专利名称：一种常压等离子体自由基清洗设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种常压等离子体自由基清洗设备，该设备包括一台中频等离子体发生器和一台射频等离子体发生器，通入工作气体，接通电源后，这两台等离子体发生器向上产生能量不同的自由基束流，用来对硅片上的光刻胶及有机物污染物或其他衬底上的有机污染物进行清洗。
背景技术：
硅片光刻胶清洗处理不当可能使全部硅片报废，或制造出的器件性能低劣、稳定性及可靠性差，大规模集成电路发展迅速，线宽不断减小，对硅片的无损伤清洗的要求越来越高，人们已经逐渐认识到了湿法清洗不能精确控制、清洗不彻底、易引入新的杂质、废液污染环境等缺点，现在已经出现了常压干法清洗硅片光刻胶的方法，其中一种方法是采用自由基清洗光刻胶，目前这种方法都是采用了单一的电源和单一的等离子体发生器，存在去除光刻胶的速率较慢、易对器件产生损伤、或清洗不彻底等问题。本实用新型常压等离子体自由基清洗设备采用了两种不同能量的自由基束流，可高效地去除由于高能粒子注入产生的硬壳，先由高能量的自由基束流对光刻胶进行预清洗，可以清洗掉大部分的光刻胶，然后再由较低能量的自由基束流对光刻胶进行二次精细处理。与传统干法去胶清洗设备相比，本实用新型同时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过程中自由基对硅片表面造成的损伤。
实用新型内容本实用新型一种常压等离子体自由基清洗设备，包括一台中频等离子体发生器、一台射频等离子体发生器、吸片装置、电源系统、移动机械臂、进气系统以及抽气泵，其特征在于:设备同时采用一台中频等离子体发生器和一台射频等离子体发生器作为等离子体源，工作气体在流量计的控制下分别进入到两台等离子体发生器中，吸片装置固定在一维移动机械臂上，电源接通过后，两台等离子体发生器向上喷出自由基束流，吸片装置吸附着硅片，在机械臂的带动下，从等离子体发生器喷口的上方扫过，进行硅片去胶清洗，硅片与两台等离子体发生器喷口的距离均为0.5 2.5mm。所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:中频等离子体发生器包括一个高压电极和两个地电极，高压电极由石英包覆，从中频等离子体发生器喷口喷出的自由基能量较高，用于进行硅片光刻胶预清洗，射频等离子体发生器包括一个射频电极和两个地电极，射频电极由石英包覆，从射频等离子体发生器喷口喷出的自由基能量相对较低，用于进行硅片光刻胶精细清洗。所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:电源系统包括一台频率范围为15-40kHz的中频电源和一台频率为13.56MHz的射频电源，中频电源与中频等离子体发生器连接，射频电源和射频等离子体发生器连接。所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:吸片装置具有吸附硅片的功能，同时还具有加热硅片的功能，可将硅片温度控制在150-250°C，吸片装置在一维机械臂的带动下，依次通过中频等离子体发生器放电区域和射频等离子体发生器放电区域。本实用新型常压等离子体自由基清洗设备的优点是:1、该清洗设备采用了高压放电和射频放电两种放电形式，设备有效屏蔽了两种形式放电之间的干扰，这两种放电均稳定工作在常压下；2、设备工作时，硅片先由中频等离子体发生器产生的高能量自由基束流进行预处理，大幅减小光刻胶的厚度，再由射频等离子体发生器产生的能量较低的自由基束流进行精细处理，提高了干法去胶清洗的速率，也最大限度的降低了自由基对硅片表面的损伤。3、中频放电和射频放电都是在大气压下实现的，不需要抽真空，降低了工艺成本。本实用新型的主要用途是在集成电路制造工艺中，清洗硅片上的光刻胶和有机污染物，或其他衬底表面的有机污染物的清洗。
