CN219610349U - 一种微波批量等离子晶圆去胶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波批量等离子晶圆去胶系统，涉及半导体微加工技术领域，包括微波发生器和基座，所述微波发生器的一侧通过螺丝安装有隔离器，所述隔离器的一侧设置有环形水负载，所述基座的下方设置有工艺气体充入组件以及工艺气体真空发生装置；本实用新型通过等离子体通过微波电源及微波发生器产生微波，而激发工艺气体获得高密度等离子体。通过微波等离子源获得的批量等离子体远高于射频源激励产生的等离子体，且其通过自由基分子的化学作用蚀刻，无溅射效应，物理作用比较微弱，微波批量等离子体具有各向同性特点，呈电中性的自由基分子，自由基分子的等离子体无偏压，能够有效降低对产品的电性损坏。

Description

一种微波批量等离子晶圆去胶系统

技术领域

本实用新型涉及半导体微加工技术领域，具体为一种微波批量等离子晶圆去胶系统。

背景技术

本申请技术属于半导体微加工技术领域，具体表现为晶圆表面清洗、光刻胶去除、光阻去除、聚合物去除等，属于半导体微加工设备的一种。

现有技术中常取用射频源激励工艺气体而获得等离子体，在等离子升温作用下，通过等离子物理溅射与化学作用，对产品表面进行处理，物理溅射作用会比较明显。射频等离子存在一定的偏压，有可能对产品有电性损坏。射频等离子作用下，等离子处理过程中产品表面温度很高，对一些较高要求的晶圆处理工艺无法满足。

在中国专利CN111900085A中公开了一种去胶方法，包括：采用等离子体去除晶圆上的光刻胶的过程中，控制晶圆在去胶设备的反应腔内进行升降运动，以调节所述反应腔内等离子体的分布情况，避免等离子体的分布相对集中对所述反应腔造成损伤。该去胶方法通过控制晶圆的升降对反应腔内的等离子体产生扰动作用，改变等离子体的分布情况，使等离子体最密集的部分在一个范围内变动，从而使等离子体对反应罩造成的破坏和腐蚀最大限度地在一个范围内分摊，避免等离子体的分布相对集中造成反应罩的固定位置发生损坏，进而延长所述反应罩的使用寿命并减少生产成本。

该装置通过扩散等离子分布降低其对反应罩的破坏和腐蚀，但该方式对产品的保护效果仍然不够高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微波批量等离子晶圆去胶系统，用以解决现有技术存在等离子体物理溅射而损伤产品，及射频等离子体存在偏压、等离子处温度过高造成处理过程中产品有电性损伤的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微波批量等离子晶圆去胶系统，包括微波发生器和基座，所述微波发生器的一侧通过螺丝安装有隔离器，所述隔离器的一侧设置有环形水负载，所述基座的下方设置有工艺气体充入组件以及工艺气体真空发生装置，所述基座的上表面安装有铝合金外壳，所述铝合金外壳内设置有离子激励腔，所述隔离器与离子激励腔之间设置有三销钉阻抗匹配器，所述微波发生器分别与隔离器、环形水负载以及三销钉阻抗匹配器电性连接，所述离子激励腔远离三销钉阻抗匹配器的一端连接有断路器。

优选的，所述工艺气体充入组件包括工艺壳体，所述工艺壳体与基座固定连接，所述工艺壳体的顶部设置有工艺进气口，所述工艺壳体内设置有工艺腔体，所述工艺进气口与工艺腔体连通。

优选的，所述工艺气体充入组件还包括匀气盘，所述匀气盘安装在基座底部，所述匀气盘位于工艺腔体内。

优选的，所述工艺气体真空发生装置包括抽真空管道和门阀，所述抽真空管道和门阀均安装在工艺壳体的外壁，所述工艺壳体一侧连接有真空计，所述抽真空管道、门阀和真空计均通过真空管路与工艺腔体连通。

