光刻膠的去除在IC製造工藝流程中佔非常重要的地位₪▩,其成本約佔IC製造工藝的20-30%₪▩,光刻膠去膠效果太弱影響生產效率•▩↟▩。
傳統主流去膠方法採用溼法去膠₪▩,傳統主流去膠方法採用溼法去膠₪▩,成本低效率高₪▩,但隨著技術不斷迭代更新₪▩,越來越多IC製造商開始採用幹法式去膠•▩↟▩。
幹法式去膠工藝不同於傳統的溼法式去膠工藝₪▩,去膠過程更容易控制•▩↟▩。
幹法式去膠又被稱為等離子去膠₪▩,其原理同等離子清洗類似₪▩,主要透過氧原子核和光刻膠在等離子體環境中發生反應來去除光刻膠•▩↟▩。

等離子體示意圖
等離子清洗機工藝引數對去膠的影響
影響幹法式去膠效果的工藝引數有很多•▩↟▩。主要包括溫度•│☁│、氧氣•│☁│、射頻頻率•│☁│、射頻功率•│☁│、真空度•▩↟▩。
1.溫度對去膠速率影響最大₪▩,溫度越高₪▩,反應腔內氧氣離子越活躍₪▩,化學反應越劇烈₪▩,去膠效果也越好•▩↟▩。
2.氧氣作為去膠化學反應中最主要的介質₪▩,氧氣流量的影響很大₪▩,氧氣流量大₪▩,腔體內氧氣活離子密度也就大₪▩,與晶元表層光刻膠接觸機會也增大₪▩,去膠反應更快•▩↟▩。
3.射頻的頻率影響工藝氣體的電離程度₪▩,氧氣形成等離子體的程度會隨著射頻頻率的增加而變大•▩↟▩。
4.功率大小的影響₪▩,在氧氣流量恆定的情況下₪▩,增大射頻功率會提高腔體內活性離子的密度₪▩,加大去膠速率•▩↟▩。
5.腔體內的真空度影響工藝氣體的電離程度₪▩,真空度越高₪▩,電子運動的平均自由程越大₪▩,能量也就越大有利於電離•▩↟▩。
等離子清洗機氧氣流向對去膠效果的影響
改變氧氣流向和抽真空口的位置分以下四種情況來研究去膠效果•▩↟▩。
(1)氧氣流向與工藝片平行₪▩,與正負極板垂直₪▩,與抽真空口平行相向;
(2)氧氣流向與工藝片平行₪▩,與正負極板垂直₪▩,與抽真空口垂直;
(3)氧氣流向與工藝片垂直₪▩,與正負極板平行₪▩,與抽真空口平行相向;
(4)氧氣流向與工藝片垂直₪▩,與正負極板平行₪▩,與抽真空口垂直•▩↟▩。

四種氧氣流向原理圖
選用13.56MHZ的射頻電源₪▩,氧氣流量低流量400sccm₪▩,真空控制在100pa₪▩,射頻功率500w₪▩,去膠工藝時間40min•▩↟▩。
根據以上四種入氣口和出氣口排布對2微米後的雙面塗膠工藝片進行多次試驗₪▩,得出不同結果•·╃▩:

選取4種氧氣流向排布後的實驗結果對比如圖所示

在去膠應用中₪▩,很多引數如氧氣流量₪▩,功率大小和真空度等 的選擇對去膠速率有很大影響₪▩,搭配得當可以節不僅可以提高工藝效率₪▩,同時節約工藝成本•▩↟▩。
而像氣體流向等此類工藝排布₪▩,直接影響工藝結果的成敗•▩↟▩。透過上述實驗₪▩,氧氣流向垂直於工藝片有利於去膠化學反應的發生₪▩,與抽真空口垂直有利於整個腔體去膠均勻性•▩↟▩。