JP2008001101A - 余分量の成形材料を基板から除去する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体を製造する際、リードフレーム等の金属キャリア上に発生する成形材料からなる薄層のバリを有効に除去する方法を提供する。
【解決手段】バリを構成する粒状成分と非粒状成分からなる多成分成形材料の薄層のバリを基板２０上の１つ又は複数の領域から除去する方法であって、該成形材料の非粒状成分を各領域から除去するのに有効なプラズマ２６に基板を曝すことを含み、かつ、当該方法は、該成形材料の粒状成分を領域から除去するのに有効な非プラズマ法に基板を曝すことをさらに含む。
【選択図】図１

Description

［発明の詳細な説明］
［発明の分野］
本発明は、一般的にはプラズマ処理に関し、より詳しくは、余分な多成分成形材料の薄層を基板上の領域から除去するための処理方法に関する。

［発明の背景］
集積回路、電子パッケージ、及び印刷回路基板に関連する用途において使用される基板の表面特性は、通常、プラズマ処理により改質される。特に、プラズマ処理は、電子回路パッケージにおいて使用され、例えば層間剥離及び接着不良をなくし、配線接着強度を改善し、回路基板上のチップのボイドのないアンダーフィリング（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌｉｎｇ）を確実にし、酸化物を除去し、ダイ接着を強化し、ダイを封止するための接着を改善するために、表面活性化及び／又は表面清浄度を大きくする。通常、１つ又は複数の基板が、プラズマ処理装置に配置され、それぞれの基板の少なくとも１つの面がプラズマに曝される。最も外側の原子層を、物理スパッタリング、化学パッタリング、反応性プラズマ種によって促進される化学反応、及びこれらのメカニズムの組み合わせにより、表面から除去することができる。また、物理的作用又は化学的作用を用いて表面を適切な状態にし、接着等の性質を改善すること又は望ましくない汚染物を基板表面から除去することができる。

半導体を製造する間、半導体ダイは通常、リードフレーム等の金属キャリア上のリードとのワイヤボンドによって、電気的に結合される。通常、リードフレームは、単一の半導体ダイを回路基板に電気的に結合するために使用される露出したリードをそれぞれ有する数個のパッドを含んでいる。１つの半導体ダイは、それぞれのパッドに取り付けられ、そのダイの外部の電気的接触部は、リードの近傍部分とワイヤ結合されている。

それぞれの半導体ダイ及びそのワイヤボンドは、取り扱い、保管及び製造工程の間に遭遇する不利な環境から半導体ダイ及びワイヤボンドを保護し、作動中に半導体ダイから発生される熱を逸散させるように設計される成形高分子体から成るパッケージの内部に封止される。このようなパケージを作製するために使用される一般的な多成分成形材料は、シリカ又はケイ素の粒状物質又は粒子が充填されたエポキシ樹脂マトリックスである。

成形工程の間、リードフレーム及び多接合半導体ダイは、２つの金型半体の間に配置される。金型半体の１つは、多数のキャビティを有し、そのそれぞれが半導体ダイの１つを収容し、パッケージの形を画定する。両金型半体が、キャビティへの入口を封止するように一緒にプレスされる。金型に射出される成形材料は、半導体ダイ及びワイヤボンドを封止するためにキャビティ内部の隙間を埋める。しかし、成形材料は、両金型半体の間のキャビティから浸みだし、露出しているリード上に薄層すなわちバリを形成する可能性がある。この薄いバリは、通常、約１０ミクロン未満の厚さを有する。バリは、封止半導体ダイとの高品質な電気的接続を作る能力に影響を及ぼす可能性があるため、有害である。

リードフレームの背面をテープで覆うことにより、成形工程中のバリを防止することができる。しかし、接着剤は、テープからリードフレームの背面に移り、テープを除去した後に残留物として残る可能性がある。加えて、この用途に適したテープは比較的高価であり、製造コストを押し上げることになり、テープの貼付け及び除去には人件費が必要となり、工程の処理能力が遅くなる。

