清洗装置以及清洗装置的控制方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种清洗装置。本发明还涉及一种清洗装置的控制方法。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.在半导体制造过程中，晶圆需要被分离成多个单个芯片，在晶圆分离过程中，通常利用驱动件驱动钻石锯片对晶圆进行切割，以满足半导体生产过程中对芯片尺寸的要求。
4.在晶圆切割过程中，在芯片表面会残留切割过程中的粉末，为了避免粉末对半导体制造的影响，需要对芯片进行清洗。现有技术中，将芯片放置在清洗台上，清洗台在水平方向上旋转，利用高压去离子水和空气对芯片表面进行清洗，为了缩短清洗时间以及提高清洗效果，通常通过增大去离子水和空气的压力或增大工作台的转速实现，但是，增大去离子水和空气的压力或增大工作台的转速，易于导致芯片与工作台分离而撞击清洗室的情况，从而造成芯片的损坏。


技术实现要素：

5.本发明的第一方面提出了一种清洗装置，用于半导体制造，所述清洗装置包括：
6.承载机构，所述承载机构包括具有承托面的工作台，所述承托面用于固定芯片；
7.清洗机构，所述清洗机构设置在所述工作台的底部且用于清洗所述芯片，所述工作台能够绕水平轴线方向转动，以使所述承托面朝向所述清洗机构。
8.本发明的第二方面提出了一种清洗装置的控制方法，该清洗装置的控制方法通过如上所述的清洗装置来实施，所述清洗装置的控制方法包括如下步骤：
9.启动固定件，以将芯片的胶带与承托面固定；
10.启动卡持件，以使芯片的框架被固定；
11.启动第一驱动件，以使芯片朝向清洗机构；
12.启动供给件，以使清洗材料通过喷射件喷向芯片的表面；
13.启动连接件，以调整喷射件在芯片上的喷射位置；
14.启动干燥件，以干燥清洗后的芯片。
附图说明
15.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
16.图1示意性地示出了根据本发明实施方式的清洗装置处于第一状态的结构示意图(芯片处于未清洗状态)；
17.图2为图1中所示的清洗装置处于第二状态的结构示意图(芯片处于清洗状态)；
18.图3示意性地示出了根据本发明实施方式的清洗装置的控制方法的流程图。
19.附图标记如下：
20.100为清洗装置；
21.10为承载机构；
22.11为工作台，12为第一驱动件，13为第一转轴，14为卡持件，15为第三驱动件；
23.20为清洗机构；
24.21为供给件，22为喷射件，23为连接件，24为第一供给管，25为第二供给管，26为第三供给管，27为干燥件；
25.30为芯片，31为框架，32为胶带。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
28.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
29.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
30.如图1至图3所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种清洗装置100，用于半导体制造，清洗装置100包括承载机构10和清洗机构20，承载机构10包括具有承托面的工作台11，承托面用于固定芯片30，清洗机构20设置在工作台11的底部且用于清洗芯片30，工
作台11能够绕水平轴线方向转动(如图2所示，图2中纸面的横向为x轴，纸面的纵向为y轴，工作台11绕x轴方向的转动即为工作台11绕水平轴线方向转动)，以使承托面朝向清洗机构20。具体地，晶圆被分离为单个芯片30后，将芯片30放置在具有胶带32的晶圆框架31内，芯片30与胶带32配合，从而形成芯片组件。当需要对芯片30进行清洗时，承托面朝上(如图1所示，工作台11位于纸面上方的一侧)设置，将芯片组件设置在工作台11的承托面上，待芯片组件与工作台11固定后，绕水平轴线方向转动工作台11，使得承托面朝下(如图1所示，工作台11位于纸面下方的一侧)，此时芯片30朝向清洗机构20的一侧，启动清洗机构20，清洗机构20对芯片30进行清洗，在清洗过程中，粉末及清洗液等会在重力的作用下与芯片30分离，在保证清洗效果的同时缩短了清洗的时间，另外，无需增大清洗压力或工作台11的转速，避免了芯片30与工作台11的分离的情况，消除了芯片30损坏的隐患。
