晶圆及晶圆级封装的等离子清洗机有哪些特点？

晶圆（Wafer）清洗分为湿法清洗和干法清洗，等离子清洗属于后者，主要是去除晶圆表面肉眼看不到的表面污染物。其清洗过程就是先将晶圆放入等离子清洗机的真空反应腔体内，然后抽取真空，达到一定真空度后通入反应气体，这些反应气体被电离形成等离子体与晶片表面发生化学和物理反应，生成可挥发性物质被抽走，使得晶圆表面变得清洁并具亲水性。与其他行业比较，晶圆及晶圆级封装的等离子清洗机有哪些特点呢？

1-1 等离子清洗晶圆是在千级以上的无尘室中进行的，对particle的要求极高，任何超标的particle存在，都会造成晶圆不可挽回的缺陷。所以设计等离子清洗机的腔体首先一定要是铝质，而不是不锈钢材质；摆放晶圆的托架滑动部分，要尽量采用不容易产生粉尘和被等离子腐蚀的材料；电极和托架方便拆卸，便于日常维护。

1-2 等离子清洗机反应腔体内的电极间距和层数，以及气路分布，对于晶圆处理的均匀性都重大的影响，这些指标都需要不断试验来优化。

1-3 等离子清洗晶圆的过程中，会产生一定的热量累积，处于工艺的需要，维持电极板的温度在一定范围是必要的，所以通常会给等离子清洗机的电极加上水冷。

1-4 多层电极的等离子清洗机产能比较高，可以根据需要每一层托架上摆放多片晶圆，比较适合于半导体分立器件、电力电子元器件专用4寸及6寸晶圆的光刻底膜去除等。

2 晶圆级封装前处理的等离子清洗机

2-1 晶圆级封装（WLP，Wafer Level Package）是先进的芯片封装方式之一，即整片晶圆生产完成后，直接在晶圆上面进行封装和测试，然后把整个晶圆切割开来分成单颗晶粒；电气连接部分采用用铜凸块（Copper Bump）取代打线（Wire Bond）的方法，所以没有打线或填胶工艺。

2-2 晶圆级封装前处理的目的是去除表面的无机物，还原氧化层，增加铜表面的粗糙度，提高产品的可靠性。

2-3 晶圆级封装前处理的等离子清洗机由于产能的需要，真空反应腔体、电极结构、气流分布、水冷装置、均匀性等方面的设计会有显著区别。

2-4 芯片制作完成后残余的光刻胶无法用湿式法清洗，只能通过等离子的方式进行去除，然而光刻胶较厚无法确定，所以需要去调整相应的工艺参数。

3 等离子清洗晶圆的效果对比

3-1 等离子清洗前的晶圆表面比较光滑，水滴接触角为86度。

3-2 等离子清洗后的晶圆表面有机物去除彻底，并形成一定的粗糙度，水滴接触角下降到11度。

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