TWM446970U - 晶片乾燥裝置 - Google Patents

Description

晶片乾燥裝置

本創作是有關於一種晶片(wafer)乾燥裝置，且特別是有關於一種與習知架構不同的晶片乾燥裝置。

半導體技術在積體電路製造技術上已有相當程度的進展，其中半導體元件與電路的設計不斷朝向節省元件空間並提高積集度(packing density)發展，例如早期之動態隨機存取記憶胞(DRAM memory cell)需要六個電晶體，而現在的動態隨機存取記憶胞只需要一個電晶體一個電容。

半導體製程包含氧化、擴散、化學氣相沈積、熱處理及蝕刻等，其中蝕刻主要是要將先前沈積於晶片上的薄膜利用物理或化學反應的方式將其定義成特定圖案。在蝕刻製程執行之後，還必須將晶片置於清洗裝置中將附著在晶片表面之殘餘蝕刻溶液去除，而一般是利用去離子水沖洗晶片的表面，以去除表面殘餘物。

在晶片清洗之後，還需要將晶片乾燥，以減少晶片之元件表面會有殘餘的水滴或水痕，防止外來物質沾附於元件表面上。

圖1為習知一種晶片乾燥系統的示意圖。請參考圖1，習知此種晶片乾燥系統100是將承載有晶片110的晶片籃120置於傳輸帶130上面，其中傳輸帶130的上段的兩側130a、130b朝向傳輸帶130的中央130c向上或向下傾斜， 而經由傳輸帶130傳輸晶片籃120以達到乾燥晶片110的目的。

圖2為習知另一種晶片乾燥裝置的示意圖。請參考圖2，在習知此種晶片乾燥裝置200中，晶片籃210藉由傾斜機構220而以一預定角度放在台車上進行晶片230的清洗、乾燥或運送。

圖3為習知再一種晶片乾燥裝置的示意圖。請參考圖3，在習知此種晶片乾燥裝置300中，晶片籃310的晶片槽312讓晶片320以特定的角度插置於其中，然後將晶片籃310置於乾燥箱330的底部上。

在上述3種晶片乾燥系統或裝置中，晶片籃的底部與位於乾燥箱中的運送(或承載)單元都會有實質上的接觸。此外，晶片插置在晶片籃的晶片槽中，且晶片槽的尺寸又與晶片的尺寸相配合，造成晶片會與晶片槽的底部緊配，而即使提供再大的吹氣力量，也很難將因為毛細力而粘附於晶片與晶片槽底部之間的水滴完全去除。

本創作提供一種架構與習知的晶片乾燥裝置不同的晶片乾燥裝置。

本創作提供一種晶片乾燥裝置，包括一乾燥室、一蓋體、一吹氣構件以及一支撐構件，其中乾燥室具有一第一底部，而蓋體覆蓋於乾燥室，且吹氣構件配置於蓋體，而支撐構件可動地配置於乾燥室內，且於晶片乾燥裝置執行 一乾燥過程時，支撐構件相對第一底部傾斜。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，支撐構件為一體成形的框架或為由多個支架組合而成的框架。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，支撐構件更包括一驅動件，驅動件接觸框架的一第一側或一第二側。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，框架具有一第一側以及一第二側，而以框架的中央處或該第一側或該第二側為支點，第一側相對第一底部的距離與第二側相對第一底部的距離不同。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，更包括與支撐構件連接的一晶片籃，且晶片籃受支撐構件帶動而相對第一底部傾斜。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，乾燥室具有多個側壁以及至少一透視開口，其中透視開口設置於其中一個側壁上，且透視開口的位置對應於晶片籃的位置。

於本創作之晶片乾燥裝置的一實施例中，吹氣構件包括多個噴嘴以及一氣體供給元件，其中噴嘴具有一出氣口，且出氣口伸出於蓋體之外，而氣體供給元件與噴嘴連通且提供一氣體至噴嘴。這些噴嘴可為等間距排列於蓋體中。此外，噴嘴的出氣口與第一底部等距離。

