(57)【要約】【課題】従来技術の課題の幾つかを回避するための、改良されたモジュール、及び、複数の電子パッケージを洗浄するための方法を提供すること。【解決手段】本発明は、超音波洗浄モジュール及び個別にされた電子パッケージを洗浄する方法を提供する。モジュールは、切断装置が、切断チャックの表面にある、複数の電子パッケージを有する基板から、別個の電子パッケージを分離可能にする、複数の切断凹所が形成された表面を有する切断チャックを備える。電子パッケージに向けて流体を放出し得るように、チャック及び分離された電子パッケージより上にパルセータノズルが支持される。超音波生成器は、通過する流体を超音波により励磁してパッケージの洗浄を向上させるように構成された、ノズルと協働する。【選択図】　図７
2004006855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の切断凹所が形成される表面を備え、自身の表面に複数の電子パッケージを備える基板から切断装置が別個の電子パッケージを分離可能にする切断チャック、
前記電子パッケージに向けて流体を放出し得るように、前記チャック及び分離された該電子パッケージより上に支持されたパルセータノズル、及び
前記ノズルを通過する流体を超音波により励磁するように構成された、該ノズルと協働する超音波生成器を備える超音波洗浄モジュール。
【請求項２】
前記切断チャックに亘って直に前後運動ように支持され、かつ、前記電子パッケージに残っている流体を排除すべく、分離された前記電子パッケージに空気を向けるように構成された空気乾燥器を備える、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記空気乾燥器が、空気ナイフ及びエアノズルから成る群から選択される、請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記パルセータノズルが鉛直に対して３０°以下の角度で傾斜される、請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
前記パルセータノズルが分離された前記電子パッケージより５〜２０ミリメートルより上の高さに支持されている、請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記パルセータノズルを通る流体流量が３．５リットル／分で生成される、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
前記流体が非イオン化水である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項８】
前記超音波生成器によって生成される超音波エネルギーの周波数が幾百キロへルツのオーダーである、請求項１に記載のモジュール。
【請求項９】
生成される超音波エネルギーの周波数が約４００キロヘルツである、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記基板の保持及び洗浄を高めるために前記切断チャックの表面」がエラストマー材料製である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記電子パッケージを真空吸引によって前記チャックに保持するために、前記切断装置と協働する真空装置を含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記真空装置が、前記電子パッケージを分離する前に該電子パッケージの全基板を保持し、その後、前記基板を個別の電子パッケージへ分離した後で前記チャック上に別個のパッケージを保持するように構成された前記切断チャック内に設置された真空孔を備える、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
複数の電子パッケージを有する通常の基板から電子パッケージを形成し、かつ該電子パッケージを洗浄する方法において、
電子パッケージから成る基板をチャックの表面に配置する段階と、
前記基板を前記チャックの表面に保持する段階と、
前記基板を別個の電子パッケージに分離する一方で、前記基板と、前記電子パッケージとを前記チャックに保持する段階と、
その後、パルセータノズルを通じて流体の流れを分離された前記電子パッケージに向け、かつ前記ノズルを通じて通過する前記流体に超音波エネルギーを加えるために超音波生成器を励磁する段階と、を備える方法。
【請求項１４】
前記チャック及び前記電子パッケージに亘って空気流を導き該電子パッケージに残っている流体を排除する段階をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記チャック及び前記電子パッケージに亘って空気流を導く前記段階が空気ナイフ及びエアノズルから成る群から選択した装置である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記鉛直に対して３０°以下の角度で前記パルセータノズルを設定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記パルセータノズルを分離された前記電子パッケージより５〜２０ミリメートルより上の高さに支持することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
