CN201576665U - 硅片背面化学处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硅片背面化学处理装置，包括药液槽、药液处理泵、气动控制阀、喷嘴、处理腔；药液处理泵、气动控制阀依次串联于处理管路上；处理管路的一端连接药液槽，另一端连接喷嘴；喷嘴设置于处理腔上方；所述气动控制阀设有回吸控制单元。本实用新型能够完全解决药液滴落的问题，减少由此造成的硅片损失。本实用新型可以将残留在喷嘴与气动控制阀之间管路内的药液抽回药液槽中，使得硅片在进行纯水清洗和干燥的过程中不会发生药液滴落的问题，能够完全避免在整个处理过程中由于喷嘴的动作造成的药液滴落到硅片背面的现象，减少由此造成的硅片损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体处理设备，具体涉及一种硅片背面化学处理装置。
背景技术
随着半导体芯片尺寸的不断缩小，对硅片厚度要求也越来越薄。目前一般封装入智能卡里的芯片厚度只有100～200um，有些甚至只有数十个微米。而仅仅使用传统的背面研磨工艺，由于硅片的翘曲及损伤等问题，会严重影响后续的划片、封装工序，极易发生破片、设备故障等情况。所以现在主流的工艺会在背面研磨之后增加使用单枚式化学腐蚀方法来去除背面基板损伤层和机械应力，使得整枚硅片在进行划片封装时处于平整的状态，利于加工。
如图1所示，现有的单枚式背面化学腐蚀处理装置的作业过程如下，硅片由片架搬送出，经过反转后到达处理腔105内的硅片卡盘106上。由于此类装置一般会在处理腔105内设置不同的药液层，因此其配套管路中使用不同的药液，以满足不同的工艺要求。处理开始后硅片卡盘106携带硅片升降到预先设定的药液层，此时药液处理泵103开始工作，将药液从药液槽104中抽出，药液经过处理管路108、过滤器102，同时气动控制阀101打开，药液从喷嘴107喷到硅片背面进行处理。处理后的药液经过回收管路109回到药液槽104进行循环再利用。
这种单枚式背面化学腐蚀处理装置，为了适应不同的处理要求，会在同一台处理设备内使用到几种不同的液体，其管路末端的出口会集中安装到一个多喷嘴结构上，其能随喷嘴支架一起运动。在处理过程中，某个步骤的药液喷出时气动控制阀101将其它管路的药液关闭。同时支架会带喷嘴107一起在硅片上方来回运动，以进行均匀的腐蚀处理，但这样容易造成气动控制阀101关闭着的管路中的其它药液从喷嘴107中滴落到硅片上造成对硅片的沾污。特别是刻蚀硅材料的混合酸，由于其比重较大(＞1.5g/cm3)，很容易发生此类药液滴落的现象。
在使用单种药液的背面处理装置中，其液体管路在使用了一种药液和洗净水，因此在处理过程中喷嘴107会有两种液体喷出，最后使用旋转甩干方式干燥。为了解决药液滴落的问题，现有技术一般采用回吸阀(Suck-back valve)代替普通的气动控制阀101来加以改善。
由于回吸阀中有一个回吸腔，能够在关闭回吸阀的同时将少量的药液吸回腔内，这样能够将管路末端喷嘴口附近的少量药液吸回管路中，以减少发生药液滴落的情况。但是由于回吸阀的回吸量很小，还是有较多的药液留在管路中，所以无法避免药液滴落的现象发生。
还有一种避免药液滴落的方法，是将多喷嘴分解为多个单喷嘴，特别是将用于清洗药液的纯水管路，和用于干燥的氮气管路单独设置。这样可以在进行水洗和干燥时，使药液喷嘴移动到安全位置，避免在最终步骤出现沾污。但这种方法必须增加相应的机械结构和控制部件，使设备的成本明显上升，并且还需加大占用空间。此外，在药液喷嘴移动到安全位置过程中，仍会发生药液滴落，无法完全避免。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硅片背面化学处理装置，它可以在整个腐蚀、水洗、干燥的过程中避免由于喷嘴内的药液滴落而造成的硅片沾污现象。
为解决上述技术问题，本实用新型硅片背面化学处理装置的技术解决方案为：
包括药液槽、药液处理泵、气动控制阀、喷嘴、处理腔；药液处理泵、气动控制阀依次串联于处理管路上；处理管路的一端连接药液槽，另一端连接喷嘴；喷嘴设置于处理腔上方；所述气动控制阀设有回吸控制单元。
