[发明专利]常压介质阻挡型活性自由基清洗系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种新型的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，尤其指该系统的自由基是由常压介质阻挡的等离子体放电产生，并通过一定气压的气流携带喷出，形成高浓度活性基团束流，用来对硅片上的光刻胶及有机物进行清洗。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，集成度的不断提高，线宽的不断减小，对硅片的无损伤清洗的要求也越来越高。在硅晶体管和集成电路生产中，几乎每道工序都有硅片清洗的问题，硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响，处理不当，可能使全部硅片报废，做不出管子来，或者制造出来的器件性能低劣，稳定性和可靠性很差。因此对硅片进行无损伤的清洗有着重要的意义。

目前常用的去胶和清洗方法，由湿法和干法两种方式。湿法清洗湿法清洗存在许多的缺点：例如：(1)不能精确控制；(2)清洗不彻底，需反复清洗；(3)容易引入新的杂质；(4)对残余物不能处理；(5)污染环境，需对废液进行处理；(6)消耗大量的酸和水。在等离子体的干法清洗工艺中，不使用任何化学溶剂，因此基本上无污染物，有利于环境保护。此外，其生产成本较低，清洗具有良好的均匀性和重复性、可控性，易实现批量生产。但目前常用的干法去胶和清洗设备，是在真空状态下，使用等离子体对硅片表面直接清洗，这样等离子体中的离子会对硅片表面的刻蚀线条造成很大的损伤，不在适用于32nm及以下节点技术，并且，由于它使用的是真空系统，这就会使得设备成本高昂，操作繁琐。本发明设计了常压下产生自由基的装置。以自由基清洗代替等离子体清洗，对硅片的表面造成的损伤极小，并且不需要抽真空，提高了生产效率，较低了生产成本。

发明内容

一种新型的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，包括高压电极、介质阻挡层、接地电极、电源、移动机械手、加热装置以及进气和排气系统。该系统的特性在于高压电极由介质阻挡层包裹，在常压下即可在高压电极和接地电极的间隙中发生放电，产生等离子体，在一定压力的气流带动下，放电区所产生的高活性自由基由喷口喷射出来，在喷射到需要处理的物体表面时，去除物体表面的有机物质。本发明产生的活性自由基可用于硅片无损伤去胶和有机物清洗。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：高压电极是由一个介质阻挡层包覆，该高压电极是圆柱体形状或是扁平的形状，喷口的形状是圆环型或是扁口形状，该介质阻挡层为石英材料制成。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：地电极是由圆环型或是平板金属电极制成，该地电极是包覆在高压电极的外侧，该地电极与壳体连接并接地。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：与高压电极连接的电源为高频高压电源，电源的输出峰-峰电压值大于3000伏。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：在包覆高压电极的绝缘介质和接地电极之间设有一定的间隙，该间隙的尺度范围是0.5-5毫米。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：放电区所采用的气体是氩氧混合气体、也可以是氧气或是洁净的空气，气体的流量是大于5升/分钟。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：该自由基发生器系统由机械手控制可以实现四维的移动。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：该系统设有排气罩和排气管道，使剩余的自由基束流和与有机物反应后的产物排出。

所述的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统，其特性在于：该硅片衬底下设有加热装置，在清洗时，硅片的温度可以被加热到200℃以内。

本发明的常压介质阻挡型活性自由基清洗系统工作于常压下，其优点是：1，采用介质阻挡式放电，能在常压下均匀稳定的放电，产生高自由基浓度的等离子体。2，喷射出的自由基束流中不含有离子成分，能对硅片表面进行无损伤去胶和清洗。3，采用高频电源放电，与相同功率的射频电源比较价格便宜。4，采用能在具有四个自由度的机械手装置，能对8英寸及以上的硅片表面进行均匀、全面的去胶和清洗。5，该系统不需要抽真空，提高了生产效率，较低了生产成本。

本发明的主要用途是用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。此外，它也可用于对其它物理表面的有机物清洗。

说明书附图

图1本发明的正面结构剖视示意图。

图2本发明高压电极为圆柱型结构时的俯视剖视图。

图3本发明高压电极为扁平型结构时的俯视剖视图。