CN1083153C - 半导体晶片清洗装置 - Google Patents
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Abstract
一种改进的半导体晶片清洗装置，在清洗过程中，能将内槽的形状变成晶片形状，所以，可以减少清洗空间。该装置包括：具有供应清洗液的供给管和排放清洗液的排放管的外槽；置于外槽内的内槽，它包括由形状记忆合金制成的上部；控制清洗液温度的温度控制部件；控制通过供给管供给晶片的清洗液的流量的挡板；给供给管配置的用于给内槽提供清洗液的泵；以及过滤清洗液的过滤器。
Description
本发明涉及一种半导体晶片清洗装置，特别涉及一种改进的半导体晶片清洗装置，在清洗过程中，该装置内槽的形状能变成晶片形状，所以，可以减少清洗空间，减少清洗液的消耗量，获得最佳清洗效果。
在制造高集成度半导体器件时，晶片表面上的微细颗粒会严重损害器件特性。
因此，近来，能有效地清洗晶片表面上的微细颗粒的清洗技术被认为是本行业最重要的技术。
在LSI技术中，2μm半导体器件已实际用于产业中。在制造这种半导体器件时，高集成度半导体器件的制造工艺需要保持超净的清洗技术。
因此，随着制造的晶片越来越大及芯片尺寸越来越小，已研制出一种新的清洗装置。特别是，已进一步研究出一种减少供给清洗槽的清洗液(或清洗水)的技术。
图1展示的是常规半导体晶片清洗装置的结构，这是一种溢流槽系统。
如图所示，该装置包括：具有其于基下部的清洗液供给管1a和排放管1b的外槽1；置于外槽1内的内槽2；把清洗液供给装在内槽2的底部上的晶片“W”的挡板3；以及与供给管1a一起用于供送清洗液的泵4。
下面参照附图说明在常规半导体清洗装置中清洗晶片的操作。
首先，把要清洗的晶片“W”装在内槽2内，然后，开动泵4，通过设置在外槽1下的供给管1a，给内槽2内提供清洗液，于是清洗晶片“W”表面上的微细颗粒。
这里，由多个形成于挡板3内的配送孔(未示出)控制供给内槽2的清洗液的量及流速，从而清洗晶片“W”。当清洗液装满内槽2时，清洗液溢流到外槽1中，这样，溢出的清洗液又由电动机4送到内槽2中，若清洗液被污染，则通过预定的通道把污染清洗液排放出去。
然而，这种常规半导体晶片清洗装置是一种溢流槽系统，用来给内槽2提供清洗液，并使清洗液溢流，所以，提供的清洗液必须超出晶片“W”顶部，到达内槽2的上边缘。因此，不可能减少清洗液的用量。另外，对于各种形状的晶片“W”来说，不可能控制清洗液的流动方式，因此，清洗效果变差。
因此，本发明的一个目的在于提供一种克服了已有技术中存在的问题的半导体晶片清洗装置。
本发明的另一个目的在于提供一种改进的半导体晶片清洗装置，通过提供形状记忆合金制成的内槽，并使内槽的形状变成晶片的形状，从而减小清洗空间。
为了实现上述目的，按照本发明的第一实施例，提供一种半导体晶片清洗装置，包括：具有供应清洗液的供给管和排放清洗液的排放管的外槽；置于外槽内的内槽，它包括由形状记忆合金制成的上部；控制清洗液温度的温度控制装置；设置在内槽内用于控制通过供给管供给晶片的清洗液的流量的挡板；给供给管配置的泵，用于给内槽提供清洗液；以及配置在供给管上用于过滤清洗液的过滤器。
为了实现上述目的，按照本发明的第二实施例，提供一种半导体晶片清洗装置，包括：具有供应清洗液的供给管和排放清洗液的排放管的外槽；置于外槽内的内槽，它包括由形状记忆合金制成的上部；控制通过供给管供给晶片的清洗液的流量的挡板；给供给管配置的泵，用于给内槽提供清洗液；过滤清洗液的过滤器；使内槽的上部形变的驱动部件；以及控制驱动部件的控制部件。
下面的说明会更清楚地显示本发明的其它优点、目的和特点。
参阅以下的详细说明和只是说明性的附图，会更充分地理解本发明，但本发明并不限于这些，其中：