31.需要理解的是，清洗机构20将清洗液喷射至芯片30的表面，由于芯片30朝向清洗机构20设置，清洗液使得粉末与芯片30分离，携带粉末的清洗液在重力的作用下与芯片30分离，从而实现了芯片30的清洗。
32.需要指出的是，在对芯片30进行清洗时，芯片30的表面处于清洗机构20的喷射范围即可，即芯片30随工作台11沿竖直方向旋转至清洗材料能够在重力的作用下沿芯片30的表面落下的角度即可(旋转角度大于90
°
)。
33.另外，在其它实施方式中，清洗机构20间隔设置在承载机构10的侧向，当芯片30随工作台11旋转时，芯片30与水平向呈角度设置(旋转角度小于或等于90
°
)，清洗机构20的清洗材料朝向芯片30进行喷射，从而实现了芯片30的有效清洗。通过将清洗机构20设置在承载机构10的侧向，从而缩短了工作台11的转动行程，进一步缩短了清洗的时间。
34.进一步理解的是，如图1和图2所示，承载机构10还包括第一驱动件12和第一转轴13，第一驱动件12通过第一转轴13与工作台11传动连接，以驱动工作台11绕水平轴线方向转动。具体地，第一转轴13与工作台11配合，当需要对芯片30进行清洗时，芯片30固定在工作台11的承托面上，第一驱动件12启动，通过驱动第一转轴13的转动，使得第一转轴13带动工作台11绕水平轴线方向方向进行转动，当工作台11转动至所需位置后，第一驱动件12停止工作，清洗机构20对芯片30进行清洗操作，待清洗操作完成后，第一驱动件12再次通过第一转轴13驱动工作台11复位。利用第一驱动件12及第一转轴13配合的方式实现工作台11的翻转(绕水平轴线方向转动)的结构简单，制造成本低，另外，驱动灵活迅速，进一步缩短了芯片30的清洗时间，从而提高了半导体制造的效率。
35.需要指出的是，在本发明中，第一驱动件12为第一步进电机，第一转轴13与工作台11固接，第一步进电机与第一转轴13传动连接，当第一步进电机驱动第一转轴13转动时，第一转轴13即可带动工作台11转动，使得承托面朝向清洗机构20一侧设置，以实现清洗机构20对位于承托面上的芯片30进行清洗操作。另外，第一步进电机能够有效控制第一转轴13的转速及转动角度，从而实现对工作台11转动速度及转动角度的精确控制，进一步保证了芯片30的清洗效果，使得产品的良品率得到了保证。
36.在其它实时方式中，第一驱动件12为第一液压马达，通过使用第一液压马达，从而为第一转轴13及工作台11提供稳定的驱动力，保证了工作台11的有效翻转。
37.进一步地，如图1和图2所示，承载机构10还包括卡持件14，卡持件14连接于工作台11，用于与芯片30的框架31配合。具体地，晶圆被分离为多个芯片30，芯片30放置在具有胶
带32的框架31内，在对芯片30进行清洗时，将框架31设置在工作台11的承托面上，利用卡持件14与框架31的配合，实现芯片30的固定。当需要对芯片30进行清洗时，工作台11翻转(绕水平轴线方向转动)至清洗机构20的一侧，清洗机构20启动，将清洗材料喷射至芯片30的表面，从而实现对芯片30的清洗。通过卡持件14对框架31的固定，保证芯片30的设置位置，从而保证了芯片30的清洗效果，另外，利用卡持件14与框架31的配合，避免了芯片30在清洗过程中与工作台11的分离，从而避免了芯片30受到损伤。
38.进一步地，如图1和图2所示，承载机构10包括第二驱动件(未示出)，第二驱动件与卡持件14传动连接。具体地，当需要对芯片30进行固定时，将具有框架31的芯片30放置在承托面上，第二驱动件启动，使得卡持件14与框架31配合，从而实现了芯片30的固定，当需要将芯片30取出时，第二驱动件反向驱动卡持件14，使得卡持件14与框架31分离，从而实现了芯片30的取出。利用第二驱动件对卡持件14进行驱动的方式，结构简单，操作便捷，从而缩短了对芯片30清洗操作的时间，进而提高了芯片30的清洗效率。
