CN113394134B - 一种用于芯片划片的自动喷液装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于芯片划片的自动喷液装置，包括清洁头、容置体和吸附盘体，清洁头包括喷雾头、高压头和毛刷头，喷雾头包括压力管、出液管、雾状喷头和倾斜斜体，本发明还公开了一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法，包括如下步骤：将晶圆放置于吸附管上吸附固定，并启动驱动座使得晶圆旋转；启动喷雾头完成对晶圆的上侧清理；启动高压头完成对晶圆的下侧清理；启动毛刷头完成对晶圆的侧边清理，在现有技术的基础上，改进自动喷液装置的结构，利用喷雾头、高压头以及毛刷头，实现对晶圆各个方向的清理，从而解决了现有技术中晶圆粘附杂质的问题，进而有效提升晶圆的品质，并适应性提出使用方法，以完成对晶圆的清理。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种用于芯片划片的自动喷液装置及其方法。
背景技术
在一个晶圆上，通常有几百个至数千个芯片连在一起，它们之间留有80um至150um的间隙，此间隙被称之为划片街区(SawStreet)，将每一个具有独立电气性能的芯片分离出来的过程叫做划片或切割，而在切割过程中，会产生一些颗粒的污染物附着在晶圆的表面，因此，需要进行清除。
发明内容
本发明为了解决现有技术中，对芯片进行划片时，会有颗粒物附着在晶圆表面的问题，提出了一种用于芯片划片的自动喷液装置及其方法。
第一方面，本发明提供一种用于芯片划片的自动喷液装置，包括清洁头、容置体和吸附盘体，所述吸附盘体设置于所述容置体的内部中心处，所述吸附盘体吸附晶圆并与所述容置体转动连接，所述清洁头设置于所述容置体的内壁，并与所述容置体固定连接，所述容置体则为中空的圆柱形结构，所述清洁头包括喷雾头、高压头和毛刷头，所述喷雾头设置于晶圆的上侧，所述高压头则与所述容置体连接，并设置于晶圆的下侧，所述毛刷头与所述容置体转动连接，并设置于晶圆的侧面，所述喷雾头包括压力管、出液管、雾状喷头和倾斜斜体，所述压力管与所述出液管并列设置，且所述压力管的末端与所述出液管的末端连通，所述压力管和所述出液管的初始端均贯穿所述容置体，所述雾状喷头设置于所述出液管与所述压力管的连接处，所述倾斜斜体则设置于所述出液管的末端。
其中，所述高压头具有气体通路、液体通路、混合腔和喷出孔，所述气体通路与所述液体通路均设置于所述高压头的内部，所述气体通路与所述液体通路的末端均分别与所述混合腔连通，且所述气体通路和所述液体通路的初始端均贯穿所述容置体与外界接通，所述混合腔设置于所述高压头的内部，所述喷出孔则设置于所述混合腔的上侧，并通过所述混合腔连接所述气体通路和所述液体通路。
其中，所述混合腔具有连接曲面和倾斜面，所述连接曲面设置于所述气体通路与所述混合腔的连接处，所述倾斜面则设置于所述液体通路与所述混合腔的连接处。
其中，所述毛刷头包括软垫、转动轴和内芯，所述软垫环绕所述内芯设置，所述转动轴设置于所述内芯的中心处，所述转动轴的两端则与所述容置体转动连接，所述内芯则设置于晶圆的一侧，并通过所述软垫与所述晶圆抵接，所述软垫具有若干凸起和若干研磨点，若干所述凸起均设置于所述软垫的外周侧，若干所述研磨点则一一对应设置于若干所述凸起的上侧，并与对应的所述凸起固定连接。
其中，所述吸附盘体包括底座、两个支架、四根吸附管和驱动座，四根所述吸附管分别设置于两个所述支架的两端，并均与晶圆抵接，所述底座设置于所述驱动座的下侧，所述驱动座则连接所述底座和两个所述支架。
第二方面，本发明提供一种采用如第一方面所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法，包括如下步骤：
将晶圆放置于吸附管上吸附固定，并启动驱动座使得晶圆旋转；
启动喷雾头，在进液管中冲入清洗液以完成对晶圆的上侧清理；
启动高压头，在高压头中填入含有CO2的去离子水以完成对晶圆的下侧清理；
启动毛刷头，从而完成对晶圆的侧边清理。
本发明的有益效果为：在现有技术的基础上，改进自动喷液装置的结构，利用喷雾头、高压头以及毛刷头，实现对晶圆各个方向的清理，从而解决了现有技术中晶圆粘附杂质的问题，进而有效提升晶圆的品质，并适应性提出使用方法，以完成对晶圆的清理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种用于芯片划片的自动喷液装置的轴测结构示意图。
图2是本发明一种用于芯片划片的自动喷液装置的内部轴测结构示意图。
图3是本发明吸附盘体的轴测结构示意图。
