CN202207679U - 一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备 - Google Patents
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Abstract
一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：一个等离子体发生器固定在一个机械手上，该等离子体发生器是在一个壳体内由彼此绝缘的上电极和下电极构成，该上电极是安装在一个绝缘板上并由多个被绝缘介质包覆的柱状电极构成，该下电极是一个设有蜂窝状孔的金属电极，该上下电极之间设有一个进气舱，上电极中的每个柱电极是穿过进气舱并插在下电极的蜂窝孔中，并与蜂窝孔形成一定的放电间隙，该放电间隙贯通进气舱，该进气舱通过气体导管与高压气源连接，等离子体是在蜂窝孔间隙中产生，并在气体压力带动下，由下电极蜂窝喷口喷射到放置在旋转底盘表面的硅片上，来去除硅片表面的光刻胶以及有机污染物。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，尤其指该系统中的自由基是在蜂窝孔状内的等离子体放电产生的，并通过一定气体气压携带出喷口，形成蜂窝孔状高浓度活性基团束流喷射到硅片上，用来对硅片上的光刻胶及有机物污染物进行清洗。
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。本实用新型采用常压下产生自由基的自由基束流可以有效地去除光刻胶，由于自由基的能量是远小于等离子体中离子的能量，因此它不会造成对硅片表面器件线条的损伤，并且以自由基清洗代替等离子体清洗，不需要抽真空，提高了生产效率，较低了生产成本。
实用新型内容
一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：一个等离子体发生器固定在一个机械手上，该等离子体发生器是在一个壳体内由彼此绝缘的上电极和下电极构成，该上电极是安装在一个绝缘板上并由多个被绝缘介质包覆的柱状电极构成，该下电极是一个设有蜂窝状孔的金属电极，该上下电极之间设有一个进气舱，上电极中的每个柱电极是穿过进气舱并插在下电极的蜂窝孔中，并与蜂窝孔形成一定的放电间隙，该放电间隙贯通进气舱，该进气舱通过气体导管与高压气源连接，等离子体自由基是在蜂窝孔间隙中产生，并在气体压力带动下，由下电极蜂窝喷口喷射到放置在旋转底盘表面的硅片上。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：一个等离子体发生器固定在一个机械手上，该机械手带动等离子体发生器可以实现三维移动。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械 手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：该等离子体发生器是在一个壳体内由彼此绝缘的上电极和下电极构成，该上电极是安装在一个绝缘板上并由多个被绝缘介质包覆的柱状电极构成，该下电极是一个设有蜂窝状孔的金属电极。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：该上下电极之间设有一个进气舱，上电极中的每个柱电极是穿过进气舱并插在下电极的蜂窝孔中，并与蜂窝孔形成一定的放电间隙。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：上电极中的每个柱电极与下电极蜂窝孔所形成的放电间隙是贯通进气舱，该进气舱通过气体导管与高压气源连接，该气源可选用洁净空气、氮气、氧气和其它反应气体。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：硅片是放置在可以旋转的底盘上，该旋转底盘同时可以被加热。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：等离子体自由基是在蜂窝孔间隙中产生，并在气体压力带动下，由下电极蜂窝喷口喷射到放置在旋转底盘表面的硅片上。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：在两个上 下电极之间连接的是一个高频高压电源。
所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：在上下电极之间设有绝缘密封材料，在上电极上设有一个盖板，与等离子体发生器固定并与机械手固定。
本实用新型一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其优点是：1，采用蜂窝状单介质阻挡式放电形式，能在常压下形成均匀稳定的放电，并产生大面积高浓度自由基。2，喷射出的自由基束流中不含有离子成分，能对硅片表面进行无损伤去胶和清洗。3，该系统不需要抽真空，提高了生产效率，较低了生产成本。
