一、物理清洗機制

1. 物理濺射：

   • 在清洗過程中，通過產生等離子體，其中的正離子在電場中獲得能量并撞擊半導體表面。

   • 這種撞擊能夠移去表面分子片段和原子，從而去除污染物。

   • 物理濺射還能夠改變表面的微觀形態，使表面在分子級范圍內變得更加粗糙，從而改善表面的粘接性能。

   • 典型的物理清洗工藝是氬氣等離子體工藝，因為氬氣本身是惰性氣體，不會與表面發生化學反應，而是通過物理濺射實現清洗。

二、化學清洗機制

1. 化學反應：

   • 等離子體中的自由基等活潑粒子很容易與固體表面發生化學反應。

   • 通過等離子體產生的氧自由基非常活潑，容易與有機物中的碳和氫發生反應，產生二氧化碳、一氧化碳和水等易揮發物，從而去除表面的有機物污染。

   • 等離子體產生的氫自由基則易于同金屬氧化物中的氧結合產生水，使金屬被還原，從而去除金屬表面的氧化層。

2. 等離子體產生：

   • 在密閉的真空腔體中，通過真空泵不斷抽氣，降低壓力值，提高真空度，使分子間間距變大，作用力減小。

   • 利用等離子發生器產生的高壓交變電場將工藝氣體（如Ar、H2、N2、O2、CF4等）激發、震蕩形成具有高反應活性或高能量的等離子體。

三、綜合清洗機制

1. 物理與化學結合：

   • 在實際清洗過程中，物理清洗和化學清洗往往同時進行，相互促進。

   • 物理濺射能夠去除表面的大部分污染物，并為化學反應提供更有利的條件。

   • 化學反應則能夠進一步去除難以通過物理濺射去除的污染物，如有機物和金屬氧化物。

2. 工藝氣體選擇：

   • 根據不同的清洗需求和材料特性，可以選擇不同的工藝氣體組合。

   • 例如，對于有機物污染較重的表面，可以選擇氧氣或含有氧氣的混合氣體作為工藝氣體；對于金屬氧化物污染較重的表面，可以選擇氫氣或含有氫氣的混合氣體作為工藝氣體。

四、清洗過程與效果

1. 清洗過程：

   • 將待清洗的半導體元器件放入清洗機的真空腔體中。

   • 啟動真空泵降低腔體壓力，并引入工藝氣體。

   • 啟動等離子發生器產生等離子體并進行清洗。

   • 根據清洗需求和材料特性調整清洗參數（如清洗時間、功率等）。

   • 清洗完成后關閉等離子發生器，排出腔體內的氣體并取出元器件。

2. 清洗效果：

   • 清洗后的半導體元器件表面潔凈度顯著提高，污染物得到有效去除。

   • 清洗過程中不會破壞元器件的表面特性、熱學特性和電學特性。

   • 清洗后的元器件具有更好的可靠性和穩定性，有利于提高產品的成品率和性能。

綜上所述，半導體封裝清洗機通過物理濺射和化學反應相結合的清洗機制，能夠高效、精確地去除半導體元器件表面的污染物，保證元器件的潔凈度和質量。