等離子清洗機(jī)可以解決光刻膠的問題

　　隨著半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展，對晶圓片加工的要求也迅速提高。硅片需去除光刻膠，且需提升硅片材料表面的粘合劑、去除有機(jī)污染物等要求，由于其種種原因，目前硅片需去除光刻膠，一般都是采用等離子清洗方式，以解決光刻膠問題。
 

　　為了了解去除光刻膠的原理，首先要弄清楚光刻膠上含有哪些雜質(zhì)和污染物，然后對這些雜質(zhì)和污染物進(jìn)行分類。
 

　　在半導(dǎo)體制造過程中，需要一些有機(jī)物污染物和氧化物的存在，而且由于工藝過程總是在凈化室中有人工操作，因此半導(dǎo)體圓片不可避免地受到各種雜質(zhì)的污染。根據(jù)來源、性質(zhì)等，可大致分為四類：顆粒，有機(jī)物，金屬離子和氧化物。
 

　　1.顆粒:
 

　　微粒主要為聚合物、光刻膠和腐蝕雜質(zhì)等。這種污染物主要依靠VanderWars吸附在圓形表面上，影響器件光刻工藝中幾何形狀和電學(xué)參數(shù)的形成。去除方法主要是采用物理或化學(xué)的方法對顆粒進(jìn)行切削，逐漸減少與圓表面的接觸面積，后去除。
 

　　2.有機(jī)污染物:
 

　　有機(jī)體中雜質(zhì)的來源較多，如皮膚油脂、細(xì)菌、機(jī)械油、真空脂、光刻膠、清洗溶劑等。這種污染物通常在硅片表面形成一層有機(jī)物膜，防止清洗液進(jìn)入硅片表面，從而使圓片表面不能*清潔，從而使污染物如金屬雜質(zhì)在清洗后仍然保持完整。通常在清洗過程的第一步就可以除去這些污染物，主要是硫酸和過氧化氫。

 

　　3.金屬:
 

　　在半導(dǎo)體技術(shù)中，常見的金屬雜質(zhì)有鐵、銅、鋁、鉻、鎢、鈦、鈉、鉀、鋰等，其來源主要是：各種器皿、管路、化學(xué)試劑，以及半導(dǎo)體圓片加工過程中，在形成金屬連接時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生各種金屬污染。去除此類雜質(zhì)通常采用化學(xué)方法，通過各種清洗劑和化學(xué)藥物配制的清洗劑與金屬離子反應(yīng)，形成脫離圓片表面的金屬離子絡(luò)合物。
 

　　1.3氧化物:
 

　　暴露在含氧和水的環(huán)境中的半導(dǎo)體圓片表面會(huì)形成一層天然氧化層。這種氧化膜不僅阻礙了半導(dǎo)體制造的許多步驟，而且還含有某些金屬雜質(zhì)，在一定條件下，這些雜質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移到圓片上形成電缺陷。這種氧化膜的去除通常是用稀氫氟酸浸泡來完成的。
 

　　等離子體去膠工藝原理及應(yīng)用。
 

　　(1)脫膠反應(yīng)機(jī)理：
 

　　干法脫膠工藝中，氧是主要的腐蝕性氣體。其高頻微波作用于真空除膠機(jī)反響室，使氧離子、游離態(tài)氧原子O*、氧分子和電子等多種混合物電離發(fā)生，其間帶強(qiáng)氧化才能的游離態(tài)氧原子(約10~20%)與光刻膠膜上的O2→O*+O*+O*,CxHy+O*→CO2↑+H2O↑發(fā)生混合物。合成的CO2和H2O，反應(yīng)后，立即被抽出。
 

　　二、除膠操作方法：
 

　　把待去膠片插進(jìn)空壓機(jī)內(nèi)，平行于氣流方向，推入真空室兩電極間，至1.3Pa抽真空，通入適當(dāng)?shù)难鯕?，?jiān)持反響室壓力在1.3-13Pa之間，加高頻功率，在電極間出現(xiàn)淡紫色輝光，經(jīng)二極管功率、流速等技術(shù)參數(shù)后，可得不同的去膠速度，當(dāng)膠膜去除時(shí)，輝光消失。
 

　　干式脫膠機(jī)
 

　　(3)脫膠劑的影響因素：
 

　　選頻：隨著頻率的提高，氧氣更容易被電離，從而構(gòu)成了氧離子。由于頻率過高，電子振幅小于其平均自由程，電子與氣體分子的碰撞幾率反而減小，電離率也隨之減小。經(jīng)常使用的頻率是13.56MHZ和2.45GHZ。2.45GHZ的微波國內(nèi)用的很少，13.56MHZ國內(nèi)用的多
 

　　功耗：對于必定量的氣體，功耗較大，其體內(nèi)活性粒子密度較大，去膠速度較快;但當(dāng)功耗增加到一定值時(shí)，可消耗的活性離子到達(dá)飽滿，功耗再大，則去膠速度無明顯增加。動(dòng)力強(qiáng)，基溫高，應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。
 

　　真空選擇：適當(dāng)提高真空度，可以增大電子運(yùn)動(dòng)的平均自由程，因此，從電場中獲得的能量較大，有利于電離。其他情況下，氧氣流量必須恒定，真空度越高，氧的相對比重越大，發(fā)生的活性粒子的濃度越大。但是如果真空時(shí)間過長，活性顆粒的濃度反而會(huì)降低。
 

　　氧流效應(yīng)：氧流較大，活化粒子密度大，脫膠速度加快;但氧流較大，離子合成概率增加，電子平均自由程縮短，電離強(qiáng)度反而下降。當(dāng)反作用力恒定，流速增加時(shí)，所抽出的氣體量也隨之增加，在這期間，未參與反作用力的粒子抽出量也隨之增加，因此，流速增加對脫膠速度的影響并不顯著。