TWI544973B - 半導體容器清洗機的運作方法 - Google Patents

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Description

半導體容器清洗機的運作方法
本發明係關於一種半導體容器清洗機及其運作方法，尤指一種能對半導體容器進行清潔、加熱以及風乾的半導體容器清洗機及其運作方法。
隨著半導體工業的發達，相關的配件也顯得日益重要，其中半導體對於灰塵或是濕氣等外在條件十分敏感。
有鑑於此，承載半導體的容器，例如承載晶圓的半導體容器相應地需要做到密封且接近無塵的條件，但是在容器的啟閉過程中難免會有入塵等情事發生，因此承載半導體的容器需要定期進行清洗，以維持其承載半導體的品質。
為解決此一問題，人們研發出專門針對半導體容器進行清洗的機台，主張能夠透過清洗機自動清洗的方式來清洗半導體容器，然現有的清洗機僅針對機器的部分進行研發，針對人員操作安全並無做相應的考量。
尚且，以往的清洗機在進行液體清洗以及氣體乾燥時，為節省成本及空間配置，並未使用氣體與液體分別獨立的管線，因此當其中一方系統發生問題時，容易造成清洗液體與氣體產生混雜，導致清洗不完全 之情事發生。再者，有部分的清洗機所使用的氣體僅使用到純淨乾燥氣體CDA(Clean Dry Air)。
此外，傳統清洗機對於半導體容器內部跟外部同時清洗、乾燥以及溫度控管並不具有相當精準地控管能力。
因此本發明提供了一種半導體容器清洗機的運作方法，以解決上述問題。
為解決先前技術所提及的問題，本發明之一目的在於提供一種半導體容器清洗機的運作方法，包含以下步驟：(a)提供一半導體容器清洗機；(b)透過該半導體容器清洗機之一控制面板開啟該半導體容器清洗機之一殼蓋；(c)將一半導體容器的開口對準一第一清潔部後放置於該半導體容器清洗機中；(d)將該半導體容器以一固定件固定並開始旋轉；(e)將一清洗液由一第一管線分別輸送至該第一清潔部及一第二清潔部，以清潔該半導體容器；(f)清潔完成後，透過一第二管線分別輸送一氣體至該第一清潔部及該第二清潔部以噴出該氣體，並開啟至少一第一溫度控制器以及至少一第二溫度控制器以乾燥該半導體容器；(g)停止該旋轉該半導體容器；以及(h)打開該殼蓋，將該半導體容器移出該半導體容器清洗機。
其中，該半導體容器清洗機的運作方法更包含在步驟(a)與步驟(b)之間進行以下步驟：該半導體容器清洗機之一安全感應器判斷有人員站於該半導體容器清洗機之一站台上，並將該控制面板解鎖。
10‧‧‧內殼體
11‧‧‧第二清潔部
211‧‧‧第二溫度控制器
212‧‧‧第二溫度感應器
213‧‧‧第二清潔噴管
213’‧‧‧清洗液噴管
213”‧‧‧氣體噴管
30‧‧‧旋轉台
301‧‧‧鎖扣裝置
302‧‧‧汽缸
31‧‧‧第一清潔部
311‧‧‧第一溫度控制器
312‧‧‧第一溫度感應器
313‧‧‧第一清潔噴管
313’‧‧‧清洗液噴管
313”‧‧‧氣體噴管
40‧‧‧馬達
50‧‧‧固定夾
60‧‧‧半導體容器
(a)~(h)‧‧‧步驟
第1圖為本發明半導體容器清洗機之運作方法流程圖；第2圖為本發明所用之半導體容器清洗機的內殼體示意圖；第3(a)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的第二清潔部示意圖；第3(b)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的第一清潔部示意圖；第3(c)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的第一清潔部結構示意圖；第4(a)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的旋轉台結構示意圖；第4(b)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的半導體容器裝設方向之示意圖；第4(c)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的半導體容器裝設完成之示意圖；第5圖為本發明所用之半導體容器清洗機的固定夾示意圖；第6(a)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的第一清潔部清潔範圍示意圖；以及第6(b)圖為本發明所用之半導體容器清洗機的第二清潔部清潔範圍示意圖。
