專利名稱：一種常壓等離子體自由基清洗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，該設(shè)備包括一臺中頻等離子體發(fā)生器和一臺射頻等離子體發(fā)生器，通入工作氣體，接通電源后，這兩臺等離子體發(fā)生器向上產(chǎn)生能量不同的自由基束流，用來對硅片上的光刻膠及有機物污染物或其他襯底上的有機污染物進行清洗。
背景技術(shù)：
硅片光刻膠清洗處理不當(dāng)可能使全部硅片報廢，或制造出的器件性能低劣、穩(wěn)定性及可靠性差，大規(guī)模集成電路發(fā)展迅速，線寬不斷減小，對硅片的無損傷清洗的要求越來越高，人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識到了濕法清洗不能精確控制、清洗不徹底、易引入新的雜質(zhì)、廢液污染環(huán)境等缺點，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了常壓干法清洗硅片光刻膠的方法，其中一種方法是采用自由基清洗光刻膠，目前這種方法都是采用了單一的電源和單一的等離子體發(fā)生器，存在去除光刻膠的速率較慢、易對器件產(chǎn)生損傷、或清洗不徹底等問題。本實用新型常壓等離子體自由基清洗設(shè)備采用了兩種不同能量的自由基束流，可高效地去除由于高能粒子注入產(chǎn)生的硬殼，先由高能量的自由基束流對光刻膠進行預(yù)清洗，可以清洗掉大部分的光刻膠，然后再由較低能量的自由基束流對光刻膠進行二次精細(xì)處理。與傳統(tǒng)干法去膠清洗設(shè)備相比，本實用新型同時采用了高能量和低能量的自由基束流，既提高了清洗效率，也最大限度的降低了清洗過程中自由基對硅片表面造成的損傷。

實用新型內(nèi)容本實用新型一種常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，包括一臺中頻等離子體發(fā)生器、一臺射頻等離子體發(fā)生器、吸片裝置、電源系統(tǒng)、移動機械臂、進氣系統(tǒng)以及抽氣泵，其特征在于:設(shè)備同時采用一臺中頻等離子體發(fā)生器和一臺射頻等離子體發(fā)生器作為等離子體源，工作氣體在流量計的控制下分別進入到兩臺等離子體發(fā)生器中，吸片裝置固定在一維移動機械臂上，電源接通過后，兩臺等離子體發(fā)生器向上噴出自由基束流，吸片裝置吸附著硅片，在機械臂的帶動下，從等離子體發(fā)生器噴口的上方掃過，進行硅片去膠清洗，硅片與兩臺等離子體發(fā)生器噴口的距離均為0.5 2.5mm。所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:中頻等離子體發(fā)生器包括一個高壓電極和兩個地電極，高壓電極由石英包覆，從中頻等離子體發(fā)生器噴口噴出的自由基能量較高，用于進行硅片光刻膠預(yù)清洗，射頻等離子體發(fā)生器包括一個射頻電極和兩個地電極，射頻電極由石英包覆，從射頻等離子體發(fā)生器噴口噴出的自由基能量相對較低，用于進行硅片光刻膠精細(xì)清洗。所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:電源系統(tǒng)包括一臺頻率范圍為15-40kHz的中頻電源和一臺頻率為13.56MHz的射頻電源，中頻電源與中頻等離子體發(fā)生器連接，射頻電源和射頻等離子體發(fā)生器連接。所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:吸片裝置具有吸附硅片的功能，同時還具有加熱硅片的功能，可將硅片溫度控制在150-250°C，吸片裝置在一維機械臂的帶動下，依次通過中頻等離子體發(fā)生器放電區(qū)域和射頻等離子體發(fā)生器放電區(qū)域。本實用新型常壓等離子體自由基清洗設(shè)備的優(yōu)點是:1、該清洗設(shè)備采用了高壓放電和射頻放電兩種放電形式，設(shè)備有效屏蔽了兩種形式放電之間的干擾，這兩種放電均穩(wěn)定工作在常壓下；2、設(shè)備工作時，硅片先由中頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的高能量自由基束流進行預(yù)處理，大幅減小光刻膠的厚度，再由射頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的能量較低的自由基束流進行精細(xì)處理，提高了干法去膠清洗的速率，也最大限度的降低了自由基對硅片表面的損傷。3、中頻放電和射頻放電都是在大氣壓下實現(xiàn)的，不需要抽真空，降低了工藝成本。本實用新型的主要用途是在集成電路制造工藝中，清洗硅片上的光刻膠和有機污染物，或其他襯底表面的有機污染物的清洗。

