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半導體封裝等離子清洗設備的基本技術原理是什麽?

返回列表 來源:昆山AG8亚游 瀏覽: 發布日期:2018-10-10 16:55【
文章導讀:半導體器件生產過程中,受材料、工藝以及環境的影響,晶圓芯片表麵會存在肉眼看不到的各種微粒、有機物、氧化物及殘留的磨料顆粒等沾汙雜質,而等離子清洗是最適合的工藝方法。

在不破壞晶圓芯片及其他所用材料的表麵特性、熱學特性和電學特性的前提下,清洗去除晶圓芯片表麵的有害沾汙雜質物,對半導體器件功能性、可靠性、集成度等顯得尤為重要;否則,它們將對半導體器件的性能造成致命缺陷和影響,極大地降低產品良率,並將製約半導體器件的進一步發展。等離子清洗的基本技術原理如下:
 
1、在密閉的真空腔體中,通過真空泵不斷抽氣,使得壓力值逐漸變小,真空度不斷提高,分子間的間距被拉大,分子間作用力越來越小,利用等離子發生器產生的高壓交變電場將Ar、H2、N2、O2、CF4等工藝氣體激發、震蕩形成具有高反應活性或高能量的等離子體,進而與有機汙染物及微顆粒汙染物反應或碰撞形成揮發性物質,最終由工作氣體流及真空泵將這些揮發性物質清除出去,從而達到表麵清潔、活化、刻蝕等目的。如下圖所示:

 等離子清洗機
 
 
 
2、等離子清洗並不會破壞被處理的材料或者產品的固有特性,發生改變的僅僅是表麵納米級的厚度,被清洗的材料或產品表麵汙染物被去除,分子鍵打開後極其微小的結構變化,形成一定的粗糙度或者是在表麵產生親水性的官能基,使得金屬焊接的可靠性增強、不同材料之間的結合力提高等,從而提高產品的信賴度、穩定性,延長產品的使用壽命。
 
3、半導體封裝等離子清洗根據其反應類型可分為以下三種:

a.物理反應的清洗:利用Ar等惰性氣體輕易不與其他物質發生反應,離子質量比較重,對材料表麵進行物理轟擊,清除汙染物或將高分子的鍵結打斷,形成微結構粗糙麵。
例:Ar+e- →Ar++2e-     Ar++沾汙→揮發性沾汙
Ar+在自偏壓或外加偏壓作用下被加速產生動能,然後轟擊在放在負電極上的被清洗工件表麵,一般用於去除氧化物、環氧樹脂溢出或是微顆粒汙染物,同時進行表麵能活化。
 
b.化學反應的清洗:利用H2、O2等活躍性氣體的特性,使之發生還原反應或形成多鍵結構的活性官能團,進行表麵改性,提高親水性等。
例1:O2+e- →2O*+e-      O*+有機物→CO2+H2O

從反應式可見,氧等離子體通過化學反應可使非揮發性有機物變成易揮發的H2O和CO2

例2:H2+e- →2H*+e-      H*+非揮發性金屬氧化物→金屬+H2O
從反應式可見,氫等離子體通過化學反應可以去除金屬表麵氧化層,清潔金屬表麵。
 
c.物理化學反應的清洗:根據需要通入不同組合的工藝氣體,例如Ar、H2混合氣,其效果既有良好的選擇性、清洗性、均勻性,又有較好的方向性。
 
以上關於半導體封裝等離子清洗設備的基本技術原理描述清楚了嗎?您有什麽異議或更好的補充呢?歡迎大家留言與AG8亚游交流和分享。
 
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