CN109332252A - 一种半导体器件清洗工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体器件清洗工艺，其包括如下步骤：S100：蒸发清洗步骤；采用正溴丙烷蒸汽对待处理的半导体器件进行清洗处理；S200：冷凝步骤；采用冷凝装置进行冷凝处理使所述正溴丙烷蒸汽在所述半导体器件上凝结成液滴。本发明还提供一种半导体清洗装置，其特包括蒸发‑冷凝清洗装置，所述蒸汽‑冷凝清洗装置包括封闭壳体；加热槽；第一加热装置；支撑架；以及冷凝装置。本发明采用了蒸发‑冷凝的工艺实现了清洗剂的反复使用，降低了成本，减少了污染。

Description

一种半导体器件清洗工艺及装置

技术领域

本发明涉及半导体器件处理领域，尤其涉及一种焊接处理之后得到的半导体器件的清洗工艺及装置。

背景技术

目前半导体器件完成焊接后，器件表面会存在各种残留物(如助焊剂、杂质、碳化物等)。由于助焊剂为弱酸性，长期使用，会对焊板和晶粒本身产生腐蚀，半导体材料本身的可靠性和稳定性会降低；而杂质和碳化物会增加材料的漏电，导致材料的高温特性能力降低，尤其表现在高温漏电流实验项目上失效比例较高。因此需要对半导体器件表面进行清洗。

目前行业内采用的方式为丙酮和IPA混合溶液清洗，这种清洗方式的缺点在于清洗力较差，清洗时间较长，挥发严重，并且丙酮和IPA耗用较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种处理效果好的、清洗剂使用较少的半导体器件的清洗工艺及清洗装置。

本发明的技术方案如下：

一种半导体器件清洗工艺，其包括如下步骤：

S100：蒸发清洗步骤；采用正溴丙烷蒸汽对待处理的半导体器件进行清洗处理；

S200：冷凝步骤；采用冷凝装置进行冷凝处理使所述正溴丙烷蒸汽在所述半导体器件上凝结成液滴。

其中，步骤S100之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括如下步骤：

S001:采用正溴丙烷对所述待处理的半导体器件进行浸泡处理；

S002：对经过浸泡处理的半导体器件进行漂洗处理。

进一步的，步骤S001中采用的为温度为40℃～60℃的正溴丙烷；

和/或步骤S002中采用温度为5℃～15℃的正溴丙烷对所述半导体器件进行漂洗处理。

进一步的，所述步骤S100和步骤S200交替进行。

其中，步骤S001的浸泡处理的时间为2～6分钟，步骤S002的漂洗处理的时间为3～5分钟。

本发明还提供一种半导体清洗装置，其包括蒸发-冷凝清洗装置，所述蒸汽-冷凝清洗装置包括

封闭壳体；

加热槽，所述加热槽设置在所述封闭壳体中，且所述加热槽用于放置正溴丙烷；

第一加热装置，所述第一加热装置与所述加热槽相邻，所述第一加热装置用于加热所述正溴丙烷以产生正溴丙烷蒸汽；

支撑架，所述支撑架设置在所述加热槽的上方且所述支撑架设置在所述封闭壳体中，待处理的半导体器件设置在所述支撑架上；以及

冷凝装置，所述冷凝装置设置在所述加热槽的上方，且所述冷凝装置设置在所述封闭壳体中。

其中，所述冷凝装置与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离为15mm～40mm。

其中，所述半导体器件与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面存在一定距离。

其中，所述半导体器件的下沿与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离为8mm～20mm。

其中，所述半导体清洗装置还包括浸泡装置和漂洗装置，所述浸泡装置包括浸泡容器和第二加热装置；所述待处理的半导体器件依次进入浸泡装置、漂洗装置和所述蒸汽-冷凝清洗装置。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用了蒸发-冷凝的工艺实现了清洗剂的反复使用，降低了成本，减少了污染；

(2)本发明采用正溴丙烷溶液作为清洗剂，与传统的丙酮和IPA混合物相比，采用正溴丙烷的去污效果强，清洗效果好，污染少；且有效去除了半导体器件表面的残留有机物，提升器件长期使用的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的半导体器件的清洗工艺的整体示意图；

图2是本发明的蒸发-冷凝装置的整体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下实施例中使用的原料和设备如非特别说明均为市售。

参见图1，本发明提供一种半导体器件清洗工艺，其包括如下步骤：

S100：蒸发清洗步骤；采用正溴丙烷蒸汽对待处理的半导体器件进行清洗处理；通常是对清洗剂正溴丙烷溶剂加热使其蒸发，然后使半导体器件置于正溴丙烷蒸汽中，此时正溴丙烷蒸汽能够完全覆盖半导体器件整个表面，从而对整个半导体器件的表面进行清洗处理，尤其是清洗半导体器件表面的顽固杂质；

