CN107507801A - 一种清洗夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗夹具，包括：夹具底座、夹具顶盖、夹具固定杆。其中，夹具底座上设置有多条第一通道，每条第一通道均为具有中空结构的中空槽，中空槽的横截面为等腰梯形，等腰梯形的下底边靠近夹具顶盖，等腰梯形的上底边远离夹具顶盖，等腰梯形的上底边边长长度小于待清洗的芯片表面短边的长度；夹具顶盖上设置有多条第二通道，每条第二通道均为具有中空结构的中空槽，中空槽的横截面为长方形，长方形的中空槽平行于等腰梯形上底边或下底边的边长长度小于芯片表面短边的长度；夹具底座与夹具顶盖通过夹具固定杆固定连接。本发明的清洗夹具可实现单次多片、多规格芯片的高可靠性、高效率无损伤清洗，解决了现有技术问题。

Description

一种清洗夹具

技术领域

本发明涉及微电子工艺领域，特别是涉及一种清洗夹具。

背景技术

随着微电子技术的进展，微电子器件的集成度不断提高，对芯片表面洁净度的要求越来越高。

在生产线上，由于芯片具有种类繁多、数量大、面积微小、体积微小和材料易碎等特点，且在芯片等半导体器件的制作过程中，需要时刻保持产品、环境及工艺人员的高清洁度，因此，在一些工艺环节涉及到器件的超声、兆声清洗时，采用人工夹取清洗的方式易造成器件崩边、裂片、表面划伤，直接影响器件性能及可靠性，同时生产率低、耗时长。

发明内容

本发明提供一种清洗夹具，用以解决现有技术需要人工夹取芯片清洗导致芯片损坏以及清洗效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种清洗夹具，包括：夹具底座、夹具顶盖和夹具固定杆。其中，所述夹具底座上设置有多条第一通道，每条所述第一通道均为具有中空结构的中空槽，所述中空槽的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形的下底边靠近所述夹具顶盖，所述等腰梯形的上底边远离所述夹具顶盖，所述等腰梯形的上底边边长长度小于待清洗的芯片表面短边的长度；所述夹具顶盖上设置有多条第二通道，每条所述第二通道均为具有中空结构的中空槽，所述中空槽的横截面为长方形，所述长方形的中空槽平行于所述等腰梯形上底边或下底边的边长长度小于所述芯片表面短边的长度；所述夹具底座与所述夹具顶盖通过所述夹具固定杆固定连接。

可选的，所述第一通道的所述中空槽的两个斜面上分别设置有多对一一对应的凹槽，所述凹槽用于放置夹具隔板，所述夹具隔板的横截面为等腰梯形，所述芯片放置在每两个相邻的夹具隔板之间的中空槽中。

可选的，所述夹具隔板的横截面的等腰梯形尺寸与所述凹槽对应的等腰梯形相匹配。

可选的，所述夹具隔板的厚度与所述凹槽的宽度相同，所述夹具隔板的等腰梯形高度与所述凹槽的深度相同。

可选的，所述夹具隔板的厚度在1.5毫米至3毫米之间。

可选的，所述长方形的中空槽平行于所述等腰梯形的上底边或下底边的边长长度与所述等腰梯形的上底边的边长长度相等。

可选的，在所述夹具底座四个直角位置分别设置有一个通孔，所述夹具顶盖与所述四个直角位置对应的位置设置有一一对应的通孔，所述夹具固定杆贯通插入所述通孔。

可选的，每个所述通孔的尺寸均相同。

可选的，相邻凹槽的设置宽度小于所述芯片表面短边的长度。

可选的，所述夹具固定杆包括螺钉和螺母。

本发明提供了一种清洗夹具，在进行清洗时，洗液通过夹具底座等腰梯形中空槽与夹具顶盖长方形的中空槽实现流通，芯片表面的异物在洗液流通过程中脱落后，通过夹具底座的等腰梯形中空槽随洗液流出，采用本发明提供的清洗夹具进行芯片清洗，清洗过程中不人工触及芯片表面，并且同时可以实现单种多片或多种不同芯片的同时清洗，提高了清洗效率，并保证了对芯片的保护，具有较高的可靠性，解决了现有技术的如下问题：现有清洗过程易造成半导体器件崩边、裂片或表面划伤等损伤，效率较低，可靠性难以保证。

