پاک کننده پلاسما نیمه هادی چیست و چگونه کار می کند؟

در داخل محیط استریل و تحت کنترل آب و هوای یک مرکز ساخت نیمه هادی، یک ویفر سیلیکونی سفری را از طریق صدها مرحله پردازش پیچیده آغاز می کند. در هر مرحله، سطح ویفر باید بدون عیب و نقص تمیز باشد. اما پس از جداسازی، اچ کردن یا رسوب‌گذاری مقاوم به نور، ناگزیر آلاینده‌های میکروسکوپی باقی می‌مانند - باقی مانده‌های آلی، اکسیدهای بومی و ذرات زیر میکرون. این دشمنان نامرئی که تنها چند نانومتر وسعت دارند، می‌توانند نقص‌های فاجعه‌باری ایجاد کنند: مدار باز، اتصال کوتاه یا دستگاهی که مشخصات عملکرد را برآورده نمی‌کند. روش‌های سنتی تمیز کردن مرطوب، که بر حمام‌های شیمیایی و شستشوها تکیه می‌کنند، برای رسیدن به انتهای ساختارهای با نسبت ابعاد بالا تلاش می‌کنند و می‌توانند پسماندهای شیمیایی را که خود آلاینده هستند، به جا بگذارند. این چالشی است که فناوری تمیز کردن پلاسمای نیمه هادی برای رفع آن ایجاد شده است.

پاک کننده پلاسما نیمه هادی یک قطعه تخصصی از تجهیزات بازرسی نیمه هادی است که از پلاسما - گاز یونیزه شده حاوی الکترون ها، یون ها و رادیکال های خنثی - برای حذف آلودگی از سطوح نیمه هادی بدون آسیب رساندن به مواد زیرین استفاده می کند. این فرآیند خشک، بدون مواد شیمیایی و در تمیز کردن ویژگی‌های میکروسکوپی که دستگاه‌های نیمه‌رسانای مدرن را مشخص می‌کنند، بسیار مؤثر است. این مقاله یک مقدمه فنی جامع برای نیمه هادی ها ارائه می دهدپاک کننده های پلاسما. ما فیزیک بنیادی پلاسما را بررسی خواهیم کرد، اجزای تشکیل دهنده یک سیستم معمولی را تجزیه خواهیم کرد، مشخصات فنی کلیدی را که عملکرد را تعریف می‌کند، بررسی خواهیم کرد، و درباره نقش حیاتی این تجهیزات بازرسی نیمه‌رسانا در تولید و بسته‌بندی نیمه‌رساناها بحث خواهیم کرد. خواه شما یک مهندس هستید که تجهیزات جدید را مشخص می کند، یک تکنسین که این ابزارها را اجرا می کند، یا صرفاً به دنبال درک یک فناوری کلیدی در زنجیره تامین نیمه هادی هستید، این مقاله دانش ضروری مورد نیاز شما را در اختیار شما قرار می دهد.

فهرست مطالب

• 1. پاک کننده پلاسما نیمه هادی چیست و چگونه کار می کند؟
  • 1.1 اجزای کلیدی یک پاک کننده پلاسما نیمه هادی
  • 1.2 مشخصات فنی که عملکرد را تعریف می کند
• 2. چرا تمیز کردن پلاسما بر روش های سنتی تمیز کردن مرطوب ترجیح داده می شود؟
• 3. یک پاک کننده پلاسما نیمه هادی چه نوع آلودگی هایی را می تواند حذف کند؟
• 4. چگونه تمیز کردن پلاسما بازده بسته بندی نیمه هادی را بهبود می بخشد؟
• 5. چگونه می توان پاک کننده پلاسما نیمه هادی مناسب را برای برنامه خود انتخاب کرد؟
• 6. سوالات متداول (سؤالات متداول)
• 7. درباره شنژن CKD Technology Co., Ltd.
• 8. نتیجه گیری

1. پاک کننده پلاسما نیمه هادی چیست و چگونه کار می کند؟

A پاک کننده پلاسما نیمه هادیابزار دقیقی است که از خواص منحصر به فرد پلاسما برای تمیز کردن ویفرهای نیمه هادی، بسته های تراشه، قاب های سربی و سایر قطعات الکترونیکی استفاده می کند. در هسته خود، دستگاه یک تخلیه الکتریکی در یک گاز کم فشار ایجاد می کند و یک محیط بسیار واکنش پذیر ایجاد می کند. این پلاسما - حالت چهارم ماده - حاوی کوکتل پیچیده ای از ذرات بسیار پرانرژی است: یون هایی که سطح را به طور فیزیکی بمباران می کنند، رادیکال های آزاد که از نظر شیمیایی با آلاینده ها واکنش می دهند و الکترون هایی که به حفظ تخلیه کمک می کنند. ترکیبی از عمل فیزیکی و شیمیایی به طور موثری باقیمانده های آلی، اکسیدها و آلودگی ذرات را بدون آسیب رساندن به ساختارهای الکترونیکی حساس حذف می کند.

