一种半导体芯片粘结蜡清洗剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于半导体芯片制造领域，本发明涉及一种半导体芯片粘结蜡清洗剂及其制备和使用方法。

背景技术

半导体芯片封装测试前，需要用粘结蜡涂敷功能区一面，在压力加持下固定在研磨盘上，对芯片裸露面进行研磨抛光操作。研磨抛光后，经粘结蜡清洗剂清洗，复原芯片的本征功能面。行业内采用的粘结蜡主要成分为长碳链的脂肪酸、松香酸及基于松香结构的衍生物，行业专家开发多款清洗剂，用以清洗粘结蜡物质。

专利CN 102191141 B公开了一种改性碳氢清洗剂，采用添加醇、酯和醚的方式，解决了专利200810053280.7方案清洗剂闪点低和溶解能力不足的弊端，并拓展了有机污垢的清洗范围，属一款广谱性质的清洗剂。

上述专利方案在工业特定领域具有适用性，但在半导体芯片专业领域清洗能力不足。半导体芯片功能面采用原子沉积的方式，呈现凸起的金属电极和凹回的无机材料层形貌，金属或无机材料原子沉积层是表面粗糙的结构。涂敷的粘结蜡在外压力的驱动下，粗糙表面结构牢牢锁住粘结蜡，充分占据了芯片功能面上宏观的凹凸余量空间，增加了后续清洗的复杂性；凸起金属表面上的蜡受更强压力，结构更加致密，后续清洗呈现残留问题。

此外，碳氢溶剂类清洗剂因不溶于水，故芯片清洗蜡后，需用多道酒精、异丙醇或丙酮等易挥发易燃爆试剂漂洗(特殊条件下，还需加热)，工艺复杂，潜在安全隐患大，成本高。

基于上述问题，半导体行业急需一款清洗彻底，使用工艺简单，安全稳定的粘结蜡清洗剂。

发明内容

本发明的目的是针对半导体芯片特殊结构上粘结蜡清洗不彻底，且工艺复杂及安全隐患大的不足，本发明提供一种半导体芯片粘结蜡清洗剂及其制备和使用方法，进而解决现有技术存在的缺点和不足。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种半导体芯片粘结蜡清洗剂，按质量百分比包括下列组分：

碳氢溶剂：0％-30％；

醇醚溶剂：余量；

清洗增效剂：0.5-5％；

气味调节剂：0.05-0.5％；

所述碳氢溶剂为闪点50-120℃的碳氢溶剂，优选为D50、D60、D65、D80、D110和芳香烃溶剂中的一种或多种组合；

所述醇醚溶剂为含氧有机物，优选为乙二醇叔丁醚和三丙二醇甲醚中的一种或两种；

所述清洗增效剂为松香醇聚氧乙烯醚、斯潘80与吐温80组合物中的一种或两种；

所述斯潘80与吐温80的质量比为1：3-10；

所述气味调节剂为橙味香精、香蕉香精中的任一种。

上述半导体芯片粘结蜡清洗剂的制备方法，步骤如下：

(1)清洗剂生产环境为千级超净生产车间(每立方英尺内，大于等于0.5um的灰尘颗粒不超过1000颗)，所用物料为高纯或电子级别；环境温度为24--26℃，湿度为40％--60％。管控品质，避免异物污染；

