TW201810448A - 異物除去裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於一面抑制基板或半導體晶粒之損傷一面將微小之異物除去。
本發明係一種異物除去裝置100，其具備：嘴部31，其使液體之二氧化碳之加壓流膨脹，藉由膨脹時之冷卻，而於該流中形成乾冰粒子；腔室29，其連接於嘴部31，且供固體之二氧化碳粒子流入；狹縫23，其連接於腔室29，且使乾冰粒子朝向基板13之表面噴出；及抽吸口24，其與狹縫23相鄰而配置；且變化嘴部31與腔室29之間隔以調整自狹縫23噴出之乾冰粒子之粒徑。
Description
本發明係關於一種異物除去裝置，尤其是關於一種藉由固體之二氧化碳粒子而進行異物之除去的異物除去裝置之構造。
於IC等電子零件之製造步驟中，使用黏晶裝置、打線接合裝置、倒裝晶片接合裝置等多個裝置，該黏晶裝置將自晶圓切下之半導體晶粒接著於基板，該打線接合裝置將接合於基板之半導體晶粒之電極與基板之電極利用導線連接，該倒裝晶片接合裝置係於半導體晶粒之電極上預先形成凸塊，使半導體晶粒翻轉而固定於基板並且將半導體晶粒之電極與基板之電極連接。又，最近，亦使用將半導體晶粒積層接合於晶圓之半導體晶粒上之接合裝置。
於此種接合裝置中，將半導體晶粒接合於基板之特定之位置，或者將半導體晶粒之電極與基板之電極利用導線連接。
於此種裝置中，若灰塵等異物附著於基板等之表面，則存在接著劑之接著力降低之情形。又，若灰塵等附著於基板之電極或半導體晶粒之電極之表面，則存在電極與導線之接合品質降低之情形。
因此，提出有如下裝置，即，對基板吹送空氣而將附著於基板之異物吹飛，並將吹飛之異物抽吸回收而進行異物之除去(例如，參照專利文獻1)。
又，亦利用有使用液體之二氧化碳(CO2)而將半導體晶粒或基板之異物除去之技術(例如，參照專利文獻2)。該方法係使液體之二氧化碳自噴射嘴部噴射至基板，使因噴射時之絕熱膨脹而凍結後成為乾冰之乾冰粒子與基板碰撞，而進行半導體晶粒或基板之表面之異物之除去。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-199458號公報
[專利文獻2]日本專利特開2000-117201號公報
然而，於專利文獻2所記載之異物除去方法中存在如下問題，即，若為了將更微小之異物除去而強勢噴射乾冰粒子，則導致乾冰粒子之粒徑變大，而無法將微小之異物有效地除去。又，存在如下問題，即，若乾冰之粒徑變大，則基板或半導體晶粒會因乾冰粒子之碰撞而損傷。
因此，本發明之目的在於一面抑制基板或半導體晶粒之損傷一面將微小之異物除去。
本發明之異物除去裝置具備：嘴部，其使液體之二氧化碳之加壓流膨脹，藉由膨脹時之冷卻，而於該流中形成固體之二氧化碳粒子；腔室，其連接於嘴部，且供固體之二氧化碳粒子流入；噴出口，其連接於腔室，且使固體之二氧化碳粒子朝向平板狀構件之表面噴出；及抽吸口，其與噴出口相鄰而配置；且該異物除去裝置之特徵在於，變化嘴部與腔室之間隔以調整自噴出口噴出之固體之二氧化碳粒子之粒徑。
於本發明之異物除去裝置中，亦較佳為，包含安裝於腔室之外面之加熱器，變化加熱器之加熱量以調整自噴出口噴出之固體之二氧化碳粒子之粒徑。
於本發明之異物除去裝置中，亦較佳為，上述噴出口係連通於上述腔室且使上述二氧化碳粒子朝向平板狀構件之表面帶狀地噴出之狹縫。
於本發明之異物除去裝置中，亦較佳為，上述噴出口係連通於上述腔室且直線狀地配置之多個孔。
於本發明之異物除去裝置中，亦較佳為，上述噴出口係向上述抽吸口之方向使上述二氧化碳粒子傾斜地噴射。
於本發明之異物除去裝置中，亦較佳為，進而具備使壓縮空氣流入至上述腔室之空氣注入口，且上述腔室將上述二氧化碳粒子與上述壓縮空氣混合。