图1展示的是常规半导体晶片清洗装置的结构；
图2是展示按照本发明的第一实施例的半导体晶片清洗装置的结构的透视图；
图3A和3B分别是展示在半导体晶片清洗装置中提供晶片的状况的剖面图和顶视图；
图4A和4B分别是说明图2的清洗过程的剖面图和顶视图；
图5是展示按照本发明的第二实施例的半导体晶片清洗装置的结构的透视图；
图6A和6B分别是展示在半导体晶片清洗装置中提供晶片的状况的剖面图和顶视图；
图7A和7B分别是说明图5的清洗过程的剖面图和顶视图。
图2是展示按照本发明的第一实施例的半导体晶片清洗装置的结构的透视图。
如该图所示，外槽10包括供应清洗液的供给管10a和端部与外槽相连的排放清洗液的排放管10b。内槽11置于外槽10内。内槽11的上部由形状记忆合金制成，在一定的温度下它会变成晶片的形状。另外，用不会产生微细颗粒的材料涂敷内槽11，此内槽具有耐清洗化学反应和清洗液温度的优良特性。
此外，在内槽11的下面配置温度控制器13，用以控制清洗液的温度。控制部件14与温度控制器13相连，用以自动控制温度控制器13的温度。在排放管10b内配置温度传感器15，用以测量从排放管10b排放的清洗液的温度，它与控制部件14相连。
这里，上述说明中，温度控制器13设置在内槽10a下面，但最好设置在与内槽相连、供应清洗液的供给管10a内。其安装部位不限于此。可以将温度控制器13设置在能有效地控制清洗液温度的任何部位。
另外，在内槽11内设置有多个配送孔(未示出)的挡板16，用于均匀地分送清洗液，清洗液通过供给管10a被引入，并到达晶片“W”。给供给管10a配置泵17，用于抽送清洗液，在供给管10a内设置过滤器18，用于过滤清洗液。
下面将参照图2详细说明本发明第一实施例的半导体晶片清洗装置的工作情况。
图3A和3B分别是展示在半导体晶片清洗装置中提供晶片的状况的剖面图和顶视图。
如该图所示，在内槽11的上部12垂直状态时，利用晶片夹具(未示出)把要清洗的晶片“W”放入内槽11内。
此后，由过滤器过滤清洗液，并由为供给管10a配置的泵17，给内槽11提供清洗液。控制部件14控制设置于内槽11内的温度控制器13，将温度升至约40-50℃的预定温度。如图4A和4B所示，当温度升至该温度时，由形状记忆合金制成的内槽11的上部12向内弯曲，并变成晶片“W”的形状。这里，内槽11的上部12的内壁和晶片“W”的外圆周表面之间的距离大于1mm。
在内槽11的上部12变形的情况下，清洗空间变小，所以，在提供清洗液时，清洗液沿内槽11内的晶片“W”流动，清洗液聚集在晶片“W”上部边缘部分。此后，继续供应清洗液时，清洗液溢流超出内槽11的上部边缘外，并通过设置在外槽10的下部的排放管被排放出去。泵17使这样排放出来的清洗液在系统中循环，其一部分作为废料排出系统外。
另外，在清洗过程中，利用设置在排放管10b内的温度传感器，检测清洗液的温度。所检测的温度数据被传送到控制部件14。控制部件14根据温度数据控制温度控制器13的温度。即，在温度传感器15检测到的清洗液温度恒定时，控制部件14断定工艺正在进行中，并控制温度保持不变。在工艺完成时，控制部件14控制温度控制器13的温度，使之变成室温。
在清洗工艺完成后，清洗液的温度降低至室温，由形状记忆合金制成的内槽11的上部12变垂直。此后，用晶片夹具将晶片“W”取出清洗槽，进行下一步工艺。
图5是展示按照本发明的第二实施例的半导体晶片清洗装置的结构的透视图。
如该图所示，象本发明的第一实施例一样，提供包括供给管10a和排放管，10b的外槽10、有上部12的内槽11、挡板16、泵17和过滤器18。
