CN215198664U - 一种晶片的气体清洁装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶片的气体清洁装置，属于半导体材料清洁技术领域。该装置包括壳体，所述晶片与所述壳体抵接，以使得所述晶片与壳体之间形成密封腔，所述密封腔内设置进气口和出气口，清洁气体自所述进气口进入所述密封腔，并传输至所述晶片表面后经所述出气口流出；和加热组件，所述加热组件置于所述壳体外侧，用于加热进入所述密封腔内的清洁气体。使用该清洁装置，将晶片放置于壳体内，使得晶片和壳体之间形成密封腔，在该密封腔内通入清洁气体，利用清洁气体对晶片表面进行清洁，并且使用加热组件对清洁气体进行加热，提高晶片的清洁效率、清洁度和晶片的使用性能。

Description

一种晶片的气体清洁装置

技术领域

本申请涉及一种晶片的气体清洁装置，具体涉及一种碳化硅晶片的气体清洁装置，属于半导体材料清洁技术领域。

背景技术

碳化硅晶体由于其优异的耐击穿、高热导率和高饱和电子迁移率等特性，是继硅、砷化镓之后的第三代半导体材料代表之一。利用碳化硅制备的电子器件导热性好，强度及抗辐射能力强，目前已经广泛应用到医疗、航空、汽车、道路交通等技术领域。

现有的碳化硅晶体需要往往要经过切割得到碳化硅晶片，对该碳化硅晶片研磨和抛光后才能使用，但是研磨和抛光过程中往往会造成晶片的污染，使晶片表面附着有污染颗粒，该污染颗粒会影响碳化硅晶片的导电性能，因此必须对碳化硅晶片进行冲洗才能使用。现有的晶片清洗装置往往使用清洁液对晶片进行液体清洗，而液体清洗效果有限，并且会造成碳化硅晶片表面存在水渍，影响碳化硅晶片的后续使用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种晶片的气体清洁装置，该清洁装置将晶片放置于壳体内，使得晶片和壳体之间形成密封腔，在该密封腔内通入清洁气体，利用清洁气体对晶片表面进行清洁，并且使用加热组件对清洁气体进行加热，提高晶片的清洁效率、清洁度和晶片的使用性能。

根据本申请的一个方面，提供了一种晶片的气体清洁装置，该装置包括：

壳体，所述晶片与所述壳体抵接，以使得所述晶片与壳体之间形成密封腔，所述密封腔内设置进气口和出气口，清洁气体自所述进气口进入所述密封腔，并传输至所述晶片表面后经所述出气口流出；和