附图说明

图1是本发明实施例中，清洗夹具的三维结构示意图；

图2是本发明实施例中，夹具底座的前视剖面示意图；

图3是本发明实施例中，夹具底座的俯视示意图；

图4是本发明实施例中，夹具底座的前视示意图；

图5是本发明实施例中，夹具底座的侧视示意图；

图6是本发明实施例中，设置有凹槽的夹具底座的前视剖面示意图；

图7是本发明实施例中，夹具隔板的俯视示意图；

图8是本发明实施例中，夹具隔板的前视示意图；

图9是本发明实施例中，夹具顶盖放置在夹具底座上的前视剖面示意图；

图10是本发明实施例中，夹具顶盖的俯视示意图；

图11是本发明实施例中，夹具顶盖的前视示意图；

图12是本发明实施例中，夹具顶盖的侧视示意图；

图13是本发明实施例中，夹具固定杆的俯视示意图；

图14是本发明实施例中，夹具固定杆的前视示意图；

图15是本发明实施例中，芯片清洗过程的极限情况示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的如下问题：现有清洗过程易造成半导体器件崩边、裂片或表面划伤等损伤，效率较低，可靠性难以保证；为改善芯片表面清洗效果，防止清洗过程产生的异物残留在芯片表面造成芯片损坏，在清洗的环节需将芯片表面朝下，为了防止芯片表面被异物划伤，需要保证芯片清洗过程中表面悬空放置。

基于上述考虑，本发明提供了一种清洗夹具，该清洗夹具的三维结构示意图如图1所示，包括：

夹具底座1、夹具顶盖2、夹具固定杆3；其中，夹具底座上设置有多条第一通道，每条第一通道均为具有中空结构的中空槽，中空槽的横截面为等腰梯形，等腰梯形的下底边靠近夹具顶盖，等腰梯形的上底边远离夹具顶盖，等腰梯形的上底边边长长度小于待清洗的芯片表面短边的长度；夹具顶盖上设置有多条第二通道，每条第二通道均为具有中空结构的中空槽，中空槽的横截面为长方形，长方形的中空槽平行于等腰梯形上底边或下底边的边长长度小于芯片表面短边的长度；夹具底座与夹具顶盖通过夹具固定杆固定连接。

该清洗夹具夹具底座任意第一通道的剖视示意图如图2所示，通过图2，可以清晰的看出夹具底座的结构关系。

在图1中，将夹具顶盖上第二通道设置为4条，对应的夹具底座上第一通道的数量设置为4条，上述设置仅是一个示例，并不用于限定本发明实施例中第一通道与第二通道的个数。

本发明实施例提供了一种清洗夹具，在进行清洗时，洗液通过夹具底座等腰梯形中空槽与夹具顶盖长方形的中空槽实现流通，芯片表面的异物在洗液流通过程中脱落后，通过夹具底座的等腰梯形中空槽随洗液流出，采用本发明提供的清洗夹具进行芯片清洗，清洗过程中不人工触及芯片表面，并且同时可以实现单种多片或多种不同芯片的同时清洗，提高了清洗效率，并保证了对芯片的保护，具有较高的可靠性，解决了现有技术的如下问题：现有清洗过程易造成半导体器件崩边、裂片或表面划伤等损伤，效率较低，可靠性难以保证。

在设置上述清洗夹具时，可以对第一通道的中空槽进行一定的设置，例如，第一通道的中空槽的两个斜面上分别设置有多对一一对应的凹槽，凹槽用于放置夹具隔板，夹具隔板的横截面为等腰梯形，芯片放置在每两个相邻的夹具隔板之间的中空槽中。设置了上述凹槽的夹具底座俯视示意图如图3所示，图中凹槽4一一对应的分布在每个第一通道的中空槽上。

采用上述具有凹槽和夹具隔板的清洗夹具对芯片进行清洗时，可根据芯片规格尺寸不同，在凹槽不同位置上灵活安置夹具隔板，使得各个芯片在清洗时都是单独的位于一个空间内，每个芯片都相互独立，没有接触，清洗过程中不会发生碰撞，保证了各个芯片在清洗过程中无损伤。

