CN114256062A - 一种镀膜前al制品去胶清洗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法，包括以下步骤：步骤一，准备带有残胶液的半导体芯片制品，将制品转移至花篮中；步骤二，准备石英缸将有机溶剂导入石英缸中；步骤三，将装有残胶芯片的花篮转移至有机清洗溶剂中，进行去胶清洗；步骤四，通过工装夹具将去胶后装有芯片的花篮转移到下个槽体中进行上道残液清洗；步骤五，通过工装夹具将花篮转移至去离子水中进行循环冲洗，清洗上道残液及颗粒。本发明改善了传统贴膜保护正面金属的方式，在蒸镀前进行去胶清洗要求且要保护正面金属的方式时；增加了芯片镀膜前清洗的方式，该方法清洗的芯片满足客户要求且价格成本低廉，具有优良的综合性应用。

Description

一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，具体涉及一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法。

背景技术

在半导体制造过程中镀膜工艺是硅集成电路制造工艺中非常重要的环节。但是硅片在镀膜前不同工序加工后，其表面已受到严重的沾污，在镀膜时会严重影响金属与硅之间的结合力，从而破坏半导体器件的正常性能，因此在镀膜前会增加芯片清洗工艺。

一般来讲污染的情况不同清洗方法也不同；一般硅片表面沾污有以下三类：A、有机物质沾污，可通过有机溶剂的溶解作业，结合超声波清洗技术来去除；B、颗粒沾污：运用物理的方法可采用超声清洗技术来去除粒径≥0.4微米颗粒；利用兆声波可去除≥0.2微米颗粒；C、金属离子沾污：一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面，另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着到硅片表面。硅片的化学清洗目的就是要去除这种沾污。

图1为现有技术中采用的清洗方法为：提供待清洗的半导体芯片，半导体芯片的背银层中含有待去除的含银化合物；对半导体芯片进行第一次翻膜，并撕掉半导体芯片背面的保护膜，露出半导体芯片的背银层；将待清洗的半导体芯片浸入清洗液中进行清洗，以去除待去除的含银化合物；将经过清洗液清洗后的半导体芯片进行冲洗；将冲洗后的半导体芯片进行烘干处理；需要在硅片上下的电极上均镀金属。但有些制品由于性能原因需要先镀正面金属后继续加工其它工艺，再返回镀背面工艺，这对前期正面已镀金属的保护要求较高；目前常用的对正面保护金属的方式为正面贴膜进行保护，但该种方式对正面残胶的制品无法进行使用；以及现有采用的人工操作的方式进行清洗工作。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法；对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗，可以将芯片残留的胶清洗去除干净；同时配合着半导体清洗设备，实现对半导体芯片进行自动化和流程化清洗，提高半导体芯片清洗的整体效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法，包括以下步骤:

步骤1：将装有待洗的半导体芯片放入到装有三氯乙烯的有机槽内进行清洗；然后，转移到下个装有三氯乙烯的有机槽内进行清洗；

步骤2：将三氯乙烯清洗后的半导体芯片转移到装有乙醇的有机槽进行清洗，然后，转移到下个装有乙醇的有机槽内进行清洗；

步骤3、将半导体芯片放入到离子水槽中进行清洗。

作为本发明进一步的方案：在步骤1、步骤2和步骤3中，对半导体芯片在清洗过程中，使用花篮作为载体，花篮为特氟龙材质。

作为本发明进一步的方案：步骤1和步骤2，半导体在有机槽内清洗的时间为清洗时间为10min，取出时，将装有半导体的花篮7放到有机槽上方停放5S。

作为本发明进一步的方案：在步骤1前，准备有机清洗液：首先用去离子水将器皿冲洗干净，并浸泡一天后晾干；再倒入有机溶剂至有机槽中，将有机溶剂按照要求倒入到石英缸中。

作为本发明进一步的方案：步骤1和步骤2的清洗方式：控制第一驱动电机工作，带动转轴转动，通过转轴的四个锥齿轮，使得四个连接轴同时进行转动，带动四个花篮同时转动，对半导体芯片进行旋转清洗。

作为本发明进一步的方案：转轴在转动的同时，通过位于中部的锥齿轮带动螺杆进行转动，使得移动块沿着固定筒向上移动，使得与连接架相连的花篮向下运动到对应的清洗缸内进行清洗。