优选的，所述工艺壳体内设置有供晶圆安装的晶圆卡盘，所述晶圆卡盘位于匀气盘的下方，所述工艺壳体的一侧开设有视窗。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过等离子体通过微波电源及微波发生器产生微波，而激发工艺气体获得高密度等离子体。通过微波等离子源获得的批量等离子体远高于射频源激励产生的等离子体，且其通过自由基分子的化学作用蚀刻，无溅射效应，物理作用比较微弱，从而提高对产品的保护效果。

2、微波批量等离子体具有各向同性特点，呈电中性的自由基分子，自由基分子的等离子体无偏压，能够有效降低对产品的电性损坏。

3、微波等离子源获得的远程等离子体处理产品表面温度低，能够适用于晶圆处理的低温工艺，扩大去胶的适用范围。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图；

图2是本实用工艺气体真空发生装置的结构示意图；

图3是本实用微波发生器的侧视图；

图4是本实用微波发生器的俯视图。

图中：1、微波发生器；2、基座；3、隔离器；4、环形水负载；5、铝合金外壳；6、离子激励腔；7、三销钉阻抗匹配器；8、工艺气体充入组件；9、工艺气体真空发生装置；10、断路器；801、工艺壳体；802、工艺进气口；803、工艺腔体；804、匀气盘；901、抽真空管道；902、门阀；903、真空计；904、晶圆卡盘；905、视窗。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种微波批量等离子晶圆去胶系统，包括微波发生器1和基座2，微波发生器1的一侧通过螺丝安装有隔离器3，隔离器3的一侧设置有环形水负载4，基座2的下方设置有工艺气体充入组件8以及工艺气体真空发生装置9，基座2的上表面安装有铝合金外壳5，铝合金外壳5内设置有离子激励腔6，隔离器3与离子激励腔6之间设置有三销钉阻抗匹配器7，微波发生器1分别与隔离器3、环形水负载4以及三销钉阻抗匹配器7电性连接，离子激励腔6远离三销钉阻抗匹配器7的一端连接有断路器10。

微波发生器1接收到微波电源的高频电信号时，微波发生器1通过系统控制会把微波电源的高频电信号转化为微波，微波产生后通过波导传输，经过环形隔离器3、三销钉阻抗匹配器7到离子激励腔6。环形水负载4起到保护微波发生器1及吸收反射回来的微波的作用，防止反射回来的微波损坏微波发生器1。当微波反射回来的时候，此时环形水负载4会把反射回来的微波进行吸收。

三销钉阻抗匹配器7起到调节波导传输的阻抗的作用，通过手动调节三销钉进入阻抗匹配器的距离进而调节波导阻抗使微波传输至离子激励腔6里时形成共振，从而激发工艺气体产生等离子体。

离子激励腔6通过石英管连接大气侧波导及真空腔体。当微波经波导传输穿过石英管，微波在真空腔体内形成共振，从而工艺气体经过此共振区域受到激励而产生等离子体。

工艺气体充入组件8包括工艺壳体801，工艺壳体801与基座2固定连接，工艺壳体801的顶部设置有工艺进气口802，工艺壳体801内设置有工艺腔体803，工艺进气口802与工艺腔体803连通。

通过设置工艺进气口802，使不同的工艺气体汇集在一起后通过工艺进气口802进入到离子激励腔6，提供离子激励腔6产生等离子体所需要的工艺气体。

工艺气体充入组件8还包括匀气盘804，匀气盘804安装在基座2底部，匀气盘804位于工艺腔体803内。

通过设置匀气盘804，使微波源产生的批量等离子体，在通过匀气盘804后进入到工艺腔体803的过程中，等离子体的带电粒子被匀气盘804捕获，使进入工艺腔的等离子体只剩下中性的自由基团，减少带电性粒子造成产品的电性损伤。

匀气盘804既有均匀扩散作用，使中性的自由基团均匀的进入到腔体，从而提高均匀性。另匀气盘804用铝合金材质，使匀气盘804本身也有离子捕获功能，等离子体的带电粒子通过匀气盘804的过程会被匀气盘804捕获。