バリを、成形後に機械的技法及び化学的技法、又はレーザにより除去することができる。これらの除去の研究もまた、それらの使用を限定する欠陥に苦しめられる。例えば、リードフレームは、化学機械研磨等の機械的なバリ除去技法による損傷を受けやすい。化学的方法は、腐食性の高い化学薬品を使用しない限り効果的でないが、そうすることにより、もしかすると、作業者の安全性及び使用済みの腐食性化学薬品の廃棄処理の問題が生じる可能性がある。レーザによる除去は高価であり、リードフレームの後ろ側に残留炭素の残留物を残す。

従って、少なくとも上記の理由から、余分な成形材料を基板から効率的に及び効果的に除去することができる処理方法の必要性が存在する。

本発明の実施の形態は、従来のバリ除去処理に関するこれらの及び他の問題に対処する。そのために、本発明の実施の形態に関して、成形材料の量を基板上の領域から除去する方法を提供する。成形材料の非粒状成分を上記領域から実質的に除去するのに有効なプラズマに基板を曝す。さらに、成形材料の粒状成分を上記領域から除去するのに有効な非プラズマ工程（ｐｒｏｃｅｓｓ）に上記基板を曝す。

本発明の１つの特定の実施の形態において、非プラズマ工程は、基板の領域における成形材料をブラッシング（ｂｒｕｓｈｉｎｇ）して、成形材料の粒状成分を領域から除去することをさらに含む。本発明の別の特定の実施の形態において、非プラズマ工程は、基板の領域における成形材料と、成形材料の粒状成分を領域から除去するのに有効な洗浄液とを接触させることをさらに含む。

本発明のこれらの及び他の利点は、添付の図面及びその説明からより明らかになるはずである。

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施の形態を説明し、上記の本発明の全般的な説明、及び下記の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

［好適な実施形態の詳細な説明］
図1を参照して、プラズマ処理装置１０は、処理空間１４を取り囲む壁により構成される処理室１２を含む。プラズマ処理の間、処理室１２は、取り巻いている周囲環境から液密状態で密閉されている。処理室１２は、処理空間１４へ及び処理空間１４から移動する基板２０のために配置されたアクセス開口（図示せず）を含む。処理室１２の処理空間１４を排気させるのに使用される真空ポンプ１６は、真空技術の分野における当業者により認められているように、排気速度を制御できる１つ又は複数の真空ポンプを含むことができる。プロセスガスは、プロセスガス源１８から、処理室１２内に画定された入口を通って所定の流量で処理空間１４に入れられる。プロセスガス源１８から処理空間１４へのプロセスガスの流れは通常、質量流量制御器（図示せず）により計量して供給される。プロセスガス源１８からのガスの流量及び真空ポンプ１６の排気速度を調節して、プラズマ発生に適した処理圧力及び環境をもたらす。処理空間１４は、プロセスガスがプロセスガス源１８から導入されるのと同時に連続的に排気され、プラズマが存在するときに、新しいガスが処理空間１４の内部で連続的に交換される。

電源２２は、例示的な処理装置１０の内部で基板２０を支持している処理室１２の内部の電極台座２４と電気的に結合され、その台座へ電力を送る。電源２２から送られる電力は、処理空間１６内部に閉じこめられているプロセスガスから、基板２０の近くでプラズマ２６を形成するのに効果的であり、また、直流（ＤＣ）自己バイアスを制御する。本発明を限定するわけではなく、電源２２は、他の周波数も使用することができるが、約４０ｋＨｚ〜約１３．５６ＭＨｚの間、好ましくは約１３．５６ＭＨｚの周波数で作動する無線周波数（ＲＦ）電源であり、電力レベルは、例えば、４０ｋＨｚで約４０００ワット〜約８０００ワット、又は１３．５６ＭＨｚで３００ワット〜２５００ワットであり得る。しかし、当業者であれば、処理室の設計が異なれば、バイアス電力が異なってもよいことを理解するはずである。制御器（図示せず）は、エッチング工程を制御しやすくするために、プラズマ処理装置１０の様々な構成要素と結合されている。

プラズマ処理装置１０は、当業者により理解される種々の配置が想定され得るものであり、したがって、本明細書に記載の例示的な配置に限定されるものではない。例えば、プラズマ２６を、処理室１２から離れたところで発生させ、基板２０のプラズマ処理で使用するために処理空間１４へ送出することができる。プラズマ処理装置１０は、さらに、処理空間１４と真空ポンプ１６との間に配置された仕切り弁等の、装置１０の作動に必要な、図１には示されていない構成要素を含むと理解される。

