DE102016113943A1 - Verfahren zum Reinigen hermetisch dichter Halbleitergehäuse - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Entfernen unerwünschter Partikel aus einem Halbleitergehäuse offenbart. Das Verfahren umfasst das Einleiten von Trockeneis in zufällige Hohlräume des Halbleitergehäuses und das Entfernen der unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen unter Verwendung des Trockeneises, wobei das Trockeneis bewirkt, dass sich die unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen lösen, und wobei die unerwünschten Partikel durch ein Abfuhrsystem entfernt werden. Das Verfahren umfasst ferner, das Halbleitergehäuse in ein Vakuum zu bringen, indem Stickstoff in die zufälligen Hohlräume geleitet und das Halbleitergehäuse hermetisch versiegelt wird, um ein hermetisch dichtes Halbleitergehäuse herzustellen. Zumindest einer der zufälligen Hohlräume ist auf einer Oberfläche eines Halbleiterdies in dem Halbleitergehäuse.

Description

  • Hintergrund
  • Halbleiterleistungsmodule steuern die elektrische Leistung an Schaltkreise und Vorrichtungen wie z. B. Motoren, Aktoren, Steuerungen und Ähnliches. Wenn eine hohe Zuverlässigkeit zur Verwendung in extremen oder rauen Umgebungen erforderlich ist, wie z. B. bei Hochleistungsfahrzeugen, Luftfahrzeugen, Spaceshuttels und Satelliten, ist es wichtig, hermetisch dichte Halbleitergehäuse bereitzustellen, die frei von unerwünschten Partikeln wie z. B. Verunreinigungen oder Fremdkörpern (FOD) sind. Die unerwünschten Partikel können zum Beispiel während des Fertigungsprozesses eines Halbleitergehäuses eingebracht, aber nicht wirksam entfernt werden, bevor das Halbleitergehäuse hermetisch versiegelt wird. Diese unerwünschten Partikel können elektrische Kurzschlüsse verursachen, wenn das hermetisch dichte Halbleitergehäuse Schwingungen und/oder hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
  • Es wurden besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um unerwünschte Partikel zu entfernen, aber keine war bisher wirksam. Zum Beispiel besteht eine herkömmliche Technik zur Reinigung eines Halbleitergehäuses im Anwenden eines komprimierten Stickstoffsprühmittels, um Partikel aus dem Halbleitergehäuse zu entfernen. Während diese Technik große Partikel (z. B. mit Durchmessern von mehr als 500 Mikrometer) entfernen kann, ist sie beim Entfernen kleiner Partikel (z. B. mit Durchmessern von weniger als oder gleich 25 Mikrometer) unwirksam, da das komprimierte Stickstoffgas eine Hochdruck-Grenzschicht über unebenen Oberflächen im Halbleitergehäuse erzeugt und die kleinen Partikel an den Boden zufälliger Hohlräume drückt, die durch die unebenen Oberflächen erzeugt werden. Bei einer anderen herkömmlichen Technik werden ein oder mehrere Flüssigreinigungsmittel auf ein Halbleitergehäuse aufgetragen. Diese Flüssigreinigungsmittel sind jedoch kostspielig und können potentiell mehr Verunreinigungen im Halbleitergehäuse zurücklassen als vor ihrer Anwendung.
  • Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit, die Nachteile und Mängel auf dem Gebiet der Erfindung zu beheben, indem ein wirksames Reinigungsverfahren bereitgestellt wird, um unerwünschte Partikel aus hermetisch dichten Halbleitergehäusen zu entfernen.
  • Zusammenfassung
  • Es werden Verfahren nach Anspruch 1 oder 12 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
  • „Zufällige Hohlräume“ in dem Halbleitergehäuse können dabei irgendwelche Hohlräume des Halbleitergehäuses oder darin befindliche Komponenten wie ein Halbleiterdie sein, in dem sich zufällig ein oder mehrere Partikel befinden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Reinigung eines hermetisch dichten Halbleitergehäuses gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patenanmeldung darstellt.