為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：請參照第1圖，第1圖為本發明半導體容器清洗機之運作方法流程圖。首先執行步驟(a)，提供一半導體容器清洗機。步驟(a)中所述之半導體容器清洗機可由外殼體、控制面板、控制箱、殼蓋、站台及安全感應器所構成。
站台和外殼體連接，提供人員站立的場所。站台上設置有安全感應器，透過內部電路與控制面板連接，當安全感應器感應到有人員站立於站台上時，才會解鎖控制面板，以提供人員進行操作。安全感應器可為對射式安全光柵、反射式安全光柵或漫射式安全光柵。
控制面板設於外殼體上，該控制面板上設有警示器以及緊急停止按鈕。當危險發生時，例如管線破裂等其他可能危及人員安全或導致半導體容器清洗機損壞等情況發生時，警示器會以聲音(例如蜂鳴器)或光學(例如警示燈)的方式通知人員，人員可透過按壓緊急停止按鈕，來中止半導體容器清洗機的運作。
控制箱中設有氣控配置裝置、水路配置裝置以及開蓋馬達。氣控配置裝置主要控制半導體容器清洗機清洗完半導體容器60後將其乾燥時所用的氣體輸送。半導體容器清洗機主要係將半導體容器60於第2圖中的內殼體10中進行清洗。當清洗完成後，半導體容器60較佳係使用極純淨乾燥氣體(Extreme Clean Dry Air,XCDA)或氮氣進行乾燥。
水路配置裝置主要用以控制本發明之半導體容器清洗機在清洗過程所需之清洗液輸送，本發明之半導體容器清洗機在清洗時所用的清洗液為純水或摻雜有界面活性劑之純水。
步驟(a)中所述之該半導體容器清洗機係作為本發明實施之用，然實際上僅要能依照本發明運作方法實施之半導體容器清洗機，皆包含於本發明之範圍內。
接著執行步驟(b)，透過前述該半導體容器清洗機之該控制面板開啟該半導體容器清洗機之該殼蓋。由上述步驟(a)對半導體容器清洗 機的描述可知，殼蓋係設置於外殼體上，人員可透過控制面板開啟之。
接著執行步驟(c)，將半導體容器60的開口對準第一清潔部31後放置於該半導體容器清洗機中。請同時參照第3(a)圖、第3(b)圖及第3(c)圖，其分別為本發明所用之半導體容器清洗機的第二清潔部11示意圖、第一清潔部31示意圖以及第一清潔部31結構示意圖。
內殼體10係位於殼蓋打開後相對應開口內部。接著如第3(a)圖所示，為方便說明設於內殼體10中的元件，在此未將內殼體10的外壁繪出。內殼體10設有第二清潔部11，該第二清潔部11包括至少一第二溫度控制器211、至少一第二溫度感應器212以及至少一第二清潔噴管213。
該至少一第二清潔噴管213包含至少一清洗液噴管213’及至少一氣體噴管213”，其種類配置可由人員自行決定，本發明並不加以限制。其中每一支清洗液噴管213’內埋設有第一管線，而每一支氣體噴管213”內埋設有第二管線(圖未示出)，第一管線與水路配置裝置連接且第二管線與氣控配置裝置連接。第一管線係用以提供清洗液，該清洗液可為純水或摻雜有界面活性劑之純水。第二管線係用以提供氣體，該氣體可為極純淨乾燥氣體(Extreme Clean Dry Air,XCDA)或氮氣，該清洗液係透過該第一管線輸送至每一該至少一清洗液噴管213’，該氣體係透過該第二管線輸送至每一該至少一氣體噴管213”。
