プラズマ装置...ar +h 2 汚れ <処理前> <処理後> 反応ガスは...
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科学・産業機器
Contents
Scientific EquipmentIndustrial Equipment 4
プラズマリアクターGas Plasma Reactors ........................................................................................... 169プラズマドライクリーナーGas Plasma Dry Cleaners .................................................................................... 172プラズマアッシャーGas Plasma Ashers .............................................................................................. 175大気圧プラズマ装置Atmospheric-pressure Plasma Cleaners ........................................................... 178
プラズマ装置Gas Plasma
Ashers, Cleaners, Etchers
1
www.yamato-net.co.jp 0120-405-525167 ヤマト科学
概要 プラズマ装置
プラズマ装置
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
バレル型の構造(DP)
平行平板型の構造(RIE)
シリコンウエーハのレジスト剥離をはじめ、O2またはArガスを使用した有機膜の除去、界面活性、マイクロ研磨あるいはカーボン被膜の除去等、広くその効果を発揮します。
DP方式のバレル型 PR/PB型シリーズ
研究開発用からプロセス用まで超微細加工、表面処理・改質等のニーズにお応えしますプラズマ装置は、半導体をはじめ電子材料、ドライ洗浄の利用分野がますます広がっています。例えば、シリコンウエーハのレジスト剥離、有機膜の除去、界面活性、マイクロ研磨、あるいはカーボン被膜の除去等、広くその効果を発揮しています。研究開発用はもとよりプロセス用まで、ニーズに対応したプラズマ装置をヤマト科学はご提供します。
RIE方式とDP方式の2通りのプラズマ処理モードで発生でき、シリコンウエーハのエッチング、ドライクリーニングに使用できます。センサ、サーマル各種COB等のボンディングバットの表面洗浄、活性化を行って、ワイヤボンディングの前処理工程としてアルゴンプラズマ中で基板洗浄し、ボンディングの信頼性を高めます。また、金属酸化物、金属水酸化物をアルゴンプラズマでエッチングし、電極表面の接合阻害物を除去できます。
RIE DP方式の平行平板型 PDC/V型シリーズ
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
www.yamato-net.co.jp 0120-405-525 168ヤマト科学
Gas Plasma Ashers, Cleaners, Etchers
分析・計測・試験機器
科学・産業機器恒温・乾燥器/恒温恒湿器
産業機器
プラズマ装置
恒温培養器
凍結乾燥・冷却トラップ
滅菌器
純水製造装置
恒温液槽
恒温水循環装置
濃縮器
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洗浄器
フィルター
天秤
pH計
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計測機器
環境制御・実験施設
システムエンジニアリング
実験台
保管・カート・実験台用付属器具
ダイジェスト
イントロダクション
送液ポンプ
研究施設
ヒュームフード粉体封じ込めシステム給排気システム
高温炉・パージガス
環境・プロセス関連装置
加熱器
液体/ガスクロマトグラフ
プラズマ装置
PLASMA SUPER CLEANER
プラズマ装置によるエッチングおよびアッシング手法
プラズマ装置によるエッチングおよびアッシング手法
プラズマ装置によるエッチング・クリーニング技術(例)
ドライエッチングの仕組み
測定データ〔例〕
プラズマ スーパークリーニング
BGA/(Ball Grid Array) CSP/(Chip Size Package)
ダイアタッチ
ワイヤボンディング
モールディング
BGA(Ball Grid Array Package) BGAタイプLSI BGAパッケージのプラズマ洗浄効果
BGA(Ball Grid Array Package)
ボンディングワイヤ
断面図
ICチップ 樹脂ペースト
ソルダ レジスト
モールド樹脂
基板 ソルダボール ビアホール
配線
ICパッケージ技術●BGA/(Ball Grid Array)●CSP/(Chip Size Package)●映像デバイス組み立て
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■有機膜の除去●成形品離形剤●ハンダフラックス残渣●オイル・グリース(薄膜)●ワックス(薄膜)
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■表面改質●ポリエステル●ポリプロピレン●テフロン●セラミックス●ポリイミド
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■表面クリーニング●素材表面
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■表面エッチング●ガラスエポキシ●ポリイミド
■金属酸化物除去●Cu2O,CuO●Al2O3
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■エッチング
■アッシング
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
ICパッケージはセラミックからモールド樹脂に、またリード線はNi、AIからCuへと変化しています。これらの進歩をより確実なものとするのがプラズマによるエッチング・クリーニング技術です。
■Arプラズマによる金属酸化物の除去(PDC/V/ISPシリーズ)
ガス
排気ウエーハ(架台付き)
電 極
エッチングトンネル(アルミメッシュ管)
石英反応室
マッチングユニット
RF電源
ガス
排気
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
アルミ容器
下部電極
上部シャワー電極電極間
可変
ガス
排気
恒温水循環装置
(チラー)
テフロン
ウエーハアルミ容器
下部電極(ステージ温度制御)
上部シャワー電極
電極間可変
マッチングユニット
RF電源
ウエーハ
酸化膜の膜付け
レジスト(薬品)塗布
膜のエッチング
Si基板
酸化膜
レジスト膜
エッチングCF4+O2 4%
レジストのアッシング
アッシングO2
RIE 反応性イオン
有機膜
絶緑膜
SiO2
Si基板
平坦面
絶緑膜
再堆積
RIE 金属自然酸化物
金属
Ar+
RIE ニッケル化合物
Ni
基板
Ar+
Au
基板 チップ
ボンディングバット
プラズマ
モールディング
O2
H2O
CO2
CーH
CO2
CーH
HF
O2+CF4
H2O
ArAr+
CuO2
Cu Cu
RIE
Cu2O
H2 Ar
Ar+H2
汚れ
<処理前> <処理後>反応ガスは被洗浄物により反応する
■基板のクリーニング(Vシリーズ/ISP型)
Ar
SiO2
レジスト
SiO2
Si
レジスト
SiO2
Si
CF3
CF4
SiF4
CF2
O2
eF+
F+
F+
Ar
SiO2
レジスト
SiO2
Si
レジスト
SiO2
Si
CF3
CF4
SiF4
CF2
O2
eF+
F+
F+
●バレル●DP
科学エッチング(等方性)
物理エッチング(異方性)
●平行平板●スパッタ
電極 平行平板電極 ステージΦ350 電極間距離60mmRF出力 500W処理時間 5分ガス流量 500sccm圧力 100Paステージ温度 160℃
最大値 最小値 均一性5000 4112 9.573092
最大値 最小値 均一性3334 3032 4.704636
■平行平板電極 実験1 ■平行平板電極 実験2
測定位置 ① ② ③ ④ ⑤ 平均値ini(Å) 40290 40540 40930 40620 40670 40610after(Å) 18350 19980 15930 16150 16690 17420ini-after(Å) 21940 20560 25000 24470 23980 23190reta(Å/min) 4388 4112 5000 4894 4796 4638
測定位置 ① ② ③ ④ ⑤ 平均値ini(Å) 40450 40480 40820 40780 40560 40618after(Å) 25290 24780 24250 24640 23890 24570ini-after(Å) 15160 15700 16570 16140 16670 16048reta(Å/min) 3032 3140 3314 3228 3334 3209.6
①
②
③
④ ⑤
10nm
シリコンウェーハ 8インチ
測定位置試料レジスト:シリコンウェーハ 8インチレジスト:ポジタイプ
試料レジスト:シリコンウェーハ 8インチレジスト:ポジタイプ
電極 平行平板電極 ステージΦ350 電極間距離60mmRF出力 500W処理時間 5分ガス流量 500sccm圧力 100Paステージ温度 180℃