JPH07135193A

JPH07135193A - 液体除去装置、半導体装置の試験装置、及び冷却装置

Info

Publication number: JPH07135193A
Application number: JP5279262A
Authority: JP
Inventors: Masaya Ishii; 雅也石井
Original assignee: Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】水冷後の半導体装置を均一に効率良く乾燥さ
せ、乾燥処理時間を短縮させる技術技術を提供するこ
と。【構成】電源電極及び接地電極に電気的に接続された半
導体装置１０に、冷却水を吹き付けながら、半導体装置
１０の動作特性を測定する試験装置１に、半導体装置１
０の動作特性の測定終了後、先端の吹き出し口１３ａが
線形に形成されたノズル１３を、吹き出し口１３ａの中
心を回転中心として回転させさながら乾燥気体１５ｂを
半導体装置１０に吹き付けて乾燥させる機構を設けた。【効果】乾燥気体を、高圧力且つ均一に半導体装置に吹
き付けられるので、半導体装置の乾燥効率が向上し、乾
燥処理時間を短縮させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造分野に
関するものであり、特に半導体装置の乾燥、あるいは冷
却に利用して有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】年々、半導体装置の高集積化、高速化に
伴い、その発熱量も増加しているため、テスティング時
や、プリント基板に実装して動作させる際には、半導体
装置の高能率な冷却が必要となっている。

【０００３】半導体装置のテスティングは、半導体装置
を電源電極、及び接地電極に接続することによって行わ
れる。その際、半導体装置からは熱が発生する。特にパ
ワーＩＣや、大型コンピュータ等に使用される高速ロジ
ックＬＳＩの発熱量は大きく、テスティングの際には、
冷却用の流体、例えば冷却気体や冷却水等で半導体チッ
プを冷却しながらテスティングを行っている。

【０００４】半導体チップを冷却水で冷却しながらテス
ティングする場合、テスティング終了後に水分が半導体
チップに残留すると、半導体チップに配線の腐食等の悪
影響を及ぼす場合がある。これを防ぐために、テスティ
ング終了後直ちに乾燥しなければならない。従来、この
乾燥は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、先端の吹
き出し口４３ａが円形のノズル４３を用い、半導体チッ
プ４０に乾燥気体４５を吹き付けることにより行われて
いる。

【０００５】尚、半導体装置の冷却方法に関しては、例
えば、特開平４−２４２９６３号公報、特開平４−１９
６１５５号公報、実開平４−８７６５４号公報等に記載
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ノズル４３を用いて乾燥させる場合、図７（ｂ）に示す
ように、ノズル４３先端の吹き出し口４３ａの形状が円
形であり、四角形の半導体装置４０の中心部へ向けて乾
燥気体４５を吹き付けているため、（１）半導体装置４
０の四隅に水滴４６が残り易い、（２）乾燥気体４５の
吹き付け方向が半導体装置４０の中心部からずれた場合
は、半導体装置４０の均一な乾燥ができず、乾燥時間も
長い、（３）ノズル４３先端に、半導体装置４０から飛
散した水滴４６が付着しやすく、その水滴４６が、ノズ
ル４３から噴出している乾燥気体４５に巻き込まれて半
導体装置４０に再付着してしまい、結果的に乾燥時間が
長くなる、という問題がある。

【０００７】また、近年、半導体チップ自体の面積が増
大してきているため、半導体チップを冷却する際の冷却
状態も不均一になりやすく、チップクラックが生じる恐
れが増加している。

【０００８】そこで、本発明の目的は、水冷後の半導体
装置を短時間に乾燥させる技術を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、半導体装置を均一
に、且つ効率良く冷却する技術を提供することにある。

【００１０】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
のとおりである。

【００１２】すなわち、試料に、先端の吹き出し口が線
形に形成されたノズルを前記吹き出し口の中心を回転中
心として回転させながら冷却用の流体、あるいは乾燥気
体を吹き付けて、冷却あるいは乾燥させるものである。

【００１３】

【作用】上記手段によると、冷却用の流体あるいは乾燥
気体が高圧力且つ均一に試料に吹き付けられるので、試
料の冷却効率あるいは乾燥効率が向上し、処理時間を短
縮させることができる。

