CN109427613A - 晶片清洗设备及应用其的晶片清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶片清洗设备及应用其的晶片清洗方法。晶片清洗设备包括机架、一对清洗元件及驱动模块。该对清洗元件配置在机架且包括沿一轴向相对排列的一第一清洗件与一第二清洗件，其中第一清洗件与第二清洗件用以分别清洗晶片的相对二面，轴向为晶片的转动轴向。驱动模块用以驱动该对清洗元件与晶片的至少一者，使该对清洗元件与晶片沿第一径向与第二径向至少一者进行相对运动。如此，可有效清除晶片及清洗件上的颗粒。

Description

晶片清洗设备及应用其的晶片清洗方法

技术领域

本发明涉及一种晶片清洗设备及应用其的晶片清洗方法，且特别涉及一种具有一对清洗元件的晶片清洗设备及应用其的晶片清洗方法。

背景技术

晶片在经过化学机械研磨(Chemical Mechanical Plconalization,CMP)后，通常需要经过清洗处理，以清除晶片上的杂质颗粒。一般的晶片清洗设备是用毛刷清洗晶片。然而，晶片及毛刷上难免会残留颗粒，此些颗粒会刮伤晶片，造成晶片的报废成本。

因此，如何改善颗粒刮伤晶片的问题，是本技术领域业者努力的目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种晶片清洗设备，可改善前述现有问题。

根据本发明的一实施例，提出一种晶片清洗设备。晶片清洗设备用于清洗一晶片。晶片清洗设备包括一机架、一对清洗元件及一驱动模块。该对清洗元件配置在机架且包括沿一轴向相对排列的一第一清洗件与一第二清洗件，其中第一清洗件与第二清洗件用以分别清洗晶片的相对二面，轴向为晶片的转动轴向。驱动模块用以驱动该对清洗元件与晶片的至少一者，使该对清洗元件与晶片沿一第一径向与一第二径向至少一者相对运动。第一径向、第二径向与轴向彼此垂直。

根据本发明的另一实施例，提出一种晶片清洗方法。晶片清洗方法包括以下步骤。提供一前述晶片清洗设备；以及，驱动该对清洗元件与晶片的至少一者，使该对清洗元件与晶片沿第一径向与第二径向至少一者相对运动。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明一实施例的晶片清洗设备的外观图；

图1B为图1A的晶片清洗设备的前视图；

图1C为图1B的晶片与该对清洗元件上下相对运动的示意图；

图2为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图；

图3A为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图；

图3B为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图；

图4为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图；

图5为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图；

图6为本发明另一实施例的晶片清洗设备的前视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1A、图1B及图1C，图1A绘示依照本发明一实施例的晶片清洗设备100的外观图，图1B绘示图1A的晶片清洗设备100的前视图，而图1C绘示图1B的晶片W1与该对清洗元件120上下相对运动的示意图。晶片清洗设备100包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块130、载板140及多个驱动轮150。

该对清洗元件120配置在机架110且包括沿一轴向X相对排列的第一清洗件121与第二清洗件122，其中第一清洗件121与第二清洗件122用以分别清洗位于其间的晶片W1的相对二面，而轴向X为晶片W1的转动轴向。驱动模块130用以驱动该对清洗元件120与晶片W1的至少一者，使该对清洗元件120与晶片W1沿晶片W1的第一径向D1(大致平行于坐标轴Z)相对运动，第一径向D1与轴向X大致垂直，且大致垂直于第一清洗件121的长轴延伸方向(大致平行坐标轴Y)及第二清洗件122的长轴延伸方向(大致平行坐标轴Y)。通过该对清洗元件120与晶片W1的相对运动，可清除晶片W1、第一清洗件121及/或第二清洗件122上的颗粒(particle)，进而避免颗粒刮伤晶片W1的表面。