基於上述，本創作提供的晶片乾燥裝置的晶片籃經由支撐構件設置於乾燥室中相對靠近蓋體處，且與乾燥室的底部並無實質上的接觸，因此在架構上已與習知的晶片乾燥裝置有所不同。

為讓本創作之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本領域人員在閱讀本說明書時，應知悉本實施方式描述中所述的上、下、左、右、前、後、第一、第二等，僅為描述時因應圖面之相對概念的一種說明方式，並非是用以侷限本創作。

圖4為本創作一實施例之晶片乾燥裝置的示意圖，而圖5為晶片置入晶片籃之後，晶片籃置放於乾燥室的剖視示意圖。請同時參考圖4及圖5，本實施例之晶片乾燥裝置400適用於乾燥晶片500，而此處所指之晶片為一片一片的晶圓。承上述，此晶片乾燥裝置400包括一乾燥室410、一蓋體420、一吹氣構件430以及一支撐構件440，其中乾燥室410具有一第一底部412，而蓋體420覆蓋於乾燥室410，且吹氣構件430配置於蓋體420，而支撐構件440可動地配置於乾燥室410內相對靠近蓋體420處。晶片乾燥裝置400用於執行一晶片乾燥程序，且在晶片500的乾燥過程中，支撐構件440相對第一底部412傾斜。

一晶片籃450適於置於乾燥室410內，並受支撐構件440支承，以使晶片籃450的一第二底部452與第一底部412之間相隔一距離d1。於本實施例中，晶片籃450並非是由位於其下方的承載單元或運送單元來承載，因此晶片籃450的第二底部452與乾燥室410的第一底部412之間 是懸空的，所以本實施例的晶片乾燥裝置400的架構與習知的晶片乾燥裝置的架構有所不同。附帶一提的是，其中為了圖示簡潔及方便說明，因此僅在圖4中繪示實際的晶片籃450及放置於其中的晶片500，而其他圖示中的晶片籃450的晶片槽454及晶片500的數量皆被簡化，僅以示意方式描繪以方便說明及了解。需說明的是，當晶片500置於晶片籃450中時，晶片500的底端側邊會承靠在晶片籃450上，而晶片500的最底端則是凸出於晶片槽454之外，如圖14示。

簡單來說，經由這樣的設置方式，可以讓晶片500的乾燥時間隨著晶片500的尺寸而有所變化，而非針對不同尺寸的晶圓都需要使用相同的乾燥時間。以下將會對此部分有詳細的說明。

請繼續同時參考圖4及圖5，支撐構件440可為與乾燥室410一體成形的框架442，如圖4示。圖6A及圖6B為圖5之支撐構件的可能實施態樣示意圖。當然，支撐構件440也可以有其他的實施態樣。舉例而言，支撐構件440也可以是由多個支架組合而成並擺置於乾燥室410內的框架442a，如圖6A示；或者，也可以是一體成形後而擺置於乾燥室410內的框架442b，如圖6B示。請繼續參考圖4及圖5，此框架442設置在乾燥室410中相對靠近蓋體420的上側，因此在晶片籃450置於框架442上時，晶片籃450的第二底部452會與乾燥室410的第一底部412之間相隔距離d1，晶片籃450因此於乾燥室410內懸空設 置。此外，為了提升支撐構件440的散熱效果，更可以在框架442上挖開孔或是鏤空，依照需求選用。

請繼續參考圖4及圖5，於本實施例中，支撐構件440具有相對的第一側440a及第二側440b，其中支撐構件440可動地配置於乾燥室410內即是以為框架442的支撐構件440的中央處為支點P，如圖7A示；或是以為框架442的支撐構件440的第一側440a或第二側440b為支點P，如圖7B示，讓為框架442的支撐構件440的第一側440a及第二側440b有吹氣構件430之吹氣方向D1上的相對位移，進而使與支撐構件440相連接的晶片籃450可相對吹氣方向D1傾倒一角度(未標示)。