(2)生产所用反应釜经纯水充分涮洗空干后，采用配方组分醇醚溶剂，两次涮洗反应釜，空干备用。涮洗用醇醚物料不作为清洗剂物料使用；

(3)依照配方组成，先添加醇醚溶剂，之后添加所需质量的清洗增效剂，搅拌10-20分钟，搅拌速度50-70r/min，清洗增效剂完全溶解；

(4)上述步骤(3)最后得到的溶液，按照5-10分钟/次的频率，分2-3次等质量添加碳氢溶剂，搅拌速度50-70r/min，搅拌时间10-20分钟；

(5)上述步骤(4)最后得到的溶液中，添加气味调节剂，搅拌10-20分钟，搅拌速度50-70r/min。

(6)依照清洗剂管控方法和指标(企业标准Q/SDVS 010)，检验合格后，采用过滤器过滤后，包装。

本发明提供的半导体芯片粘结蜡清洗剂的使用方法；具体如下：

清洗设备应具有蒸汽抽排装置，至少具有四个工作槽位，且工作槽位可加热(优选水浴加热)。待清洗芯片依次经过清洗槽1，清洗槽2，QDR(溢流、鼓泡、快排水和喷淋组合)漂洗槽和甩干槽。其中，清洗槽1和清洗槽2添加本发明提供的清洗剂，用于清洗粘结蜡；清洗槽1的清洗温度为60-80℃，清洗槽1具有上下摆动功能，清洗时间为5-10分钟，芯片清洗采用浸泡方式。清洗槽2温度为70-90℃，清洗槽2具有上下摆动功能，清洗时间为5-10分钟，芯片清洗采用浸泡方式。QDR槽采用室温纯水，具有溢流、鼓泡、快排水和喷淋组合功能，组合功能共实施2-3次，总计10-15分钟。甩干为室温下进行，具体工艺以除尽芯片上纯水，满足生产要求为宜。清洗周期结束后，排尽清洗槽1中清洗剂，将清洗槽2中清洗剂倒入清洗槽1中，清洗槽2装入新清洗剂，进行下一周期清洗操作。本发明提供的清洗剂，每升清洗寿命大于120片，以单片涂敷0.3g粘结蜡计，提高10％以上寿命周期。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明提供的清洗剂具有除蜡彻底的显著特征。除碳氢和醇醚溶剂溶解粘结蜡作用外，本发明提供的清洗剂配方中清洗增效剂具有提高芯片粘结蜡清洗效率和彻底性的功效。松香醇聚氧乙烯醚中松香基团(亲油基团)与碳氢溶剂和粘结蜡具有亲和性，聚氧乙烯醚基团(亲水基团)倾向在金属电极和无机材料层表面铺展。斯潘80/吐温80组合物中斯潘(亲油)倾向结合碳氢溶剂和粘结蜡，吐温(亲水)倾向在金属电极和无极材料层表面铺展，斯潘和吐温间通过相同的含氧五元环相亲。二者的作用效果均是加速粘结蜡从芯片表面脱离，从而提高粘结蜡的清洗效果和彻底性。

(2)本发明提供的清洗剂可采用纯水漂洗，具有工艺简单，安全，成本低的特征。如上述(1)所述，清洗增效剂除具有提高清洗能力的效用外，在后续纯水漂洗阶段，亲水基团在水中伸展，亲油基团包裹碳氢溶剂和粘结蜡，起到防止水不溶物回黏到芯片上的作用。因无酒精、丙酮和异丙醇物质，简化了工艺，提高生产安全性，降低成本。

(3)本发明提供的清洗剂气味愉快，使工作环境惬意。本发明提供的清洗剂，添加日常生活中熟悉的水果气味添加剂，沁人心脾，工作愉悦。

(4)本发明提供的清洗剂不含重金属，不含卤素，不含破坏臭氧层污染物，符合RoHS和REACH标准，安全环保。且清洗废液经沉淀和生物降解后，可直接排放，降低生产成本。

(5)本发明提供的清洗剂不含腐蚀性物料，对芯片无腐蚀。

附图说明

图1是现有技术采用碳氢溶剂和醇醚溶剂粘结蜡清洗剂清洗后芯片效果图。

图2是本发明提供的清洗剂清洗芯片后效果图。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

实施例1

一种半导体芯片粘结蜡清洗剂，原料如表1所示：

表1一种半导体芯片粘结蜡清洗剂组分表

半导体芯片粘结蜡清洗剂的制备方法步骤如下：

(1)清洗剂在千级超净生产车间(开启空气净化系统，颗粒度含量为每立方英尺内,0.5um的灰尘颗粒小于1000颗)生产，所用物料为95％以上级别。环境温度为24--26℃，湿度为40％--60％。

