在線等離子清洗法
【專利摘要】一種在線等離子清洗方法，包括以下步驟：在上料區(qū)將待清洗工件從料盒內(nèi)取出并傳送至載物平臺上，對應放入載物平臺上間隔布置的工件放置槽內(nèi)；將裝載有待清洗工件的載物平臺移動至清洗區(qū)并送入等離子清洗倉內(nèi)，關閉等離子清洗倉的密封門；使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，然后向等離子清洗倉體內(nèi)充入氣體，電極通電，開始清洗；清洗完畢后，打開等離子清洗倉的密封門，載物平臺移出等離子清洗倉并從清洗區(qū)移動至下料區(qū)；將載物平臺上的工件重新裝回料盒中。本發(fā)明方法在清洗之前將待清洗工件從料盒中取出并放置在載物臺上，使待清洗工件表面不被阻擋，可對工件的表面進行全面清洗，從而有效消除芯片鍵合區(qū)及框架表面污染及氧化物。
【專利說明】在線等離子清洗法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造工藝過程【技術領域】，尤其涉及一種在工藝過程中去除框架或芯片鍵合區(qū)上污染物的等離子清洗方法。
【背景技術】
[0002]芯片鍵合區(qū)及框架鍵合區(qū)的質(zhì)量對集成電路器件的可靠性起著非常重要的作用。封裝作為器件和電子系統(tǒng)之間的唯一連接，鍵合區(qū)必須無污染物且具有良好的鍵合特性。若鍵合區(qū)存在污染物會嚴重削弱鍵合區(qū)的粘接性能，容易造成金絲焊接不上鍵合區(qū)；即使焊接上，也會造成電路日后滿負荷運行時鍵合金球與芯片鍵合區(qū)分層脫落，導致器件功能失效。目前，造成鍵合區(qū)域污染的物質(zhì)主要是氧化物和有機殘渣，這些污染物主要包括前道FAB工廠制造晶圓時殘留的氧化物和氟化物、芯片及框架長時間暴露在空氣中所造成的表面氧化物、裝片時環(huán)氧樹脂(epoxy)膠體的污染以及膠體固化時環(huán)氧樹脂揮發(fā)出的有機殘渣。這些鍵合區(qū)表面的微顆粒、有機物及表面氧化物等污染物無法采用傳統(tǒng)的清洗方法去除，一般采用射頻等離子清洗技術進行清洗。
[0003]等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一種狀態(tài)，當對氣體施加足夠的能量使之離化時便成為等離子狀態(tài)。等離子體的活性組分包括:離子、電子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素(亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子體表面處理技術就是利用離子體中活性粒子的“活化作用”來處理樣品表面，從而達到去除物體表面污潰的目的。就反應機理來看，等離子體清洗通常包括以下過程:無機氣體被激發(fā)為等離子態(tài)；氣相物質(zhì)被吸附在固體表面；被吸附基團與固體表面分子反應生成產(chǎn)物分子；產(chǎn)物分子解析形成氣相；反應殘余物脫離表面。
[0004]目前主要使用廂式等離子清洗機對框架或芯片進行清洗，等離子清洗機通常由清洗腔體、氣源、動力源和真空泵四部分組成。清洗腔體是一個密閉箱體，在清洗腔體兩側設置有形成電場的電極，清洗腔體中間設置置物架，裝有待清洗工件的料盒放置于置物架上，真空泵將清洗腔體內(nèi)抽真空后，向清洗腔體內(nèi)沖入氬氣或其他氣體,然后電極通電分離出離子，開始對元件進行等離子清洗。采用等離子清洗技術最大優(yōu)勢在于清洗后無廢液，對金屬、半導體、氧化物和大多數(shù)高分子材料等都能很好處理，可實現(xiàn)整體和局部以及復雜結構的清洗。
[0005]但是，目前對引線框架或芯片進行清洗時，是將多個框架或芯片等待清洗工件間隔放置在料盒中，然后連同料盒一起放入清洗機中清洗?，F(xiàn)有的料盒結構多為兩側設置側板的四面鏤空的結構，待清洗工件從上到下間隔放置，在清洗過程中，由于料盒側壁的阻擋或者當相鄰工件之間的間距較小時，會造成清洗不充分，無法實現(xiàn)框架表面所有區(qū)域都被清洗到。而且，特殊鏤空結構的料盒造價高，每一種產(chǎn)品清洗時需要制造多個對應尺寸的清洗料盒，無疑給企業(yè)增加了很多成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種自動化程度高、清洗充分的在線等離子清洗法，采用該方法可以全面清除芯片鍵合區(qū)及框架表面污染及氧化物，從而改善鍵合粘結力。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術解決方案:
[0008]一種在線等離子清洗方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一、在上料區(qū)將待清洗工件從料盒內(nèi)取出并傳送至載物平臺上，對應放入載物平臺上間隔布置的工件放置槽內(nèi)；
[0010]步驟二、將裝載有待清洗工件的載物平臺移動至清洗區(qū)并送入等離子清洗倉內(nèi)，關閉等離子清洗倉的密封門；