工艺气体真空发生装置9包括抽真空管道901和门阀902，抽真空管道901和门阀902均安装在工艺壳体801的外壁，工艺壳体801一侧连接有真空计903，抽真空管道901、门阀902和真空计903均通过真空管路与工艺腔体803连通。

通过设置真空计903检测真空腔体的实时真空度，通过在产品进料口安装一个气动传输门阀902，进行产品的上下料切换。抽气口通过挡板阀门连接真空腔体和真空泵，实现工艺腔体803抽真空及工艺腔体803保压的作用。

工艺壳体801内设置有供晶圆安装的晶圆卡盘904，晶圆卡盘904位于匀气盘804的下方，工艺壳体801的一侧开设有视窗905；视窗905取用石英玻璃和氟胶密封圈组成，可实现产品等离子处理时的实时观察。

使用时，微波发生器1接收到微波源信号时把高频电信号转换为微波，微波通过环形水负载4和隔离器3后再到三销钉阻抗匹配器7，通过手动调节三销钉的位置距离实现匹配阻抗匹配后，微波经过三销钉阻抗匹配器7传送到离子激励腔6，在真空环境下，工艺进气后离子激励腔6内会形成高密封度等离子体，等离子体通过离子扩散装置后进入到工艺腔体803，等离子体进入工艺腔体803的过程中会经过匀气盘804，铝合金匀气盘804会捕获带电粒子，使进入工艺腔体803的等离子体只剩中性的自由基团与产品发生反应。高密度的中性自由基团与产品发生化学反应，避免了带电粒子轰击产品造成产品的电性损伤。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种微波批量等离子晶圆去胶系统，其特征在于：包括微波发生器(1)和基座(2)，所述微波发生器(1)的一侧通过螺丝安装有隔离器(3)，所述隔离器(3)的一侧设置有环形水负载(4)，所述基座(2)的下方设置有工艺气体充入组件(8)以及工艺气体真空发生装置(9)，所述基座(2)的上表面安装有铝合金外壳(5)，所述铝合金外壳(5)内设置有离子激励腔(6)，所述隔离器(3)与离子激励腔(6)之间设置有三销钉阻抗匹配器(7)，所述微波发生器(1)分别与隔离器(3)、环形水负载(4)以及三销钉阻抗匹配器(7)电性连接，所述离子激励腔(6)远离三销钉阻抗匹配器(7)的一端连接有断路器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种微波批量等离子晶圆去胶系统，其特征在于：所述工艺气体充入组件(8)包括工艺壳体(801)，所述工艺壳体(801)与基座(2)固定连接，所述工艺壳体(801)的顶部设置有工艺进气口(802)，所述工艺壳体(801)内设置有工艺腔体(803)，所述工艺进气口(802)与工艺腔体(803)连通。

3.根据权利要求2所述的一种微波批量等离子晶圆去胶系统，其特征在于：所述工艺气体充入组件(8)还包括匀气盘(804)，所述匀气盘(804)安装在基座(2)底部，所述匀气盘(804)位于工艺腔体(803)内。

4.根据权利要求3所述的一种微波批量等离子晶圆去胶系统，其特征在于：所述工艺气体真空发生装置(9)包括抽真空管道(901)和门阀(902)，所述抽真空管道(901)和门阀(902)均安装在工艺壳体(801)的外壁，所述工艺壳体(801)一侧连接有真空计(903)，所述抽真空管道(901)、门阀(902)和真空计(903)均通过真空管路与工艺腔体(803)连通。

5.根据权利要求4所述的一种微波批量等离子晶圆去胶系统，其特征在于：所述工艺壳体(801)内设置有供晶圆安装的晶圆卡盘(904)，所述晶圆卡盘(904)位于匀气盘(804)的下方，所述工艺壳体(801)的一侧开设有视窗(905)。