  • 2 stellt beispielhafte Strukturen gemäß einem Anfangsschritt in dem Flussdiagramm aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 3A stellt beispielhafte Strukturen gemäß einem Zwischenschritt in dem Flussdiagramm aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 3B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Halbleitergehäuses, welches gemäß einem Zwischenschritt in dem Flussdiagramm aus 1 verarbeitet wird, gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 3C stellt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Halbleitergehäuses, welches gemäß einem oder mehreren Zwischenschritten in dem Flussdiagramm aus 1 verarbeitet wird, gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 4A stellt beispielhafte Strukturen gemäß einem Zwischenschritt in dem Flussdiagramm aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 4B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Halbleitergehäuses, welches gemäß einem Zwischenschritt in dem Flussdiagramm aus 1 verarbeitet wird, gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 4C stellt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Halbleitergehäuses, das gemäß einem oder mehreren Zwischenschritten in dem Flussdiagramm aus 1 verarbeitet wird, gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • 5 stellt beispielhafte Strukturen gemäß einem abschließenden Schritt in dem Flussdiagramm aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar.
  • Detailbeschreibung
  • Die folgende Beschreibung enthält spezifische Informationen betreffend Implementierungen in der vorliegenden Offenbarung. Die Zeichnungen in der vorliegenden Patentanmeldung und ihre beiliegende Detailbeschreibung betreffen lediglich beispielhafte Implementierungen. Solange nicht anders angegeben, können gleiche oder entsprechende Elemente in den Figuren mit gleichen oder entsprechenden Bezugszahlen angezeigt werden. Darüber hinaus sind die Zeichnungen und Darstellungen in der vorliegenden Patentanmeldung im Allgemeinen nicht maßstabsgetreu, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese den tatsächlichen relativen Dimensionen entsprechen.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zur Reinigung eines hermetisch dichten Halbleitergehäuses gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung darstellt. Bestimmte Details und Merkmale, die für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sind, wurden im dem Flussdiagramm weggelassen. Zum Beispiel kann ein Verfahrensschritt aus einem oder mehreren Teilschritten bestehen oder kann spezielle Ausrüstungsgegenstände oder Materialien involvieren, die auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind. Die im Flussdiagramm 100 angezeigten Schritte 180, 182, 184, 186 und 188 sind ausreichend, um eine Implementierung der vorliegenden erfinderischen Konzepte zu beschreiben; andere Implementierungen der vorliegenden erfinderischen Konzepte können Schritte verwenden, die sich von den im Flussdiagramm 100 gezeigten unterscheiden. Darüber hinaus stellen die Strukturen 280, 382, 300C, 486 und 588 in den 2, 3A, 3C, 4A und 5 die Ergebnisse der Durchführung der Schritte 180, 182, 184, 186 beziehungsweise 188 aus dem Flussdiagramm 100 dar. Zum Beispiel ist Struktur 280 eine beispielhafte Struktur nach der Verarbeitung von Schritt 180, Struktur 382 ist eine beispielhafte Struktur nach der Verarbeitung von Schritt 182, Struktur 300C ist eine beispielhafte Struktur nach der Verarbeitung von Schritt 184 und so weiter.
  • Unter Bezugnahme auf Schritt 180 in 1 und Struktur 280 in 2 umfasst der Schritt 180, das Halbleitergehäuse in ein Vakuum zu bringen. Unter Bezugnahme auf 2 stellt die Struktur 280 eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß Schritt 180 im Flussdiagramm aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Struktur 280 Halbleitergehäuse 250 im Vakuum 260 und Abfuhrsystem 224, das mit dem Vakuum 260 verbunden ist.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst das Halbleitergehäuse 250 Einhausung 252 sowie Substrat 254, welches in der Einhausung 252 angeordnet ist. Die Einhausung 252 umfasst Seitenwände sowie eine (in 2 nicht explizit gezeigte) Bodenwand. Das Substrat 254 ist in der Einhausung 252 angeordnet. Wie in 2 dargestellt, werden ein Halbleiterdie 202 und verschiedene andere Schaltkreisbauteile wie z. B. Widerstände, Induktivitäten, Kondensatorstapel und Tantalkondensatoren auf einer Oberseite des Substrats 254 ausgebildet. Das Substrat 254 umfasst auch eine (in 2 nicht explizit gezeigte) Bodenseite, auf welcher Halbleitervorrichtungen und/oder Schaltkreisbauteile ausgebildet sein können. In einer weiteren Implementierung kann das Halbleitergehäuse 250 einen einzelnen Halbleiterdie umfassen, der in diesem angeordnet ist. In einer Implementierung kann der Halbleiterdie 202 ein Gruppe-IV-Halbleitermaterial wie z. B. Silizium oder ein Gruppe-III-V-Halbleitermaterial wie z. B. Galliumnitrid (GaN) umfassen. In einer Implementierung kann der Halbleiterdie 202 zumindest einen Halbleiterschalter wie z. B. einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekt-Leistungstransistor (MOSFET), einen Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT), einen Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) (z. B. einen Galliumnitrid- oder Siliziumcarbid-HEMT) oder eine Diode umfassen.
