微波RPS源

等离子阵列(Plasma Array)去胶机,去descum

RPS 特点、与相类产品的区别及优势

 

1.         RPS为Remote Plasma Source的简称,同时也恰恰是Radical Plasma Source的简称。RPS为德国牧歌公司的专利产品。

2.         Remote Plasma Source翻译为“远端等离子源”,其定义来自RPS的工作原理:即等离子只产生并且存在于RPS本体中,而不是在与之连接的工艺腔体内;工艺腔体内部没有等离子,PRS输入到其中的只有“自由基”(radicals)。因此RPS也成为Radical Plasma Source(自由基等离子源)。

3.         RPS产生的自由基只能与工艺对象进行纯粹的化学反应,从而在产生极少热量的前提下,进行高速无物理损伤的刻蚀。 因此RPS非常适合需要避免离子轰击及高热负荷的工艺。

4.         与相类产品的区别:

l         反应性质不同:市场上常见的射频等离子源(RF plasma Source)或RIE设备,其等离子的产生和进行相关的工艺都同在一个工艺腔体内,因此工艺的实质是“物理+化学”反应,其中物理的反应是指等离子对工艺对象的轰击作用(ion bombardment)。这种轰击通常会在工艺对象上产生大量的热,以及对工艺对象的物理损伤。

l         粒子密度不同:RPS的工作原理是采用2.45GHz的微波发生器作为功率源,以表面波方式激发等离子体。相比常规的射频等离子体源(通常为13.56MHz),其工作频率高一个量级。相应的其激发的等离子体的密度也高出一个量级(1010~17/cm3),从而RPS输出自由基具有很高浓度,来满足高速度的工艺反应。

l         工作条件:相比射频等离子源,RPS的典型工作真空度要小,为1.5-5.0Torr;

l         刻蚀性质:相比射频等离子源,RPS提供的刻蚀为各向同性,而射频等离子源会有一定方向性;

l         刻蚀质量:相比射频等离子源设备(如RIE),由于没有物理反应,其选择性取决与自由基的性质,因此可以实现很高的选择比(选择比可大于1000);

5.         在直径200mm圆形表面的热负荷为:

l         无反应时为10W;

l         有反应时为80W(微波功率1000W)

6.         采用RPS可以开发以下应用设备:

l         硅、氮化硅、硅氧化物的高速各向同性刻蚀;

l         在硅、硅氧化物、金属、high-K、Low-K等基底上的光刻胶去除;

l         低压条件下的腔室清洁(比如使用2slm NF3在0.5Torr下进行);

l         柔性电路板清洁及去胶渣;

l         表面处理,如硅表面的氮化和氧化处理;

l         半导体后道应用,如晶元的减薄和应力消除;

l         去除封装,用于失效分析;

l         其他表面处理、表面活化等工艺。

7.         采用RPS的刻蚀设备的工艺性能

l         SU-8胶样品去除速率可达20um/分钟;

l         硅样品刻蚀速率可达90um/分钟;

l         8’’硅片减薄速率大于10um/分钟;

l         300mm晶元上光刻胶去除速率可达10um/分钟;

l         氮化硅和BPSG典型刻蚀速率1um/分钟;

l         热氧化物典型刻蚀速率250nm/分钟;

l         300mm晶元上金属钨刻蚀速率约0.5um/分钟;

8.         RPS技术参数

l         尺寸 450mm x 250mm x 250mm

l         微波电源: 19’’机箱,3HE, 670mm x 500mm x 135mm

l         重量:标准RPS源约 24.5kg, 微波电源约15.5kg;

l         供电: 3 x 400VAC +/- 10%, 三相;频率50-60Hz

l         磁控管功率:蕞大3000W 连续输出@2.45GHz

l         工作压力:0.5Torr ~5.0Torr

l         典型工作气体总流量:500sccm~10slm

l         冷却水:3升/分钟,水压4bar;入口温度20-25°C;

9.         总结:RPS源为德国MUEGGE公司专利技术和产品,它采用2.45GHz微波源作为等离子激励源,并且将等离子产生限定于RPS本体,仅仅输出自由基。它与市场上的RF等离子源设备(如RIE设备)在工作原理、结构和性能表现上有本质的区别。RPS并非一个注册商标,因此基于射频的远端等离子源也称为RPS源。

 

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