本發明可一面抑制基板或半導體晶粒之損傷一面將微小之異物除去。
11、12‧‧‧導軌
13‧‧‧基板
20‧‧‧清潔頭
21‧‧‧本體
21b‧‧‧後表面
22‧‧‧蓋
22a‧‧‧凸緣
22b‧‧‧傾斜部
23‧‧‧狹縫
24‧‧‧抽吸口
25‧‧‧入口連接管
25a、30a、30b、31a、31b‧‧‧螺紋部
25c‧‧‧空氣注入口
26‧‧‧抽吸連接管
27‧‧‧連接構件
28‧‧‧臂
29‧‧‧腔室
29a‧‧‧凹部
29b‧‧‧傾斜面
30‧‧‧套筒
31‧‧‧嘴部
31c‧‧‧節流部
35‧‧‧加熱器
40‧‧‧驅動部
45‧‧‧平台
50‧‧‧微小異物
51‧‧‧異物
61‧‧‧孔
91、92、95‧‧‧箭頭
100、200、300‧‧‧異物除去裝置
圖1係表示本發明之實施形態中之異物除去裝置之立體圖。
圖2係圖1所示之異物除去裝置之清潔頭之剖面圖。
圖3係表示圖1所示之異物除去裝置之清潔頭之本體與蓋之構造、以及將蓋組裝於本體之說明立體圖。
圖4係自上方向觀察圖1所示之清潔頭之配置有抽吸口與狹縫之下表面之圖，且係表示本發明之實施形態之異物除去裝置之動作的說明圖。
圖5係表示乾冰粒子之粒徑相對於飛行距離之變化之曲線圖。
圖6係表示乾冰粒子之粒徑相對於環境溫度之變化之曲線圖。
圖7係本發明之其他實施形態之異物除去裝置之清潔頭之剖面圖。
圖8係自上方向觀察本發明之其他實施形態之異物除去裝置之清潔頭之配置有抽吸口與噴射口之下表面之圖，且係表示本發明之其他實施形態之異物除去裝置之動作的說明圖。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態之異物除去裝置100進行說明。如圖1所示，本實施形態之異物除去裝置100具備清潔頭20及使清潔頭20向與搬送方向正交之方向移動之驅動部40。於圖1中，被導軌11、12導引而於水平方向搬送之平板狀構件即基板13之搬送方向為X方向，將與X方向為同一面且與X方向正交之方向設為Y方向，將與XY面垂直之方向設為Z方向進行說明。又，於基板13之下側，配置
有將基板13真空吸附並且加熱之平台45。
如圖1所示，清潔頭20係於本體21之後表面21b安裝有蓋22之長方體形狀，且於上部安裝有供給異物除去用之固體之二氧化碳粒子(以下，稱為乾冰粒子)之入口連接管25及連接於未圖示之真空裝置之抽吸連接管26。
如圖1所示，清潔頭20之一側面經由連接構件27而連接於臂28。臂28係藉由驅動部40而於Y方向往返移動。清潔頭20係以相對於基板13之表面稍微傾斜之方式安裝於臂28。於基板13之表面與清潔頭20之下表面之間空開有間隙，清潔頭20於基板13之上側沿著基板13之表面而於Y方向移動。
其次，一面參照圖2、圖3(a)、圖3(b)，一面對本實施形態之異物除去裝置100之清潔頭20之構造進行說明。如圖2、圖3(a)、圖3(b)所示，清潔頭20由本體21及固定於本體21之後表面21b之蓋22構成。
如圖3(a)所示，於本體21之下表面開設有長方形之抽吸口24。又，於本體21之後表面21b，形成有構成後續將說明之腔室29之凹部29a。凹部29a之下側成為朝向抽吸口24傾斜之傾斜面29b。
如圖3(b)所示，蓋22具備：凸緣22a，其密接於本體21之後表面21b之凹部29a以外之平面部；及楔狀之傾斜部22b，其與本體21之傾斜面29b平行。如圖3(b)所示，若將蓋22之傾斜部22b對準本體之傾斜面29b並將凸緣22a螺固於後表面21b，則如圖2所示，於本體21之凹部29a與蓋22之凸緣22a之間形成有於X方向直線狀地延伸之腔室
