用于轴杆的套筒及包括其的半导体晶片旋转冲洗甩干机的制作方法

本实用新型涉及半导体晶片加工技术领域，更具体地，涉及一种用于轴杆的套筒及包括其的半导体晶片旋转冲洗甩干机。

背景技术：

半导体晶片在抛光和清洗工艺后，需做甩干处理，这需要用到甩干机。传统的甩干处理中采用单片水平甩干机，但是单片水平甩干机存在甩干效率低(每次只能甩干1片)、甩干质量差等缺点而逐渐被替代。

目前最常用的甩干方式是旋转冲洗甩干机，它的主要作用是通过高速旋转快速脱水，例如SRD(Spin Rinse Dryer)旋转冲洗甩干机，SRD旋转冲洗甩干机是半导体产业最常用的旋转冲洗甩干设备。该机型具有高洁净度旋转冲洗甩干功能，可以适应从φ25mm到φ200mm直径(包括方形和其它特殊形状)片式材料的旋转冲洗甩干工艺，可用于各种半导体晶片、砷化镓材料、Ge材料、掩膜版、太阳能电池基片、蓝宝石、铌酸锂、光学镜片、磁盘、光盘、医用玻璃基片等类似材料的高洁净度冲洗甩干，是半导体湿法清洗工艺中必不可少的设备。

利用旋转冲洗甩干机的甩干处理包括以下工作流程：首先，将晶片插入专用的甩干架内；再将带有晶片的甩干架放入立式甩干腔内；然后启动甩干机，利用高速旋转运动和加热氮气将晶片表面的水甩干。旋转冲洗甩干机由于其使用方便、单台产量大、效率高等优点而受到广泛应用。

值得注意的是，在旋转冲洗甩干机的高速旋转过程中，由于晶片在甩干腔内存在一定的相对运动，所以有时会导致晶片的破损和表面的擦伤。理论上，晶片在甩干腔内与甩干机的档杆之间的间隙越小，晶片在甩干腔内可能发生的相对运动就越小，但是由于带晶片的甩干架插入时与甩干机的档杆之间必须有一定间隙才能插入，否则容易破损和碎片。

目前，旋转冲洗甩干机的档杆上套有大体上环形的塑料软套管，为了将带有晶片的甩干架顺利地插入到甩干机中，塑料软套管与晶片之间的间隙需大于1mm，但是，当晶片的主参考面(OF)面向甩干机的档杆上的塑料软套管时，间隙更大，一般可达2.5到3mm之间或更大，如图1所示。由于晶片和塑料软套管之间的过大的间隙，导致晶片在高速旋转时会发生较大的相对运动，因此容易造成晶片破损(主要由于晶片嵌入被划伤的塑料软套管中导致晶片破损)和表面擦伤(主要是由于晶片与甩干架内槽接触和摩擦导致)。特别是厚度小于200μm的晶片在甩干过程中晶片的破损和晶片的表面擦伤比率更高。对上述晶片进行甩干过程中，表面会产生不同程度的擦伤，特别是在精抛和清洗过程中产生的擦伤是不被客户接受的。

由上述讨论可知，目前的采用圆环形塑料软套管的甩干机具有如下缺点：

1)当晶片的主参考面面向塑料软套管时，档杆上的塑料软套管与晶片的间隙过大，一般可达2.5到3mm或以上，这将导致在高速旋转时发生晶片破损和晶片表面擦伤，特别是对于厚度小于200μm的晶片擦伤比率更高；

2)由于晶片的硬度一般要远远大于档杆上加装的塑料软套管，所以塑料软套管很容易划伤，当塑料软套管划伤严重时，晶片有时会被嵌入其中，导致晶片产生破损，而塑料软套管因为被划伤而经常需要进行更换。

因此，有必要解决现有的晶片甩干中存在的缺陷，同时有必要提供一种附带了防擦伤和破损套筒的新型的半导体晶片旋转冲洗甩干机。

技术实现要素：

为解决了现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种用于轴杆的套筒，特别适于安装在半导体晶片旋转冲洗甩干机的轴状档杆上，使得晶片甩干操作更加方便且可靠。