在所述第一通道的所述中空槽同一斜面上设置的相邻凹槽间的宽度小于所述芯片表面短边的长度时，那么，每个芯片下可能会存在没有放置夹具隔板的凹槽，则该凹槽就可以帮助加速洗液流通。

基于每个芯片下可能会存在没有放置夹具隔板的凹槽的情况，为了防止被清洗的芯片从第一通道脱落出去，可以将第一通道的中空槽的两个斜面的凹槽进行进一步设置，具体可将凹槽的宽度设置为小于芯片表面短边的长度。

在具体实现时，为了达到更好的清洗效果，还可以将夹具隔板的横截面的等腰梯形尺寸与凹槽对应的等腰梯形设置为相匹配；还可以将夹具隔板的厚度与凹槽的宽度设置为相同，将夹具隔板的等腰梯形高度与凹槽的深度设置为相同；还可以将夹具隔板的厚度设置在1.5毫米至3毫米之间。经过上述具体设置，夹具隔板与夹具底座有牢固的匹配关系，且夹具隔板的厚度处于一个较为适宜的厚度之间，既能够保证在芯片间起到良好的隔离效果，又能够保证隔板不占用过多的空间，使得夹具底座有更多的空间来放置更多芯片。

在设置上述清洗夹具时，可以对第二通道的中空槽进行一定的设置，例如，第二通道的中空槽平行于等腰梯形的上底边或下底边的边长长度与等腰梯形的上底边的边长长度相等，以避免芯片在清洗的过程中随着清洗时的抖动而脱离清洗夹具。

在设置上述清洗夹具时，可以对夹具固定杆的插入位置进行一定的设置，例如，在夹具底座四个直角位置分别设置有一个通孔，夹具顶盖与四个直角位置对应的位置设置有一一对应的通孔，夹具固定杆贯通插入通孔。上述设置仅在清洗夹具的四个直角位置设置用于固定的通孔，在节省占用清洗夹具面积的同时，还保证了夹具底座和夹具顶盖的稳固连接。当然，在不考虑占用清洗夹具面积的问题时，还可以设置更多的通孔，例如，设置8个通孔，或者，10个通孔，以增加夹具底座和夹具顶盖的稳固性。

在具体实现时，为了便于夹具制作，还可以将每个通孔的尺寸设置为相同。

本实施例提供的清洗夹具，为了保证清洗过程的可靠性，保证夹具顶盖和夹具底座结合的严密性，可以对夹具固定杆的结构进行设置，具体可将夹具固定杆结构设置为包括螺钉和螺母。

以下结合附图以及具体实例，对本发明上述清洗夹具进行进一步说明。

图1已经展示了本实施例的清洗夹具三维结构示意图，夹具顶盖上第二通道设置为4条，对应的夹具底座上第一通道的数量设置为4条，被清洗的芯片放置在第一通道的等腰梯形中空槽的两个斜面上，正面朝下放置。

图2展示了夹具底座的前视剖面示意图。芯片短边的长度为m，第一通道的等腰梯形的下底边边长为L，第一通道的等腰梯形的上底边边长为n。为了保证清洗夹具安装和清洗过程的稳定，在本实施例中，第一通道的等腰梯形的上底边边长n设置为n<m。在具体实现时，根据芯片短边的长度m对第一通道的等腰梯形的下底边边长L、第一通道的等腰梯形的上底边边长n进行具体设置，

如图3所示，第一通道中空槽的两个斜面上分别设置有多对一一对应的凹槽，在具体实现时，根据芯片尺寸在凹槽上插入夹具隔板，芯片放置在每两个相邻的夹具隔板之间的中空槽中，夹具隔板的横截面的等腰梯形尺寸与凹槽对应的等腰梯形相匹配。此外，在夹具底座四个直角位置分别设置有一个通孔5，与夹具顶盖四个直角位置对应的位置设置有一一对应的通孔，在进行夹具组合时，将夹具顶盖覆盖在夹具底座上，四个夹具固定杆分别插入通孔中，将被清洗的芯片固定，保证清洗夹具的可靠性。图4和图5分别为设置有凹槽的夹具底座的前视示意图和侧视示意图。

