TW201501190A - 矽晶片之清洗機構 - Google Patents

Abstract

一種矽晶片之清洗機構。此矽晶片清洗機構包含第一酸槽、鹼槽、第一清洗槽、第一沖洗裝置、排水閥、第二清洗槽、第二沖洗裝置以及泵裝置。第一清洗槽位於第一酸槽與鹼槽之間。第一沖洗裝置設於第一清洗槽中。第一清洗槽適用以承接利用第一沖洗裝置進行清洗後之第一清洗液。排水閥與第一清洗槽連通。第一清洗液經排水閥排出。第二清洗槽位於第一清洗槽與鹼槽之間。第二沖洗裝置設於第二清洗槽中。第二清洗槽適用以承接利用第二沖洗裝置進行清洗後之第二清洗液。泵裝置適用以將第二清洗液循環到第一清洗槽供第一沖洗裝置使用。

Description

矽晶片之清洗機構

本發明是有關於一種清洗機構，且特別是有關於一種矽晶片之清洗機構。

請參照第1圖，其係繪示一種傳統矽晶片清洗機構之裝置示意圖。此傳統矽晶片清洗機構100主要包含第一酸槽102、第一清洗槽104、鹼槽106、第二清洗槽108、第二酸槽110、第三清洗槽112以及清洗液供應源114。從製程之上游至下游，第一酸槽102、第一清洗槽104、鹼槽106、第二清洗槽108、第二酸槽110以及第三清洗槽112依序設置。

矽晶片先在第一酸槽102中進行蝕刻處理。經酸液蝕刻後，將矽晶片載出第一酸槽102，並送入第一清洗槽104。在第一清洗槽104中，設置有兩個上下水刀組以及一風刀。矽晶片在第一清洗槽104中先經第一組上下水刀沖洗後，再由第二組上下水刀沖洗一次，隨後以風刀將矽晶片上的清洗液吹乾。第一清洗槽104所使用之清洗液為清洗經第二酸槽110處理後之矽晶片的第三清洗槽112中的溢流清洗液，其中這些溢流清洗液經由管路118而流到第一清洗槽104中。此外，兩個上下水刀組所使用之清洗液 會在第一清洗槽104中循環回收再利用。第一清洗槽104中過多而溢流的清洗液則經由管路116而排出。

將矽晶片載出第一清洗槽104後，送入鹼槽106中，來進行所需之濕式處理。由於，雖然已經利用清洗液沖洗矽晶片上的酸液，但經過一段處理時間後，第一清洗槽104中的循環清洗液也會偏酸性。因此，矽晶片經第一清洗槽104清洗並經風刀吹拂後，其表面上仍殘留有一些偏酸性的清洗液。這些殘留的酸性清洗液會與鹼槽106中之鹼性處理液產生酸鹼中和反應，而形成結晶。此外，這樣的情況也會導致鹼槽106中之鹼性處理液的濃度不足。

由於，第一清洗槽104中的清洗液用來沖洗矽晶片一段時間後，清洗液的酸性會逐漸增加。而持續循環使用這些清洗液的情況下，不僅將在鹼槽106中產生大量的鹽類結晶，也會在矽晶片的運送裝置上形成結晶。如此一來，將造成鹼槽104之上下游清洗槽內的風刀、以及過濾器與液體管路阻塞，進而導致清洗設備需停機來進行風刀、過濾器與管路的清理。此外，也會因運送裝置上有酸鹼中和的結晶，而導致矽晶片破裂。而且，風刀遭結晶阻塞後，會導致矽晶片之風乾程度不佳，不僅會進一步降低鹼槽106中之鹼性處理液的濃度，也會產生矽晶片的棕斑重工問題，更會導致排出之廢棄鹼液過酸，造成廠務無法回收處理。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種矽晶片清洗 機構，其第一酸槽與下游之鹼槽之間的清洗站設有二清洗槽，第二清洗槽之清洗液直接由清洗液供應源供給，並循環予第一清洗槽使用，而第一清洗槽經沖洗過之清洗液則排掉。如此一來，可大大地降低矽晶片經清洗後的表面殘酸，而可有效減少鹼槽與矽晶片運送裝置因酸鹼中和而產生的結晶，進而可避免風乾裝置、管路與過濾器阻塞，矽晶片因運送裝置上的結晶而破裂，矽晶片棕斑重工問題，設備停機清理風乾裝置，以及廠務回收鹼槽清洗液過酸而無法回收的問題。

