CN114512392A - 一种低损伤去胶装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种低损伤去胶装置，涉及半导体技术领域。该低损伤去胶装置包括装置本体、耦合装置和载气装置；装置本体包括依次连通的等离子体产生室和去胶反应室；耦合装置设置于装置本体上，用以使得进入等离子体产生室内的气体解离形成等离子体；载气装置设置于等离子体产生室和去胶反应室之间，用于向等离子体产生室内通入载气，以稀释产生于等离子体产生室内的等离子体，能够减轻等离子体对器件造成的损伤，提高产品良率。

Description

一种低损伤去胶装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种低损伤去胶装置。

背景技术

等离子体划分成三类：高温等离子体（热核聚变等离子体），热等离子体（等离子体弧、等离子体矩等）；冷等离子体（低气压交直流、射频、微波等离子体以及高气压介质阻挡放电、电晕放电、RF放电）。

相比直流辉光放电，交流放电可以克服直流放电带来的等离子体的不均匀。而在交流放电中又有低频和高频区分，低频交流等离子放电会因为裸露的电极造成对等离子体的污染，高频等离子体可以改变处理的均匀性，并且无论有没有介质阻挡可以维持持续、均匀、有效的放电。同时电子和离子在放电的半周期内到达不了电极，大大降低了带电粒子的损耗；

高频RF放电可以产生较均匀的等离子体，这主要是由于高频放电过程中，电子在电场中往复运动，分子和电子发生碰撞，电子将能量传递给分子，使分子变为激发态，发生电离形成等离子体。如果RF功率低就会导致等离子体还未到达器件表面就已经能量衰减完，反应处理效果大幅降低。而RF功率过高，虽可以保证等离子体充分电离，也就意味着等离子体密度大，在到达器件表面时因密度过大导致对器件造成过量的轰击，形成对器件损伤严重，降低了后续器件的使用寿命，造成产品良率低，附加值低。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种低损伤去胶装置，其能够减轻等离子体对器件造成的损伤，提高产品良率。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种低损伤去胶装置，其包括装置本体、耦合装置和载气装置；

所述装置本体包括依次连通的等离子体产生室和去胶反应室；

所述耦合装置设置于所述装置本体上，用以使得进入所述等离子体产生室内的气体解离形成等离子体；

所述载气装置设置于所述等离子体产生室和所述去胶反应室之间，用于向所述等离子体产生室内通入载气，以稀释产生于所述等离子体产生室内的等离子体。

可选的，所述装置本体包括气体管路，所述气体管路具有进气端和出气端；

所述耦合装置包括耦合线圈，所述耦合线圈绕设于所述气体管路靠近所述进气端的位置，绕设有所述耦合线圈的气体管路段形成所述等离子体产生室，所述去胶反应室连通设置于所述出气端上。

可选的，所述出气端上设置有网格装置，用以对产生于所述等离子体产生室内的等离子体进行分散。

可选的，所述耦合线圈的频率为12-14MHz。

可选的，所述载气装置内部设置有加热丝，用于对载气进行加热。

可选的，所述载气为惰性气体。

可选的，所述去胶反应室内设置有晶圆载台，用以承载晶圆。

可选的，所述去胶反应室内设置有通有冷却水的冷却管路，所述冷却管路与所述晶圆载台相连接。

可选的，所述冷却管路为循环冷却管路。

可选的，所述去胶反应室上设置有抽气装置，用以对去胶反应室进行抽气。

本发明实施例的低损伤去胶装置的有益效果包括，例如：将气体通入等离子体产生室后，利用耦合装置高频电感耦合放电促使等离子体反应室中的电子与气体分子发生非弹性碰撞，形成解离充分的等离子体；同时向等离子体产生室内通入载气，载气汇入产生于等离子体产生室内的等离子体中，能够稀释等离子体的密度，稀释后的等离子体再进入去胶反应室内，便能够减轻对晶圆表面的轰击，减轻对晶圆的损伤，提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中去胶装置的结构示意图。