承上述，支撐構件440可更包括驅動件444，且驅動件444接觸為框架442的支撐構件440的第一側440a或第二側440b，然後以支點P為轉動中心，進而讓第一側440a相對於第一底部412的距離d2不同於第二側440b相對於第一底部412的距離d3(如圖8示)，而使得承放在支撐構件440上的晶片籃450也跟著支撐構件440的轉動而相對第一底部412傾倒。

雖然在本實施例是以驅動件444作為讓支撐構件440相對第一底部412傾斜的元件，但是在其他未繪示的實施例中，也可以是在為框架442的支撐構件440的第一側440a、第二側440b或第一側440a與第二側440b設置其他的元件如汽缸，以達到讓支撐構件440相對第一底部412傾斜的目的。另外，雖然圖7A中是以兩個驅動件444個 別抵靠在支撐構件440的第一側440a或第二側440b，但本領域人員也可以依照設計需求而僅使用一個驅動件444以抵靠於第一側440a或第二側440b，如此的設置方式也可以達到利用驅動件444的抵頂而使支撐構件440以支點P為轉動中心，進而讓第一側440a相對於第一底部412的距離d2不同於第二側440b相對於第一底部412的距離d3。

承上述，吹氣構件430包括多個噴嘴432以及一氣體供給元件434，其中每一個噴嘴432具有貫穿蓋體420一表面且可朝向乾燥室410吹氣的一出氣口432a，而氣體供給元件434與噴嘴432連通以透過噴嘴432提供一氣體至乾燥室410中。這些噴嘴432可為等間距排列於蓋體420中，且噴嘴432的出氣口432a與第一底部412等距離。當然，該領域人員也可依照實際需求改變噴嘴432的排列方式、使用數量及與第一底部412的距離。

請繼續參考圖4及圖5，當使用此晶片乾燥裝置400進行晶片500的乾燥製程時，先將晶片500放進晶片籃450的多個晶片槽454中，且這些晶片500沿著一軸向A1排列，且此軸向A1與吹氣構件430的吹氣方向D1互相垂直。另外，上述之晶片槽454的尺寸並未與晶片500尺寸互相配合，而是晶片槽454的口徑大於晶片500的厚度，因此晶片500為略為偏斜地承靠於晶片槽454，且晶片槽454的槽底454a暴露出晶片500的底端。

接著，使蓋體420相對乾燥室410打開，將承放有晶片500的晶片籃450置入於乾燥室410中，且支撐構件440 支承晶片籃450。在未執行乾燥過程的此時，為框架442的支撐構件440的第一側440a與第二側440b相對於乾燥室410的第一底部412的距離d2、d3實質上相同，換言之受到支撐構件440支承的晶片籃450尚未相對於吹氣方向D1而傾倒，而晶片籃450的橫向的延伸線(平行於軸向A1)於此時是垂直於吹氣構件430的吹氣方向D1，且晶片500隨意地擺置於晶片籃450中(即所有的晶片500並非是朝向同一方向傾斜)。

之後，使蓋體420相對乾燥室410關閉，且以為框架442的支撐構件440的中央處為支點P(如圖7A示)，使連接於支撐構件440的第一側440a的驅動件444及連接於支撐構件440的第二側440b的驅動件444作動，讓支撐構件440的第一側440a相對上揚而第二側440b下傾。簡單而言，即是第一側440a相對於第一底部412的距離d2大於第二側440b相對於第一底部412的距離d3，如圖8示。需注意的是，受到晶片500自重的影響，晶片500會抵靠於槽壁之位於相對下方的一側454b，因此晶片500與槽壁之位於相對上方的一側454c的間隙d4明顯，如圖9示。在此同時，氣體供給元件434提供氣體給噴嘴432，而噴嘴432(標示於圖5)經由其出氣口432a(標示於圖5)將氣體吹入晶片500與槽壁之間的間隙d4，並且將殘留在晶片500表面上的水滴經由槽壁開口454d吹走，其中晶片籃450的槽壁開口454d是位在晶片500置於晶片槽454中時晶片500的一徑向D2(標示於圖5)上。

