半导体封装等离子清洗的基本技术原理
半导体封装等离子清洗的基本技术原理：
半导体器件生产过程中，受材料、工艺以及环境的影响，晶圆芯片表面会存在肉眼看不到的各种微粒、有机物、氧化物及残留的磨料颗粒等沾污杂质，等离子清洗是优质的工艺方法。
在不破坏晶圆芯片及其他所用材料的表面特性、热学特性和电学特性的前提下，清洗去除晶圆芯片表面的有害沾污杂质物，对半导体器件功能性、可靠性、集成度等显得尤为重要；否则，它们将对半导体器件的性能造成严重影响，极大地降低产品良率，并将制约半导体器件的进一步发展。
等离子清洗的技术原理如下：
1、在密闭的真空腔体中，通过真空泵不断抽气，使得压力值逐渐变小，真空度不断提高，分子间的间距被拉大，分子间作用力越来越小，利用等离子发生器产生的高压交变电场将ar、h2、n2、o2、cf4等工艺气体激发、震荡形成具有高反应活性或高能量的等离子体，进而与有机污染物及微颗粒污染物反应或碰撞形成挥发性物质，由工作气体流及真空泵将这些挥发性物质清除出去，从而达到表面清洁、活化、刻蚀等目的。如下图所示：
2、等离子清洗并不会破坏被处理的材料或者产品的固有特性，发生改变的仅仅是表面纳米级的厚度，被清洗的材料或产品表面污染物被去除，分子键打开后极其微小的结构变化，形成一定的粗糙度或者是在表面产生亲水性的官能基，使得金属焊接的可靠性增强、不同材料之间的结合力提高等，从而提高产品的信赖度、稳定性，延长产品的使用寿命。
3、半导体封装等离子清洗根据其反应类型可分为以下三种：
a.物理反应的清洗：利用ar等惰性气体轻易不与其他物质发生反应，离子质量比较重，对材料表面进行物理轰击，清除污染物或将高分子的键结打断，形成微结构粗糙面。
例：ar＋e-→ar＋＋2e- ar＋＋沾污→挥发性沾污
ar＋在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能，然后轰击在放在负电极上的被清洗工件表面，一般用于去除氧化物、环氧树脂溢出或是微颗粒污染物，同时进行表面能活化。
b.化学反应的清洗：利用h2、o2等活跃性气体的特性，使之发生还原反应或形成多键结构的活性官能团，进行表面改性，提高亲水性等。
例1：o2＋e-→2o*＋e- o*＋有机物→co2＋h2o
从反应式可见，氧等离子体通过化学反应可使非挥发性有机物变成易挥发的h2o和co2。
例2：h2＋e-→2h*＋e- h*＋非挥发性金属氧化物→金属＋h2o
从反应式可见，氢等离子体通过化学反应可以去除金属表面氧化层，清洁金属表面。
c.物理化学反应的清洗：根据需要通入不同组合的工艺气体，例如ar、h2混合气，其效果既有良好的选择性、清洗性、均匀性，又有较好的方向性。
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1、在密闭的真空腔体中，通过真空泵不断抽气，使得压力值逐渐变小，真空度不断提高，分子间的间距被拉大，分子间作用力越来越小，利用等离子发生器产生的高压交变电场将ar、h2、n2、o2、cf4等工艺气体激发、震荡形成具有高反应活性或高能量的等离子体，进而与有机污染物及微颗粒污染物反应或碰撞形成挥发性物质，由工作气体流及真空泵将这些挥发性物质清除出去，从而达到表面清洁、活化、刻蚀等目的。如下图所示：
2、等离子清洗并不会破坏被处理的材料或者产品的固有特性，发生改变的仅仅是表面纳米级的厚度，被清洗的材料或产品表面污染物被去除，分子键打开后极其微小的结构变化，形成一定的粗糙度或者是在表面产生亲水性的官能基，使得金属焊接的可靠性增强、不同材料之间的结合力提高等，从而提高产品的信赖度、稳定性，延长产品的使用寿命。
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a.物理反应的清洗：利用ar等惰性气体轻易不与其他物质发生反应，离子质量比较重，对材料表面进行物理轰击，清除污染物或将高分子的键结打断，形成微结构粗糙面。
例：ar＋e-→ar＋＋2e- ar＋＋沾污→挥发性沾污
ar＋在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能，然后轰击在放在负电极上的被清洗工件表面，一般用于去除氧化物、环氧树脂溢出或是微颗粒污染物，同时进行表面能活化。
b.化学反应的清洗：利用h2、o2等活跃性气体的特性，使之发生还原反应或形成多键结构的活性官能团，进行表面改性，提高亲水性等。
例1：o2＋e-→2o*＋e- o*＋有机物→co2＋h2o
从反应式可见，氧等离子体通过化学反应可使非挥发性有机物变成易挥发的h2o和co2。
例2：h2＋e-→2h*＋e- h*＋非挥发性金属氧化物→金属＋h2o
从反应式可见，氢等离子体通过化学反应可以去除金属表面氧化层，清洁金属表面。
c.物理化学反应的清洗：根据需要通入不同组合的工艺气体，例如ar、h2混合气，其效果既有良好的选择性、清洗性、均匀性，又有较好的方向性。
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