如图1A所示，第一清洗件121具有至少一开孔121a，使位于第一清洗件121内的清洗液(如水)可通过开孔121a喷出，以清洗晶片W1并带走晶片W1上的颗粒。相似地，第二清洗件122具有至少一开孔122a，开孔122a的作用与开孔121a相似，于此不再赘述。

虽然图未绘示，然而第一清洗件121及第二清洗件122具有刷毛，可刷除晶片W1上的颗粒。如图1A所示，第一清洗件121的长度及第二清洗件122的延伸长度大于晶片W1的直径，使未接触到晶片W1的第一清洗件121上的刷毛与第二清洗件122上的刷毛可对刷，以刷除清洗件本身的颗粒，并通过第一清洗件121与第二清洗件122的自转能将颗粒甩出，避免颗粒残留在第一清洗件121与第二清洗件122上。在该对清洗元件120与晶片W1沿第一径向D1相对运动过程中，相较于图1B中该对清洗元件120的位置位于晶片W1的圆心而言，当图1C的该对清洗元件120的位置非位于晶片W1的圆心C1时，第一清洗件121与第二清洗件122的第一对刷区域R1及第二对刷区域R2的区域较大，因此可增加去除该对清洗元件120上颗粒的机率。

如图1A所示，机架110包括底座111、第一侧板112及第二侧板113。第一侧板112及第二侧板113固定在底座111上且相对配置。晶片W1、载板140及多个驱动轮150位于相对二第一侧板112与第二侧板113之间。驱动轮150枢接于载板140上，以驱动位于其上的晶片W1转动。

如图1A所示，机架110的第一侧板112具有第一长条贯孔112a及第二长条贯孔112b，其中第一长条贯孔112a及第二长条贯孔112b沿第一径向D1延伸，可提供驱动模块130沿第一径向D1的滑动通道或路径。

如图1A所示，驱动模块130包括第一驱动器131及可挠传输装置132，可挠传输装置132连接于第一驱动器131。第一清洗件121的一端1211与第一驱动器131的第一转轴1311通过第一长条贯孔112a连接。相似地，第二清洗件122的一端1221与第一驱动器131的第二转轴1312通过第二长条贯孔112b连接。如图所示，机架110的第二侧板113具有第三长条贯孔113a及第四长条贯孔113b，其中第三长条贯孔113a及第四长条贯孔113b沿第一径向D1延伸。第一清洗件121的另一端1212与第一连接器134通过第三长条贯孔113a连接。相似地，第二清洗件122的另一端(以图1A的视角看不到)与第二连接器135通过第四长条贯孔113b连接。前述第一驱动器131例如是马达。

通过前述第一驱动器131与第一清洗件121及第二清洗件122的连接，第一驱动器131的第一转轴1311及第二转轴1312可分别驱动第一清洗件121及第二清洗件122自转，以清洗晶片W1的相对二面。

如图1A及图1B所示，可挠传输组件132包括可挠带1321、转轮1322及第二驱动器1323。第二驱动器1323例如是马达。可挠带1321包括第一端1321a及第二端1321b，第一端1321a连接于第一驱动器131，而第二端1321b连接于转轮1322。转轮1322受控于第二驱动器1323。当第二驱动器1323驱动转轮1322转动时，可对可挠带1321收料或放料，以控制第一驱动器131与转轮1322之间的距离H1，进而控制第一驱动器131沿第一径向D1相对转轮1332的移动行程，使该对清洗元件120与晶片W1沿第一径向D1产生相对运动。在实施例中，转轮1322的轴心与机架110的相对位置是固定的，即转轮1322只自转，但不沿第一径向D1平移。

在另一实施例中，晶片清洗设备100可还包括另一组可挠传输装置132。该另一组可挠传输装置132的可挠带1321连接转轮1322与第一连接器134及第二连接器135。在第二驱动器1322的驱动下，可挠传输装置132可带动第一连接器134及第二连接器135沿第一径向D1相对可挠传输装置132的转轮1322的移动行程。在此实施例中，多组可挠传输装置132可增加该对清洗元件120沿第一径向D1的移动稳定性。