作为本发明进一步的方案：当移动块从固定筒的底部移动到固定筒的顶部，再使得移动块从固定筒的顶部移动到固定筒的底部，为在对应的有机槽内完成清洗周期。

作为本发明进一步的方案：当完成一个清洗周期，通过控制移动盘进行移动，将下一个的有机槽移动到花篮的正下方进行旋转清洗，依次完成对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗。

本发明的有益效果：

(1)本发明改善了传统贴膜保护正面金属，在蒸镀前进行去胶清洗要求且要保护正面金属的方式，采用三氯乙烯可以将芯片残留的胶清洗去除干净，但由于有机溶剂的清洗能力有限，需通过两次三氯乙烯可以将胶去除干净，同时正面金属在有机溶剂中不会受到影响；在经过三氯乙烯清洗后，虽胶会去除干净，但正反两面会残留去离子水无法去除的有机溶剂，为去除三氯乙烯溶剂，采用甲醇溶剂继续冲洗残留的三氯乙烯，冲洗后采用去离子水清洗去除颗粒及残留溶剂；

(2)本发明采用该半导体清洗设备进行清洗，将半导体芯片装入到花篮内，再将装有半导体芯片的花篮安装到连接轴上，同时，也向对应的清洗缸内加入清洗溶剂；然后，控制所有依次落入到装有不同溶剂的清洗缸内，对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗，从而实现对半导体芯片进行自动化和流程化清洗，提高半导体芯片清洗的整体效率；

(3)本发明旋转机构实现对四个花篮内的半导体芯片进行旋转清洗，使得半导体芯体可以与清洗溶剂充分接触，减少在每一步清洗的时间，从而在整体上缩短整个半导体芯片清洗的时间，以及通过旋转清洗也将对半导体芯片清洗更加干净、更加充分；升降组件使得花篮进行升降运动，使得花篮可以实现自动浸泡清洗，和清洗后进行转移到其他的槽内，所以，在清洗过程中，旋转机构和升降组件的相互配合、相互联动，将实现半导体芯片充分且有序的进行清洗。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明现有技术半导体清洗的流程框图；

图2是本发明去胶清洗方法的流程框图；

图3是本发明半导体芯片清洗设备的结构示意图；

图4是本发明基座与移动盘连接关系的结构示意图；

图5是本发明承接带的结构示意图；

图6是本发明弹性支撑件的结构示意图；

图7是本发明升降组件和弹性支撑件连接关系的结构示意图。

图中：1、基座；2、支架；3、移动盘；4、置物筒；5、清洗槽组；6、承接带；7、花篮；8、连接架；9、第一驱动电机；10、连接轴；11、升降组件；12、弹性支撑件；13、卡槽；14、弧形板；15、弧形槽；16、橡胶套；17、安装槽；18、丝杆；19、滑块；20、第二驱动电机；21、清洗缸；22、支撑筒；23、弹簧；24、活塞板；25、支撑柱；26、转轴；27、主动锥齿轮；28、从动锥齿轮；29、螺杆；30、固定筒；31、移动块；32、升降柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2所示，本发明为一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法，包括以下步骤：

步骤1、半导体芯片提取：准备带有上道工艺残留胶的半导体芯片制品，将半导体芯片转移到清洗特氟龙花篮7中；

其中，半导体芯片的转移可以采用镊子、吸笔夹取或者倒片机倒片的方式进行完成；

步骤2、准备有机清洗液：准备盛放有机液的器具，首先用去离子水将器皿冲洗干净，并浸泡一天后晾干；再倒入有机溶剂至器皿中，将有机溶剂按照要求倒入到石英缸中；

其中，器皿采用石英石材质的清洗缸21；对器具进行清洗，保证器具的洁净度，避免器具自身带有的杂质或灰尘，影响对半导体芯片清洗的质量；

步骤3、将装有待洗的半导体芯片的花篮7放入三氯乙烯有机槽内后，上下晃动5次，按启动键计时，清洗时间为10min；使用手柄将放置到有机槽内的制品取出放置到有机槽内后每个花蓝上下晃动5次、按启动键计时，清洗时间为10min；

步骤4、将半导体芯片放入甲醇有机槽内后每个花蓝上下晃动5次，按启动键计时，清洗时间为10min；时间到把花篮7提上来再放入下一个甲醇有机槽内后每个花篮7上下晃动5次，按启动键计时，清洗时间为10min；