加热组件，所述加热组件置于所述壳体外侧，用于加热进入所述密封腔内的清洁气体。

可选地，所述加热组件套设在所述壳体外侧，所述加热组件与所述壳体共中心轴线设置。

可选地，所述壳体为圆筒状或方形。

可选地，所述加热组件为感应加热线圈，所述感应加热线圈与所述壳体的形状相适配。

可选地，所述进气口设置在所述壳体的底部，所述晶片与所述晶片下方的壳体之间形成密封腔，所述出气口设置在所述晶片下方的壳体侧壁上。

可选地，所述壳体的顶部开口设置，所述晶片放置于所述壳体的开口处与所述壳体的上端面抵接，用于密封所述壳体；或

所述壳体顶部密封，所述壳体的侧壁上沿所述壳体的径向平面开设有开口，所述晶片通过所述开口放置于所述壳体内，并与所述壳体的内侧壁抵接，用于密封所述晶片下方的壳体。

可选地，还包括晶片托盘，所述晶片固定于所述晶片托盘上，所述晶片托盘与所述开口卡合，用于密封所述开口并将所述晶片固定于所述晶片托盘和壳体之间。

可选地，所述开口为多个，所述晶片托盘的形状与所述开口的形状相适配。

可选地，所述晶片托盘的内侧壁设置有第一卡槽，所述壳体的内侧壁上设置有第二卡槽，所述晶片托盘与所述开口卡合，以使得所述晶片固定于所述第一卡槽和第二卡槽之间。

可选地，所述出气口顶部与所述晶片的距离和所述进气口与所述晶片的距离比为1:5-1500。

优选的，所述出气口与所述晶片的距离为0-10mm,所述进气口与所述晶片的距离为50-1500mm。

可选地，所述出气口为多个，并沿所述壳体的轴向至少成单排设置，每排所述出气口均匀分布在所述壳体的周向。

可选地，所述出气口为圆形，所述出气口的孔径为5-20mm，每排所述出气口的数量为6-60个。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1.本申请所提供的晶片的气体清洁装置，加热组件对密封腔内的清洁气体进行加热，加热后的清洁气体能够将附着力大的污染颗粒产生一定的热冲击，减少其附着力，可最大限度的将碳化硅晶片表面的污染颗粒清洁干净，提高晶片的洁净度。

2.本申请所提供的晶片的气体清洁装置，加热组件与壳体共中心轴线设置，能够提高对清洁气体的加热效果，使用加热后的清洁气体在对碳化硅晶片进行清洁时，能够使碳化硅晶片受热，降低其内部的应力，提高碳化硅晶片的质量，便于后续的使用。

3.本申请所提供的晶片的气体清洁装置，晶片托盘能够对碳化硅晶片起到固定作用，先将碳化硅晶片固定于晶片托盘上，再将晶片托盘卡合在开口处，此时的晶片与壳体的内侧壁相抵接，提高密封腔的密封性，避免清洁气体的泄露造成浪费。

4.本申请所提供的晶片的气体清洁装置，该多个开口能够提高碳化硅晶片的清洁效率，减少人工操作步骤，可大批量对碳化硅晶片进行清洁，提高该清洁装置的实用性。

5.本申请所提供的晶片的气体清洁装置，将多个出气口至少成单排设置，并且每排出气口均匀分布在壳体的周向，能够保证带有污染颗粒的清洁气体可顺利流出，避免污染颗粒重新附着在碳化硅晶片表面，从而降低清洁效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例涉及的清洁装置侧截面示意图；

图2为本申请实施例涉及的晶片托盘的立体示意图；

图3为本申请实施例涉及的清洁装置的侧截面示意图；

图4为图3中A部分的局部放大图；

部件和附图标记列表：

10、壳体；11、进气口；12、出气口；13、晶片托盘；14、把手；15、凹槽；16、盖体；20、加热组件；30、碳化硅晶片；40、气源；41、控制器。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的气体清洁装置，可以对各种的晶片进行清洁，下面实施例以碳化硅晶片为例举例说明，但并不限于此。

参考图1，本申请的实施例公开了一种晶片的气体清洁装置，该装置包括壳体10和加热组件20，待清洁的碳化硅晶片30放置于壳体10内与壳体10抵接，并且与壳体10之间形成密封腔，该密封腔内设置进气口11和出气口12，清洁气体自进气口11进入密封腔，并传输至碳化硅晶片30表面后经出气口12流出；加热组件20置于壳体10外侧，用于加热进入密封腔内的清洁气体。

将碳化硅晶片30与壳体10抵接，碳化硅晶片30本身和壳体10之间形成密封腔，存储在气源40内的清洁气体自密封腔的进气口11进入，控制器41用于控制从进气口11进入的清洁气体的流量，加热组件20对进入密封腔的清洁气体进行加热，加热后的清洁气体再传输至碳化硅晶片30的表面，碳化硅晶片30表面的污染颗粒随着清洁气体的流动被清洁气体带动，最后污染颗粒随着清洁气体流动至出气口12流出，利用该加热清洁气体能够快速高效的对碳化硅晶片30进行清洁，提高碳化硅晶片30的清洁度，并且清洁气体不会造成晶片30的损伤，也不会在清洁后的碳化硅晶片30表面留下痕迹，提高碳化硅晶片30的成品率，节约生产成本。