【００１４】

【実施例１】以下、本発明の一実施例を、半導体装置の
試験装置に用いた例について説明する。図１に半導体装
置の電気的特性を測定する試験装置１のブロック図を示
す。試験装置１は、測定装置２、試料供給部３、試料測
定部４、試料乾燥部５、選別部６、及び収納部７からな
る。試料供給部３から供給された半導体装置は、試料測
定部４において、その電気的特性を測定される。その
際、特にパワーＩＣや、大型コンピュータ等に使用され
る高速ロジックＬＳＩは、発熱量が大きく、測定時に
は、冷却水で半導体装置を冷却しながら測定を行う。冷
却水は、冷却水供給部８から試料測定部４へ導かれてい
る。測定後、半導体装置には冷却水が付着しているた
め、試料乾燥部５において乾燥される。乾燥気体は、乾
燥気体供給部９から試料乾燥部５へ導かれている。その
後、選別部６へ搬送された半導体装置は、測定結果に基
づいて良品と不良品に選別され、収納部７でそれぞれ分
けて収納される。図２（ａ）に試料乾燥部５の側断面
図、（ｂ）に乾燥中の半導体装置の上面図を示す。試料
乾燥部５は、乾燥中、半導体装置１０を支持する支持部
１４と、半導体装置１０に乾燥気体を吹き付けるノズル
１３からなる。半導体装置１０は、測定用支持基板１２
にバンプ１１によって電気的に接続、固定されており、
半導体装置１０を下向きにして、測定用支持基板１２が
支持部１４によって支持される。支持部１４の先端部に
は、エアー吸引口１４ａを設けており、エアー１５ｂに
よって吹き飛ばされた水滴１８を下方へ誘引するための
エアー１６を引き込むためのものである。ノズル１３
は、支持部１４の内側に設けられており、乾燥気体供給
部９から供給された乾燥気体１５を先端部の吹き出し口
１３ａから半導体装置１０へ吹き付けて乾燥を行うよう
に位置している。吹き出し口１３ａは、線形に形成し、
面積を小さくすることにより、乾燥気体１５ｂの吹き出
し圧力を増加させている。このノズル１３は、吹き出し
口１３ａの中心を回転中心として回転可能となってお
り、その回転は、ノズル１３の下部に設けられた羽根１
３ｂにエアー１７を吹き付けることによりなされる。

【００１５】次に、試料乾燥部５による半導体装置の乾
燥方法について説明する。

【００１６】まず、試料測定部４において、電源電極、
接地電極等を測定装置２に接続され、冷却水によって冷
却されながら電気的特性を測定された半導体装置１０
は、試料測定部４から、図示しない吸着手段等からなる
搬送手段によって、測定用支持基板１２に実装されたま
ま試料乾燥部５へ搬送される。測定用支持基板１２ごと
搬送された半導体装置１０は、半導体装置１０が筒状の
支持部１４の内側に位置するように下向きにして、測定
用支持基板１２を支持部１４の先端部に載置する。次
に、図示しない吸引手段によって、支持部１４の下方
へ、エアー１６を吸引しながら、ノズル１３の吹き出し
口１３ａから乾燥気体１５を噴出させ、半導体装置１０
へ吹き付ける。乾燥気体１５は、乾燥気体供給部９から
ノズル１３へ供給されるが、ノズル１３の吹き出し口１
３ａを線形に形成することにより面積を小さくし、吹き
出し口１３ａから噴出される乾燥気体１５の噴出圧を高
くしている。また、ノズル１３の下部に形成した羽根１
３ｂに、エアー１７を吹き付けることにより、ノズル１
３を、図中矢印１３ｃ方向に回転させる。これにより、
線形状の吹き出し口１３ａから高圧で噴出する乾燥気体
１５は、半導体装置１０のほぼ全域に且つ平均的に吹き
付けられることになり、半導体装置１０に付着していた
水滴１８を瞬時に吹き飛ばし、乾燥を早めている。した
がって、半導体装置１０の乾燥時間を大幅に短縮するこ
とができる。吹き飛ばされた水滴１８は、エアー１５及
び支持部１４のエアー吸引口１４ａから吸引したエアー
とともに、図示しない吸引手段によって、支持部１４の
下方へ吸引される。これにより、水滴１８が半導体装置
１０に再付着することを防止できる。

