專(zhuān)利名稱(chēng)：一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，尤其指是在大氣壓下、采用射頻電源驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)阻擋輝光放電所產(chǎn)生等離子體，在掃描機(jī)械手帶動(dòng)下對(duì)硅片表面上的光刻膠進(jìn)行去除的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于32nm及更高技術(shù)節(jié)點(diǎn)，超淺結(jié)(USJ)工藝中的清洗成為最關(guān)鍵的前道(FEOL)清洗工藝，對(duì)此國(guó)際半導(dǎo)體藍(lán)圖(IT RS)要求每次清洗所造成的硅材料損失小于O. 3人。
要滿(mǎn)足這樣苛刻的要求對(duì)于高劑量離子注入后的去膠工藝而言是相當(dāng)困難的。大劑量的離子注入會(huì)在晶圓表面形成一層碳化的外殼，而且這層外殼的物理/化學(xué)特性隨著注入條件的不同而不同，在大劑量的離子注入轟擊后，光刻膠特別難以去除。為 了達(dá)成目標(biāo)，通常的解決方案是應(yīng)用強(qiáng)氧化劑將光刻膠氧化溶解，光刻膠表面的碳化外殼是非常難于溶解，并且需要延長(zhǎng)工藝處理時(shí)間來(lái)解決問(wèn)題。單獨(dú)的濕法清洗去膠很難去除高能粒子注入后的光刻膠，并且濕法還存在許多的缺點(diǎn)，如不能精確控制；清洗不徹底，需反復(fù)清洗；對(duì)殘余物不能處理；污染環(huán)境，需對(duì)廢液進(jìn)行處理；消耗大量的酸和水等。在等離子體的干法清洗工藝中，不使用任何化學(xué)溶劑，因此基本上無(wú)污染物，有利于環(huán)境保護(hù)。此外，其生產(chǎn)成本較低，清洗具有良好的均勻性、重復(fù)性和可控性，易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。但目前常用的干法去膠和清洗設(shè)備，是在真空狀態(tài)下，使用等離子體對(duì)晶圓表面直接清洗，這樣等離子體中的離子會(huì)對(duì)晶圓表面的刻蝕線條造成很大的損傷，不在適用于32nm及以下節(jié)點(diǎn)技術(shù)，并且，由于它使用的是真空系統(tǒng)，這就會(huì)使得設(shè)備成本高昂，操作繁瑣。本發(fā)明設(shè)計(jì)了常壓下產(chǎn)生等離子體的裝置，在機(jī)械手帶動(dòng)下對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗去膠，不需要真空系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)效率，較低了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于在一個(gè)殼體的中部設(shè)有一個(gè)臺(tái)面面板，在該面板的下部放置一個(gè)射頻電源和多個(gè)氣體流量計(jì)，在該臺(tái)面板上設(shè)有一個(gè)加熱板和一個(gè)掃描機(jī)械手，在機(jī)械手上方設(shè)有一個(gè)排氣罩，等離子體發(fā)生器是安裝在該機(jī)械手上；氣源的氣體通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管和氣體的流量計(jì)進(jìn)入到等離子體發(fā)生器中，當(dāng)?shù)入x子體發(fā)生器與射頻電源接通后，在該等離子體發(fā)生器的下方產(chǎn)生等離子體，該等離子體是噴射到在加熱板表面的硅片上，去除硅片表面的光刻膠或有機(jī)物。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于殼體的背面、側(cè)面以及正面的上下部是采用金屬蓋板，殼體正面中部為上下移動(dòng)的有機(jī)玻璃板，該有機(jī)玻璃板是用直線電機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該等離子體發(fā)生器是采用常壓介質(zhì)阻擋的放電形成，在發(fā)生器的下表面設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條形噴口，發(fā)生器的電源是采用13. 56MHz的電源。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該等離子體發(fā)生器是安裝在一個(gè)可以上下和水平移動(dòng)的二維運(yùn)動(dòng)機(jī)械手上，等離子體發(fā)生器所采用的工作氣體為氬氣、氦氣及氧氣的混合氣體。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于通過(guò)移動(dòng)機(jī)械手帶動(dòng)等離子體發(fā)生器在硅片表面進(jìn)行掃描式清洗，硅片下加熱板的表面溫度范圍為100-220。。。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻 電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于在殼體的上方設(shè)有一個(gè)排氣罩，在該排氣罩內(nèi)設(shè)有電加熱廢氣焚燒爐絲和活性炭吸附塊。所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)是采用PLC設(shè)備控制，控制屏是在殼體的一側(cè)。本發(fā)明采用的射頻介質(zhì)阻擋常壓等離子體清洗設(shè)備，工作于常壓下，采用射頻電源(13.56MHz)放電，產(chǎn)生的輝光等離子體。由于射頻電極表面包裹有介質(zhì)阻擋層，不會(huì)濺射出金屬離子，而形成金屬污染；在常壓下，噴射到硅片表面的等離子體束流，由于不含有高能粒子，因此不會(huì)對(duì)晶圓表面造成離子轟擊損傷。此外，該系統(tǒng)不需要抽真空，提高了生產(chǎn)效率，較低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的主要用途是用在集成電路制造工藝中，清洗硅片上的高能離子注入后的光刻膠和有機(jī)污染物。此外，它也可用于其他襯底表面的有機(jī)物清洗。