具体的，有些污染颗粒与碳化硅晶片30表面的附着力大，未经加热的清洁气体，在对碳化硅晶片30进行清洁时，清洁能力有限，无法将附着力大的污染颗粒清洁干净，加热组件20对密封腔内的清洁气体进行加热，加热后的清洁气体能够将附着力大的污染颗粒产生一定的热冲击，减少其附着力，可最大限度的将碳化硅晶片30表面的污染颗粒清洁干净，提高碳化硅晶片30的洁净度。

进一步地，晶体的生长中还会存在一定的应力，使用加热后的清洁气体在对碳化硅晶片30进行清洁时，能够使碳化硅晶片30受热，降低其内部的应力，提高碳化硅晶片30的质量，便于后续的使用。

作为一种实施方式，加热组件20套设在壳体10外侧，加热组件20与壳体10共中心轴线设置。加热组件20围绕壳体10的周向套设在壳体10的外侧，并且加热组件20到壳体10与壳体10共中心轴线设置，能够提高对清洁气体的加热效果，保证清洁气体均匀受热，使得清洁气体在达到碳化硅晶片30表面时的温度一致，提高碳化硅晶片30整个表面的清洁效果，避免存在局部清洁效果差的现象，也有利于碳化硅晶片30整个表面释放应力，均匀提高碳化硅晶片30的质量。

具体的，加热组件20可以为线圈加热、红外加热或微波加热，只要能实现对密封腔内的清洁气体进行加热即可，优选为线圈加热。

作为一种优选的实施方式，壳体10为圆筒状或方形，碳化硅晶片30通常加工为圆形或方形，因此该设置方式有利于碳化硅晶片30的放置，提高密封腔的密封性，保证清洁气体只能自进气口11进入，并传输至碳化硅晶片30表面后自出气口12流出，避免清洁气体泄漏，从而降低清洁效果。

作为一种优选的实施方式，加热组件20为感应加热线圈，感应加热线圈与壳体10的形状相适配，能够保证感应加热线圈到壳体10之间的距离相等，保证密封腔内清洁气体的受热程度一致，进一步提高碳化硅晶片30的清洁效果。

作为一种实施方式，进气口11设置在壳体10的底部，碳化硅晶片30与碳化硅晶片30下方的壳体10之间形成密封腔，出气口12设置在碳化硅晶片30下方的壳体10侧壁上。清洁气体自壳体10底部的进气口11进入至密封腔内，加热组件20对清洁气体加热，温度高的清洁气体向上运动，不会和刚进入密封腔的冷的清洁气体产生对流，保证清洁气体的气流的稳定性，可持续高效的对碳化硅晶片30进行清洁，提高清洁效率。

参考图3-4，作为一种实施方式，壳体10的顶部开口设置，碳化硅晶片30放置于壳体10的开口处与壳体10的上端面抵接，用于密封壳体10。碳化硅晶片30放置于壳体10的顶部，碳化硅晶片30和整体壳体10形成密封腔，清洁气体自壳体10底部进入密封腔内，并将碳化硅晶片30下表面的污染颗粒带动至出气口12流出。该设置方式便于碳化硅晶片30的取放，直接将碳化硅晶片30放置于壳体10顶部即可。优选的，为了保证碳化硅晶片30不会被清洁气体产生的气流吹动，壳体10顶部设置有凹槽15，碳化硅晶片30在放置于该凹槽15之后，使用盖体16将壳体10封住，盖体16上设置有凸起，能够将碳化硅晶片30限制在壳体10的凹槽15上，保证碳化硅晶片30不会移动。

具体的，壳体10和盖体16之间可以为卡扣连接或螺纹连接，优选为螺纹连接，能够增加壳体10和盖体16的密封性。

参考图1，作为一种实施方式，壳体10顶部密封，壳体10的侧壁上沿所述壳体的径向平面开设有开口，碳化硅晶片30通过开口放置于壳体10内，并与壳体10的内侧壁抵接，用于密封碳化硅晶片30下方的壳体10，碳化硅晶片30与碳化硅晶片30下方的壳体10之间形成密封腔。通过开口将碳化硅晶片30放入壳体10内，能够增加碳化硅晶片30与清洁气体的接触面积，进一步提高清洁效果。

