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CN102820204A - 一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统 - Google Patents

一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统 Download PDF

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CN102820204A CN2011101500773A CN201110150077A CN102820204A CN 102820204 A CN102820204 A CN 102820204A CN 2011101500773 A CN2011101500773 A CN 2011101500773A CN 201110150077 A CN201110150077 A CN 201110150077A CN 102820204 A CN102820204 A CN 102820204A
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赵玲利
贾少霞
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Abstract

本发明是一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:在一个壳体的中部设有一个台面面板,在该面板的下部放置一个射频电源和多个气体流量计,在该台面板上设有一个加热板和一个扫描机械手,在机械手上方设有一个排气罩,等离子体发生器是安装在该机械手上;气源的气体通过进气导管和气体的流量计进入到等离子体发生器中,当等离子体发生器与射频电源接通后,在该等离子体发生器的下方产生等离子体,该等离子体是喷射到在加热板表面的硅片上,去除硅片表面的光刻胶或有机物。

Description

一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统
技术领域
本发明涉及一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,尤其指是在大气压下、采用射频电源驱动的介质阻挡辉光放电所产生等离子体,在扫描机械手带动下对硅片表面上的光刻胶进行去除的系统。
背景技术
对于32nm及更高技术节点,超浅结(USJ)工艺中的清洗成为最关键的前道(FEOL)清洗工艺,对此国际半导体蓝图(IT RS)要求每次清洗所造成的硅材料损失小于0.3
Figure BSA00000511158600011
。要满足这样苛刻的要求对于高剂量离子注入后的去胶工艺而言是相当困难的。
大剂量的离子注入会在晶圆表面形成一层碳化的外壳,而且这层外壳的物理/化学特性随着注入条件的不同而不同,在大剂量的离子注入轰击后,光刻胶特别难以去除。为了达成目标,通常的解决方案是应用强氧化剂将光刻胶氧化溶解,光刻胶表面的碳化外壳是非常难于溶解,并且需要延长工艺处理时间来解决问题。
单独的湿法清洗去胶很难去除高能粒子注入后的光刻胶,并且湿法还存在许多的缺点,如不能精确控制;清洗不彻底,需反复清洗;对残余物不能处理;污染环境,需对废液进行处理;消耗大量的酸和水等。在等离子体的干法清洗工艺中,不使用任何化学溶剂,因此基本上无污染物,有利于环境保护。此外,其生产成本较低,清洗具有良好的均匀性、重复性和可控性,易实现批量生产。但目前常用的干法去胶和清洗设备,是在真空状态下,使用等离子体对晶圆表面直接清洗,这样等离子体中的离子会对晶圆表面的刻蚀线条造成很大的损伤,不在适用于32nm及以下节点技术,并且,由于它使用的是真空系统,这就会使得设备成本高昂,操作繁琐。本发明设计了常压下产生等离子体的装置,在机械手带动下对硅片表面进行清洗去胶,不需要真空系统,提高了生产效率,较低了生产成本。
发明内容
一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:在一个壳体的中部设有一个台面面板,在该面板的下部放置一个射频电源和多个气体流量计,在该台面板上设有一个加热板和一个扫描机械手,在机械手上方设有一个排气罩,等离子体发生器是安装在该机械手上;气源的气体通过进气导管和气体的流量计进入到等离子体发生器中,当等离子体发生器与射频电源接通后,在该等离子体发生器的下方产生等离子体,该等离子体是喷射到在加热板表面的硅片上,去除硅片表面的光刻胶或有机物。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:壳体的背面、侧面以及正面的上下部是采用金属盖板,壳体正面中部为上下移动的有机玻璃板,该有机玻璃板是用直线电机带动实现上下移动。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该等离子体发生器是采用常压介质阻挡的放电形成,在发生器的下表面设有多个长条形喷口,发生器的电源是采用13.56MHz的电源。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该等离子体发生器是安装在一个可以上下和水平移动的二维运动机械手上,等离子体发生器所采用的工作气体为氩气、氦气及氧气的混合气体。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:通过移动机械手带动等离子体发生器在硅片表面进行扫描式清洗,硅片下加热板的表面温度范围为100-220℃。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:在壳体的上方设有一个排气罩,在该排气罩内设有电加热废气焚烧炉丝和活性炭吸附块。
所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该系统的控制开关是采用PLC设备控制,控制屏是在壳体的一侧。
本发明采用的射频介质阻挡常压等离子体清洗设备,工作于常压下,采用射频电源(13.56MHz)放电,产生的辉光等离子体。由于射频电极表面包裹有介质阻挡层,不会溅射出金属离子,而形成金属污染;在常压下,喷射到硅片表面的等离子体束流,由于不含有高能粒子,因此不会对晶圆表面造成离子轰击损伤。此外,该系统不需要抽真空,提高了生产效率,较低了生产成本。
本发明的主要用途是用在集成电路制造工艺中,清洗硅片上的高能离子注入后的光刻胶和有机污染物。此外,它也可用于其他衬底表面的有机物清洗。
附图说明
图1本发明一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统实施例正面结构视图。
图2本发明一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统实施例侧面剖视图。
图3本发明等离子体发生器放电原理图。
请参阅图1,本发明一个射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括排气罩102、壳体105、二维扫描机械手106、等离子体发生器107、进气管109、加热板110、射频电源111。等离子体发生器107安装在扫描机械手106上;气源的气体分别由分进气孔113进入气体流量计112,并由气体流量计112控制气体流量,混合后通过进气管109进入到等离子体发生器107中,当等离子体发生器107与射频电源111接通后,在该等离子体发生器的下方产生等离子体,该等离子体是喷射到放置在加热板110表面的硅片上,去除硅片表面的光刻胶或有机物。排气罩102包括排风扇101、活性炭吸附块103、电加热废气焚烧炉丝104。该系统的控制开关由采用PLC的设备108控制。
请参阅图2,在本发明射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统中,上下移动的有机玻璃板201由直线电机202带动实现上下移动。
请参阅图3,混合气体通过进气管109进入等离子体发生器107内,等离子体发生器外壳303接地,等离子体发生器介质阻挡高电极302与射频电源111通过射频线接通后,产生辉光等离子体,并在一定气压下把放电等离子体区产生的等离子体向下喷射到在放置在加热板110的硅片301上,去除硅片301表而上的光刻胶或有机物。
上面结合具体的实施例对本实用新型进行了描述,对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型的精神和范围情况下,可以对上述实施例作出改变和修改,这些改变和修改都在本发明的权利要求限定范围内。