其中，步骤3和步骤4，将花篮7从每个槽提出时需要将花篮7放到有机槽顶端停放5S，将花篮7上的溶剂沥干，避免将清洗后的半导体芯片直接转移到下个槽内，导致溶剂洒落在工作台面上；

步骤5、采用手柄将花篮7取出放入到去离子水槽中进行循环冲洗，对正背面残留的有机液及颗粒进一步进行去除，保证芯片更好的蒸镀；

其中，去离子水在冲洗过程中需要上下晃动花篮7，并采用喷淋芯片的方式进行冲洗；

由于三氯乙烯和乙醇属于易挥发的溶剂，所以在上述去胶清洗的过程中，需要确保周围环境排风通畅，保持很好的通风环境；

通过上述的清洗方法改善了传统贴膜保护正面金属，在蒸镀前进行去胶清洗要求且要保护正面金属的方式，采用三氯乙烯可以将芯片残留的胶清洗去除干净，但由于有机溶剂的清洗能力有限，而经过两次三氯乙烯可以将胶去除干净，同时正面金属在有机溶剂中不会受到影响；在经过三氯乙烯清洗后，虽残留的胶会去除干净，但正反两面会残留去离子水无法去除的有机溶剂，为去除三氯乙烯溶剂，采用甲醇溶剂继续冲洗残留的三氯乙烯，冲洗后采用去离子水清洗去除颗粒及残留溶剂。

实施例2

上述半导体芯片去胶清洗的过程中，其中花篮7中半导体芯片的清洗采用人工手持的方式进行晃动、手持的方式进行静置清洗以及手持的方式进行转移；可见，其存在着对半导体芯片清洗的效率比较低，自动化程度不够高，并且处于三氯乙烯和乙醇易挥发的环境中，也将影响着工作人员的身体健康，为此提出一种半导体芯片清洗设备；

请参照图3，该半导体清洗设备包括基座1、清洗槽组5、承接带6、花篮7、连接架8；

基座1的顶面上安装支架2，在基座1的顶面上设置有间歇传动的移动盘3，移动盘3的顶面上并排设置有四个清洗槽组5；

在支架2的顶面上设置有可上下升降的连接架8，连接架8上间歇设置有连接轴10，连接轴10的底端贯穿支架2，并与支架2连接，连接轴10的底部通过可拆卸方式安装有花篮7，可拆卸方式方便对花篮7进行安装和拆卸，便于将半导体芯片承装到花篮7中或从花篮7里取出；连接轴10的底部可以根据清洗槽组5中的清洗缸21的容积，可以同时安装多个花篮7；

其中，清洗槽组5的数量与花篮7的数量相同，且每个花篮7对应位于清洗槽组5的上方；清洗槽组5上对应标号有1#、2#、3#、4#,通过设置标号，对清洗缸21起到识别标记的作用；每个清洗槽组5包括五个清洗缸21，五个清洗缸21之间等间距设置，五个清洗缸21沿着移动盘3传动的方向依次装有三氯乙烯溶剂、三氯乙烯溶剂、乙醇溶剂、乙醇溶剂和去离子水；使得花篮7内的半导体芯片可以依次经过5个清洗缸21内，完成对应的清洗工作；以及并排设置四个清洗槽组5，将半导体芯片清洗的效率提升4倍，所以配合着每个连接轴10的底部可以安装多个花篮7，从而将大大提高每次半导体芯片清洗的数量；

为了使清洗缸21安装到移动盘3上快捷方便，在移动盘3上设置有与清洗缸21尺寸相适配的置物筒4，在使用过程中，直接将清洗缸21放入到置物筒4内即可；

该半导体清洗设备的具体使用步骤为：将半导体芯片装入到花篮7内，再将装有半导体芯片的花篮7安装到连接轴10上，同时，也向对应的清洗缸21内加入清洗溶剂；然后，控制所有依次落入到装有不同溶剂的清洗缸21内，对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗，从而实现对半导体芯片进行自动化和流程化清洗，提高半导体芯片清洗的整体效率；

请参照图5，每个清洗槽组5的清洗缸21之间通过承接带6相互连接，承接带6包括卡槽13、弧形板14、弧形槽15、橡胶套16，弧形板14的长度与两个清洗缸21之间的距离相适配，弧形板14的宽度与花篮7的宽度相适配，弧形板14上设置有弧形槽15；