基板２０を、処理室１２の処理空間１４内で、プラズマ処理に適した位置に配置する。本発明は、複数の基板２０を処理室１２の内部に配置し、処理空間１４内に提供されたプラズマ２６によって、単一処理工程により同時に処理することができることを企図している。

基板２０をプラズマ処理することにより、基板２０の領域上に配置された成形材料の薄層（すなわち、バリ）が効率的及び効果的に除去される。バリに覆われた領域は、前の製造段階中の成形工程により生成する可能性がある。例えば、余分な成形材料のこれらの領域は、成形ポリマーパッケージ内部に封止されている半導体ダイ用の電気接点上に残留する可能性がある。一般的な成形材料は、ポリマー又はエポキシのような有機マトリックスと、シリカ粒子のような、有機マトリックスの性質を改質するためにマトリックス中に分散した、無機フィラーとから成る複合材料である。

基板２０のプラズマ処理は、成形材料を構成している有機マトリックス及び無機フィラーのエッチング選択性及びエッチング速度が、プラズマ条件が等しい場合でも、異なることを前提にした２段階工程である。第１段階は、無機フィラーに対して有機マトリックスを選択的に効率よく除去するようになっており、第２段階は、有機マトリックスに対して無機フィラーを選択的に効率よく除去するようになっているので、２つの明白に異なった工程段階を使用することにより、バリの除去が加速する。これらの２工程段階を提供する１つのアプローチは、プラズマを形成するガス混合物の組成を変えることである。

この工程の第１段階において、処理空間１４内の基板２０は、フッ素含有ガス種（例えば、四フッ化炭素、三フッ化窒素、又は六フッ化硫黄）及び酸素（Ｏ_２）のような酸素含有ガス種を含む富酸素ガス混合物から形成されるプラズマ２６に曝される。理論に拘束されることを望むわけではないが、プラズマ２６からの酸素の活性種（例えば、ラジカル及びイオン）は、成形材料の薄層により覆われた基板２０上の領域における有機マトリックスを除去するのに比較的有効であると考えられる。同様に、プラズマ２６から生じるフッ素の活性種は、成形材料の無機フィラーを除去するのに比較的有効であると考えられる。富酸素ガス混合物からプラズマ２６を形成することによって、有機マトリックスのエッチング速度は、無機フィラーのエッチング速度より大きくなる。換言すれば、無機フィラーに対して、有機マトリックスが選択的に除去される。

上述したように、第１工程段階のガス混合物における酸素含有ガス種の体積濃度は、フッ素含有ガス種の体積濃度より大きい。その結果、第１工程段階のガス混合物は、５０体積パーセント（ｖｏｌ％）を超える濃度の酸素含有ガス種を含む。通常、フッ素含有ガス種はガス混合物の残部を構成するが、酸素含有ガス種がフッ素含有ガス種より高い濃度を有する限り、不活性ガスのような他のガス種を、ガス混合物に故意に添加することができる。もちろん、残留大気ガス及び処理室構成要素からのガス放出も、処理室１２内の部分真空に対して分圧を与える。第１工程段階で使用するのに最適なガス混合物は、酸素含有ガス種を約７０ｖｏｌ％〜約９０ｖｏｌ％含む。工程のこの初期工程段階に特に適切であることが分かったガス混合物は、酸素含有ガス種が８０ｖｏｌ％及びフッ素含有ガス種が２０ｖｏｌ％である。

第１段階のプラズマ２６に存在する酸素の活性種は、成形材料の薄層に覆われた基板２０上の領域内で有機マトリックスを効率的に除去する。フッ素の活性種はバリに覆われた領域内の無機フィラーを除去するが、第１段階の処方は、成形材料の無機フィラーのエッチング速度が比較的遅いために、この成分を除去するには比較的効率が悪い。その結果、有機マトリックスが実質的に又は部分的にフィラーの間の空間から除去された後、前にバリにより覆われていた基板２０の領域の至る所に、残留無機フィラーが残る。本発明では、第２段階もまた、エッチング速度が相対的にかなり遅いとはいえ、有機マトリックスを除去するので、処理工程の第１段階中に有機マトリックスを完全に除去する必要はなく、第２工程段階で一部は除去できると意図している。勿論、必要があれば、バリを除去するために、２つの工程段階を繰り返してもよい。