【００１７】乾燥が終了した半導体装置１０は、図示し
ない搬送手段によって選別部６へ搬送される。そこで、
測定結果に基づいて、良品、不良品に選別され、収納部
７でそれぞれ分けられて収納される。

【００１８】次に、本実施例での作用効果について説明
する。

【００１９】（１）乾燥気体を噴出させるノズルの吹き
出し口を線形に形成し、乾燥気体の噴出時にノズルを回
転させるので、乾燥気体を増加させずに、高い噴出圧の
乾燥気体を、試料全体に吹き付けることができる。

【００２０】（２）高い噴出圧の乾燥気体を、試料全体
に吹き付けることができるので、試料に付着していた水
滴を、瞬時に吹き飛ばすことができ、乾燥時間を大幅に
短縮させることができる。従って、半導体装置のテステ
ィングのスループットを向上させることができる。

【００２１】（３）吸引手段によって、乾燥気体及び支
持部のエアー吸引口から吸引したエアーとともに、吹き
飛ばされた水滴が、支持部の下方へ、吸引されるので、
水滴が半導体装置に再付着することを防止できる。

【００２２】以上、本発明を、半導体装置の試験装置に
利用した例について説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能である。上記ノズルは、ノズル下部に形成
した羽根にエアーを吹き付けることにより回転するが、
回転動力にモーターを用いても良い。また、図３に示す
ように、ノズル１９の吹き出し口１９ａの中心１９ｂを
対称中心として、吹き出し口１９ａにそれぞれ反対方向
に角度θを付けることにより、乾燥気体２０は互いに反
対方向に噴出され、その噴出圧を推力としてノズル１９
を回転させると、乾燥気体２０を回転動力としても兼用
させることができ、試料乾燥部５全体の構造も簡略化さ
せることができる。

【００２３】また、上記実施例では、乾燥気体及び支持
部のエアー吸引口から吸引したエアーとともに、吹き飛
ばされた水滴を、支持部の下方から吸引手段によって強
制的に吸引していたが、図４に示すように、ノズル２１
の側面に羽根２１ｂを設け、ノズル２１が回転すること
により、エアー２２及び水滴２３を下方に吸引するよう
な構造を用いても、水滴２３が半導体装置に再付着する
ことを防止できる。

【００２４】更に、図５に示すように、試料測定部４に
おいて、半導体装置１０のテスティング後、同位置で乾
燥を行ってもよい。その場合、冷却水２５による冷却と
乾燥気体１５による乾燥は、同一のノズル１３を用い、
冷却水２５と乾燥気体１５は切り換えバルブ２６によっ
て切り換える。このようにすると、別に試料乾燥部を設
けなくてもよいので、その分コンパクトにすることがで
きる。

【００２５】

【実施例２】以下、本発明を、プリント基板に実装され
た半導体装置の冷却機構に利用した例について説明す
る。

【００２６】半導体装置の冷却機構は、発熱量の大きい
半導体装置が実装されている大型コンピュータ等のプリ
ント基板上に、冷却ユニットとして利用して効果がある
ものである。図６（ａ）に、冷却ユニット２９の側面
図、（ｂ）にＡ−Ａ´断面図を示す。冷却ユニット２９
は、ノズル３１乃至３４、冷却気体導入管３０、モータ
ー３５、ベルト３６、及びハウジング２９ａから構成さ
れ、発熱量の大きい半導体装置２８ａ乃至２８ｄが実装
されたプリント基板２７上にセットされている。ノズル
３１乃至３４は、ハウジング２９ａに支持されており、
ベアリング等を用いることによりそれぞれ回転可能とな
っている。、ノズル３１乃至３４の位置は、半導体装置
２８ａ乃至２８ｄが実装されている位置に対応してい
る。ノズル３１乃至３４のそれぞれの吹き出し口３１
ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、線形に形成されてお
り、吹き出し口の面積を小さくすることにより冷却気体
導入管３０を通って供給される冷却気体３７の吹き出し
圧を高めている。ノズル３１乃至３４は、冷却ユニット
２９に設けられたモーター３５と１本のベルト３６によ
ってつながれており、モーター３５の回転がベルト３６
によってノズル３１乃至３４へ伝達され、ノズル３１乃
至３４が回転する。冷却気体導入管３０は、図示しない
外部冷却気体供給手段に接続されている。

