连通，所述右排液槽的出液口处设有第二过滤网。
进一步地，所述干燥机构采用N2对工件进行干燥。
进一步地，所述清洗剂由二甲苯和去离子水混合而成，所述二甲苯与去离子水的重量比为1:1—1:6。
本发明还提出一种半导体芯片清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：
配制清洗溶液，将含摆放整齐的待清洗芯片的蓝膜粘贴固定在工件载台上，通过第一驱动机构调整工件载台的位置，使之相对水平面呈30°—60°的夹角；
通过传送装置驱动带动工件载台运动，当工件载台运动至喷淋机构下方时，第一喷头朝向蓝膜上的芯片喷洒清洗剂；
当工件载台运动至刷洗机构下方时，传送装置运动停止，第二驱动机构驱动刷头水平往复运动，预定时间后，传送装置继续运行；
当工件载台运动至冲洗机构下方时，第二喷头朝向蓝膜上的芯片喷洒去离子水；
当工件载台运动至干燥机构下方时，运动带运动停止，气枪朝向蓝膜上的芯片喷射气体，预定时间后，工作人员将工件载台上的蓝膜卸下。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明能够去除半导体芯片表面的污染，将不良芯片转变成正常芯片，过程连续性强，自动化程度高，有效提高了成品良率，减少了产品的浪费，降低了半导体芯片的生产制造成本。
附图说明
图1是本发明提出的半导体清洗装置的结构示意图。
图2是图1中第一驱动机构所在部分的结构示意图。
图3是图1中第二驱动机构所在部分的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
参照图1—3，图1是本发明提出的半导体清洗装置的结构示意图；图2是图1中第一驱动机构所在部分的结构示意图；图3是图1中第二驱动机构所在部分的结构示意图。
如图1所示，本发明提出的半导体清洗装置，包括传送装置1、喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构；所述喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构沿传送装置1的传送方向依次排布，并位于所述传送装置1上方。
所述传送装置1上设有工件载台2，所述工件载台2驱动连接有第一驱动机构，并受第一驱动机构驱动进行翻转。
所述喷淋机构包括储液罐6、第一喷液总管7以及多个第一喷头8，所述储液罐6内盛装有清洗剂，所述储液罐6与第一喷液总管7之间通过管道连通，所述第一喷液总管7与储液罐6之间连接有第一流量调节阀9，所述第一喷液总管7长度方向垂直于传送装置1的传送方向，所述多个第一喷头8沿第一喷液总管7长度方向布置，且所述第一喷头8的出液口朝向所述传送装置1。
所述刷洗机构包括刷头10，所述刷头10的刷毛采用柔性材料制成，所述刷头10驱动连接有第二驱动机构，并受第二驱动机构驱动进行水平往复运动，所述刷头10距工件载台2的垂直距离不大于待清洗工件的厚度。
所述冲洗机构包括第二喷液总管15以及多个第二喷头16，所述第二喷液总管15通过管道与厂务出水口连通，所述第二喷液总管15与厂务出水口之间的管道上连接有第二流量调节阀17，所述第二喷液总管15长度方向垂直于传送装置1的传送方向，所述多个第二喷头16沿第二喷液总管15长度方向布置，且所述第二喷头16的出液口朝向所述传送装置1。
所述干燥机构包括气管18以及多个气枪19，所述气管18通过管道与厂务出气口连通，所述气管18与厂务出气口之间的管道上设有第三流量调节阀20，所述气管18长度方向垂直于传送装置1的传送方向，所述多个气枪19沿气管长度方向布置，且所述气枪19的出液口朝向所述传送装置1。
在具体设计时，所述传送装置1包括但不限于传送带，任何能实现驱动工件载台2运动的机构均可。
如若在某一工序完成后才能进行后续加工工序，将导致加工过程中等待时间延长，严重影响对芯片的清洗效率。因此，本方案在传送装置1上设有至少N个工件载台2，N≥4。在工件载台2处于如喷淋机构下方时，其他如刷洗机构、冲洗机构等装置能对其他工件载台2上的芯片进行相关处理。
上述方案原理如下：将待清洗芯片蓝膜放置于工件载台2上，通过第一驱动机构调整工件载台2的位置，使之相对水平面呈30°—60°的夹角，优选45°。