Claims (7)

1.一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:在一个壳体的中部设有一个台面面板,在该面板的下部放置一个射频电源和多个气体流量计,在该台面板上设有一个加热板和一个扫描机械手,在机械手上方设有一个排气罩,等离子体发生器是安装在该机械手上;气源的气体通过进气导管和气体的流量计进入到等离子体发生器中,当等离子体发生器与射频电源接通后,在该等离子体发生器的下方产生等离子体,该等离子体是喷射到在加热板表面的硅片上,去除硅片表面的光刻胶或有机物。
2.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:壳体的背面、侧面以及正面的上下部是采用金属盖板,壳体正面中部为上下移动的有机玻璃板,该有机玻璃板是用直线电机带动实现上下移动。
3.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该等离子体发生器是采用常压介质阻挡的放电形成,在发生器的下表面设有多个长条形喷口,发生器的电源是采用13.56MHz的电源。
4.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该等离子体发生器是安装在一个可以上下和水平移动的二维运动机械手上,等离子体发生器所采用的工作气体为氩气、氦气及氧气的混合气体。
5.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:通过移动机械手带动等离子体发生器在硅片表面进行扫描式清洗,硅片下加热板的表面温度范围为100-220℃。
6.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:在壳体的上方设有一个排气罩,在该排气罩内设有电加热废气焚烧炉丝和活性炭吸附块。
7.如权利要求1所述的一种射频、介质阻挡常压辉光等离子体扫描去胶系统,包括一个壳体、射频电源、等离子体发生器、进气管、扫描机械手和加热板,以及排气罩,其特征在于:该系统的控制开关是采用PLC设备控制,控制屏是在壳体的一侧。
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