اصل اساسی پشت تمیز کردن پلاسما به طرز شگفت انگیزی ساده است، اما در اجرای آن ظریف است. یک محفظه فرآیند به سطح خلاء کنترل شده تخلیه می شود. یک گاز فرآیندی - معمولاً اکسیژن، آرگون، هیدروژن یا مخلوط - به محفظه وارد می شود. فرکانس رادیویی (RF) یا نیروی مایکروویو به گاز اعمال می شود و آن را یونیزه می کند و پلاسما ایجاد می کند. در پلاسما، رادیکال های اکسیژن (O*) به شدت با آلاینده های هیدروکربنی واکنش نشان می دهند و آنها را به محصولات فرعی مانند دی اکسید کربن و بخار آب تبدیل می کنند که سپس توسط سیستم خلاء تخلیه می شوند. به طور همزمان، یون‌های آرگون یک بمباران فیزیکی ایجاد می‌کنند که به جابجایی ذرات و فعال کردن سطح کمک می‌کند. نتیجه یک سطح تمیز و فعال شده شیمیایی است که برای مرحله بعدی تولید آماده است.

این مکانیسم تمیز کردن چندین مزیت حیاتی را ارائه می دهد. این فرآیند کاملاً خشک است و نیاز به مواد شیمیایی مایع و دفع زباله های مرتبط را از بین می برد. همچنین ذاتاً ملایم است، زیرا دمای پلاسما را می توان دقیقاً برای جلوگیری از آسیب حرارتی کنترل کرد. مهمتر از همه، ایزوتروپیک است - به این معنی که می تواند سطوح را در همه جهات تمیز کند، از جمله قسمت های داخلی ویژگی های با نسبت تصویر بالا که محلول های تمیز کننده مایع نمی توانند به آنجا برسند. به این دلایل، پاک کننده پلاسما نیمه هادی به یک قطعه ضروری از تجهیزات بازرسی نیمه هادی در ساخت نیمه هادی های پیشرفته، ساخت MEMS و بسته بندی دستگاه تبدیل شده است.

1.1 اجزای کلیدی یک پاک کننده پلاسما نیمه هادی

یک مدرنپاک کننده پلاسما نیمه هادییک سیستم پیچیده الکترومکانیکی متشکل از چندین زیرسیستم حیاتی است که هر کدام نقش خاصی را در فرآیند تمیز کردن ایفا می کنند. درک این اجزا برای مهندسین مسئول تعیین، بهره برداری و نگهداری این نوع تجهیزات بازرسی نیمه هادی ضروری است. جدول زیر به تفصیل اجزای اصلی و ویژگی های کلیدی آنها را نشان می دهد.

کارخانه ما تاکید ویژه ای بر یکپارچه سازی و بهینه سازی این قطعات دارد. برای مثال، انتخاب فرکانس RF تأثیرات عمیقی بر چگالی پلاسما و انرژی یون دارد. در حالی که 13.56 مگاهرتز به دلیل طبقه بندی آن به عنوان باند فرکانسی صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) استاندارد صنعتی است، انتخاب پیکربندی الکترود تعیین می کند که محفظه در حالت پلاسما مستقیم یا پایین دست پلاسما کار کند. یک سیستم پلاسمای مستقیم (همبسته خازنی) پلاسمای پرانرژی تری تولید می کند که برای تمیز کردن فیزیکی و فعال سازی سطح مناسب است، در حالی که یک سیستم پایین دستی (همراه القایی) ملایم تر است و از آسیب یونی جلوگیری می کند و آن را برای دستگاه های نیمه هادی حساس ایده آل می کند.

1.2 مشخصات فنی که عملکرد را تعریف می کند

برای مشخص کردن کامل یکپاک کننده پلاسما نیمه هادیمهندسان باید مجموعه ای از مشخصات فنی را درک کنند که قابلیت تمیز کردن، توان عملیاتی و پوشش عملیاتی آن را مشخص می کند. این پارامترها مستقیماً بر نتایج فرآیند تأثیر می گذارند و باید هنگام انتخاب این نوع تجهیزات بازرسی نیمه هادی به دقت ارزیابی شوند. جدول زیر یک نمای کلی از مشخصات حیاتی یک سیستم تمیز کننده پلاسما نیمه هادی معمولی را ارائه می دهد.

این مشخصات دلخواه نیستند. به عنوان مثال، فشار پایه 10^-5 Torr برای به حداقل رساندن بخار آب و اکسیژن باقیمانده در محفظه قبل از ورود گاز فرآیند ضروری است و از واکنش های ناخواسته جلوگیری می کند. فرکانس RF 13.56 مگاهرتز یک فرکانس ISM توافق شده بین المللی است که برای جلوگیری از تداخل با ارتباطات رادیویی انتخاب شده است. دقت کنترل جریان گاز، که معمولاً با کنترل‌کننده‌های جریان جرمی حرارتی به دست می‌آید، باید در +/- 1% از نقطه تنظیم حفظ شود تا از تکرارپذیری دسته به دسته اطمینان حاصل شود. در کارخانه ما، استانداردهای کالیبراسیون دقیق را حفظ می کنیم و بسته های دقیق صلاحیت فرآیند را با هر سیستم ارائه می دهیم، و اطمینان می دهیم که مشتریان ما داده هایی را که برای تأیید فرآیندهای خود نیاز دارند، دارند.