本發明之另一態樣是在提供一種矽晶片清洗機構，其第一酸槽與下游之鹼槽之間的清洗站的第一清洗槽設有風乾裝置，以將噴向下游之第二清洗槽的清洗液吹回第一清洗槽。因此，可降低對第二清洗槽之清洗液之酸鹼性的影響，而可進一步降低矽晶片經清洗後之表面殘留液體的酸度。

本發明之又一態樣是在提供一種矽晶片清洗機構，其第一酸槽與鹼槽之間之清洗站的第二個清洗槽的清洗液係由清洗液供應源直接供給，因此可使用更潔淨之清洗液來進行此清洗站的矽晶片清洗。

根據本發明之上述目的，提出一種矽晶片清洗機構。此矽晶片清洗機構包含一第一酸槽、一鹼槽、一第一清洗槽、一第一沖洗裝置、一排水閥、一第二清洗槽、一第二沖洗裝置以及一泵裝置。第一清洗槽位於第一酸槽與鹼槽之間。第一沖洗裝置設於第一清洗槽中，其中第一清 洗槽適用以承接利用第一沖洗裝置進行清洗後之一第一清洗液。排水閥與第一清洗槽連通，其中第一清洗液經排水閥排出。第二清洗槽位於第一清洗槽與鹼槽之間。第二沖洗裝置設於第二清洗槽中，其中第二清洗槽適用以承接利用第二沖洗裝置進行清洗後之一第二清洗液。泵裝置適用以將第二清洗液循環到第一清洗槽供第一沖洗裝置使用。

依據本發明之一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一第一風乾裝置設於第一清洗槽中，且適用以吹除經第一沖洗裝置沖洗後之一矽晶片上之第一清洗液以及將噴向第二清洗槽之第一清洗液吹回第一清洗槽。

依據本發明之另一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一第二風乾裝置設於第二清洗槽中，且適用以吹除經第二沖洗裝置沖洗後之一矽晶片上之第二清洗液。

依據本發明之又一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一第三清洗槽位於鹼槽之下游，其中鹼槽位於第一酸槽之下游。

依據本發明之再一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一清洗液供應源，以分別供應上述之第二清洗液和一第三清洗液予第二沖洗裝置與第三清洗槽。

依據本發明之再一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一管路與第三清洗槽連通，適用以排放第三清洗槽溢流出之第三清洗液。