39.需要指出的是，本发明中，卡持件14为限位环，第二驱动件为第二步进电机，限位环与第二步进电机传动连接，限位环的开口直径小于框架31的最大直径(框架31为非标准圆形，具有小直径位置)，当需要将芯片30固定时，第二步进电机驱动限位环，使得限位环与承托件之间的间隙增大，将具有框架31的芯片30经限位环的开口位置设置在工作台11的承托面上，第二步进电机驱动限位环向靠近框架31的方向移动，从而将框架31夹在工作台11与限位环之间，进而实现了芯片30的固定。
40.在其它实施方式中，第二驱动件为第二液压马达，卡持件14为卡钩，卡钩以可转动的方式设置在工作台11上且与第二液压马达传动连接，当需要将芯片30进行固定时，将具有框架31的芯片30设置在承托面上，第二液压马达驱动卡钩翻转，使得卡钩的钩部勾住框架31的边缘，从而实现芯片30的固定，当需要对芯片30进行释放时，第二液压马达反向驱动卡钩，使得卡钩的钩部与框架31分离即可。卡钩与第二液压马达配合的强度高，进一步提高了芯片30固定的稳定性。
41.进一步地，如图1和图2所示，承载机构10还包括固定件(未示出)，固定件设置在承托面上，用于与芯片30的胶带32配合。具体地，当对芯片30进行清洗时，将具有框架31的芯片30放置在工作台11的承托面上，固定件与位于框架31上的胶带32配合，卡持件14与框架31配合，以实现芯片30的固定，通过设置固定件和卡持件14，提高了对芯片30的固定位置，从而使得芯片30的稳定性得到了有效提升，进而避免了芯片30清洗过程中出现位移或脱落的情况，保证了芯片30的清洗效果及避免了芯片30受损的情况发生。
42.进一步地，固定件为真空吸盘。具体地，真空吸盘设置在工作台11上，真空吸盘的吸附口位于承托面上，当芯片30需要固定时，将具有框架31的芯片30放置在工作台11的承托面上，框架31的胶带32与吸附口对应设置，真空吸盘启动，从而对胶带32进行吸附，使得胶带32紧紧贴合在承托面上，进一步提高了芯片30的稳定性。
43.需要理解的是，芯片30与胶带32之间粘接配合，两者之间的连接强度与稳定性较高，能够有效抵御清洗过程中清洗材料对芯片30的冲击。
44.在其它实施方式中，固定件为粘性件，粘性件与胶层通过粘接的方式配合，以实现对芯片30的固定，粘性件与胶层的配合方式结构简单，有效降低了清洗装置100的制造成本。
45.进一步地，如图1和图2所示，清洗机构20包括供给件21、喷射件22和连接件23，供给件21用于提供清洗材料，喷射件22设置在工作台11的底部，供给件21通过连接件23与喷射件22连接。具体地，喷射件22间隔设置在工作台11的底部，喷射件22、连接件23个供给件21依次连接。当需要对芯片30进行清洗时，将芯片30固定在工作台11的承托面上，第一驱动件12通过第一转轴13使得工作台11翻转(绕水平轴线方向转动)，从而使得芯片30朝向喷射机构，供给件21启动，清洗材料进喷射件22对芯片30进行清洗，芯片30上的粉末被信息材料带离芯片30的表面，携带有粉末的清洗材料在重力的作用下快速与芯片30分离，从而实现了芯片30的快速清洗。
46.需要指出的是，喷射件22与供给件21连通设置，供给件21为喷射件22通过充足的清洗材料，本发明中，喷射件22为喷嘴，并且喷嘴的喷射压力可调，通过将喷嘴的调整至合适的压力后，供给件21所述供应的清洗材料经过喷嘴时，能够提高喷射的压力，使得清洗材料的喷射速度得到了提升，进一步提高了对芯片30的清洗速度。
47.进一步地，如图1和图2所示，连接件23为可活动结构，用于调节喷射件22的位置。具体地，连接件23的一端与供给件21连接，连接件23的另一端与喷射件22连接，通过调节连接件23的角度以及长短，从而实现了喷射件22位置的调整，以提高了芯片30清洗的效果。
