CN112058782A - 一种清洗设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种清洗设备，其中所述清洗方法包括以下步骤(S1)在密封且盛装有清洗液的清洗腔中形成气泡和(S2)沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液，以在位于所述清洗腔中的所述器件与粘附于所述器件上的污渍之间形成由所述气泡爆裂而产生的冲击力，以清除位于所述器件上的污渍。

Description

一种清洗设备

技术领域

本发明涉及清洗设备和工艺领域，尤其涉及一种清洗设备。

背景技术

现在LED、摄像头等行业发展很快，对产品的性能要求越来越高。在这些电子设备领域，都需要用到装有芯片的电路板。

在制作芯片之前，首先需要制作晶圆。而晶圆制作工程的每一道工序，都会产生些新的沾污。少许的这些沾污都会影响到下一道工序中所述晶圆的品质。

WLCSP封装中，玻璃圆片要和芯片晶圆粘合。摄像头的像素越高，对玻璃圆片的清洁度要求越高，否则会影响成品摄像头的品质，这就要求玻璃圆片镀膜前要正反面都要清洗，而且清洁度要求很高。这些晶圆很薄、很脆，而且表面不能接触，接触就会造成二次污染，这就给晶圆的清洗造成了很大的技术难题。

芯片制作完成后，需要被封装。封装基板是Substrate(简称SUB)，即印刷线路板中的术语。基板可为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效，以实现多引脚化，缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、超高密度或多芯片模块化的目的。

封装基板在Die bonder(固晶)、Wire bonder(键合)、塑封等每道工序后的都会产生一些沾污，这些沾污会造成下一道工序的不良，所以要求比较高的产品，在每道工序后都会进行清洗以解决这些不良。但半导体基板都比较脆弱，传统的高压清洗及二流体清洗都会对产品造成损伤，从而制约了传统清洗技术的应用。

目前市场上只有槽式清洗机、超声波清洗机、及单面清洗的二流体或高压水清洗机以及等离子清洗机。槽式清洗机因为要使用化学药液(强酸或强碱或其他中性化学药液等)会造成污染，另外化学药液外还对清洗对象的材质有要求，好多材质是不能使用强酸或强碱的，否则就会腐蚀而损坏产品。另外这种清洗方法要使用化学药液，同时化学药液要回收处理，成本很高；药液清洗完成之后还要进行二次DI水清洗，工序繁琐；超声波清洗机主要针对的是微颗粒的污渍，但对半导体制程中产生的胶体、油脂、化学药液残留清洗效果很差甚至根本不能清洗掉；而单纯的单面高压或二流体清洗机很难清洗掉晶圆表面的残胶、油脂、化学药剂残留，不满足要求；另一种SRD(滚筒式)清洗机虽然可以实现正反面不接触，但清洗效果不佳，达不到品质要求，而且清洗干燥后表面会有水渍，造成产品的不良。等离子清洗机并不能洗掉脏污，只起到表面活化，改变微观结构，起到提高附着力的作用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备适于清洗各种不同材质的器件，尤其适于清洗半导体器件，特别地适于清洗晶圆和基板。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备能够无死角的对待清洗的器件进行清洗。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备通过清洗液的突沸效应所产生的气泡在待清洗的器件上的污渍处所产生爆裂所形成的力除去器件上的污渍。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备通过控制所述清洗液和沉浸在所述清洗液中的待清洗的所述器件所在的清洗腔的气压而实现清洗液的突沸效应。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备能够在所述清洗腔中形成的气压大小能够被调整，从而能够对待清洗的所述器件上的污渍形成大小不同的力。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗设备通过清洗液的突沸效应所产生的气泡大小被设置能够被连续地调整，从而使得介于待清洗的器件上的污渍和待清洗器件之间的所述气泡的大小能够由大变小和由小变大，进而能够在污渍和待清洗器件之间产生振动力，以加速污渍器件上的污渍与待清洗的所述晶圆分离。

本发明的另一个目的在于提供一种清洗设备，其中所述清洗液可以被实施为去离子水等不会与待清洗的所述器件产生化学反应的液体，并且使用该清洗液能够去除待清洗的所述器件上的污渍。