图4是本发明雾状喷头的剖视结构示意图。
图5是本发明保护板的轴测结构示意图。
图6是本发明一种用于芯片划片的自动喷液装置的出液板的轴测结构示意图。
图7是本发明一毛刷头的轴测结构示意图。
图8是本发明高压头的剖视结构示意图。
图9是本发明一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法的操作步骤示意图。
10-清洁头、20-容置体、30-吸附盘体、40-晶圆、11-喷雾头、12-高压头、13-毛刷头、31-底座、32-支架、33-吸附管、34-驱动座、111-压力管、112-出液管、113-雾状喷头、114-倾斜斜体、121-气体通路、122-液体通路、123-混合腔、124-喷出孔、131-软垫、132-转动轴、133-内芯、1131-保护板、1132-封闭盖、1133-支撑柱、1134-出液板、1135-气流通道、1136-回转通道、1137-输送孔、1138-连接孔、1231-连接曲面、1232-倾斜面、1311-凸起、1312-研磨点。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
一种用于芯片划片的自动喷液装置，包括清洁头10、容置体20和吸附盘体30，所述吸附盘体30设置于所述容置体20的内部中心处，所述吸附盘体30吸附晶圆40并与所述容置体20转动连接，所述清洁头10设置于所述容置体20的内壁，并与所述容置体20固定连接，所述容置体20则为中空的圆柱形结构，所述清洁头10包括喷雾头11、高压头12和毛刷头13，所述喷雾头11设置于晶圆40的上侧，所述高压头12则与所述容置体20连接，并设置于晶圆40的下侧，所述毛刷头13与所述容置体20转动连接，并设置于晶圆40的侧面，所述喷雾头11包括压力管111、出液管112、雾状喷头113和倾斜斜体114，所述压力管111与所述出液管112并列设置，且所述压力管111的末端与所述出液管112的末端连通，所述压力管111和所述出液管112的初始端均贯穿所述容置体20，所述雾状喷头113设置于所述出液管112与所述压力管111的连接处，所述倾斜斜体114则设置于所述出液管112的末端。
在本实施方式中，所述清洁头10用以清洁晶圆40，所述容置体20则用以放置各组件，所述吸附盘体30则用以固定晶圆40，并带动晶圆40转动，所述喷雾头11用以清理晶圆40表面的杂质，利用喷出清洁液的方式来完成对晶圆40上侧面的清洁，而所述高压头12则用以清洁晶圆40的下侧面，同时，将晶圆40下侧面在重力及静电作用下吸附的杂质进行清除，所述毛刷头13则用以清理晶圆40的侧面，而所述压力管111与所述出液管112配合，所述出液管112中填充清洁液，在运行时，清洁液被压力气体喷出，进而进入到所述雾状喷头113中，所述雾状喷头113则用以雾化清洁液，使得清洁液在通过所述雾状喷头113后，能均匀的分布在晶圆40上，从而完成对晶圆40的清理，所述倾斜斜体114则用以配合清洁液进入到所述雾状喷头113中，所述倾斜斜体114设置于所述出液管112的末端，用以改变清洁液的运动方向，并减少清洁液的冲击力，使得清洁液进入到所述雾状喷头113中的速度变慢，进而能使得雾状喷头113能更均匀的分散清洁液，喷洒在晶圆40的外部，有利于清除附着在晶圆40表面的污染物。
进一步的，所述高压头12具有气体通路121、液体通路122、混合腔123和喷出孔124，所述气体通路121与所述液体通路122均设置于所述高压头12的内部，所述气体通路121与所述液体通路122的末端均分别与所述混合腔123连通，且所述气体通路121和所述液体通路122的初始端均贯穿所述容置体20与外界接通，所述混合腔123设置于所述高压头12的内部，所述喷出孔124则设置于所述混合腔123的上侧，并通过所述混合腔123连接所述气体通路121和所述液体通路122。
在本实施方式中，所述气体通路121与所述液体通路122配合，所述气体通路121输送压力气体，所述液体通路122输送含有CO2的去离子水，利用含CO2的去离子水冲击晶圆40的下侧，一方面清理晶圆40下侧的静电吸附的杂质，而所述混合腔123则用以让含有CO2的去离子水和压力气体混合，进而使得含有CO2的去离子水能冲刷晶圆40下侧面以完成清理，所述喷出孔124则用以喷出含有CO2的去离子水。
进一步的，所述混合腔123具有连接曲面1231和倾斜面1232，所述连接曲面1231设置于所述气体通路121与所述混合腔123的连接处，所述倾斜面1232则设置于所述液体通路122与所述混合腔123的连接处。