  • In der vorliegenden Implementierung kann das Vakuum 260 eine Verarbeitungskammer sein, die konfiguriert ist, um einen spezifischen Vakuumpegel zu erzeugen. In einer weiteren Implementierung kann das Vakuum 260 eine beliebige, auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Vakuumumgebung sein. Das Abfuhrsystem 224 ist mit dem Vakuum 260 verbunden. Das Abfuhrsystem 224 ist konfiguriert, um unerwünschte Partikel wie z. B. Verunreinigungen oder Fremdkörper (FOD) zu entfernen und/oder den Druck innerhalb des Vakuums 260 zu verringern. In einer Implementierung kann das Halbleitergehäuse 250 über ein (in 2 nicht explizit gezeigtes) Förderband in das Vakuum 260 gebracht werden. Es sollte beachtet werden, dass das Vakuum 260 und das Abfuhrsystem 224 in einer Implementierung optional sein können, sodass das Halbleitergehäuse 250 unter Umgebungsbedingungen gereinigt werden kann.
  • Wie in der vergrößerten Ansicht 200 in 2 gezeigt, befindet sich das unerwünschte Partikel 204 in dem zufälligen Hohlraum 206 des Halbleiterdies 202. In einer Implementierung kann das unerwünschte Partikel 204 nicht leitfähiges Material wie z. B. Silizium umfassen. In einer weiteren Implementierung kann das unerwünschte Partikel 204 leitfähiges Material wie z. B. Metall oder Metalllegierungen umfassen. In einer Implementierung kann das unerwünschte Partikel 204 einen Durchmesser von etwa oder weniger als 25 Mikrometer (d. h. 10^–6 m) aufweisen. In einer weiteren Implementierung kann das unerwünschte Partikel 204 einen Durchmesser von mehr als 25 Mikrometer aufweisen. In einer Implementierung kann der zufällige Hohlraum 206 eine zufällige und unerwünschte Einkerbung oder eine unebene Oberfläche auf dem Halbleiterdie 202 sein. In der vorliegenden Implementierung befindet sich der zufällige Hohlraum 206 in der obersten Schicht (z. B. einer Passivierungsschicht) des Halbleiterdies 202. Es sollte verstanden werden, dass, obwohl lediglich ein zufälliger Hohlraum 206 und lediglich ein unerwünschtes Partikel 204 in 2 gezeigt werden, mehr als ein zufälliger Hohlraum und ein unerwünschtes Partikel in dem Halbleitergehäuse 250 sein können.
  • Unter Bezugnahme auf Schritt 182 in 1 und Struktur 382 in 3A umfasst der Schritt 182 das Einleiten von Trockeneis in die zufälligen Hohlräume des Halbleitergehäuses.
  • Unter Bezugnahme auf 3A stellt die Struktur 382 eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß Schritt 182 im Flussdiagramm 100 aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 3A dargestellt, wobei ähnliche Zahlen ähnliche Merkmale in 2 repräsentieren, umfasst die Struktur 382 das Halbleitergehäuse 350 im Vakuum 360 sowie das Abfuhrsystem 324, welches mit dem Vakuum 360 verbunden ist. Wie in 3A dargestellt, umfasst die Struktur 382 auch die Trockeneisabgabevorrichtung 310, welche Trockeneis 312 in den zufälligen Hohlraum 306 des Halbleitergehäuses 350 leitet.