2. چرا تمیز کردن پلاسما بر روش های سنتی تمیز کردن مرطوب ترجیح داده می شود؟

قبل از پذیرش گسترده تمیز کردن پلاسما، تولیدکنندگان نیمه هادی عمدتاً به روش های تمیز کردن شیمیایی مرطوب متکی بودند. این فرآیندها شامل غوطه ور کردن ویفرها در یک سری حمام های شیمیایی است - معمولاً مخلوط های تهاجمی اسیدها و اکسید کننده ها مانند محلول "پیرانا" (اسید سولفوریک و پراکسید هیدروژن) یا تمیز RCA (SC-1 و SC-2). در حالی که برای بسیاری از کاربردها موثر است، تمیز کردن مرطوب دارای محدودیت‌های ذاتی است که با کوچک شدن ابعاد دستگاه مشکل‌ساز می‌شود. همانطور که صنعت از مقیاس میکرون به زیر 100 نانومتر حرکت کرد، محدودیت‌های تمیز کردن مرطوب حیاتی شد و تکنیک‌های مبتنی بر پلاسما به عنوان جایگزین برتر ظاهر شدند.

تجربه یک تاسیسات بسته بندی نیمه هادی بزرگ را در نظر بگیرید که در فرآیند اتصال سیم خود با از دست دادن بازده دست و پنجه نرم می کرد. خط مونتاژ از یک مرحله تمیز کردن مرطوب برای آماده سازی لنت های باند استفاده می کرد، اما بازده سرسختانه زیر 95٪ باقی ماند. مقصر آلودگی میکرو بود: مواد شیمیایی پاک کننده باقیمانده و رطوبت محبوس شده در زیر سطح پد باند، از اتصال قابل اعتماد سیم طلا جلوگیری می کند. پس از ارزیابی فرآیند، تیم مهندسی مرحله تمیز کردن مرطوب را با فرآیند تمیز کردن مبتنی بر پلاسما جایگزین کرد. بازده بلافاصله به 99.3٪ افزایش یافت و خط بسته بندی این عملکرد را برای بیش از سه سال حفظ کرده است. این یک داستان مجزا نیست. منعکس کننده یک تغییر اساسی در صنعت است.

مزایای تمیز کردن پلاسما نسبت به تمیز کردن مرطوب بسیار زیاد و قابل توجه است:

1. بدون باقی مانده شیمیایی.تمیز کردن مرطوب متکی به مواد شیمیایی است که باید با دقت شسته شوند. شستشوی ناقص بقایایی بر جای می گذارد که می تواند در فرآیندهای بعدی تداخل ایجاد کند و باعث شکست چسبندگی و خوردگی شود. تمیز کردن پلاسما یک فرآیند خشک است که تنها محصولات فرعی فرار (گازها) تولید می کند که با پمپ خارج می شوند و هیچ باقیمانده ای باقی نمی ماند.

2. بدون آسیب مکانیکی.هم زدن فیزیکی مورد نیاز در تمیز کردن مرطوب می تواند باعث فروریختن یا جدا شدن ساختارهای ظریف شود. این به ویژه برای ویژگی‌های با نسبت تصویر بالا در دستگاه‌های MEMS و ساختارهای شکننده مانند پدهای باند در بسته‌بندی‌های پیشرفته بسیار مهم است. تمیز کردن پلاسما به طور کامل از نیروهای مکانیکی جلوگیری می کند.

3. عمل پاکسازی ایزوتروپیک.تمیز کردن مرطوب متکی به مواد شیمیایی مایع است که باید به داخل و خارج از ویژگی های سطح جریان یابد. کشش سطحی مایعات می تواند مانع از رسیدن آنها به پایین ترانشه های باریک شود. رادیکال‌های واکنش‌پذیر در پلاسما گازی هستند و به آن‌ها اجازه می‌دهند بدون در نظر گرفتن هندسه ویژگی‌ها، به تمام سطوح در معرض نفوذ نفوذ کرده و تمیز کنند.

4. دمای فرآیند پایین.تمیز کردن مرطوب اغلب به دماهای بالا برای دستیابی به نرخ واکنش مورد نیاز نیاز دارد، که می تواند مواد حساس را تحت فشار قرار دهد و باعث عدم تطابق انبساط حرارتی شود. تمیز کردن پلاسما را می توان در دمای نزدیک به محیط انجام داد و یکپارچگی مواد تمیز شده را حفظ کرد.

5. بدون زباله های خطرناک.محصولات جانبی شیمیایی تمیز کردن مرطوب باید به عنوان زباله های خطرناک درمان و دفع شوند و هزینه های قابل توجهی را برای رعایت محیط زیست متحمل شوند. تمیز کردن پلاسما فقط محصولات فرعی گازی تولید می کند که می توان آنها را با استفاده از سیستم های کاهش استاندارد پاک کرد.

6. نتایج ثابت و قابل تکرار.کنترل پارامترهای پلاسما مانند قدرت، فشار و جریان گاز بسیار دقیق است. یک طراحی خوبپاک کننده پلاسما نیمه هادیشرایط یکسانی را برای هر دسته ایجاد می کند و تغییرات دسته به دسته را که بر تمیز کردن مرطوب تأثیر می گذارد، حذف می کند.

