CN107210208B - 防掉落的半导体器件清洗装置以及具有该装置的工艺腔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防掉落的半导体器件清洗装置。该装置包括：与载体(101)相连接的喷嘴(102)；固定在载体(101)上的兆声波/超声波装置(105)；以及检测兆声波/超声波装置(105)与载体(101)之间的距离以判定兆声波/超声波装置(105)是否松动并将要掉落的传感器(104)。在清洗过程中，兆声波/超声波装置与喷嘴一起工作。本发明还公开了一种具有防掉落的半导体器件清洗装置的工艺腔。

Description

防掉落的半导体器件清洗装置以及具有该装置的工艺腔
技术领域
本发明涉及一种防掉落装置以及具有防掉落装置的工艺腔，尤其涉及一种通过在半导体器件上应用兆声波/超声波能量来清洗半导体器件的防掉落的半导体器件清洗装置。
背景技术
随着科技发展，半导体清洗工艺日益成熟，与传统的机械清洗工艺不同，大量的先进高端清洗装置和设备开始在半导体制造和工艺市场上崭露头角，作为其中的佼佼者之一，重点推荐具有兆声波/超声波装置的设备。
兆声波/超声波装置是先进高端清洗装置和设备的关键部件。兆声波/超声波装置通常与喷嘴一起工作，在清洗过程中，在高频振动和化学反应的影响下，清洗液分子在兆声波/超声波驱动下以高速连续不断的撞击半导体器件的表面，由此去除微粒和细小污染物并溶解到清洗液中。
作为先进高端清洗装置和设备的关键部件，兆声波/超声波装置比较大并且重。通常，兆声波/超声波装置固定在载体上，随着载体在清洗液中移动。在清洗过程中，兆声波/超声波装置位于半导体器件上方，向半导体器件发送兆声波/超声波。通过长时间的使用，如果兆声波/超声波装置无法稳定的安装在载体上或者兆声波/超声波装置和载体之间变松，兆声波/超声波装置有可能掉下来并将半导体器件砸成碎片，同时，兆声波/超声波装置在清洗过程中的持续移动增加了兆声波/超声波装置掉落的风险。我们知道，半导体器件价值较贵，如果这种事件不被很好的控制，那么将会对制造商和供应商造成成本上升。
此外，长时间的使用后，兆声波/超声波装置或其他部件上可能会产生微粒和微小污染物，因此，工艺腔内的兆声波/超声波装置需要经常清洗。
发明内容
根据本发明的一种具体实施方式，提供了一种防掉落的半导体器件清洗装置。该装置包括：与载体相连接的喷嘴；固定在载体上的兆声波/超声波装置，在清洗过程中，兆声波/超声波装置与喷嘴一起工作；检测兆声波/超声波装置与载体之间的距离以判定兆声波/超声波装置是否松动并将要掉落的传感器。
根据本发明的另一种具体实施方式，提供了一种工艺腔。该工艺腔包括：防掉落的半导体器件清洗装置，该装置包括与载体相连接的喷嘴；固定在载体上的兆声波/超声波装置，在清洗过程中，兆声波/超声波装置与喷嘴一起工作；检测兆声波/超声波装置与载体之间的距离以判定兆声波/超声波装置是否松动并将要掉落的传感器；承载并转动半导体器件的卡盘；在半导体器件上方来回摆动并喷洒化学液或气体清洗半导体器件的摆动式喷头；至少两个用于冲洗或清洗摆动式喷头或者兆声波/超声波装置的托盘。
附图说明
本发明提供了一种防掉落的半导体器件清洗装置。此外，本发明还提供了一种具有防掉落的半导体器件清洗装置的工艺腔。通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其他目的、特征和优势将更加清晰。然而，这些附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1a-1b示意了防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式。
图2a-2b示意了防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式的底视图。
图3示意了防掉落的半导体器件清洗装置的兆声波/超声波装置的一种具体实施方式。
图4示意了防掉落的半导体器件清洗装置的传感器的一种具体实施方式。
图5a-5b示意了本发明的工艺腔的一种具体实施方式。
图6示意了工艺腔的托盘的一种具体实施方式。
图7示意了工艺腔的防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式。
图8示意了工艺腔的兆声波/超声波装置的一种具体实施方式。
图9示意了工艺腔的传感器的一种具体实施方式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。所描述的本发明的实施例不将本发明限定为以下详细说明中所公开的精确形式。