処理工程の第２工程段階において、処理空間１４内の基板２０は、フッ素含有ガス種（例えば、四フッ化炭素、三フッ化窒素、又は六フッ化硫黄）と酸素（Ｏ_２）のような酸素含有ガス種の富フッ素ガス混合物から発生されるプラズマ２６に曝される。このガス混合物から形成されたプラズマ２６は、第１工程段階と比べて、有機マトリックスをエッチングする速度に対して、より速い無機フィラーをエッチングする速度を有する。通常、ガス混合物の変更は真空を破ることなく、好ましくは、処理室１２内部のプラズマ２６を消すことなく行われる。この第２ガス混合物は、第１段階のものと同一の２種類のガス種を含むことができるが、異なる相対比率で混合されている。

通例、ガス混合物中の酸素含有ガス種の体積濃度は、フッ素含有ガス種の体積濃度より小さい。通常、第２段階のガス混合物は、酸素含有ガス種を５０ｖｏｌ％未満含んでおり、混合物の残部はフッ素含有ガス種から成る。しかし、酸素含有ガス種がフッ素含有ガス種より低い濃度を有する限り、不活性ガスのような他のガス種を、ガス混合物に故意に添加することができる。第２工程段階で使用するのに最適なガス混合物は、フッ素含有ガス種を約７０ｖｏｌ％〜約９０ｖｏｌ％含む。工程のこの段階に特に適切であることが分かったガス混合物は、酸素含有ガス種が２０ｖｏｌ％及びフッ素含有ガス種が８０ｖｏｌ％である。

後の工程段階の富フッ素ガス混合物から発生されたプラズマ２６における活性種は、第１工程段階の富酸素ガス混合物から発生されたプラズマ２６より、効率よく残留無機フィラーを除去する。その結果、基板２０上の影響を受けた領域からバリを除去するのに必要な全工程時間は、成形材料の１成分のみに対してより速いエッチング速度を有する単一ガス混合物のみを使用する１段階工程と比較して低減される。本発明の２段階工程の寄与により工程時間が全体として減少することによって、装置の処理能力は大きく増大する。

プラズマ処理の間、基板２０のプラズマによる損傷を受けやすい部分を覆い、プラズマへの曝露を防止する又は大きく減少させることができる。段階のそれぞれの曝露時間は、他の変動要因もあるが、特に、プラズマパワー、処理室１２の性質、及び厚さ等のバリの特性によって決まることになる。エッチング速度及び工程の一様性は、限定されるものではないが、入力パワー、装置の圧力、及び処理時間を含むプラズマパラメータに依存するはずである。

本発明は、湿式化学エッチング技法、機械的技法、又はレーザの使用に頼ることなく、成形材料の薄い領域を除去するので、従来の除去技法の様々な欠点を克服するものである。本発明の工程処方は、成形材料の望ましくない薄層又はリードフレームの電気接点を覆うバリを除去するのに特に適切である。これらの薄層は、成形材料によって構成されるそれぞれのパッケージ内部のリードフレームによって支えられるダイを封止する成形工程から生じる。

図１を使用すると共に参照すると、基板２０は、処理室１２の処理空間１４内で、プラズマ処理に適した位置に配置される。次いで、処理空間１４は、真空ポンプ１６によって排気される。両方の工程段階で、プロセスガスの流れがプロセスガス源１８から導入され、エッチング速度を高めるために、処理室１２の部分真空を適切な作動圧力、通常は約１５０ｍＴｏｒｒ〜約２５００ｍＴｏｒｒの範囲、好ましくは約８００ｍＴｏｒｒ〜約２５００ｍＴｏｒｒの範囲の圧力に上昇させ、同時に真空ポンプ１６により処理空間１４を積極的に排気する。電源２２は電圧を印加されて、電力を電極台座２４に供給し、処理空間１４内の基板２０の近くでプラズマ２６を発生させ、電極台座２４にＤＣ自己バイアスを印加する。

