CN110047736B - 一种晶片清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶片清洗方法，属于电子材料清洗领域。本发明首先采用碱性清洗液对晶片进行超声波清洗，去离子水冲洗以及去离子水超声波清洗从而有效清洗晶片表面的有机物、金属氧化物、微粒等，整个清洗过程清洗效果好、清洗效率高、清洗成本低，适于工业上广泛应用；并且在清洗过程中，实时检测清洗各步骤中清洗液浓度、温度、电阻等参数变化，保证清洗过程中各参数在最优范围内，保证了清洗的效果。
Description
技术领域
本发明属于电子材料清洗领域，特别涉及一种晶片清洗方法。
背景技术
对石英晶片进行清洗是半导体产品生产过程中的必须工序，其显得繁琐而重要。特别是在集成电路中，晶片表面往往附着有机物、金属氧化物、微粒等污染物，为保证石英谐振器的性能，对晶片的清洗工艺不容忽视。目前业界普遍采用的RCA标准清洗工艺，其采用SPM、APM、DHF、HPM等溶剂进行清洗，然而其存在清洗液容易残留在晶体表面的缺点。需一种改进的石英晶片的清洗方法以达到更好的清洗效果并降低清洗成本。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种晶片清洗方法，其清洗效果好、清洗效率高、降低清洗成本，适于工业上广泛应用。
一种晶片清洗方法，应用于晶片清洗设备，所述晶片清洗设备包括清洗架、晶片夹具、移动装置、第一清洗池、第二清洗池、干燥装置，所述干燥装备包括甩干机和烘烤箱，所述方法包括以下步骤：
S1、接收到晶片清洗请求，将晶片装载至所述晶片夹具中，所述清洗架装载所述晶片夹具，所述移动装置将所述清洗架移动至所述第一清洗池中；
S2、以预设比例在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，实时检测所述混合溶液是否符合所述预设比例和所述晶片是否彻底浸入所述混合溶液中，若所述混合溶液符合所述预设比例且所述晶片彻底浸入所述混合溶液中，对晶片进行超声波清洗；
S3、当检测到所述步骤2清洗结束后，所述移动装置将所述清洗架移动至所述第二清洗池中；
S4、在所述第二清洗池中对所述晶片通过第二溶液进行冲洗和超声波清洗；
S5、当检测到所述步骤4清洗结束后，所述移动装置将所述清洗架移动至所述干燥装置；
S6、所述干燥装置对所述晶片进行干燥处理。
进一步地，所述步骤S2包括：
S21、以预设比例在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液；
S22、检测晶片是否彻底浸入所述混合溶液中，即所述混合溶液是否彻底没过晶片；若晶片未彻底浸入所述混合溶液中，进入步骤S23；若晶片彻底浸入所述混合溶液中，进入步骤S24；
S23、以预设比例继续在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，返回所述步骤S22；
S24、实时检测所述混合溶液中第一溶液与第二溶液的比例是否满足所述预设比例；若不满足，进入步骤S25；若满足，进入步骤S26；
S25、根据检测结果调整所述第一清洗池中第一溶液与第二溶液的比例，返回所述步骤S24；
S26、对晶片进行超声波清洗；
S27、实时检测温度，判断温度是否超过预设温度区间；若温度超过所述预设温度区间，进入步骤S28；若温度未超过所述预设温度区间，进入步骤S29；
S28、根据温度与所述预设温度区间的关系对温度进行调整，返回所述步骤S27；
S29、进行第一预设时间超声波清洗后结束。
进一步地，所述步骤S4包括：
S41、使用第二溶液对晶片进行冲洗；
S42、实时检测所述第二溶液的电阻，判断所述电阻是否大于预设电阻阈值；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S43；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S44；
S43、调整所述第二溶液的电阻，使其大于所述预设电阻阈值，返回所述步骤S42；
S44、进行第二预设时间冲洗清洗后，使用所述第二溶液对晶片进行第三预设时间超声波清洗后结束。
进一步地，所述步骤S6包括：
对晶片进行脱水操作后，进行烘烤干燥。
进一步地，所述步骤S6包括：
将晶片移动至所述甩干机进行脱水操作后，移动至所述烘烤箱中进行烘烤干燥。
进一步地，所述第一溶液为碱性清洗液。
进一步地，所述第二溶液为去离子水。
进一步地，所述步骤S1包括：
S11、接收到晶片清洗请求；
S12、检测感应区域是否有清洗架，若有，进入步骤S13；若没有，进入步骤S14；
S13、所述移动装置将所述清洗架移动至所述第一清洗池进行清洗；
S14、所述传送装置将清洗架传送至感应区域内，返回所述步骤S12。
进一步地，所述步骤S11中，通过红外线检测感应区域是否有清洗架。
本发明的有益效果：本发明提供了一种晶片清洗方法，首先采用碱性清洗液对晶片进行超声波清洗，去离子水冲洗以及去离子水超声波清洗从而有效清洗晶片表面的有机物、金属氧化物、微粒等，整个清洗过程清洗效果好、清洗效率高、清洗成本低，适于工业上广泛应用；并且在清洗过程中，实时检测清洗各步骤中清洗液浓度、温度、电阻等参数变化，保证清洗过程中各参数在最优范围内，保证了清洗的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
图2为图1中步骤S1的流程图。