S200：冷凝步骤；采用冷凝装置对所述半导体器件以及正溴丙烷蒸汽进行冷凝处理使所述正溴丙烷蒸汽在所述半导体器件上凝结成液滴。如此正溴丙烷液滴可以携带着半导体器件表面的残留物离开半导体器件表面，完成半导体器件的清洗。

本实施例中首先通过加热使正溴丙烷形成正溴丙烷蒸汽，然后通过冷凝使正溴丙烷蒸汽凝结成正溴丙烷液滴；正溴丙烷液滴携带着半导体器件表面的污渍返回(滴落)至加热槽(液态正溴丙烷置于加热槽中)；如此正溴丙烷可以反复使用，降低了清洗成本，减少了有机溶剂污染。

本实施例中采用蒸发清洗的处理方式，通过加热使液态的正溴丙烷变为气态的正溴丙烷，气态正溴丙烷的温度较高，其一方面能够加热半导体器件，使半导体器件表面的顽固污渍软化，另一方面能够提高正溴丙烷蒸汽对残留物的溶解能力，从而增强正溴丙烷的清洗能力，提高其处理效果；再者，正溴丙烷蒸汽的洁净度较高，避免了反复使用的正溴丙烷中的杂质沾污器件，保证了清洗效果。采用冷凝装置使得正溴丙烷能够反复使用，同时降低蒸汽压力，避免压力过高引起的危险。

需要说明的是，冷凝步骤最好滞后于蒸发清洗步骤。也就是说蒸发清洗步骤进行若干时间后再进行冷凝步骤。滞后时间最好大于1分钟。

较佳的，作为一种可实施方式，步骤S100和步骤S200可以交替进行。这样可以保证清洗效果。其次数可以根据实际情况确定。同时为了节省处理时间，蒸发清洗步骤的时间可以逐渐减少。

以交替三次为例，(1)第一次蒸发清洗步骤的时间为3～5分钟，3～5分钟之后开启冷凝装置1～2分钟；(2)之后进行第二次蒸发清洗步骤，第二次蒸发清洗步骤的时间为2～4分钟；再开启冷凝装置1～2分钟；(3)接下来进行第三次蒸发清洗步骤，第三次蒸发清洗步骤的时间为1～3分钟；再开启冷凝装置1～2分钟。蒸发清洗步骤和冷凝步骤交替进行能够充分发挥气态正溴丙烷的清洗作用，增强清洗效果。

较佳的，作为另一种可实施方式，本实施例中只要冷凝步骤滞后蒸发清洗步骤即可。也就是说先开始蒸发冷凝处理，然后进行冷凝处理，之后蒸发清洗处理和冷凝处理同时进行。这样的清洗工艺操作比较简单。

较佳的，参见图1，步骤S100之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括如下步骤：

S001:采用正溴丙烷对所述待处理的半导体器件进行浸泡处理；进行浸泡处理的目的是清洗掉表面的杂质，通过浸泡将半导体器件表面的少量顽固杂质泡松软。

S002：对经过浸泡处理的半导体器件进行漂洗处理。本实施例采用干净的正溴丙烷对半导体器件进行漂洗，去除表面的残留物，并清理顽固杂质。

增加预处理步骤能够相应的减少蒸发-冷凝处理的处理强度，可以适当的减少蒸发-冷凝处理步骤的处理时间，提高处理效率。

更优的，步骤S001中采用的为温度为40℃～60℃的正溴丙烷；本实施例通过加温增强了正溴丙烷的清洗和溶解顽固污渍的能力。

更优的，步骤S002中采用温度为5℃～15℃的正溴丙烷对所述半导体器件进行漂洗处理。采用5℃～15℃的正溴丙烷在对半导体器件进行漂洗的同时也对材料进行降温，以保证半导体器件冷却。

进一步的，步骤S001的浸泡处理的时间为2～6分钟，步骤S002的漂洗处理的时间为3～5分钟。

相应的，参见图2，本发明还提供一种半导体清洗装置，其包括蒸汽-冷凝清洗装置，所述蒸汽-冷凝清洗装置包括封闭壳体100，在所述封闭壳体中设置有用于放置正溴丙烷的加热槽200，加热槽的外侧设置有第一加热装置300；在封闭壳体内部还设置有用于放置半导体器件010的支撑架400，在加热槽的上方还设置有冷凝装置500。至少加热槽、支撑架和冷凝装置设置在封闭壳体中。加热装置可以设置在封闭壳体中，也可以设置在封闭壳体的外侧，只要能够对加热槽中的正溴丙烷加热即可。