於本發明之較佳實施例中，內殼體10設有四個第二溫度控制器211、兩個第二溫度感應器212及六個第二清潔噴管213，而第二清潔噴管213又可依據其種類，如第3(a)圖所示各分為三支清洗液噴管213’及三支氣體噴管213”。其中，第二溫度控制器211主要係用於氣體乾燥的步驟(f)使用， 其可控制並加熱整個內殼體10內之腔體，以使半導體容器60外部的乾燥更迅速確實；而第二溫度感應器212主要用於偵測半導體容器60外部的溫度是否有過高或是過低的情形發生，當有不符合常理的溫度出現時，可透過前述控制面板上設有的警示器通知人員並予以警告；第二清潔噴管213則主要用於提供半導體容器60外部清洗時的清洗液並於乾燥時釋出XCDA或氮氣。
此外，本實施例中每支第二清潔噴管213的外觀雖相同，但本發明實際上會依照其功能不同，如前述分為清洗液噴管213’或氣體噴管213”，以在不同步驟中個別進行清洗液或氣體之噴灑。
請續參第3(b)、3(c)圖，如第3(b)、3(c)圖所示，內殼體10的底部設有第一清潔部31，其中該第一清潔部31包含至少一第一溫度控制器311、至少一第一溫度感應器312、至少一第一清潔噴管313。
在本實施例中，第一清潔部31中設有兩個第一溫度控制器311、兩個第一溫度感應器312、兩支第一清潔噴管313，但不限於此，其數量可依使用者需求而設置。
至少一第一清潔噴管313係如前述至少一第二清潔噴管213一般，可包含至少一清洗液噴管313’及至少一氣體噴管313”，而本實施例為各設置一支清洗液噴管313’及氣體噴管313”。
至少一第一溫度控制器311主要係於氣體乾燥的步驟使用，其可控制並加熱整個內殼體10內之腔體，以使半導體容器60內部的乾燥更迅速確實；而至少一第一溫度感應器312用於偵測半導體容器60內部的溫度是否有過高或是過低的情形發生，當有不符合常理的溫度出現時，可透過前述控制面板上設有的警示器通知人員並予以警告；本實施例中至少一第一 清潔噴管313的設置與至少一第二清潔噴管213的設置上稍有不同，由於至少一第一清潔噴管313的數量較少，且半導體容器60的內部會直接和如晶圓等半導體接觸，因此要求更高精密度的清洗。各第一清潔噴管313除了頂部設有三個噴頭之外，管軸上亦設有複數個噴頭，以提供更精密的清洗液跟氣體噴出。
如前所述，本實施例中之各第一清潔噴管313及各第二清潔噴管213係依照其設置分類為清洗液噴管(213’或313’)或氣體噴管(213”或313”)，若設置為清洗液噴管(213’或313’)則埋設有第一管線，若設置為氣體噴管(213”或313”)則第二管線，其中第一管線與該水路配置裝置連接，而第二管線與該氣控配置裝置連接，為獨立管線之設置原理。因此第一管線與清洗液噴管(213’或313’)連接，用以噴出清洗液，而第二管線則與氣體噴管(213”或313”)連接，用以噴出氣體。
接著執行步驟(d)，將該半導體容器60以一固定件固定並開始旋轉。請同時參照第4(a)圖、第4(b)圖以及第4(c)圖，其分別為本發明所用之半導體容器清洗機的旋轉台結構示意圖、半導體容器60裝設方向之示意圖以及半導體容器60裝設完成之示意圖。
首先看到第4(a)圖，第一清潔部31下方可設有固定件，其中該固定件可以是附有複數個鎖扣裝置301之旋轉台30，作為固定半導體容器60的基座，而該旋轉台30可與馬達40連接。
旋轉台30係與馬達40連接，並可搭配可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)(圖未示出)之運作以獲得較佳之清洗轉速控制，而PLC的參數可根據使用者的需求進行設定。
旋轉台30上可設有複數個鎖扣裝置301，其中鎖扣裝置301可為鎖扣彈簧或包含兩個鎖扣及一氣缸的鎖扣氣缸組。在本實施例中，旋轉台30上設有兩個鎖扣氣缸組(即，四個鎖扣以及兩個汽缸)和兩個鎖扣彈簧，但不限於此，其數量可依使用者需求而設置。
鎖扣裝置301係用以從外部扣住並固定半導體容器60，於本實施例中，鎖扣之固定動力係由汽缸302所提供，以氣壓式連桿的方式控制鎖扣開閉進而防止半導體容器60旋轉時因離心力作用而飛出，造成半導體容器60損壞或發生危險。此外，為避免鎖扣於旋轉過程中發生故障，可於半導體容器60的側邊設置鎖扣彈簧，以進一步固定半導體容器60。
接著第4(b)和第4(c)圖展示了前述步驟(c)到步驟(d)之過程，將半導體容器60的開口對準第一清潔部31後放置於該半導體容器清洗機中，接著將該半導體容器60以旋轉台30及其上之鎖扣裝置固定並開始旋轉。
