技术领域

本发明涉及到一种常压等离子体自由基清洗系 统，该系统包括一 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。

本发明常压等离子体自由基清洗系统采用了两 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 法去胶清洗系统相比，本发明同时采用了高能 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。

发明内容

本发明一种常压等离子体自由基清洗系统，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： 系统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， 吸附着硅片的吸盘装置， 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 mm;

所述的常压等离子体自由基清洗系统， 其特征在于： 等离子体发 生器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，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 陶瓷等介质阻挡层包覆，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， 射频电极由陶瓷或石英等介质阻挡层包覆， 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系统， 其特征在于： 电源系统包 括一台中频电源 （频率范围为 15-40 kHz) 和一台射频电源 （频率为 13.56 MHz), 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系统， 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 （硅片温度范围在

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。

本发明常压等离子体自由基清洗系统的优点是 ： 1、 该清洗系统 采用了高压放电和射频放电两种放电形式，系 统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、 系统工作时， 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。

本发明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。 附图说明

图 1本发明常压等离子体自由基清洗系统结构示� �图。

请参阅图 1， 本发明常压等离子体自由基清洗系统结构示意 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。

本发明中，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 动速率来控制系统的清洗速率。

上面参考附图结合具体的实施例对本发明进行 了描述， 然而，需 要说明的是， 对于本领域的技术人员而言， 在不脱离本发明的精神和 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 修改都落在本发明的权利要求限定的范围内。