依據本發明之再一實施例，上述之矽晶片清洗機構更包含一第四清洗槽位於鹼槽與第三清洗槽之間、以及一 第二酸槽位於第四清洗槽與第三清洗槽之間。

100‧‧‧矽晶片清洗機構

102‧‧‧第一酸槽

104‧‧‧第一清洗槽

106‧‧‧鹼槽

108‧‧‧第二清洗槽

110‧‧‧第二酸槽

112‧‧‧第三清洗槽

114‧‧‧清洗液供應源

116‧‧‧管路

118‧‧‧管路

200‧‧‧矽晶片清洗機構

202‧‧‧第一酸槽

204‧‧‧清洗站

206‧‧‧鹼槽

208‧‧‧第四清洗槽

210‧‧‧第二酸槽

212‧‧‧第三清洗槽

214‧‧‧清洗液供應源

216‧‧‧管路

218‧‧‧管路

220‧‧‧管路

222‧‧‧管路

224‧‧‧管路

226‧‧‧管路

228‧‧‧管路

230‧‧‧排水閥

232‧‧‧排水閥

234‧‧‧閥

236‧‧‧排水閥

238‧‧‧排水閥

240‧‧‧排水閥

242‧‧‧排水閥

244‧‧‧排水閥

246‧‧‧第一沖洗裝置

248‧‧‧水刀

250‧‧‧水刀

252‧‧‧矽晶片

254‧‧‧第一風乾裝置

256‧‧‧第一清洗槽

258‧‧‧第二清洗槽

260‧‧‧第二沖洗裝置

262‧‧‧水刀

264‧‧‧水刀

266‧‧‧第二風乾裝置

268‧‧‧第一清洗液

270‧‧‧第二清洗液

272‧‧‧泵裝置

274‧‧‧管路

276‧‧‧管路

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示一種傳統矽晶片清洗機構之裝置示意圖。

第2圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種矽晶片清洗機構之裝置示意圖。

第3圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種清洗站之二清洗槽之裝置示意圖。

請一併參照第2圖與第3圖，其係分別繪示依照本發明之一實施方式的一種矽晶片清洗機構之裝置示意圖、以及矽晶片清洗機構之一清洗站之二清洗槽的裝置示意圖。在本實施方式中，矽晶片清洗機構200主要包含第一酸槽202、鹼槽206、清洗站204、排水閥232與泵裝置272。在一實施例中，第一酸槽202可盛裝有氫氟酸(HF)等酸液，以對矽晶片252進行例如蝕刻等濕式處理。在一些例子中，矽晶片清洗機構200可根據製程需求而進一步設有管路216與排水閥230，其中管路216與第一酸槽202連通，排水閥230則設於管路216上。可透過控制排水閥230的開與關，來管理第一酸槽202之酸液的排放。從第一酸槽202所排放的酸液一般為高濃度的酸性廢水。

在此實施方式中，鹼槽206位於第一酸槽202之下 游，而清洗站204則位於第一酸槽202與鹼槽206之間。清洗站204主要係用來清洗從第一酸槽202出來之矽晶片252，以將矽晶片252上殘留之酸液沖掉。在一些實施例中，如第3圖所示，清洗站204可包含第一清洗槽256與第二清洗槽258。其中，第二清洗槽258位於第一清洗槽256之下游，因此第一清洗槽256位於第一酸槽202與鹼槽206之間，且第二清洗槽258位於第一清洗槽256與鹼槽206之間。在一示範例子中，第一清洗槽256可位於第二清洗槽258中，如第3圖所示。

請再次參照第3圖，本實施方式之矽晶片清洗機構200更包含第一沖洗裝置246與第二沖洗裝置260。第一沖洗裝置246設於第一清洗槽256中，以對在第一清洗槽256中之矽晶片252進行沖洗。而第一清洗槽256可承接以第一沖洗裝置246進行矽晶片252之清洗後所流下之第一清洗液268。第二沖洗裝置260則設於第二清洗槽258中，以對經第一沖洗裝置246清洗後且進入第二清洗槽258中之矽晶片252進行沖洗。同樣地，第二清洗槽258可承接以第二沖洗裝置260進行矽晶片252的再次清洗後所流下之第二清洗液270。

在一些實施例中，第一沖洗裝置246可包含一組水刀248與250，其中這些水刀248與250可分別位於矽晶片252經過路徑的相對二側，例如上下二側，以在矽晶片252通過時分別從矽晶片252之相對二側朝矽晶片252噴射第一清洗液268，來沖洗矽晶片252。在一示範例子中，第一 清洗液268可採用去離子水。同樣地，第二沖洗裝置260可包含一組水刀262與264，其中這些水刀262與264可分別位於矽晶片252經過路徑的相對二側，例如上下二側，以在矽晶片252通過時分別從矽晶片252之相對二側朝矽晶片252噴射第二清洗液270，來進一步沖洗矽晶片252。在一示範例子中，第二清洗液270同樣可採用去離子水。