通过传送装置1驱动带动工件载台2运动，当工件载台2运动至喷淋机构下方时，第一喷头8朝向蓝膜上的芯片喷洒清洗剂，喷洒量以覆盖所有芯片为准。
当工件载台2运动至刷洗机构下方时，传送装置1运动停止，第二驱动机构驱动刷头10水平往复运动，刷洗每个方向均为30次，其后传送装置1继续运行。
当工件载台2运动至冲洗机构下方时，第二喷头16朝向蓝膜上的芯片喷洒去离子水，所述去离子水流速为10L/min-100L/min，冲洗时间约30s。
当工件载台运动至干燥机构下方时，运动带1运动停止，气枪19朝向蓝膜上的芯片喷射气体，所述气体优选N2，气体的流速10L/min-100L/min，吹气时间约30s。
向芯片表面喷吹N2能够使芯片处于富氮的环境下，在实现干燥的同时，能够吹走残留在芯片表面的固体颗粒物，并能够防止芯片表面发生氧化。
通过以上步骤可以有效去除芯片表面的污物。
在有的实施例中，所述第一喷头8、第二喷头16以及气枪19均能相对传送装置1进行翻转，能够根据实际环境调整喷头以及气枪19的喷射方向，设计更加合理，有助于保证清洗与干燥效果。
在有的实施例中，所述第一驱动机构包括支架3、电机壳4以及第一电机5，所述电机壳4安装在所述支架3上，所述第一电机5密封在所述电机壳4内，所述第一电机5输出轴驱动连接有转轴，所述转轴穿设于工件载台内，且其两端分别转动连接在支架3上。
在有的实施例中，所述第二驱动机构包括第二电机11，所述第二电机11输出轴外周驱动连接有曲柄12，所述曲柄12背离第二电机11输出轴外周铰接有连杆13，所述连杆13背离曲柄12一端铰接有滑块14，所述滑块14能相对传送装置1进行水平滑动，所述刷头10安装在所述滑块14上。
在有的实施例中，还包括排液回收机构，所述传送装置1上贯穿地开设有多个漏液孔，所述排液回收机构位于所述漏液孔下方，通过排液回收机构能够对清洗剂以及去离子水进行回收，有助于减少清洗剂以及去离子水的浪费。
具体地，所述排液回收机构包括左回收单元，所述左回收单元包括左排液槽21和左废液槽22，所述左排液槽21位于所述冲洗机构和干燥机构下方，所述左排液槽21和左废液槽22之间通过管道连通，所述左排液槽21的出液口处设有第一过滤网。
在有的实施例中，所述排液回收机构包括右回收单元，所述右回收单元包括右排液槽23和右废液槽24，所述右排液槽23位于所述喷淋机构和刷洗机构下方，所述右排液槽23和右废液槽24之间通过管道连通，所述右排液槽23的出液口处设有第二过滤网。
在有的实施例中，所述清洗剂由二甲苯和去离子水混合而成，所述二甲苯与去离子水的重量比为1:1—1:6。
本发明对二甲苯和去离子水混合后的溶液以及水分别作为清洗剂对芯片进行清洗处理，并采用未使用本清洗方法的芯片作为对比试验，得到的芯片良品率如下表所示：
是否使用本清洗方法 清洗剂 芯片良品率（%）
否 / 60
是 水 75
是 二甲苯和去离子水的混合溶液 ≥97
由上表可知，采用本发明提出的清洗方法，能够大幅度提高芯片的良品率，且采用二甲苯和去离子水的混合溶液作为清洗剂，对芯片的处理效果最佳，处理效果满足实际生产需求。
由于上述清洗过程中，人工参与少，能够较大程度地减低工作人员地劳动强度，且过程连续性强，等待时间短，在短时间内就能处理一批次芯片，并能保证处理后芯片的质量，有助于提升芯片的产量。
本发明能够去除半导体芯片表面的污染，将不良芯片转变成正常芯片，过程连续性强，自动化程度高，有效提高了成品良率，减少了产品的浪费，降低了半导体芯片的生产制造成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体芯片清洗装置，其特征在于，包括：传送装置、喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构；所述喷淋机构、刷洗机构、冲洗机构以及干燥机构沿传送装置的传送方向依次排布，并位于所述传送装置上方；
所述传送装置上设有工件载台，所述工件载台驱动连接有第一驱动机构，并受第一驱动机构驱动进行翻转；
所述喷淋机构包括储液罐、第一喷液总管以及多个第一喷头，所述储液罐内盛装有清洗剂，所述储液罐与第一喷液总管之间通过管道连通，所述第一喷液总管与储液罐之间连接有第一流量调节阀，所述第一喷液总管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个第一喷头沿第一喷液总管长度方向布置，且所述第一喷头的出液口朝向所述传送装置；
