專利名稱：蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，尤其指該系統(tǒng)中的自由基是由蜂窩孔狀內(nèi)的等離子體放電產(chǎn)生的，并通過一定氣體壓力攜帶出噴口，形成蜂窩孔狀高濃度活性基團束流噴射到硅片上，用來對硅片上的光刻膠及有機物污染物進行清洗。
背景技術：
隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成度的不斷提高，線寬的不斷減小，對硅片的無損傷清洗的要求也越來越高。在硅晶體管和集成電路生產(chǎn)中，幾乎每道工序都有硅片清洗的問題，硅片清洗的好壞對器件性能有嚴重的影響，處理不當，可能使全部硅片報廢，做不出管子來，或者制造出來的器件性能低劣，穩(wěn)定性和可靠性很差。因此對硅片進行無損傷的清洗有著重要的意義。目前常用的去膠和清洗方法，由濕法和干法兩種方式。濕法清洗濕法清洗存在許多的缺點例如(1)不能精確控制；(2)清洗不徹底，需反復清洗；(3)容易引入新的雜質(zhì)；對殘余物不能處理；( 污染環(huán)境，需對廢液進行處理；(6)消耗大量的酸和水。在等離子體的干法清洗工藝中，不使用任何化學溶劑，因此基本上無污染物，有利于環(huán)境保護。此外，其生產(chǎn)成本較低，清洗具有良好的均勻性和重復性、可控性，易實現(xiàn)批量生產(chǎn)。但目前常用的干法去膠和清洗設備，是在真空狀態(tài)下，使用等離子體對硅片表面直接清洗，這樣等離子體中的離子會對硅片表面的刻蝕線條造成很大的損傷，不在適用于32nm及以下節(jié)點技術。本發(fā)明采用常壓下產(chǎn)生自由基的自由基束流可以有效地去除光刻膠，由于自由基的能量是遠小于等離子體中離子的能量，因此它不會造成對硅片表面器件線條的損傷，并且以自由基清洗代替等離子體清洗，不需要抽真空，提高了生產(chǎn)效率，較低了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為一個等離子體發(fā)生器固定在一個機械手上，該等離子體發(fā)生器是在一個殼體內(nèi)由彼此絕緣的上電極和下電極構(gòu)成，該上電極是安裝在一個絕緣板上并由多個被絕緣介質(zhì)包覆的柱狀電極構(gòu)成，該下電極是一個設有蜂窩狀孔的金屬電極，該上下電極之間設有一個進氣艙，上電極中的每個柱電極是穿過進氣艙并插在下電極的蜂窩孔中， 并與蜂窩孔形成一定的放電間隙，該放電間隙貫通進氣艙，該進氣艙通過氣體導管與高壓氣源連接，等離子體自由基是在蜂窩孔間隙中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極蜂窩噴口噴射到放置在旋轉(zhuǎn)底盤表面的硅片上。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為一個等離子體發(fā)生器固定在一個機械手上，該機械手帶動等離子體發(fā)生器可以實現(xiàn)三維移動。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為該等離子體發(fā)生器是在一個殼體內(nèi)由彼此絕緣的上電極和下電極構(gòu)成，該上電極是安裝在一個絕緣板上并由多個被絕緣介質(zhì)包覆的柱狀電極構(gòu)成，該下電極是一個設有蜂窩狀孔的金屬電極。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為該上下電極之間設有一個進氣艙，上電極中的每個柱電極是穿過進氣艙并插在下電極的蜂窩孔中，并與蜂窩孔形成一定的放電間隙。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為上電極中的每個柱電極與下電極蜂窩孔所形成的放電間隙是貫通進氣艙，該進氣艙通過氣體導管與高壓氣源連接，該氣源可選用潔凈空氣、氮氣、 氧氣和其它反應氣體。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為硅片是放置在可以旋轉(zhuǎn)的底盤上，該旋轉(zhuǎn)底盤可以被加熱。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為等離子體自由基是在蜂窩孔間隙中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極蜂窩噴口噴射到放置在旋轉(zhuǎn)底盤表面的硅片上。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為在兩個上下電極之間連接的是一個高頻高壓電源。所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為在上下電極之間設有絕緣密封材料，在上電極上設有一個蓋板，與等離子體發(fā)生器固定并與機械手固定。本發(fā)明蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，其優(yōu)點是1，采用蜂窩狀單介質(zhì)阻擋式放電形式，能在常壓下形成均勻穩(wěn)定的放電，并產(chǎn)生大面積高濃度自由基。2，噴射出的自由基束流中不含有離子成分，能對硅片表面進行無損傷去膠和清洗。3，該系統(tǒng)不需要抽真空，提高了生產(chǎn)效率，較低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的主要用途是用在集成電路制造工藝中，清洗硅片上的光刻膠和有機污染物。此外，它也可用于其他襯底表面的有機物清洗。說明書附1本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖2本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)剖視示意視圖。圖3本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實施例方式請參閱