圖1本實用新型常壓等離子體自由基清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型常壓等離子體自由基清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，包括中頻等離子體發(fā)生器107和射頻等離子體發(fā)生器104、吸片裝置110、中頻電源106、射頻電源103、移動機械臂111、進氣系統(tǒng)101以及抽氣系統(tǒng)112。工作氣體通過進氣系統(tǒng)101進入進氣管路102，通過控制閥門，分別進入中頻等離子體發(fā)生器107和射頻等離子體發(fā)生器104，電源接通后，中頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生能量較高的自由基束流108，射頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生能量較低的自由基束流105，抽氣系統(tǒng)112與吸片裝置110通過導(dǎo)氣管連接，抽氣時吸片裝置下表面形成負(fù)壓，從而將硅片或其他襯底109吸附到吸片裝置上，吸片裝置在移動機械臂111的帶動下，依次通過中頻等離子體發(fā)生器和射頻等離子體發(fā)生器的上方，當(dāng)在中頻等離子體發(fā)生器的上方時，由于中頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的自由基束流能量較高，去膠速率快，為了避免等離子體對硅片或襯底表面造成損傷，移動機械臂的移動速率較快，僅對硅片或襯底表面進行預(yù)清洗，去除掉大部分光刻膠或有機污染物，當(dāng)?shù)竭_射頻等離子體發(fā)生器的上方時，由于射頻等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的自由基束流能量較低，機械臂的移動速度需要適當(dāng)降低，以清洗剩余的光刻膠或有機污染物。本實用新型中，能量較高自由基和能量較低的自由基與光刻膠和有機污染物反應(yīng)生成的產(chǎn)物為水和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染，可直接排放到大氣中?？梢酝ㄟ^控制電源功率、工作氣體流量和機械臂移動速率來控制設(shè)備的清洗速率。上面參考附圖結(jié)合具體的實施例對本實用新型進行了描述，然而，需要說明的是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例做出許多改變和修改，這些改變和修改都落在本實用新型的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，包括一臺中頻等離子體發(fā)生器、一臺射頻等離子體發(fā)生器、吸片裝置、電源系統(tǒng)、移動機械臂、進氣系統(tǒng)以及抽氣泵，其特征在于:設(shè)備同時采用一臺中頻等離子體發(fā)生器和一臺射頻等離子體發(fā)生器作為等離子體源，工作氣體在流量計的控制下分別進入到兩臺等離子體發(fā)生器中，吸片裝置固定在一維移動機械臂上，電源接通過后，兩臺等離子體發(fā)生器向上噴出自由基束流，吸片裝置吸附著硅片，在機械臂的帶動下，從等離子體發(fā)生器噴口的上方掃過，進行硅片去膠清洗，硅片與兩臺等離子體發(fā)生器噴口的距離均為0.5 2.5謹(jǐn)。
2.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:中頻等離子體發(fā)生器包括一個高壓電極和兩個地電極，高壓電極由石英或陶瓷包覆，從中頻等離子體發(fā)生器噴口噴出的自由基能量較高，用于進行硅片光刻膠預(yù)清洗，射頻等離子體發(fā)生器包括一個射頻電極和兩個地電極，射頻電極由石英或陶瓷包覆，從射頻等離子體發(fā)生器噴口噴出的自由基能量相對較低，用于進行硅片光刻膠精細(xì)清洗。
3.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:電源系統(tǒng)包括一臺頻率范圍為15-40kHz的中頻電源和一臺頻率為13.56MHz的射頻電源，中頻電源與中頻等離子體發(fā)生器連接，射頻電源和射頻等離子體發(fā)生器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，其特征在于:吸片裝置具有吸附硅片的功能，同時還具有加熱硅片的功能，可將硅片溫度控制在150-250°C，吸片裝置在一維機械臂的帶動下，依次通過中頻等離子體發(fā)生器放電區(qū)域和射頻等離子體發(fā)生器放電區(qū)域。
專利摘要一種常壓等離子體自由基清洗設(shè)備，包括一臺中頻等離子體發(fā)生器、一臺射頻等離子體發(fā)生器、吸片裝置、電源系統(tǒng)、移動機械臂、進氣系統(tǒng)以及抽氣泵。設(shè)備運行時，兩臺等離子體發(fā)生器同時工作，工作氣體在流量計的控制下進入到兩臺等離子體發(fā)生器中，吸片裝置固定在一維移動機械臂上，電源接通過后，等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的自由基在氣流的攜帶下噴射出來，吸片裝置吸附著硅片，在機械臂的帶動下，先從中頻高壓等離子體發(fā)生器噴口上方掃過，進行預(yù)清洗，然后再從射頻等離子體發(fā)生器上方掃過，進行精細(xì)清洗，本實用新型可用于硅片光刻膠和有機污染物清洗或其他襯底表面的有機污染物的清洗。
文檔編號B08B7/00GK203030580SQ20122013924
公開日2013年7月3日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者賈少霞, 王守國, 楊景華, 趙玲利 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所