[發明專利]常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統

無效

• 申請號: 200910249610.4
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN102085520A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 王守國;趙玲利;張朝前;楊景華;韓傳余
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;H05H1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到一種新型的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，尤其指該系統是高壓電極和地電極分別貼附在形狀為L形的兩個介質阻擋層兩側，在該兩個介質阻擋層之間設有一個放電間隙，自由基是由放電間隙產生的，并通過一定氣壓的氣流攜帶噴出，形成一個扁平肯口的高濃度活性基團束流，用來對硅片上的光刻膠及有機物進行掃描清洗。?

背景技術

隨著大規模集成電路的發展，集成度的不斷提高，線寬的不斷減小，對硅片的無損傷清洗的要求也越來越高。在硅晶體管和集成電路生產中，幾乎每道工序都有硅片清洗的問題，硅片清洗的好壞對器件性能有嚴重的影響，處理不當，可能使全部硅片報廢，做不出管子來，或者制造出來的器件性能低劣，穩定性和可靠性很差。因此對硅片進行無損傷的清洗有著重要的意義。?

目前常用的去膠和清洗方法，由濕法和干法兩種方式。濕法清洗濕法清洗存在許多的缺點：例如：(1)不能精確控制；(2)清洗不徹底，需反復清洗；(3)容易引入新的雜質；(4)對殘余物不能處理；(5)污染環境，需對廢液進行處理；(6)消耗大量的酸和水。在等離子體的干法清洗工藝中，不使用任何化學溶劑，因此基本上無污染物，有利于環境保護。此外，其生產成本較低，清洗具有良好的均勻性和重復性、可?控性，易實現批量生產。但目前常用的干法去膠和清洗設備，是在真空狀態下，使用等離子體對硅片表面直接清洗，這樣等離子體中的離子會對硅片表面的刻蝕線條造成很大的損傷，不在適用于32nm及以下節點技術，并且，由于它使用的是真空系統，這就會使得設備成本高昂，操作繁瑣。?

近幾年，人們開始在大氣壓下進行光刻膠清洗的實驗設備和工藝研究，但是，目前所采用的等離子體發生器，都是采用射頻放電的形式，工作氣體只能是采用氦與氧，或氬與氧的混合氣體，其中氧氣所占的比例是小于3％。由于大量采用惰性氣體，致使工作氣體的應用成本很高。?

此外，近來人們采用的介質阻擋等離子體發生器，一般是采用單介質阻擋的等離子體發生器，其中一個電極是采用金屬電極，容易造成電極燒蝕后，帶來清洗時的電極污染。?

本發明設計了常壓下產生自由基的裝置，是采用雙介質阻擋的等離子體放電形式，兩個放電電極都被介質包覆，不會帶來電極燒蝕問題。所產生的自由基束流清洗，對硅片的表面器件幾乎不會帶來任何損傷。?

發明內容

一種新型的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，包括一個殼體、高壓電極、介質阻擋層、接地電極、電源、移動機械手以及進氣和排氣系統。該系統的特性在于在一個長方形的殼體內設有一個?高壓電極和地電極，該兩個電極之間設有兩個介質阻擋層，在該兩個介質阻擋層之間設有一個放電間隙產生等離子體，在一定壓力的氣流帶動下，放電間隙所產生的高活性自由基由扁口型噴口噴射出來，在噴射到需要處理的物體表面時，去除物體表面的有機物質。本發明產生的活性自由基可用于硅片無損傷去膠和有機物清洗。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：在高壓電極和地電極之間設有兩個介質阻擋層，該兩個介質阻擋層的形狀都為L形，在該兩個介質阻擋層之間設有一個放電間隙，該間隙的尺度范圍是0.5-5毫米。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：兩個介質阻擋層之間的放電間隙的一端通過氣管與供氣源貫通，另一端形成一個長條形噴口，在放電間隙的兩側設有絕緣材料密封。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：該高壓電極與地電極分別帖覆在兩個介質阻擋層的兩側，高壓電極與一個高頻高壓電源連接，地電極與殼體連接并接大地。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：該高頻高壓電源的輸出峰-峰電壓值大于3000伏。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：放電區所采用的氣體是氬氧混合氣體、也可以是氧氣或是潔凈的空氣，氣體的流量是大于5升/分鐘。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：該自由基發生器系統由機械手控制可以實現三維的移動。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：該系統設有排氣罩和排氣管道，使剩余的自由基束流和與有機物反應后的產物排出。?

所述的常壓雙介質阻擋扁口型活性自由基清洗系統，其特性在于：該硅片襯底下設有加熱裝置，在清洗時，硅片的溫度可以被加熱到200℃以內。?