將半導體容器60開蓋並倒置之後，對準中央的第一清潔部31並放入內殼體10內，其中該第一清潔部31為至少一第一溫度控制器311、至少一第一溫度感應器312及至少一第一清潔噴管313所構成之複合塔柱。放入完成之後啟動汽缸302，透過例如氣壓式連桿的方式使四個鎖扣從半導體容器60兩側將其扣緊，接著兩組鎖扣彈簧可協助從另外兩側將半導體容器60扣緊，確認半導體容器60穩固之後才開始進行清洗。
此外，該固定件並不限於使用馬達40及旋轉台30連用的方式實施，在第5圖所示之另一實施例中，該固定件更可以為固定夾50。請參照第5圖，為本發明所用半導體容器清洗機的固定夾示意圖。如第5圖所示，固定夾50可與馬達40連接，在夾合固定半導體容器60後利用馬達40提供其旋 轉動力，用以清洗半導體容器60。
此外，該固定夾50亦可替換為具有固定功能的器具，例如清洗籠或是清洗罩等，本發明並不以此為限，凡可固定半導體容器60並使之旋轉的設置，皆屬於本發明之範圍之內。
接著執行步驟(e)，將一清洗液由一第一管線分別輸送至該第一清潔部31及一第二清潔部11，以清潔該半導體容器60。步驟(e)主要係由位於半導體容器60內部的第一清潔噴管313以及外部的第二清潔噴管213於內外同時噴出經加壓的清洗液進行同步清洗。
一般而言，清洗液可為純水或摻雜有界面活性劑之純水，可透過加壓噴灑的方式帶走塵埃以及油脂等會危害晶圓之物質。
請同時參照第6(a)圖及第6(b)圖，分別為本發明所用半導體容器清洗機的第一清潔部31清潔範圍示意圖及第二清潔部11清潔範圍示意圖。
如第6(a)圖中的虛線所示，因至少一第一清潔噴管313主要係清洗半導體容器60之內部，故第一清潔噴管313中清洗液噴管313’上之各噴嘴可噴出的清洗液之範圍會有部分重疊且較為密集；而半導體容器60外部則如第6(b)圖所示，由至少一第二清潔噴管213中的清洗液噴管213’負責清洗(可同時參照第3(a)圖及第3(c)圖)，其噴灑的清洗液則如圖中的虛線所示。
接著執行步驟(f)，待清潔完成後，透過一第二管線分別輸送一氣體至該第二清潔部11及該第一清潔部31以噴出該氣體，並開啟至少一第二溫度控制器211以及至少一第一溫度控制器311以乾燥該半導體容器60。
其中，該氣體亦透過至少一第一清潔噴管313中的氣體噴管 313”及至少一第二清潔噴管213中的氣體噴管213”噴出(可同時參照第3(a)圖及第3(c)圖)，其噴出之範圍亦如第6(a)及6(b)圖中的虛線所示。
步驟(f)需要設置於半導體容器60外部的第二溫度控制器211、第二溫度感應器212和第二清潔噴管213協調以進行乾燥步驟。首先第二清潔噴管213會噴出氣體，一般而言，該氣體可為XDCA或氮氣，接著第二溫度控制器211進行加熱，而第二溫度感應器212則感測半導體容器60外部的溫度是否維持在進行乾燥步驟所需的溫度。
同理，半導體容器60內部係由第一溫度控制器311、第一溫度感應器312和第一清潔噴管313協調以進行乾燥步驟。第一清潔噴管313會噴出XCDA或氮氣，接著第一溫度控制器311進行加熱，而第一溫度感應器312則感測半導體容器60內部的溫度是否維持在進行乾燥步驟所需的溫度。於本實施例中，第一清潔噴管313及第一清潔噴管313的複數噴頭上分別設有氣體噴嘴，氣體係透過第二管線分別輸送至該等氣體噴嘴。
接著執行步驟(g)，停止該旋轉該半導體容器60。於停止旋轉該半導體容器60後，可進一步確認是否乾燥完成，其可由半導體容器清洗機偵測後透過控制面板表現讓人員確定。最後執行步驟(h)，打開該殼蓋，將該半導體容器60移出該半導體容器清洗機，人員以控制面板將殼蓋打開，接著將半導體容器60移出半導體容器清洗機，以完成清潔。
在本實施例中，更包含在步驟(a)與步驟(b)之間進行以下步驟：半導體容器清洗機之安全感應器判斷有人員站於半導體容器清洗機之一站台上，並將控制面板解鎖。本步驟係本發明為確保清洗半導體容器60時，必須有人員在站台上監看並操作半導體容器清洗機，接著將控制面板 解鎖，人員需待控制面板解鎖後才可進一步操作半導體容器清洗機。
