等离子清洗机在晶圆加工前处理中的应用

随着半导体技术的不断发展，对工艺技术的要求越来越高，特别是对半导体晶圆表面质量的要求。主要原因是芯片表面的颗粒和金属杂质的污染会严重影响器件的质量和成品率。在目前的集成电路生产中，仍有50%以上的材料由于晶圆表面的污染而损失。

芯片键合线的连接质量是影响设备可靠性的重要因素。连接线的连接区域应保证零污染，连接效果明显。氧化物、有机残留物等污染物的存在,会严重削弱电缆连接的拉力值。传统意义上，湿法清洗不彻底或不能清除键合区的污染物，而等离子清洗机的清洗能有效清除键合区的表面污垢，活化其表面，大大提高连接线的键合强度,进一步提高包装设备的可靠性。

在键合过程中，芯片和封装基板之间往往存在一定程度的粘附，通常是疏水性和惰性的。键合性能较差，在键合界面处容易出现缝隙，给芯片带来很大的隐患。芯片和封装基板经等离子清洗机处理后，可有效提高芯片的表面活性，可进一步提高环氧树脂在芯片和封装基板表面的粘接流动性，增加芯片和封装基板之间的粘接渗透性，降低分层增加了芯片封装的可靠性和稳定性，延长了产品的使用寿命。

用等离子清洗机处理清洗机产生的辉光等离子体，可以有效地去除被处理材料表面的原始污染物和杂质，产生蚀刻作用，使样品表面粗糙，并产生许多小凹坑，增加了接触面积，提高了表面的润湿性（俗话说，增强了表面的附着力，增强了亲水性）。等离子清洗机应用广泛，可以解决粘接、印刷、喷涂、静电去除等技术难题，实现现代制造技术追求的高品质、高可靠性、高效率、低成本、生态环境保护的目标。

半导体的杂质和分类：

半导体制造需要一些有机物和无机物的参与。此外，由于工艺总是由人在洁净室中进行，半导体芯片不可避免地受到各种杂质的污染。根据污染物的来源和性质，大致可分为四类：颗粒物、有机物、金属离子和氧化物。

1.颗粒物

颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质。这种污染物通常被吸附在芯片表面，影响器件的几何形状和光刻工艺的电气参数。这类污染物的去除方法主要是通过物理或化学方法对颗粒进行清洗，逐渐减小颗粒与芯片表面的接触面积，然后将其去除。

2.有机物

有机杂质的来源广泛，如人体皮肤油、细菌、发动机油、真空润滑脂、光刻胶、清洁溶剂等。这类污染物通常会在晶圆表面形成一层有机膜，阻止清洗液到达晶圆表面，导致晶圆表面的清洗不彻底，从而使清洗后的晶圆表面上的金属杂质和其他污染物保持完整。这些污染物的去除通常在清洁过程的最初阶段进行，主要使用硫酸和双氧水。

3.金属

半导体技术中常见的金属杂质包括铁、铜、铝、铬、钨、钛、钠、钾、锂等。这些杂质的来源主要包括各种容器、管道、化学试剂，以及半导体晶圆加工过程中的各种金属污染。常采用化学方法来去除这类杂质。由各种试剂和化学物质配制的清洗液与金属离子反应，形成金属离子络合物，与芯片表面分离。

4.氧化物

在暴露于氧和水的半导体芯片的表面上形成自然氧化物层。这种氧化膜不仅阻碍了半导体制造中的许多步骤，而且还含有一些金属杂质，这些杂质在一定条件下可以转移到芯片上，形成电缺陷。这种氧化膜的去除通常通过浸泡在稀氢氟酸中来完成。

在半导体生产过程中，几乎每一道工序都需要清洗，而晶圆清洗的质量对器件性能有严重影响。正是由于晶圆清洗是半导体制造过程中非常重要和频繁的步骤，其工艺质量将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性，因此国内外各大公司和研究机构一直在不断研究清洗工艺。等离子清洗作为一种先进的干洗技术，具有绿色环保、生态环境保护的特点。随着微电子工业的快速发展，等离子清洗器在半导体工业中的应用越来越广泛。