CN1841670A - 晶片清洗及干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种晶片清洗及干燥的装置。以自下方给水的开放式清洗槽的流场控制以产生扰流，并保持流速为常数的排液流速而得精准且连续的清洗及干燥装置。而干燥装置利用液态挥发性溶剂(例如，异丙醇，IPA)取代水的方式使晶片能快速并洁净地干燥。至少包含：一个清洗槽，一片溢流板，该溢流板向外倾斜一角度；多个溢流口，以快速排出污染物；多个进水口，凸入清洗槽中使进水形成扰流。垂直的进水口亦为排水口；多个流量控制阀，以程控流量，形成扰流，而协助晶片的清洗；排水时排水量受多个流量控制阀控制而保持一定流量，能平稳地排水，使液面稳定地下降。

Description

晶片清洗及干燥装置

技术领域

本发明有关于一种半导体制程设备，特别是有关晶片清洗及干燥的装置。尤其是自下方给水的开放式清洗槽的流场控制以产生扰流并利用排液口的形状以保持流速为常数的排液流速而得精准且连续的清洗及排液装置燥。

背景技术

现有有开放式(open type)的清洗及干燥装置，如图1所示，图1是现有的开放式清洗及干燥装置100的立体图。清洗槽102可储满纯水浸入晶片，清洗时纯水自水管104及106流入，纯水自水管的排放孔105流入槽中，以清洗晶片，待水满位时自溢流板110上的溢流口112流出槽外排放至排放收集槽(未图标)再从排放管(未图标)排至废水处理设备或经过滤后再循环使用。但此种现有的装置的纯水流入的量不足，而形成死角，对晶片的清洗效果不佳，且不均匀。而溢流口112未能将微粒及化学品快速排出，影响清洗速度。若欲增加进水量，则溢流水排放不及，溢流水位不平均，使微粒及化学品的排出更加不易控制；因水自水面下的溢流口流出，微粒仍在上层水面之故。排水时若以泵浦抽取，控制困难，且设备增多，若自动由水管排放则流速与液位成正比，液位降低，流速亦慢慢降低，影响排液速度。因此，极需一种装置，能快速排出微粒及化学品；且在进水量增大时仍能快速溢流而不使微粒逗留；能使进水及排水保持一定流速以利清洗及干燥；并利用扰流进水管，使进水的冲力形成扰流而协助清洗。

发明内容

本发明的目的在提供一种晶片清洗及干燥装置，利用倾斜的溢流口，使微粒及化学品能更快速排出。在进水量增大时，仍能快速溢流而不使溢流水位不平均。

本发明的次一目的在提供一种晶片清洗及干燥装置，利用扰流式进水管，使进水的冲力形成扰流以协助清洗。

本发明的再一目的在提供一种晶片清洗及干燥装置，利用程序化控制进水速度而使流场得以控制，使水流变化而有助清洗。

本发明的另一目的在提供一种晶片清洗及干燥装置，利用流量控制器(aspirator)控制排水速度，于干燥时使液面平稳下降，以增加清洗液的排水平稳性而达到干燥及排除污染的功效。

为达成上述目的及其它目的，本发明提出一种晶片清洗及干燥的装置，用以清洗晶片及以溶剂除去水分，包含一清洗槽，上有开口供溢流，下有多个进水口、一至多个排水口；一片溢流板，设于清洗槽上端的开口上，该溢流板向外倾斜一角度；多个溢流口，用以排出溢出的清洗液及污染物微粒及浮于清洗液表面的溶剂，以快速排出污染物；多个进水口，凸入清洗槽中以成水柱，其中一部分水平设置，另一部分垂直设置，使进水形成扰流，垂直的进水口亦为排水口，排水口在清洗槽内设有排水小孔；多个流量控制器，连接至进水口，以程控流量，使进水量受控制以调整进水压力，形成扰流，其流场受到控制，而协助晶片的清洗；排水时排水量受控制而保持一定流量，能平稳地排水，使溶剂稳定地取代清洗液。

