Nettoyage du carbone noir et des résidus organiques

Re-traitement et élimination des résidues à base de carbone (C) - Un défi non seulement pour les fabricants de semi-conducteurs

Le dépôt de matériaux à base de C joue un rôle majeur dans l’ industrie de semi-conducteurs. La lithographie n’est pas possible sans le photorésist associé. Le nettoyage des résidus déposés sur les matériaux à base de C a toujours été et sera toujours un défi, d’autant plus que l’industrie évolue vers des matériaux de pointe, e.g., les matériaux low-k, l’oxyde dopé C, le carbone de type diamant (DLC), le diamant. Au présent le marché du dépôt de diamant et du diamant de laboratoire est en forte croissance ; pour s’aligner avec cette croissance il est essentiel de disposer des outils appropriés pour nettoyer les résidus, e.g., noir de carbone, sans endommager la structure du dépôt, e.g., diamant.

Plasma micro-ondes - Le nettoyage isotrope = un nettoyage doux et efficace

En raison de sa nature, le plasma RF expose le substrat à une interaction énergétique avec le plasma. Les ions crées par ce type de plasma s’accélèrent vers le substrat entraînant des dommages physiques et la contamination des matériaux déposés. Lors du nettoyage du carbone noir sur le diamant, une toute petite quantité de biais RF peut endommager la structure cristalline du diamant et en conséquence peut produire sa décoloration irréversible. En revanche, les systèmes plasma micro-ondes sont capables de nettoyer rapidement, efficacement et sans impact sur le substrat1 .

 

Grâce aux systèmes plasma micro-ondes de MUEGGE, le transfert d’énergie vers le substrat est extrêmement faible et plus important, aucun ion n’est libéré dans la chambre de traitement. En conséquence, le substrat reste intact, le nettoyage a lieu via la réaction chimique avec du carbone noire ou des autres résidus à base de carbone. La réaction étant purement isotrope, aucune exposition directe des résidus au plasma n’est requise, ce qui rend ce type de plasma extrêmement favorable pour le nettoyage des structures 3D telles que MEMS ou MMS.

 

1 Amorn THEDSAKHULWONG and Warawoot THOWLADDA. Journal of Metals, Materials and Minerals. Vol. 18 No. 2 pp. 137-141, 2008

La solution de MUEGGE - La famille de produits STP

MUEGGE STP
  • Le plasma assisté par micro-ondes utilise efficacement l’énergie micro-ondes pour former des espèces neutres hautement réactives appelées radicaux. Aucun ion n’est libéré dans la chambre de traitement, aucun dommage ni contamination du substrat n’est créé. Par conséquent, le système remote-plasma assisté par micro-ondes est idéal pour l’élimination du noir de carbone sur les diamants ou le DLC. L’aspect visuel et les propriétés physiques du substrat sont préservés.
  • Les radicaux crées par le plasma micro-ondes garantissent un nettoyage chimique doux et pur. En procédant de cette façon on peut garantir un impact physique extrêmement faible sur le substrat; le nettoyage isotrope des résidus empêche d’autres dommages du matériau de substrat.

Plasma assisté par micro-ondes pour l'élimination des matériaux residuels à base de C

Figure 1
Figure 1: Profil des températures de chauffage et de refroidissement vs. Temps ; puissance micro-ondes PMW = 2000 W.

La Figure 1 montre que la formation de radicaux seulement entraîne peu ou pas d’interaction avec le substrat et la chambre à plasma (basse température) ; aucun ion dans la chambre signifie un traitement sans contamination. Le processus de nettoyage chimique pur peut être affiné sans qu’il soit nécessaire de prendre en compte la gravure.

Les avantages du nettoyage par plasma assisté par micro-ondes

Le plasma assisté par micro-ondes permet d’éliminer les résidus à base de carbone et du noir de carbone dans les applications de semi-conducteurs et du traitement du diamant.
Due à ses propriétés physiques, le plasma assisté par micro-ondes est spécialement conçu pour une gravure rapide et lisse sans l’attaque ionique typique observée dans les systèmes RIE (plasma RF). Les radicaux générés dans le plasma micro-ondes initient une réaction chimique en surface seulement. Sans des champs électriques mesurables et sans des ions présents au niveau du substrat, aucun dommage physique induit par les ions ne se produit.
Le plasma assisté par micro-ondes est hautement écologique due à la dissociation très efficace des gaz de processus tels que CF4 et NF3.

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