请参照图2，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备200的前视图。晶片清洗设备200包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块230、载板140及多个驱动轮150。驱动模块230包括第一驱动器131及流体动力装置231。流体动力装置231包括压缸2311、连杆2312、压力源2313及连接管2314。连杆2312的一端连接于第一驱动器131，而另一端可滑动地配置在压缸2311内。连接管2314连通压力源2313与压缸2311。压力源2313可驱动一工作流体(未绘示)经由连接管2314进入压缸2311内或排出于压缸2311外，进而控制连杆2312的伸出长度。连杆2312沿第一径向D1延伸。由此，能控制第一驱动器131与压缸2311之间的距离H2，使该对清洗元件120与晶片W1沿第一径向D1产生相对运动。前述压缸2311例如是液压缸或气压缸。在实施例中，压缸2311与机架110的相对位置是固定的。

请参照图3A，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备300的前视图。晶片清洗设备300包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块330、载板140及多个驱动轮150。在本实施例中，载板140沿第一径向D1可滑动地配置在机架110且用以承载晶片W1。驱动模块330包括第一驱动器131及齿轮齿条驱动装置332。齿轮齿条驱动装置332包括第一齿轮3321、第三驱动器3322及第一齿条3323。第三驱动器3322例如是马达。第一齿条3321配置在载板140的第一侧140s1上且沿第一径向D1延伸。第一齿轮3321与第一齿条3323啮合，而第三驱动器3322驱动第一齿轮3321转动，以带动载板140沿第一径向D1运动。此外，第一侧板112具有第一贯穿部112c(绘示于图1A)，其允许载板140穿出第一侧板112外，使第一齿轮3321能在第一侧板112外与第一齿条3323啮合。第一侧板112外可提供一大空间，足以配置齿轮齿条驱动装置332。

此外，如图3A所示，第一齿条3323是另外制作完成后再装配于载板140上，然而也可与载板140一体成形。

请参照图3B，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备300’的前视图。晶片清洗设备300’与晶片清洗设备300相似，不同处在于，晶片清洗设备300’的驱动模块330’还包括另一组齿轮齿条驱动装置332。在该另一组齿轮齿条驱动装置332中，第一齿条3321配置在载板140的第二侧140s2上且沿第一径向D1延伸，第一齿轮3321与第一齿条3323啮合而第三驱动器3322驱动第一齿轮3321转动，以带动载板140沿第一径向D1运动。在本实施例中，第二侧板113具有第二贯穿部113c(绘示于图1A)，其允许载板140穿出第二侧板113外，使第一齿轮3321能在第二侧板113外与第一齿条3323啮合。第二侧板113外可提供一大空间，足以配置该另一组齿轮齿条驱动装置332。在实施例中，多组齿轮齿条驱动装置332可增加载板140沿第一径向D1的移动稳定性。

请参照图4，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备400的前视图。晶片清洗设备400包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块430、载板140及多个驱动轮150。驱动模块430包括第一驱动器131及流体动力装置431。流体动力装置431包括多个压缸组及压力源2313。各压缸组包括压缸2311、连杆2312及连接管2314。连杆2312的一端连接于载板140的底面140b，而另一端可滑动地配置在压缸2311内。连接管2314连通压力源2313与压缸2311。压力源2313可驱动一工作流体(未绘示)经由连接管2314进入压缸2311内或排出于压缸2311外，进而控制连杆2312的伸出长度。由此，能控制载板140与压缸2311之间的距离H3，使该对清洗元件120与晶片W1沿第一径向D1产生相对运动。

如图4所示，底座111具有第三贯穿部111a，第三贯穿部111a可允许载板140通过，以增加载板140沿第一径向D1的行程长度。此外，第三贯穿部111a也允许载板140穿出底座111外，让流体动力装置431可配置在底座111外的一大空间。

