等离子去胶原理及影响去胶效果的工艺参数介绍

时间: 2024-11-23 11:33:07 |   作者: 江南全站官网登录手机版

  等离子去胶又称干法式去胶，等离子去胶的工作原理是在真空状态下，使得气体产生活性等离子体，以此，在物理、化学双重作用下对清洗的部件如砷化镓、氮化镓等进行表面的轰击，将表面要去掉的物质变成了离子或者气体，然后利用真空泵将这些清洗出来的物质抽离出去，进而达到清洗目的。等离子去胶的好坏直接决定了成品率的高低，等离子去胶工艺主要是半导体单片扫胶、扫底膜工艺、元器件封装前、芯片制造等行业中。随技术水平的一直更新迭代，以及各生产厂商对产品洁净度要求的逐步的提升，清洗工艺逐步由湿法向干法转变。干法清洗通过气体形成的等离子体在工件表面发生作用，不需要经化学试剂浸泡，也不用烘干，过程更加洁净安全，清洗过程也方便控制，工作环境及人员安全显著改善，在成本有实际效果的减少的同时，产品成品率及优品率也得到很大提高，目前已成为各半导体产品领域大范围的应用的技术。

  等离子产生的原理是:给充入足够的氧气或者氩气并且稳定的真空条件下的腔体的电极施加射频，使得气体产生活性等离子体，以此，在物理、化学双重作用下对清洗的部件如砷化镓、氮化镓等进行表面的轰击，将表面要去掉的物质变成了离子或者气体，经过了抽真空排出，而达到清洗目的。

  等离子物理去胶过程:主要是物理作用对清洗物件进行轰击达到去胶的目的，主要的气体为氧气、氩气等，通过射频产生氧离子，轰击清洗物件，以获得表面十分光滑的最大化，并且结果是亲水性增大，如图1所示。

  等离子化学洗涤过程:清洗物的表面主要是以化学反应的形式表现作为主要的清洗目的，利用射频电源将气体电离活化，与有机物发生化学反应，形成CO2和H2O，然后经真空泵将其抽走，达到清洗目的，如图2所示。

  影响等离子去胶效果的工艺参数有很多，最重要的包含工艺气体流向，工艺气体流量，射频功率，射频频率，去胶时间，真空压力值以及腔体温度。具体各参数对等离子清洗影响:

  1)气体流向:等离子去胶工艺中一般都会采用石英腔体，采用垂直的气体流向，并加以分气盘进行整个气流的覆盖，决定了等离子体的具置，对去胶元件的好坏有决定性的影响。

  2)工艺气体流量:工艺气体如氧气、氩气等的流量的多少直接引发了等离子体的多少，过多过少都不会有较好的去胶效果，对元件的去胶均匀性有较大影响。

  3)射频功率:决定了气体形成离子态的能量大小，功率越大能够激发越多气体形成离子态，去胶清理洗涤效果越明显，但其余参数不变的前提下，功率越大，腔体内温度越高，且当气体流量达到饱和后，一定射频功率能激发的离子体也会达到饱和，需根据实际条件配合气体流量及工艺技术要求选择。

  4)射频频率:射频频率选择一般通用13．56MHz及2．45GHz，射频的频率影响工艺气体的电离程度，但频率过高，会导致电子振幅缩短，当振幅比电子自由程还短时，电子与气体分子碰撞机率也会大幅度的降低，影响最终电离率。

  5)清洗时间:其余参数不变的前提下，去胶时间越长，去胶越多，腔体温度会增加，但伴随着温度上升，对某些不耐高温及易损工件会造成损失破坏，因此不适宜长时间清洗，一般控制在30s～180s之间。

  6)真空压力值:腔体真空压力的控制也是一个重要的环节，在氧气流量和功率一定情况下，要提高真空度，必须更换大抽速的泵，大功率泵会造成气体离子密度降低，从而使去胶效果变差。

  7)腔体温度:腔体温度对去胶速率有较大影响，温度增加去胶速率越大，但是均匀性会变差，因此要严控腔体的温度，为去胶清洗工艺营造一个良好的环境。

  在等离子清洗流程中，很多参数如:射频功率、工艺气体流量、去胶时间等都对去胶效果有特别大的影响，搭配得当不但可以提高工艺效率，同时节约工艺成本。这些参数中，如射频功率、气体流量、清洗时间等能够准确的通过多次反复的工艺试验做调整得出合理值。