在本实施方式中，由于曲面结构，当压力气体通过连接曲面时，比通过其他结构，如直角、锐角等结构可以有效减少压力气体与曲面的碰撞，根据能量守恒原则，碰撞会损失能量，减少碰撞自然能减少压力气体的内部能量损失。因此所述连接曲面1231用以减少压力气体的能量损失，所述倾斜面1232则用以便于含有CO2的去离子水进入到所述混合腔123中。
进一步的，所述毛刷头13包括软垫131、转动轴132和内芯133，所述软垫131环绕所述内芯133设置，所述转动轴132设置于所述内芯133的中心处，所述转动轴132的两端则与所述容置体20转动连接，所述内芯133则设置于晶圆40的一侧，并通过所述软垫131与所述晶圆40抵接，所述软垫131具有若干凸起1311和若干研磨点1312，若干所述凸起1311均设置于所述软垫131的外周侧，若干所述研磨点1312则一一对应设置于若干所述凸起1311的上侧，并与对应的所述凸起1311固定连接。
在本实施方式中，所述软垫131用以进行对晶圆40的侧面进行清洁，而所述转动轴132自身可进行转动，用以与所述内芯133配合，进而实现带动所述内芯133转动，而所述内芯133则用以带动所述软垫131一起转动，若干所述凸起1311与若干所述研磨点1312则用以对晶圆40进行清洁，而若干所述凸起1311之间设有空隙，空隙则用以让杂质通过，从而能完成清洁。
进一步的，所述吸附盘体30包括底座31、两个支架32、四根吸附管33和驱动座34，四根所述吸附管33分别设置于两个所述支架32的两端，并均与晶圆40抵接，所述底座31设置于所述驱动座34的下侧，所述驱动座34则连接所述底座31和两个所述支架32。
在本实施方式中，所述底座31承载各组件，所述驱动座34则用以驱动所述支架32转动，所述支架32支撑所述吸附管33，所述支架32内部设有与所述吸附管33连通的吸附通道，并配合吸气泵，从而完成对晶圆40的吸附固定，进而使得晶圆40能随所述支架32的转动而转动，本自动喷液装置适用厚度在100μm的晶圆，也可适用于其他厚度＞100μm的晶圆，从而有效提升对晶圆的清洁效果。
进一步的，所述雾状喷头113包括保护板1131、设有连接孔1138的封闭盖1132、若干支撑柱1133和出液板1134，所述封闭盖1132与所述出液板1134相契合，且设置于所述出液板1134的上侧，所述保护板1131设置于所述封闭盖1132和所述出液板1134之间，若干所述支撑柱1133均设置于所述出液板1134和所述保护板1131之间，且连接所述出液板1134和所述保护板1131，所述连接孔1138设置于所述封闭盖1132的中心处，并与所述出液管112的末端连通。
在本实施方式中，所述保护板1131用以分散进入到所述雾状喷头113的清洁液，所述封闭盖1132则与所述出液板1134，从而形成封闭，若干支撑柱1133则用以连接所述出液板1134和所述保护板1131，所述连接孔1138则用以输送清洁液。
进一步的，所述保护板1131设有若干气流通道1135、若干回转通道1136和若干输送孔1137，若干所述气流通道1135均环绕所述连接孔1138设置，并均设置于所述保护板1131的上侧，若干所述回转通道1136则分别一一对应设置于若干所述气流通道1135的末端，若干所述输送孔1137则均贯穿所述回转通道1136，并一一对应设置于所述回转通道1136远离所述气流通道1135的一端。
在本实施方式中，若干所述气流通道1135用以将随清洁液一起进入的气体进行减速，进而使得清洁液能沿所述回转通道1136进入到所述出液板1134中，进而完成分散，所述输送孔1137与所述回转通道1136配合，进而完成初步分流。
请参阅图9，采用如上述所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法，包括如下步骤：
S101：将晶圆40放置于吸附管33上吸附固定，并启动驱动座34使得晶圆40旋转；
S102：启动喷雾头11，在进液管中冲入清洗液以完成对晶圆40的上侧清理；
S103：启动高压头12，在高压头12中填入含有CO2的去离子水以完成对晶圆40的下侧清理；
S104：启动毛刷头13，从而完成对晶圆40的侧边清理。
进一步的，所述清洗液为谷氨酰胺、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、环己烷四乙酸、二乙烯三胺五乙酸和三乙烯四胺六乙酸中的至少一种。