虽然前述实施例的该对清洗元件120与晶片W1的相对运动方向是以第一径向D1为例说明，然而也可为晶片W1的第二径向D2(大致平行坐标轴Y)。以下举例说明。

请参照图5，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备500的前视图。晶片清洗设备500包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块530、载板140及多个驱动轮150。在本实施例中，载板140沿第二径向D2可滑动地配置在机架110且用以承载晶片W1。驱动模块530包括第一驱动器131及齿轮齿条驱动装置532，其中齿轮齿条驱动装置532包括第二齿轮5321、第四驱动器5322及第二齿条5323。第四驱动器5322例如是马达。第二齿条5323配置在载板140的底面140b上且沿第二径向D2延伸。第二齿轮5321与第二齿条5323啮合，而第四驱动器5322驱动第二齿轮5321转动，以带动载板140沿第二径向D2运动。

此外，在该对清洗元件120与晶片W1沿第二径向D2相对运动过程中，可改变第一清洗件121与第二清洗件122在晶片W1左右二侧的第一对刷区域R1及第二对刷区域R2的区域大小，以增加去除及甩出该对清洗元件120上颗粒的机率。

如图5所示，底座111具有第三贯穿部111a。第三贯穿部111a允许载板140沿第二径向D2穿出底座111外，使第二齿条533能在底座111外与第二齿轮5321啮合。底座111外可提供一大空间，足以配置齿轮齿条驱动装置532。

此外，由于第一侧板112具有第一贯穿部112c(绘示于图1A)且第二侧板113具有第二贯穿部113c(绘示于图1A)，因此可允许载板140沿第二径向D2穿出第一侧板112或第二侧板113外，以增加载板140沿第二径向D2的行程长度。

在另一实施例中，图5的晶片清洗设备500的载板140沿第二径向D2的驱动方式也可改以前述流体动力装置取代。

在其它实施例中，晶片清洗设备的晶片W1与该对清洗件120可以同时或不同时沿二个径向进行相对运动。以下以图6进行说明。

请参照图6，其绘示依照本发明另一实施例的晶片清洗设备600的前视图。晶片清洗设备600包括机架110、一对清洗元件120、驱动模块630、载板140及多个驱动轮150。驱动模块630包括第一驱动器131、齿轮齿条驱动装置532及可挠传输装置132。齿轮齿条驱动装置532可驱动晶片W1沿第二径向D2运动，而可挠传输装置132可驱动该对清洗元件沿第一径向D1运动。此外，晶片W1沿第二径向D2的运动与该对清洗元件沿第一径向D1的运动可同时或不同时进行。

在另一实施例中，晶片清洗设备600的可挠传输装置132也可改以图2的流体动力装置231取代，以达到相同的技术功效。

此外，本发明一实施例的晶片清洗方法包括：提供如上所述的晶片清洗设备(如100、200、300、400、500或600)。然后，晶片清洗设备的驱动模块驱动该对清洗元件120与晶片W1的至少一者，使该对清洗元件120与晶片W1沿第一径向D1与第二径向D2至少一者相对运动。

综上可知，本发明实施例的晶片清洗设备包括驱动模块。驱动模块除了可驱动一对清洗元件自转外，也可驱动晶片与该对清洗元件沿晶片的第一径向与第二径向至少一者相对运动，以清洗晶片及加强清除晶片及该对清洗元件上的残留颗粒。此外，由于晶片与该对清洗元件能沿径向相对运动，因此在该对清洗元件与晶片沿径向产生相对运动过程中，可改变第一清洗件与第二清洗件的对刷区域位置及大小，因此能增加去除第一清洗件与第二清洗件上颗粒的机率且能清除清洗件上大部分区域的颗粒。在一实施例中，驱动模块可包括可挠传输装置、流体动力装置及/或齿轮齿条驱动装置，其可连接载板及/或第一驱动件，以驱动该对清洗元件及/或晶片沿沿第一径向与第二径向至少一者产生相对运动。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种晶片清洗设备，用于清洗一晶片，其特征在于，该晶片清洗设备包括：

