等离子清洗机洗晶圆需要用氧气吗?等离子去胶机的工作原理

随着半导体工业的迅速发展,对晶圆片加工的要求也迅速提高。硅片需去除光刻胶,且需提升硅片材料表面的粘合剂、去除有机污染物等要求,由于其种种原因,目前硅片需去除光刻胶,一般都是采用等离子干洗清洗方式,以解决光刻胶问题。

为了了解去除光刻胶的原理,首先要弄清楚光刻胶上含有哪些杂质和污染物,然后对这些杂质和污染物进行分类。等离子去除光刻胶流程工艺

在半导体制造过程中,需要一些有机物污染物和氧化物的存在,而且由于工艺过程总是在净化室中有人工操作,因此半导体圆片不可避免地受到各种杂质的污染。根据来源、性质等,可大致分为四类:颗粒,有机物,金属离子和氧化物。

1.颗粒。

微粒主要为聚合物、光刻胶和腐蚀杂质等。这种污染物主要依靠VanderWars吸附在圆形表面上,影响器件光刻工艺中几何形状和电学参数的形成。去除方法主要是采用物理或化学的方法对颗粒进行切削,逐渐减少与圆表面的接触面积,最后去除。

2.有机污染物。

有机体中杂质的来源较多,如皮肤油脂、细菌、机械油、真空脂、光刻胶、清洗溶剂等。这种污染物通常在硅片表面形成一层有机物膜,防止清洗液进入硅片表面,从而使圆片表面不能完全清洁,从而使污染物如金属杂质在清洗后仍然保持完整。通常在清洗过程的第一步就可以除去这些污染物,主要是硫酸和过氧化氢。

3。金属。

在半导体技术中,常见的金属杂质有铁、铜、铝、铬、钨、钛、钠、钾、锂等,其来源主要是:各种器皿、管路、化学试剂,以及半导体圆片加工过程中,在形成金属连接时,也会产生各种金属污染。去除此类杂质通常采用化学方法,通过各种清洗剂和化学药物配制的清洗剂与金属离子反应,形成脱离圆片表面的金属离子络合物。

1.3氧化物。

暴露在含氧和水的环境中的半导体圆片表面会形成一层天然氧化层。这种氧化膜不仅阻碍了半导体制造的许多步骤,而且还含有某些金属杂质,在一定条件下,这些杂质会转移到圆片上形成电缺陷。这种氧化膜的去除通常是用稀氢氟酸浸泡来完成的。

等离子体去胶工艺原理及应用。

(1)脱胶反应机理:

干法脱胶工艺中,氧是主要的腐蚀性气体。其高频微波作用于真空除胶机反响室,使氧离子、游离态氧原子O*、氧分子和电子等多种混合物电离发生,其间带强氧化才能的游离态氧原子(约10~20%)与光刻胶膜上的O2→O*+O*+O*,CxHy+O*→CO2↑+H2O↑发生混合物。合成的CO2和H2O,反应后,立即被抽出。

二、除胶操作方法:

把待去胶片插进空压机内,平行于气流方向,推入真空室两电极间,至1.3Pa抽真空,通入适当的氧气,坚持反响室压力在1.3-13Pa之间,加高频功率,在电极间出现淡紫色辉光,经二极管功率、流速等技术参数后,可得不同的去胶速度,当胶膜去除时,辉光消失。

干式脱胶机

(3)脱胶剂的影响因素:

选频:随着频率的提高,氧气更容易被电离,从而构成了氧离子。由于频率过高,电子振幅小于其平均自由程,电子与气体分子的碰撞几率反而减小,电离率也随之减小。经常使用的频率是13.56MHZ和2.45GHZ。2.45GHZ的微波国内用的很少,13.56MHZ国内用的最多

功耗:对于必定量的气体,功耗较大,其体内活性粒子密度较大,去胶速度较快;但当功耗增加到一定值时,可消耗的活性离子到达饱满,功耗再大,则去胶速度无明显增加。动力强,基温高,应根据技术要求进行调节。

真空选择:适当提高真空度,可以增大电子运动的平均自由程,因此,从电场中获得的能量较大,有利于电离。其他情况下,氧气流量必须恒定,真空度越高,氧的相对比重越大,发生的活性粒子的浓度越大。但是如果真空时间过长,活性颗粒的浓度反而会降低。

氧流效应:氧流较大,活化粒子密度大,脱胶速度加快;但氧流较大,离子合成概率增加,电子平均自由程缩短,电离强度反而下降。当反作用力恒定,流速增加时,所抽出的气体量也随之增加,在这期间,未参与反作用力的粒子抽出量也随之增加,因此,流速增加对脱胶速度的影响并不显著。

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