如第2圖所示，矽晶片清洗機構200更包含管路218，此管路218與第一清洗槽256連通。而排水閥232則設置在管路218上。可透過控制排水閥232的開與關，來管理第一清洗槽256之第一清洗液268的排放。在一實施例中，第一清洗液268由第一沖洗裝置246對矽晶片252噴射後，不再循環回收使用，而直接經由管路218與排水閥232排出。從第一清洗槽256所排放的第一清洗液268一般為低濃度的酸性廢水。

本實施方式之矽晶片清洗機構200更可包含清洗液供應源214。清洗液供應源214可直接供應第二清洗液270予第二沖洗裝置260。由於第二清洗液270為清洗液供應源214直接提供而非其他清洗槽之循環液體，因此第二清洗液270之酸鹼值較符合所需。此外，第二清洗液270之潔淨度也較高。如第3圖所示，泵裝置272設置在第二清洗槽258中，以將第二清洗槽258內中清洗過矽晶片252之第二清洗液270循環回收到第一清洗槽256，來供第一沖洗裝置246使用。

由於第二清洗液270係由清洗液供應源214直接供 應，而且矽晶片252進入清洗站204後已先由第一沖洗裝置246清洗過一次，因此清洗過矽晶片252之第二清洗液270具有較低濃度的酸度且相對較為潔淨。在一些實施例中，可額外設置過濾器(未繪示)，以在清洗過矽晶片252的第二清洗液270進入泵裝置272前，先過濾第二清洗液270，以進一步提升此時之第二清洗液270的潔淨度。因此，在不循環使用第一清洗液268，而僅將清洗過矽晶片252之第二清洗液270再循環至第一沖洗裝置246，來進行回收使用的情況下，不僅可提升矽晶片252表面上之殘酸去除效果，亦可有效節省清洗液之用量。此外，由於不循環使用第一清洗液268，因此先後經第一沖洗裝置246與第二沖洗裝置260後之矽晶片252上殘留清洗液為非常接近中性或酸度相當低的液體。

如第3圖所示，在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更可選擇性包含第一風乾裝置254。此第一風乾裝置254可為一風刀。第一風乾裝置254設置在第一清洗槽256中，且位於第一沖洗裝置246之下游，較佳可鄰近於第一沖洗裝置246。第一風乾裝置254不僅可將經第一沖洗裝置246沖洗後之矽晶片252上的殘留第一清洗液268吹除，更可將噴向第二清洗槽258之第一清洗液268吹回第一清洗槽256，以有效避免酸性濃度較高之第一清洗液268進入第二清洗槽258，進而可避免第一清洗液268造成濃度較低之第二清洗液270的酸性濃度提高。

在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更可選擇性 包含第二風乾裝置266。此第二風乾裝置266同樣可為一風刀。第二風乾裝置266設置在第二清洗槽258中，且位於第二沖洗裝置260之下游，較佳可鄰近於第二沖洗裝置260。第二風乾裝置266可將經第二沖洗裝置246沖洗後之矽晶片252上的殘留第二清洗液270吹除，進而可減低隨著矽晶片252而進入到鹼槽206之第二清洗液270的量。如此一來，可有效減少帶酸性之殘留第二清洗液270與鹼槽206內之鹼液因酸鹼中和反應而產生的結晶量，進而可避免風乾裝置、管路或過濾器阻塞。

在一實施例中，鹼槽206可盛裝有氫氧化鉀(KOH)等鹼液，以對矽晶片252進行所需之濕式處理。在一些例子中，矽晶片清洗機構200可根據製程需求而進一步設有管路222與排水閥236，其中管路222與鹼槽206連通，排水閥236則設於管路222上。可透過控制排水閥236的開與關，來管理鹼槽206之鹼液的排放。由於應用矽晶片清洗機構200可有效減少殘留第二清洗液270與鹼槽206內之鹼液因酸鹼中和反應而產生的結晶量，因此可避免廠務回收鹼槽清洗液過酸而無法回收處理的問題。