图1a-1b示意了防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式。该防掉落的半导体器件清洗装置包括与载体101相连接的喷嘴102；固定在载体101上的兆声波/超声波装置105，在清洗过程中，兆声波/超声波装置105与喷嘴102一起工作；检测兆声波/超声波装置105与载体101之间的距离以判定兆声波/超声波装置105是否松动并将要掉落的传感器104。此外，该防掉落的半导体器件清洗装置还包括驱动该装置移动的摆臂103。
图2a-2b示意了防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式的底视图。如图2a所示，兆声波/超声波装置105为扇形，因此能够适用于圆形的半导体器件。如图2b所示，示意了防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式，在该装置中拆掉了兆声波/超声波装置105，由此可以看出传感器104固定在载体101上，传感器104位于兆声波/超声波装置105和载体101之间。
在本发明的一种具体实施方式中，传感器的输出，例如传感器的读数与兆声波/超声波装置105与载体101之间的距离成比例。进一步地，如果兆声波/超声波装置105与载体101之间的距离达到最小值，传感器的输出，例如传感器的读数为“0”。在一种具体实施方式中，传感器104的精确度为0.01mm或更高。
在本发明的一种具体实施方式中，防掉落的半导体器件清洗装置还包括与传感器104相连接的自动报警器，如果传感器的读数超过预设阈值，自动报警器会被触发，以提醒操作人员固定兆声波/超声波装置105。采取这种方式，兆声波/超声波装置105掉落砸碎半导体器件的可能性降低。
图3示意了防掉落的半导体器件清洗装置的兆声波/超声波装置的一种具体实施方式。在一种具体实施方式中，使用至少一对螺丝和螺母将兆声波/超声波装置105安装在载体101的底部，螺丝和螺母可以调节兆声波/超声波装置105和载体101之间的距离。在一种具体实施方式中，有三对螺丝和螺母构成三角形分布在兆声波/超声波装置105上，兆声波/超声波装置105和载体101之间的距离可以通过松开或拧紧至少一对螺丝和螺母108来调节。传感器104用来检测由螺丝和螺母108的松开引起的兆声波/超声波装置105的位置改变，松开三对中的部分螺丝和螺母会引起兆声波/超声波装置105的位置改变。传感器104检测兆声波/超声波装置105和载体101之间的距离，距离由传感器104的输出表示并用作调节螺丝和螺母的参考。也就是说，根据传感器的输出，至少一对螺丝和螺母会被松开或拧紧。进一步地，在清洗过程中，清洗液由喷嘴102喷向半导体器件，兆声波/超声波装置105浸没在清洗液中用于产生兆声波/超声波。
图4示意了防掉落的半导体器件清洗装置的传感器的一种具体实施方式。如图4所示，在一种具体实施方式中，传感器104为压力传感器，包括测量端106和固定端107，固定端107安装在载体101上，测量端106是可伸缩的并被兆声波/超声波装置105紧压。压力传感器检测测量端106的伸缩量以判定兆声波/超声波装置105是否松动并将掉落。
在另一种具体实施方式中，传感器104为光传感器，光传感器向兆声波/超声波装置105发出光信号并接收反射光信号，计算光信号的往返时间。采取这种方式，载体101和兆声波/超声波装置105之间的距离可以被检测出。
在又一种具体实施方式中，传感器104为电传感器，电传感器可以通过监测电参数的变化检测出载体101和兆声波/超声波装置105之间的距离。
如图5a至图9所示，本发明还提供了一种工艺腔。
图5a-5b示意了本发明的工艺腔的一种具体实施方式。
如图5a-5b所示，工艺腔包括防掉落的半导体器件清洗装置500，该装置500包括与载体501相连接的喷嘴502；固定在载体501上的兆声波/超声波装置505，在清洗过程中，兆声波/超声波装置505与喷嘴502一起工作；检测兆声波/超声波装置505与载体501之间的距离以判定兆声波/超声波装置505是否松动并将要掉落的传感器504；承载并转动半导体器件510的卡盘509；在半导体器件510上方来回摆动并喷洒化学液或气体清洗半导体器件510的摆动式喷头512；至少两个用来冲洗或清洗摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505的托盘513。该防掉落的半导体器件清洗装置500还包括摆臂503和垂直致动器508。摆臂503驱动防掉落的半导体器件清洗装置500移动。垂直致动器508驱动防掉落的半导体器件清洗装置500上下移动。卡盘509驱动半导体器件510在清洗过程中转动。一些夹紧件511分布在卡盘509上以防止半导体器件510移动。