需說明的是，噴氣與晶片籃450的傾倒可以是在同時間達成，或是一前一後達成，本實施例中並未限制其前後順序。

之後，再使連接於第一側440a的驅動件444及連接於支撐構件440的第二側440b的驅動件444一起作動，以使第二側440b相對於乾燥室410的第一底部412的距離d3大於第一側440a相對於第一底部412的距離d2，如圖10示；換言之，支撐構件440的第二側440b上揚而第一側440a下傾。此時，晶片500受到晶片籃450的晃動影響而抵靠在槽壁之位於下方的一側454c，且晶片500與槽壁之位於相對上方的一側454c的間隙d5明顯，所以經由吹氣構件430可使殘留在晶片500的另一表面上的水滴從槽壁開口454d吹走。

由上述，藉由使晶片500與槽壁之間的間隙d4、d5明顯，讓噴嘴432噴出的氣體可以深入晶片槽454中以將晶片500與槽壁之間的水滴經由槽壁開口454d排出，且由於晶片500伸出於晶片槽454的槽底454a(標示於圖14)之外，所以晶片500的底部殘留的水痕或液滴更易經由吹氣而有效地乾燥晶片500。由於晶片500的乾燥良率提高，因此可以進而減少使用化學藥劑(如含有異丙醇蒸氣之氮氣)，以達到減少化學原料使用的成本及環境保護的目的。

需特別說明的是，本實施例的晶片籃450於乾燥室410中的位置是相對靠近出氣口432a，而並非是相對靠近乾燥室410的第一底部412，因此使用此晶片乾燥裝置400用 以乾燥晶片500的時間，會隨著晶片500的尺寸而改變。如圖12示，調整承載不同尺寸之晶片500的晶片籃450相對於第一底部412的距離，以使得吹氣構件430未開始吹氣時，晶片500與相對鄰近的出氣口432a的距離皆相等，且當晶片500的尺寸越小，吹氣構件430所吹的氣體經過晶片500的距離越短，所需要的乾燥時間就可以越短，如尺寸由小至大的晶片500c、500b、500a所需的乾燥時間分別為t1、t2、t3，且乾燥時間t3大於t2大於t1。或者，也可以是固定以相同的時間來乾燥不同尺寸的晶片500，而晶片籃450的第二底部452相對於第一底部412的距離便不需要調整。

在習知的晶片乾燥裝置或系統中，因為晶片籃都是放置在乾燥室的相對下方，所以並無法達到如本實施例之使晶片乾燥裝置400用以乾燥晶片500的時間可隨著晶片500的尺寸而改變的效果。

請參考圖4，乾燥室410具有多個側壁410a以及至少一個透視開口460，而此透視開口460設置於至少其中一個側壁410a上，且透視開口460的位置對應於晶片籃450的位置，並且透過透視開口460可以清楚地看到槽壁開口454d。如此，便可以在晶片500的乾燥過程使用目視的方式觀看晶片500的乾燥程度。當然，透視開口460的設置數量可依照需求而決定，並不以本實施例為限。

雖然上述的實施例是以支撐構件440的中央處為支點P，但在如圖7B的實施例中，也可以是以支撐構件440的 第一側440a為支點P，而此時便可以僅使用一驅動件444接觸第二側440b，然後經由驅動件444的作動以達到讓晶片籃450相對於吹氣方向D1傾倒的目的。

