CN1310291C

CN1310291C - 具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备

Info

Publication number: CN1310291C
Application number: CNB011168374A
Authority: CN
Inventors: 施本成
Original assignee: Winbond Electronics Corp
Current assignee: Winbond Electronics Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: CN1379447A

Abstract

一种芯片洗净设备，它增设有一自动清洗装置，可相应排液动作的触发使供气管路停止将气体通入洗净溶液，而将可溶解供气管路中的析出微粒的清洗液供入供气管路以进行管壁清洗，并切断压力式液面传感器输出至洗净溶液储存装置的液面高度信号，而于清洗完毕后使清洗液停止进入供气管路而停止管壁清洗，使气体重新进入供气管路，并恢复压力式液面传感器所输出至所述洗净溶液储存装置的液面高度信号，以通过管壁自动清洗而防止管壁堵塞。

Description

具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备

技术领域

本发明有关一种芯片洗净设备，特别是有关一种具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备。

背景技术

在现今的半导体制造过程中，芯片洗净设备为一使用频繁且不可缺少的装置。请参见图1的所示，它为常用芯片洗净设备的结构示意图，其中储液槽11是用以储存洗净溶液，例如缓冲氧化层蚀刻液(Buffer HF，简称BHF或Buffer OxideEtcher，简称BOE)，而为能使芯片洗净设备的控制器12有效掌握储液槽11中洗净溶液的液面高度，而设置有一压力式液面传感器13(Pressure Leveling Sensor)，它是将一惰性气体(通常为氮气)通过所述压力式液面传感器13后再利用一管路14通入至所述储液槽11所储存的液体中，此时压力式液面传感器13于管路14中所测量到的气体气压值变化，便可相对应得到储液槽11中所储存液体液面的高度变化，而能分别发出代表低液面高度(Low Level)、适当液面高度(Fix Level)、高液面高度(High Level)的LL、FL、HL三种液面高度信号至所述控制器12，借此可执行如图2流程图所示的自动排液与馈液的动作。

当芯片洗净设备所清洗的芯片数已达一预设数目，便表示储液槽11中的洗净溶液需要更换，此时控制器12便向连通于清洗储液槽11底部的一排液阀15发出一排液信号，此刻排液阀15开启，储液槽11中的洗净溶液便可排出，在此同时，压力式液面传感器13持续相应储液槽11中所储存液体液面的高度变化而发出LL、FL或HL三种液面高度信号至所述控制器12，而当控制器12接收到压力式液面传感器13发出LL的液面高度信号时，控制器12便控制所述排液阀15再开启一段固定时间(用以确保洗净溶液完全排净)后关闭，然后控制器12再向供液管线(图中未示出)的控制阀(图中未示出)发出馈液信号后，供液管线便开始向储液槽11内供液，直至控制器12接收到压力式液面传感器13发出FL的液面高度信号后停止。

而由于上述经管路14与所述压力式液面传感器13再通入至所述储液槽11的液体中的气体一般是使用氮气(N₂)，且为考虑制作工艺上的洁净度，所使用的氮气皆专门经过干燥程序，以去除不必要的水气。因此当此干燥氮气被通入洗净溶液，尤其是高浓度饱和的缓冲氧化层蚀刻液(Buffer HF，简称BHF或Buffer OxideEtcher，简称BOE)等水溶液时，会产生大量吸水的现象，导致附着于管路14出口处管壁上溶液的水分将因干燥而析出溶质，进而造成微粒附着于管壁甚至堵塞管路，使得压力式液面传感器13无法正常工作以检测到正确的液面高度，因此必须停机排液以清洗管路堵塞处，这样既造成如缓冲氧化层蚀刻液等的化学药液与时间的浪费，又易造成清洗人员的化学伤害，而如何克服上述现有技术的缺点便是开发本发明的主要目标。

发明内容

本发明的一目的是提供一种具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，它可避免清洗液和时间的浪费和清洗人员的化学伤害。