29。而且，於本體21之傾斜面29b與蓋22之傾斜部22b之間，形成朝向基板13之表面帶狀地噴射氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體之噴射口即狹縫23。如圖2所示，狹縫23朝向抽吸口24之方向傾斜。又，如圖4所示，抽吸口24之X方向之長度較狹縫23之X方向之長度長，而延伸至較狹縫23更靠清潔頭20之兩側面之附近為止。再者，圖4係自上方向觀察清潔頭20之配置有抽吸口24與狹縫23之下表面之圖。
如圖2所示，於入口連接管25連接有套筒30，於套筒30連接有嘴部31。套筒30於入口側與出口側分別設置有螺紋部30a、30b，入口側之螺紋部30a與嘴部之出口側之螺紋部31b嚙合，出口側之螺紋部30b與入口連接管25之入口側之螺紋部25a嚙合。套筒30係藉由調整入口側之螺紋部30a與嘴部之出口側之螺紋部31b之嚙合長度、及出口側之螺紋部30b與入口連接管25之入口側之螺紋部25a之嚙合長度，而使自嘴部31之出口至腔室29為止之距離變化。嘴部31連接於供給經加壓後之液體之二氧化碳之液體二氧化碳供給裝置。又，如圖2所示，於蓋22之背面安裝有加熱器35。
一面參照圖2、圖4~6，一面對以如上之方式構成之異物除去裝置100之動作進行說明。在藉由未圖示之搬送裝置而將基板13搬送至平台45之上後，平台45將基板13真空吸附並固定，並且將內置加熱器打開而將基板13加熱至例如80℃左右。
其次，使自未圖示之液體二氧化碳供給裝置供給至嘴部31之經加壓後之液體之二氧化碳流入。流入至嘴部31之液體之二氧化碳係至嘴部31之節流部31c為止被壓縮，一旦通過節流部31c則絕熱膨脹而溫度
降低。藉由該溫度降低，而液體之二氧化碳變化為固體之二氧化碳之粒子(乾冰粒子)。又，一部分變化為氣體之二氧化碳。該氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體如圖2之箭頭91所示，自嘴部31通過套筒30、入口連接管25之內部而流入至清潔頭20之腔室29。流入至腔室29之氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體通過狹縫23朝向基板13之表面向斜下方噴射。由於基板13藉由平台45而被加熱至80℃左右，故而若乾冰粒子與基板13之表面之微小異物50碰撞，則乾冰粒子瞬間地昇華、膨脹而成為氣體之二氧化碳。附著於基板13之表面之微小異物50藉由該昇華、膨脹時之流體力而自基板13之表面被除去。氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體如圖4之箭頭95般自狹縫23向抽吸口24之方向傾斜地噴射，故而自基板13之表面除去之微小異物50如圖2之箭頭92所示，被吸入至與狹縫23相鄰設置之抽吸口24之中，且自抽吸連接管26被抽吸至未圖示之真空裝置。此處，所謂微小異物50，例如係指大小未達50μm者。
又，自狹縫23與乾冰粒子一起噴出之氣體之二氧化碳亦與乾冰粒子同樣地，自狹縫23朝向基板13之表面向斜下方噴射，將大於附著於基板13之表面之微小異物50之異物51吹飛而除去。藉由氣體之二氧化碳而吹飛之異物51亦被吸入至與狹縫23相鄰設置之抽吸口24之中，且自抽吸連接管26被抽吸至未圖示之真空裝置。
然後，如圖4所示，若一面使氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體自狹縫23如圖4之箭頭95般噴射一面使清潔頭20於Y方向往返移動，則清潔頭20通過之圖4所示之基板13之區域B之微小異物50、異物51被除去。再者，圖4所示之區域B之搬送方向下游側之區域A係基板
