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等離子清洗是用等離子體通過化學(xué)或物理作用對(duì)工件表面進(jìn)行分子水平處理，去除沾污，改善表面性能的工藝過程。對(duì)應(yīng)不同的污染物，應(yīng)采用不同的清洗工藝。根據(jù)選擇的工藝氣體不同，分為化學(xué)清洗、物理清洗及物理化學(xué)清洗。目前有四種激勵(lì)電源頻率，分別是直流、低頻40KHz、射頻13.56MHz及微波2.45GHz。

隨著工藝技術(shù)水平的不斷提高，集成電路的規(guī)模和復(fù)雜程度越來越高，生產(chǎn)中采用的新材料、新結(jié)構(gòu)、新器件不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)等離子清洗技術(shù)在去除表面污染物的同時(shí)卻不能有效避免靜電損傷。在日常工作中，個(gè)人身體所帶的靜電勢(shì)在1~2kV的區(qū)間內(nèi)，人體一般無法察覺到這個(gè)電壓范圍內(nèi)的靜電，但敏感的集成電路卻無法承受這個(gè)水平的靜電電壓而受到損傷，并且90%的靜電損傷是無法檢測(cè)，只有在使用時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，這就嚴(yán)重影響集成電路的成品率和可靠性，這對(duì)于敏感電路來說卻是不允許的，基于這個(gè)工藝要求，在清洗工藝中去除污染物的同時(shí)避免靜電損傷就顯得尤為重要。

微波等離子清洗機(jī)與低頻、射頻等離子清洗機(jī)相比的優(yōu)勢(shì)

微波頻率相對(duì)于其他頻率有兩個(gè)決定性優(yōu)勢(shì)，其一是離子濃度最高,在微波等離子里的反應(yīng)微粒數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在射頻等離子里的反應(yīng)等離子數(shù)量，這會(huì)使反應(yīng)速度更快，反應(yīng)時(shí)間更短。其二，等離子的一個(gè)自然特性是可以在直接暴露于等離子的基材上生成一種自偏壓。這種自偏壓要取決于等離子的激勵(lì)頻率,比如頻率為2.45GHz的微波一般僅要求5-15伏,而在同樣的情況下,射頻等離子自偏壓卻要求100伏。因此,基材將要承受高能量離子沖擊帶來的損害,特別是半導(dǎo)體。等離子清洗機(jī)激發(fā)頻率和自偏壓的關(guān)系如圖1所示。

圖1 等離子清洗機(jī)激發(fā)頻率和自偏壓的關(guān)系

微波等離子清洗機(jī)與低頻或射頻等離子清洗機(jī)產(chǎn)生的等離子體相比，它的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是沒有正負(fù)電極，自偏壓很小，不會(huì)產(chǎn)生放電污染，有效防止靜電損傷；等離子密度高，生產(chǎn)效率高；離子運(yùn)動(dòng)沖擊小，不會(huì)產(chǎn)生UV（紫外線）輻射，尤其適用于一些敏感電路的制程清洗。此外，微波等離子清洗機(jī)無極放電特征很好地避免了放電區(qū)域的電極刻蝕或副產(chǎn)物沉積等問題，改善微波等離子清洗機(jī)的工作周期及使用壽命。