本发明的另一目的是提供一种具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，它可减少所述气体的不饱和现象，进而减少所述气体进入饱和溶液而产生微粒析出堵塞管壁的现象从而防止管壁堵塞。

为实现上述目的，本发明的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，它包括：一洗净溶液储存装置，储存一洗净溶液，当所清洗的芯片数到达一预设数目，则所述洗净溶液储存装置进行一排液动作；一供气管路，将一气体通入至所述洗净溶液中，所述供气管路中的气压，是随所述洗净溶液的液面高度而变化；一压力式液面传感器，连接于所述供气管路，相应所述供气管路中的气压变化，发出一液面高度信号至所述洗净溶液储存装置；其特点是，还包括：一自动清洗装置，相应所述排液动作的触发，使所述供气管路停止将气体通入所述洗净溶液中，而向所述供气管路提供可溶解堵塞于所述供气管路中的析出微粒的清洗液以进行管壁清洗，并切断所述压力式液面传感器所输出至所述洗净溶液储存装置的所述液面高度信号，而于清洗完毕后使清洗液停止进入所述供气管路而停止管壁清洗，使气体重新进入所述供气管路并恢复所述压力式液面传感器向所述洗净溶液储存装置输出的所述液面高度信号，以通过管壁自动清洗而防止管壁堵塞。

为实现上述目的，本发明的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，包括：一洗净溶液储存装置，它储存有洗净芯片所需的洗净溶液，而当所清洗的芯片数到达一预设数目时进行一排液动作；一供气管路，将一气体通入至洗净溶液中，所述供气管路中的气压是随洗净溶液的液面高度而变化；一压力式液面传感器，连接于所述供气管路，相应所述供气管路中的气压变化发出一液面高度信号至所述洗净溶液储存装置；一清洗液管线，连通于通向所述洗净溶液储存装置的供气管路上，它用于向所述供气管路供应可溶解堵塞于所述供气管路中的析出微粒的清洗液；以及一杯状接头，它用于使所述清洗液管线连通至通向所述洗净溶液储存装置的供气管路，以储存所述清洗液并加大所述清洗液与所述气体的接触面积，借以减少所述气体的不饱和现象，进而减少所述气体进入饱和溶液而产生微粒析出堵塞管壁的现象。

根据上述构想，本发明增设的自动清洗装置包括下列组件：一三通阀、一清洗液管线、一清洗阀、一受控开关、以及一定时器。而各组件的作用如下：所述三通阀的第一端连接于所述压力式液面传感器，第二端连接于通向所述储液槽的供气管路上，第三端连通至大气，其并电连接于所述控制器，用以相应所述排液信号的触发而于第一端与第二端连通的一第一状态以及第一端与第三端连通的一第二状态间切换，所述清洗液管线是连接于所述三通阀第二端与通向所述储液槽的供气管路的间，用以提供一可溶解所述微粒的清洗液至通向所述储液槽的供气管路，所述清洗阀是设置于所述清洗液管线上，用以控制所述清洗液是否进入所述通向所述储液槽的供气管路；所述受控开关是电连接于所述压力式液面传感器以及所述控制器，相应所述排液信号的触发而导通或断路；而所述定时器是电连接于所述控制器、所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀间，用以受所述控制器所发出的所述排液信号的触发而计时一预设时间后，再发出一停止清洗信号至所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述清洗液管线连接于所述三通阀第二端与通向所述储液槽的供气管路间的接头，其是为一杯状接头，用以储存所述清洗液并加大所述清洗液与所述气体的接触面积。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中储存于所述储液槽中洗净溶液为一缓冲氧化层蚀刻液(Buffer HF，简称BHF或Buffer Oxide Etcher，简称BOE)。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述气体为一惰性气体。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述惰性气体为氮气(N2)、空气或氩气(Ar)。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述气体经过干燥处理。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述清洗液为水(H₂O)。

根据上述构想，具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备中所述受控开关为一继电器(Relay)。

