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晶圓等離子去膠

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-04-03

光刻膠的去除在IC制造工藝流程中占非常重要的地位，其成本約占IC制造工藝的20-30%，光刻膠去膠效果太弱影響生產(chǎn)效率，去膠效果太強容易造成基底損傷，影響整個產(chǎn)品的成品率。傳統(tǒng)主流去膠方法采用濕法去膠，成本低效率高，但隨著技術不斷迭代更新，越來越多IC制造商開始采用干法式去膠，干法式去膠工藝不同于傳統(tǒng)的濕法式去膠工藝，它不需要浸泡化學溶劑，也不用烘干，去膠過程更容易控制，避免過多算上基底，提高產(chǎn)品成品率。

干法式去膠又被稱為等離子去膠，其原理同等離子清洗類似，主要通過氧原子核和光刻膠在等離子體環(huán)境中發(fā)生反應來去除光刻膠，由于光刻膠的基本成分是碳氫有機物，在射頻或微波作用下，氧氣電離成氧原子并與光刻膠發(fā)生化學反應，生成一氧化碳，二氧化碳和水等，再通過泵被真空抽走，完成光刻膠的去除。

等離子物理去膠過程:主要是物理作用對清洗物件進行轟擊達到去膠的目的，主要的氣體為氧氣、氬氣等，通過射頻產(chǎn)生氧離子，轟擊清洗物件，以獲得表面光滑的最大化，并且結果是親水性增大，如圖1所示。

物理清洗前后

等離子化學清洗過程:清洗物的表面主要是以化學反應的形式表現(xiàn)作為主要的清洗目的，利用射頻電源將氣體電離活化，與有機物發(fā)生化學反應，形成CO2和H2O，然后經(jīng)真空泵將其抽走，達到清洗目的，如圖2所示。有機物+O2→CO2+H2O。

化學清洗前后

影響等離子去膠效果的工藝參數(shù)有很多，主要包括工藝氣體流向，工藝氣體流量，射頻功率，射頻頻率，去膠時間，真空壓力值以及腔體溫度。

具體各參數(shù)對等離子清洗影響:

1)氣體流向:等離子去膠工藝中一般采用石英腔體，采用垂直的氣體流向，并加以分氣盤進行整個氣流的覆蓋，決定了等離子體的具體位置，對去膠元件的好壞有決定性的影響。

2)工藝氣體流量:工藝氣體如氧氣、氬氣等的流量的多少直接導致了等離子體的多少，過多過少都不會有較好的去膠效果，對元件的去膠均勻性有較大影響。

3)射頻功率:決定了氣體形成離子態(tài)的能量大小，功率越大能夠激發(fā)越多氣體形成離子態(tài)，去膠清洗效果越明顯，但其余參數(shù)不變的前提下，功率越大，腔體內(nèi)溫度越高，且當氣體流量達到飽和后，一定射頻功率能激發(fā)的離子體也會達到飽和，需根據(jù)實際條件配合氣體流量及工藝要求選擇。

4)射頻頻率:射頻頻率選擇一般通用13．56MHz及2．45GHz，射頻的頻率影響工藝氣體的電離程度，但頻率過高，會導致電子振幅縮短，當振幅比電子自由程還短時，電子與氣體分子碰撞機率也會大大降低，影響最終電離率。

5)清洗時間:其余參數(shù)不變的前提下，去膠時間越長，去膠越多，腔體溫度會增加，但伴隨著溫度升高，對某些不耐高溫及易損工件會造成損壞，因此不適宜長時間清洗，一般控制在30s～180s之間。

6)真空壓力值:腔體真空壓力的控制也是一個重要的環(huán)節(jié)，在氧氣流量和功率一定情況下，要提高真空度，必須更換大抽速的泵，大功率泵會造成氣體離子密度降低，從而使去膠效果變差，但是本章要介紹的是利用電氣部件蝶閥來控制腔體的真空度，來達到我們在不改變氧氣的濃度條件下怎樣來控制一個腔體的真空度。

7)腔體溫度:腔體溫度對去膠速率有較大影響，溫度增加去膠速率越大，但是均勻性會變差，因此要嚴格控制腔體的溫度，為去膠清洗工藝營造一個良好的環(huán)境。

等離子去膠工藝是半導體單片掃膠、掃底膜工藝、元器件封裝前、芯片制造等行業(yè)的重要清洗步驟。