  • In einer Implementierung kann das Trockeneis 312 Schnee (vorzugsweise Kohlendioxidschnee), Trockenschnee, Kohlendioxid (CO2) und/oder ein Zweiphasen-Kohlendioxidgemisch umfassen, welches Kohlendioxidgas und Kohlendioxidpartikel umfasst. In einer weiteren Implementierung kann das Trockeneis 312 jegliche Korngrößen in einem festen Aggregatzustand und/oder in Form einzelner Partikel umfassen. In einer weiteren Implementierung kann das Trockeneis 312 einem Trägerdruckgas beigemischt werden.
  • In der vorliegenden Implementierung ist die Trockeneisabgabevorrichtung 310 konfiguriert, um Trockeneis in den Innenraum des Halbleitergehäuses 350 aufzutragen, zu sprühen und/oder zu blasen. Zum Beispiel ist die Trockeneisabgabevorrichtung 310 konfiguriert, um Trockeneis 312 in einen Druckluftstrom und mit einer hohen Geschwindigkeit auf das Substrat 354 zu leiten, auf welchem sich alle Halbleitervorrichtungen und Schaltkreisbauteile befinden. Es sollte daher verstanden werden, dass, obwohl lediglich eine Trockeneisabgabevorrichtung 310 in 3A gezeigt wird, mehr als eine Trockeneisabgabevorrichtung in der Struktur 382 sein können, um Trockeneis 312 einzuleiten. Während des Betriebs kann die Trockeneisabgabevorrichtung 310 relativ zu dem Halbleitergehäuse 350 entweder stationär oder in Bewegung sein (sich z. B. neigen, drehen, transversal und/oder geradlinig bewegen).
  • Wie in der vergrößerten Ansicht 300A aus 3A gezeigt, befindet sich das unerwünschte Partikel 304 in dem zufälligen Hohlraum 306 des Halbleiterdies 302 innerhalb der Einhausung 352 des Halbleitergehäuses 350. Trockeneispartikel 312 werden in den zufälligen Hohlraum 306 geleitet. Das Trockeneis 312 sublimiert im Wesentlichen beim Auftreffen zu Gas, wobei es kinetische Energie auf das unerwünschte Partikel 304 überträgt und keine Rückstände im Halbleitergehäuse 350 hinterlässt.
  • Unter Bezugnahme auf die Struktur 300B in 3B stellt die Struktur 300B die vergrößerte Ansicht 300A in der Struktur 382 in 3A dar. Wie in 3B dargestellt, befindet sich das unerwünschte Partikel 304 in dem zufälligen Hohlraum 306 an der Oberfläche 308 des Halbleiterdies 302 im Halbleitergehäuse 350. Trockeneis 312 von der Trockeneisabgabevorrichtung 310 wird in den zufälligen Hohlraum 306 und auf die Oberfläche 308 des Halbleiterdies 302 geleitet. Außerhalb des zufälligen Hohlraumes 306 sublimiert das Trockeneis 312 im Wesentlichen beim Auftreffen zu Gas, wobei es minimale kinetische Energie überträgt und minimale Abrasion der Oberfläche 308 erzeugt, und hinterlässt keine Rückstände. In dem zufälligen Hohlraum 306 sind die Trockeneispartikel 312 kleiner als das unerwünschte Partikel 304 und können in den Innenraum des zufälligen Hohlraumes 306 eindringen. Das Trockeneis 312 sublimiert im Wesentlichen beim Auftreffen zu Gas, wobei es kinetische Energie auf das unerwünschte Partikel 304 überträgt, minimale Abrasion des zufälligen Hohlraumes 306 erzeugt und keine Rückstände in dem zufälligen Hohlraum 306 hinterlässt.