具体地，本实用新型提供了一种用于轴杆的套筒，包括：

主体部分，所述主体部分大体上是环形的；

突出部，所述突出部附接至所述主体部分，沿着所述主体部分的轴向方向分布且在所述主体部分的周向上延伸弧度α，α为大于5°小于90゜。

另一方面，本实用新型还提供一种旋转冲洗甩干机，其包括：

甩干腔；

甩干架，用于承载晶片并适于置于甩干腔内；

档杆，与甩干架内晶片相距一定间隙地设置，用于防止晶片从甩干架逸出；

其中，所述档杆套装有本实用新型的用于轴杆的套筒，使得所述套筒能够与所述档杆一齐旋转，所述突出部在面向晶片的主参考面时与主参考面之间的间隙大于0.1mm但是不超过1.0mm。

本实用新型的用于轴杆的套筒采用不规则形状，以代替原有的大体上规则的环形的塑料软套管，并且将用于轴杆的套筒应用于半导体晶片旋转冲洗甩干机，使得在不破坏晶片在甩干机内高速转冲洗甩干的动平衡的前提下，通过手工调整套筒的突出部的位置从而易于甩干架的插入并减少突出部与晶片之间的间隙，进而实现减少相对运动，从而达到减少晶片破损和表面擦伤的目的。进一步地，本实用新型的用于轴杆的套筒及包括其的旋转冲洗甩干机具有以下有益效果：

1.大大降低在甩干过程中晶片的破损和晶片表面的擦伤比率；

2.套筒使用寿命长，无需频繁更换；

3.特别适于解决4-6英寸厚度小于200μm晶片甩干时晶片破损和表面擦伤问题；

4.操作方便和可靠性高。

附图说明

图1是现有技术中的带有塑料软套管的档杆与带有晶片的甩干架的示意图；

图2A是图1中的塑料软套管的轴向示意图；

图2B是图2A中的塑料软套管的侧视图；

图3A是根据本实用新型的一个实施方案的用于轴杆的套筒的轴向示意图；

图3B是图3A中的用于轴杆的套筒的侧视图；

图4A是根据本实用新型的一个实施方案的用于轴杆的套筒的轴向剖面图；

图4B是图4A中的用于轴杆的套筒的横截面图；

图5A是根据本实用新型的甩干机的带用于轴杆的套筒的档杆与带有晶片的甩干架的示意图，其中，甩干架处于起始位置；

图5B是根据本实用新型的甩干机的带用于轴杆的套筒的档杆与带有晶片的甩干架的示意图，其中，甩干架距图5A的起始位置旋转45°；

图5C是根据本实用新型的甩干机的带用于轴杆的套筒的档杆与带有晶片的甩干架的示意图，其中，甩干架距图5A的起始位置旋转90°；

图6是根据本实用新型的甩干机的带用于轴杆的套筒的档杆与带有晶片的甩干架的示意图,其中用于轴杆的套筒被旋转至便于甩干架插入的位置，

其中：1、晶片；2、甩干架；3、甩干腔；4、档杆；5、塑料软套管；6、晶片的主参考面；7、用于轴杆的套筒；7-1、主体部分；7-2、突出部。

应理解，附图仅出于示例目的来绘制，不应视为是对本实用新型的限制。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的各个实施例。在所有附图中，相同或相似的标号表示相同或相似的元件或具有相同或相似功能的元件。应理解，下面结合附图描述的实施例仅是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不意在限制本实用新型。