３．５リットル／分以上の流速で前記パルセータノズルを通過する流体の流れを生成することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記流体が非イオン化水である、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
幾百キロヘルツのオーダー周波数の超音波エネルギーを生成することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
生成される超音波エネルギーの周波数が約４００キロヘルツである、請求項２０に記載のモジュール。
【請求項２２】
前記基板を分離する段階が、前記チャック上に保持された前記基板を切断して別個の電子パッケージを形成することを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記基板と、分離された前記電子パッケージとを真空保持することによって前記チャックに該基板と分離された該電子パッケージを保持することを更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記基板を前記チャックの表面に沿って摺動させることによる該基板の摩擦洗浄を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
前記チャックの表面がエラストマー製である、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個別にされた（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）半導体又は電子パッケージ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｐａｃｋａｇｅｓ）の洗浄に関し、この洗浄は電子パッケージに放出された洗浄流体を使用するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどの半導体製造技術では、半導体チップスケールパッケージ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅｓ）（ＣＳＰ）のような多数の別個の電子パッケージが単一の基板上に形成される。これらの別個のパッケージは、使用前に個別に又は分離されなければならない。基板を個別にする一方法は、基板が切断チャックに取り付けられる際にこの基板を切断するためにダイシング・ソーを使う方法である。通常、各々の基板は集積回路デバイスから成る配列（ａｒｒａｙ）又はパネルと呼ばれる多くの配列の断面から成る。これらのパネルは、基板の長さに沿って均等に離隔された３つ〜５つまでの群に配置し得る。ダイシング処理は、更に洗浄、すすぎ、及び乾燥処理を受ける必要がある、のこ引かれたか又は個別にされた電子パッケージの群を作り出す。前記処理は、これらの個別にされたパッケージの相対的位置及び配向を保存すべきであるが、組立ラインに沿って連続処理を行う間に取扱い上の困難さが生じないようにパッケージを傾斜及び重複させる必要はない。
【０００３】
個別にされた基板を洗浄及び乾燥させる１つの方法は、個別にされた基板が保持ネストに取り付けられかつ多孔質材料で被覆される箇所において、加圧水ノズル及びエアブローの使用によってなされる。しかしながら、そのような圧力―すすぎノズル洗浄（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｒｉｎｓｅ　ｎｏｚｚｌｅ　ｃｌｅａｎｉｎｇ）は、湿度制御における困難性を生じさせ、これにより個別にされた基板の乾燥時間に諸経費を負い、かつ装置の回路に影響を及ぼし得る。さらに、基板を圧力室内の定位置に保持してすすぎを行うには、工具の複雑な構成及び組立を要する。他の方法は、個別にされた基板がネスト構造体に取り付けられ、覆われ、及び超音波洗浄液内に沈積される個所で超音波タンクを使う。しかしながら、前記超音波タンクの設定は、複雑であり、かつ通常はより長い処理時間、より長い乾燥時間、及び超音波洗浄液の汚染管理の困難性に帰着する。さらに、そのような慣用の超音波タンクの駆動周波数は、結線された電子デバイスを洗浄するには適切ではない。第３の方法は、遠心洗浄を使用することである。個別にされた基板は、真空によって担持体に保持される。その後、担持体は迅速に回転して基板は加圧水ノズルによってすすがれ、かつ回転運動によって乾燥される。しかしながら、水及び漂積物（ｄｅｂｒｉｓ）はガスによって個別にされた基板内に拡散して担持体の真空力によって基板より下に捕捉される。結果的に、水位標（ｗａｔｅｒｍａｒｋｓ）及び汚染物（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）が個別にされた基板の表面に形成される。
【０００４】
