在线等离子清洗法
【专利摘要】一种在线等离子清洗方法，包括以下步骤：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；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；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；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；将载物平台上的工件重新装回料盒中。本发明方法在清洗之前将待清洗工件从料盒中取出并放置在载物台上，使待清洗工件表面不被阻挡，可对工件的表面进行全面清洗，从而有效消除芯片键合区及框架表面污染及氧化物。
【专利说明】在线等离子清洗法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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溃的目的。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。
[0004]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。
[0005]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】
[0006]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。
[0007]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案:
[0008]一种在线等离子清洗方法，包括以下步骤:
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]步骤五、将载物平台上的工件重新装回料盒中。
[0014]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；
[0015]所述清洗方法包括以下步骤:
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]步骤五、将载物平台上的工件重新装回料盒中。
[0021 ] 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。
[0022]由上述技术方案可知，本发明的清洗方法在对待清洗工件进行清洗之前，将待清洗工件从料盒中取出，把待清洗工件放置在载物台上，由于待清洗工件是放置于同一平面上，而非上下间隔排列放置，同时载物台也没有侧板，待清洗工件的表面可以完全露出不会被阻挡，因此可以对工件的表面进行全面清洗，从而有效消除芯片键合区及框架表面污染及氧化物，达到改善键合粘结力的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的示意图。
[0024]图2为本发明另一实施例的示意图。
[0025]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
【具体实施方式】
[0026]引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合金丝实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，是形成电气回路的关键结构件，起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中的重要基础材料。在以下描述中以引线框架的清洗为例对本发明方法做进一步说明。如图1所示，本发明的等离子清洗方法采用自动在线等离子清洗系统进行清洗，该系统包括依次排列的上料区A、清洗区B、下料区C及载物平台1，载物平台I在移动控制机构的控制下可在上料区A、清洗区B、下料区C之间往复移动，载物平台I上沿载物平台的长度方向间隔设置有框架放置槽11，引线框架2可放置于框架放置槽11中。载物平台I及框架放置槽11的长宽尺寸根据引线框架的尺寸设置，优选在载物平台I上设置10?15个框架放置槽11，本实施例中在载物平台I上设置了 10个框架放置槽11，可同时放置10个引线框架。本实施例的清洗区B为一个长方体形状的等离子清洗仓，该等离子清洗仓的结构与现有技术中等离子清洗机的清洗腔体结构基本相同，其包括清洗腔体、安装在腔体上的电极、与腔体内部连通的用于形成真空环境的真空泵以及氩气气源，在等离子清洗仓的两侧设置有密封门，载物平台I可经密封门进入及移出等离子清洗仓。
[0027]本发明的清洗方法包括以下步骤:
[0028]步骤一、将装有引线框架2的料盒3放置在上料区A中，机械爪将引线框架2从料盒3中逐个抽出并配合传送带送至载物平台I上，将引线框架2对应放入载物平台I的框架放置槽11内；
[0029]步骤二、将装载好引线框架2的载物平台I移动至清洗区B内进入等离子清洗仓中，关闭等离子清洗仓两侧的密封门，形成一个密闭空间；
[0030]步骤三、清洗程序开始，本发明的清洗原理与现有技术相同，首先真空泵开始抽等离子清洗仓内的空气，使等离子清洗仓内形成真空环境，随着气体愈来愈稀薄，分子间力越来越小，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长；然后打开氩气控制阀，向等离子清洗仓体内充入氩气直至氩气充满整个等离子清洗仓；电极通电，氩气受电场作用发生碰撞而形成等离子体分解离子，在氩等离子中产生的离子以足够的能量撞击芯片表面，与有机污染物及微颗粒污染物反应或碰撞形成挥发性物质，以去除表面上的任何污垢，然后由工作气流及真空泵将这些挥发性物质清除出去；
[0031]步骤四、清洗完毕后，等离子清洗仓两侧的密封门打开，载物平台I离开等离子清洗仓，从清洗区B移动至下料区C ；
[0032]步骤五、机械爪配合传送带将载物平台I上的引线框架2重新装回料盒3中。
[0033]如图2所示，为本发明另一种可选的实施例，本实施例的上料和下料均在同一区域一装/卸料区A’进行，载物平台I可在装/卸料区A’和清洗区B之间往复移动，机械爪将引线框架2从料盒3中抽出并配合传送带送至载物平台I上放置好后，载物平台I移动至清洗区B，关闭等离子清洗仓侧面的密封门，在等离子清洗仓中进行清洗，清洗完毕后，密封门打开，载物平台I回到装/卸料区A’，机械爪将载物平台I上的引线框架2经传送带重新装回料盒3中，完成清洗。
[0034]由以上的技术方案可知，本发明方法采用上料机构(即机械爪和传动带)将装在料盒内的引线框架单独取出并逐个摆放至板形结构的载物平台上，然后将载物平台送入清洗仓中进行清洗，清洗过程中，待清洗工件(引线框架)正面无阻挡，上、下侧也没有阻挡，可以对表面进行充分清洗，清洗完毕后由卸料机构(机械爪和传动带)将工件重新装入料盒中。与现有的厢式等离子清洗机相比，每个外型的产品只需要制作一块载物平台，不需要制作多个镂空料盒，降低制造了成本；而且本发明方法每次可清洗10?15条框架，清洗腔体设计较小，使用比较灵活，既适合小批量产品又适合大批量生产，使用的氩气量和电能消耗相对现有的厢式清洗机来说较少，有利于企业控制成本。
[0035]诚然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，载物平台上工件放置槽的数量及排列方式还可以有不同的变化，只要能实现在平台上承载工件和方便上/卸料机构将工件对应放置即可，诸如此等改变以及等效变换均应包含在本发明所述技术方案的范围之内。
【权利要求】
1.一种在线等离子清洗方法，其特征在于，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。
2.一种在线等离子清洗方法，其特征在于:采用自动在线等离子清洗系统进行清洗，所述自动在线等离子清洗系统包括上料区、清洗区、下料区及可在上料区、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、装载有待清洗工件的载物平台移动至清洗区并进入等离子清洗仓内，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。
3.如权利要求2所述的在线等离子清洗方法，其特征在于: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。
【文档编号】B01J37/32GK103785490SQ201210429856
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】吴建忠, 龚平, 王从亮, 韩林森, 刘晓明 申请人:无锡华润安盛科技有限公司