在本实用新型中，在描述用于轴杆的套筒时，轴向方向指的是沿着套筒轴的长度的方向，径向方向指的是沿着套筒直径的方向。术语“轴杆”意在表示轴、轴状物或杆状物等。

本实用新型的用于轴杆的套筒包括：

主体部分，所述主体部分大体上是环形的；

突出部，所述突出部附接至所述主体部分，沿着所述主体部分的轴向方向分布且在所述主体部分的周向上延伸弧度α，α为大于5°小于90゜。弧度α指的是主体部分的中心分别与突出部两侧的连线之间的夹角。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述突出部在所述主体部分的轴向方向上是连续的或者是间断的(例如中间有沟槽)。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述突出部在所述主体部分的周向上是连续的或者是间断的(例如中间有沟槽)。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述突出部固定连接至所述主体部分。

根据本实用新型的一个优选实施方案，其特征在于，所述突出部与所述主体部分是一体成型的。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述突出部可拆卸地附接至所述主体部分，例如通过对应钩圈结构实现连接(主体部分和突出部分别带有钩圈部分，贴合后实现连接)，以便于更换突出部。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述弧度α在10°-60°的范围内，更优选地在15°-45°的范围内。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述用于轴杆的套筒由PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、尼龙、聚四氟乙烯中的一种制成。

本实用新型还提供一种半导体晶片旋转冲洗甩干机，其包括：甩干腔；甩干架，用于承载晶片并置于甩干腔内；档杆，与甩干架内晶片相距一定间隙地设置，用于防止晶片从甩干架逸出；其中，所述档杆套装有本实用新型的用于轴杆的套筒，使得所述用于轴杆的套筒能够与所述档杆一齐旋转，所述突出部在面向晶片的主参考面时与主参考面之间的间隙大于0.1mm但是不超过1.0mm。

根据本实用新型的一个优选实施方案，所述突出部在面向晶片的主参考面时与主参考面之间的间隙为0.5-1.0mm。

根据本实用新型的一个优选实施方案，可以手动地使所述突出部与所述档杆一齐旋转。

以下结合具体实施方式，对本实用新型作进一步说明，但是，这些具体实施方式不对本实用新型作任何限制。

图1示出了现有技术中的甩干机的带有塑料软套管的档杆与带有晶片的甩干架的示意图。其中，晶片1位于甩干架2中，并一起被放置在甩干机的甩干腔3中。甩干机的挡杆4上加装有塑料软套管5，在此实施例中，塑料软套管5与晶片的主参考面6之间的间隙为3mm。在此情况下，晶片在甩干过程中，由于高速旋转运动容易发生较大的相对运动，从而导致晶片损坏和表面擦伤。

图2A是图1中的塑料软套管的轴向示意图，图2B是图2A中的塑料软套管的侧视图。由图2B可见，现有的塑料软套管的截面是一个环形，其可以通过注塑/吹塑/挤压等工艺成型，在使用时套在甩干机的档杆上。

图3A-图4B是根据本实用新型的用于轴杆的套筒。参照图3A至图4B，根据本实用新型的用于轴杆的套筒7包括主体部分7-1和突出部7-2。主体部分7-1大体上是环形的，突出部7-2附接至主体部分，沿主体部分的轴向分布且在主体部分的周向上延伸弧度α，α为大于5°小于90゜。如图1所示，半导体晶片旋转冲洗甩干机包括甩干腔3、甩干架2和档杆4，甩干架2用于承载晶片并且适于放置在甩干腔3中，档杆4与甩干架2间隔一段距离设置，更为具体地，档杆4与甩干架2内晶片相距一定间隙(优选地不超过1.0mm)地设置，用于防止晶片从甩干架逸出，其中当本实用新型的用于杆轴杆的套筒被安装在半导体晶片旋转冲洗甩干机的档杆4上时，突出部7-1或突出部7-1与主体部分7-2一起能够与档杆4(图1中示出)一齐旋转，且被设计为在面向晶片的主参考面时与主参考面之间的间隙大于0.1mm但不超过1.0mm。这将在下文中进行详细描述。

参照图3A，突出部7-1在主体部分7-2的轴向上连续分布，参照图4A，突出部7-1沿主体部分7-2的轴向间断地分布。突出部7-1也可以在周向方向上间断地分布。此外，突出部7-1的截面形状可以是任意的，例如大体上矩形，圆形的至少一部分等，而不限于本实用新型的示例性实施方案中示出的扇形的一部分。