個別にされた基板をサブミクロンレベルに至るまで洗浄し、かつ洗浄処理全体のサイクルタイムを短縮する改良された処理に対する要求がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の課題の幾つかを回避するための、改良されたモジュール、及び、複数の電子パッケージを洗浄するための方法を提供しようとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、複数の切断凹所が形成される表面を備え、自身の表面に複数の電子パッケージを備える基板から切断装置が別個の電子パッケージを分離可能にする切断チャック、前記電子パッケージに向けて流体を放出し得るように、前記チャック及び分離された該電子パッケージより上に支持されたパルセータノズル、及び　前記ノズルを通過する流体を超音波により励磁するように構成された、該ノズルと協働する超音波生成器を備える超音波洗浄モジュールが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、電子パッケージから成る基板をチャックの表面に配置する段階と、前記基板を前記チャックの表面に保持する段階と、前記基板を別個の電子パッケージに分離する一方で、前記基板と、前記電子パッケージとを前記チャックに保持する段階と、その後、パルセータノズルを通じて流体の流れを分離された前記電子パッケージに向け、かつ前記ノズルを通じて通過する前記流体に超音波エネルギーを加えるために超音波生成器を励磁する段階と、を備える、複数の電子パッケージを有する通常の基板から電子パッケージを形成し、かつ該電子パッケージを洗浄する方法が提供される。
【０００８】
以降、本発明の１つの実施形態を説明する添付図面を参照することによって本発明をより詳細に説明する。図面及び関連する説明の特徴は、特許請求の範囲に規定される本発明のより広範な認識に関する一般性に取って代わるものとして理解されるべきではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、この図には基板を保持するための真空切断チャック１３の平面図が示されている。切断チャック１３は、（図示しない）切断ソー（ｃｕｔｔｉｎｇｓａｗ）が複数の電子パッケージを有する基板を個別化できるようにする、パターン化された切断凹所２２を成す縦横行を含む。これらの切断凹所２２の配置構成（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、個別にされていない基板２８の電子パッケージの配置構成に応じて配置構成される。分離後にチャック１３上へ個々のパッケージ１を保持するように、切断チャック１３には、分離すべき各々の電子パッケージの所定位置に設置された真空孔２７が形成される。
【００１０】
図２は、個別にされていない基板２８を具備する真空切断チャック１３の平面図を示す。この基板２８は自身上に取り付けられた電子パッケージから成る３つのパネルを備える。
【００１１】
図３は、加圧水ノズルを使用して、電子パッケージから成る個別にされた基板１の洗浄及び空気乾燥を行う従来技術の洗浄装置の断面図を示す。個別にされた基板１はネストトレー２に取り付けられる。頂部水洗ノズル６及び底部すすぎノズル７は、個別にされた基板１上に加圧水を噴射した後、頂部エアノズル４及び底部エアノズル５は基板が乾くまで吹き付ける。しかしながら、吹き付け乾燥プロセスは霧を生じさせ、この霧が今度は周囲の湿度を増加させ、かつ個別にされた基板１の乾燥時間に影響を及ぼす。ネストトレー２は、個別にされた基板１を保持するためのパーティションを使用するネスト構成を備える。これらのパーティションは基板１を保持するが水噴射を妨げ得る。従って、基板１がこれらのパーティションで部分的に覆われるために好ましくない洗浄に帰着する。
【００１２】
図４は、洗浄流体を含む超音波タンク１１に浸漬された個別にされた基板１を具備する従来技術による洗浄装置の断面図を示す。個別にされた基板１は担持体９に取り付けられてカバー８で覆われ、かつ超音波洗浄液１２を具備する超音波タンク１１内側の超音波変換器１０に配置される。そのようなタンク浸漬は、処理手順と、清浄な脱イオン水の良好な循環が必要とされるタンク内側の漂積物又は汚染物質粒子の蓄積との数によって、作動且つ維持するためには非効率的でありかつ多大の時間がかかる。この技術は適切ではあり得ない。何故なら、これらのタンクに対する超音波駆動周波数は、大抵、電子装置の結線の共振周波数に近いレベルである約４０キロヘルツであり、かつ基板１の結線された電子装置に影響を及ぼし得るためである。
【００１３】
図５は、真空チャックに保持される個別にされた基板１を洗浄するために遠心力洗浄を使用する従来技術による洗浄装置の等角図を示す。個別にされた基板１は担持体９に取り付けられる。次いで、この担持体は遠心テーブル３０上に取り付けられる。加圧水ノズル６は、水噴射を生じさせて真空によって担持体上に保持される個別にされた基板１を洗浄する。その後、遠心テーブル３０は、基板１を乾かすために或る方向３１に回転する。しかしながら、上記洗浄段階及び回転段階は、個別にされた基板１への汚損及び水位標に帰着する。個別にされた基板１を真空及び遠心回転３１によって保持する組み合わせ効果は、水及び漂積物に駆動力を与えて個別にされた基板１の間隙２２を通じて拡散されて表面汚損に通じる。
【００１４】
図６は、本発明の好ましい実施形態による個別にされた基板１を洗浄するための超音波洗浄モジュールの概略線図である。しかるに一方、図７は、使用時の個別にされた基板を洗浄するための超音波洗浄モジュールの等角図である。基板２８、１は複数の電子パッケージを備える。切断チャック１３は、基板２８の電子パッケージを分離させる前後、この基板２８を保持する。切断チャック１３は、ダイシング・ソーのような切断装置がチャック１３の表面の基板２８から別個の電子パッケージを分離可能にするために自身内に複数の切断凹所が形成されている。チャック１３の表面は、基板２８が表面に合致し、かつチャック１３に対する基板２８の保持効率を高めることを可能にする、帯電防止ゴム材料のような、エラストマー材料で作られることが好ましい。さらに、電子パッケージがチャック１３から取り外されるにつれて個別にされた基板１がチャック１３の表面に沿って摺動される時、これらの電子パッケージとチャック１３の表面との間の摩擦運動によって電子パッケージの摩擦洗浄を促進する。