由于本发明的芯片洗净设备增设有一自动清洗装置，它可于所述芯片洗净设备更换洗净溶液的空档进行所述供气管路管壁的清洗，并可避免所述供气管路的出口管壁遭微粒的阻塞；它还可在适当时机进行管壁清洗，而在不影响所述芯片洗净设备工作的前提下实现防止管壁堵塞的功能。

为更清楚理解本发明的目的、特点和上述及其他的优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。

附图说明

图1是为现有的芯片洗净设备的结构示意图；

图2是为现有的芯片洗净设备进行自动排液与馈液的动作流程图；

图3是本发明的一较佳实施例的芯片洗净设备的结构示意图；

图4是本发明一较佳实施例进行自动排液、馈液与自动清洗管壁以防止管壁堵塞的动作流程图。

具体实施方式

请参见图3，它是本发明的一较佳实施例的芯片洗净设备的结构示意图。如图所示，它包括有以储液槽21、控制器24与排液阀25所构成的洗净溶液储存装置、排液阀供气管路22、压力式液面传感器23以及自动清洗装置。所述储液槽21中储存有洗净芯片所需的洗净溶液，例如缓冲氧化层蚀刻液(Buffer HF，简称BHF或Buffer Oxide Etcher，简称BOE)。所述供气管路22将一种惰性气体通入至所述储液槽21所储存的缓冲氧化层蚀刻液中，其中所述供气管路22中的气压是随所述储液槽21中洗净溶液的液面高度而变化，因此可与所述压力式液面传感器23配合检测所述储液槽21中洗净溶液的液面高度。所述压力式液面传感器23于检测所述供气管路22中的气压变化后，发出一液面高度信号，例如代表低液面高度(LL)、适当液面高度(FL)或高液面高度(HL)三种不同液面高度的信号，至所述控制器24，使所述控制器24可随时监控所述储液槽21的液面高度，以作任何必要的相应措施。另外，所述控制器24还于所述芯片洗净设备所清洗的芯片数到达一预设数目时，发出一排液信号至所述排液阀25，使之开启排液以更换芯片清洗液。本发明的自动清洗装置便于此时进行管壁清洗动作。

如图3所示，本发明一较佳实施例中，所述自动清洗装置包括一三通阀26、一清洗阀27、一清洗液管线28、一受控开关29、以及一定时器30。所述三通阀26的第一端连接于所述压力式液面传感器23，第二端连接于通向所述储液槽的供气管路22上，而第三端连通至大气。本发明的芯片洗净设备如何实现防止管壁堵塞与自动清洗的功效，则请参见图4所示的流程图。

当所述芯片洗净设备所清洗的芯片数到达一预设数目时，控制器24便发出一排液信号至所述排液阀25，使之开启以进行排液动作，此时排液信号也触发所述定时器30开始计时一段预设时间，并通过所述定时器30传送至所述三通阀26、清洗阀27以及受控开关29，使所述清洗阀27开启，所述三通阀26由第一状态(第一端连接至第二端)切换至第二状态(第一端连接至第三端)，并使所述受控开关29呈断路，这样，所述清洗液管线28中的清洗液便可进入所述供气管路22进行管壁清洗。另外，为了防止清洗液倒灌回压力式液面传感器23并避免过多的气体破坏压力式液面传感器23，在所述控制器24发出所述排液信号时，也同时截断所述压力式液面传感器23输出至所述控制器的所述液面高度信号，以防止控制器产生误动作。在所述定时器30自所述排液信号触发起所延迟的所述段预设时间后，即管壁清洗完毕后，所述定时器30发出一停止清洗信号以关闭所述清洗阀27，将所述三通阀26切换至第一状态以及导通所述受控开关29，此时，清洗液便停止进入供气管路22，而气体恢复进入所述供气管路22，同时所述压力式液面传感器23也恢复输出至液面高度信号所述控制器24。这样便达成一个循环的管壁自动清洗。