图6为展示了带有凹槽的夹具底座的前视剖面示意图。凹槽底部的长度为t，第一通道的等腰梯形的下底边边长为L，第一通道的等腰梯形的上底边边长为n。为了保证清洗夹具安装和清洗过程的稳定，在本实施例中，将凹槽底部的长度的范围限制为t<(L-n)/2，在L和n的值确定之后，凹槽底部长度t的范围自然就会确定。

图7和图8分别展示了夹具隔板的俯视示意图和前视示意图，夹具隔板的横截面为等腰梯形，夹具隔板的厚度为d，在具体实现时，为保证清洗夹具的可靠性，夹具隔板的厚度d与凹槽的宽度x相等，并且将夹具隔板的厚度d的范围设置在1.5毫米至3毫米之间，夹具隔板的横截面的等腰梯形尺寸与凹槽相匹配，此外，根据需要清洗的芯片尺寸，可将夹具隔板灵活的插入不同位置的凹槽，实现多种芯片的同时清洗，提高了清洗夹具使用的效率。

图9展示了夹具顶盖放置在夹具底座上的前视剖面示意图，第二通道是具有中空结构的中空槽，中空槽的横截面为长方形，长方形的中空槽平行于夹具底座的等腰梯形上底边或下底边的边长长度为T，为保证清洗夹具的可靠性，防止清洗过程中发生较大震荡或损伤芯片，T应设置为小于芯片短边的长度m。

图10展示了夹具顶盖的俯视示意图，在本实施例中，将第二通道数量设置为4条，与图3中第一通道的数量相等。具体实现时，夹具顶盖的4条第二通道与夹具底座的第一通道一一对应，在进行清洗时可以形成洗液流通管道，芯片表面的异物可以随洗液流动被带离芯片表面，从而实现芯片清洗过程。此外，在夹具顶盖四个直角位置分别设置有一个通孔，与夹具底座四个直角位置对应的位置设置有一一对应的通孔，在进行夹具组合时，这些通孔用于夹具固定杆插入，目的是将清洗夹具进行固定，限定被清洗芯片的活动范围，保证清洗夹具的可靠性。图11和图12分别为夹具顶盖的前视示意图和侧视示意图。

图13和图14分别展示了夹具固定杆的俯视示意图和前视示意图，具体实现时，上述的夹具固定杆可以设置为螺钉和螺母，在组合夹具时，夹具固定杆插入上述通孔，螺钉部分朝上，螺母与夹具底座的下表面紧密贴合。

如图15所示，在本实施例的清洗夹具中，清洗夹具的尺寸设计涉及到的参数有：第一通道的等腰梯形的下底边边长L，第一通道的等腰梯形的上底边边长n，第二通道的长方形平行于夹具底座的等腰梯形上底边或下底边的边长T，第一通道的等腰梯形的斜坡倾角β以及第一通道的等腰梯形的高h。

在以下公式推导中，假定芯片短边长度m一定，第一通道的等腰梯形的倾角β一定，在具体实现时，需要考虑如下极限情况：

因芯片极薄，不考虑芯片厚度，在清洗过程及移动夹具过程中，芯片在第一通道的等腰梯形中存在左右滑移摆动，极限情况的示意图如图15所示，当芯片出现极限情况时，芯片会从第一通道的等腰梯形的上底边开口处脱出，因此，针对该极限情况，固定L的大小，则第一通道的等腰梯形的斜坡倾角β与第一通道的等腰梯形的高h的关系如下：

从以上公式推导可以看出，在清洗夹具制造过程中，第一通道的等腰梯形的下底边边长L、第一通道的等腰梯形的斜坡倾角β以及第一通道的等腰梯形的高h之间存在相互影响的关系，确定了其中任两个参数的值，则另外一个参数的设计范围可得，倒推过来，本发明的清洗夹具设计完成后，其适应清洗的芯片短边长度则有了一定的范围，短边长度满足此范围内的芯片皆可用本发明提出的清洗夹具进行清洗。