在清洗过程中，首先，摆动式喷头512在半导体器件510上方来回摆动，并向半导体器件510上喷洒化学液，然后，兆声波/超声波装置505被驱动到工作位置时，摆动式喷头512被驱动到空闲位置。喷嘴502在工作位置上继续向半导体器件510上喷洒化学液，垂直致动器508驱动兆声波/超声波装置505向下并浸没在化学液中以产生兆声波/超声波清洗半导体器件505。兆声波/超声波在清洗液中传播并振动。同时，在清洗过程中，卡盘509驱动半导体器件510转动。通过这种方法，半导体器件519被清洗干净。
本领域的技术人员都知道，长时间使用后，兆声波/超声波装置505和喷嘴502上会产生微粒和微小污染物，因此，在非工作时间，工艺腔内的兆声波/超声波装置505和喷嘴502需要经常清洗。因此，工艺腔内提供了至少两个用于冲洗或清洗摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505的托盘513。
如图5a所示，兆声波/超声波装置505工作时，摆动式喷头512停留在第二空闲位置，摆动式喷头512在托盘513a上方。
如图5b所示，摆动式喷头512工作时，摆臂503停留在第一空闲位置，兆声波/超声波装置505在托盘513b上方。
该至少两个托盘513(托盘513a和托盘513b)的形状可以互不相同以便与摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505相匹配。如图6所示，示意了本发明所提出工艺腔的托盘的一种具体实施方式。托盘513包括内托盘516和外托盘515。内托盘516位于外托盘515的内部且其侧壁比外托盘515的侧壁更低。内托盘516和外托盘515分别设有排液口517。托盘513还设有喷射头518，喷射头518喷液冲洗或清洗摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505。
某些情况下，在开始清洗工艺之前，摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505需要被冲洗。由于在清洗工艺之初，摆动式喷头512和喷嘴502喷出的化学液可能无法满足工艺需求，一些工艺参数，例如温度、流量等，并不稳定，因此，在清洗工艺开始前，先冲洗摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505是很有必要的。
为了冲洗摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505，摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505被驱动到托盘513的上方并向托盘513喷洒一段时间的化学液。进一步，喷嘴502和摆动式喷头512都连接到检测系统来检测相关技术参数。摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505将被驱动到工作位置，直到化学液满足工艺需求。某些情况下，如果摆臂503弯曲，在清洗过程中，兆声波/超声波装置505和半导体器件510之间的距离过近，将会造成半导体器件510损坏。因此，至少有一对检测装置514水平设置在托盘513b的两侧，检测装置514通过发送和接收光信号来判断摆臂503是否弯曲。在一种具体实施方式中，检测装置514为激光传感器。摆臂503回到空闲位置后，如果检测装置514无法接收到光信号，这就意味着摆臂503弯曲，需要替换或维修；反之，如果检测装置514可以接收到光信号，这就意味着摆臂503是水平的。
为了清洗摆动式喷头512和兆声波/超声波装置505，在非工作时间，摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505被驱动到托盘513的上方，喷射头518向摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505喷洒清洗液以清洗摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505。兆声波/超声波装置505由垂直致动器508驱动下降并浸没在清洗液中，微粒和污染物被去除。在一种具体实施方式中，清洗液为去离子水。如图6所示，喷射头518位于内托盘516内，内托盘516的侧壁低于外托盘515的侧壁，因此，如果内托盘516盛满清洗液，多余的清洗液将会溢到外托盘515内，采取这种方式，内托盘516内的清洗液能保持清洁并且是流动的，有利于清洗摆动式喷头512或兆声波/超声波装置505。此外，内托盘516和外托盘515都设有用于排出清洗液的排液口517。