本发明的以上及其它目的及优点参考以下的参照图标及最佳实施例的说明而更易完全了解。

附图说明

图1(现有)是现有的开放式清洗及干燥装置的立体图。

图2是本发明较佳实施例的清洗及干燥装置的立体图。

图3(现有)是溢流板与槽体一样直立时的溢流面积的示意图。

图4是溢流板向外倾斜时溢流面积的示意图。

图5是依据本发明的一较佳实施例清洗时水流的示意图。

图6是依据本发明的一实施例的晶片干燥装置使用时的剖面图。

图7为依据本发明的一实施例的流量控制器(aspirator)安装于清洗槽的排、进水管的连接方式的剖面图。

【主要组件符号说明】

100现有的开放式清洗及干燥装置

102清洗槽            104水管

105排放孔            106水管

110溢流板            112溢流口

200本发明的清洗及干燥装置

202槽体              204进水管

206进水管        208进水及排水管

210溢流板        212溢流口

214层流板        302清洗液面

502清洗液面      504溢流

602晶片盒        604晶片

608清洗液面      610小孔

具体实施方式

本发明的内容可经由下述较佳实施例与其相关图标的阐述而予揭示。本发明并不对整个清洗及干燥系统作描述，仅就其中的清洗干燥槽予以说明。在各图中，相同的组件以同一代号表示。

图2是本发明较佳实施例的清洗及干燥装置200的立体图。槽体202是以耐酸碱及溶剂的材料制成，如PFA等。其形状可为方形、圆形等，以配合晶片及卡匣的大小形状。于一实施例，槽体202的上部有向外倾斜的溢流板210，其倾斜角度视流速的大小而异，流速愈大，倾斜亦愈大，以增加溢流量。溢流板210设溢流口212，一般为三角形，但亦可为圆形或梯形、方形等形状。第3图(现有)是溢流板110与槽体一样直立时的溢流面积的示意图。设清洗液液面302距溢流口底端的高度为h，溢流口112的张角为Φ，则溢流面积ABC为：

面积ABC＝(1/2)ah*2

       ＝h₂tan(Φ/2)                    (1)

参考第2、4图，图4是溢流板向外倾斜时溢流面积的示意图。设溢流板向外倾斜而与水平面成一角度θ，设清洗液面302距离溢流口底端高度为h，溢流口212的张角为Φ，则边长c为

        c＝h/sinθ                                (2)

倾斜面积ABC为

倾斜面积ABC＝(h/sinθ)sin(Φ/2)(h/sinθ)cos(Φ/2)

           ＝(h₂/sin2θ)sin(Φ/2)cos(Φ/2)        (3)

故倾斜面积大于未倾斜面积。亦即在液面未增加截面周长的情形下，溢流的面积增加，使排流速度增加而能将表面的污染物及化学品溢出清洗槽，使清洗效果增加，污染降低。

于另一实施例，请参考图2，槽体202的底部设有三个进水管204、206、进水及排水管208，进水管204及206自左右两边引进清洗液，例如纯水(D.I.water)。使水流向中央部份喷出形成扰流。此二个进水管皆连接至流量控制器(未图标)，可程控其流量，进水及排水管208则设于底部的中央，使水流向上喷出。经层流板214调节而形成向上的层流。在排水时仅有进水及排水管208负责排水，因该管在槽体内的部份有小孔可排出底部的水，而进水及排水管208连接到一个流量控制器，排水时可程控其排水流量。此法与现有以控制一个阀的开口大小来控制流量为佳，因若以阀控制，流速将正比于液面高度，在低液位时流量很小，液位高时流速又太大。另一现有是以质流控制(mass flow meter)，但能控制的范围太小，亦难合实用。由进水管204，206及进水及排水管208以一定流量供水，则流场的控制甚为精确，可调整压力以形成不同的流场，例如左边的排水管206加大流量，则左侧的水压增加，反之右侧的水压增加，皆可由程控。例如用于先清洗一边，再清洗另一边。或清洗较脏的一边。又排水时因流速一定，不因水位的高低而异，故干燥时可确保溶剂/溶液，例如异丙醇(IPA)能稳定地、连续地取代晶片表面的水份后，挥发而达干燥的目的，亦不致因液面下降速度不同而产生污染增加。又因流速一定，槽内的负压亦一定，不致因流速改变而改变负压，产生污染。且流速控制精准而又连续，较泵补价廉、稳定。但进水及排水管不限三个，亦可视清洗糟的大小而增加，例如4个、5个、6个等。