图标：100-装置本体；110-等离子体产生室；120-去胶反应室；121-晶圆载台；122-冷却管路；123-抽气装置；130-气体管路；131-进气端；132-出气端；200-耦合装置；300-载气装置；400-网格装置；500-晶圆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本申请的发明人发现，原有的去胶装置产生的等离子体密度较大，在到达器件表面时因密度过大导致对器件造成过量的轰击，形成对器件损伤严重，降低了后续器件的使用寿命，造成产品良率低，附加值低；本申请实施例提供了一种低损伤去胶装置，用以解决上述技术问题。

请参考图1，本实施例提供的低损伤去胶装置包括装置本体100、耦合装置200和载气装置300；装置本体100包括依次连通的等离子体产生室110和去胶反应室120；耦合装置200设置于装置本体100上，用以使得进入等离子体产生室110内的气体解离形成等离子体；载气装置300设置于等离子体产生室110和去胶反应室120之间，用于向等离子体产生室110内通入载气，以稀释产生于等离子体产生室110内的等离子体。

需要说明的是，耦合装置200能够进行高频RF（射频）放电，在高频放电过程中，电子在电场中往复运动，分子和电子发生碰撞，电子将能量传递给分子，使分子变为激发态，发生电离形成等离子体。去胶反应室120内用于设置待去胶的器件，器件可以是晶圆500，本实施例中以晶圆500作为示例，气体也可以是氧气、氢气、氮气、碳氟化合物、六氟化硫、三氟化氮中的至少一种。

将气体通入等离子体产生室110后，利用耦合装置200高频电感耦合放电促使等离子体反应室中的电子与气体分子发生非弹性碰撞，形成解离充分的等离子体；同时向等离子体产生室110内通入载气，载气汇入产生于等离子体产生室110内的等离子体中，能够稀释等离子体的密度，稀释后的等离子体再进入去胶反应室120内，便能够减轻对晶圆500表面的轰击，减轻对晶圆500的损伤，提高产品良率。

其中一种实施例中，装置本体100包括气体管路130，气体管路130具有进气端131和出气端132；耦合装置200包括耦合线圈，耦合线圈绕设于气体管路130靠近进气端131的位置，绕设有耦合线圈的气体管路130形成等离子体产生室110，去胶反应室120连通设置于出气端132上。

需要指出的是，气体管路130与去胶反应室120相连通，绕设有耦合线圈的气体管路130的一段管路为等离子体产生室110。在其他实施例中，也可以利用其它能够进行高频RF（射频）放电的耦合件替代耦合线圈。

气体进入等离子体产生室110后，耦合线圈高频电感耦合放电促使等离子体反应室中的电子与气体分子发生非弹性碰撞，形成解离充分的等离子体；等离子体由等离子体产生室110进入去胶反应室120后，便能够对去胶反应室120内的晶圆500进行去胶。

另外，出气端132上设置有网格装置400，用以对产生于等离子体产生室110内的等离子体进行分散。

其中一种实施例中，网格装置400可以是多孔隙网板，产生于等离子体产生室110内的等离子体经过多孔隙网板时，能够经多孔隙分散进入到去胶反应室120内，使得等离子体充分扩散到去胶反应室120内，在一定程度上也能够减轻等离子体对晶圆500表面的轰击，降低损伤。

其中一种实施例中，耦合线圈的频率为12-14MHz。

可选的，耦合线圈的频率设定为13.56MHz，能够使得气体充分解离形成等离子体。

其中一种实施例中，载气装置300内部设置有加热丝（图中未示出），用于对载气进行加热。

载气装置300连接气体柜（图中未示出），气体柜内的载气通过载气装置300输送至等离子体反应室内；同时，载气经过载气装置300时加热丝对载气进行加热，能够提供一定温度的载气，汇入等离子体后能够保持等离子体的活性。在其他实施例中，载气装置300还可以为辐射加热、热传导等其他加热方式。

其中一种实施例中，载气可以是氩气、氦气等惰性气体中的任意一种或者组合。

另外，去胶反应室120内设置有晶圆载台121，用以承载晶圆500。

晶圆载台121的设置，便于对晶圆500进行承载，以在晶圆500受到冲击时保持晶圆500的稳定性。

另外，去胶反应室120内设置有通有冷却水的冷却管路122，冷却管路122与晶圆载台121相连接。

其中一种实施例中，冷却管路122为循环冷却管路122，冷却管路122设置于晶圆载台121的底部，冷却管路122内通有循环的冷却水，能够持续对晶圆500进行冷却降温，降低持续等离子体轰击带来的晶圆500温度升高，保持晶圆500受温均匀，有助于保证去胶速率一致。冷却管路122上设置有循环泵，以促使冷却水循环流通。