  • Unter Bezugnahme auf die Schritte 182 und 184 in 1 sowie die Struktur 300C in 3C umfassen die Schritte 182 und 184 das Einleiten von Trockeneis beziehungsweise Stickstoff in die zufälligen Hohlräume des Halbleitergehäuses. Unter Bezugnahme auf 3C stellt die Struktur 300C eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß den Schritten 182 und 184 im Flussdiagramm 100 aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 3C dargestellt, wobei ähnliche Zahlen ähnliche Merkmale in 3B repräsentieren, umfasst die Struktur 300C die Trockeneisabgabevorrichtung 310, welche Trockeneis 312 in den zufälligen Hohlraum 306 auf dem Halbleiterdie 302 leitet. Die Struktur 300C umfasst auch die Stickstoffabgabevorrichtung 320, welche komprimierten Stickstoff 322 in den zufälligen Hohlraum 306 auf dem Halbleiterdie 302 leitet. Die Stickstoffabgabevorrichtung 320 liefert komprimierten Stickstoff 322 an die Oberfläche 308 des Halbleiterdies 302 und den Innenraum des zufälligen Hohlraumes 306. Während der komprimierte Stickstoff 322 große Partikel (z. B. mit Durchmessern von 500 Mikrometern oder größer) von dem Halbleiterdie 302 entfernen kann, erzeugt komprimierter Stickstoff 322 eine Hochdruckgrenzschicht 326 über der Oberfläche 308, welche in Abwesenheit von Trockeneis 312 das unerwünschte Partikel 304 (z. B. mit einem Durchmesser von 25 Mikrometern oder weniger) an den Boden des zufälligen Hohlraumes 306 drücken würde. Das Einleiten von Trockeneis 312 zusätzlich zu komprimiertem Stickstoff 322 kann jedoch ein mechanisches Mittel bereitstellen, um das unerwünschte Partikel 304 aus dem zufälligen Hohlraum 306 zu entfernen.
  • In der vorliegenden Implementierung werden Trockeneis 312 und komprimierter Stickstoff 322 gleichzeitig in den zufälligen Hohlraum 306 des Halbleitergehäuses 350 geleitet. Es sollte beachtet werden, dass in einer Implementierung die Stickstoffabgabevorrichtung 320, welche komprimierten Stickstoff 322 an das Halbleitergehäuse 350 leitet, optional sein kann, sodass das Halbleitergehäuse 350 nur mit Trockeneis 312 gereinigt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf den Schritt 186 in 1 und die Struktur 486 in 4A umfasst der Schritt 186 das Entfernen der unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen des Halbleitergehäuses. Unter Bezugnahme auf 4A stellt die Struktur 486 eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß Schritt 186 im Flussdiagramm 100 aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 4A dargestellt, wobei ähnliche Zahlen ähnliche Merkmale in 3A darstellen, umfasst die Struktur 486 das Halbleitergehäuse 450 im Vakuum 460 sowie das Abfuhrsystem 424, welches mit dem Vakuum 460 verbunden ist. Wie in 4A dargestellt, umfasst die Struktur 486 auch die Trockeneisabgabevorrichtung 410, welche Trockeneis 412 in den zufälligen Hohlraum 406 des Halbleitergehäuses 450 leitet, wobei das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 in dem Halbleitergehäuse 450 über das Abfuhrsystem 424 entfernt wird.
  • Wie in der vergrößerten Ansicht 400A aus 4A dargestellt, wird das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 auf dem Halbleiterdie 402 innerhalb der Einhausung 452 des Halbleitergehäuses 450 entfernt. Das Trockeneis 412 sublimiert im Wesentlichen beim Auftreffen zu Gas und überträgt kinetische Energie auf das unerwünschte Partikel 404. Daher stellt das Trockeneis 412, welches in den zufälligen Hohlraum 406 geleitet wird, einen mechanischen Stoß bereit, um das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 herauszulösen. Das unerwünschte Partikel 404 verlässt daraufhin das Vakuum 460 über das Abfuhrsystem 424. Ebenso, obwohl dies nicht explizit in 4A gezeigt ist, sublimiert das Trockeneis 412 im Wesentlichen beim Auftreffen zu Gas (d. h. verbrennt zur Gasform) und verlässt das Vakuum 460 über das Abfuhrsystem 424, wodurch es keine Rückstände in dem zufälligen Hohlraum 406 des Halbleiterdies 402 hinterlässt.
