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[分享] 等离子清洗机的清洗类别

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发表于 2022-10-21 09:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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等离子清洗的清洗类别
  最基本的等离子清洗设备由四大部分组成,即激发电源、真空泵、真空腔、反应气体源。激发电源是提供气体放电能量来源的电源,可以采用不同的频率;真空泵的主要作用是抽走副产品,包括旋片式机械泵或增压泵;真空腔内带有放电电离的电极,将反应气体变成等离子体;反应气体源一般采用的气体有氩、氧、氢、氮、四氯化碳等单一气体,或两种气体混合使用。有许多因素支配着等离子体清洗的效用,这些因素包含化学性质的选择、制程参数、功率、时间、零件放置及电极构造。不同的清洗用途所需要的设备结构、电极接法、反应气体种类是不同的,其工艺原理也有很大区别,有的是物理反应,有的是化学反应,有的是物理化学两种作用都产生,反应的有效性取决于等离子体气源、等离子系统的组合及等离子工艺操作参数。
1 化学反应为主的清洗
  表面反应以化学反应为主的等离子清洗,习惯上称等离子清洗PE,许多气体的等离子态可产生高活性的粒子。从化学反应式可知,典型的PE工艺是氧气或氢气等离子体工艺,用氧等离子通过化学反应,能够使非挥发性有机物变成易挥发性的CO2和水汽,去除沾污物,使表面清洁;用氢的等离子可通过化学反应,去除金属表面氧化层,清洁金属表面。反应气体电离产生的高活性反应粒子,在一定条件下与被清洗物体表面发生化学反应,反应生成物是易挥发性物,可以被抽走,而针对被清除物的化学成分,选择合适的反应气体组分是极为重要的。PE的特点是表面改性,清洗速度较快,选择性好,对有机沾污污染比较有效。其不足是可能产生氧化物。
2 物理反应为主的清洗
  表面反应以物理反应为主的等离子清洗,也称为溅射腐蚀SPE或离子铣IM。表面物理溅射是指等离子体中的正离子在电场获得能量去轰击表面,撞击移去表面分子片段和原子,使污染物从表面去除,并能够使表面在分子级范围改变微观形态粗糙化,从而改善表面的粘结性能。氩气本身是惰性气体,等离子态的氩气并不和表面发生反应,工艺是氩等离子通过物理溅射使表面清洁。等离子体物理清洗不会产生氧化副作用,保持被清洗物的化学纯洁性,腐蚀作用各向异性,缺点是对表面产生很大的损害和热效应,选择性差,速度较低。
3 反应离子腐蚀
  化学清洗、物理清洗各有利弊,在反应离子腐蚀中把这两种机理结合起来,物理反应和化学反应都同时起重要作用,相互促进,其效果既有较好的选择性、清洗率、均匀性,又有较好的方向性。
4 顺流等离子体清洗
  顺流等离子体也叫源室分腔式等离子体DPE,产生等离子体的源位于等离子发生腔,待清洗的工件位于工艺腔,把气相反应粒子、原子团、光子等引入工艺腔,对工件进行清洗,把离子、电子基本滤除掉。2.45GHz顺流等离子体类型是用于封装类等离子清洗的主要形式,适于清洗有机物。
5 激发频率分类
  常见的等离子体电源激发频率有三种:激发频率40kHz的等离子体为超声等离子,发生的反应为物理反应,清洗系统离子密度较低;13.56MHz的等离子体为射频等离子体,等离子体发生的反应既有物理反应又有化学反应,离子密度和能量较高;2.45GHz的等离子体为微波等离子体,离子浓度,反应为化学反应。实际上,半导体生产中大多采用射频或微波等离子体清洗,而半导体后部工序用户用的等离子体清洗设备大多数采用由铝或不锈钢制造的方形、长方形金属箱体,电极为内置平行板状结构。
  各等离子体清洗设备厂家针对不同的用户需求,设计制造了许多种不同结构类型、不同电源频率的清洗设备,各有所长,也就各有所短。选用等离子清洗设备前要搞清楚待清洗工件特征,要清除掉的沾污物是什么,待清洗工件在清洗过程中应避免什么,是高温、晶格损伤、静电损伤还是二次污染等,通过试验结果确认、选购满足不同工件对等离子清洗不同要求的设备。
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