如第2圖所示，在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更可選擇性包含第四清洗槽208。此第四清洗槽208位於鹼槽206之下游。第四清洗槽208可設有如同第一沖洗裝置246或第二沖洗裝置260般的一對水刀，此對水刀可分別位於矽晶片252經過路徑的相對二側，例如上下二側，以在矽晶片252通過時分別從矽晶片252之相對二側朝矽 晶片252噴射清洗液，來沖洗矽晶片252上之殘留鹼液。在一示範例子中，此清洗液同樣可採用去離子水。此外，第四清洗槽208之清洗液可直接由清洗液供應源214供應。

如第2圖所示，矽晶片清洗機構200更包含管路224、以及排水閥238與240，此管路224與第四清洗槽208連通。而排水閥232則設置在管路238與240上。可透過控制排水閥238與240的開與關，來分別管理第四清洗槽208之清洗液朝鹼性廢水收集區與回收區的排放。

在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更可選擇性包含第二酸槽210。此第二酸槽210位於第四清洗槽208之下游。在一實施例中，此第二酸槽210可盛裝有氫氟酸等酸液，以對矽晶片252進行例如蝕刻等濕式處理。在一些例子中，矽晶片清洗機構200可根據製程需求而進一步設有管路226與排水閥242，其中管路226與此第二酸槽210連通，排水閥242則設於管路226上。同樣地，可透過控制排水閥242的開與關，來管理第二酸槽210之酸液的排放。從第二酸槽210所排放的酸液一般為高濃度的酸性廢水。

在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更可選擇性包含第三清洗槽212。此第三清洗槽212位於第二酸槽210之下游，亦即也位於第二酸槽210之上游鹼槽206的下游。而且，如第2圖所示，第四清洗槽208介於鹼槽206與第三清洗槽212之間，第二酸槽210介於第四清洗槽208與第三清洗槽212之間。第三清洗槽212可設有如同第一沖 洗裝置246或第二沖洗裝置260般的一對水刀，此對水刀可分別位於矽晶片252經過路徑的相對二側，例如上下二側，以在矽晶片252通過時分別從矽晶片252之相對二側朝矽晶片252噴射清洗液，來沖洗矽晶片252上之殘留酸液。在一示範例子中，此清洗液同樣可採用去離子水。此外，第三清洗槽212之清洗液可直接由清洗液供應源214供應。

矽晶片清洗機構200更包含管路276以及排水閥244，此管路276與第三清洗槽212連通。而排水閥244則設置在管路276上。可透過控制排水閥244的開與關，來管理第三清洗槽212之清洗液的排放。從第三清洗槽212所排放的清洗液一般為低濃度的酸性廢水。

如第2圖所示，在一些實施例中，矽晶片清洗機構200更包含管路220、228與274，以及閥234。管路228與第三清洗槽212連通，亦與管路220和274連通。閥234設於管路220上。第三清洗槽212之溢流清洗液可從管路228流出，而透過閥234的設置，可阻隔溢流清洗液經由管路220而流向清洗站204，藉以使第三清洗槽212之帶酸性的溢流清洗液經由管路274而排掉。從第三清洗槽212所排放的溢流清洗液一般為低濃度的酸性廢水。

