等離子去膠機(jī)是半導(dǎo)體、微電子、光電子、微納加工等領(lǐng)域的核心精密等離子體處理設(shè)備，核心以氧氣為主要工作氣體，在真空環(huán)境中產(chǎn)生高活性的氧等離子體，實(shí)現(xiàn)對晶圓、基片、器件表面光刻膠的干法無損傷剝離，是光刻工藝后不可少的配套處理設(shè)備。該設(shè)備區(qū)別于傳統(tǒng)濕法去膠工藝，全程無化學(xué)試劑參與，無濕法腐蝕、無試劑殘留，適配微納結(jié)構(gòu)器件的高精度加工要求，同時(shí)兼具綠色環(huán)保、去膠的特點(diǎn)，是微納制造工藝中實(shí)現(xiàn)光刻膠準(zhǔn)確去除的關(guān)鍵設(shè)備。
 

　　等離子去膠機(jī)的核心工作邏輯圍繞“真空環(huán)境構(gòu)建-氧等離子體生成-光刻膠氧化分解-氣態(tài)產(chǎn)物排出”展開，以化學(xué)氧化作用為主、輕微物理轟擊作用為輔，全程在密閉的真空腔室內(nèi)完成，所有工藝參數(shù)均可準(zhǔn)確調(diào)控，核心步驟如下：
 

　　真空腔室抽真空：將待去膠的晶圓/基片平穩(wěn)放置在腔室的晶圓承載臺(tái)上，關(guān)閉腔室后，由真空泵將腔室內(nèi)抽至工藝所需的真空度，真空環(huán)境是等離子體穩(wěn)定生成的前提，同時(shí)可避免空氣中的雜質(zhì)干擾去膠反應(yīng)、污染器件表面。
 

　　工作氣體通入與等離子體生成：向真空腔室內(nèi)通入定量的高純氧氣(部分場景可根據(jù)需求摻入氬氣、氮?dú)獾容o助氣體)，通過射頻電源(主流為電容耦合式射頻電源)向腔室施加高頻電場，將氧氣分子電離，形成由氧自由基、氧離子、電子和中性粒子組成的高活性氧等離子體，腔室內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)出均勻的淡藍(lán)色等離子體輝光，輝光的均勻性直接決定去膠效果的一致性。
 

　　光刻膠氧化分解：高活性的氧自由基是去膠的核心“氧化劑”，會(huì)與光刻膠的有機(jī)高分子鏈發(fā)生強(qiáng)烈的鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)，將復(fù)雜的有機(jī)光刻膠分子分解為二氧化碳、水、一氧化碳等小分子氣態(tài)物質(zhì)；同時(shí)，帶微弱動(dòng)能的氧離子會(huì)對器件表面產(chǎn)生輕微的物理轟擊，一方面讓光刻膠表層的氧化分解產(chǎn)物快速脫離器件表面，另一方面讓新鮮的氧等離子體與下層未反應(yīng)的光刻膠充分接觸，加速整體去膠反應(yīng)的進(jìn)程，保證去膠效率。
 

　　氣態(tài)產(chǎn)物排出：光刻膠分解產(chǎn)生的氣態(tài)小分子，以及未參與反應(yīng)的少量氣體，會(huì)被真空泵持續(xù)抽離真空腔室，經(jīng)尾氣處理系統(tǒng)(除酸、除雜)無害化處理后排出，實(shí)現(xiàn)器件表面光刻膠的剝離，同時(shí)獲得潔凈、無殘留的器件表面。
 

　　整個(gè)去膠過程中，等離子去膠機(jī)可通過調(diào)控射頻功率、氣體流量、真空度、去膠時(shí)間和腔室溫度，準(zhǔn)確控制氧化反應(yīng)的強(qiáng)度和速率，適配不同光刻膠類型和器件工藝的去膠要求，還支持原位去膠，可直接銜接光刻、刻蝕等上下游工藝，減少器件轉(zhuǎn)移過程中的污染。