其中，弧形板14的底面两侧分别设置有橡胶套16，橡胶套16上设置有U型的卡槽13，卡槽13与清洗缸21的侧壁相适配，使得通过橡胶套16的卡槽13可以直接将弧形板14安装到清洗缸21上，具有拆卸安装方便的优点；

承接带6在使用时：宽度相适配可以使得花篮7在转移过程中，将花篮7上沾有的溶剂直接滴落到弧形板14内，然后受重力的作用，溶剂沿着弧形板14上的弧形槽15回流到清洗缸21内，其弧形板14的设置不仅仅省略了花篮7在清洗后需要置于清洗缸21上方沥干的时间，而且可以避免在转移过程中，即使花篮7上有残余溶剂滴落，也不会洒在工作台面上，以及通过弧形槽15继续回流道清洗缸21内进行使用；

请参照图4，移动盘3的间歇传动通过在基座1上设置有一个长方形的安装槽17，丝杆18位于安装槽17内并转动，丝杆18的一端与第二驱动电机20的输出端连接，第二驱动电机20安装在基座1的侧壁上，丝杆18上螺纹套设有滑块19，滑块19沿着安装槽17进行移动，滑块19与移动盘3连接来完成的；

在工作时，通过控制第二驱动电机20工作，带动丝杆18转动，使得滑块19沿着安装槽17进行移动，从而带动移动盘3沿着基座1进行水平，将对应的清洗缸21移动到花篮7的正下方；通过控制移动盘3的移动，带动移动盘3上所有的清洗缸21进行移动，使得通过移动清洗缸21来实现对半导体芯片向不同的清洗缸21转移；

请参照图6和图7，连接架8上设置有同时控制四个连接轴10转动的旋转机构；该旋转机构包括第一驱动电机9、连接轴10、升降组件11、弹性支撑件12、转轴26、主动锥齿轮27和从动锥齿轮28；

连接架8为中空结构，连接架8的一侧设置有第一驱动电机9，第一驱动电机9的输出端与转轴26连接，转轴26位于连接架8的内腔中，并与连接架8转动连接，转轴26上套设有四个主动锥齿轮27，主动锥齿轮27与从动锥齿轮28啮合连接，从动锥齿轮28与连接轴10的顶端连接，连接轴10与连接架8的底面转动连接；

在工作时，通过控制第一驱动电机9工作，带动转轴26转动，使得转轴26上的四个主动锥齿轮27同时转动，通过主动锥齿轮27与从动锥齿轮28的啮合作用，使得四个连接轴10同时进行转动，带动四个花篮7同时转动，实现对四个花篮7内的半导体芯片进行旋转清洗，使得半导体芯体可以与清洗溶剂充分接触，减少在每一步清洗的时间，从而在整体上缩短整个半导体芯片清洗的时间，以及通过旋转清洗也将对半导体芯片清洗更加干净、更加充分；

连接架8与支架2之间设置有升降组件11和弹性支撑件12，升降组件11位于支架2的中部，弹性支撑件12位于升降组件11的两侧；

其中，升降组件11包括螺杆29、固定筒30、移动块31、升降柱32；固定筒30安装在连接架8的底面中部上，固定筒30内设置有螺杆29，螺杆29的顶端延伸至连接架8的内腔，并通过主动锥齿轮27和从动锥齿轮28与转轴26传动连接；在固定筒30的两侧设置有长方形滑槽，螺杆29上套设有移动块31，移动块31的两侧穿过长方形滑槽，并与固定筒30滑动连接，移动块31上竖直设置有升降柱32；

在使用时，转轴26通过主动锥齿轮27和从动锥齿轮28带动螺杆29进行转动，使得移动块31沿着固定筒30上下移动，移动块31通过升降柱32作用在支架2的顶面上，从而使得连接架8进行升降运动，与其连接的花篮7也将实现升降运动，通过该升降组件11使得花篮7进行升降运动，使得花篮7可以实现自动浸泡清洗，和清洗后进行转移到其他的槽内；

其中，弹性支撑件12包括支撑筒22、弹簧23、活塞板24、支撑柱25；支撑筒22安装在支架2上，支撑筒22内设置有弹簧23，弹簧23的顶部连接有活塞板24，活塞板24与支撑筒22的内壁滑动连接，活塞板24的顶面上竖直设置有支撑柱25，支撑柱25穿过支撑筒22，并与连接架8连接；

