[发明专利]一种新型的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备

说明书

技术领域

本发明涉及到一种新型的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，尤其指该设备是高压电极和地电极分别贴附在形状为L形的两个介质阻挡层两侧，在该两个介质阻挡层之间设有一个放电间隙，自由基是由放电间隙产生的，并通过一定气压的气流携带喷出，形成一个扁平肯口的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扫描清洗。 

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设备，这就会使得设备成本高昂，操作繁琐。 

近几年，人们开始在大气压下进行光刻胶清洗的实验设备和工艺研究，但是，目前所采用的等离子体发生器，都是采用射频放电的形式，工作气体只能是采用氦与氧，或氩与氧的混合气体，其中氧气所占的比例是小于3％。由于大量采用惰性气体，致使工作气体的应用成本很高。 

此外，近来人们采用的介质阻挡等离子体发生器，一般是采用单介质阻挡的等离子体发生器，其中一个电极是采用金属电极，容易造成电极烧蚀后，带来清洗时的电极污染。 

本发明设计了常压下产生自由基的装置，是采用双介质阻挡的等离子体放电形式，两个放电电极都被介质包覆，不会带来电极烧蚀问题。所产生的自由基束流清洗，对硅片的表面器件几乎不会带来任何损伤。 

发明内容

一种新型的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，包括一个壳体、高压电极、介质阻挡层、接地电极、电源、移动机械手以及进气和排气系统。该设备的特性在于在一个长方形的壳体内设有一个 高压电极和地电极，该两个电极之间设有两个介质阻挡层，在该两个介质阻挡层之间设有一个放电间隙产生等离子体，在一定压力的气流带动下，放电间隙所产生的高活性自由基由扁口型喷口喷射出来，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。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：在高压电极和地电极之间设有两个介质阻挡层，该两个介质阻挡层的形状都为L形，在该两个介质阻挡层之间设有一个放电间隙，该间隙的尺度范围是0.5-5毫米。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：两个介质阻挡层之间的放电间隙的一端通过气管与供气源贯通，另一端形成一个长条形喷口，在放电间隙的两侧设有绝缘材料密封。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：该高压电极与地电极分别帖覆在两个介质阻挡层的两侧，高压电极与一个高频高压电源连接，地电极与壳体连接并接大地。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：该高频高压电源的输出峰-峰电压值大于3000伏。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，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。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：该自由基发生器设备由机械手控制可以实现三维的移动。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，其特性在于：该设备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。 

所述的常压双介质阻挡扁口型活性自由基清洗设备，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。