基板２０は、２段階処理工程において、基板２０上の領域からバリの形態をした余分な成形材料を除去するのに十分な、別々の段階の曝露時間の間、プラズマに曝される。具体的には、基板２０は、酸素含有ガス種とフッ素含有ガス種との富酸素ガス混合物から発生した第１プラズマに、バリの有機マトリックスを除去するのに十分な期間曝される。成形材料の非粒状成分を除去するこの第１段階の間、有機マトリックスのエッチング速度は、無機フィラーのエッチング速度より速い。次いで、基板２０は、酸素含有ガス種とフッ素含有ガス種との富フッ素ガス混合物から発生した第２プラズマに、バリの無機フィラーを除去するのに十分な期間曝される。成形材料の粒状成分を除去するこの第２段階の間、無機フィラーのエッチング速度は、有機マトリックスのエッチング速度より速い。

処理室１２から基板２０を取り出すことなしに（すなわち、プロセスガス混合物を変更する際に、プラズマを消すことなしに）、基板２０を第１プラズマ２６及び第２プラズマ２６に曝すことができる。好ましくは、基板２０は、処理工程の両方の段階の間、同じ処理位置に留まっている。２つの工程段階は、バリの厚さに依存し得るバリ除去を達成するのに必要なだけ、繰り返し又は反復し得る。プラズマ２６は、処理工程の第２段階が終了した後に消滅する。しかし、電力を止める前又は後のいずれでも、バリ除去に関係しないプラズマ処理工程を追加することができる。

図２を参照して、本発明の代替的な実施形態において、処理工程の第２プラズマに基づく工程段階は、化学的方法、機械的方法又は化学的方法と機械的方法との組み合わせ等の非プラズマに基づく工程で置き換えることができる。無機フィラーから成る粒子２８（すなわち、成形材料の粒状成分）は、有機マトリックスを実質的に除去する第１工程段階の終了後に基板２０の領域上に残る。有機マトリックスが除去された後、粒子２８は、化学的方法及び／又は機械的方法によって容易に除去を受ける。

粒子２８は、洗浄ステーション３０の環境に基板２０を曝すことによって実質的に除去され得る。有益には、成形材料の略全ての粒子２８を洗浄ステーション３０において除去することができ、著しい欠陥密度を基板表面に導くことなく、粒子２８を実質的に有しない基板表面上の領域をもたらす。洗浄された基板領域は、全体の基板表面又は総表面領域の一部を含み得る。有機マトリックスの残留量が、処理工程の第１工程段階の終了後に粒子２８に接着したままであることもあり、それゆえ、非プラズマ工程によって除去される。

洗浄ステーション３０は、ブラッシング工程により粒子２８を基板２０から少なくとも部分的に除去する１つ又は複数のブラシから構成されるスクラバーを備え得る。基板２０は、粒子２８を担持する表面を遮らないように洗浄ステーション３０内に保持され、洗浄される。スクラバーの各ブラシは毛を有し、通常ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）のようなポリマーから形成され、粒子２８を担持する基板２０の表面と接触し、粒子２８を表面から掃う。基板２０に対してブラシの毛により与えられる圧力はかなり小さいため、ブラッシング動作から生じる擦り傷等によって基板２０は損傷を受けることはない。しかしながら、基板２０に対して毛によって与えられる圧力は、関連する接着力に打ち勝ち得る点まで、粒子２８とブラシとの接触を高めるのに十分なものとする。

ブラシは、例えば、円柱形ブラッシング表面を呈する放射状に突出した毛を有する電力駆動円柱形ブラシであってもよい。基板２０は、一対のこのような円柱状ブラシの間に運搬され、ブラッシング動作は両面で行われても、或いは基板２０の片面のみを毛と接触させてもよい。ブラシは代替的には、基板２０の片面又は両面に接触し且つ平坦なブラッシング表面を呈する略平行な毛の配列を有する回転パッドであってもよい。基板２０の片面がブラッシングを必要としない場合、ブラッシング動作は、粒子２８により汚染された基板２０の面に限定され得る。

ブラッシング動作は、ルーズな粒子２８を引き離す吸引又は吸気によって補助されるか、そうでなければ増強され得る。また、ブラシは、洗浄液流を基板２０に送り、流体による補助によってルーズな粒子２８を除去するように構成され得る。熱も粒子の除去を高めるか、又は推進させるのに役立ち得る。粒子２８を基板２０から拭うことができる他のタイプの構成を本発明は意図している。