为实现更佳的自动清洗效能，所述清洗液管线28连通至通向所述储液槽21的供气管路22上的接头较佳是一杯状接头31。因为当清洗阀27关闭，清洗液停止进入供气管路22时，清洗液将留存于管线中，而杯状接头31可用以储存所述清洗液并加大所述清洗液与所述气体的接触面积，由于气体于定温下的蒸汽压为定值，清洗液将挥发至气体中，借以减少所述气体的不饱和现象，进而减少所述气体进入饱和溶液而产生微粒析出堵塞管壁的现象。

另外，在配合芯片洗净溶液运作的气体方面，对常用的例如缓冲氧化层蚀刻液(Buffer HF，简称BHF或Buffer Oxide Etcher，简称BOE)的清洗液而言，供气管路22所提供的惰性气体可为经过干燥过程的氮气(N2)、空气或氩气(Ar)。在此情形下，通过所述清洗液管线28提供至所述供气管路22用以清洗管壁的清洗液可为水(H₂O)。所述受控开关29可采用继电器(Relay)。当然，本发明也适用于任何使用压力式液面传感器23进行液面监控而具有管壁堵塞困扰的芯片洗净设备上。

Claims

1.一种具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，包括：

一洗净溶液储存装置，储存一洗净溶液，当所清洗的芯片数到达一预设数目，则所述洗净溶液储存装置进行一排液动作；

一供气管路，将一气体通入至所述洗净溶液中，所述供气管路中的气压，是随所述洗净溶液的液面高度而变化；

一压力式液面传感器，连接于所述供气管路，相应所述供气管路中的气压变化，发出一液面高度信号至所述洗净溶液储存装置；其特征在于，还包括：

一自动清洗装置，相应所述排液动作的触发，使所述供气管路停止将气体通入所述洗净溶液中，而向所述供气管路提供可溶解堵塞于所述供气管路中的析出微粒的清洗液以进行管壁清洗，并切断所述压力式液面传感器所输出至所述洗净溶液储存装置的所述液面高度信号，而于清洗完毕后使清洗液停止进入所述供气管路而停止管壁清洗，使气体重新进入所述供气管路并恢复所述压力式液面传感器向所述洗净溶液储存装置输出的所述液面高度信号，以通过管壁自动清洗而防止管壁堵塞。

2.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述洗净溶液储存装置包括：

一储液槽，用以储存洗净溶液；

一控制器，电连接于所述压力式液面传感器，用以接收所述液面高度信号，以及相应所述芯片洗净设备所清洗的芯片数到达所述预设数目而发出一排液信号；以及

一排液阀，电连接于所述控制器，相应排液信号的触发而关闭或开启，用以完成所述排液动作。

3.如权利要求2所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述自动清洗装置包括：

一三通阀，其第一端连接于所述压力式液面传感器，第二端连接于通向所述储液槽的供气管路，第三端连通至大气，它电连接于所述控制器，用以相应所述排液信号的触发而于第一端与第二端连通的一第一状态以及第一端与第三端连通的一第二状态间切换；

一清洗液管线，连接于所述三通阀第二端与通向所述储液槽的供气管路之间，它用以提供一可溶解所述微粒的清洗液至通向所述储液槽的供气管路；

一清洗阀，设置于所述清洗液管线上，用以控制所述清洗液是否进入所述通向所述储液槽的供气管路；

一受控开关，电连接于所述压力式液面传感器以及所述控制器，它相应所述排液信号的触发而导通或断路；以及

一定时器，电连接于所述控制器、所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀之间，用以受所述控制器所发出的所述排液信号的触发而计时一预设时间后，再发出一停止清洗信号至所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀，进而当所述控制器发出所述排液信号以触发所述排液阀开启而排出所述储液槽所储存的液体时，使所述排液信号触发所述清洗阀开启、所述三通阀切换至第二二状态以及所述受控开关断路，用以使清洗液进入通向所述储液槽的供气管路进行管壁清洗、防止清洗液进入所述压力式液面传感器以及截断所述压力式液面传感器所输出至所述控制器的所述液面高度信号，并于所述预设时间过后关闭所述清洗阀、将所述三通阀切换至第一状态以及所述受控开关导通，用以使清洗液停止进入通向所述储液槽的供气管路而停止管壁清洗、使气体进入通向所述储液槽的供气管路以及恢复所述压力式液面传感器所输出至所述控制器的所述液面高度信号，以防止管壁堵塞。