机架；

一对清洗元件，配置在该机架，且包括沿一轴向相对排列的第一清洗件与第二清洗件，其中该第一清洗件与该第二清洗件用以分别清洗该晶片的相对二面，该轴向为该晶片的转动轴向；以及

驱动模块，用以驱动该对清洗元件与该晶片的至少一者，使该对清洗元件与该晶片沿一第一径向与一第二径向的至少一者相对运动，该第一径向、该第二径向与该轴向彼此垂直。

2.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该第一径向垂直该第一清洗件的延伸方向及该第二清洗件的延伸方向。

3.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该机架具有第一长条贯孔及第二长条贯孔，该第一长条贯孔及该第二长条贯孔沿该第一径向延伸；该驱动模块包括：

第一驱动器，用以驱动该第一清洗件与该第二清洗件自转；以及

可挠传输装置，连接该第一驱动器，且用以驱动该第一驱动器带动该对清洗元件沿该第一径向运动；

其中，该第一清洗件与该第一驱动器通过该第一长条贯孔连接，而该第二清洗件与该第一驱动器通过该第二长条贯孔连接。

4.如权利要求3所述的晶片清洗设备，其特征在于，该可挠传输装置包括：

第二驱动器；以及

转轮，受控于该第二驱动器；

可挠带，包括第一端及第二端，该第一端连接于该第一驱动器，而该第二端连接于该转轮；

其中，该第二驱动器用以驱动该转轮转动，以控制该第一驱动器与该转轮沿该第一径向的距离。

5.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该机架具有第一长条贯孔及第二长条贯孔，该第一长条贯孔及该第二长条贯孔沿该第一径向延伸；该驱动模块包括：

第一驱动器，用以驱动该第一清洗件与该第二清洗件自转；以及

流体动力装置，连接于该第一驱动器；

其中，该第一清洗件与该第一驱动器通过该第一长条贯孔连接，该第二清洗件与该第一驱动器通过该第二长条贯孔连接，且该流体动力装置用以驱动该第一驱动器沿该第一径向移动，以带动该对清洗元件沿该第一径向运动。

6.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该晶片清洗设备还包括：

载板，配置在该机架，且用以承载该晶片；

该驱动模块包括流体动力装置，该流体动力装置连接该载板，以驱动该载板沿该第一径向运动。

7.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该晶片清洗设备还包括：

载板，可滑动地配置在该机架，且用以承载该晶片；

该驱动模块包括一齿轮齿条驱动装置，该齿轮齿条驱动装置连接于该载板，以带动该载板沿该第一径向运动。

8.如权利要求7所述的晶片清洗设备，其特征在于，该齿轮齿条驱动装置包括：

第一齿条，配置在该载板的一侧面且沿该第一径向延伸；

第一齿轮，与该第一齿条啮合；以及

第三驱动器，用以驱动该第一齿轮转动，以带动该载板沿该第一径向运动。

9.如权利要求1所述的晶片清洗设备，其特征在于，该晶片清洗设备还包括：

载板，配置在该机架且用以承载该晶片；

该驱动模块包括齿轮齿条驱动装置，该齿轮齿条驱动装置连接于该载板，以带动该载板沿一第二径向运动。

10.如权利要求9所述的晶片清洗设备，其特征在于，该齿轮齿条驱动装置包括：

第二齿条，配置在该载板的一底面且沿该第二径向延伸；

第二齿轮，与该第二齿条啮合；以及

第四驱动器，用以驱动该第二齿轮转动，以带动该载板沿该第二径向运动。

11.一种晶片清洗方法，其特征在于，该晶片清洗方法包括：

提供如权利要求1至10的任一所述的晶片清洗设备；以及

驱动该对清洗元件与该晶片的至少一者，使该对清洗元件与该晶片沿该第一径向与该第二径向至少一者相对运动。