在使用时，该弹性支撑件12起到弹性伸缩和支撑连接架8的作用，在清洗过程中，也随着升降组件11发生形变，并配合着支架2上的旋转机构进行工作，完成对半导体芯片的清洗工作。

本发明的工作原理：本发明的清洗方法改善了传统贴膜保护正面金属，在蒸镀前进行去胶清洗要求且要保护正面金属的方式，采用三氯乙烯可以将芯片残留的胶清洗去除干净，而经过两次三氯乙烯可以将胶去除干净，同时正面金属在有机溶剂中不会受到影响；在经过三氯乙烯清洗后，虽残留的胶会去除干净，但正反两面会残留去离子水无法去除的有机溶剂，为去除三氯乙烯溶剂，采用甲醇溶剂继续冲洗残留的三氯乙烯，冲洗后采用去离子水清洗去除颗粒及残留溶剂；

半导体清洗设备的工作原理为：将待洗的半导体芯片装入到花篮7中，同时清洗缸21内对应倒入清洗溶剂；

控制第一驱动电机9工作，带动转轴26转动，使得转轴26上的四个主动锥齿轮27同时转动，通过主动锥齿轮27与从动锥齿轮28的啮合作用，使得四个连接轴10同时进行转动，带动四个花篮7同时转动，同时，转轴26通过主动锥齿轮27和从动锥齿轮28带动螺杆29进行转动，使得移动块31沿着固定筒30向上移动，使得连接架8向下运动，与其连接的花篮7也将移动到对应的清洗缸21内，配合旋转的清洗缸21对半导体芯片进行旋转清洗；

当移动块31从固定筒30的底部移动到固定筒30的顶部，再通过控制第一驱动电机9相反转动，使得移动块31从固定筒30的顶部移动到固定筒30的底部，则完成在某个清洗缸21内的清洗阶段；

其中，花篮7从溶剂提升过程中，旋转机构带动花篮7进行转动，可以对花篮7进行快速甩干；

当完成一个清洗周期，关闭第一驱动电机9，启动第二驱动电机20工作，带动丝杆18转动，使得滑块19沿着安装槽17进行移动，从而带动移动盘3沿着基座1进行水平移动，将下一个的清洗缸21移动到花篮7的正下方，重复上升清洗的工作，从而依次完成对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤1：将装有待洗的半导体芯片放入到装有三氯乙烯的有机槽内进行清洗；然后，转移到下个装有三氯乙烯的有机槽内进行清洗；

步骤2：将三氯乙烯清洗后的半导体芯片转移到装有乙醇的有机槽进行清洗，然后，转移到下个装有乙醇的有机槽内进行清洗；

步骤3、将半导体芯片放入到离子水槽中进行清洗。

2.根据权利要求1所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，在步骤1、步骤2和步骤3中，对半导体芯片在清洗过程中，使用花篮(7)作为载体，花篮(7)为特氟龙材质。

3.根据权利要求2所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，步骤1和步骤2，半导体在有机槽内清洗的时间为清洗时间为10min，取出时，将装有半导体的花篮(7)放到有机槽上方停放5S。

4.根据权利要求1所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，在步骤1前，准备有机清洗液：首先用去离子水将器皿冲洗干净，并浸泡一天后晾干；再倒入有机溶剂至有机槽中。

5.根据权利要求1所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，步骤1和步骤2的清洗方式为：控制第一驱动电机(9)工作，带动转轴(26)转动，通过转轴(26)的四个锥齿轮，使得四个连接轴(10)同时进行转动，带动四个花篮(7)同时转动，对半导体芯片进行旋转清洗。

6.根据权利要求5所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，转轴(26)在转动的同时，通过位于中部的锥齿轮带动螺杆(29)进行转动，使得移动块(31)沿着固定筒(30)向上移动，使得与连接架(8)相连的花篮(7)向下运动到对应的清洗缸(21)内进行清洗。

7.根据权利要求6所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，当移动块(31)从固定筒(30)的底部移动到固定筒(30)的顶部，再使得移动块(31)从固定筒(30)的顶部移动到固定筒(30)的底部，为在对应的有机槽内完成清洗周期。

8.根据权利要求7所述的一种镀膜前AL制品去胶清洗的方法,其特征在于，当完成一个清洗周期，通过控制移动盘(3)进行移动，将下一个的有机槽移动到花篮(7)的正下方进行旋转清洗，依次完成对半导体芯片进行两次三氯乙烯清洗、两次乙醇清洗和一次去离子水清洗。

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