在半導體行業(yè)中,,“parts clean” 即部件清洗,,是一個至關重要的過程。以下是關于半導體部件清洗的詳細步驟:
一,、清洗前準備
環(huán)境控制
潔凈室要求:半導體部件清洗需要在嚴格控制的潔凈室環(huán)境中進行,。潔凈室的潔凈度通常要達到ISO 14644 - 1或更高標準,例如ISO 14644 - 4級,,每立方米空氣中粒徑大于0.5μm的塵埃粒子數(shù)量不能超過10個,,以減少外界污染物對半導體部件的二次污染。
溫濕度調節(jié):溫度一般控制在20 - 24℃,,濕度在30% - 50%,。合適的溫濕度有助于減少靜電的產生和積累,,同時也能保證清洗溶液的性質穩(wěn)定。
材料與工具準備
清洗溶液:根據不同的污染物種類選擇合適的清洗溶液,。對于有機污染物,,常用的有N - 甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等有機溶劑,;對于無機污染物,,如金屬離子、氧化物等,,會使用酸性或堿性的化學試劑,,如稀鹽酸(用于去除一些金屬氧化物)、氫氟酸(用于去除硅氧化物)等,,但這些試劑的使用需要非常謹慎,,因為強酸強堿可能會腐蝕半導體部件。
清洗設備:超聲波清洗設備是常用的工具之一,。它通過高頻振動產生微小氣泡,,這些氣泡在破裂時能夠產生強大的沖擊力,將附著在部件表面的污垢剝離,。還有一些自動化的噴淋設備,,用于沖洗部件表面的殘留清洗液。
防護用品:操作人員必須穿戴防護服,、手套,、口罩和護目鏡等防護裝備,避免人體皮膚分泌的油脂,、汗液等污染半導體部件,。
二、清洗過程
預清洗
除塵:首先使用無塵布輕輕擦拭部件表面,,去除表面的灰塵和大的顆粒物,。無塵布的材質一般是聚酯纖維,其具有良好的耐磨性和吸塵性,,并且本身不產生塵埃,。
初步去污:對于一些有明顯污漬的部件,,可以先將其浸泡在溫和的有機溶劑中,,如異丙醇,使污漬軟化和初步溶解,。
主要清洗步驟
超聲波清洗:將部件放入盛有清洗溶液的超聲波清洗槽中,。清洗時間和溫度要根據部件的具體情況而定。例如,,對于一般的小型半導體芯片,,清洗時間可能在5 - 10分鐘,,溫度控制在40 - 60℃。超聲波的頻率通常在20 - 40kHz之間,,這個頻率范圍能夠有效去除部件表面的微小顆粒和部分頑固污漬,。
化學清洗(如有需要):如果部件表面的污染物主要是化學性質的,如金屬氧化層,,會將其放入特定的化學試劑溶液中進行處理,。例如,對于硅基半導體部件表面的二氧化硅層,,可以使用稀釋的氫氟酸進行處理,,但處理時間要嚴格控制,一般在1 - 2分鐘,,并且要及時用大量去離子水進行沖洗,,防止過度腐蝕。
漂洗和干燥
漂洗:清洗后的部件要用大量的去離子水進行漂洗,,以去除殘留的清洗溶液,。去離子水的電導率一般要低于1μS/cm,這樣可以減少水中的離子對半導體部件造成的影響,。
干燥:可以采用旋轉脫水的方式初步去除部件表面的水分,,然后將部件放入恒溫烘箱中進行干燥。烘箱的溫度一般設置在80 - 120℃,,干燥時間根據部件的大小和復雜程度而定,,通常在10 - 30分鐘。
三,、清洗后檢查與包裝
清潔度檢查:使用光學顯微鏡或其他檢測設備對清洗后的部件進行檢查,,確保表面沒有殘留的污染物。例如,,通過暗場顯微鏡可以觀察到微小的灰塵顆粒和痕跡,,對于要求較高的半導體部件,其表面清潔度的要求可能要達到每平方厘米不超過10個微小顆粒,。
包裝:將清洗干凈并檢查合格的半導體部件用防靜電包裝材料進行包裝,。包裝材料一般是具有良好導電性能的材料,如銀灰色的防靜電塑料袋或包裝盒,,以防止靜電積累對部件造成損壞,。
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