藉由本發明之半導體容器清洗機的運作方法，可提供操作人員更為安全的工作環境，並透過半導體容器清洗機的清洗液與氣體分別獨立的管線設計以及針對半導體容器60內部及外部分別配置清潔噴管，噴灑純水或摻雜有界面活性劑之純水以及極純淨乾燥氣體或氮氣，以進行半導體容器60全面性地清洗，可達到極高的潔淨度，避免灰塵或汙染物的殘留。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。
(a)~(h)‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種半導體容器清洗機的運作方法，包含以下步驟：(a)提供一半導體容器清洗機；(b)透過該半導體容器清洗機之一控制面板開啟該半導體容器清洗機之一殼蓋；(c)將一半導體容器的開口朝向一內殼體之底面並對準一第一清潔部，使該第一清潔部伸入該半導體容器中後放置於該半導體容器清洗機中；(d)將該半導體容器以一固定件固定並開始旋轉；(e)將一清洗液由一第一管線分別輸送至該第一清潔部及一第二清潔部，以清潔該半導體容器；(f)清潔完成後，透過一第二管線分別輸送一氣體至該第一清潔部及該第二清潔部以噴出該氣體，並開啟至少一第一溫度控制器以及至少一第二溫度控制器以乾燥該半導體容器；(g)停止旋轉該半導體容器；以及(h)打開該殼蓋，將該半導體容器移出該半導體容器清洗機；其中，該半導體容器清洗機的運作方法更包含在步驟(a)與步驟(b)之間進行以下步驟：該半導體容器清洗機之一安全感應器判斷有人員站於該半導體容器清洗機之一站台上，並將該控制面板解鎖；該控制面板上設有一警示器以及一按鈕，當該警示器以聲音或光學的方式通報人員，人員可透過按壓該按鈕，停止該半導體容器清洗機的運作。
  2. 如請求項1所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中步驟(e)中之該清洗液為純水或摻雜有界面活性劑之純水。
  3. 如請求項1所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中步驟(f)中之該氣體為極純淨乾燥氣體(Extreme Clean Dry Air,XCDA)或氮氣。
  4. 如請求項1所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中該第一清潔部包 括該至少一第一溫度控制器、至少一第一溫度感應器以及至少一第一清潔噴管。
  5. 如請求項4所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中該第二清潔部包含該至少一第二溫度控制器、至少一第二溫度感應器、至少一第二清潔噴管。
  6. 如請求項4所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中該至少一第一清潔噴管包含至少一清洗液噴管及至少一氣體噴管，該清洗液係透過該第一管線輸送至每一該至少一清洗液噴管，該氣體係透過該第二管線輸送至每一該至少一氣體噴管。
  7. 如請求項5所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中該至少一第二清潔噴管包含至少一清洗液噴管及至少一氣體噴管，該清洗液係透過該第一管線輸送至每一該至少一清洗液噴管，該氣體係透過該第二管線輸送至每一該至少一氣體噴管。
  8. 如請求項1所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中步驟(d)中之該固定件為附有複數個鎖扣裝置之旋轉台。
  9. 如請求項1所述之半導體容器清洗機的運作方法，其中步驟(d)中之該固定件為固定夾。
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