(2)生产所用反应釜经纯水充分涮洗空干后，用乙二醇叔丁醚涮洗反应釜两次，空干备用(生产前已完毕)。

(3)反应釜中添加醇醚溶剂(乙二醇叔丁醚)，之后添加所需质量的松香醇聚氧乙烯醚，70r/min搅拌10分钟后，接着添加斯潘和吐温组合物，从加料完成后计算，再搅拌10分钟，搅拌速度70r/min，清洗增效剂完全溶解。

(4)上述步骤(3)最后得到的溶液，按照5分钟/次的频率，先添加D80，随后添加D60，搅拌速度70r/min，自加料完毕后计，搅拌10分钟。

(5)上述步骤(4)最后得到的溶液中，一次性添加气味调节剂，搅拌10分钟，搅拌速度70r/min。

(6)检验合格后，采用0.1um过滤器过滤包装。

实施例2

一种半导体芯片粘结蜡清洗剂，原料如表2所示：

表2一种半导体芯片粘结蜡清洗剂组分表

半导体芯片粘结蜡清洗剂的制备方法步骤如下：

(1)清洗剂在千级超净生产车间(开启空气净化系统，颗粒度含量为每立方英尺内,0.5um的灰尘颗粒小于1000颗)生产，所用物料为98％以上级别。环境温度为24--26℃，湿度为40％--60％。

(2)生产所用反应釜经纯水充分涮洗空干后，用三丙二醇甲醚涮洗反应釜两次，空干备用(生产前已完毕)。

(3)反应釜中添加三丙二醇甲醚，之后一次性添加所需质量的清洗增效剂(斯潘和吐温组合物)，从加料完成后计算，搅拌20分钟，搅拌速度50r/min，清洗增效剂完全溶解。

(4)上述步骤(3)最后得到的溶液，先添加计算量的D65，50r/min搅拌5分钟，随后添加计算量的D50，搅拌速度50r/min，自加料完毕后计，搅拌20分钟。

(5)上述步骤(4)最后得到的溶液中，一次性添加气味调节剂，搅拌20分钟，搅拌速度50r/min。

(6)检验合格后，采用0.2um过滤器过滤包装。

实施例3

一种半导体芯片粘结蜡清洗剂，原料如表3所示：

表3一种半导体芯片粘结蜡清洗剂组分表

半导体芯片粘结蜡清洗剂的制备方法步骤如下：

(1)清洗剂在千级超净生产车间(开启空气净化系统，颗粒度含量为每立方英尺内,0.5um的灰尘颗粒小于1000颗)生产，所用物料为90％以上级别。环境温度为24--26℃，湿度为40％--60％。

(2)生产所用反应釜经纯水充分涮洗空干后，用乙二醇叔丁醚涮洗反应釜两次，空干备用(生产前已完毕)。

(3)反应釜中先添加计算量的三丙二醇甲醚，再添加计算量的乙二醇叔丁醚；之后一次性添加松香醇聚氧乙烯醚，从加料完成后计算，搅拌15分钟，搅拌速度60r/min，清洗增效剂完全溶解，溶液均匀。

(4)上述步骤(3)最后得到的溶液，先添加计算量的芳香烃，60r/min搅拌10分钟，随后添加计算量的D110，搅拌速度60r/min，自加料完毕后计，搅拌20分钟。

(5)上述步骤(4)最后得到的溶液中，一次性添加气味调节剂，搅拌20分钟，搅拌速度60r/min。

(6)检验合格后，采用0.1um过滤器过滤包装。

本发明提供的半导体芯片粘结蜡清洗剂的使用方法如下：

水域加热的清洗设备，清洗槽1和清洗槽2添加实施例一制备的清洗剂。涂敷粘结蜡芯片依次经过清洗槽1(70℃浸泡，上下摆动，8分钟)、清洗槽2(80℃浸泡，上下摆动，8分钟)、QDR槽漂洗(溢流、鼓泡、快排水和喷淋组合，两次，总计10分钟)、室温甩干。

图1是现有技术采用碳氢溶剂和醇醚溶剂粘结蜡清洗剂清洗后芯片效果图。图2是本发明提供的清洗剂清洗芯片后效果图。可以明显看出现有技术清洗后的芯片仍然存在明显的蜡残留；本发明提供的清洗剂清洗的芯片无残留。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。