作为一种实施方式，参考图2，还包括晶片托盘13，碳化硅晶片30固定于晶片托盘13上，晶片托盘13与开口卡合，用于密封开口并将碳化硅晶片30固定于晶片托盘13和壳体10之间。晶片托盘13能够对碳化硅晶片30起到固定作用，先将碳化硅晶片30固定于晶片托盘13上，再将晶片托盘13卡合在开口处，此时的晶片30与壳体10的内侧壁相抵接，提高密封腔的密封性，避免清洁气体的泄露造成浪费。

作为一种优选的实施方式，晶片托盘13上设置有把手14，拉该把手14能够取出或放回晶片托盘13，提高晶片托盘13的取放效率。

作为一种优选的实施方式，晶片托盘13与开口的卡合处设置有密封圈，提高密封效果，保证清洁气体不会从此处泄露，进一步提高碳化硅晶片30的清洁效果。

作为一种优选的实施方式，开口为两个以上，每个开口下方的壳体10侧壁上均设置有出气口12，并且晶片托盘13的形状与开口的形状相适配，该设置方式下将多个待清洁的碳化硅晶片30分别通过多个晶片托盘13放置于多个开口内，每个碳化硅晶片30均与壳体10的内侧壁抵接，清洁气体自进气口11进入密封腔内，对最下层的碳化硅晶片30进行清洁，并自该碳化硅晶片30下方的出气口12流出，清洁完毕后使用晶片托盘13将该碳化硅晶片30取出，并将不携带碳化硅晶片30的晶片托盘13重新密封该开口，此时壳体10内最下层的碳化硅晶片30和其下方的壳体10重新围成密封腔，继续对最下层的碳化硅晶片30进行清洁，直至所有的待清洁碳化硅晶片30清洁完毕。该多个开口能够提高碳化硅晶片30的清洁效率，减少人工操作步骤，可大批量对碳化硅晶片30进行清洁，提高该清洁装置的实用性。

作为一种实施方式，晶片托盘13的内侧壁设置有第一卡槽，壳体10的内侧壁上设置有第二卡槽，晶片托盘13与开口卡合，以使得碳化硅晶片30固定于第一卡槽和第二卡槽之间。碳化硅晶片30的一部分通过第一卡槽固定在晶片托盘13上，在晶片托盘13和开口的卡合过程中，碳化硅晶片30另一部分进入第二卡槽内，通过第一卡槽和第二卡槽将碳化硅晶片30固定在壳体10内，第一卡槽和第二卡槽的设置能够对碳化硅晶片30起到支撑作用，防止碳化硅晶片30在清洁过程中产生滑动，并且对碳化硅晶片30的边缘起到保护作用。优选的，第一卡槽和第二卡槽设置在同一水平高度上，保证碳化硅晶片30各个区域与清洁气体的接触程度一致，进一步提高碳化硅晶片30的质量。

作为一种实施方式，出气口12顶部与碳化硅晶片30的距离和进气口11与碳化硅晶片30的距离比为1:5-1500，出气口12顶部与碳化硅晶片30距离要小于进气口11与碳化硅晶片30的距离，能够保证清洁气体自进气口11进入密封腔后是向碳化硅晶片30传输的，而不会出现清洁气体未到达碳化硅晶片30，直接从出气口12流出的情况，避免清洁气体的浪费，节约成本；优选的，进气口11与碳化硅晶片30之间的距离为50-1500mm，进气口11与碳化硅晶片30之间的距离越长，清洁气体的加热效果越好，但是到达碳化硅晶片30表面的气流冲击力变小，因此在该范围内，既能保证清洁气体的加热效果，也能保证清洁气体存在一定的气流冲击力，从而共同提高碳化硅晶片30的清洁效率和清洁效果。

