[發明專利]等離子噴頭及半導體用大氣等離子清洗設備

在審

• 申請號: 202111043978.2
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113658892A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 張曹
• 申請（專利權）人: 常州井芯半導體設備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;B08B7/00;H01J37/32
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 于雅潔

本申請提供一種等離子噴頭及半導體用大氣等離子清洗設備，涉及半導體加工技術領域。等離子噴頭包括外殼、管狀電極和絕緣體。外殼內部具有容納腔，管狀電極設置于容納腔內，管狀電極的兩側與外殼的內壁間填充有絕緣體且將容納腔分隔成第一腔室和第二腔室，外殼的進氣口與第一腔室連通，外殼的噴氣口與第二腔室連通，第一腔室與第二腔室通過管狀電極的內部通道連通，管狀電極的出氣口與外殼的內壁之間具有間隙。等離子噴頭可以應用于半導體用大氣等離子清洗設備，并且可以允許氣流從管狀電極內部通過，提高等離子體的均勻性，達到媲美于真空等離子清洗的效果，甚至較之更為出色，有效解決了真空等離子清洗的效率不高的問題。

技術領域

本申請涉及半導體加工技術領域，具體而言，涉及一種等離子噴頭及半導體用大氣等離子清洗設備。

背景技術

半導體材料，例如晶圓，通常需要使用等離子清洗去除光刻膠等，但真空等離子面臨抽真空的復雜過程，不利于生產效率的提升，且容易導入真空室污染至晶圓表面，影響品質。

一般來講，等離子清洗半導體晶圓，等離子體擁有兩種清洗能量，一種是等離子體中的化學反應能量，可以與晶圓表面的污染物產生反應，從而去除有機物，例如氧等離子體的活性很大，可以迅速與有機物反應，導致有機物的分解與揮發，達到清潔的目的，另一種是物理反應能量，在氣壓和偏壓的作用下，等離子體撞擊晶圓的表面，這種撞擊導致晶圓表面污染物的脫落，從而實現清潔。而等離子清洗的過程中，往往是這兩種能量的結合。

半導體晶圓，由于表面鍍有各種納米級的材料，因此在清洗時需要均勻柔和的等離子體，減少物理撞擊作用，降低電極電壓，避免對晶圓產生損傷，這是真空等離子體的優勢，但也面臨效率低的問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種等離子噴頭，其能夠用于改善現有的晶圓清洗設備效率不高或者容易損傷晶圓表面的導電材料的問題。

本申請的另外一個目的在于提供一種半導體用大氣等離子清洗設備，其包括上述等離子噴頭，其具有該等離子噴頭的全部特性。

本申請的實施例是這樣實現的：

本申請的實施例提供了一種等離子噴頭，包括：外殼、管狀電極和絕緣體；

所述外殼內部具有容納腔，所述管狀電極設置于所述容納腔內，所述管狀電極的兩側與所述外殼的內壁間填充有所述絕緣體且將所述容納腔分隔成第一腔室和第二腔室，所述外殼的進氣口與所述第一腔室連通，所述外殼的噴氣口與所述第二腔室連通，所述第一腔室與所述第二腔室通過所述管狀電極的內部通道連通，所述管狀電極的出氣口與所述外殼的內壁之間具有間隙。

另外，根據本申請的實施例提供的等離子噴頭，還可以具有如下附加的技術特征：

在本申請的可選實施例中，所述管狀電極的入氣口位于所述管狀電極的頂部，所述出氣口位于所述管狀電極的底部兩側，所述第一腔室內的氣流能夠通過所述入氣口進入所述管狀電極內部并從兩側的所述出氣口進入到所述第二腔室。

在本申請的可選實施例中，所述出氣口與所述外殼的內壁之間的間隙為G，0.2mm≤G≤4mm。

在本申請的可選實施例中，所述噴氣口的寬度為0.1mm-3mm，長度為10mm-320mm。

本申請的實施例提供了一種半導體用大氣等離子清洗設備，包括：等離子射頻電源組件、氣源和上述任一項所述的等離子噴頭，所述等離子射頻電源組件與所述管狀電極電連接，所述氣源與所述進氣口連接。

在本申請的可選實施例中，所述氣源提供的氣體中，至少含有90％的氬氣或氦氣。

在本申請的可選實施例中，所述等離子射頻電源組件包括射頻電源、匹配器，所述射頻電源與所述匹配器連接，所述匹配器與所述管狀電極連接，所述射頻電源的頻率大于15MHz，所述射頻電源施加于所述管狀電極的電壓小于1000V。