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标题: 紫外臭氧清洗工艺 ITO，硅片表面超洁净 [打印本页]

作者: wisbay 时间: 2010-12-24 10:15
标题: 紫外臭氧清洗工艺 ITO，硅片表面超洁净
一．紫外清洗的发展历史
紫外光表面清洗技术在国际上是随着光电子信息产业的发展而提出来的。七十年代中期美国军事电子技术和器件实验室应用紫外光照射清洗石英晶片取得满意的效果。但是，美国在较长的时间里紫外光表面清洗技术主要在军事领域中进行研究性应用。直到九十年代初，日本和美国先后将UV光清洗机应用于民用光电子产品的工业生产过程，并开始向我国个别外资LCD企业在要求技术保密的情况下提供UV光清洗机。随后，日本在发展紫外光表面清洗技术的同时，紫外光表面改质技术也得到了发展。在二十世纪末，日本等先进工业国家紫外光表面清洗和改质技术由信息产业逐步扩展到金属、塑料、橡胶等工业生产过程。二十世纪九十年代后期，我国的信息技术和产业以惊人的速度飞速发展，特别是平板显示技术的高速发展，LCD显示屏由TN级向STN和TFT不断提升，新型的OLED显示产品也开始进入市场。由此，对制备工艺过程表面质量要求越来越严格，紫外光表面清洗技术的优越性已经得到广泛认可，UV光清洗机的需求量正在不断增长。

美国NOVASCAN紫外臭氧清洗机PSD系列
二、紫外光表面清洗和改质的工作原理
低压紫外汞灯发射的双波段短波紫外光照射到试件表面后，与有机污染物发生光敏氧化作用,不仅能去除污染物而且能改善表面的性能，从而提高物体表面的浸润性和粘合强度，或者使材料表面得到稳定的表面性能。根据不同需要，既可以对物体进行紫外光表面清洗，也可以进行紫外光表面改质（或叫表面改善），紫外光表面清洗和改质的机理有相同点，但也有区别。
2.1 紫外光清洗工作原理
VUV低压紫外汞灯能同时发射波长254nm和185nm的紫外光，这两种波长的光子能量可以直接打开和切断有机物分子中的共价键，使有机物分子活化，分解成离子、游离态原子、受激分子等。与此同时，185nm波长紫外光的光能量能将空气中的氧气（O2）分解成臭氧（O3）；而254nm波长的紫外光的光能量能将O3分解成O2和活性氧（O），这个光敏氧化反应过程是连续进行的，在这两种短波紫外光的照射下，臭氧会不断的生成和分解，活性氧原子就会不断的生成，而且越来越多，由于活性氧原子（O）有强烈的氧化作用，与活化了的有机物（即碳氢化合物）分子发生氧化反应，生成挥发性气体（如CO2，CO，H2O，NO等）逸出物体表面，从而彻底清除了粘附在物体表面上的有机污染物。
紫外光表面清洗原理表达式：

2.2 紫外光改质工作原理
低压紫外汞灯发射的185nm和254nm波长的紫外光除有清洗去除物体表面的有机污染物的功能外，而且还能够进行表面改质。其基本原理为：光子能量把物体的表层分子键打开的同时拉出H原子和C原子，与空气中的氧气分解出来的活性氧（O）生成极性很强的原子团（OH，CHO，COOH）即羟基等活性基，同时材料表面有机污染物的清洗效果显著，活化的基体表面具有良好的粘合力和键合特性，这些羟基和涂料、粘合剂、电镀材料相结合，形成新的化学键，从而使材料表面得到通常情况下得不到的很强的粘结强度，或者使材料得到稳定的表面性能。
紫外光表面改质原理表达式：

E：为紫外线光子能量
美国NOVASCAN紫外臭氧清洗机PSD其工作原理
PSD和PSDP系列产品通过产生185nm和254nm高强度UV光分解有机分子（污染物）。185nm的光可以将氧分子O2转变成活性的O3臭氧分子。254nm的光同时激发表面的有机分子，使其更容易被臭氧分子吸收并分解。由于臭氧分子存在时间短并且同时也被254nm光分解，样品台可以调节样品到灯管的距离来优化性能。PSD和PSDP分解有机污染物，然后形成CO2和H2O蒸气，同时也将臭氧分子转变成氧分子。

三、紫外光表面清洗和改质技术的先进性
3.1 光清洗技术是随着当代光电子信息技术发展起来的，光电子产品的高性能、微型化要求表面洁净度越来越高，常规的清洗方法（如水洗、化学溶液洗、超声波清洗等）已不能满足要求，UV光清洗能够达到常规的清洗方法难以达到的高清洁度，而且不存在三废处理问题，有利于环境保护。
3.2 光清洗是在常温、常压的环境中进行的，是一种非接触式的干法清洗技术。光清洗时被清洗的表面除了光子，不与任何物体发生接触，因为有机物经过紫外光照射发生光敏氧化反应后，生成可挥发性气体（CO2、CO、H2O等）从表面消散，随着排风系统抽走，不可能重返被清洗的表面，不会像溶液清洗时发生二次污染。
3.3 一般情况下，光清洗的表面不会受到损伤，由于光子的能量相对比氩等离子体溅射或惰性气体离子轰击的能量小，光清洗后的表面不会受到损伤或发生晶体缺陷的现象。
3.4光清洗对物体表面微细部位（如孔穴、微细沟槽等）具有有效而彻底的清洗效果。由于紫外光是纳米短波紫外线，能够射入材料表面的极为细微的部位，发生光敏氧化反应，充分表现出光清洗的彻底性。
3.5 世界上先进工业化国家已经开始将光清洗技术由光电产品向金属、光学、塑料、橡胶等相关产品的生产过程发展，光清洗技术的应用范围十分广阔，具有很强的技术生命力。