作为一种实施方式，出气口12为多个，并沿所述壳体10的轴向至少成单排设置，每排出气口12均匀分布在壳体10的周向。清洁气体自出气口12从密封腔内流出，因此将多个出气口12至少成单排设置，并且每排出气口12均匀分布在壳体10的周向，能够保证带有污染颗粒的清洁气体可顺利流出，避免污染颗粒重新附着在碳化硅晶片30表面，从而降低清洁效果。

作为一种优选的实施方式，出气口12为圆形，所述出气口12的孔径为5-20mm，每排所述出气口12的数量为6-60个。该设置方式利于清洁气体的流出，并且出气口12的孔径和数量能够保证清洁气体的清洁效果，若出气口12的孔径过大或数量过多，则密封腔内的清洁气体容易直接自出气口12流出，无法对碳化硅晶片30进行清洁；若孔径过小或数量过少，则清洁气体流出速度缓慢，导致密封腔内的清洁气体压力过大，容易造成碳化硅晶片30的破裂，也无法使污染颗粒顺利流出，降低清洁效果。

该晶片的气体清洁装置的使用方法为：将碳化硅晶片通过晶片托盘放置于壳体内或者直接放置在壳体的顶部，打开感应加热线圈和进气口，清洁气体自进气口进入至密封腔内，感应加热线圈对密封腔内的清洁气体进行加热，加热温度300-1500℃；加热后的清洁气体对碳化硅晶片的表面进行清洁，碳化硅晶片表面的颗粒随着清洁气体的冲击和流动，被带至出气口流出，清洁时间2-5h；清洁完毕后关闭感应加热线圈和进气口，将晶片托盘取出并取下碳化硅晶片，或者直接将碳化硅晶片自壳体的顶部取下，即完成对碳化硅晶片一个表面的清洁；根据实际需要确定是否清洁碳化硅晶片的另一个表面，若需要清洁另一个表面则重复上述清洁步骤即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种晶片的气体清洁装置，其特征在于，包括

壳体，所述晶片与所述壳体抵接，以使得所述晶片与壳体之间形成密封腔，所述密封腔内设置进气口和出气口，清洁气体自所述进气口进入所述密封腔，并传输至所述晶片表面后经所述出气口流出；和

加热组件，所述加热组件置于所述壳体外侧，用于加热进入所述密封腔内的清洁气体。

2.根据权利要求1所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述加热组件套设在所述壳体外侧，所述加热组件与所述壳体共中心轴线设置。

3.根据权利要求2所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述壳体为圆筒状或方形；和/或

所述加热组件为感应加热线圈，所述感应加热线圈与所述壳体的形状相适配。

4.根据权利要求1-3任一项所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述进气口设置在所述壳体的底部，所述晶片与所述晶片下方的壳体之间形成密封腔，所述出气口设置在所述晶片下方的壳体侧壁上。

5.根据权利要求4所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述壳体的顶部开口设置，所述晶片放置于所述壳体的开口处与所述壳体的上端面抵接，用于密封所述壳体；或

所述壳体顶部密封，所述壳体的侧壁上沿所述壳体的径向平面开设有开口，所述晶片通过所述开口放置于所述壳体内，并与所述壳体的内侧壁抵接，用于密封所述晶片下方的壳体。

6.根据权利要求5所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，还包括晶片托盘，所述晶片固定于所述晶片托盘上，所述晶片托盘与所述开口卡合，用于密封所述开口并将所述晶片固定于所述晶片托盘和壳体之间。

7.根据权利要求6所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述晶片托盘的内侧壁设置有第一卡槽，所述壳体的内侧壁上设置有第二卡槽，所述晶片托盘与所述开口卡合，以使得所述晶片固定于所述第一卡槽和第二卡槽之间。

8.根据权利要求1-3任一项所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述出气口顶部与所述晶片的距离和所述进气口与所述晶片的距离比为1:5-1500。

9.根据权利要求8所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述出气口为多个，并沿所述壳体的轴向至少成单排设置，每排所述出气口均匀分布在所述壳体的周向。

10.根据权利要求9所述的晶片的气体清洁装置，其特征在于，所述出气口为圆形，所述出气口的孔径为5-20mm，每排所述出气口的数量为6-60个。

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