48.需要指出的是，连接件23为手臂部(未示出)和管路部(未示出)，其中，管路部设置在手臂部上，喷射件22设置在手臂部的可动端上且与管路部的一端连通，供给件21设置在手臂部上且与管路部的另一端连通，手臂部为机械臂，该机械臂具有多个自由度且为伸缩结构，在对芯片30清洗的过程中，通过调整机械臂姿态，从而实现对喷射件22位置的调整，进而实现了对芯片30清洗位置的调整，使得芯片30的清洗效果均匀，进一步保证了清洗的效果，使得产品的成品率得到了保证。
49.进一步地，如图1和图2所示，清洗机构20还包括第一供给管24，供给件21通过第一供给管24与第一供给源连通。具体地，第一供给源通过第一供给管24将第一清洗材料输送至供给件21，当对芯片30清洗需要使用第一清洗材料时，供给件21将第一清洗材料输送至喷射件22，利用喷射件22将第一清洗材料喷射至芯片30的表面，以实现第一清洗材料对芯片30的清洗。
50.需要指出的是，本发明中，第一清洗材料为去离子水，通过供给去离子水，从而满足清洗过程中对清洗材料的要求，进一步保证了对芯片30的清洗效果。
51.具体地，如图1和图2所示，清洗机构20还包括第二供给管25，供给件21通过第二供给管25与第二供给源连通。第二供给源通过第二供给管25将第二清洗材料输送至供给件21，当对芯片30清洗需要使用第二清洗材料时，供给件21将第二清洗材料输送至喷射件22，利用喷射件22将第二清洗材料喷射至芯片30的表面，以实现第二清洗材料对芯片30的清洗。
52.需要指出的是，本发明中，第二清洗材料为化学制剂，通过供给化学制剂，从而满足清洗过程中对清洗材料的要求，进一步保证了对芯片30的清洗效果。
53.具体地，如图1和图2所示，清洗机构20还包括第三供给管26，供给件21通过第三供给管26与第三供给源连通。第三供给源通过第三供给管26将第三清洗材料输送至供给件21，当对芯片30清洗需要使用第三清洗材料时，供给件21将第三清洗材料输送至喷射件22，利用喷射件22将第三清洗材料喷射至芯片30的表面，以实现第三清洗材料对芯片30的清
洗。
54.需要指出的是，本发明中，第三清洗材料为空气，通过供给空气，从而满足清洗过程中对清洗材料的要求，进一步保证了对芯片30的清洗效果。
55.另外，第一供给管24、第二供给管25和第三供给管26分别向供给件21内输送不同的清洗材料，在供给件21内可对清洗材料进行混合，从而进一步提高清洗的效果，例如，第一供给管24供给去离子水，第二供给管25供给化学制剂，第三供给管26供给空气，供给件21可将化学制剂与空气进行混合，从而使得化学制剂内含有空气，当含有空气的化学制剂经喷射件22喷射至芯片30表面时，在芯片30表面形成气泡，气泡破裂能够进一步提高对芯片30的清洗效果。
56.进一步地，如图1和图2所示，清洗机构20还包括干燥件27，干燥件27用于干燥芯片30。具体地，干燥件27间隔设置在工作台11的底部，当清洗机构20对芯片30清洗完成后，干燥件27启动，从而实现芯片30表面的快速干燥，干燥后的芯片30翻转复位，通过设置干燥件27，进一步缩短的芯片30的清洗时间，另外，也避免了芯片30受到二次污染(芯片30长时间潮湿易于沾染灰尘等异物)，进一步保证了芯片30的清洗效果，使得产品的良品率得到了进一步地保证。
57.需要指出的是，干燥件27包括喷头和气源，喷头为可调压结构，气源与喷头连通，当需要对芯片30尽心干燥是，喷头调整至合适的压力并启动，高压气体吹向芯片30表面，实现芯片30的快速干燥，进一步提高了芯片30的清洗效果，有效提高了芯片30的清洗效果。
58.另外，气源设有加热件，通过启动加热件，使得经过加热件的气体(空气等)的问题升高，加热后的气体再经由喷头对芯片30进行干燥，进一步缩短了干燥的时间使得芯片30的清洗效率得到了进一步地提升。
59.进一步地，如图1和图2所示，承载机构10还包括第三驱动件15，第三驱动件15与工作台11传动连接，用于驱动工作台11沿水平方向转动(如图2所示，图2中纸面的横向为x轴，纸面的纵向为y轴，工作台11绕y轴方向的转动即为工作台11绕竖直轴线方向转动)。具体地，当对芯片30进行清洗时，芯片30固定在工作台11的承托面上，第一驱动件12通过第一转轴13使得工作台11转动，以使芯片30朝向清洗机构20设置，清洗机构20启动，喷射件22将供给件21供给的清洗材料喷射至芯片30表面，以实现对芯片30的清洗，在芯片30清洗过程中，第三驱动件15驱动工作台11在绕竖直轴线方向转动，使得清洗材料更加均匀地喷射在芯片30上，从而进一步提升了清洗的效果以及缩短清洗的时间，当清洗完成后，干燥件27对清洗后的芯片30进行干燥，此时第三驱动件15仍驱动工作台11绕竖直轴线方向转动，从而进一步提升了芯片30的干燥效率，使得芯片30的清洗时间得到了缩短。
