四氟化碳（CF4）等含氟氣體等離子去膠工藝中的作用

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-11-21

經(jīng)過刻蝕或者離子注入之后,已經(jīng)不再需要光刻膠做為保護(hù)層,因此可以將光刻膠從硅片的表面除去,這一步驟稱為去膠。在微電子器件的制造過程中,去膠占有很重要的地位,根據(jù)統(tǒng)計有三分之一的工藝都要用到光刻膠去除。

在集成電路工藝中,去膠的方法包括濕法去膠和干法去膠,年以前以濕法去膠為主,在濕法去膠中又分為有機(jī)溶液去膠和無機(jī)溶液去膠。

使用有機(jī)溶液去膠,主要是使光刻膠溶于有機(jī)溶液中,從而達(dá)到去膠的目的。有機(jī)溶液去膠中使用的溶劑主要有丙酮和芳香族的有機(jī)溶劑。無機(jī)溶劑去膠的原理是利用光刻膠本身也是有機(jī)物的特點(主要由碳和氫等元素構(gòu)成的化合物),通過使用一些無機(jī)溶液如和(H₂SO₄和H₂O₂)等,將光刻膠中的碳元素氧化成為二氧化碳,這樣就可以把光刻膠從硅片的表面上除去。

干法等離子去膠工藝

等離子體又叫做電漿,是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)帶電粒子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。氣體中總存在一些微量的自由電子,在外電場的作用下,這些電子便加速運動。當(dāng)電子在外電場中獲得足夠的能量后與氣體分子發(fā)生碰撞時,可以使氣體分子電離而發(fā)射出二次電子,這些二次電子又可進(jìn)一步與氣體分子發(fā)生碰撞電離,產(chǎn)生更多的電子和離子在這同時,由于又存在電子與離子相復(fù)合的逆過程,電離與復(fù)合這兩個過程最終必將達(dá)到一種平衡狀態(tài),出現(xiàn)穩(wěn)定的輝光放電現(xiàn)象,形成穩(wěn)定的等離子體。

干法去膠也叫等離子體去膠,等離子去膠法,去膠氣體一般為氧氣。其工作原理是將硅片置于真空反應(yīng)系統(tǒng)中,通入少量氧氣,加上高壓,由高頻信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號,使真空腔體內(nèi)形成強(qiáng)的電磁場,由于正離子質(zhì)量太大,不能對電磁場的變化做出快速響應(yīng),因此一般忽略正離子的運動。而電子在環(huán)形電場的加速下運動,同時還受到磁場洛侖茲力的作用?？紤]到電子在等離子體中與其它粒子不斷碰撞,其運動軌跡為環(huán)繞軸向?qū)ΨQ的一些不規(guī)則的類圓周運動。電子在電場的不斷加速下達(dá)到很高的速度,當(dāng)它與中性粒子分子或原子相撞擊時足以發(fā)生彈性碰撞。此時,電子的能量將轉(zhuǎn)化為中性粒子的內(nèi)能,這樣使中性粒子電離或激發(fā)到較高能級。而新產(chǎn)生的電子,只要交變電場的頻率小于電子與中性粒子的碰撞頻率,它就會在交變電場的作用下加速,再去撞擊其它中性粒子,電子的這種級聯(lián)碰撞最終使氣體產(chǎn)生并維持等離子體放電。氧氣電離,形成氧離子、活化的氧原子、氧分子和電子等混合物的等離子體的輝光柱?；罨趸顫姷脑討B(tài)氧可以迅速地將聚酞亞胺膜氧化成為可揮發(fā)性氣體、和,被機(jī)械泵抽走,這樣就把硅片上的聚酞亞胺膜去除了。這個過程也叫光刻膠的灰化。等離子去膠的優(yōu)點是去膠操作簡單、去膠效率高、表面干凈光潔、無劃痕、成本低、環(huán)保。

等離子去膠機(jī)中氧原子與光刻膠的反應(yīng)-NAENPLASMA

四氟化碳（CF4）等含氟氣體等離子去膠工藝中的作用

在常溫常壓下，CF₄是一種穩(wěn)定的氣體，但是在高溫、低壓和等離子體中，CF₄被解離生成了極具活性的氟離子。

為高能離子注入或高密度等離子干法刻蝕后，光刻膠會產(chǎn)生局硬化，傳統(tǒng)的氧等離子體去膠法難以完全去除全部的光刻膠，極易產(chǎn)生一些光刻膠的殘留。對此，人們通常會向氧離子體中添加少量的含氟的氣體（如CF4或C2F6）以增加去除這種較硬的光刻膠殘留。

同時，F(xiàn)的自由基化學(xué)活性很高，在電離過程中不斷地與光刻膠中H發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成氟化氫（HF），促進(jìn)了O₂與有機(jī)物反應(yīng)，生成的氣態(tài)物質(zhì)最終被清洗氣體（N₂）通過抽壓方式排出。

以上資料由NAENPLASMA整理編輯，轉(zhuǎn)載請注明出處。干法去膠是用等離子體將光刻膠剝除，相對于濕法去膠，干法去膠的效果更好、速度更快。在現(xiàn)代集成電路制造中，干法等離子去膠工藝加氟（如CF4等）可有效地提高去除光刻膠的能力，特別是在離子注入之后的去膠工藝，含氟氣體產(chǎn)生的氟離子可以防止光刻膠硬化。