7. کاهش مراحل فرآیند.تمیز کردن مرطوب معمولاً به مراحل مختلف فرآیند نیاز دارد: غوطه وری در حمام تمیز کردن، شستشو و خشک کردن. تمیز کردن پلاسما یک عملیات ساده و تک مرحله ای است. این امر باعث کاهش ردپای تجهیزات، زمان فرآیند و جابجایی اپراتور می شود.

حرکت صنعت به سمت تمیز کردن پلاسما فقط یک اولویت فنی نیست. این یک نیاز اقتصادی و کیفی است. از آنجایی که دستگاه های نیمه هادی به کوچک شدن خود ادامه می دهند و فناوری های بسته بندی نیازمندتر می شوند، نیاز به روش تمیز کردن خشک، بدون باقی مانده و بدون آسیب بیشتر می شود. پاک کننده پلاسما نیمه هادی، فناوری اثبات شده و بالغی است که این نیازهای سخت را برآورده می کند.

3. یک پاک کننده پلاسما نیمه هادی چه نوع آلودگی هایی را می تواند حذف کند؟

یکی از سوالات متداول مهندسین در حال ارزیابی الفپاک کننده پلاسما نیمه هادیاین است: این تجهیزات واقعاً چه چیزی را می تواند حذف کند؟ پاسخ به نوع پلاسما و گاز فرآیند انتخاب شده بستگی دارد. تمیز کردن پلاسما می تواند سه دسته اصلی آلودگی را بررسی کند که هر کدام به رویکرد و شیمی متفاوتی نیاز دارند. درک این دسته بندی ها برای توسعه فرآیند و انتخاب تجهیزات ضروری است. کارخانه ما طیف گسترده ای از محلول های تمیز کننده پلاسما را با دستور العمل های فرآیندی بهینه سازی شده برای انواع آلودگی های خاص توسعه داده است.

دسته 1: آلودگی آلی.این دسته شامل باقیمانده‌های مقاوم به نور، اثر انگشت، روغن‌ها، گریس‌ها و سایر هیدروکربن‌هایی است که در طی پردازش نیمه‌رسانا معرفی می‌شوند. این آلاینده‌ها اغلب به صورت لایه‌های نازک و نامرئی هستند که می‌توانند با رسوب‌ها یا پیوندهای بعدی تداخل داشته باشند. روش استاندارد برای حذف آلی، پلاسمای اکسیژن است. رادیکال های اکسیژن فعال با کربن و هیدروژن موجود در مواد آلی واکنش می دهند و دی اکسید کربن فرار و بخار آب را تشکیل می دهند که تخلیه می شوند. پلاسما به عنوان یک فرآیند "احتراق" بسیار کارآمد و غیر مخرب در دمای پایین عمل می کند. برای بقایای آلی به خصوص سرسخت، می توان از مخلوط اکسیژن با آرگون یا هیدروژن برای تقویت واکنش شیمیایی استفاده کرد.

دسته 2: آلودگی غیر آلی.این دسته شامل اکسیدهای بومی (دی اکسید سیلیکون، اکسید آلومینیوم)، اکسیدهای فلزی و باقی مانده های معدنی دیگر است. این آلاینده ها معمولاً با استفاده از پلاسمای کاهنده حذف می شوند. یک رویکرد رایج، پلاسمای هیدروژن-آرگون است که در آن رادیکال های هیدروژن اکسید فلز را به فلز خالص برمی گرداند و به طور موثر لایه اکسید را از بین می برد. از طرف دیگر، می توان از پلاسمای مبتنی بر فلوئور (با استفاده از CF4 یا SF6) برای اچ کردن اکسیدها استفاده کرد، اما این کار باید با احتیاط انجام شود زیرا فلوئور تهاجمی است و می تواند به مواد زیرین آسیب برساند. انتخاب مخلوط گاز و پارامترهای فرآیند باید به دقت کالیبره شوند تا اکسید بدون تغییر سطح زیرلایه حذف شود. برای اکسیدها، پلاسما اکسید را به حالت فلزی کاهش می دهد و لایه را حذف می کند و سطح را برای چسبندگی فعال می کند.

دسته 3: آلودگی ذرات.این دسته شامل ذرات گرد و غبار میکروسکوپی، تکه های فلزی و سایر ذرات موجود در سطح می باشد. اینها می توانند باعث نقص در فرآیندهای بعدی شوند و می توانند منبع نشت الکتریکی باشند. حذف ذرات از طریق کندوپاش فیزیکی با استفاده از پلاسمای آرگون حاصل می شود. یون های آرگون با انرژی کافی به سطح برخورد می کنند تا ذرات را از جای خود خارج کنند و سپس توسط سیستم خلاء منتقل می شوند. این یک فرآیند تمیز کردن فیزیکی است و در از بین بردن ذرات با اندازه های مختلف موثر است. با این حال، برای جلوگیری از آسیب رساندن به سطح یا ویژگی های دستگاه، باید با انرژی مناسب اعمال شود.

جدول زیر نقشه دقیق تری از انواع آلودگی به شیمی پلاسما مناسب ارائه می دهد.