圖I本發(fā)明一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)實(shí)施例正面結(jié)構(gòu)視圖。圖2本發(fā)明一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)實(shí)施例側(cè)面剖視圖。圖3本發(fā)明等離子體發(fā)生器放電原理圖。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一個(gè)射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括排氣罩102、殼體105、二維掃描機(jī)械手106、等離子體發(fā)生器107、進(jìn)氣管109、加熱板110、射頻電源111。等離子體發(fā)生器107安裝在掃描機(jī)械手106上；氣源的氣體分別由分進(jìn)氣孔113進(jìn)入氣體流量計(jì)112，并由氣體流量計(jì)112控制氣體流量，混合后通過(guò)進(jìn)氣管109進(jìn)入到等離子體發(fā)生器107中，當(dāng)?shù)入x子體發(fā)生器107與射頻電源111接通后，在該等離子體發(fā)生器的下方產(chǎn)生等離子體，該等離子體是噴射到放置在加熱板110表面的硅片上，去除硅片表面的光刻膠或有機(jī)物。排氣罩102包括排風(fēng)扇101、活性炭吸附塊103、電加熱廢氣焚燒爐絲104。該系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)由采用PLC的設(shè)備108控制。
請(qǐng)參閱圖2，在本發(fā)明射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)中，上下移動(dòng)的有機(jī)玻璃板201由直線電機(jī)202帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。請(qǐng)參閱圖3，混合氣體通過(guò)進(jìn)氣管109進(jìn)入等離子體發(fā)生器107內(nèi)，等離子體發(fā)生器外殼303接地，等離子體發(fā)生器介質(zhì)阻擋高電極302與射頻電源111通過(guò)射頻線接通后，產(chǎn)生輝光等離子體，并在一定氣壓下把放電等離子體區(qū)產(chǎn)生的等離子體向下噴射到在放置在加熱板110的硅片301上，去除硅片301表而上的光刻膠或有機(jī)物。 上面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例作出改變和修改，這些改變和修改都在本發(fā)明的權(quán)利要求限定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于在一個(gè)殼體的中部設(shè)有一個(gè)臺(tái)面面板，在該面板的下部放置一個(gè)射頻電源和多個(gè)氣體流量計(jì)，在該臺(tái)面板上設(shè)有一個(gè)加熱板和一個(gè)掃描機(jī)械手，在機(jī)械手上方設(shè)有一個(gè)排氣罩，等離子體發(fā)生器是安裝在該機(jī)械手上；氣源的氣體通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管和氣體的流量計(jì)進(jìn)入到等離子體發(fā)生器中，當(dāng)?shù)入x子體發(fā)生器與射頻電源接通后，在該等離子體發(fā)生器的下方產(chǎn)生等離子體，該等離子體是噴射到在加熱板表面的硅片上，去除硅片表面的光刻膠或有機(jī)物。
2.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于殼體的背面、側(cè)面以及正面的上下部是采用金屬蓋板，殼體正面中部為上下移動(dòng)的有機(jī)玻璃板，該有機(jī)玻璃板是用直線電機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該等離子體發(fā)生器是采用常壓介質(zhì)阻擋的放電形成，在發(fā)生器的下表面設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條形噴口，發(fā)生器的電源是采用13. 56MHz的電源。
4.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該等離子體發(fā)生器是安裝在一個(gè)可以上下和水平移動(dòng)的二維運(yùn)動(dòng)機(jī)械手上，等離子體發(fā)生器所采用的工作氣體為氬氣、氦氣及氧氣的混合氣體。
5.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于通過(guò)移動(dòng)機(jī)械手帶動(dòng)等離子體發(fā)生器在硅片表面進(jìn)行掃描式清洗，硅片下加熱板的表面溫度范圍為100-220°C。
6.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于在殼體的上方設(shè)有一個(gè)排氣罩，在該排氣罩內(nèi)設(shè)有電加熱廢氣焚燒爐絲和活性炭吸附塊。
7.如權(quán)利要求I所述的一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于該系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)是采用PLC設(shè)備控制，控制屏是在殼體的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明是一種射頻、介質(zhì)阻擋常壓輝光等離子體掃描去膠系統(tǒng)，包括一個(gè)殼體、射頻電源、等離子體發(fā)生器、進(jìn)氣管、掃描機(jī)械手和加熱板，以及排氣罩，其特征在于在一個(gè)殼體的中部設(shè)有一個(gè)臺(tái)面面板，在該面板的下部放置一個(gè)射頻電源和多個(gè)氣體流量計(jì)，在該臺(tái)面板上設(shè)有一個(gè)加熱板和一個(gè)掃描機(jī)械手，在機(jī)械手上方設(shè)有一個(gè)排氣罩，等離子體發(fā)生器是安裝在該機(jī)械手上；氣源的氣體通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管和氣體的流量計(jì)進(jìn)入到等離子體發(fā)生器中，當(dāng)?shù)入x子體發(fā)生器與射頻電源接通后，在該等離子體發(fā)生器的下方產(chǎn)生等離子體，該等離子體是噴射到在加熱板表面的硅片上，去除硅片表面的光刻膠或有機(jī)物。
文檔編號(hào)B08B7/00GK102820204SQ20111015007
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者王守國(guó), 趙玲利, 賈少霞, 韓傳宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所