【００２７】次に冷却ユニット２９の動作について説明
する。冷却ユニット２９は、温度センサー等を用いて、
ある一定の温度以上になった場合に動作させるように
し、そのスイッチングは、例えば温度センサーからの信
号によって行われる。尚、温度センサーからの信号は、
冷却ユニットの他、外部冷却気体供給手段及び排気手段
のスイッチングも行うようにする。まず、プリント基板
２７に実装されている半導体装置２８ａ乃至２８ｄが動
作すると熱が発生し、半導体装置２８ａ乃至２８ｄ及び
その周辺の温度が上昇する。温度の上昇に伴い、図示し
ない温度センサーが作動し、冷却ユニット２９、図示し
ない外部冷却気体供給手段及び排気手段へ信号が送ら
れ、それぞれが作動を開始する。冷却ユニット２７は、
冷却気体導入管３０から冷却気体３７を取り込み、ノズ
ル３１乃至３４のそれぞれの吹き出し口３１ａ、３２
ａ、３３ａ、３４ａから冷却気体３７を噴出させ、動作
中の半導体装置２８ａ乃至２８ｄへ吹き付ける。それと
同時に、モーター３５が回転し、ベルト３６によってノ
ズル３１乃至３４へモーター３５の回転が伝達されて、
ノズル３１乃至３４が回転運動をする。このノズル３１
乃至３４の回転運動により、線形状の吹き出し口３１
ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａから噴出する高圧の冷却気
体３７は、半導体装置全体を平均的に冷却する。冷却に
使用された気体は、図示しない排気手段によって外部へ
排出される。尚、排出される気体の温度を、温度センサ
ーによって検知することにより、ある一定温度以下で冷
却ユニット２９、図示しない外部冷却気体供給手段及び
排気手段を停止させてもよい。

【００２８】以下、本実施例の作用効果について説明す
る。

【００２９】（１）発熱量の大きい半導体装置の動作中
に、吹き出し口が線形に形成されたノズルを用い、その
吹き出し口の中心を回転中心として回転させながら、冷
却気体を半導体装置に集中的に吹き付けることにより、
高圧の冷却気体を半導体装置全体に、平均的に供給する
ことができる。

【００３０】（２）高圧の冷却気体を半導体装置全体に
平均的に供給することができるので、半導体装置の冷却
効率が向上する。

【００３１】（３）半導体装置の冷却効率が向上するの
で、半導体装置の発熱によって、半導体装置自体や実装
基板等が劣化することを防止できる。

【００３２】（４）半導体装置や実装基板等の劣化を防
止できるので、セット全体としての信頼性が向上する。

【００３３】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
上記実施例では、吹き出し口が線形のノズルを、モータ
ー及びベルトによって回転させたが、勿論、図２に示す
ような、エアーの流れを羽根で受けて回転するノズル、
あるいは、図３に示すような、吹き出し口から気体を噴
出させることにより回転するノズルを用いてもよい。

【００３４】尚、上記実施例１及び２では、本発明を、
気体を用いた半導体装置の乾燥及び冷却に利用した例に
ついて述べたが、その他、製造中の半導体ウエハの洗浄
や乾燥、また、半導体製造分野以外の分野において、物
品の洗浄、乾燥、あるいは冷却に用いた場合にも、それ
らの処理効率が向上し、処理時間の短縮を図れるもので
ある。

【００３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００３６】すなわち、試料に、先端の吹き出し口が線
形に形成されたノズルを前記吹き出し口の中心を回転中
心として回転させさながら冷却用の流体、あるいは乾燥
気体を吹き付けて、冷却あるいは乾燥させることによ
り、冷却用の流体あるいは乾燥気体が高圧力且つ均一に
試料に吹き付けられるので、試料の冷却効率あるいは乾
燥効率が向上し、処理時間を短縮させることができるも
のである。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体装置の電気的特性を測定する試験装置の
ブロック図である。