本发明提供一种清洗设备，其中所述清洗设备能够一次清洗多件所述器件。

本发明提供一种清洗设备，其中所述清洗设备在清洗所述器件时，不会损伤所述器件。

本发明提供一种清洗设备，其中所述清洗设备能够对被完成清洗的所述器件进行干燥处理。

本发明提供一种清洗设备，其中所述清洗设备能够循环地对待清洗的器件进行清洗和干燥处理。

为实现本发明以上至少一个目的，本发明提供一种清洗方法，其中所述清洗方法包括以下步骤：

(S1)在密封且盛装有清洗液的清洗腔中形成气泡；和

(S2)沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液，以在位于所述清洗腔中的所述器件与粘附于所述器件上的污渍之间形成由所述气泡爆裂而产生的冲击力，以清除位于所述器件上的污渍。

根据本发明一实施例，通过降低位于被密封的所述清洗腔中的气压，以沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液。

根据本发明一实施例，通过向位于被密封的所述清洗腔中，以预定的速度充入气体至所述清洗腔，以调整所述清洗腔中的真空度。

根据本发明一实施例，所述清洗方法包括步骤：

(S3)自动地封盖清洗腔连通的所述送料口，以使得所述清洗腔被密封。

根据本发明一实施例，控制所述清洗腔的真空度由小到大和有大到小进行变化，以使气泡体积由小到大和有大到小的变化。

根据本发明一实施例，所述清洗液为去离子水。

根据本发明一实施例，所述清洗方法包括以下步骤：

自动地向所述清洗腔中注入预定量的所述清洗液；

在所述清洗液沸化预定时间之后，导出所述清洗液；和

新加入所述清洗液至所述清洗腔。

根据本发明一实施例，所述清洗方法包括以下步骤：

在导出所述清洗液后，风干位于所述清洗腔中的待清洗的器件。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种清洗设备，其中所述清洗设备包括：

一盛液件，其中所述盛液件形成一清洗腔，用于盛装待清洗的器件；

一发泡装置，其中所述发泡装置被设置于所述盛液件的所述清洗腔，以使所述清洗腔中的所述清洗液气泡化；和

一沸液发生器，其中所述沸液发生器以能够沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液的方式被连通于所述清洗腔，以气泡化的所述清洗液在沸腾时无序地在待清洗的所述器件的四周爆裂。

根据本发明一实施例，所述盛液件包括一盛液主体，所述盛液主体形成所述清洗腔，所述盛液主体形成与所述清洗腔连通的一送料口，所述盛液件包括一密封盖，所述密封盖被可密封且可移除地盖合于所述盛液主体。

根据本发明一实施例，所述沸液发生装置包括一气压调整部件，所述气压调整部件被连通于所述清洗腔，以在所述密封盖封盖送料口后，所述气压调整部件通过调整所述清洗腔的气压沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液。

根据本发明一实施例，所述气压调整部件被实施为包括一抽真空装置和一抽气管，所述抽气管的一端被连通于所述抽真空装置。

根据本发明一实施例，所述沸液发生装置包括一充气部件，所述充气部件被设置连通于所述清洗腔，以向所述清洗腔中充入预定量的预定种类的气体。

根据本发明一实施例，所述预定种类的气体被实施为惰性气体或氮气。

根据本发明一实施例，所述盛液件形成一出液口，所述清洗设备包括一排液组件，其中所述排液组件被连通于所述出液口，且所述排液组件被设置能够被控制而排出所述清洗腔中的所述清洗液。

根据本发明一实施例，所述盛液件形成一进液口，其中所述清洗设备包括一进液组件，其中所述进液组件被连通于所述进液口，其中所述进液组件被设置能够被控制而向所述清洗腔中注入预定量的所述清洗液。

根据本发明一实施例，所述清洗设备包括一控制组件，所述发泡装置、所述沸液发生装置、所述排液组件和所述进液组件被可控制地连接于所述控制组件，以使得所述发泡装置、所述沸液发生装置、所述排液组件和所述进液组件能够被所述控制组件控制而自动地工作。

通过对随后的描述的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

附图说明

图1示出了本发明所述清洗设备的清洗腔密封时的示意图。

图2示出了本发明所述清洗设备的清洗腔打开时的示意图。

图3示出了本发明所述清洗设备的清洗腔打开时另一个角度的示意图。

图4示出了本发明所述清洗设备工作时产生可爆裂的气泡时的示意图。

图5示出了本发明所述清洗设备被控制组件控制自动工作时产生可爆裂的气泡时的示意图。

具体实施方式

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

结合说明书附图1至图5，依本发明一较佳实施例的一种清洗设备将在以下被详细地阐述，其中所述清洗设备包括一盛液件10，其中所述盛液件10形成一清洗腔101，用以盛装预定量的清洗液。所述清洗液的种类可以根据需要被选择。作为优选地，所述清洗液被实施为等离子水，从而使所述清洗设备能够使用所述清洗液清洗不同种类的待清洗器件。尤其是当所述清洗液被实施为等离子水后，所述清洗设备能够通过所述等离子水实现对晶圆、基板等器件的清洗，且不会对晶圆、基板等器件产生腐蚀作用。