图1本实用新型常压等离子体自由基清洗设备结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型常压等离子体自由基清洗设备结构示意图，包括中频等离子体发生器107和射频等离子体发生器104、吸片装置110、中频电源106、射频电源103、移动机械臂111、进气系统101以及抽气系统112。工作气体通过进气系统101进入进气管路102，通过控制阀门，分别进入中频等离子体发生器107和射频等离子体发生器104，电源接通后，中频等离子体发生器产生能量较高的自由基束流108，射频等离子体发生器产生能量较低的自由基束流105，抽气系统112与吸片装置110通过导气管连接，抽气时吸片装置下表面形成负压，从而将硅片或其他衬底109吸附到吸片装置上，吸片装置在移动机械臂111的带动下，依次通过中频等离子体发生器和射频等离子体发生器的上方，当在中频等离子体发生器的上方时，由于中频等离子体发生器产生的自由基束流能量较高，去胶速率快，为了避免等离子体对硅片或衬底表面造成损伤，移动机械臂的移动速率较快，仅对硅片或衬底表面进行预清洗，去除掉大部分光刻胶或有机污染物，当到达射频等离子体发生器的上方时，由于射频等离子体发生器产生的自由基束流能量较低，机械臂的移动速度需要适当降低，以清洗剩余的光刻胶或有机污染物。本实用新型中，能量较高自由基和能量较低的自由基与光刻胶和有机污染物反应生成的产物为水和二氧化碳，不会对环境造成污染，可直接排放到大气中。可以通过控制电源功率、工作气体流量和机械臂移动速率来控制设备的清洗速率。上面参考附图结合具体的实施例对本实用新型进行了描述，然而，需要说明的是，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的情况下，可以对上述实施例做出许多改变和修改，这些改变和修改都落在本实用新型的权利要求限定的范围内。
权利要求1.一种常压等离子体自由基清洗设备，包括一台中频等离子体发生器、一台射频等离子体发生器、吸片装置、电源系统、移动机械臂、进气系统以及抽气泵，其特征在于:设备同时采用一台中频等离子体发生器和一台射频等离子体发生器作为等离子体源，工作气体在流量计的控制下分别进入到两台等离子体发生器中，吸片装置固定在一维移动机械臂上，电源接通过后，两台等离子体发生器向上喷出自由基束流，吸片装置吸附着硅片，在机械臂的带动下，从等离子体发生器喷口的上方扫过，进行硅片去胶清洗，硅片与两台等离子体发生器喷口的距离均为0.5 2.5謹。
2.如权利要求1所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:中频等离子体发生器包括一个高压电极和两个地电极，高压电极由石英或陶瓷包覆，从中频等离子体发生器喷口喷出的自由基能量较高，用于进行硅片光刻胶预清洗，射频等离子体发生器包括一个射频电极和两个地电极，射频电极由石英或陶瓷包覆，从射频等离子体发生器喷口喷出的自由基能量相对较低，用于进行硅片光刻胶精细清洗。
3.如权利要求1所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:电源系统包括一台频率范围为15-40kHz的中频电源和一台频率为13.56MHz的射频电源，中频电源与中频等离子体发生器连接，射频电源和射频等离子体发生器连接。
4.如权利要求1所述的常压等离子体自由基清洗设备，其特征在于:吸片装置具有吸附硅片的功能，同时还具有加热硅片的功能，可将硅片温度控制在150-250°C，吸片装置在一维机械臂的带动下，依次通过中频等离子体发生器放电区域和射频等离子体发生器放电区域。
专利摘要一种常压等离子体自由基清洗设备，包括一台中频等离子体发生器、一台射频等离子体发生器、吸片装置、电源系统、移动机械臂、进气系统以及抽气泵。设备运行时，两台等离子体发生器同时工作，工作气体在流量计的控制下进入到两台等离子体发生器中，吸片装置固定在一维移动机械臂上，电源接通过后，等离子体发生器产生的自由基在气流的携带下喷射出来，吸片装置吸附着硅片，在机械臂的带动下，先从中频高压等离子体发生器喷口上方扫过，进行预清洗，然后再从射频等离子体发生器上方扫过，进行精细清洗，本实用新型可用于硅片光刻胶和有机污染物清洗或其他衬底表面的有机污染物的清洗。
文档编号B08B7/00GK203030580SQ20122013924
公开日2013年7月3日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者贾少霞, 王守国, 杨景华, 赵玲利 申请人:中国科学院微电子研究所