[发明专利]在线等离子清洗法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺过程技术领域，尤其涉及一种在工艺过程中去除框架或芯片键合区上污染物的等离子清洗方法。

背景技术

芯片键合区及框架键合区的质量对集成电路器件的可靠性起着非常重要的作用。封装作为器件和电子系统之间的唯一连接，键合区必须无污染物且具有良好的键合特性。若键合区存在污染物会严重削弱键合区的粘接性能，容易造成金丝焊接不上键合区；即使焊接上，也会造成电路日后满负荷运行时键合金球与芯片键合区分层脱落，导致器件功能失效。目前，造成键合区域污染的物质主要是氧化物和有机残渣，这些污染物主要包括前道FAB工厂制造晶圆时残留的氧化物和氟化物、芯片及框架长时间暴露在空气中所造成的表面氧化物、装片时环氧树脂（epoxy）胶体的污染以及胶体固化时环氧树脂挥发出的有机残渣。这些键合区表面的微颗粒、有机物及表面氧化物等污染物无法采用传统的清洗方法去除，一般采用射频等离子清洗技术进行清洗。

等离子体和固体、液体或气体一样，是物质的一种状态，当对气体施加足够的能量使之离化时便成为等离子状态。等离子体的活性组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等。等离子体表面处理技术就是利用离子体中活性粒子的“活化作用”来处理样品表面，从而达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看，等离子体清洗通常包括以下过程：无机气体被激发为等离子态；气相物质被吸附在固体表面；被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；产物分子解析形成气相；反应残余物脱离表面。

目前主要使用厢式等离子清洗机对框架或芯片进行清洗，等离子清洗机通常由清洗腔体、气源、动力源和真空泵四部分组成。清洗腔体是一个密闭箱体，在清洗腔体两侧设置有形成电场的电极，清洗腔体中间设置置物架，装有待清洗工件的料盒放置于置物架上，真空泵将清洗腔体内抽真空后，向清洗腔体内冲入氩气或其他气体，然后电极通电分离出离子，开始对元件进行等离子清洗。采用等离子清洗技术最大优势在于清洗后无废液，对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好处理，可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。

但是，目前对引线框架或芯片进行清洗时，是将多个框架或芯片等待清洗工件间隔放置在料盒中，然后连同料盒一起放入清洗机中清洗。现有的料盒结构多为两侧设置侧板的四面镂空的结构，待清洗工件从上到下间隔放置，在清洗过程中，由于料盒侧壁的阻挡或者当相邻工件之间的间距较小时，会造成清洗不充分，无法实现框架表面所有区域都被清洗到。而且，特殊镂空结构的料盒造价高，每一种产品清洗时需要制造多个对应尺寸的清洗料盒，无疑给企业增加了很多成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高、清洗充分的在线等离子清洗法，采用该方法可以全面清除芯片键合区及框架表面污染及氧化物，从而改善键合粘结力。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种在线等离子清洗方法，包括以下步骤：

步骤一、在上料区将待清洗工件从料盒内取出并传送至载物平台上，对应放入载物平台上间隔布置的工件放置槽内；

步骤二、将装载有待清洗工件的载物平台移动至清洗区并送入等离子清洗仓内，关闭等离子清洗仓的密封门；

步骤三、使等离子清洗仓内形成真空环境，然后向等离子清洗仓体内充入气体，电极通电，开始清洗；

步骤四、清洗完毕后，打开等离子清洗仓的密封门，载物平台移出等离子清洗仓并从清洗区移动至下料区；

步骤五、将载物平台上的工件重新装回料盒中。

一种在线等离子清洗方法，采用自动在线等离子清洗系统进行清洗，所述清洗系统包括上料区、清洗区、下料区以及可在上料区、清洗区及下料区之间往复移动的载物平台，所述载物平台上设置有若干工件放置槽；

所述清洗方法包括以下步骤：

步骤一、在上料区将待清洗工件从料盒内取出并传送至载物平台上，对应放入载物平台上的工件放置槽内；

步骤二、将装载有待清洗工件的载物平台移动至清洗区并送入等离子清洗仓内，关闭等离子清洗仓的密封门；

步骤三、使等离子清洗仓内形成真空环境，然后向等离子清洗仓体内充入气体，电极通电，开始清洗；

步骤四、清洗完毕后，打开等离子清洗仓的密封门，载物平台移出等离子清洗仓并从清洗区移动至下料区；

步骤五、将载物平台上的工件重新装回料盒中。

优选的，所述载物平台的工件放置槽沿所述载物平台的长度方向间隔设置。