图5是依据本发明的一较佳实施例清洗时水流的示意图。清洗液自左右两个进水管204，206以一定流速进入槽内，互相冲激产生扰流，进水管208将清洗液向上喷出，经层流板214调节而形成向上的层流，以保持平稳的液面，但液面下侧有扰流以协助清洗，清洗液面502停留在距溢流口212的下端h的高度不变，清洗液以箭头504的方向向下溢流，由溢流槽(未图标)收集后排放，或经处理后再循环利用。由于进水受程序化控制，因之流量一定，液面平稳，有助污染物的排出，且溢流口212已因溢流板210倾斜而加大，可保持液面高度不致因改变流量而上升，可保证污染物的排除，使清洗更为确实有效。

图6是依据本发明的一实施例的晶片干燥装置使用时的剖面图。首先，晶片盒602内的晶片604于清洗完毕后，即停止自进水管204，206流入，改为自进水及排水管208排水，因进水及排水管208连接至流量控制器，受程控而保持一定流量，能平稳地排水。水平面608亦随同下降，直至水平面608离开晶片604。

图7为依据本发明的一实施例的流量控制器(aspirator)安装于清洗槽的进水及排水管的连接方式的剖面图。纯水或氮气(N₂)供应自流量控制器702的进口706流入，经流量控制器接受程控后注入，如箭头70708所示，以程控排水的流量，清洗槽202中的纯水即经由排水管208自排出口704排至排液口，如箭头710所示。此时因排流量受到程控，因此排水量为一定，清洗液面606的下降平稳连续，为本发明的一大优点。

虽然本发明以特定的实施例已予揭露，熟知此技艺的人士将了解可对此特定实施例的形式及细节稍作改变，在不脱离本发明的精神及理念所作的修饰及变更皆为本发明的范围，本发明以上所叙述的实施例仅作例示的目的，而不是用以限定权利要求所保护的范围。

Claims (14)

1.一种晶片清洗及干燥的装置，用以清洗晶片及以溶剂除去水分，至少包含：

一个清洗槽，上有开口供溢流，下有多个进水口、多个排水口；

一片溢流板，设于清洗槽上端的开口上；

多个溢流口，设于溢流板上，以排出溢出的清洗液；

其特征为：多个进水口由下方给水，该多个进水口，伸入清洗槽中以形成水柱，其中一部分水平设置，另一部分垂直设置，使进水形成扰流；多个流量控阀，连接至进水口，以程控流量，使进水量受控制以调整进水压力，形成扰流，其流场受到控制；扰流经一片层流板而形成层流以清洗晶片。

2.一种晶片清洗及干燥的装置，用以清洗晶片及以溶剂除去水分，至少包含：

一个清洗槽，上有开口供溢流，下有多个进水口、多个排水口；

一片溢流板，设于清洗槽上端的开口上；

多个溢流口，设于溢流板上，以排出溢出的清洗液；

其特征为：清洗时由上方排水，该溢流板向外倾斜一角度，使该多个溢流口能快速排出溢出的清洗液，污染物微粒及浮于清洗液表面的溶剂，以快速排出污染物。

3.权利要求2所述的装置，其特征在于，该溢流板向外倾斜的角度为15°至75°。

4.权利要求2所述的装置，其特征在于，该溢流口为三角形的开口。

5.权利要求2所述的装置，其特征在于，该溢流口为圆形的开口。

6.权利要求2所述的装置，其特征在于，该溢流口为方形的开口。

7.一种晶片清洗及干燥的装置，用以清洗晶片及以溶剂除去水分，至少包含：

一个清洗槽，上有开口供溢流，下有多个进水口、多个排水口；

一片溢流板，设于清洗槽上端的开口上；

多个溢流口，设于溢流板上，以排出溢出的清洗液；

其特征为：清洗完由下方排水，排水时以伯努利(Bernulli′s)原理决定抽力的大小，由一片溢流板，设于清洗槽上端的开口上；

多个流量控制器控制，使排水量受控制而保持一定流量，能平稳地排水，不因液面的高低而变动。

8.权利要求7所述的装置，其特征在于，该流量控制器可程序化控制排水流量。

9.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该清洗液为纯水。

10.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该清洗槽为圆柱形。

11.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该清洗槽为方形。

12.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该清洗槽为长方形。

13.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该清洗槽用耐酸、碱及溶剂的材料制造。

14.权利要求1、2或7所述的装置，其特征在于，该进水口及排水口为3至9个。

Images