另外，去胶反应室120上设置有抽气装置123，用以对去胶反应室120进行抽气。

其中一种实施例中，抽气装置123包括气泵和抽气管路，抽气管路的一端设置于去胶反应室120内部，抽气管路的另一端设置于去胶反应室120外部，且连接有气泵，以对去胶反应室120进行抽气。抽气管路上设置有蝶阀，以调整去胶反应室120内的压力。

在抽气管路畅通的条件下，等离子体经网格装置400被分散后被抽到去胶反应室120中，同时通过控制蝶阀的开度使等离子体充斥整个去胶反应室120。

根据本实施例提供的一种低损伤去胶装置，该低损伤去胶装置的工作原理是：首先经气体管路130的进气端131将气体通入等离子体产生室110，经电感线圈耦合放电促使等离子体产生室110中的电子与气体分子发生非弹性碰撞，形成解离充分的等离子体。再通过载气装置300通入载气对等离子体进行稀释，在抽气管路畅通的情况下，等离子体经网格装置400被分散并抽到去胶反应室120中对晶圆500进行去胶。在此过程中，将载气装置300设定一定的温度，使得经载气装置300流入等离子体反应室内的载气汇入等离子体后，等离子体具有更高的活性，这样携带载气的等离子体在到达器件表面时，并非全部都会直接轰击器件表面，从而起到一个缓冲的作用，降低了等离子体对器件表面的轰击，减少了对器件的损伤。并且等离子体中含有很多气体活性自由基，可以充分与光刻胶反应，达到去胶的目的。由于持续的等离子体轰击器件表面会造成表面升温，成为热应力影响器件的使用寿命，为此本申请设置冷却管路122，从而保证了置放于载台上晶圆500温度的均匀性，保持器件受温均匀，降低因轰击导致能量在器件内部积累形成热应力的影响，并且温度均匀有助于去胶速率一致。

综上所述，本发明实施例提供了一种低损伤去胶装置，通过在形成等离子体时通入惰性气体稀释等离子体的密度同时提升等离子体的活性，能够使得等离子体不易对晶圆500的表面产生较大的冲击，减轻了晶圆500的损伤，提高产品良率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低损伤去胶装置，其特征在于，包括装置本体、耦合装置和载气装置；

所述装置本体包括依次连通的等离子体产生室和去胶反应室；

所述耦合装置设置于所述装置本体上，用以使得进入所述等离子体产生室内的气体解离形成等离子体；

所述载气装置设置于所述等离子体产生室和所述去胶反应室之间，用于向所述等离子体产生室内通入载气，以稀释产生于所述等离子体产生室内的等离子体。

2.根据权利要求1所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述装置本体包括气体管路，所述气体管路具有进气端和出气端；

所述耦合装置包括耦合线圈，所述耦合线圈绕设于所述气体管路靠近所述进气端的位置，绕设有所述耦合线圈的气体管路段形成所述等离子体产生室，所述去胶反应室连通设置于所述出气端上。

3.根据权利要求2所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述出气端上设置有网格装置，用以对产生于所述等离子体产生室内的等离子体进行分散。

4.根据权利要求2所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述耦合线圈的频率为12-14MHz。

5.根据权利要求1所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述载气装置内部设置有加热丝，用于对载气进行加热。

6.根据权利要求5所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述载气为惰性气体。

7.根据权利要求1所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述去胶反应室内设置有晶圆载台，用以承载晶圆。

8.根据权利要求7所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述去胶反应室内设置有通有冷却水的冷却管路，所述冷却管路与所述晶圆载台相连接。

9.根据权利要求8所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述冷却管路为循环冷却管路。

10.根据权利要求1所述的低损伤去胶装置，其特征在于，所述去胶反应室上设置有抽气装置，用以对去胶反应室进行抽气。

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