所述清洗设备还包括一发泡装置20和一沸液发生装置30。所述发泡装置20被设置能够使所述清洗腔101中的所述清洗液形成预定体积大小的气泡。换句话说，所述发泡装置20被设置能够使所述清洗液气泡化。

所述沸液发生装置30被设置使所述清洗腔101中的所述清洗液沸腾，以使得气泡化的所述清洗液在沸腾时无序地在待清洗的所述器件的四周爆裂，进而形成去除待清洗的所述器件的冲击力，从而使得所述器件上的污渍得以被去除。

在一个实施例中，所述盛液件10包括一盛液主体11。所述盛液主体11形成所述清洗腔101。所述盛液主体11形成与所述清洗腔101连通的一送料口1101。所述盛液件10包括一密封盖12。所述密封盖12被可密封且可移除地盖合于所述盛液主体11，以通过封盖所述送料口1101使所述清洗腔101形成一密封室。

在本实施例中，所述沸液发生装置30包括一气压调整部件31。所述气压调整部件31被连通于所述清洗腔101，以在所述密封盖12封盖送料口1101后，所述气压调整部件31能够调整所述清洗腔101的气压，直至所述清洗液沸腾。

值得一提的是，当所述清洗腔101的所述清洗液因所述气压调整部件31调整气压而沸腾后，通过所述发泡装置20形成预定体积大小的气泡不断地在待清洗的所述器件的四周爆裂，从而使所述器件上的污渍得以被去除。

在本实施例中，所述气压调整部件31被实施为包括一抽真空装置311和一抽气管312。所述抽气管312的一端被连通于所述抽真空装置311。所述盛液主体11形成一抽气口1102。所述抽气管312的一端被连通于所述抽气口1102。

进一步地，所述发泡装置20包括一发泡部件21和一充气部件22。所述充气部件22被设置连通于所述清洗腔101，以能够向所述清洗腔101中充入预定量的预定种类的气体。所述发泡部件21被设置于所述清洗腔101，并被连通于所述充气部件22，以在所述充气部件22充入的气体经过所述发泡部件21后，能够在所述清洗腔101中的所述清洗液中形成预定体积大小的气泡。

优选地，所述预定种类的气体被实施为惰性气体或氮气。

具体地，所述充气部件22包括一充气阀221和一充气管222。所述盛液主体11形成一充气口1103。所述充气管222的一端被连通于所述充气口1103，所述充气管222的另一端被连通于所述充气阀221。

所述充气阀221被设置能够连通一气体泵。该气体泵能够被连通于一气体盛装瓶，其中所述气体盛装瓶中盛装有所述预定种类的气体。

进一步地，所述盛液件10，尤其是所述盛液主体11形成一出液口1104。所述清洗设备包括一排液组件40。所述排液组件40被连通于所述出液口1104，以使位于所述清洗腔101中的所述清洗液在被使用预定次数后，能够从所述出液口1104被所述排液组件40排出。

优选地，所述盛液件10，尤其是所述盛液主体11还形成一进液口1105。所述清洗设备包括一进液组件50。所述进液组件50被连通于所述进液口1105，以使外界的清洗液能够通过所述进液口1105被导入所述清洗腔101中。

本领域技术人员能够理解的是，所述进液组件50和所述排液组件40被设置为分别包括但不限于一导流管、流体控制阀和一流体泵等。

在一个实施例中，当需要对所述器件进行清洗时，首先可以将所述器件从所述送料口1101放入所述清洗腔101中。通常情况下，可以将多个待清洗的所述器件放置在一料盒中。

随后，通过控制所述进液组件50向所述清洗腔101中注入预定量的所述清洗液。可以理解的是，也可以直接从所述送料口1101向所述清洗腔101中注入所述清洗液。

再随后，所述沸液发生装置30先工作，以使所述清洗液沸腾。随后，所述发泡装置20被启动工作，以能够使沸腾的所述清洗液形成预定大小的气泡。被气泡化的所述清洗液能够在所述器件上不断地爆裂，以使得待清洗的所述器件上的污渍被不断爆破的所述气泡冲离。

