Plasmachemische Reinigung
Die Plasmareinigung ist eine in der Halbleiterindustrie etablierte Technologie zur Reinigung und Modifizierung von Oberflächen. Je nach angewandter Technologie der Plasmaerzeugung, geschieht die Reinigung überwiegend physikalisch, d.h. durch Beschuss der Oberfläche mit Ionen hoher kinetischer Energie oder chemisch, durch Bildung von flüchtigen Verbindungen zwischen Ionen und Radikalen des Prozessgases mit Verunreinigungen auf der Oberfläche.
Nach der Plasmareinigung weisen Oberflächen von Substraten oder Bauteilen einen definierten Zustand auf. So ist z.B. die Qualität von Drahtbond Verbindungen von gereinigten Substraten und Chips unabhängig von der Lagerzeit der zuvor bestückten Bauteile. Insbesondere während eines Aushärteprozesses, ist der Grad der Verunreinigung durch Kleberausgasungen und dessen Einfluss auf die nachfolgenden Prozesse schwer zu kontrollieren. Dank der Plasmareinigung können diese Verunreinigungen entfernt werden. Dieses Verfahren liefert somit die Grundvoraussetzung für einen robusten Bestückungs- und Verbindungsprozess.
Bei der Altatec setzen wir die schonende, plasmachemische Reinigung ein. Bei dieser wird mit Hilfe einer Heisskathodenquelle und Argon als Trägergas ein Plasmastrom im Bereich von 40-60 Ampère bei einer Plasmaspannung von < 20V erzeugt. Die plasmachemische Reinigung selbst geschieht durch chemische Reaktionen von angeregten Wasserstoffmoleküle, -Ionen und Radikalen mit Oberflächenverunreinigungen, wie z.B. C, S, F, O und P. Diese flüchtigen Verbindungen sind sehr stabil und werden während der Reinigung durch das Vakuumsystem aus der Kammer abgepumpt. Aufgrund des hohen Plasmastroms ist die Dichte an ionisierten Wasserstoffionen sehr hoch. Die Reinigung ist daher sehr effektiv. Kommt aus materialtechnischen Gründen Wasserstoff als Prozessgas nicht in Frage, können wir auch ein alternatives Prozessgas verwenden.
Die plasmachemische Reinigung hat gegenüber der plasma-physikalischen Reinigung den weiteren Vorteil, dass nur Kontaminationen auf der Oberfläche entfernt werden. Das Substrat selbst wird dabei nicht chemisch beansprucht. Weiter wird eine Querkontaminierung durch Sputtern und Redeposition von Substratmaterialien vermieden. Ein weiterer, positiver Nebeneffekt der Wasserstoff Plasmareinigung ist die Wasserstoff-Passivierung der für die COB Technologie typischen Oberflächen. Ein im Wasserstoffplasma prozessiertes Substrat kann in der Regel über längere Zeit gelagert werden, bevor es weiterprozessiert wird. Es muss also nicht unmittelbar vor der Bestückung gereinigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit Wasserstoff plasmagereinigte Oberflächen hervorragende Benetzungseigenschaften für Vergiess – und Klebeprozesse aufweisen. Man spricht in diesem Fall von einer Oberflächenaktivierung und nicht unbedingt von einer Reinigung. Derart behandelte Oberflächen haben gegenüber nicht behandelten Oberflächen eine massiv erhöhte Klebequalität.
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Technische Eigenschaften
- Reinigung mit Argon als Trägergas und Wasserstoff oder alternativen Prozessgasen
- Plasmaquelle: DC Heiss-Kathode
- Sanfte, plasmachemische Reinigung bei niedrigen kinetischen Energien der lonen und tiefen Spannungen
- Reinigung in geschlitzten Magazinen möglich. (Geeignet für die Massenproduktion)
Spezifikationen
Anwendungen
- Alle Arten von Substraten vor einem Kleberauftrag
- Integrierte Schaltungen, Sensoren, Aktuatoren, Micro- und Large Size Kamera vor dem Wire Bonden
- Metalloberflächen oder Leiterplatten vor dem Löten
- Optische Komponenten, Kunststoffe und Metalle vor dem Verkleben
- Alle Arten von bestückten Modulen vor dem Verkapseln