在本实施方式中，关于一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法的具体限定可以参见上文中对于一种用于芯片划片的自动喷液装置的限定，在此不再赘述。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种用于芯片划片的自动喷液装置，其特征在于，包括清洁头、容置体和吸附盘体，所述吸附盘体设置于所述容置体的内部中心处，所述吸附盘体吸附晶圆并与所述容置体转动连接，所述清洁头设置于所述容置体的内壁，并与所述容置体固定连接，所述容置体则为中空的圆柱形结构，所述清洁头包括喷雾头、高压头和毛刷头，所述喷雾头设置于晶圆的上侧，所述高压头则与所述容置体连接，并设置于晶圆的下侧，所述毛刷头与所述容置体转动连接，并设置于晶圆的侧面，所述喷雾头包括压力管、出液管、雾状喷头和倾斜斜体，所述压力管与所述出液管并列设置，且所述压力管的末端与所述出液管的末端连通，所述压力管和所述出液管的初始端均贯穿所述容置体，所述雾状喷头设置于所述出液管与所述压力管的连接处，所述倾斜斜体则设置于所述出液管的末端；
所述雾状喷头包括保护板、设有连接孔的封闭盖、若干支撑柱和出液板，所述封闭盖与所述出液板相契合，且设置于所述出液板的上侧，所述保护板设置于所述封闭盖和所述出液板之间，若干所述支撑柱均设置于所述出液板和所述保护板之间，且连接所述出液板和所述保护板，所述连接孔设置于所述封闭盖的中心处，并与所述出液管的末端连通；所述保护板设有若干气流通道、若干回转通道和若干输送孔，若干所述气流通道均环绕所述连接孔设置，并均设置于所述保护板的上侧，若干所述回转通道则分别一一对应设置于若干所述气流通道的末端，若干所述输送孔则均贯穿所述回转通道，并一一对应设置于所述回转通道远离所述气流通道的一端；
所述清洁头用以清洁晶圆，所述容置体则用以放置各组件，所述吸附盘体用以固定晶圆，并带动晶圆转动，所述喷雾头用以清理晶圆表面的杂质，利用喷出清洁液的方式来对晶圆上侧面的清洁，所述高压头用以清洁晶圆的下侧面，同时，将晶圆下侧面在重力及静电作用下吸附的杂质进行清除，所述毛刷头则用以清理晶圆的侧面，而所述压力管与所述出液管配合，所述出液管中填充清洁液，在运行时，清洁液被压力气体喷出，进而进入到所述雾状喷头中，所述保护板用以分散进入到所述雾状喷头的清洁液，所述封闭盖与所述出液板相契合，从而形成封闭，若干支撑柱用以连接所述出液板和所述保护板，所述连接孔用以输送清洁液。
2.如权利要求1所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置，其特征在于，所述高压头具有气体通路、液体通路、混合腔和喷出孔，所述气体通路与所述液体通路均设置于所述高压头的内部，所述气体通路与所述液体通路的末端均分别与所述混合腔连通，且所述气体通路和所述液体通路的初始端均贯穿所述容置体与外界接通，所述混合腔设置于所述高压头的内部，所述喷出孔则设置于所述混合腔的上侧，并通过所述混合腔连接所述气体通路和所述液体通路。
3.如权利要求2所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置，其特征在于，所述混合腔具有连接曲面和倾斜面，所述连接曲面设置于所述气体通路与所述混合腔的连接处，所述倾斜面则设置于所述液体通路与所述混合腔的连接处。
4.如权利要求1所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置，其特征在于，所述毛刷头包括软垫、转动轴和内芯，所述软垫环绕所述内芯设置，所述转动轴设置于所述内芯的中心处，所述转动轴的两端则与所述容置体转动连接，所述内芯则设置于晶圆的一侧，并通过所述软垫与所述晶圆抵接，所述软垫具有若干凸起和若干研磨点，若干所述凸起均设置于所述软垫的外周侧，若干所述研磨点则一一对应设置于若干所述凸起的上侧，并与对应的所述凸起固定连接。
5.如权利要求1所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置，其特征在于，所述吸附盘体包括底座、两个支架、四根吸附管和驱动座，四根所述吸附管分别设置于两个所述支架的两端，并均与晶圆抵接，所述底座设置于所述驱动座的下侧，所述驱动座则连接所述底座和两个所述支架。
6.采用如权利要求5所述的一种用于芯片划片的自动喷液装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将晶圆放置于吸附管上吸附固定，并启动驱动座使得晶圆旋转；
启动喷雾头，在进液管中冲入清洗液以完成对晶圆的上侧清理；
启动高压头，在高压头中填入含有CO2的去离子水以完成对晶圆的下侧清理；
启动毛刷头，从而完成对晶圆的侧边清理。
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