等離子去膠機是一種利用低溫等離子體技術去除半導體、微電子、光電等領域中光刻膠殘留的設備,其原理基于等離子體的物理和化學作用,能夠高效、環(huán)保地去除有機污染物,廣泛應用于芯片制造、封裝測試等工藝環(huán)節(jié)。
氣體電離:在真空腔體內(nèi),通過射頻(RF)電源或微波電源激發(fā)惰性氣體(如氬氣Ar、氧氣O2、氮氣N2)或反應性氣體(如CF2、SF2),使其電離形成等離子體。
等離子體特性:等離子體由高能電子、離子、自由基和中性粒子組成,具有高反應活性和能量,能夠與光刻膠發(fā)生化學反應或物理轟擊。
氧氣等離子體:O2在等離子體中分解為氧原子(O2),與光刻膠中的碳氫化合物(C2H2)發(fā)生氧化反應,生成CO2、H2O等揮發(fā)性氣體,被真空泵抽出。
反應式:C2H2 + O2→ CO2 + H2O + 其他揮發(fā)性產(chǎn)物
惰性氣體等離子體(如Ar):高能離子和中性粒子對光刻膠表面進行物理轟擊,剝離或刻蝕光刻膠層,適用于去除較厚或難以氧化的光刻膠。
氣體流量:調(diào)節(jié)O2、Ar等氣體的比例,控制化學反應和物理轟擊的強度。
功率與時間:調(diào)整射頻功率和去膠時間,優(yōu)化去膠效率和表面質(zhì)量。
壓力與溫度:維持腔體內(nèi)低壓環(huán)境(通常為1-100 Pa),確保等離子體穩(wěn)定生成;低溫操作(常溫至100℃)避免熱損傷。
等離子去膠機的優(yōu)點:
快速去除:等離子體與光刻膠的反應速率高,去膠時間通常為幾分鐘至幾十分鐘,遠快于傳統(tǒng)濕法去膠(需數(shù)小時)。
無化學廢液:等離子去膠無需使用有機溶劑(如丙酮、NMP),減少化學廢液排放,符合環(huán)保要求。
低溫操作:避免高溫導致的材料變形或性能退化,適用于對溫度敏感的器件(如柔性電子、生物芯片)。
選擇性去膠:通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù),可實現(xiàn)對光刻膠的選擇性去除,保護底層材料(如金屬、氧化物)。
適用多種材料:可去除正性光刻膠、負性光刻膠、聚酰亞胺等有機材料,適用于硅、玻璃、陶瓷、聚合物等多種基底。
與后道工藝兼容:去膠后表面清潔度高,無殘留,可直接進行下一步工藝(如鍍膜、刻蝕)。
自動化控制:設備配備PLC或計算機控制系統(tǒng),可實現(xiàn)工藝參數(shù)的準確控制和自動化運行。
易于集成:可與光刻機、刻蝕機、鍍膜機等設備集成,形成完整的半導體生產(chǎn)線。
等離子去膠機通過低溫等離子體技術,實現(xiàn)了高效、環(huán)保、低損傷的光刻膠去除,具有去膠效率高、環(huán)保無污染、表面損傷小、工藝兼容性強等優(yōu)點。在半導體、微電子、光電等領域,已成為不可少的關鍵設備。隨著技術的不斷發(fā)展,將向、更智能、更環(huán)保的方向邁進,為微納制造領域提供強大的支持。