کارخانه ما خدمات جامع توسعه فرآیند را ارائه می دهد و به مشتریان کمک می کند تا دستور العمل های تمیز کردن پلاسما خود را برای چالش های آلودگی خاص خود بهینه کنند. ما یک پایگاه داده از فرآیندهای ایجاد شده برای صدها بستر و آلاینده نگهداری می کنیم و تیم فنی ما می تواند دستور العمل های سفارشی برای برنامه های کاربردی منحصر به فرد طراحی کند. این تضمین می کند که پاک کننده پلاسما نیمه هادی شما عملکرد مطلوبی را برای نیازهای خاص تولید شما ارائه می دهد.

4. چگونه تمیز کردن پلاسما بازده بسته بندی نیمه هادی را بهبود می بخشد؟

در حالی که تمیز کردن پلاسمای نیمه هادی برای ساخت ویفر ضروری است، تأثیر آن بر مرحله بسته بندی احتمالاً عمیق تر است. بسته بندی - فرآیند اتصال قالب نیمه هادی به دنیای خارج و ایجاد حفاظت مکانیکی و محیطی - شامل یک سری مراحل حیاتی است: اتصال قالب، اتصال سیم، کپسوله کردن، و تشکیل سرب. هر یک از این مراحل به سطوح تمیز و فعال شیمیایی نیاز دارد تا اتصالات قوی و قابل اطمینان تضمین شود. آلاینده ها در مرحله بسته بندی منبع اصلی از دست دادن عملکرد و خرابی در مزرعه هستند و ثابت شده است که تمیز کردن پلاسما موثرترین روش برای از بین بردن آنها است.

برای درک تأثیر تمیز کردن پلاسما بر بازده بسته بندی، فرآیند اتصال سیم را در نظر بگیرید. اتصال سیم یک فناوری بالغ است، اما روش غالب برای ایجاد اتصالات الکتریکی بین قالب و قاب سرب باقی می ماند. در این فرآیند از انرژی، گرما و فشار اولتراسونیک برای ایجاد یک جوش بین سیم طلایی یا مسی و پد باند روی قالب استفاده می شود. برای تشکیل یک پیوند قابل اعتماد، سطح پد پیوند باید عاری از آلودگی های آلی، اکسیدها و ذرات باشد. این آلاینده ها به عنوان یک مانع عمل می کنند و از تماس صمیمی فلز به فلز مورد نیاز برای یک جوش قوی جلوگیری می کنند. نتیجه یک پیوند ضعیف است که می تواند در طول پردازش بعدی یا در طول عمر محصول شکست بخورد.

در یک خط مونتاژ نیمه هادی معمولی، دسته ای از قالب ممکن است دارای سطوح باند باند آغشته به بقایای اره، ذخیره سازی، یا جابجایی باشد. بازده اولیه باند سیم ممکن است 95٪ باشد، به این معنی که 5٪ از اوراق قرضه ضعیف یا نچسب هستند. این به طور مستقیم به ضایعات ترجمه می شود: هر پیوند ضعیف نیاز به کار مجدد دارد یا منجر به یک قالب ضایع شده می شود. اکنون اثر یک مرحله تمیز کردن پلاسما را تصور کنید که بلافاصله قبل از اتصال سیم اعمال می شود. پلاسما بقایای آلی را حذف می‌کند، اکسید بومی را کاهش می‌دهد و سطح پد پیوند را از نظر شیمیایی فعال می‌کند و باعث می‌شود که آن را به شدت برای اتصال پذیرا باشد. بازده در دسته تمیز شده با پلاسما به 99.5٪ افزایش می یابد و نرخ شکست پیوند را 90٪ کاهش می دهد. این یک محاسبه نظری نیست. این یک نتیجه واقعی است که توسط خطوط بسته بندی متعدد به دست آمده است.

سایر فرآیندهای بسته بندی که به طور قابل توجهی از تمیز کردن پلاسما سود می برند عبارتند از:

• Die Attach:در دای اتچ، قالب با استفاده از چسب پلیمری به زیرلایه متصل می شود. استحکام باند چسب به شدت به تمیزی سطح لایه پشتی قالب و زیرلایه بستگی دارد. تمیز کردن پلاسما بقایای آلی و اکسید را از بین می برد و از اتصال چسب قوی و بدون خالی بودن اطمینان حاصل می کند. نتیجه بهبود قابل توجهی در استحکام برشی قالب و کاهش بروز لایه لایه شدن قالب است.
• کم پر شدن:Underfill ماده ای است که بین قالب و زیرلایه اعمال می شود تا از برجستگی های لحیم کاری در برابر فشارهای مکانیکی محافظت کند. اثربخشی زیرپر به توانایی آن در جریان کامل و یکنواخت بین اجزا بستگی دارد. آلودگی روی سطوح می تواند جریان را مختل کند و حفره هایی ایجاد کند که به عنوان غلظت تنش عمل می کنند. تمیز کردن پلاسما باعث بهبود خیس شدن مواد پر شده، کاهش ایجاد حفره ها و افزایش قابلیت اطمینان بسته می شود.
• قالب گیری:در فرآیند قالب گیری، قالب در یک ترکیب پلیمری محصور می شود. چسبندگی بین ترکیب قالب گیری و سطح قالب برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و بهبود استحکام مکانیکی بسته بسیار مهم است. تمیز کردن پلاسما سطح قالب را فعال می کند و باعث چسبندگی قوی و حذف لایه لایه می شود.
• حذف شار برآمدگی لحیم کاری:برای بسته های Flip-chip و BGA (Ball Grid Array)، از فلاکس برای کمک به لحیم کاری استفاده می شود که برجستگی را تشکیل دهد. پس از تشکیل برآمدگی، باقیمانده شار باید حذف شود تا از خوردگی جلوگیری شود و امکان بازرسی دقیق فراهم شود. تمیز کردن پلاسما یک روش موثر و بدون باقی مانده برای از بین بردن بقایای شار است و سطوح برآمدگی را تمیز می کند.