  • Unter Bezugnahme auf Struktur 400B in 4B stellt die Struktur 400B die vergrößerte Ansicht 400A in der Struktur 486 in 4A dar. Wie in 4B dargestellt, bewirkt die kinetische Energie, welche durch das Trockeneis 412 beim Auftreffen auf das unerwünschte Partikel 404 übertragen wird, dass das unerwünschte Partikel 404 von dem Innenraum des zufälligen Hohlraumes 406 getrennt und gelöst wird. Daher stellt das Trockeneis 412 ein mechanisches Mittel bereit, um das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 herauszulösen, sodass das unerwünschte Partikel 404 aus dem Halbleiterdie 402 des Halbleitergehäuses 450 über das Abfuhrsystem 424 entfernt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf die Schritte 182, 184 und 186 in 1 sowie die Struktur 400C in 4C stellt die Struktur 400C eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß den Schritten 182, 184 und 186 im Flussdiagramm 100 aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 4C dargestellt, wobei ähnliche Zahlen ähnliche Merkmale in 4B repräsentieren, umfasst die Struktur 400C die Trockeneisabgabevorrichtung 410, welche Trockeneis 412 in den zufälligen Hohlraum 406 im Halbleiterdie 402 leitet. Die Struktur 400C umfasst auch die Stickstoffabgabevorrichtung 420, welche komprimierten Stickstoff 422 in den zufälligen Hohlraum 406 im Halbleiterdie 402 leitet.
  • Wie oben beschrieben liefert die Stickstoffabgabevorrichtung 420 komprimierten Stickstoff 422 an die Oberfläche 408 des Halbleiterdies 402 und den Innenraum des zufälligen Hohlraumes 406. Während komprimierter Stickstoff 422 große Partikel (z. B. mit Durchmessern von 500 Mikrometern oder größer) entfernen kann, erzeugt komprimierter Stickstoff 422 eine Hochdruckgrenzschicht 426 über der Oberfläche 408, welche bei Abwesenheit von Trockeneis 412 das unerwünschte Partikel 404 (z. B. mit einem Durchmesser von 25 Mikrometern oder weniger) an den Boden des zufälligen Hohlraumes 406 drücken würde. Das Einleiten von Trockeneis 412 zusätzlich zu dem komprimierten Stickstoff 422 kann jedoch ein mechanisches Mittel bereitstellen, um das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 zu entfernen.
  • Die von dem Trockeneis 412 beim Auftreffen auf das unerwünschte Partikel 404 übertragene kinetische Energie bewirkt, dass das unerwünschte Partikel 404 von dem Innenraum des zufälligen Hohlraumes 406 getrennt und gelöst wird. Daher stellt das Trockeneis 412 ein mechanisches Mittel bereit, um das unerwünschte Partikel 404 aus dem zufälligen Hohlraum 406 herauszulösen, sodass das unerwünschte Partikel 404 aus dem Halbleiterdie 402 des Halbleitergehäuses 450 über das Ableitsystem 424 (wie in 4A dargestellt) entfernt werden kann. Ebenso, obwohl dies nicht explizit in 4C gezeigt ist, sublimiert das Trockeneis 412 im Wesentlichen beim Auftreffen (d. h. verbrennt zur Gasform) und verlässt das Vakuum 460 über das Abfuhrsystem 424, weshalb es keine Rückstände im Halbleitergehäuse 450 hinterlässt. Nachdem unerwünschte Partikel wie z. B. Verunreinigungen oder Fremdkörper (FOD) aus dem Halbleitergehäuse 450 unter Verwendung von Trockeneis 412 entfernt wurden, bleiben die zufälligen Hohlräume und Oberflächen des Halbleiterdies 402 und/oder anderer Schaltkreisbauteile auf dem Substrat 454 sauber, trocken und unbeschädigt zurück.