藉由在管路220上設置閥234來阻隔第三清洗槽212之偏酸溢流清洗液往清洗站204傳送，再加上第二清洗槽258之第二清洗液270係直接由清洗液供應源214所提供，且第一清洗槽256之酸性濃度較高的第一清洗液268 不循環回收使用，如此一來可大大地縮減矽晶片252經清洗站204清洗後所殘留在矽晶片252上之液體的酸度。因此，可有效降低酸鹼中和所產生之結晶量，而可避免結晶塞住矽晶片清洗機構200的所有風乾裝置、管路或過濾器，以及形成在矽晶片252之傳送裝置上。故，風乾裝置長時間使用也不易阻塞，可避免矽晶片252的風乾程度低，而造成鹼槽206之鹼液濃度偏低，進而可解決廠務回收鹼槽清洗液過酸而無法回收的問題，並可大大的縮減因清理風乾裝置所需之停工期，也可有效改善矽晶片252之棕斑重工問題。此外，亦可避免因傳送裝置上有結晶而導致矽晶片破片。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為矽晶片清洗機構之第一酸槽與下游之鹼槽之間的清洗站設有二清洗槽，第二清洗槽之清洗液直接由清洗液供應源供給，並循環予第一清洗槽使用，而第一清洗槽經沖洗過之清洗液則排掉。因此，可大大地降低矽晶片經清洗後的表面殘酸，而可有效減少鹼槽與矽晶片運送裝置因酸鹼中和而產生的結晶，進而可避免風乾裝置、管路與過濾器阻塞，矽晶片因運送裝置上的結晶而破裂，矽晶片棕斑重工問題，設備停機清理風乾裝置，以及廠務回收鹼槽清洗液過酸而無法回收的問題。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為矽晶片清洗機構之第一酸槽與下游之鹼槽之間的清洗站的第一清洗槽設有風乾裝置，以將噴向下游之第二清洗槽 的清洗液吹回第一清洗槽。因此，可降低對第二清洗槽之清洗液之酸鹼性的影響，而可進一步降低矽晶片經清洗後之表面殘留液體的酸度。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為矽晶片清洗機構之第一酸槽與鹼槽之間之清洗站的第二個清洗槽的清洗液係由清洗液供應源直接供給，因此可使用更潔淨之清洗液來進行此清洗站的矽晶片清洗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

204‧‧‧清洗站

214‧‧‧清洗液供應源

218‧‧‧管路

246‧‧‧第一沖洗裝置

248‧‧‧水刀

250‧‧‧水刀

252‧‧‧矽晶片

254‧‧‧第一風乾裝置

256‧‧‧第一清洗槽

258‧‧‧第二清洗槽

260‧‧‧第二沖洗裝置

262‧‧‧水刀

264‧‧‧水刀

266‧‧‧第二風乾裝置

268‧‧‧第一清洗液

270‧‧‧第二清洗液

272‧‧‧泵裝置

Claims (7)

1. 一種矽晶片清洗機構，包含：一第一酸槽；一鹼槽；一第一清洗槽，位於該第一酸槽與該鹼槽之間；一第一沖洗裝置，設於該第一清洗槽中，其中該第一清洗槽適用以承接利用該第一沖洗裝置進行清洗後之一第一清洗液；一排水閥，與該第一清洗槽連通，其中該第一清洗液經該排水閥排出；一第二清洗槽，位於該第一清洗槽與該鹼槽之間；一第二沖洗裝置，設於該第二清洗槽中，其中該第二清洗槽適用以承接利用該第二沖洗裝置進行清洗後之一第二清洗液；以及一泵裝置，適用以將該第二清洗液循環到該第一清洗槽供該第一沖洗裝置使用。
2. 如請求項1所述之矽晶片清洗機構，更包含一第一風乾裝置，設於該第一清洗槽中，且適用以吹除經該第一沖洗裝置沖洗後之一矽晶片上之該第一清洗液以及將噴向該第二清洗槽之該第一清洗液吹回該第一清洗槽。
3. 如請求項2所述之矽晶片清洗機構，更包含一第二風乾裝置，設於該第二清洗槽中，且適用以吹除經該第二沖洗裝置沖洗後之該矽晶片上之該第二清洗液。
4. 如請求項1所述之矽晶片清洗機構，更包含一第三清洗槽，位於該鹼槽之下游，其中該鹼槽位於該第一酸槽之下游。
5. 如請求項4所述之矽晶片清洗機構，更包含一清洗液供應源，以分別供應該第二清洗液和一第三清洗液予該第二沖洗裝置與該第三清洗槽。
6. 如請求項4所述之矽晶片清洗機構，更包含一管路，與該第三清洗槽連通，適用以排放該第三清洗槽溢流出之該第三清洗液。
7. 如請求項4所述之矽晶片清洗機構，更包含：一第四清洗槽，位於該鹼槽與該第三清洗槽之間；以及一第二酸槽，位於該第四清洗槽與該第三清洗槽之間。