CN102921674A - 一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪 - Google Patents

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王守国
贾少霞
赵玲利
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Abstract

一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，包括射频电极、金属接地电极、射频电源以及水冷管路。其特征在于：喷枪上端接进气口，下端为喷口，四周用金属壳体密封，喷枪金属壳体壁面内置金属水冷管路，射频电极被介质阻挡层包覆，接地电极接地，常压下，射频电极与接地电极的间隙之间发生放电，产生等离子体，等离子体中的自由基在气流的携带下从喷口喷射出来，与被清洗物体表面有机物发生反应。在喷枪放电过程中，产生大量的热，聚集在喷枪腔内，表现为喷枪金属壳体温度较高，可达80-110℃，喷枪温度较高则会影响放电稳定性，同时缩短喷枪使用寿命，采用水冷降低金属壳体温度，既可有效降低喷枪壁面和腔内温度，又可使喷枪放电稳定，保证了喷枪处理效果。

Description

一种新型的水冷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水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，喷枪金属壳体壁面内置六根金属水冷管路，管路由直金属管组成，常压下，射频电极与接地电极的间隙之间发生放电，产生等离子体，同时产生大量的热，影响喷枪放电稳定性和喷枪使用寿命，采用水冷可有效降低喷枪金属壁面和腔内温度，稳定喷枪放电，保证喷枪处理效果。
【背景技术】
微电子工业中，硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响，因此清洗工艺在集成电路制造过程中占十分重要的环节。湿法清洗是传统的清洗方法，但存在许多缺点，例如不能精确控制、清洗不彻底、需对废液进行处理等，目前的干法清洗方法，使用的是真空系统，这就使得设备成本高昂，操作繁琐，并且等离子体对硅片表面直接进行清洗时，易对刻蚀线条造成很大的损伤。已有的常压等离子体自由基喷枪没有水冷功能，仅仅依靠空气对流散热无法满足喷枪散热，造成喷枪过热，射频电极和接地电极受温度影响后放电不稳定，另外过热的温度会对喷枪零部件造成损伤，影响喷枪使用寿命。
本发明介绍了一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪。喷枪金属壳体壁面内置六根金属水冷管路，常压下，射频电极与接地电极的间隙之间发生放电，产生等离子体的同时也产生了大量的热，影响喷枪放电稳定性和使用寿命，采用水冷可有效降低喷枪金属壁面和腔内温度，稳定喷枪放电，延长喷枪使用寿命。
【发明内容】
一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，包括射频电极、金属接地电极、射频电源以及水冷管路。其特征在于：喷枪上端接进气口，下端为喷口，四周用金属壳体密封，喷枪金属壳体壁面内置金属水冷管路，射频电极被介质阻挡层包覆，接地电极接地，常压下，射频电极与接地电极的间隙之间发生放电，产生等离子体，等离子体中的自由基在气流的携带下从喷口喷射出来，与被清洗物体表面有机物发生反应。在喷枪放电过程中，产生大量的热，聚集在喷枪腔内，表现为喷枪金属壳体温度较高，可达80-110℃，喷枪温度较高则会影响放电稳定性，同时缩短喷枪使用寿命，采用水冷降低金属壳体温度，即可有效降低喷枪壁面和腔内温度，又可使喷枪放电稳定，保证了喷枪处理效果。
所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：喷枪金属壳体壁面内置六根水冷管路，水冷管路由直金属管组成，六根水冷管路分为两组，每三根为一组，两组水冷管中水流方向相反，这种水冷方式，结构简单，加工方便。
所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：金属接地电极与金属壁面连接并保持接地。
所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：采用射频放电产生等离子体，放电工作气体为氩气和氧气的混合气体，等离子体中的自由基束流由喷口喷出。
本发明一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，工作在常压下，采用射频电源激发放电，产生等离子体，同时放出大量的热，缩短喷枪使用寿命及影响喷枪放电效果，采用水冷降低金属壳体温度，即可有效降低喷枪壁面和腔内温度，又可使喷枪放电稳定，保证了喷枪处理效果。
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水冷常压等离子体自由基清洗喷枪示意图。
图2为本发明一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪水冷管路三维示意图。
请参阅图1，水冷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、射频电源102、金属壳体101、供气源109、流量计110、供气管路111以及水冷管路108组成。射频电极104由介质阻挡层103包覆，接地电极105与壳体101连接并保持接地，六根水冷金属管路分为两组置于壳体内，水冷管路108为其中一组，供气源109提供氩气和氧气，气体经过流量计110时按一定比例形成混合气体，混合气体经供气导管111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在气流携带下从喷口喷射出来，在喷枪放电过程中，产生大量的热，聚集在喷枪腔内，影响放电稳定性及使用寿命，因此在放电的同时需要对喷枪壁面和腔内进行水冷，本发明喷枪自带水冷管路，可实现水冷功能，喷枪壁面内置六根水冷金属管，图1所示的水冷金属管108为其中一组，常温水从入水口107进入水冷金属管108后，与壁面进行热交换后，携带热能从出水口106流出。
请参阅图2，水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，水冷管路分为两组，入水口107、壳体101内置管路108以及出水口106为一组，入水口202、壳体101内置管路204以及出水口203为另一组，两组水反向流动的目的是使喷枪降温均匀，工作气体通过喷枪进气口201进入喷枪内，在射频电极和接地电极之间放电，产生等离子体，等离子体中的自由基在气流的携带下从喷口喷出。
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)

1.一种新型的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，包括射频电极、金属接地电极、射频电源以及水冷管路。其特征在于：喷枪上端接进气口，下端为喷口，四周用金属壳体密封，喷枪金属壳体壁面内置金属水冷管路，射频电极被介质阻挡层包覆，接地电极接地，常压下，射频电极与接地电极的间隙之间发生放电，产生等离子体，等离子体中的自由基在气流的携带下从喷口喷射出来，与被清洗物体表面有机物发生反应。在喷枪放电过程中，产生大量的热，聚集在喷枪腔内，表现为喷枪金属壳体温度较高，可达80-110℃，喷枪温度较高则会影响放电稳定性，同时缩短喷枪使用寿命，采用水冷降低金属壳体温度，即可有效降低喷枪壁面和腔内温度，又可使喷枪放电稳定，保证了喷枪处理效果。
2.如权利1所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：喷枪金属壳体壁面内置六根水冷管路，水冷管路由直金属管组成，六根水冷管路分为两组，每三根为一组，两组水冷管中水流方向相反，这种水冷方式，结构简单，加工方便。
3.如权利1所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：金属接地电极与金属壁面连接并保持接地。
4.如权利1所述的水冷常压等离子体自由基清洗喷枪，其特征在于：采用射频放电产生等离子体，放电工作气体为氩气和氧气的混合气体，等离子体中的自由基束流由喷口喷出。
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