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    1. 等离子体清洗工艺参数对清洗效果的影响

      不同的工艺气体对清洗效果影响 

      1)氩气 物理等离子体清洗过程中,氩气产生的离子携 带能量轰击工件表面,剥离掉表面无机污染物。在 集成电路封装过程中,氩离子轰击焊盘的表面,轰 击力去除工件表面上的纳米级污染物,产生的气态 污染物由真空泵抽走。该清洗工艺可提高工件表面 活性,提高封装中键合性能。氩离子的优势在于它 是一个物理反应,清洗工件表面不会带来氧化物; 缺点是工件材料可能产生过量腐蚀,但可通过调整 清洗工艺参数得到解决。 

      2)氧气 氧离子在反应仓内与有机污染物反应,生成二 氧化碳和水。清洗速度和更多的清洗选择性是化学 等离子清洗的优点。缺点是在工件上可能形成氧化物,所以在引线键合应用中,氧离子不允许出现。

      3)氢气 氢离子发生还原反应,去除工件表面氧化物。 出于氢气的安全性考虑,推荐使用氢氩混合气体的 等离子清洗工艺。

      工艺时间 

      总体来说,最短的工艺时间是客户的基本要求,以便能够达到z大产能。但是工艺时间不是单 一的因素,应该与射频功率、仓体压力和气体类型 等参数相匹配,达到动态平衡。 

      仓体压力

      反应仓内的压力是工艺气体流量、腔体泄露率 和真空泵抽速的动态平衡。 物理等离子清洗工艺模式采用的仓体压力较小。物理等离子清洗工艺要求被激发的离子轰击工件表面。假如仓体压力过高,激发的离子在到达工 件清洗表面之前就和其他离子产生多次碰撞,减低 清洁效果。已激发的离子在碰撞之前所行进的距离 称为离子的平均自由路程,与仓体压力成反比。物 理等离子清洗工艺要求低压以便于平均自由路程最 大化,使碰撞轰击达到最大。但假如仓体压力下降 太多,就没有足够的活性离子在有效的时间内来清 洁工件。 化学等离子清洗工艺产生的等离子体与工件表 面产生化学反应,所以离子数越多越能增加清洗的 能力,导致需要使用较高的仓体压力。

      射频功率

      射频功率的大小会影响等离子体的清洗效果, 从而影响封装的可靠性。加大等离子体射频功率是增加等离子的离子能量来加强清洗强度。离子能量是活性反应离子进行物理工作的能力。射频功率的设置主要与清洗时间达到动态平衡,增加射频功率可以适当降低处理时间,但会导致反应仓体内温度略有升高,所以有必要考虑清洗时间和射频功率这两个工艺参数。

      等离子体清洗模式

      主流的等离子清洗机有三种类型的电极载物板,用作设备的阳极、阴极以及悬浮极。根据工件 的不同,调节电极载物板能够产生两种模式的等离子 体,命名为直接等离子体模式和顺流等离子体模式。 直接等离子体模式是阳极和阴极相间放置,这 种放置模式下所有产生的等离子体都会在阴阳两极之间往复运动,是轰击性比较强的模式。清洗工件可任意放置在阴阳两极。 顺流等离子体模式是阳极、阴极以及悬浮极的 放置模式。在这种放置模式中,正离子能够到达悬 浮极产生清洗作用。这种放置模式产生的等离子体相 对较弱,可用来处理一些敏感元器件,如图1所示。

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                                                    图1等离子体清洗工艺流程图 

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                                                  图2等离子清洗前后接触角对比 

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