  • Unter Bezugnahme auf den Schritt 188 in 1 und die Struktur 588 in 5 umfasst der Schritt 188 das hermetische Versiegeln des Halbleitergehäuses. Unter Bezugnahme auf 5 stellt die Struktur 588 eine schematische Ansicht beispielhafter Strukturen gemäß dem Schritt 188 im Flussdiagramm 100 aus 1 gemäß einer Implementierung der vorliegenden Patentanmeldung dar. Wie in 5 gezeigt, umfasst die Struktur 588 das Halbleitergehäuse 550, welches den hermetischen Deckel 558 aufweist, welcher das Halbleitergehäuse 550 versiegelt. Der Vollständigkeit halber werden auch das Vakuum 560 und das Abfuhrsystem 524 in 5 gezeigt. In einer Implementierung kann der hermetische Deckel 558 an die Einhausung 552 lasergeschweißt werden, um die eingehauste Anordnung (z. B. das Substrat 454, auf welchem sich der Halbleiterdie 402 und andere Schaltkreisbauteile befinden) in dem hermetisch dichten Halbleitergehäuse 550 hermetisch zu versiegeln. In anderen Implementierungen kann das hermetisch dichte Halbleitergehäuse 550 unter Verwendung eines beliebigen anderen geeigneten Verfahrens, welches auf dem Gebiet der Erfindung bekannt ist, hermetisch versiegelt werden. Ebenso kann eine kapselnde Formmasse oder ein Lückenfüller in das hermetisch dichte Halbleitergehäuse 550 eingespritzt werden, bevor dieses mit dem hermetischen Deckel 558 versiegelt wird. Daher erlaubt das Trockeneisverfahren gemäß der vorliegenden Implementierung neben anderen Vorteilen, dass das hermetisch dichte Halbleitergehäuse 550 im Wesentlichen frei von unerwünschten Partikeln ist. Es sollte beachtet werden, dass das Versiegeln des hermetisch dichten Halbleitergehäuses 550 in einer Implementierung optional sein kann.
  • Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass verschiedene Techniken verwendet werden können, um die in der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Konzepte zu implementieren, ohne von dem Schutzumfang dieser Konzepte abzuweichen. Obwohl die Konzepte ferner unter spezifischer Bezugnahme auf bestimmte Implementierungen beschrieben wurden, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang dieser Konzepte abzuweichen. Deshalb sind die beschriebenen Implementierungen in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht beschränkend zu betrachten. Es sollte ebenfalls verstanden werden, dass die vorliegende Patentanmeldung nicht auf die hier beschriebenen konkreten Implementierungen beschränkt ist, sondern viele andere Anordnungen, Modifikationen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Entfernen unerwünschter Partikel aus einem Halbleitergehäuse, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einleiten von Trockeneis in zufällige Hohlräume in dem Halbleitergehäuse; Entfernen der unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen unter Verwendung des Trockeneises.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner ein hermetisches Versiegeln des Halbleitergehäuses umfasst, um ein hermetisch dichtes Halbleitergehäuse herzustellen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trockeneis bewirkt, dass die unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen gelöst werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, welches ferner ein Einleiten von Stickstoff in die zufälligen Hohlräume umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, welches ferner ein Anordnen des Halbleitergehäuses in einem Vakuum umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei zumindest eines der unerwünschten Partikel einen Durchmesser von etwa gleich oder weniger als 25 Mikrometer aufweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die unerwünschten Partikel über ein Abfuhrsystem entfernt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Trockeneis zu Gas sublimiert, ohne Rückstände in dem Halbleitergehäuse zu hinterlassen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei zumindest einer der zufälligen Hohlräume auf einer Oberfläche eines Halbleiterdies in dem Halbleitergehäuse ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Halbleiterdie ein Gruppe-IV-Material umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Halbleiterdie ein Gruppe III-V-Material umfasst.
  12. Verfahren zur Reinigung eines Halbleitergehäuses, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: gleichzeitiges Einleiten von Trockeneis und Stickstoff in zufällige Hohlräume in dem Halbleitergehäuse; Entfernen der unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen unter Verwendung des Trockeneises; und hermetisches Versiegeln des Halbleitergehäuses.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Trockeneis bewirkt, dass sich die unerwünschten Partikel aus den zufälligen Hohlräumen lösen.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, welches ferner ein Anordnen des Halbleitergehäuses in einem Vakuum umfasst.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, wobei zumindest eines der unerwünschten Partikel einen Durchmesser von etwa gleich oder weniger als 25 Mikrometer aufweist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12–15, wobei die unerwünschten Partikel über ein Abfuhrsystem entfernt werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12–16, wobei das Trockeneis zu Gas sublimiert, ohne Rückstände in dem Halbleitergehäuse zu hinterlassen.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12–17, wobei zumindest einer der zufälligen Hohlräume auf einer Oberfläche eines Halbleiterdies in dem Halbleitergehäuse ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Halbleiterdie ein Gruppe-IV-Material umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Halbleiterdie ein Gruppe-III-V-Material umfasst.
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