所述回吸控制单元包括真空发生器，真空发生器的入口通过回吸管连接喷嘴与气动控制阀之间的处理管路，真空发生器的出口通过排气管路连接药液槽；电磁阀控制气动控制阀和真空发生器处于一开一关的状态。
所述真空发生器通向药液槽的排气管路上设置有气液分离装置。
所述气液分离装置包括密闭槽，密闭槽内设有多孔烧结棒；所述排气管路伸入密闭槽，与多孔烧结棒连接；密闭槽底部通过排液管连接药液槽；密闭槽顶部通过排气管与设备的主排气管连通。
本实用新型可以达到的技术效果是：
本实用新型设置有与气动控制阀联动的真空发生器，能够在关闭气动控制阀的同时使真空发生器动作，可以将残留在喷嘴与气动控制阀之间管路内的药液回吸到药液槽中实现再利用，使得硅片在进行纯水清洗和干燥的过程中不会发生药液滴落的问题，能够完全避免在整个处理过程中由于喷嘴的动作造成的药液滴落到硅片背面的现象。
本实用新型能够完全解决药液滴落的问题，减少由此造成的硅片损失。本实用新型应用于同时使用多种药液的工艺方法中，在解决了药液滴落的问题同时还可以避免由于非正常的滴落所造成的不同种类药液相混的问题，能够保证药液的正常使用。
本实用新型的机械结构和信号控制相对简单，能够较为方便地改装在现有的设备上，实现以较小的投资追加其防止滴落的功能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为现有技术硅片背面化学处理装置的作业示意图；
图2为带有回吸控制单元的气动控制阀的示意图，此状态二位五通电磁阀处于下位；
图3为带有回吸控制单元的气动控制阀的示意图，此状态二位五通电磁阀处于上位；
图4为气液分离装置的示意图。
图中附图标记说明：
101为气动控制阀， 102为过滤器，
103为药液处理泵， 104为药液槽，
105为处理腔， 106为硅片卡盘，
107为喷嘴， 108为处理管路，
109为回收管路， 201为二位五通电磁阀，
202为控制电磁阀， 203为排气管路，
204为真空发生器， 205为回吸管，
207为压缩空气管路， 209为控制气路，
401为主排气管， 403为气液分离装置，
404为烧结棒， 405为排液管，
406为排气管， 206为回吸控制单元。
具体实施方式
本实用新型硅片背面化学处理装置，包括药液槽104、药液处理泵103、过滤器102、气动控制阀101、喷嘴107、处理腔105；药液处理泵103、过滤器102、气动控制阀101依次串联于处理管路108上；处理管路108的一端连接药液槽104，另一端连接喷嘴107；喷嘴107设置于处理腔105上方，处理腔105底部通过回收管路109连接药液槽104；气动控制阀101用于控制喷嘴107的开启，同时可回吸少量的药液。
如图2、图3所示，气动控制阀101设有回吸控制单元，回吸控制单元包括真空发生器204，真空发生器204的入口通过回吸管205连接喷嘴107与气动控制阀101之间的处理管路108，真空发生器204的出口通过排气管路203连接药液槽104；气动控制阀101、真空发生器204分别连接二位五通电磁阀201，真空发生器204与气动控制阀101共用同一驱动压缩空气，通过控制电磁阀202切换二位五通电磁阀201的阀芯位置，使气动控制阀101和真空发生器204始终处于一开一关的状态。
由于气动控制阀101和真空发生器204与药液直接接触，故采用耐酸特氟隆类材料制成。
如图4所示，真空发生器204通向药液槽104的排气管路203上设置有气液分离装置403，当真空发生器204通过回吸管205吸回药液后，带有药液的压缩空气沿排气管路203进入气液分离装置403，气液分离装置403将抽回的药液与压缩空气分离后，送回药液槽104，以进行循环使用。
气液分离装置403包括由耐酸的特氟隆类材料制成的密闭槽，密闭槽内设有耐酸的多孔PP烧结棒404，排气管路203伸入密闭槽，与多孔PP烧结棒404连接；密闭槽底部通过排液管405连接药液槽104。密闭槽顶部通过排气管406与设备的主排气管401连通。
多孔PP烧结棒404设有密集的小孔，可以将药液阻挡下来并且降低排气的压力。