【図２】（ａ）は、本発明の一実施例である試料乾燥部
の側断面図、（ｂ）は、乾燥中の半導体装置の上面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例であるノズルの上面図及び
側断面図である。

【図４】本発明の他の実施例であるノズルの上面図及び
側断面図である。

【図５】本発明の他の実施例である試料測定部の側断面
図である。

【図６】（ａ）は、本発明の他の実施例である冷却ユニ
ットの側面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ´断面図であ
る。

【図７】（ａ）は、従来の試料乾燥部の側断面図、
（ｂ）は、乾燥中の半導体装置の上面図である。

【符号の説明】

１……試験装置，２……測定装置，３……試料供給部，
４……試料測定部，５……試料乾燥部，６……選別部，
７……収納部，８……冷却水供給部，９……乾燥気体供
給部，１０……半導体装置，１１……バンプ，１２……
測定用支持基板，１２ａ……測定用端子，１３……ノズ
ル，１３ａ……吹き出し口，１３ｂ……羽根，１４……
支持部，１４ａ……エアー吸引口，１５……乾燥気体，
１５ａ……乾燥気体，１５ｂ……乾燥気体，１６……吸
引気体，１７……エアー，１８……水滴，１９……ノズ
ル，１９ａ……吹き出し口，１９ｂ……中心，２０……
乾燥気体，２１……ノズル，２１ａ……吹き出し口，２
１ｂ……羽根，２２……エアー，２３……水滴，２４…
…支持部，２５……冷却水，２６……切り換えバルブ，
２７……プリント基板，２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８
ｄ……半導体装置，２９……冷却ユニット，２９ａ……
ハウジング，３０……冷却気体導入管，３１、３２、３
３、３４……ノズル，３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ
……吹き出し口，３５……モーター，３６……ベルト，
３７……冷却気体，３８……吸引方向，３９……試料乾
燥部，４０……半導体装置，４１……バンプ，４２……
測定用支持基板，４３……ノズル，４３ａ……吹き出し
口，４４……支持部，４５……乾燥気体，４６……水
滴，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ 7630−4Ｍ 23/467

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体が付着している物体に、気体をノズル
を用いて集中的に吹き付けることにより、前記物体に付
着した液体を飛散させて除去する液体除去装置であっ
て、前記ノズルは、先端の吹き出し口が線形に形成さ
れ、前記吹き出し口から気体を噴出している間は、前記
吹き出し口の中心を回転中心として回転することを特徴
とする液体除去装置。
【請求項２】電源電極及び接地電極に電気的に接続され
た半導体装置に冷却水を供給しながら、前記半導体装置
の動作特性を測定する半導体装置の試験装置であって、
前記半導体装置の動作特性の測定終了後、先端の吹き出
し口が線形に形成されたノズルを前記吹き出し口の中心
を回転中心として回転させながら乾燥気体を前記半導体
装置に吹き付けて乾燥させる機構を設けたことを特徴と
する半導体装置の試験装置。
【請求項３】前記冷却水は、回転している前記ノズルか
ら噴出して前記半導体装置を冷却し、測定終了後、前記
冷却水を前記乾燥気体に切り換え、前記ノズルから乾燥
気体を噴出させて前記半導体装置を乾燥することを特徴
とする請求項２記載の半導体装置の試験装置。
【請求項４】前記ノズルには、回転することにより、前
記ノズルの先端方向とは逆方向への気流を発生させる羽
根を設けたことを特徴とする請求項２または３記載の半
導体装置の試験装置。
【請求項５】発熱している物体に、冷却用の流体をノズ
ルを用いて集中的に吹き付けることにより、前記物体を
冷却する冷却装置であって、前記ノズルは先端の吹き出
し口が線形に形成され、前記吹き出し口から冷却用の流
体を噴出している間は前記吹き出し口の中心を回転中心
として回転することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】前記冷却装置は、プリント基板に実装され
た動作中の半導体装置に、前記ノズルから冷却気体を供
給する冷却ユニットであることを特徴とする請求項５記
載の冷却装置。