圖1、圖2和圖3，本發(fā)明蜂窩狀常壓等離子體自由基清洗設備，包括一個機械手101，該機械手101通過連接件306帶動等離子體發(fā)生器實現(xiàn)三維移動；該等離子體發(fā)生器是連接在一個殼體305上，該等離子體發(fā)生器中設有由上電極303和下電極103，該上電極303是安裝在一個絕緣板302上并由導線109連接為一體，該下電極103是一個設有多個蜂窩狀孔的金屬電極，該上下電極之間設有一個進氣艙110。多個上電極303是固定在絕緣材料302上，每個電極的周圍是包覆一個石英玻璃管301，多個電極303彼此相隔一定的距離；多個上電極303是穿過進氣艙110并插在下電極103的多個蜂窩孔中，并與蜂窩孔形成一定的放電間隙108，該放電間隙108貫通進氣艙 110，該進氣艙通過進氣口 201、氣體導管202、氣體減壓閥203和高壓氣源102連接，等離子體中的自由基304是在蜂窩孔間隙108中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極103的蜂窩形噴口噴出。硅片是105是放置在可以旋轉(zhuǎn)的基底106上，該基底106是可以被加熱的。噴出地電極103蜂窩噴口的自由基304，到達硅片105的光刻膠104上，并對其進行清洗。一個高頻電源107分別于上電極303和下電極103連接，氣源102可以采用空氣、 氮氣、氬氣或氧氣。該上電極303是由金屬桿制成，下電極301、基底106、殼體305是由金屬材料制成，絕緣材料302是由聚四氟乙烯材料制成。上面參考附圖結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明進行了描述，然而，需要說明的是，對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例作出許多改變和修改，這些改變和修改都落在本發(fā)明的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為一個等離子體發(fā)生器固定在一個機械手上，該等離子體發(fā)生器是在一個殼體內(nèi)由彼此絕緣的上電極和下電極構(gòu)成，該上電極是安裝在一個絕緣板上并由多個被絕緣介質(zhì)包覆的柱狀電極構(gòu)成，該下電極是一個設有蜂窩狀孔的金屬電極，該上下電極之間設有一個進氣艙，上電極中的每個柱電極是穿過進氣艙并插在下電極的蜂窩孔中，并與蜂窩孔形成一定的放電間隙，該放電間隙貫通進氣艙，該進氣艙通過氣體導管與高壓氣源連接，等離子體自由基是在蜂窩孔間隙中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極蜂窩噴口噴射到放置在旋轉(zhuǎn)底盤表面的硅片上。
2.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為一個等離子體發(fā)生器固定在一個機械手上， 該機械手帶動等離子體發(fā)生器可以實現(xiàn)三維移動。
3.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為該等離子體發(fā)生器是在一個殼體內(nèi)由彼此絕緣的上電極和下電極構(gòu)成，該上電極是安裝在一個絕緣板上并由多個被絕緣介質(zhì)包覆的柱狀電極構(gòu)成，該下電極是一個設有蜂窩狀孔的金屬電極。
4.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為該上下電極之間設有一個進氣艙，上電極中的每個柱電極是穿過進氣艙并插在下電極的蜂窩孔中，并與蜂窩孔形成一定的放電間隙。
5.如權(quán)利要求1和4所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為上電極中的每個柱電極與下電極蜂窩孔所形成的放電間隙是貫通進氣艙，該進氣艙通過氣體導管與高壓氣源連接，該氣源可選用潔凈空氣、氮氣、氧氣和其它反應氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為硅片是放置在可以旋轉(zhuǎn)的底盤上，該旋轉(zhuǎn)底盤可以被加熱。
7.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為等離子體自由基是在蜂窩孔間隙中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極蜂窩噴口噴射到放置在旋轉(zhuǎn)底盤表面的硅片上。
8.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為在兩個上下電極之間連接的是一個高頻高壓電源。
9.如權(quán)利要求1所述的蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為在上下電極之間設有絕緣密封材料，在上電極上設有一個蓋板，與等離子體發(fā)生器固定并與機械手固定。
全文摘要
蜂窩形狀等離子體自由基清洗系統(tǒng)，包括一個機械手、等離子體發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)基底以及進氣系統(tǒng)，其特征為一個等離子體發(fā)生器固定在一個機械手上，該等離子體發(fā)生器是在一個殼體內(nèi)由彼此絕緣的上電極和下電極構(gòu)成，該上電極是安裝在一個絕緣板上并由多個被絕緣介質(zhì)包覆的柱狀電極構(gòu)成，該下電極是一個設有蜂窩狀孔的金屬電極，該上下電極之間設有一個進氣艙，上電極中的每個柱電極是穿過進氣艙并插在下電極的蜂窩孔中，并與蜂窩孔形成一定的放電間隙，該放電間隙貫通進氣艙，該進氣艙通過氣體導管與高壓氣源連接，等離子體是在蜂窩孔間隙中產(chǎn)生，并在氣體壓力帶動下，由下電極蜂窩噴口噴射到放置在旋轉(zhuǎn)底盤表面的硅片上，來去除硅片表面的光刻膠以及有機污染物。
文檔編號H05H1/46GK102310063SQ201010212169
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者張朝前, 王守國, 趙玲利, 韓傳宇 申請人:中國科學院微電子研究所