此外，在内槽11各槽壁的上部设置四只与铰接部件20配合的自动臂21。在每只自动臂21内设置控制部件22，用于控制自动臂21。这里，铰接部件20是铰链或类似物，以便利用自动臂21铰接式地使上部12倾斜。内槽11的上部由可在预定温度下形变的形状记忆合金制成，而且是柔韧的。另外，控制部件22与图2所示的控制部件14相同。
下面将参照图说明本发明第二实施例的半导体晶片清洗装置的工作情况。
图6A和6B分别是展示在半导体晶片清洗装置中提供晶片的状况的剖面图和顶视图。
如该图所示，在自动臂21的配合下内槽11的上部12垂直时，利用晶片夹具(未示出)把要清洗的晶片“W”放入内槽11内。
此后，由泵17通过供给管给内槽11提供约40-50℃的清洗液时，由于内槽11的上部12是由通常制成在约40-50℃时变成晶片“W”形状的形状记忆合金制成的，所以内槽11的上部12向内弯曲成晶片“W”的形状。此时，没有物理力施加于自动臂21，内槽11的上部12和晶片“W”的外圆周表面之间的间隔大于1mm，
在内槽11的上部12向内弯曲情况下，可以获得较小的清洗空间，连续给内槽11提供清洗液，清洗晶片“W”。在清洗工艺结束后，控制部件22控制自动臂21，使之反向移动，从而使内槽11的上部12变垂直。然后，利用晶片夹具(未示出)将晶片“W”取出清洗槽，进行下一步工艺。
在图5所示的本发明的第二实施例中，在清洗结束后，利用自动臂21使由形状记忆合金制成的内槽11上部12变垂直。上述技术不限于此。也就是说，为相同的目的，可以有各种工艺。例如，基于形状记忆合金的形变力与弹性部件的弹性力之间的差异，可在内槽11的上部12和外槽10的侧壁之间连接如弹簧之类的弹性部件。即，在清洗工艺过程中，在清洗液温度下，形状记忆合金的形变力大于弹性力，于是使形状记忆合金向内弯曲，清洗结束后，即停止提供清洗时，由于形状记忆合金的形变力消失，弹性部件的克服力使内槽11的上部12变垂直。
如上所述，在清洗工艺过程中，本发明的半导体清洗装置通过使内槽形变成晶片的形状，基本上可以减小清洗空间，所以，可以减少清洗液的消耗量，并可以通过使清洗液沿晶片的外圆周表面流动，和把液流汇集到晶片的边缘部分，从而使清洗效果最佳，由此减少清洗时间。
尽管为了说明公开了本发明的优选实施例，但是，显然在不脱离所附权利要求书所述的本发明的范围和精神实质的情况下，本领域的普通技术人员可以作出各种改型、附加和替换。
Claims (9)
1一种半导体晶片清洗装置，包括：
具有供应清洗液的供给管和排放清洗液的排放管的外槽；
置于外槽内的内槽，它包括由形状记忆合金制成的上部；
控制清洗液温度的温度控制装置；
设置在内槽内用于控制通过供给管供给晶片的清洗液的流量的挡板；
给供给管配置的泵，用于给内槽提供清洗液；以及
配置在供给管上过滤清洗液的过滤器。
2根据权利要求1的装置，其特征在于，所述温度控制装置包括：
控制温度的温度控制器；
控制温度控制器的控制装置；以及
检测清洗液的温度用的温度传感器。
3根据权利要求1的装置，其特征在于，整个内槽皆是由形状记忆合金制成。
4根据权利要求1的装置，其特征在于，所述内槽的上部形变成晶片的形状，内槽的内壁上部与晶片的外圆周表面之间的距离大于1mm。
5根据权利要求1的装置，其特征在于，内槽的内壁涂有在形变期间不产生微细颗粒的材料，该材料具有耐化学反应和清洗温度的优良特性。
6根据权利要求1的装置，还包括使内槽的上部形变的驱动装置，及控制驱动装置的控制装置。
7根据权利要求6的装置，其特征在于，所述内槽的上部是由在物理力的作用下可形变的形状记忆合金制成的。
8根据权利要求6的装置，其特征在于，所述驱动装置是自动臂。
9根据权利要求6的装置，其特征在于，所述驱动装置是弹性部件。
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