洗浄ステーション３０の環境に曝される間、基板２０をトレイ又は固定具（図示せず）によって支持してもよい。プラズマ処理装置１０におけるプラズマ処理時の使用に適し、且つその後、洗浄ステーション３０における粒子の除去時の使用に適する固定具は、本発明の譲渡人に譲渡された米国特許出願第１１／００３，０６２号（参照により本明細書に完全に援用される）に開示されている。或いは、種々の固定具をプラズマ処理装置１０及び洗浄ステーション３０において使用してもよい。基板２０は、処理室１２から運搬され、固定具上に位置したまま、洗浄ステーション３０内に導入され得る。

液体洗浄剤に依らず且つ接触に依らない他の乾燥工程を、粒子２８の少なくとも一部を基板２０から除去するのに洗浄ステーション３０において使用することができる。本発明の乾燥工程の代替的な実施形態において、洗浄ステーション３０は、基板２０に吹きつける空気又は他のガスの流れを方向付ける１つ又は複数の高圧エアジェットを備えていてもよい。空気流の基板２０への吹きつけは、粒子２８を除去するように作用する。別の乾燥工程の代替的な実施形態では、洗浄ステーション３０は、粒子２８を気化させるのに適切な波長を有する放射ビームにより粒子２８を離解することができるレーザーを備えていてもよい。反応性ガス、例えばフッ素は、ビーム周辺の領域へ送られ、レーザーの放射線と粒子２８との化学反応を容易にすることができる。

さらに別の乾燥工程の代替的な実施形態では、洗浄ステーション３０は、無機フィラーの残留粒子を除去する赤外線加熱装置を備えていてもよい。この残留粒子の除去は、赤外線の周波数を粒子の構成材料の振動数に適合するように変えることによって起こり、このため、基板２０に対して選択的に粒子２８が加熱される。粒子２８は、このように気化温度まで加熱され、揮発性物質として除去される。別の乾燥工程の代替的な実施形態において、洗浄ステーション３０は、噴霧された物質から粒子２８への運動量の移行を伴う物理的な力によって粒子２８を除去するＣＯ_２又はアルゴンの低温噴霧装置を備えていてもよい。粒子２８が帯電している場合、別の乾燥工程の代替的な実施形態において、洗浄ステーション３０は、粒子２８上の静電荷を除去又は反転させるのに有効な装置を備えていてもよい。これは、粒子２８と基板２０との間の引力作用を低減させることにより粒子２８の除去を促進させることができる。さらに別の乾燥工程の代替的な実施形態では、洗浄ステーション３０は、粒子２８を除去するのに有効な吸引又は吸気を利用してもよい。

粒子２８はまた、一般的に液剤に依存して、基板２０から無機フィラーの残留粒子２８を取り除く表面洗浄を行う除去技法によって除去され得る。これを受けて、本発明の代替的な実施形態では、洗浄ステーション３０が、洗浄液のシャワーを基板２０上に噴霧するシャワーヘッドを備えていてもよい。シャワーヘッドは、洗浄液流をそれぞれ放出して基板２０に吹きかけるための１つ又は複数の別個のノズルから成っていてもよい。洗浄液は、水、好ましくは脱イオン水又は超高純水であってもよく、例えば、粒子２８が基板２０から除去された後に基板２０上への再付着又は再堆積を防止し得る界面活性剤等の添加剤溶液を含有していてもよい。また、洗浄液は、緩衝フッ化水素酸又は有機溶媒等の酸水溶液を含んでいてもよい。洗浄液により基板２０を湿潤させ、洗浄液を基板２０全体に亘って流し、且つ基板２０から排水させるため、粒子２８の少なくとも一部が基板２８の表面から移行するか又は洗い流される。洗浄液流は、基板２８を回転することによって助長され得る。使用済みの洗浄液は、排水設備に廃棄されるか、又は洗浄液を再利用できるように濾過して粒子２８を除去するために、洗浄ステーション３０内部の溜桝に回収され得る。基板２０上の残留洗浄液を、空気乾燥によって又は乾燥機内の熱アシスト乾燥工程によって除去してもよく、回転させて液体除去を促進することが挙げられ得る。