تأثیر تمیز کردن پلاسما بر بازده بسته بندی را می توان کمی ارزیابی کرد. جدول زیر پیشرفت های معمولی را نشان می دهد که در خطوط بسته بندی پس از معرفی مرحله تمیز کردن پلاسما در جریان فرآیند مشاهده شده است.

سیستم های پاک کننده پلاسما نیمه هادی ما با در نظر گرفتن کاربردهای بسته بندی طراحی شده اند و ویژگی هایی مانند فاصله الکترودهای قابل تنظیم، قابلیت های پردازش دسته ای و ادغام با سیستم های جابجایی خودکار را ارائه می دهند. ما درک می کنیم که در محیط پر حجم بسته بندی نیمه هادی، قابلیت اطمینان و تکرار پذیری غیرقابل مذاکره است. تجهیزات ما عملکرد ثابت مورد نیاز برای به حداکثر رساندن عملکرد و کاهش ضایعات را ارائه می دهند.

5. چگونه می توان پاک کننده پلاسما نیمه هادی مناسب را برای برنامه خود انتخاب کرد؟

انتخاب مناسبپاک کننده پلاسما نیمه هادیبرای یک برنامه خاص یک تصمیم حیاتی است که نیاز به ارزیابی ساختاریافته الزامات فنی و محدودیت های عملیاتی دارد. انتخاب شامل عوامل متعادل کننده مانند اثربخشی تمیز کردن، توان عملیاتی، هزینه و سازگاری با فرآیندهای موجود است. یک پاک کننده پلاسما نیمه هادی یک سرمایه گذاری قابل توجه است و انتخاب سیستم اشتباه می تواند منجر به عملکرد نامناسب و هدر رفتن هزینه ها شود. کارخانه ما یک چارچوب انتخاب ساختار یافته ایجاد کرده است تا به مشتریان کمک کند تا در این فرآیند حرکت کنند و سیستمی را انتخاب کنند که به طور بهینه با نیازهای آنها مطابقت دارد.

مرحله 1: آلودگی را که باید حذف شود را تعریف کنید.اولین قدم شناسایی نوع آلودگی است که باید حذف شود. آیا آلی (مقاوم در برابر نور، روغن)، غیر آلی (اکسید) یا ذرات است؟ آلاینده های مختلف به ترکیبات شیمیایی پلاسما و شرایط فرآیندی متفاوتی نیاز دارند. به عنوان مثال، پلاسمای اکسیژن برای حذف آلی موثر است، در حالی که پلاسمای هیدروژن برای حذف اکسید لازم است. انتخاب پاک کننده پلاسما نیمه هادی باید از شیمی گاز مورد نیاز پشتیبانی کند.

مرحله 2: زیرلایه را مشخص کنید.مواد و هندسه زیرلایه از عوامل انتخاب حیاتی هستند. مواد چیست؟ آیا سیلیکون، آرسنید گالیم یا سرامیک است؟ این ماده می تواند به شرایط خاص پلاسما حساس باشد. به عنوان مثال، برخی از مواد مستعد آسیب بمباران یونی هستند و به پلاسمای "نرم" نیاز دارند (پیکربندی پلاسمای پایین دست). هندسه نیز مهم است: آیا زیرلایه ساختارهای شکننده ای دارد که ممکن است در اثر بمباران فیزیکی آسیب ببینند؟ آیا دارای ویژگی های نسبت تصویر بالا است که نیاز به تمیز کردن ایزوتروپیک دارد؟ پاسخ به این سوالات پیکربندی الکترود مورد نیاز و چگالی توان را تعیین می کند.

مرحله 3: ارزیابی عملکرد مورد نیاز.چند لایه در ساعت باید تمیز شود؟ این اندازه محفظه مورد نیاز و پیکربندی دسته ای یا درون خطی را تعیین می کند. برای تولید با حجم بالا، یک محفظه بزرگتر که بتواند دسته ای از بسترها را در خود جای دهد ترجیح داده می شود. برای تحقیق و توسعه، یک اتاقک کوچکتر با چرخش سریع مناسب تر است. زمان چرخه پاک کننده پلاسما نیمه هادی (شامل پمپ کردن، فرآیند و هواگیری) باید با زمان کلی تولید مطابقت داشته باشد.

