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等离子清洗技术

摘要:环境污染控制,人员劳动保护,技术应用,在高密度电子组装、精密机械制造中,湿法清洗工艺日渐局限,干法清洗的机理及应用研究日趋紧迫,等离子体清洗技术在干洗中优势明显。文章的主要内容是等离子体清洗的机理及低温等离子体技术清洗的工艺。

1、概述

电子工业清洗是一个很广的概念,包括任何与去除污染物有关的工艺,但针对不同的对象,清洗的方法有很大的区别。目前在电子工业中已广泛应用的物理化学清洗方法,从运行方式来看,大致可分为两种:湿法清洗与干法清洗。湿洗已经在电子工业生产中广泛应用。清洗主要依靠物理和化学(溶剂)的作用。如在化学活性剂吸附、浸透、溶解、离散作用下辅以超声波、喷淋、旋转、沸腾、蒸汽、摇动等物理作用下去除污渍,这些方法清洗作用和应用范围各有不同,清洗效果也有一定差别。

电子组装技术、精密机械制造的进一步发展,对清洗技术提出越来越高的要求,湿法清洗由于对环境污染大,其费用日益增加。相对而言干法清洗有很大的优势,特别是以等离子技术为主的清洗技术已逐步在半导体、电子组装、紧密机械等行业开始应用。因此,有必要了解等离子清洗的机理及其应用工艺。

2、等离子体清洗机理

等离子技术在20世纪60年代起就开始应用于化学合成、薄膜制备、表面处理和精细化工等领域,在大规模或超大规模集成电路工艺干法化、低温化方面,近年来也开发应用了等离子体聚合、等离子体蚀刻、等离子体灰化及等离子体阳极氧化等全干法工艺技术。等离子清洗技术也是工艺干法化的进步成果之一。

与湿法清洗不同,等离子清洗的机理是依靠处于“等离子态”物质的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。从目前各类清洗方法来看,可能等离子体清洗也是所有清洗方法中最为彻底剥离式的清洗。

等离子清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型,均可进行处理,如金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料(如:聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯)等原基材料都能很好地处理并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。清洗的重要作用之一是提高膜的附着力,如在 Si 衬低上沉积Au膜,经Ar等离子体处理掉表面的碳氢化合物和其它污染,明显改善了 Au 的附着力。等离子体处理后的基体表面,会留下一层含氟化物的灰色物质,可用溶液去掉。同时有利于改善表面沾着性和润湿性。在清洗过程中经等离子体表面活化形成的自由基,能够进一步形成特定官能团,这种特定官能团的引入,特别是含氧官能团对改善材料的沾着性和湿润性起着明显的作用

等离子体工艺常规的化学清洗具有若干优势,等离子由于使用电能催化化学反应而不是热能,因此提供了一个低温环境。等离子排除了由湿式化学清洗带来的危险,与其它清洗方式相比的最大优势在于清洗后无废液。总之,等离子工艺是一种简单到几乎不需管理的清洗工艺。

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