13之表面之微小異物50、異物51之除去結束的區域，區域B之搬送方向上游側之區域C係尚未進行基板13之表面之微小異物50、異物51之除去的區域。
於本實施形態之異物除去裝置100中，如圖4所示，抽吸口24之Y方向之長度較狹縫23之Y方向之長度長，而延伸至較狹縫23更靠清潔頭20之兩側面之附近為止。因此，即便於將藉由自狹縫23噴出之氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體而自基板13之表面被除去的微小異物50、異物51向自Y方向朝X方向傾斜之方向吹飛之情形時，亦可藉由抽吸口24抽吸被吹飛之微小異物50、異物51。因此，可抑制微小異物50、異物51再附著於異物除去已結束之區域A之基板13之表面，從而可提高基板13之清潔度。
此處，若噴射至基板13之乾冰粒子之粒徑過大，則無法有效地將微小異物50除去，而且會因乾冰粒子之碰撞而導致基板13損傷。根據試驗，可知若使乾冰粒子之粒徑為次微米級，則可不損傷基板13或安裝於基板13之半導體晶粒地將微小異物50除去。
另一方面，如圖5所示，自嘴部31噴出之乾冰粒子之粒徑隨著自嘴部31之出口之飛行距離L變長而變小。又，如圖6所示，自嘴部31噴出之乾冰粒子之粒徑隨著飛行中之環境溫度T變高而變小。因此，本實施形態之異物除去裝置100藉由調整套筒30之入口側之螺紋部30a與嘴部之出口側之螺紋部31b之嚙合長度、及出口側之螺紋部30b與入口連接管25之入口側之螺紋部25a之嚙合長度，可變化自嘴部31之出口至腔室29為止之飛行距離L以調整自狹縫23噴出之乾冰粒子之粒徑。又，本實施
形態之異物除去裝置100可藉由利用安裝於構成腔室29之蓋22之背面之加熱器35變化腔室29之溫度以調整自狹縫23噴出的乾冰粒子之粒徑。
套筒30之螺紋部30a、30b之嚙合長度及加熱器35之加熱熱量亦可藉由試驗等，以自狹縫23噴出之乾冰粒子之粒徑成為次微米級之方式調整。又，亦可僅使用套筒30之螺紋部30a、30b之嚙合長度與加熱器35之加熱中的任一者調整乾冰粒子之粒徑。
如以上所說明般，本實施形態之異物除去裝置100可藉由自嘴部31之出口至腔室29為止之飛行距離L、腔室29之加熱而將乾冰粒子之粒徑調整為次微米級，故而可不損傷基板13或半導體晶粒地將附著於基板13或半導體晶粒之表面之未達50μm之微小異物50有效地除去。
其次，一面參照圖7一面對本發明之其他實施形態之異物除去裝置200進行說明。對與上文參照圖1至圖6所說明之異物除去裝置100相同之部分，標註相同之符號而省略說明。
如圖7所示，本實施形態之異物除去裝置200係於套筒30之側面具有空氣注入口25c者。該異物除去裝置200係使壓縮空氣與氣體之二氧化碳及乾冰粒子一起流入至腔室29，於腔室29之中，使氣體之二氧化碳、乾冰粒子與壓縮空氣混合，自狹縫23使壓縮空氣、氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體噴出而進行基板13之微小異物50、異物51之除去。本實施形態之異物除去裝置200相較於上文所說明之異物除去裝置100，可增多自狹縫23噴出之流體之流量，故而即便於大於微小異物50之異物51之附著較多之情形時，亦可有效地進行微小異物50、異物51之除去。又，亦能夠藉由調整自空氣注入口25c流入之空氣之溫度而調整自狹縫23噴出
之乾冰粒子之粒徑。
於圖7所示之實施形態中，對在套筒30設置使壓縮空氣流入之空氣注入口25c進行了說明，但空氣注入口25c只要為例如使壓縮空氣流入至腔室29中而將氣體之二氧化碳、乾冰粒子與壓縮空氣混合之位置，則亦可配置於任一處，例如，亦可配置於蓋22。