【００１５】
基板からの電子パッケージの分離に引き続いて、個別にされた基板１の別個の電子パッケージは真空装置を通じた真空吸引によって切断チャック１３上に保持されたままである。真空装置は、基板２８から電子パッケージを分離する前に電子パッケージから成る全基板を保持し、その後、別個の電子パッケージへの基板２８の分離後にチャック１３に別個のパッケージを保持するように構成された、切断チャック１３内に設置された真空孔を備え得る。
【００１６】
パルセータノズル１４は、チャック、及びこのチャックの個別にされた基板１の分離された電子パッケージより上で支持される。この結果、パルセータノズル１４は、これらの電子パッケージに向けて励磁された流体を放ち得る。超音波生成器１７はパルセータノズル１４と協働する。その結果、パルセータノズル１４を流過する流体は超音波生成器１７によって励磁される。超音波生成器１７は、流体がノズルを通過する際に、この流体の流れを励磁可能な超音波周波数で作動する。流体は脱イオン水２４とし得る。脱イオン水弁２０を入れると、脱イオン水２４はパルセータノズル１４（例えば、ホンダ電子株式会社のＷ−３５７Ｐ−５０型パルセータノズル）を通過する。このパルセータノズル１４は切断チャック１３より上で前後方向に動く一方で、脱イオン水を個別にされた基板１に向ける。
【００１７】
ノズルは、所定角度、好ましくは鉛直に対して３０°以内に傾斜され、かつ個別にされた基板１より上の好ましくは５〜２０ミリメートルに保持される。流量センサ（ｆｌｏｗ　ｓｅｎｓｏｒ）１９及びデジタル式流れ伝達装置（ｄｉｇｉｔａｌ　ｆｌｏｗ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）１８は、流体の流れの速度を検出するように働く。流体の流れの速度は、３．５リットル／分以上が好ましい。従って、流れセンサ１９及びデジタル式流れ伝達装置１８は、これらが超音波生成器１７を起動させるために信号を初期化する前に３．５リットル／分あたりの最小の水の流れを検出するようにプログラム化されることが好ましい。脱イオン水２４は幾百キロヘルツのオーダーの周波数の超音波生成器１７を具備するパルセータノズル１４を流過する。好ましくは、生成される超音波エネルギーの周波数は、約４００キロヘルツである。この周波数は電子装置の結線の通常の共振周波数から程遠いものである。超音波エネルギーは、この超音波エネルギーを担持するパルセータノズル１４を出る脱イオン水２４の層流内の水分子に伝達される。個別にされた基板１が流れ媒体の経路より下に運ばれると、サブミクロンからミクロン寸法の粒子の除去に対する高度の清浄化が生じ、このようにして基板個別化段階の間に形成された塵粒子を除去する。
【００１８】
清浄化処理後、脱イオン水の供給が停止される。エアナイフ又はエアノズル形態とし得る、空気乾燥器１５は、切断チャック１３及び個別にされた基板１の真上の位置で前後に動いて基板１の表面に残っている水を吹き去らせるか追い出すために個別にされた基板１に空気を向ける。
【００１９】
発明の詳細な説明に記載した本発明は、特に記載した発明の実施形態以外の変形、変更、及び／又は更に別の態様としての解釈が可能であり、かつ本発明は、上述の説明の精神及び範囲内に該当するそのような全ての変形、変更及び／又は付加を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板を保持するための真空切断チャックの平面図である。
【図２】３つのパネルを取り付けて成る基板を具備する真空切断チャックの平面図である。
【図３】個別にされた基板を、加圧水ノズルを使用して洗浄及び空気乾燥させる従来技術による洗浄装置の断面図である。
【図４】洗浄流体容器内に浸漬された個別にされた基板を具備する従来技術による洗浄装置の断面図である。
【図５】真空チャックに保持される個別にされた基板を洗浄するために遠心力洗浄を使用する従来技術による洗浄装置の等角図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態による個別にされた基板を洗浄するための超音波洗浄モジュールを示す概略線図である。
【図７】使用時の個別にされた基板を洗浄するための超音波洗浄モジュールの等角図である
【符号の説明】
１　基板
２　ネストトレー
４　頂部エアノズル
５　底部エアノズル
６　頂部水洗ノズル
８　カバー
９　担持体
１０　超音波変換器
１１　超音波タンク
１２　超音波洗浄液
１３　真空切断チャック
１４　パルセータノズル
１５　空気乾燥器
１７　超音波生成器
２０　脱イオン水弁
２２　切断凹所
２４　脱イオン水
２８　基板
３０　遠心テーブル
３１　或る方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004006855.tif 000008
【図７】
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