四、光清洗技术的应用范围
光清洗技术的应用范围十分广泛，目前在现代信息技术行业中使用光清洗技术比较普遍，随着我国工业现代化的发展，光清洗和光改质技术还将逐步应用于金属、塑料、橡胶等工业生产领域。
4.1在LCD、OLED生产中，在涂光刻胶、PI胶、定向膜、铬膜、色膜前经过光清洗，可以极大的提高基体表面润湿性，增强基体表面的粘合力；
4.2印制电路板生产中，对铜底板，印刷底板进行光清洗和改质，在导线焊接前进行光清洗，可以提高熔焊的接触面积，大大增加连接强度。特别是高精度印制电路板，当线距达到亚微米级时，光清洗可轻易地去除在线距之间很小的微粒，可以大大提高印制电路板的质量。
4.3大规模集成电路的密度越来越高，晶格的微细化越来越密，要求表面的洁净度越来越高，光清洗可以有效地实现表面的原子清洁度，而且对芯片表面不会造成损伤。
4.4在半导体生产中，硅晶片涂保护膜、铝蒸发膜前进行光清洗，可以提高粘合力，防止针孔、裂缝的发生。
4.5在光盘的生产中，沉积各种膜前作光清洗准备，可以提高光盘的质量。
4.6磁头固定面的粘合，磁头涂敷，以及提高金属丝的连接强度，光清洗后效果更好。
4.7石英晶体振荡器生产中，除去晶体检测后涂层上的墨迹，晶体在银蒸发沉积前，进行光清洗可以提高镀膜质量和产品性能。
4.8在IC卡表面插装ROM前，经过光清洗可提高产品质量。
4.9彩色滤光片生产中，光清洗后能彻底洗净表面的有机污染物。
4.10敷铜箔层压板生产中，经过光照改质，不仅表面洁净而且表面形成十分均匀的保护氧化层，产品质量显著提高。
4.11光学玻璃经过紫外光清洗后，镀膜质量更好。
4.12树脂透镜光照后，能加强与防反射板的粘贴性。
4.13对清除石蜡、松香、油脂、人体体油、残余的光刻胶、环氧树脂、焊剂，以及带有氧化膜的金属表面处理，去除导电聚酰亚胺粘合剂上的有机污染物，光清洗是十分有效的方法。

五．可采用UV光清洗的产品
主要在液晶显示器件、半导体硅晶片、集成电路、高精度印制电路板、光学器件、石英晶体、密封技术、带氧化膜的金属材料等产生过程中采用光清洗方法最为合适。主要材料：ITO玻璃、光学玻璃、铬板、掩膜板、抛光石英晶体、硅晶片和带有氧化膜的金属等进行精密清洗处理。可以去除污垢：有机性污垢、人体皮脂、化妆品油脂、树脂添加剂及聚亚胺、石蜡、松香、润滑油、残余的光刻胶等。

NOVASCAN紫外臭氧清洗机PSD典型应用包括：
表面的原子级清洗、聚合物粘接、去除有机分子、释放捕获的无机分子、微流控制作、微流控制作、微米 / 纳米构型、紫外光固化、表面化学改性、表面杀菌、表面氧化、金属粘结准备等等

紫外臭氧清洗机PSD主要特点：
电源：100.120.220.240VAC.50-60周期。
样品高度：所有系统都配置可调节高度的样品台，调节灯与样品之间的间距，并带位置锁定，标准样品台尺寸为UV格栅灯大小或更大。
UV格栅灯：产生臭氧的低压汞格栅灯，带反射罩。灯管寿命大约为5000小时。
UV反射罩：UV反射罩一般比UV格栅灯大一英寸。比如4×4英寸灯管反射罩尺寸是5×5英寸。
样品放置：打开清洗腔上盖，露出样品台，允许360度装入样品。
安全装置：当清洗腔打开时，系统安全锁会关掉UV灯。
进出气口：标准配置2个气接口，可选更多。（PSD-UV3为选项）
真空反应腔：选项客户化定制，铝或石英材料。
温度范围：150摄氏度。（PSDP-UVT 标准配置或者PSDP 升级选项）
臭氧中和器：中和器和泵用于臭氧排除。（PSD和PSDP选项）

详情请联系深圳慧烁机电有限公司
黎生（销售工程师）
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作者: wear12345678 时间: 2010-12-28 09:30

作者: wisbay 时间: 2010-12-28 11:02

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