图7示意了工艺腔的防掉落的半导体器件清洗装置的一种具体实施方式。该防掉落的半导体器件清洗装置包括与载体501相连接的喷嘴502；固定在载体501上的兆声波/超声波装置505，在清洗过程中，兆声波/超声波装置505与喷嘴502一起工作；检测兆声波/超声波装置505与载体501之间的距离以判定兆声波/超声波装置505是否松动并将要掉落的传感器504。此外，该防掉落的半导体器件清洗装置还包括驱动该装置移动的摆臂503。在一种具体实施方式中，兆声波/超声波装置505为扇形，以便适用于圆形的半导体器件510。传感器504安装在载体501上并位于兆声波/超声波装置和载体501之间。
在本发明的一种具体实施方式中，传感器的输出，例如传感器的读数与兆声波/超声波装置505与载体501之间的距离成比例。进一步地，如果兆声波/超声波装置505与载体501之间的距离达到最小值，传感器的输出，例如传感器的读数为“0”。在一种具体实施方式中，传感器504的精确度为0.01mm或更高。
在本发明的一种具体实施方式中，防掉落的半导体器件清洗装置还包括与传感器504相连接的自动报警器，如果传感器的读数超过预设阈值，自动报警器会被触发，以提醒操作人员固定兆声波/超声波装置505。采取这种方式，兆声波/超声波装置505掉落砸碎半导体器件的可能性降低。
图8示意了工艺腔的兆声波/超声波装置的一种具体实施方式。在一种具体实施方式中，使用至少一对螺丝和螺母将兆声波/超声波装置505安装在载体501的底部，螺丝和螺母可以调节兆声波/超声波装置505和载体501之间的距离。在一种具体实施方式中，有三对螺丝和螺母519构成三角形分布在兆声波/超声波装置505上，兆声波/超声波装置505和载体501之间的距离可以通过松开或拧紧至少一对螺丝和螺母519来调节。传感器104用来检测由螺丝和螺母519的松开引起的兆声波/超声波装置505的位置改变，松开三对中的部分螺丝和螺母会引起兆声波/超声波装置505的位置改变。传感器504检测兆声波/超声波装置505和载体501之间的距离，距离由传感器504的输出表示并用作调节螺丝和螺母的参考。也就是说，根据传感器的输出，至少一对螺丝和螺母会被松开或拧紧。进一步地，在清洗过程中，清洗液由喷嘴502喷向半导体器件，兆声波/超声波装置505浸没在清洗液中用于产生兆声波/超声波。
图9示意了工艺腔的传感器的一种具体实施方式。如图9所示，在一种具体实施方式中，传感器504为压力传感器，包括测量端506和固定端507，固定端507安装在载体501上，测量端506是可伸缩的并被兆声波/超声波装置505紧压。压力传感器检测测量端506的伸缩量，用来判断兆声波/超声波装置505是否松动并将掉落。
在另一种具体实施方式中，传感器504为光传感器，光传感器向兆声波/超声波装置505发出光信号并接收反射光信号，计算出光信号的往返时间，那么载体501和兆声波/超声波装置505之间的距离可以被检测出。
在又一种具体实施方式中，传感器504为电传感器，电传感器可以通过监测电参数的变化检测出载体501和兆声波/超声波装置505之间的距离。
尽管本发明以特定的实施方式、举例、应用来说明，本领域内显而易见的改动和替换将依旧落入本发明的保护范围。

Claims (25)

1.一种防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，包括：
与载体相连接的喷嘴；
固定在载体上的兆声波/超声波装置，在清洗过程中，兆声波/超声波装置与喷嘴一起工作；
检测兆声波/超声波装置与载体之间的距离以判定兆声波/超声波装置是否松动并将要掉落的传感器。
2.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，兆声波/超声波装置通过至少一对螺丝和螺母安装在载体上，兆声波/超声波装置和载体之间的距离可以通过松开或拧紧至少一对螺丝和螺母来调节。
3.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，传感器为压力传感器、光传感器或电传感器。