当所述器件被清洗预定时间后，所述排液组件40被控制启动而排出清洗过所述器件的所述清洗液。随后，所述进液组件50再一次地被控制而能够向所述清洗腔101中注入所述清洗液，以使所述器件被第二次清洗。

本领域技术人员应当理解的是，所述清洗设备可以对所述器件进行多次清洗。并且所述清洗设备能够在更换清洗液后对所述器件进行多次清洗。

进一步地，所述清洗设备还包括一控制组件60。所述发泡装置20、所述沸液发生装置30、所述排液组件40和所述进液组件50被可控制地连接于所述控制组件60，以使得所述发泡装置20、所述沸液发生装置30、所述排液组件40和所述进液组件50能够被所述控制组件60控制而自动地工作。换句话说，所述清洗设备能够自动地对放置于所述清洗腔101中的待清洗的所述器件自动地进行清洗。

值得一提的是，所述清洗设备还包括一检测组件70。所述检测组件70包括一气压检测器71，其中所述气压检测器71被设置检测所述清洗腔101中的气压大小。所述气压检测器71被通信连接于所述控制组件60。所述控制组件60根据所述气压检测器71检测得到的气压大小，形成对应控制所述气压调整部件31和/或所述充气部件22的信号。

更值得一提的是，所述控制组件60可以根据所述气压检测器71检测得到的所述清洗腔101中的气压大小，控制所述气压调整部件31和/或所述充气部件22工作而调整所述清洗腔101中的气压大小，也即所述清洗腔101的真空度，从而使所述清洗液沸腾。沸腾后的所述清洗液使得由所述发泡装置20形成的气泡随机地在待清洗的所述器件周围爆裂，从而破坏待清洗的所述器件上的污渍和待清洗的所述器件之间的结合力，进而使得待清洗的所述器件上的污渍更容易脱落而与待清洗的所述器件分离。

本领域技术人员能够理解的是，由于沸腾后的所述清洗液使得由所述发泡装置20形成的气泡随机地在待清洗的所述器件周围爆裂，因此，待清洗的所述器件能够被所述气泡环绕，从而使得待清洗的所述器件无死角地被清洗。

更重要的是，当所述控制组件60控制所述气压调整部件31和/或所述充气部件22在所述清洗腔101中形成连续变换的所述气压时，由所述发泡装置20形成的气泡的体积可以在待清洗的所述器件和粘附于待清洗的所述器件上的污渍之间连续地变化，从而在待清洗的所述器件和粘附于待清洗的所述器件上的污渍之间形成振动力，进而使得粘附于待清洗的所述器件上的污渍更容易被除去。

所述检测组件70还包括一液量检测器72，所述液量检测器72被设置于所述盛液件10，以检测位于所述清洗腔101中的所述清洗液的量。所述液量检测器72被可通信地连接于所述控制组件60。所述控制组件60被设置根据所述液量检测器72检测的数据和所述气压检测器71检测到的位于所述清洗腔101中的气压大小，从而调控所述气压调整部件31和/或所述充气部件22，进而调整所述清洗腔101的真空度。

进一步地，所述清洗设备还包括一干燥组件80。所述干燥组件80被设置能够吹干被清洗过的所述器件。

所述干燥组件80包括一喷气嘴81，其中所述喷气嘴81被设置能够向位于所述清洗腔101且被所述清洗液清洗过的所述器件喷气。优选地，所述干燥组件80还包括一气体阀82和一气体泵83。所述气体阀82被连通于所述喷气嘴81和所述气体泵83。

所述气体泵83被可控制地连接于所述控制组件60，以使得所述气体泵83在所述清洗液清洗完所述器件后向所述器件喷气，进而吹干所述器件残留的液珠。

优选地，所述喷气嘴81被设置于所述密封盖12的底部，以自上而下地向所述清洗腔101中喷气，从而使得清洗完的所述器件能够受到自上而下的风力，进而使得所述器件上的所述清洗液能够快速地吹落。