上述之利用驅動件444以使晶片籃450相對吹氣方向D1傾倒一角度僅為其中一種實施方式，本領域人員在不悖離使晶片籃450相對吹氣方向D1傾倒一角度的精神下，也可加以改良以符合實際需求。例如，支撐構件440可更包括一對伸縮桿446，且伸縮桿446設置於乾燥室410的第一底部412與為框架442的支撐構件440之間，且藉由伸縮桿446的作用，可調整支撐構件440的第一側440a及第二側440b相對第一底部412的距離，如圖13示，其中伸縮桿446可以是電控或是機械控制的方式伸長或縮短，如此同樣能夠達到使支撐構件440的第一側440a與第二側440b在吹氣方向D1上相對第一底部412有不同的距離而傾倒。由上述可知，讓晶片籃450相對吹氣方向D1傾倒的實施方式有很多種，且可用以充作支撐構件440的元件有很多種，並不以本實施例所述的方式及元件為限。例如，支撐構件440也可以是伸縮桿，且晶片籃450放置於伸縮桿上。當然，支撐構件440可以是固定在第一底部412或是固定在蓋體420上，依照需求選擇。

綜上所述，在本創作的晶片乾燥裝置中，將支撐構件設置在乾燥室內相對靠近蓋體處，因此晶片籃承靠於支撐構件並在乾燥室中懸空設置。此架構已與習知的晶片乾燥裝置的架構不同。藉由這樣的設置方式，可以調整吹氣構 件之噴嘴的出氣口相對於晶片的距離，進而達到因應不同的晶片的尺寸有不同的乾燥時間，且晶片的尺寸越小，所需的乾燥時間就越短。

此外，藉由讓支撐構件的第一側及第二側可有吹氣方向上的相對位移，以造成其中一側上揚，而另一側下傾，讓承靠在支撐構件上的晶片籃可相對乾燥室的第一底部傾斜，且晶片籃是由晶片的側緣挾持住晶片，因此晶片的底部可更深出於晶片槽的槽底之外，而氣體吹入晶片槽時，經由晶片與位於相對上側的槽壁之間的明顯間隙進入晶片槽中，且氣體更將殘留於晶片相對下緣的水滴去除，所以可以有效地乾燥晶片。

另外，晶片能夠有效地乾燥，因此在乾燥製程中便不需要使用到化學藥劑(如含有異丙醇蒸氣之氮氣)，進而達到減少化學原料使用的成本及環境保護的目的。

再者，在乾燥室的側壁上設置位置與晶片籃相對應的透視開口，因此整個乾燥製程可以全程目視，以在乾燥過程中有任何異狀時可以及時處理。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧晶片乾燥系統