[0011]步驟三、使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，然后向等離子清洗倉體內(nèi)充入氣體，電極通電，開始清洗；
[0012]步驟四、清洗完畢后，打開等離子清洗倉的密封門，載物平臺移出等離子清洗倉并從清洗區(qū)移動至下料區(qū)；
[0013]步驟五、將載物平臺上的工件重新裝回料盒中。
[0014]一種在線等離子清洗方法，采用自動在線等離子清洗系統(tǒng)進行清洗，所述清洗系統(tǒng)包括上料區(qū)、清洗區(qū)、下料區(qū)以及可在上料區(qū)、清洗區(qū)及下料區(qū)之間往復移動的載物平臺，所述載物平臺上設置有若干工件放置槽；
[0015]所述清洗方法包括以下步驟:
[0016]步驟一、在上料區(qū)將待清洗工件從料盒內(nèi)取出并傳送至載物平臺上，對應放入載物平臺上的工件放置槽內(nèi)；
[0017]步驟二、將裝載有待清洗工件的載物平臺移動至清洗區(qū)并送入等離子清洗倉內(nèi)，關閉等離子清洗倉的密封門；
[0018]步驟三、使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，然后向等離子清洗倉體內(nèi)充入氣體，電極通電，開始清洗；
[0019]步驟四、清洗完畢后，打開等離子清洗倉的密封門，載物平臺移出等離子清洗倉并從清洗區(qū)移動至下料區(qū)；
[0020]步驟五、將載物平臺上的工件重新裝回料盒中。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述載物平臺的工件放置槽沿所述載物平臺的長度方向間隔設置。
[0022]由上述技術方案可知，本發(fā)明的清洗方法在對待清洗工件進行清洗之前，將待清洗工件從料盒中取出，把待清洗工件放置在載物臺上，由于待清洗工件是放置于同一平面上，而非上下間隔排列放置，同時載物臺也沒有側板，待清洗工件的表面可以完全露出不會被阻擋，因此可以對工件的表面進行全面清洗，從而有效消除芯片鍵合區(qū)及框架表面污染及氧化物，達到改善鍵合粘結力的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明另一實施例的示意圖。
[0025]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
【具體實施方式】
[0026]引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合金絲實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接，是形成電氣回路的關鍵結構件，起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大部分的半導體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產(chǎn)業(yè)中的重要基礎材料。在以下描述中以引線框架的清洗為例對本發(fā)明方法做進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的等離子清洗方法采用自動在線等離子清洗系統(tǒng)進行清洗，該系統(tǒng)包括依次排列的上料區(qū)A、清洗區(qū)B、下料區(qū)C及載物平臺1，載物平臺I在移動控制機構的控制下可在上料區(qū)A、清洗區(qū)B、下料區(qū)C之間往復移動，載物平臺I上沿載物平臺的長度方向間隔設置有框架放置槽11，引線框架2可放置于框架放置槽11中。載物平臺I及框架放置槽11的長寬尺寸根據(jù)引線框架的尺寸設置，優(yōu)選在載物平臺I上設置10?15個框架放置槽11，本實施例中在載物平臺I上設置了 10個框架放置槽11，可同時放置10個引線框架。本實施例的清洗區(qū)B為一個長方體形狀的等離子清洗倉，該等離子清洗倉的結構與現(xiàn)有技術中等離子清洗機的清洗腔體結構基本相同，其包括清洗腔體、安裝在腔體上的電極、與腔體內(nèi)部連通的用于形成真空環(huán)境的真空泵以及氬氣氣源，在等離子清洗倉的兩側設置有密封門，載物平臺I可經(jīng)密封門進入及移出等離子清洗倉。
[0027]本發(fā)明的清洗方法包括以下步驟:
[0028]步驟一、將裝有引線框架2的料盒3放置在上料區(qū)A中，機械爪將引線框架2從料盒3中逐個抽出并配合傳送帶送至載物平臺I上，將引線框架2對應放入載物平臺I的框架放置槽11內(nèi)；
[0029]步驟二、將裝載好引線框架2的載物平臺I移動至清洗區(qū)B內(nèi)進入等離子清洗倉中，關閉等離子清洗倉兩側的密封門，形成一個密閉空間；