其次，一面參照圖8一面對本發明之其他實施形態之異物除去裝置300進行說明。對與上文參照圖1至圖6所說明之異物除去裝置100相同之部分，標註相同之符號而省略說明。
如圖8所示，本實施形態之異物除去裝置300係代替參照圖1至6所說明之異物除去裝置100之狹縫23，而將連通於腔室29之孔61直線狀地配置而作為噴出口者。如圖8所示，若一面使氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體自孔61如圖8之箭頭96般噴射一面使清潔頭20於Y方向往返移動，則清潔頭20通過之圖8所示之基板13之區域B之微小異物50、異物51被除去。本實施形態之異物除去裝置300發揮與參照圖1至圖6所說明之異物除去裝置100相同之效果。
以上說明之異物除去裝置100、200係將清潔頭20以自垂直方向朝蓋22之側傾斜之方式安裝於臂28而進行了說明，但如圖2所示，於狹縫23以相對於本體21傾斜之方式構成之情形時，亦可將清潔頭20以垂直豎立之狀態安裝於臂28。
又，於以上說明之各實施形態中，將氣體之二氧化碳與乾冰粒子之混合流體或者氣體之二氧化碳、乾冰粒子與空氣之混合流體朝向平板狀構件亦即基板13噴射而進行了說明，但本實施形態之異物除去裝置
100、200、300例如亦可應用於將半導體晶圓或基板上接合有半導體晶粒之引線框架等之表面所附著之微小異物50、異物51除去時。又，各實施形態之異物除去裝置100、200、300例如亦可組裝至黏晶裝置、打線接合裝置、倒裝晶片接合裝置等電子零件安裝裝置之內部。進而，本實施形態之異物除去裝置100、200、300例如亦可應用於在搬送玻璃、膜等平板狀構件時將其表面之異物除去。
13‧‧‧基板
20‧‧‧清潔頭
21‧‧‧本體
22a‧‧‧凸緣
22b‧‧‧傾斜部
23‧‧‧狹縫
24‧‧‧抽吸口
25‧‧‧入口連接管
25a、30a、30b、31a、31b‧‧‧螺紋部
26‧‧‧抽吸連接管
29‧‧‧腔室
29a‧‧‧凹部
29b‧‧‧傾斜面
30‧‧‧套筒
31‧‧‧嘴部
31c‧‧‧節流部
35‧‧‧加熱器
45‧‧‧平台
50‧‧‧微小異物
51‧‧‧異物
91、92‧‧‧箭頭
100、200‧‧‧異物除去裝置
L‧‧‧飛行距離
Claims (6)
- 一種異物除去裝置，其具備：嘴部，其使液體之二氧化碳之加壓流膨脹，藉由膨脹時之冷卻，而於該流中形成固體之二氧化碳粒子；腔室，其連接於上述嘴部，且供固體之二氧化碳粒子流入；噴出口，其連接於上述腔室，且使固體之二氧化碳粒子朝向平板狀構件之表面噴出；及抽吸口，其與上述噴出口相鄰而配置；且變化上述嘴部與上述腔室之間隔以調整自上述噴出口噴出之固體之二氧化碳粒子之粒徑。
- 如申請專利範圍第1項之異物除去裝置，其包含安裝於上述腔室之外表面之加熱器，且變化上述加熱器之加熱量以調整自上述噴出口噴出之固體之二氧化碳粒子之粒徑。
- 如申請專利範圍第1或2項之異物除去裝置，其中上述噴出口係連通於上述腔室且使上述二氧化碳粒子朝向平板狀構件之表面帶狀地噴出之狹縫。
- 如申請專利範圍第1或2項之異物除去裝置，其中上述噴出口係連通於上述腔室且直線狀地配置之多個孔。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之異物除去裝置，其中上述噴出口係向上述抽吸口之方向使上述二氧化碳粒子傾斜地噴射。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項之異物除去裝置，其進而具備使壓縮空氣流入至上述腔室之空氣注入口，且上述腔室將上述二氧化碳粒子與上述壓縮空氣混合。
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