所述刷洗机构包括刷头，所述刷头的刷毛采用柔性材料制成，所述刷头驱动连接有第二驱动机构，并受第二驱动机构驱动进行水平往复运动，所述刷头距工件载台的垂直距离不大于待清洗工件的厚度；
所述冲洗机构包括第二喷液总管以及多个第二喷头，所述第二喷液总管通过管道与厂务出水口连通，所述第二喷液总管与厂务出水口之间的管道上连接有第二流量调节阀，所述第二喷液总管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个第二喷头沿第二喷液总管长度方向布置，且所述第二喷头的出液口朝向所述传送装置；
所述干燥机构包括气管以及多个气枪，所述气管通过管道与厂务出气口连通，所述气管与厂务出气口之间的管道上设有第三流量调节阀，所述气管长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述多个气枪沿气管长度方向布置，且所述气枪的出液口朝向所述传送装置。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述第一喷头、第二喷头以及气枪均能相对传送装置进行翻转。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括支架、电机壳以及第一电机，所述电机壳安装在所述支架上，所述第一电机密封在所述电机壳内，所述第一电机输出轴驱动连接有转轴，所述转轴穿设于工件载台内，且其两端分别转动连接在支架上。
4.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机输出轴外周驱动连接有曲柄，所述曲柄背离第二电机输出轴外周铰接有连杆，所述连杆背离曲柄一端铰接有滑块，所述滑块能相对传送装置进行水平滑动，所述刷头安装在所述滑块上。
5.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，还包括排液回收机构，所述传送装置上贯穿地开设有多个漏液孔，所述排液回收机构位于所述漏液孔下方。
6.根据权利要求5所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述排液回收机构包括左回收单元，所述左回收单元包括左排液槽和左废液槽，所述左排液槽位于所述冲洗机构和干燥机构下方，所述左排液槽和左废液槽之间通过管道连通，所述左排液槽的出液口处设有第一过滤网。
7.根据权利要求5所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述排液回收机构包括右回收单元，所述右回收单元包括右排液槽和右废液槽，所述右排液槽位于所述喷淋机构和刷洗机构下方，所述右排液槽和右废液槽之间通过管道连通，所述右排液槽的出液口处设有第二过滤网。
8.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述干燥机构采用N2对工件进行干燥。
9.根据权利要求1所述的半导体芯片清洗装置，其特征在于，所述清洗剂由二甲苯和去离子水混合而成，所述二甲苯与去离子水的重量比为1:1—1:6。
10.一种采用如权利要求1—9任一项所述的半导体芯片清洗装置的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
配制清洗溶液，将含摆放整齐的待清洗芯片的蓝膜粘贴固定在工件载台上，通过第一驱动机构调整工件载台的位置，使之相对水平面呈30°—60°的夹角；
通过传送装置驱动带动工件载台运动，当工件载台运动至喷淋机构下方时，第一喷头朝向蓝膜上的芯片喷洒清洗剂；
当工件载台运动至刷洗机构下方时，传送装置运动停止，第二驱动机构驱动刷头水平往复运动，预定时间后，传送装置继续运行；
当工件载台运动至冲洗机构下方时，第二喷头朝向蓝膜上的芯片喷洒去离子水；
当工件载台运动至干燥机构下方时，运动带运动停止，气枪朝向蓝膜上的芯片喷射气体，预定时间后，工作人员将工件载台上的蓝膜卸下。
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