基板２０上に噴霧される洗浄液の洗浄動作は、洗浄ステーション３０に関する１つ又は複数の音波若しくは音響トランスデューサーから洗浄液に音速圧力波又は音響圧力波を与えることによって増強され得る。トランスデューサーは、選択的な伝搬を対象としてもよく、広帯域な伝搬を対象としなくてもよい。音響圧力波は、粒子の接着力を抑制し、基板２０からの粒子２８の除去を促す。また、音響圧力波は粒子２８を基板２０から押しやるように作動し、再付着を低減又は防止し得る。音響圧力波を洗浄液に与えると、基板２０の表面が卓越したトポグラフィを有する場合に、特に粒子の除去を増強することができる。音響圧力波は、約２０ｋＨｚ〜約４００ｋＨｚの超音波周波数帯域内、又は約３５０〜１ＭＨｚのメガソニック周波数帯域内のものであり得る。

本発明の代替的な実施形態において、洗浄ステーション３０は、洗浄液浴を設けた槽を備えていてもよい。粒子２８の少なくともかなりの部分を、基板２０上の粒状物質が付着した領域から除去するのに十分な時間、基板２０は浴中に浸される。浸されながら、基板２０は、浴中で回転、振動、さもなければ動かされて、粒子洗浄をさらに促進させることができる。基板２０は、粒子２８の洗浄が必要とされる場合、浴中に部分的に浸されるか、又は完全に浸漬され得る。除去された粒子２８は、浴中で懸抱し得るか、又は槽の一部に蓄積し得る。他の要因の中でも、洗浄の有効性は、洗浄液の温度及び化学特性、並びに浸漬時間に基づくであろう。

洗浄ステーション３０は、非接触洗浄を実施するために浴と連結している音響又は音波トランスデューサーをさらに備えていてもよい。基板２０は浴の洗浄液中に浸された後、粒子２８の少なくとも一部を基板２０から取り除くことによる洗浄を促進するのに十分な時間、トランスデューサーからの高周波音響圧力波に曝される。音響圧力波は、浴中でトランスデューサーから、洗浄液と定義される伝達媒体を介して、粒子２８を担持する基板２０へと伝搬する。音響圧力波は、無機フィラーの残留粒子２８を基板２０から洗浄及び取り除くのに有用なエネルギーを、基板２０及び残留無機フィラーの粒子２８へと伝える。トランスデューサーの作動時の周波数（及びそれゆえ、音響波の周波数）は、効率的な攪拌及び粒子の除去を促すように選択される。音響圧力波は、約２０ｋＨｚ〜約４００ｋＨｚの超音波周波数帯域内、又は約３５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚのメガソニック周波数帯域内のものであり得る。好適なトランスデューサーとしては、限定されるものではないが、圧電装置が挙げられる。他の要因の中でも、洗浄の有効性は、圧力波の強度、洗浄液の温度及び化学特性、洗浄時間、並びに基板配置に基づき得る。

本発明の別の代替的な実施形態では、洗浄ステーション３０は、粒子２８を除去するのに有効なスラリーの形態で液体洗浄剤を保持する研磨パッドを備えていてもよい。スラリーは、液体化学担体を含んでいてもよく、無機フィラー材料の残留粒子２８を除去するために、この液体化学担体は、粒子２８と、基板２０に対する研磨パッドの動きと協働しかつ化学担体に担持される研磨粒状物質と、化学的に相互作用する。スラリーの構成成分は、無機フィラー材料の残留粒子２８を除去する一方で、最低限量の材料しか基板２０の表面から除去しないように、正確に選択及び制御される。

無機フィラー材料の残留粒子２８を除去するためのこれらの非プラズマ技法は、バリ除去を完了させるための全体の処理時間を削減する利点を有し得る。結果として、処理能力を改良することができる。

本発明のさらなる詳細及び実施形態は、次の実施例において記述される。

［実施例］
いくつかのモールドパッケージを支持し、リードフレームの導線上に見えるバリを有するリードフレームを、本発明により２段階プラズマ工程により処理した。パッケージを作製するために使用された成形材料は、シリカを充填したエポキシ樹脂であった。第１工程段階では、プラズマ室内に入る流量で測定した、ＣＦ_４（８０ｓｃｃｍ）及びＯ_２（３２０ｓｃｃｍ）のガス混合物を使用して、４００ｍＴｏｒｒの室内圧力でプラズマを形成した。リードフレームを、約５分間プラズマに曝した。プラズマパワーは、１３．５６ＭＨｚの作動周波数で約５００ワットであった。リードフレームを検査して、第１段階では、薄い領域内でエポキシを効率よく除去していることを観察した。