مرحله 4: محیط اتاق تمیز را ارزیابی کنید.محیط تولید نیمه هادی به شدت کنترل می شود. پاک کننده پلاسما نیمه هادی باید با مشخصات اتاق تمیز، از جمله کلاس تمیزی، تهویه، و سازگاری الکترومغناطیسی مطابقت داشته باشد. ردپای تجهیزات و فضای کف موجود نیز باید در نظر گرفته شود.

مرحله 5: تامین و کاهش گاز را ارزیابی کنید.پاک کننده پلاسما نیمه هادی به عرضه گازهای فرآیندی با خلوص بالا و وسیله ای برای کاهش (تصفیه ایمن) گازهای خروجی نیاز دارد. سیستم گازرسانی باید بتواند گازهای مورد نیاز را با دبی و خلوص صحیح تحویل دهد. سیستم کاهش باید به گونه ای طراحی شود که محصولات جانبی خاصی را که توسط فرآیند تمیز کردن پلاسما تولید می شود (مانند ترکیبات آلی فرار، ترکیبات فلوئور) تولید کند.

مرحله 6: اتوماسیون و ادغام را در نظر بگیرید.در یک مرکز تولید نیمه هادی مدرن، پاک کننده پلاسما نیمه هادی به ندرت یک ابزار مستقل است. معمولاً در یک خط تولید خودکار ادغام می شود. سیستم باید بتواند با سیستم های اتوماسیون و کنترل کارخانه، معمولاً از طریق پروتکل SECS/GEM (SEMI Equipment Communications Standard/Generic Equipment Model) ارتباط برقرار کند.

جدول زیر عوامل کلیدی تصمیم گیری و سوالاتی را که باید در هر مرحله از فرآیند انتخاب پاسخ داده شود، خلاصه می کند.

تیم فنی کارخانه ما برای کمک به فرآیند انتخاب، ارائه داده های فنی دقیق، نمایش فرآیند و تجزیه و تحلیل هزینه-فایده در دسترس است. ما درک می کنیم که هر برنامه منحصر به فرد است، و ما متعهد هستیم که به مشتریان خود کمک کنیم تا پاک کننده پلاسما نیمه هادی را انتخاب کنند که مؤثرترین و کارآمدترین راه حل تمیز کردن را برای نیازهای خاص آنها ارائه می دهد.

6. سوالات متداول (سؤالات متداول)

سوال 1: آیا تمیز کردن پلاسما به سطح ویفرهای نیمه هادی یا دستگاه های من آسیب می رساند؟

پاسخ: تمیز کردن پلاسما هنگامی که با پارامترهای فرآیند صحیح کار می‌کند، فرآیندی ملایم و غیر مخرب است. فاکتورهای کلیدی عبارتند از سطح توان RF، فشار فرآیند و انتخاب گاز فرآیند. سیستم‌های پلاسمای مستقیم (همبسته خازنی) پلاسمایی با انرژی یونی بالاتر تولید می‌کنند که می‌تواند برای تمیز کردن تهاجمی یا فعال‌سازی سطح استفاده شود. برای مواد حساس، یک سیستم پلاسما پایین دست (که در آن پلاسما از راه دور تولید می شود و رادیکال های خنثی به ویفر منتقل می شوند) می تواند برای جلوگیری از آسیب بمباران یونی استفاده شود. ما یک سرویس توسعه فرآیند جامع ارائه می دهیم تا اطمینان حاصل کنیم که دستور تمیز کردن پلاسما شما به بستر آسیب نمی رساند.

سوال 2: تفاوت بین پلاسمای اکسیژن و پلاسمای آرگون چیست؟

پاسخ: پاکسازی پلاسمای اکسیژن در درجه اول به واکنش های شیمیایی بستگی دارد. رادیکال‌های فعال اکسیژن، آلاینده‌های آلی را اکسید می‌کنند و آنها را به دی اکسید کربن فرار و بخار آب تبدیل می‌کنند. تمیز کردن پلاسمای آرگون در درجه اول یک فرآیند فیزیکی است: یون‌های آرگون به طور فیزیکی سطح را بمباران می‌کنند، ذرات را جدا می‌کنند و لایه‌های نازک را به صورت فیزیکی دور می‌کنند. پلاسمای اکسیژن برای از بین بردن بقایای آلی ایده آل است، در حالی که پلاسمای آرگون برای فعال سازی سطحی و برای حذف ذراتی که از نظر شیمیایی پیوند ندارند استفاده می شود. بسیاری از فرآیندهای تمیز کردن پلاسما از مخلوطی از اکسیژن و آرگون برای ترکیب عمل تمیز کردن شیمیایی و فیزیکی استفاده می کنند.

سوال 3: زمان چرخه فرآیند معمولی برای پاک کننده پلاسما نیمه هادی چقدر است؟

پاسخ: زمان چرخه برای یک فرآیند معمولی تمیز کردن پلاسما بین 5 تا 20 دقیقه است. این شامل زمان تخلیه پمپ (برای دستیابی به خلاء)، زمان فرآیند (مرحله تمیز کردن پلاسما)، و زمان تخلیه (برای بازگرداندن محفظه به فشار اتمسفر) است. زمان چرخه واقعی به حجم محفظه، سرعت پمپ خلاء و زمان تمیز کردن مورد نیاز بستگی دارد. سیستم های پاک کننده پلاسما نیمه هادی کارخانه ما برای پمپاژ سریع و پردازش کارآمد، با زمان چرخه معمولی 8-12 دقیقه برای کاربردهای دسته ای استاندارد طراحی شده اند.