4.如权利要求3所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述清洗液管线连接于所述三通阀第二端与通向所述储液槽的供气管路间的接头，所述接头为一杯状接头，用以储存所述清洗液并加大所述清洗液与所述气体的接触面积。

5.如权利要求3所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述受控开关为一继电器。

6.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，储存于所述洗净溶液储存装置中的洗净溶液为一缓冲氧化层蚀刻液。

7.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为一种惰性气体。

8.如权利要求7所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体是为氮气。

9.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为空气。

10.如权利要求7所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为一氩气。

11.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体经过干燥处理。

12.如权利要求1所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述清洗液为水。

13.一种具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，包括：

一洗净溶液储存装置，它储存有洗净芯片所需的洗净溶液，而当所清洗的芯片数到达一预设数目时进行一排液动作；

一供气管路，将一气体通入至洗净溶液中，所述供气管路中的气压是随洗净溶液的液面高度而变化；

一压力式液面传感器，连接于所述供气管路，相应所述供气管路中的气压变化发出一液面高度信号至所述洗净溶液储存装置；

一清洗液管线，连通于通向所述洗净溶液储存装置的供气管路上，它用于向所述供气管路供应可溶解堵塞于所述供气管路中的析出微粒的清洗液；以及

一杯状接头，它用于使所述清洗液管线连通至通向所述洗净溶液储存装置的供气管路，以储存所述清洗液并加大所述清洗液与所述气体的接触面积，借以减少所述气体的不饱和现象，进而减少所述气体进入饱和溶液而产生微粒析出堵塞管壁的现象。

14.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述洗净溶液储存装置包括：

一储液槽，用以储存洗净溶液；

15.如权利要求14所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，还包括：

一三通阀，其第一端连接于所述压力式液面传感器，第二端连接于通向所述储液槽的供气管路上，第三端连通至大气，它并电连接于所述控制器，用以相应所述排液信号的触发而于第一端与第二端连通的一第一状态以及第一端与第三端连通的一第二状态间切换；

一清洗阀，设置于所述清洗液管线上，用以控制所述清洗液是否进入通向所述储液槽的供气管路；

一定时器，电连接于所述控制器、所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀之间，用以受所述控制器所发出的所述排液信号的触发而计时一预设时间后，再发出一停止清洗信号至所述压力式液面传感器、所述三通阀以及所述清洗阀，进而当所述控制器发出所述排液信号以触发所述排液阀开启而排出所述储液槽所储存的液体时，使所述排液信号可触发所述清洗阀开启、所述三通阀切换至第二状态以及所述受控开关断路，用以使清洗液进入所述通向所述储液槽的供气管路进行管壁清洗、防止清洗液进入所述压力式液面传感器以及截断所述压力式液面传感器所输出至所述控制器的所述液面高度信号，并于所述预设时间过后关闭所述清洗阀、将所述三通阀切换至第一状态以及所述受控开关导通，用以使清洗液停止进入通向所述储液槽的供气管路而停止管壁清洗、使气体进入通向所述储液槽的供气管路以及恢复所述压力式液面传感器所输出至所述控制器的所述液面高度信号，以防止管壁堵塞。

16.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，储存于所述洗净溶液储存装置中的洗净溶液为一种缓冲氧化层蚀刻液。

17.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为一惰性气体。

18.如权利要求17所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述惰性气体是为氮气。

19.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为空气。

20.如权利要求17所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体为一氩气。

21.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述气体经过干燥处理。

22.如权利要求13所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述清洗液为水。

23.如权利要求15所述的具有防止管壁堵塞功能的芯片洗净设备，其特征在于，所述受控开关为一继电器。