4.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，传感器的输出与兆声波/超声波装置和载体之间的距离成比例。
5.根据权利要求4所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，传感器的输出为传感器的读数，如果兆声波/超声波装置和载体之间的距离达到最小值，传感器的读数为“0”。
6.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，传感器的精度为0.01mm或更高。
7.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，还进一步包括与传感器相连接的自动报警器。
8.根据权利要求7所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，如果传感器的输出超过预设阈值时，自动报警器被触发。
9.根据权利要求1所述的防掉落的半导体器件清洗装置，其特征在于，还进一步包括驱动该装置移动的摆臂。
10.一种工艺腔，其特征在于，包括：
防掉落的半导体器件清洗装置，该装置包括与载体相连接的喷嘴；固定在载体上的兆声波/超声波装置，在清洗过程中，兆声波/超声波装置与喷嘴一起工作；检测兆声波/超声波装置与载体之间的距离以判定兆声波/超声波装置是否松动并将要掉落的传感器；
承载并转动待清洗的半导体器件的卡盘；
在半导体器件上方来回摆动并喷洒化学液或气体清洗半导体器件的摆动式喷头；
至少两个托盘，所述托盘设有喷射头，喷射头喷液冲洗或清洗摆动式喷头或兆声波/超声波装置。
11.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，兆声波/超声波装置通过至少一对螺丝和螺母安装在载体上，兆声波/超声波装置和载体之间的距离可以通过松开或拧紧至少一对螺丝和螺母来调节。
12.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，传感器为压力传感器、光传感器或电传感器。
13.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，传感器的输出与兆声波/超声波装置和载体之间的距离成比例。
14.根据权利要求13所述的工艺腔，其特征在于，传感器的输出为传感器的读数，如果兆声波/超声波装置和载体之间的距离达到最小值，传感器的读数为“0”。
15.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，防掉落的半导体器件清洗装置还包括驱动该装置移动的摆臂。
16.根据权利要求15所述的工艺腔，其特征在于，在非工作时间，摆臂停留在第一空闲位置，兆声波/超声波装置保持在其中一个托盘的上方。
17.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，在非工作时间，摆动式喷头停留在第二空闲位置，摆动式喷头保持在其中一个托盘的上方。
18.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，每个托盘都包括内托盘和外托盘，内托盘位于外托盘内部且内托盘的侧壁低于外托盘的侧壁。
19.根据权利要求18所述的工艺腔，其特征在于，内托盘和外托盘分别设有排液口。
20.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，每个托盘都设有用于冲洗或清洗摆动式喷头或兆声波/超声波装置的喷射头。
21.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，防掉落的半导体器件清洗装置还包括驱动该装置上下移动的垂直致动器。
22.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，传感器的精确度为0.01mm或更高。
23.根据权利要求10所述的工艺腔，其特征在于，防掉落的半导体器件清洗装置还包括与传感器相连接的自动报警器。
24.根据权利要求23所述的工艺腔，其特征在于，如果传感器的输出超过预设阈值时，自动报警器被触发。
25.根据权利要求15所述的工艺腔，其特征在于，还包括至少一对用于检测摆臂是否弯曲的检测装置。
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