سوال 4: آیا می توان از پاک کننده پلاسما نیمه هادی برای تمیز کردن دستگاه ها و بسته های مونتاژ شده استفاده کرد؟

پاسخ: بله، تمیز کردن پلاسما به طور گسترده ای برای تمیز کردن دستگاه ها و بسته های مونتاژ شده استفاده می شود. این اغلب قبل از قالب گیری یا کپسوله سازی برای حذف آلاینده ها و بهبود چسبندگی انجام می شود. درمان پلاسما می تواند به طور موثر سطوح کل مجموعه، از جمله قالب، اتصالات سیم، و قاب های سربی را بدون آسیب رساندن به اجزای ظریف تمیز کند. برای جلوگیری از هر گونه تأثیری بر عملکرد دستگاه مونتاژ شده، باید در انتخاب پارامترهای فرآیند صحیح دقت شود.

سوال 5: چرا 13.56 مگاهرتز رایج ترین فرکانس RF برای تمیز کردن پلاسما است؟

پاسخ: فرکانس 13.56 مگاهرتز یک باند فرکانسی صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) شناخته شده بین المللی است. این بدان معنی است که تجهیزاتی که در این فرکانس کار می کنند نیازی به مجوز ندارند و با ارتباطات رادیویی تداخلی ندارند. این تخصیص 13.56 مگاهرتز را به یک استاندارد عملی برای تجهیزات پردازش پلاسما تبدیل می کند. سایر فرکانس‌های ISM مانند 2.45 گیگاهرتز (مایکروویو) نیز برای کاربردهای تخصصی پلاسما استفاده می‌شوند، اما 13.56 مگاهرتز پرکاربردترین استاندارد است.

7. درباره شنژن CKD Technology Co., Ltd.

شنژن CKD Technology Co., Ltd.,در سال 2010 تاسیس شد و دفتر مرکزی آن در قلب مرکز نوآوری فناوری چین قرار دارد، یک تامین کننده برتر تجهیزات توزیع دقیق و بسته بندی نیمه هادی، از جمله تجهیزات پیشرفته بازرسی نیمه هادی است. با موجودی جامعی که برندها و مدل های متعدد را در بر می گیرد و موجودی فراوانی از انواع لوازم جانبی، تولید پایدار، قابل اعتماد و مستمر را برای مشتریان خود تضمین می کنیم. تیم مهندسین حرفه ای ما راه حل های کلید در دست را ارائه می دهند و پشتیبانی محلی ما در سنگاپور، مالزی، ویتنام و تایلند تضمین می کند که شما همیشه از تضمین فنی و کیفیت برای تولید خود برخوردار باشید. CKD با هدایت ارزش‌های اصلی «دقت، ثبات و کارایی»، ارتقاهای تولید هوشمندانه‌ای را برای صدها شرکت در سرتاسر جهان فراهم کرده است که به رسمیت شناخته شده و شهرت خوبی در صنعت به دست آورده است.

8. نتیجه گیری

راپاک کننده پلاسما نیمه هادییک جزء حیاتی در تولید و بسته بندی نیمه هادی های مدرن است. با استفاده از خواص منحصر به فرد پلاسما - حالت چهارم ماده - روشی خشک، بدون باقیمانده و بدون آسیب را برای از بین بردن آلودگی های آلی، کاهش اکسیدهای بومی و تمیز کردن سطوح فراهم می کند. این فناوری بر پایه مهندسی دقیق ساخته شده است: محفظه خلاء، منبع تغذیه RF، سیستم انتقال گاز و الکترونیک کنترل همه در هماهنگی برای ایجاد یک محیط پلاسما کنترل شده کار می کنند. همانطور که بررسی کردیم، مشخصات فنی کلیدی - فشار پایه، قدرت RF، کنترل جریان گاز - به طور مستقیم عملکرد و قابلیت های تمیز کردن سیستم را مشخص می کند. پاک کننده پلاسما نیمه هادی صرفاً یک قطعه از تجهیزات نیست. این یک عامل ضروری برای تولید نیمه هادی های با بازده بالا، ساخت MEMS و بسته بندی پیشرفته است و تمیزی سطح را که پیش نیاز هر مرحله فرآیند بعدی است، فراهم می کند.

ما از شما دعوت می کنیم در مورد اینکه چگونه CKD می تواند نیازهای تولید نیمه هادی شما را پشتیبانی کند بیشتر بیاموزید. تیم مهندسین با تجربه ما آماده است تا در مورد نیازهای خاص شما صحبت کند و نشان دهد که چگونه تجهیزات بازرسی نیمه هادی ما می تواند به طور یکپارچه در خط تولید شما ادغام شود. برای مشاوره رایگان یا برنامه ریزی برای نمایش در مرکز ما با ما تماس بگیرید. امروز با شنژن CKD Technology Co., Ltd. تماس بگیریدبرای کشف طیف گسترده ای از راه حل های تولید نیمه هادی و بازرسی.