图3为图1中步骤S2的流程图。
图4为图1中步骤S3的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步的说明。
本发明提出的一种晶片清洗方法，应用于晶片清洗设备，晶片清洗设备包括第一清洗池、第二清洗池、甩干机及烘烤箱。
本实施例中，晶片清洗设备用于清洗晶片，实现本发明提出的方法。其包括清洗架、传输装置、晶片夹具、移动装置、第一清洗池、第二清洗池、干燥装置，晶片经由晶片夹具进行装载，清洗架装载晶片夹具，传送装置通过履带移动清洗架，移动装置通过抓取清洗架实现晶片在第一清洗池、第二清洗池、干燥装置之间的移动，干燥装置包括甩干机和烘烤箱。
请参阅图1，本发明提出了一种晶片清洗方法，通过以下步骤实现：
S1、当检测到感应区域有清洗架时，移动装置移动清洗架至第一清洗池，清洗架装载装有晶片的晶片夹具；
请参阅图2，步骤S1通过以下子步骤实现：
S11、接收到晶片清洗请求。
S12、检测感应区域是否有清洗架，若有，进入步骤S13；若没有，进入步骤S14。
本实施例中，接收到晶片清洗请求后，通过红外线检测感应区域内是否有清洗架。
S13、移动装置将清洗架移动至第一清洗池进行清洗。
本实施例中，若在感应区域内有清洗架，则通过移动装置抓取清洗架至第一清洗池进行清洗。
S14、传送装置将清洗架传送至感应区域内，返回步骤S12。
本实施例中，若感应区域内没有清洗架，则传送装置通过履带的方式，将在后面的清洗架传送至感应区域内，以便于移动装置进行抓取。
S2、以预设比例在第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，实时检测混合溶液是否符合预设比例和晶片是否彻底浸入混合溶液中，若混合溶液符合预设比例且晶片彻底浸入混合溶液中，对晶片进行超声波清洗。
请参阅图3，步骤S2通过以下子步骤实现：
S21、以预设比例在第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液。
本实施例的优选实施例中，以1:50的比例配置碱性清洗液和去离子水得到混合溶液。
具体地，碱性清洗液具有高氧化能力，能将晶片表面的金属氧化物溶解在清洗液中。在碱性清洗液中，晶片表面和溶解在清洗液中的多数颗粒之间具有相同的负电极性，二者相互排斥，避免颗粒物再次附着在晶片表面，有利于去除晶片表面的污染物。
本实施例中，预设比例可以为其它数值，且第一溶液和第二溶液也可以有其它选择。
S22、检测晶片是否彻底浸入混合溶液中，即混合溶液是否彻底没过晶片；若晶片未彻底浸入混合溶液中，进入步骤S23；若晶片彻底浸入混合溶液中，进入步骤S24。
本实施例中，必须保证池内溶液高度完全没过全部晶片。
S23、以预设比例继续在第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，返回步骤S22。
S24、实时检测混合溶液中第一溶液与第二溶液的比例是否满足预设比例；若不满足，进入步骤S25；若满足，进入步骤S26。
S25、根据检测结果调整第一清洗池中第一溶液与第二溶液的比例，返回步骤S24。
S26、对晶片进行超声波清洗。
S27、实时检测温度，判断温度是否超过预设温度区间；若温度超过预设温度区间，进入步骤S28；若温度未超过预设温度区间，进入步骤S29。
本实施例中，预设温度区间为50±5℃之间，随着清洗液温度的上升，晶片表面的清洗效果也随之上升，超声波在40～50℃时空化效果最好，且随着温度的上升清洗液挥发性增强，清洗效果反而会下降。
本实施例中，预设温度区间跟溶液选择和超声波有关，故可以为其它数值。
S28、根据温度与预设温度区间的关系对温度进行调整，返回步骤S27。
本实施例中，若温度高于预设温度区间，则降低池内温度；若温度低于预设温度区间，则升高池内温度，保证清洗效果最优。
S29、进行第一预设时间超声波清洗后结束。
本实施例中，为保证晶片不在超洗过程中受到破坏，单次超洗时间不超过150s。
S3、当检测到所述步骤2清洗结束后，移动装置将清洗架移动至第二清洗池中。
本实施例中，清洗结束后，晶片的移动通过移动装置抓取清洗架实现。
本实施例中，第一清洗池中同样存在感应区域，移动装置在感应区域进行抓取并移动，若清洗架不在感应区域内，传送装置对清洗架进行移动，以便于移动装置进行抓取。
S4、在第二清洗池中对晶片通过第二溶液进行冲洗和超声波清洗。
请参阅图4，步骤S4通过以下子步骤实现：
S41、使用第二溶液对晶片进行冲洗。
本实施例中，采用去离子水对晶片进行冲洗，将超洗阶段的附着在石英晶片表面的混合溶液和其它附着的物理杂质冲洗掉。特别地，冲洗时长为150s。
S42、实时检测第二溶液的电阻，判断电阻是否大于预设电阻阈值；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S43；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S44。
本实施例中，为保证清洗效果，去离子水电阻要大于15MΩ。
S43、调整第二溶液的电阻，使其大于预设电阻阈值，返回步骤S42；
S44、进行第二预设时间冲洗清洗后，使用第二溶液对晶片进行第三预设时间超声波清洗后结束。
本实施例中，去离子水超声波清洗，以去除晶片表面的顽固杂质与残留清洗液。为保证晶片不在超洗过程中受到破坏，单次超洗时间不超过150s。
本实施例中，可在去离子水超声波清洗结束后，步骤回到S41，再进行一次去离子水冲洗和超洗，以保证最佳清洗效果。