110‧‧‧晶片

120‧‧‧晶片籃

130‧‧‧傳輸帶

130a、130b‧‧‧傳輸帶的上段的兩側

130c‧‧‧傳輸帶的中央

200‧‧‧晶片乾燥裝置

210‧‧‧晶片籃

220‧‧‧傾斜機構

230‧‧‧晶片

300‧‧‧晶片乾燥裝置

310‧‧‧晶片籃

312‧‧‧晶片槽

320‧‧‧晶片

330‧‧‧乾燥箱

400‧‧‧晶片乾燥裝置

410‧‧‧乾燥室

410a‧‧‧側壁

412‧‧‧第一底部

420‧‧‧蓋體

430‧‧‧吹氣構件

432‧‧‧噴嘴

432a‧‧‧出氣口

434‧‧‧氣體供給元件

440‧‧‧支撐構件

440a‧‧‧第一側

440b‧‧‧第二側

442、442a、442b‧‧‧框架

444‧‧‧驅動件

446‧‧‧伸縮桿

450‧‧‧晶片籃

452‧‧‧第二底部

454‧‧‧晶片槽

454a‧‧‧槽底

454b、454c‧‧‧槽壁的一側

454d‧‧‧槽壁開口

460‧‧‧透視開口

500、500a、500b、500c‧‧‧晶片

D1‧‧‧吹氣方向

P‧‧‧支點

A1‧‧‧軸向

D2‧‧‧徑向

d1、d2、d3‧‧‧距離

d4、d5‧‧‧間隙

t1、t2、t3‧‧‧乾燥時間

圖1為習知一種晶片乾燥系統的示意圖。

圖2為習知另一種晶片乾燥裝置的示意圖。

圖3為習知再一種晶片乾燥裝置的示意圖。

圖4為本創作一實施例之晶片乾燥裝置的示意圖。

圖5為晶片置入晶片籃之後，晶片籃置放於乾燥室的剖視示意圖。

圖6A及圖6B為圖5之支撐構件的可能實施態樣示意圖。

圖7A及圖7B為以圖5之晶片籃的不同處做為支點的可能實施態樣示意圖。

圖8為晶片籃的第一側相對上揚而第二側相對下傾的示意圖。

圖9為圖8之晶片抵靠於槽壁之位於相對下方的一側而與槽壁之位於相對上方的一側的間隙明顯的示意圖。

圖10為晶片籃的第二側相對上揚而第一側相對下傾的示意圖。

圖11為圖10之晶片抵靠於槽壁之位於相對下方的一側而與槽壁之位於相對上方的一側的間隙明顯的示意圖。

圖12為不同尺寸的晶片相對於出氣口距離相同時，晶片的乾燥時間的示意圖。

圖13為圖5之支撐構件的其他種可能實施態樣示意圖。

圖14為晶片置放於晶片籃中時的剖視示意圖。

400‧‧‧晶片乾燥裝置

410‧‧‧乾燥室

412‧‧‧第一底部

420‧‧‧蓋體

430‧‧‧吹氣構件

432‧‧‧噴嘴

432a‧‧‧出氣口

434‧‧‧氣體供給元件

440‧‧‧支撐構件

440a‧‧‧第一側

440b‧‧‧第二側

442‧‧‧框架

450‧‧‧晶片籃

452‧‧‧第二底部

454‧‧‧晶片槽

454a‧‧‧槽底

454d‧‧‧槽壁開口

500‧‧‧晶片

D1‧‧‧吹氣方向

D2‧‧‧徑向

A1‧‧‧軸向

d1、d2、d3‧‧‧距離

Claims (9)

1. 一種晶片乾燥裝置，包括：一乾燥室，具有一第一底部；一蓋體，覆蓋於該乾燥室；一吹氣構件，配置於該蓋體；以及一支撐構件，可動地配置於該乾燥室內，且於該晶片乾燥裝置執行一乾燥過程時，該支撐構件相對該第一底部傾斜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片乾燥裝置，其中該支撐構件為一體成形的框架或為由多個支架組合而成的框架。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶片乾燥裝置，其中該支撐構件更包括一驅動件，該驅動件接觸該框架的一第一側或一第二側。
4. 如申請專利範圍第2項所述之晶片乾燥裝置，其中該框架具有一第一側以及一第二側，而以該框架的中央處或該第一側或該第二側為支點，該第一側相對該第一底部的距離與該第二側相對該第一底部的距離不同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶片乾燥裝置，更包括一晶片籃，與該支撐構件連接，且該晶片籃受該支撐構件帶動而相對該第一底部傾斜。
6. 如申請專利範圍第5項所述之晶片乾燥裝置，其中該乾燥室具有多個側壁以及至少一透視開口，該至少一透視開口設置於該些側壁的其中之一，且該至少一透視開口 的位置對應於該晶片籃的位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之晶片乾燥裝置，其中該吹氣構件包括：多個噴嘴，具有一出氣口，且該出氣口貫穿該蓋體的一表面；以及一氣體供給元件，與該些噴嘴連通且提供一氣體至該些噴嘴。
8. 如申請專利範圍第7項所述之晶片乾燥裝置，其中該些噴嘴等間距排列於該蓋體中。
9. 如申請專利範圍第7項所述之晶片乾燥裝置，其中該些噴嘴的該些出氣口與該第一底部等距離。