气液分离装置具有减压和分离药液的作用，能够使药液槽104在稳定情况下回收药液和排放气体，避免带有药液的压缩空气直接吹入药液槽104中，使药液槽104中产生颗粒。
如图2所示，当二位五通电磁阀201阀芯处于下位，此时控制气路209导通，气动控制阀101打开，药液经过处理管路108流到喷嘴107进行硅片处理，同时压缩空气管路207切断，真空发生器204关闭，不会产生真空；
如图3所示，当二位五通电磁阀201阀芯切换至上位，控制气路209切断，气动控制阀101关闭，药液不再流动；同时压缩空气管路207导通，真空发生器204打开，开始产生真空，从而通过回吸管205将残留在气动控制阀101到喷嘴107之间管路内的少量药液抽回，并通过真空发生器204的排气管路203排放到药液槽104中实现再利用。此时喷嘴107可进行其他管路药液的处理，或者进行水洗干燥的步骤，以此确保不会造成药液滴落的沾污。
如图4所示，带有药液的压缩空气通过排气管路203进入气液分离装置403的密闭槽，经过多孔PP(聚丙烯)烧结棒404时，小颗滴药液不断从烧结棒404周边滴落或者被吹到密闭槽的内壁并滑落到底部，在重力作用下经过排液管405流回药液槽104中。同时分离出来的气体通过排气管406排入设备的主排气管401中。
本实用新型的处理流程如下：
1、硅片由片架搬送出，经过反转后到达处理腔105内的硅片卡盘106上；
2、处理开始后硅片卡盘106携带硅片升降到预先设定的药液层，此时药液处理泵103开始工作，将药液从药液槽104中抽出经入处理管路108，控制电磁阀202通过二位五通电磁阀201使气动控制阀101打开，真空发生器204关闭，此时药液从喷嘴107喷到硅片背面进行处理；
3、待药液处理完后进入纯水步骤，纯水阀门打开，纯水经过纯水管路到喷嘴107喷到硅片上开始清洗。在清洗的同时，药液处理泵103停止，控制电磁阀202通过二位五通电磁阀201使气动控制阀101关闭，真空发生器204打开，利用真空将管路内残留的药液回吸后并通过排气管路203排入药液槽104中；
4、进行旋转甩干，同时保持气动控制阀101关闭，真空发生器204打开的状态，完成一枚硅片的化学处理。
Claims (5)
1.一种硅片背面化学处理装置，包括药液槽(104)、药液处理泵(103)、气动控制阀(101)、喷嘴(107)、处理腔(105)；药液处理泵(103)、气动控制阀(101)依次串联于处理管路(108)上；处理管路(108)的一端连接药液槽(104)，另一端连接喷嘴(107)；喷嘴(107)设置于处理腔(105)上方；其特征在于：所述气动控制阀(101)设有回吸控制单元。
2.根据权利要求1所述的硅片背面化学处理装置，其特征在于：所述回吸控制单元包括真空发生器(204)，真空发生器(204)的入口通过回吸管(205)连接喷嘴(107)与气动控制阀(101)之间的处理管路(108)，真空发生器(204)的出口通过排气管路(203)连接药液槽(104)；电磁阀控制气动控制阀(101)和真空发生器(204)处于一开一关的状态。
3.根据权利要求2所述的硅片背面化学处理装置，其特征在于：所述真空发生器(204)通向药液槽(104)的排气管路(203)上设置有气液分离装置(403)。
4.根据权利要求3所述的硅片背面化学处理装置，其特征在于：所述气液分离装置(403)包括密闭槽，密闭槽内设有多孔烧结棒(404)；所述排气管路(203)伸入密闭槽，与所述多孔烧结棒(404)连接；密闭槽底部通过排液管(405)连接药液槽(104)。
5.根据权利要求4所述的硅片背面化学处理装置，其特征在于：所述密闭槽顶部通过排气管(406)与设备的主排气管(401)连通。
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| CN111326437A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 喷淋装置、半导体加工设备以及清洗方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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