在蒸汽-冷凝清洗装置中，壳体为封闭壳体，也就是说壳体封闭后能够形成一个密闭的空间，密闭空间式的壳体一方面有利于正溴丙烷的回收，另一方面减少有机溶剂污染，避免了有机溶剂蒸汽对操作工人的身体伤害。加热装置用于加热加热槽中的正溴丙烷，本实施例中的加热装置可以是任何常用的加热装置，例如电加热装置等，其形式可以是加热管、加热棒或加热丝等。本实施例中加热装置的加热温度为71～75℃。半导体器件可以通过悬挂或支撑的方式设置在支撑架上；冷凝装置是用来冷却半导体器件从而在半导体器件上产生正溴丙烷凝露，本实施例中的冷凝装置可以是冷凝管。

本实施例中，首先将待处理的半导体器件放置在支撑架上，然后将壳体封闭，之后启动加热装置以产生正溴丙烷蒸汽，一定时间后启动冷凝装置。如此完成半导体器件的清洗处理。

较佳的，所述冷凝装置的下沿与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离为15mm～40mm。本实施例中冷凝装置应当能够对半导体器件产生冷却效果，因此半导体器件至少应当一部分位于冷凝装置形成的冷凝空间中。此处需要说明的是，半导体器件至少应当有一部分位于冷凝空间的外侧，这样便于加热装置和冷凝装置同时开启。

较佳的，作为一种可实施方式，参见图2，所述半导体器件与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面存在一定距离。

更优的，参见图2，所述半导体器件的下沿与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离A为8mm～20mm。

较佳的，作为另一种可实施方式，所述半导体清洗装置还包括浸泡装置和漂洗装置，所述浸泡装置包括浸泡容器和第二加热装置，半导体器件在浸泡容器中浸泡一定时间；所述待处理的半导体器件依次进入浸泡装置、漂洗装置和所述蒸汽-冷凝清洗装置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半导体器件清洗工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S100：蒸发清洗步骤；采用正溴丙烷蒸汽对待处理的半导体器件进行清洗处理；

S200：冷凝步骤；采用冷凝装置进行冷凝处理使所述正溴丙烷蒸汽在所述半导体器件上凝结成液滴。

2.根据权利要求1所述的半导体器件清洗工艺，其特征在于，步骤S100之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括如下步骤：

S001:采用正溴丙烷对所述待处理的半导体器件进行浸泡处理；

S002：对经过浸泡处理的半导体器件进行漂洗处理。

3.根据权利要求2所述的半导体器件清洗工艺，其特征在于，步骤S001中采用的为温度为40℃～60℃的正溴丙烷；

和/或步骤S002中采用温度为5℃～15℃的正溴丙烷对所述半导体器件进行漂洗处理。

4.根据权利要求1所述的半导体器件清洗工艺，其特征在于，所述步骤S100和步骤S200交替进行。

5.根据权利要求2所述的半导体器件清洗工艺，其特征在于，步骤S001的浸泡处理的时间为2～6分钟，步骤S002的漂洗处理的时间为3～5分钟。

6.一种半导体清洗装置，其特征在于，包括蒸发-冷凝清洗装置，所述蒸汽-冷凝清洗装置包括

封闭壳体；

加热槽，所述加热槽设置在所述封闭壳体中，且所述加热槽用于放置正溴丙烷；

第一加热装置，所述第一加热装置与所述加热槽相邻，所述第一加热装置用于加热所述正溴丙烷以产生正溴丙烷蒸汽；

支撑架，所述支撑架设置在所述加热槽的上方且所述支撑架设置在所述封闭壳体中，待处理的半导体器件设置在所述支撑架上；以及

冷凝装置，所述冷凝装置设置在所述加热槽的上方，且所述冷凝装置设置在所述封闭壳体中。

7.根据权利要求6所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述冷凝装置与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离为15mm～40mm。

8.根据权利要求6所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述半导体器件与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面存在一定距离。

9.根据权利要求8所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述半导体器件的下沿与放置在所述加热槽中的正溴丙烷的液面之间的距离为8mm～20mm。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述半导体清洗装置还包括浸泡装置和漂洗装置，所述浸泡装置包括浸泡容器和第二加热装置；所述待处理的半导体器件依次进入浸泡装置、漂洗装置和所述蒸汽-冷凝清洗装置。