S5、当检测到步骤4清洗结束后，移动装置将清洗架移动至干燥装置。
本实施例中，第二清洗池中同样存在感应区域，移动装置在感应区域进行抓取并移动，若清洗架不在感应区域内，传送装置对清洗架进行移动，以便于移动装置进行抓取。
S6、对晶片进行干燥处理。
本实施例中，最后对晶片进行干燥处理，将晶片放入甩干机进行脱水操作后，放入烘烤箱中进行烘烤干燥。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种晶片清洗方法，其特征在于，应用于晶片清洗设备，所述晶片清洗设备包括清洗架、晶片夹具、移动装置、第一清洗池、第二清洗池、干燥装置，所述干燥装备包括甩干机和烘烤箱，所述方法包括以下步骤：
S1、当检测到感应区域有所述清洗架时，所述移动装置移动所述清洗架至所述第一清洗池，所述清洗架装载装有晶片的晶片夹具；
S2、以1:50的预设比例在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，所述第一溶液为碱性清洗液，所述第二溶液为去离子水，实时检测所述混合溶液是否符合所述预设比例和所述晶片是否彻底浸入所述混合溶液中，若所述混合溶液符合所述预设比例且所述晶片彻底浸入所述混合溶液中，对晶片进行超声波清洗，单次超洗时间不超过150s；实时检测温度，预设温度区间为50±5℃之间；
S3、当检测到所述步骤S2清洗结束后，所述移动装置将所述清洗架移动至所述第二清洗池中；
S4、在所述第二清洗池中对所述晶片通过第二溶液进行冲洗和超声波清洗，实时检测所述第二溶液的电阻，预设15MΩ的电阻阈值；
S5、当检测到所述步骤S4清洗结束后，所述移动装置将所述清洗架移动至所述干燥装置；
S6、所述干燥装置对所述晶片进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、以预设比例在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液；
S22、检测晶片是否彻底浸入所述混合溶液中，即所述混合溶液是否彻底没过晶片；若晶片未彻底浸入所述混合溶液中，进入步骤S23；若晶片彻底浸入所述混合溶液中，进入步骤S24；
S23、以预设比例继续在所述第一清洗池中配置第一溶液和第二溶液的混合溶液，返回所述步骤S22；
S24、实时检测所述混合溶液中第一溶液与第二溶液的比例是否满足所述预设比例；若不满足，进入步骤S25；若满足，进入步骤S26；
S25、根据检测结果调整所述第一清洗池中第一溶液与第二溶液的比例，返回所述步骤S24；
S26、对晶片进行超声波清洗；
S27、实时检测温度，判断温度是否超过预设温度区间；若温度超过所述预设温度区间，进入步骤S28；若温度未超过所述预设温度区间，进入步骤S29；
S28、根据温度与所述预设温度区间的关系对温度进行调整，返回所述步骤S27；
S29、进行第一预设时间超声波清洗后结束。
3.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、使用第二溶液对晶片进行冲洗；
S42、实时检测所述第二溶液的电阻，判断所述电阻是否大于预设电阻阈值；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S43；若电阻不大于预设电阻阈值，进入步骤S44；
S43、调整所述第二溶液的电阻，使其大于所述预设电阻阈值，返回所述步骤S42；
S44、进行第二预设时间冲洗清洗后，使用所述第二溶液对晶片进行第三预设时间超声波清洗后结束。
4.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
对晶片进行脱水操作后，进行烘烤干燥。
5.如权利要求4所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
将晶片移动至所述甩干机进行脱水操作后，移动至所述烘烤箱中进行烘烤干燥。
6.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述晶片清洗设备还包括传送装置，所述步骤S1包括：
S11、接收到晶片清洗请求；
S12、检测感应区域是否有清洗架，若有，进入步骤S13；若没有，进入步骤S14；
S13、所述移动装置将所述清洗架移动至所述第一清洗池进行清洗；
S14、所述传送装置将清洗架传送至感应区域内，返回所述步骤S12。
7.如权利要求6所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述步骤S11中，通过红外线检测感应区域是否有清洗架。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A chip cleaning method Granted publication date: 20210226 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Chengdu Pidu Branch Pledgor: CHENGDU KINGBRI FREQUENCY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980002828 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |