等离子体去除光刻胶你了解多少？

时间: 2024-11-22 01:55:35 |   作者: 江南全站官网登录手机版

  光刻胶去除是微加工工艺过程中很重要的环节，光刻胶是否彻底去除干净、对样片是否有造成损伤，都会直接影响后续集成电路芯片制造工艺效果。

  在现代半导体生产的全部过程中，会大量使用光刻胶来将电路板图图形通过掩模版和光刻胶的感光与显影，转移到晶圆光刻胶上，从而在晶圆表明产生特定的光刻胶图形，然后在光刻胶的保护下，对下层薄膜或晶圆基底完成进行图形刻蚀或离子注入，最后再将原有的光刻胶彻底去除。

  湿法去胶是将带有光刻胶的晶圆片浸泡在适当的溶剂中，通过溶解或分解光刻胶来去除晶圆表面的光刻胶。但可能会引入有机杂质，且对某些材料的兼容性需要注意。

  干法去胶主要是利用等离子体将光刻胶去除，这种方法具有去胶彻底、速度快、无需引入化学物质等优点。是现有去胶工艺中最好的方式。

  将待去胶片插入石英舟并平行气流方向，推入真空室两电极间，抽线Pa，通入适量氧气，保持反应室压力在 1.3-13Pa，加高频功率，在电极间产生淡紫色辉光放电，通过调节功率、流量等工艺参数，可得不同去胶速率，当胶膜去净时，辉光消失。

  ① 部分稳定性极高的光刻胶如SU-8、PI（聚酰亚胺），往往胶厚也比较大，纯氧等离子体去胶速率也比较有限，为了能够更好的保证快速去胶，往往还会在工艺气体中增加氟基气体增加去胶速率，因此不只是氧气是反应气体，有时候我们也需要其他气体参与；

  ② 涂胶后形成类非晶态二氧化硅的HSQ光刻胶。由于其构成并不是单纯的碳氢氧，所以是没办法使用氧等离子去胶机来实现去胶；

  ③ 当我们的样品中有别的需要保留的结构层本身就是有机聚合物构成的，在等离子去胶的过程中，这些需要保留的层也有一定可能会在氧等离子下发生损伤；

  ④ 样品是由容易氧化的材料或者有易氧化的结构层，氧等离子去胶过程，这些材料也会被氧化，如金属AG、C、CR、Fe以及Al，非金属的石墨烯等二维材料；

  2、环保性：等离子去胶机等离子去胶技术采用物理去胶方式，无需添加任何化学试剂，同时也避免了湿法清洗中容易洗坏清洗对象的问题；

  3、避免使用ODS有害溶剂，这样清洗后不会产生有害污染物，因此这种清理洗涤方法属于环保的绿色清洗方法；

  4、等离子去胶机可以深入到物体的微细孔眼和凹陷的内部完成清洗任务，因此不需要过多考虑被清洗物体的形状；

  5、等离子去胶机在完成清洗去污的同时，还可以改良材料本身的表面性能，如提高表面的润湿性能、改良膜的黏着力等，这在许多应用中都是很重要的。

  频率选择：频率越高，氧越易电离形成等离子体。频率太高，以至电子振幅比其平均自由程还短，则电子与气体分子碰撞几率反而减少，使电离率降低。一般常用频率为 13.56MHz及2.45GHZ 。

  功率影响：对于一定量的气体，功率大，等离子体中的的活性粒子密度也大，去胶速度也快；但当功率增大到一定值，反应所能消耗的活性离子达到饱和，功率再大，去胶速度则无显著增加。由于功率大，基片温度高，所以应根据工艺需要调节功率。

  真空度的选择：适当提高真空度，可使电子运动的平均自由程变大，因而从电场获得的能量就大，有利电离。另外当氧气流量一定时，真空度越高，则氧的相对比例就大，产生的活性粒子浓度也就大。但若真空度过高，活性粒子浓度反而会减小。

  氧气流量的影响：氧气流量大，活性粒子密度大，去胶速率加快；但流量太大，则离子的复合几率增大，电子运动的平均自由程缩短，电离强度反而下降。若反应室压力不变，流量增大，则被抽出的气体量也增加，其中尚没参加反应的活性粒子抽出量也随之增加， 因此流量增加对去胶速率的影响也就不甚明显。

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