CN102896113A - 一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪 - Google Patents

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Abstract

一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，包括一个射频电极、两个接地电极、介质阻挡层和一个射频电源，其特征在于：石英或陶瓷作为介质阻挡层，包裹着射频电极和接地电极，工作气体采用氩气和氧气的混合气体，接地电极保持接地，常压下，当射频电极与射频电源连接时，在射频电极和接地电极之间击穿氩氧的混合气体，产生辉光等离子体，该喷枪四周用金属板密封，上端为进气端，下端为喷口，电极区产生的高密度等离子体自由基由喷口向外喷出，自由基束流中不含金属原子，对硅片等进行清洗时，不会引入金属杂质。

Description

一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪
【技术领域】
本发明涉及到一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，喷枪由双介质阻挡放电产生等离子体，在气流的携带下通过喷口喷出，形成高浓度活性自由基束流，自由基束流不含金属原子，对硅片等进行清洗时，不会引入金属杂质。
【背景技术】
微电子工业中，在硅晶体管和集成电路生产中，几乎每道工序都有硅片光刻胶清洗的问题，硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响。传统上采用的是湿化学方法，缺点是不可控制、清洗不彻底、容易引入新的杂质等，需要建立专门的回收处理站，目前的干法清洗设备，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，并且，由于这种干法清洗设备使用的是真空系统，这就使得设备成本高昂，操作繁琐，更为不利的是真空室中由于离子的溅射，很容易使真空壁上溅射出金属原子，对硅片造成污染；同样，过去在常压下的等离子体放电，由于采用的是单介质阻挡技术，其中一个未被介质包覆的电极上也会容易被溅射出金属原子，使硅片表面产生金属污染。
本发明介绍了一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪。喷枪的等离子体放电采用了双介质阻挡的放电形式，介质阻挡层材料为陶瓷或石英，不会在放电时造成金属溅射，所以对硅片表面不会产生金属杂质污染。
【发明内容】
一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，包括一个射频电极、两个接地电极、一个射频电源。其特征在于：石英或陶瓷作为介质阻挡层，包裹着射频电极和接地电极，工作气体采用氩气和氧气的混合气体，接地电极保持接地，常压下，当射频电极与射频电源连接时，在射频电极和接地电极之间击穿氩氧的混合气体，产生辉光等离子体，该喷枪四周用金属板密封，上端为进气端，下端为喷口，电极区产生的高密度等离子体自由基由喷口向外喷出，自由基束流中不含金属原子，对硅片等表面进行清洗时，不会引入金属杂质。
所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：介质阻挡层材料为石英或陶瓷，射频电极与接地电极均由介质阻挡层包覆。
所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：由介质阻挡层包覆的接地电极以及金属壳体保持接地。
所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：等离子体放电工作气体为氩氧混合气体，放电产生的自由基束流由喷口喷出，自由基束流不含金属原子。
本发明双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，工作在常压下，采用射频电源放电，产生辉光等离子体。由于射频电极和接地电极均由陶瓷或石英介质阻挡层包覆，不会溅射出金属原子，不会造成金属污染。
本发明主要用途为清洗硅片表面上的光刻胶和有机污染物，也可用于其它衬底表面的有机物清洗。
【附图说明】
图1为本发明一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪原理示意图。
图2为本发明一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪外形图。
请参阅图1，该双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，包括射频电极104、接地电极105、包覆射频电极和接地电极的介质阻挡层103、射频电源102、壳体101、供气源107、流量计108以及供气管路109。接地电极与壳体连接，并保持接地。供气源107提供氩气和氧气，气体经过流量计108时按一定比例形成混合气体，混合气体经供气导管109后，均匀进入接地电极105和射频电极104之间的间隙，当射频电极104与射频电源102接通后，间隙内会产生等离子体，等离子体中的自由基106在气流携带下从喷口喷射出来，与硅片等表面的光刻胶或其它有机物发生反应，达到清洗目的，可以通过控制电源功率和气体流量来控制喷出的自由基束流。
请参阅图2，该双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，工作气体通过上端的进气口202进入喷枪内部，介质阻挡层包覆的接地电极105与介质阻挡层包覆的射频电极104之间为喷口，等离子体中的自由基在气流的携带下从喷枪下端的喷口喷出，射频电极与接地壳体101之间由绝缘块201隔离。
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。

Claims (4)

1.一种新型的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，包括一个射频电极、两个接地电极、一个射频电源，其特征在于：石英或陶瓷作为介质阻挡层，包裹着射频电极和接地电极，工作气体采用氩气和氧气的混合气体，接地电极保持接地，常压下，当射频电极与射频电源连接时，在射频电极和接地电极之间击穿氩氧的混合气体，产生辉光等离子体，该喷枪四周用金属板密封，上端为进气端，下端为喷口，电极区产生的高密度等离子体自由基由喷口向外喷出，自由基束流中不含金属原子，对硅片等表面进行清洗时，不会引入金属杂质。
2.如权利1所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：介质阻挡层材料为石英或陶瓷，射频电极与接地电极均由介质阻挡层包覆。
3.如权利1所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：由介质阻挡层包覆的接地电极以及金属壳体保持接地。
4.如权利1所述的双介质阻挡常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：等离子体放电工作气体为氩氧混合气体，放电产生的自由基束流由喷口喷出，自由基束流不含金属原子。
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