[0030]步驟三、清洗程序開始，本發(fā)明的清洗原理與現(xiàn)有技術相同，首先真空泵開始抽等離子清洗倉內(nèi)的空氣，使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間力越來越小，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長；然后打開氬氣控制閥，向等離子清洗倉體內(nèi)充入氬氣直至氬氣充滿整個等離子清洗倉；電極通電，氬氣受電場作用發(fā)生碰撞而形成等離子體分解離子，在氬等離子中產(chǎn)生的離子以足夠的能量撞擊芯片表面，與有機污染物及微顆粒污染物反應或碰撞形成揮發(fā)性物質(zhì)，以去除表面上的任何污垢，然后由工作氣流及真空泵將這些揮發(fā)性物質(zhì)清除出去；
[0031]步驟四、清洗完畢后，等離子清洗倉兩側的密封門打開，載物平臺I離開等離子清洗倉，從清洗區(qū)B移動至下料區(qū)C ；
[0032]步驟五、機械爪配合傳送帶將載物平臺I上的引線框架2重新裝回料盒3中。
[0033]如圖2所示，為本發(fā)明另一種可選的實施例，本實施例的上料和下料均在同一區(qū)域一裝/卸料區(qū)A’進行，載物平臺I可在裝/卸料區(qū)A’和清洗區(qū)B之間往復移動，機械爪將引線框架2從料盒3中抽出并配合傳送帶送至載物平臺I上放置好后，載物平臺I移動至清洗區(qū)B，關閉等離子清洗倉側面的密封門，在等離子清洗倉中進行清洗，清洗完畢后，密封門打開，載物平臺I回到裝/卸料區(qū)A’，機械爪將載物平臺I上的引線框架2經(jīng)傳送帶重新裝回料盒3中，完成清洗。
[0034]由以上的技術方案可知，本發(fā)明方法采用上料機構(即機械爪和傳動帶)將裝在料盒內(nèi)的引線框架單獨取出并逐個擺放至板形結構的載物平臺上，然后將載物平臺送入清洗倉中進行清洗，清洗過程中，待清洗工件(引線框架)正面無阻擋，上、下側也沒有阻擋，可以對表面進行充分清洗，清洗完畢后由卸料機構(機械爪和傳動帶)將工件重新裝入料盒中。與現(xiàn)有的廂式等離子清洗機相比，每個外型的產(chǎn)品只需要制作一塊載物平臺，不需要制作多個鏤空料盒，降低制造了成本；而且本發(fā)明方法每次可清洗10?15條框架，清洗腔體設計較小，使用比較靈活，既適合小批量產(chǎn)品又適合大批量生產(chǎn)，使用的氬氣量和電能消耗相對現(xiàn)有的廂式清洗機來說較少，有利于企業(yè)控制成本。
[0035]誠然，本發(fā)明的技術構思并不僅限于上述實施例，還可以依據(jù)本發(fā)明的構思得到許多不同的具體方案，例如，載物平臺上工件放置槽的數(shù)量及排列方式還可以有不同的變化，只要能實現(xiàn)在平臺上承載工件和方便上/卸料機構將工件對應放置即可，諸如此等改變以及等效變換均應包含在本發(fā)明所述技術方案的范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種在線等離子清洗方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、在上料區(qū)將待清洗工件從料盒內(nèi)取出并傳送至載物平臺上，對應放入載物平臺上間隔布置的工件放置槽內(nèi)； 步驟二、將裝載有待清洗工件的載物平臺移動至清洗區(qū)并送入等離子清洗倉內(nèi)，關閉等離子清洗倉的密封門； 步驟三、使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，然后向等離子清洗倉體內(nèi)充入氣體，電極通電，開始清洗； 步驟四、清洗完畢后，打開等離子清洗倉的密封門，載物平臺移出等離子清洗倉并從清洗區(qū)移動至下料區(qū)； 步驟五、將載物平臺上的工件重新裝回料盒中。
2.一種在線等離子清洗方法，其特征在于:采用自動在線等離子清洗系統(tǒng)進行清洗，所述自動在線等離子清洗系統(tǒng)包括上料區(qū)、清洗區(qū)、下料區(qū)及可在上料區(qū)、清洗區(qū)及下料區(qū)之間往復移動的載物平臺，所述載物平臺上設置有若干工件放置槽； 所述清洗方法包括以下步驟: 步驟一、在上料區(qū)將待清洗工件從料盒內(nèi)取出并傳送至載物平臺上，對應放入載物平臺上的工件放置槽內(nèi)； 步驟二、裝載有待清洗工件的載物平臺移動至清洗區(qū)并進入等離子清洗倉內(nèi)，關閉等離子清洗倉的密封門； 步驟三、使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境，然后向等離子清洗倉體內(nèi)充入氣體，電極通電，開始清洗； 步驟四、清洗完畢后，打開等離子清洗倉的密封門，載物平臺移出等離子清洗倉并從清洗區(qū)移動至下料區(qū)； 步驟五、將載物平臺上的工件重新裝回料盒中。
3.如權利要求2所述的在線等離子清洗方法，其特征在于:所述載物平臺的工件放置槽沿所述載物平臺的長度方向間隔設置。
【文檔編號】B01J37/32GK103785490SQ201210429856
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權日:2012年10月31日
【發(fā)明者】吳建忠, 龔平, 王從亮, 韓林森, 劉曉明 申請人:無錫華潤安盛科技有限公司