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常压射频冷等离子体系统及其在光刻胶去除技术中的应用
凝聚态物理专,ik
研究生:李海江 指导教师:石瑞英
光刻胶去除技术在微电子工业中占有非常重要的地位,约占集成电路制造工艺的30 35%,去胶的好坏直接影响产品的成品率及器件和电路的制造成本。
常压射频冷等离子体去除光刻胶是近年新兴起的技术,已经成为国际 ji研究的热点之一。它不仅可以克服湿化学方法去除光刻胶存在的反应不能精确控制,清洗不彻底,容易引入杂质,污染环境,尤其对高温烘烤过的胶很难去除等缺点,而且可以避免真空等离子体去除光刻胶时高能离子轰击对器件造成的损伤,尤其是它具有成本低的特点。对常压射频冷等离子体去除光刻胶的研究具有重要的学术意义和实用价值。
常压射频冷等离子体是指在常压下通过电容耦合的方法使气体电离放电的等离子体源。国际上一般都是采用价格比较高的氦气做为携带气体,而我们则使用价格便宜的多的氩气作为携带气体,并首次成功地实现了放电。通过对氦氧等离子体和氩氧等离子体光刻胶去除的对比实验,发 I见氩氧等离子体和氦氧等离子体具有相似的去胶速率和效果。
本课题研制了常压射频喷枪式冷等离子体和浸入式冷等离子体两种设备,后者的直径为150mm,是曰前世界上已报道的能达到的最大放电面积。文章对该等离子体的放电特性和温度特性做了详细的研究。通过控制输入功率、气体组分和极板间距离,得到了大面积均匀稳定的等离子体。温度分布结果表明氩等离子体的温度很低,小于150℃,不会对半导体器件造成热损伤。对以上物理特性的研究表明,常压射频低温冷等离子体满
四川大学硕士学位论文
足光刻胶去除技术对等离子体的要求,可以用来进行光刻胶去除实验研
究。
用自行研制的直径为150mm的浸入式等离子体设备分别对光刻胶
$9912和聚酰亚***进行了实验研究。结果表明功率、氧气的流量百分比、以及衬底温度对光刻胶去除速率有着非常重要的影响。去胶速率随着功率和衬底温度的增加而迅速增加。在功率和衬底温度一定时,去胶速率随着氧气与氩气比例的增加而增加,在氧气/氧气流量比达到1%时,去胶速率达到最大值。工业上一般的去胶速率可达每分钟几百纳米,我们在输入功率为300W,氩气的流量为5L/min,氧气/氩气比例为1%时,可以得到 500nm/min的去胶速率,此结果说明通过改变输入功率和气体流量,去胶速率可以满足实际的工业需要。最后,通过扫描电子显微镜照片,可以看到光刻胶己经被彻底清洗干净。
关键词:干法刻蚀射频 冷离子体光刻胶去除技术
四JII大学硕士学位论文
Atmospheric Pressure RF—Plasma System and Its Application in Photoresist Stripping
Postgraduate:Li tlaijiang Advisor:Shi Ruiying Photoresist stripping plays a very important role in microelectronics
industry It occupies about 30—35%of the semiconductor manufacturing procedures,and will directly affect the yield and the cost of IC product
Recently,more attention has been paid to a novel photoresist stripping technology based on atmospheric p ressure method can e the disadvantages of the wet chemical method:the reactions cannot be controlled accurarely,the photoresist cannot be pletely,the environment can be polluted,and the photoresist after high temperature processes cannot be stripped damage caused by the ion bombing with high energy can also be avoided by using this ,the study of photoresist stripping by using atmospheric pressure plasma is very importa