优选地，该突出部与该主体部分是一体成型的，可以通过机加工方式，例如数控铣工艺加工形成。应理解，可以采用其他成型方式，例如精车、注塑等。在此情况下，用于轴杆的套筒7由PP、PE、尼龙、聚四氟乙烯等材料中的一种制成。有利地，采用洁净的PP、PE、尼龙、聚四氟乙烯材料，这能防止晶片表面在抛光和清洗后不会在甩干中被污染。还有利地，本实用新型的用于轴杆的套筒所采用的材料的硬度比现有技术中的塑料软套管硬一些，使得本实用新型的用于轴杆的套筒不易被划伤。

可选地，该突出部固定连接至所述主体部分，例如通过塑料焊接的方式。还可选地，该突出部与该主体部分可以是两个分立的部件，该突出部例如可以通过卡具(例如销-槽结构)或钩圈结构等可拆卸地附接至该主体部分，使得在工作期间，该突出部相对于该主体部分固定，操作卡具可以使该突出部相对该主体部分旋转。在此情况下，该突出部与该主体部分可以由不同的材料制成。在此情况下，至少该突出部由清洁的PP、PE、尼龙、聚四氟乙烯等材料中的一种制成。

优选地，弧度α在10°-60°的范围内，更为优选地弧度α在15°-45°的范围内。然而，应理解弧度α可以根据甩干腔的形状进行调整。

图5A-图5C是根据本实用新型的甩干机的带用于轴杆的套筒的档杆与带有晶片的甩干架的示意图，其中甩干架分别处于起始位置、旋转45°和旋转90°的位置。在本实施例中，旋转冲洗甩干机采用SDR旋转冲洗甩干机。如图5A所示，突出部7-1面向晶片的主参考面6，且突出部7-1与晶片的主参考面6之间的间隙不大于1.0mm，优选地在0.5-1.0mm之间。在此实施例中，突出部7-1与晶片的主参考面6之间的间隙为1.0mm。如图5A至图5C示出的，在甩干架旋转过程中，突出部与晶片之间的径向间隙始终保持在0.5-1.0mm之间。

图6示出了根据本实用新型的用于轴杆的套筒被旋转至便于甩干架插入的位置时的情况。优选地，为便于将带有晶片的甩干架2插入到甩干腔3中，可以手动地将突出部7-1移动到图6中所示的位置，在本文中将其称为“等待位置”。应理解，在突出部7-1和主体部分7-2固定在一起的情况下，二者一起连同档杆4旋转到图6所示的位置。手动旋转角度可以根据用于轴杆的套筒的弧度α的大小来确定。将带有晶片的甩干架2插入到甩干腔3中之后，再次手动地使突出部旋转至图5A所示的工作位置，使得突出部7-1与晶片的主参考面6之间的间隙不大于1.0mm。由于突出部的存在使得用于轴杆的套筒与晶片的主参考面之间的间隙变得更小，优选地在0.5-1.0mm之间，从而减少晶片的相对运动，达到减少晶片破损和表面擦伤的目的。有利地，使突出部旋转既可以便于甩干架的插入又可以调整(减小)本实用新型的用于轴杆的套筒与晶片之间的间隙，确保对晶片进行安全、可靠地甩干操作。

利用包括本实用新型的用于轴杆的套筒的旋转冲洗甩干机的操作步骤为：首先将晶片放置在甩干架中；然后手动旋转用于轴杆的套筒的突出部，使其与档杆一齐移动到便于甩干架插入的等待位置；再将用于轴杆的套筒的突出部旋转回工作位置；启动甩干机，利用高速旋转运动将晶片表面的水甩干。

应理解，本文中的实施方案和实施例仅出于示例目的，在不脱离权利要求书所限定的范围的前提下，本领域技术人员可以据此做出多种改型和变体。