60.需要指出的是，第三驱动件15为电机，利用电机驱动工作台11转动的结构稳定，能够有效保证芯片30在清洗及干燥过程中的旋转，使得芯片30的清洗效率得到了有效提升。
61.如图1至图3所示，本发明还提出了一种清洗装置100的控制方法，该清洗装置100的控制方法通过如上所述的清洗装置100来实施，所述清洗装置100的控制方法包括如下步骤：
62.启动固定件，以将芯片30的胶带32与承托面固定。具体地，通过机械手等夹持部件将具有框架31的芯片30(芯片30设置在框架31内侧，并且通过胶带32与框架31连接固定)放置在工作台11的承托面上，并且使得框架31的胶带32一侧抵靠在承托面上，启动固定件将
胶带32紧密贴合在承托面上且相对程度面固定，从而保证了芯片30位于承托面上的位置，避免芯片30出现位移而影响清洗效果的情况发生。
63.启动卡持件14，以使芯片30的框架31被固定。具体地，当框架31的胶带32通过固定件与承托面固定后，启动卡持件14，卡持件14与框架31的边缘配合，并且将框架31夹持在卡持件14与承托面之间，从而实现了对框架31的固定，进而实现了对芯片30的固定，进一步提高了芯片30的固定强度，使得芯片30的清洗效果得到了进一步地提高。
64.启动第一驱动件12，以使芯片30朝向清洗机构20。具体地，第一驱动件12驱动第一转轴13转动，第一转轴13转动来带动工作台11绕水平轴线方向翻转，使得芯片30朝向清洗机构20的一侧，此时芯片30位于工作台11的底部或与水平面呈角度设置，通过将芯片30翻转，从而使得位于芯片30上的粉末在重力的作用下可初步与芯片30分离，使得芯片30的清洗效率得到有效提升。
65.启动供给件21，以使清洗材料通过喷射件22喷向芯片30的表面。具体地，供给件21将清洗材料供给给喷射件22，清洗材料进喷射件22喷射至芯片30的表面，清洗材料将位于芯片30表面的粉末与芯片30分离，由于芯片30位于工作台11的底部或与水平向呈角度设置，携带有粉末的清洗材料在重力的作用下与芯片30分离，从而避免了芯片30的二次污染，进一步提高了芯片30的清洗效果，从而保证了产品的良品率。
66.另外，在芯片30的清洗过程中，第三驱动件15启动，使得工作台11绕竖直轴线方向转动，进一步提高了清洗材料清洗的均匀性，使得芯片30的清洗效果得到了进一步地提高。
67.启动连接件23，以调整喷射件22在芯片30上的喷射位置。具体地，喷射件22在对芯片30表面喷射清洗材料的过程中，连接件23启动，通过调整角度及长短，实现喷射件22位置的调整，并且连接件23处于动态调整状态，即在喷射件22喷射清洗材料的过程中，连接件23一直处于位置调整的状态，从而实现了对芯片30均匀喷射清洗材料，继而提高了芯片30的清洗效果，进而保证了产品的良品率。
68.启动干燥件27，以干燥清洗后的芯片30。具体地，当清洗材料对芯片30清洗完成后，干燥件27启动，将利用高压空气实现对芯片30表面的吹扫，以实现芯片30的快速干燥，从而避免由于芯片30潮湿沾染灰尘而导致的二次污染，保证了芯片30的清洗效果。另外，在干燥的过程中，第三驱动件15驱动工作台11绕竖直轴线方向转动，从而实现干燥件27对芯片30的均匀干燥，进而保证了芯片30的干燥效果。
69.根据本发明的清洗装置100的控制方法，在清洗过程中，粉末及清洗液等会在重力的作用下与芯片30分离，在保证清洗效果的同时缩短了清洗的时间，另外，无需增大清洗压力或工作台11的转速，避免了芯片30与工作台11的分离的情况，消除了芯片30损坏的隐患。
70.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。