エポキシを除去した後、シリカフィラーはリードフレーム上に残留物として残っていた。リードフレームを処理室内に残したまま、プラズマを消すこと又は真空を破ることなく、ガス混合物を、処理工程の第２段階に適合するように移行させた。次いで、第２段階では、ＣＦ_４（２４０ｓｃｃｍ）とＯ_２（６０ｓｃｃｍ）とのガス混合物を使用し、室内の圧力を再び４００ｍＴｏｒｒにした。リードフレームを、このプラズマに約５分間曝した。プラズマパワーは、１３．５６ＭＨｚの作動周波数で約５００ワットであった。この段階で処理した後、シリカフィラーが除去され、リードフレームが実質的にバリを持っていないことを観察した。

様々な実施形態の記述により本発明を説明し、これらの実施形態をかなり詳細に記述してきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定すること又はなんらかの方法で制限することは、出願人の意図するところではない。さらなる利点及び変更は当業者には容易なはずである。したがって、より広い態様における本発明は、特定の詳細、代表的な装置及び方法、及び図示され、記述された例示的な例に限定されるものではない。したがって、出願人の全般的な発明の概念の精神及び範囲から逸脱することなしに、そのような詳細から離れることができる。本発明自体の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるべきである。

本発明により基板をプラズマ処理するための、プラズマ処理装置を示す図である。 本発明の代替的な実施形態により図１のプラズマ処理装置に用いられる洗浄ステーションを示す図である。

Claims (17)

1. 粒状成分と非粒状成分とを有する成形材料の量を基板上の領域から除去する方法であって、
   前記成形材料の前記非粒状成分を前記領域から除去するのに有効なプラズマに前記基板を曝すこと、及び
   前記成形材料の前記粒状成分を前記領域から除去するのに有効な非プラズマ工程に前記基板を曝すこと
   を含む方法。
2. 前記非プラズマ工程に前記基板を曝すことが、前記領域における前記成形材料と、前記粒状成分を前記領域から除去するのに有効な洗浄液とを接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記領域からの前記粒状成分の除去を高めるように音波エネルギーを前記洗浄液に与えることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記成形材料が前記洗浄液と接触している間に該領域における該成形材料をブラッシングすることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記領域における前記成形材料と脱イオン水とを接触させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記洗浄液の浴中に前記基板を少なくとも部分的に浸して、前記領域を前記洗浄液で湿潤させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
7. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記洗浄液の浴中に前記基板を浸漬することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
8. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記領域における前記成形材料に前記洗浄液を噴霧することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
9. 前記領域における前記成形材料と前記洗浄液とを接触させることが、前記領域における前記成形材料に亘って該洗浄液を流すことをさらに含む、請求項２に記載の方法。
10. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記領域における前記成形材料をブラッシングして、前記粒状成分を該領域から除去することを含む、請求項１に記載の方法。
11. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記粒状成分を前記領域から除去する１つ又は複数の高圧エアジェットを用いて、前記領域における成形材料に吹きつけることを含む、請求項１に記載の方法。
12. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記粒状成分を気化させるように、前記基板の前記領域における前記成形材料にレーザーからの放射ビームを向けることを含む、請求項１に記載の方法。
13. 反応性ガスを前記領域に供給して、前記放射ビームと前記粒状成分との化学反応を促進させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記領域における前記成形材料に赤外線を向けて、前記粒状成分の加熱を促進させることを含む、請求項１に記載の方法。
15. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記基板の前記領域における前記成形材料に低温流体を向けることを含む、請求項１に記載の方法。
16. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記領域における前記粒状成分上の静電荷を除去又は反転させることを含む、請求項１に記載の方法。
17. 非プラズマ工程に前記基板の前記領域を曝すことが、前記領域における前記成形材料を、研磨パッド及び前記粒状成分を前記領域から除去するのに有効な前記研磨パッド上に担持されるスラリーと接触させることを含む、請求項１に記載の方法。

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