值得一提的是，在待清洗的所述器件被清洗完之后，所述清洗腔101中的所述清洗液经由所述排液组件40得以被排出，随后，通过所述干燥组件80吹干经过清洗的所述器件。更进一步地，所述清洗设备还包括一开盖组件90。所述密封盖12被可移动地连接于所述开盖组件90。在一个示例中，所述开盖组件90包括一伸缩部件91，其中所述密封盖12的顶部被固定在所述伸缩部件91的伸缩端，以使得所述密封盖12能够移动而在封盖所述送料口1101的一盖合状态和打开所述送料口1101的一开盖状态之间转换。

优选地，所述开盖组件90还包括一导轨92和一支撑主体93。所述伸缩部件91被可滑动地连接于所述导轨92。所述导轨92被支撑于所述支撑主体93。

进一步地，所述清洗设备还包括一预清洗组件100，其中所述预清洗组件100包括一喷液嘴1001。所述喷液嘴1001被设置于所述密封盖12的底部，以在待清洗的所述器件被从所述送料口1101送入所述清洗腔101后，所述预清洗组件100的所述喷液嘴1001能够朝向位于所述清洗腔101中的待清洗的所述器件喷洒所述清洗液。更优选地，所述喷液嘴1001被可控制地连接于所述控制组件60。

此外，在所述器件被清洗完后，所述预清洗组件100被所述控制组件60控制而自动地喷淋被所述清洗液清洗后的所述器件。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种清洗方法，其中所述清洗方法包括以下步骤：

(S1)沸化位于所述清洗腔101中的所述清洗液；和

(S1)在密封且盛装有清洗液的清洗腔101中形成预定大小的气泡，以在位于所述清洗腔10中的所述器件与粘附于所述器件上的污渍之间形成由所述气泡爆裂而产生的冲击力，进而清除位于所述器件上的污渍。

优选地，通过所述抽真空装置311降低位于被密封的所述清洗腔101中的气压，以沸化位于所述清洗腔101中的所述清洗液。

更优选地，通过所述充气部件22向位于被密封的所述清洗腔101中，以预定的速度充入气体，以调整所述清洗腔101中的真空度，进而在待清洗的所述器件和粘附于待清洗的所述器件上的污渍之间形成振动力，进而使得粘附于待清洗的所述器件上的污渍更容易被除去。

此外，通过所述发泡部件21分隔经由所述充气部件22充入的气体，以在所述清洗液中形成预定体积大小的气泡。

所述清洗方法包括以下步骤：

(S3)自动地封盖所述清洗腔101在由所述盛液主体11形成且与所述清洗腔101连通的所述送料口1101，以使得所述清洗腔101被密封。

所述清洗方法包括以下步骤：

(S4)自动地更换位于所述清洗腔101中的所述清洗液。

本领域的技术人员应理解，上述描述所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种清洗方法，其特征在于，其中所述清洗方法包括以下步骤：

(S1)沸化位于清洗腔中的清洗液；和

(S1)在密封且盛装有清洗液的清洗腔中形成预定大小的气泡，以在位于所述清洗腔中的所述器件与粘附于所述器件上的污渍之间形成由所述气泡爆裂而产生的冲击力，进而清除位于所述器件上的污渍。

2.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，通过降低位于被密封的所述清洗腔中的气压，以沸化位于所述清洗腔中的所述清洗液。

3.根据权利要求2所述清洗方法，其特征在于，通过向位于被密封的所述清洗腔中，以预定的速度充入预定气体至所述清洗腔，以调整所述清洗腔中的真空度。

4.根据权利要求3所述清洗方法，其特征在于，分隔通入所述清洗腔中的气体，以在所述清洗腔中形成预定大小的所述气泡。

5.根据权利要求1至3中任一所述清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括步骤：

(S3)自动地封盖清洗腔连通的所述送料口，以使得所述清洗腔被密封。

6.根据权利要求3所述清洗方法，其特征在于，控制所述清洗腔的真空度由小到大和有大到小进行变化，以使气泡体积由小到大和有大到小的变化。

7.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，所述清洗液为去离子水。

8.根据权利要求1所述清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括以下步骤：

自动地向所述清洗腔中注入预定量的所述清洗液；

在所述清洗液沸化预定时间之后，导出所述清洗液；和

新加入所述清洗液至所述清洗腔。

9.根据权利要求1或7所述清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括以下步骤：

在导出所述清洗液后，风干位于所述清洗腔中的待清洗的器件。

10.根据权利要求1或7所述清洗方法，其特征在于，在所述步骤(S1)之前或在所述步骤(S2)之后，所述清洗方法包括以下步骤：

喷淋清洗液至位于所述清洗腔中的所述器件。

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