在使用该清洗夹具进行芯片清洗工作时，将夹具固定杆插入夹具底座的四个通孔中，夹具固定杆的螺钉部分朝上，夹具固定杆上的螺母在下，螺母与夹具底座的下表面紧密贴合。将需要清洗的芯片正面朝下放置在第一通道的等腰梯形的斜面上，芯片的两条对边贴合在第一通道的等腰梯形的斜面上实现芯片安置，将芯片整齐码放在第一通道的各个中空槽的等腰梯形的斜面上，芯片之间以夹具隔板隔开。将夹具顶盖四个直角位置的通孔插入夹具固定杆，并将夹具顶盖扣在底座上，实现芯片固定。将清洗夹具放入洗液中，洗液可通过第一通道和第二通道实现上下贯通流通，即实现芯片清洗，芯片正表面朝下，芯片表面的异物可随洗液流动带离芯片表面，同时，因为仅靠正表面两条对边实现芯片放置，所以不会在清洗过程中存在正表面损伤的风险。

本发明实施例的清洗夹具，采用该清洗夹具对芯片进行清洗时，可根据芯片规格尺寸不同，在凹槽不同位置上灵活安置夹具隔板，在进行清洗时，洗液通过夹具底座等腰梯形中空槽与夹具顶盖长方形的中空槽实现流通，芯片表面的异物在洗液流通过程中脱落后，通过夹具底座的等腰梯形中空槽随洗液流出，采用本发明提供的清洗夹具进行芯片清洗，清洗过程中不人工触及芯片表面，并且同时可以实现单种多片或多种不同芯片的同时清洗，提高了清洗效率，并保证了对芯片的保护，具有较高的可靠性，解决了现有技术的如下问题：现有清洗过程易造成半导体器件崩边、裂片或表面划伤等损伤，效率较低，可靠性难以保证。

通过本发明实施例记载的清洗夹具可知，其具有如下有益效果：

清洗过程不触及芯片表面，避免人工夹取芯片造成的芯片损伤，具有较高的可靠性，根据每次清洗芯片的大小不同，将夹具隔板插在不同位置的凹槽，可实现同一夹具不同规格芯片的多样清洗，提高了清洗效率。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种清洗夹具，其特征在于，包括：

夹具底座、夹具顶盖和夹具固定杆；

其中，所述夹具底座上设置有多条第一通道，每条所述第一通道均为具有中空结构的中空槽，所述中空槽的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形的下底边靠近所述夹具顶盖，所述等腰梯形的上底边远离所述夹具顶盖，所述等腰梯形的上底边边长长度小于待清洗的芯片表面短边的长度；

所述夹具顶盖上设置有多条第二通道，每条所述第二通道均为具有中空结构的中空槽，所述中空槽的横截面为长方形，所述长方形的中空槽平行于所述等腰梯形上底边或下底边的边长长度小于所述芯片表面短边的长度；

所述夹具底座与所述夹具顶盖通过所述夹具固定杆固定连接。

2.如权利要求1所述的清洗夹具，其特征在于，

所述第一通道的所述中空槽的两个斜面上分别设置有多对一一对应的凹槽，所述凹槽用于放置夹具隔板，所述夹具隔板的横截面为等腰梯形，所述芯片放置在每两个相邻的夹具隔板之间的中空槽中。

3.如权利要求2所述的清洗夹具，其特征在于，

所述夹具隔板的横截面的等腰梯形尺寸与所述凹槽对应的等腰梯形相匹配。

4.如权利要求2所述的清洗夹具，其特征在于，

所述夹具隔板的厚度与所述凹槽的宽度相同，所述夹具隔板的等腰梯形高度与所述凹槽的深度相同。

5.如权利要求4所述的清洗夹具，其特征在于，

所述夹具隔板的厚度在1.5毫米至3毫米之间。

6.如权利要求1所述的清洗夹具，其特征在于，

所述长方形的中空槽平行于所述等腰梯形的上底边或下底边的边长长度与所述等腰梯形的上底边的边长长度相等。

7.如权利要求1所述的清洗夹具，其特征在于，

在所述夹具底座四个直角位置分别设置有一个通孔，所述夹具顶盖与所述四个直角位置对应的位置设置有一一对应的通孔，所述夹具固定杆贯通插入所述通孔。

8.如权利要求7所述的清洗夹具，其特征在于，每个所述通孔的尺寸均相同。

9.如权利要求2至4任一项所述的清洗夹具，其特征在于，相邻凹槽的设置宽度小于所述芯片表面短边的长度。

10.如权利要求1至7中任一项所述的清洗夹具，其特征在于，所述夹具固定杆包括螺钉和螺母。