本实用新型的主要用途是用在集成电路制造工艺中，清洗硅片上的光刻胶和有机污染物。此外，它也可用于其他衬底表面的有机物清洗。
说明书附图
图1本实用新型的正面结构剖视示意图。
图2本实用新型的立体结构剖视示意视图。
图3本实用新型的电极结构剖视图。
具体实施方式
请参阅图1、图2和图3，本实用新型蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手101、该机械手101通过连接件306带到等离子体发生器实现三维移动；该等离子体发生器是连接在一个 壳体305上，该等离子体发生器中设有由上电极303和下电极103，该上电极303是安装在一个绝缘板302上并由导线109连接为一体，该下电极103是一个设有多个蜂窝状孔的金属电极，该上下电极之间设有一个进气舱110。
多个上电极303是固定在绝缘材料302上，每个电极的周围是包覆一个石英玻璃管301，多个电极303彼此相隔一定的距离；多个上电极303是穿过进气舱110并插在下电极103的多个蜂窝孔中，并与蜂窝孔形成一定的放电间隙108，该放电间隙108贯通进气舱110，该进气舱通过进气口201、气体导管202、气体减压阀203和高压气源102连接，等离子体中的自由基304是在蜂窝孔间隙108中产生，并在气体压力带动下，由下电极103的蜂窝形喷口喷出。
硅片是105是放置在可以旋转的基底106上，该基底106是可以被加热的。喷出地电极103蜂窝喷口的自由基304，到达硅片105的光刻胶104上，并对其进行清洗。
一个高频电源107分别于上电极303和下电极103连接，气源102可以采用空气、氮气、氩气或氧气。该上电极303是由金属杆制成，下电极301、基底106、壳体305是由金属材料制成，绝缘材料302是由聚四氟乙烯材料制成。
上面参考附图结合具体的实施例对本实用新型进行了描述，然而，需要说明的是，对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对上述实施例作出许多改变和修改，这些改变和修改都落在本实用新型的权利要求限定的范围内。
Claims (9)
1.一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，包括一个机械手、等离子体发生器、旋转基底以及进气系统，其特征为：等离子体发生器被固定在一个移动机械手上，该等离子体发生器的电极由被绝缘介质包覆的上电极和金属下电极构成，其中金属下电极上布满了蜂窝状的孔，上电极插入蜂窝孔中，并与下电极有一定间隙，等离子体发生器中有一个进气舱，工作气体通过进气舱进入蜂窝孔中的上下电极之间的间隙，等离子体发生器工作时，在间隙之间放电产生等离子体自由基，在气压差的作用下，气体携带等离子体自由基从等离子体发生器中喷射出来，喷射到被清洗的硅片表面。
2.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：一个等离子体发生器固定在一个机械手上，该机械手带动等离子体发生器可以实现三维移动。
3.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：该等离子体发生器是在一个壳体内由彼此绝缘的上电极和下电极构成，该上电极是安装在一个绝缘板上并由多个被绝缘介质包覆的柱状电极构成，该下电极是一个设有蜂窝状孔的金属电极。
4.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：该上下电极之间设有一个进气舱，上电极中的每个柱电极是穿过进气舱并插在下电极的蜂窝孔中，并与蜂窝孔形成一定的放电间隙。
5.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备， 其特征为：上电极中的每个柱电极与下电极蜂窝孔所形成的放电间隙是贯通进气舱，该进气舱通过气体导管与高压气源连接，该气源可选用洁净空气、氮气、氧气和其它反应气体。
6.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：硅片是放置在可以旋转的底盘上，该旋转底盘可以被加热。
7.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：等离子体自由基是在蜂窝孔间隙中产生，并在气体压力带动下，由下电极蜂窝喷口喷射到放置在旋转底盘表面的硅片上。
8.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：在两个上下电极之间连接的是一个高频高压电源。
9.如权利要求1所述的一种蜂窝状常压等离子体自由基清洗设备，其特征为：在上下电极之间设有绝缘密封材料，在上电极上设有一个盖板，与等离子体发生器固定并与机械手固定。
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