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        德國MUEGGE公司RPS源的特點

        發布時間:

        2020-11-23

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        RPS為Remote Plasma Source的簡稱,同時也恰恰是Radical Plasma Source的簡稱。RPS為德國牧歌公司的磚利產品。
        Remote Plasma Source翻譯為“遠端等離子源”,其定義來自RPS的工作原理:即等離子只產生并且存在于RPS本體中,而不是在與之連接的工藝腔體內;工藝腔體內部沒有等離子,PRS輸入到其中的只有“自由基”(radicals)。因此RPS也成為Radical Plasma Source(自由基等離子源)。
        RPS產生的自由基只能與工藝對象進行純粹的化學反應,從而在產生極少熱量的前提下,進行高速無物理損傷的刻蝕。 因此RPS非常適合需要避免離子轟擊及高熱負荷的工藝。

        與相類產品的區別:
        反應性質不同:市場上常見的射頻等離子源(RF plasma Source)或RIE設備,其等離子的產生和進行相關的工藝都同在一個工藝腔體內,因此工藝的實質是“物理+化學”反應,其中物理的反應是指等離子對工藝對象的轟擊作用(ion bombardment)。這種轟擊通常會在工藝對象上產生大量的熱,以及對工藝對象的物理損傷。

        粒子密度不同:RPS的工作原理是采用2.45GHz的微波發生器作為功率源,以表面波方式激發等離子體。相比常規的射頻等離子體源(通常為13.56MHz),其工作頻率高一個量級。相應的其激發的等離子體的密度也高出一個量級(1010~17/cm3),從而RPS輸出自由基具有很高濃度,來滿足高速度的工藝反應。

        工作條件:相比射頻等離子源,RPS的典型工作真空度要小,為1.5-5.0Torr;
        刻蝕性質:相比射頻等離子源,RPS提供的刻蝕為各向同性,而射頻等離子源會有一定方向性;

        刻蝕質量:相比射頻等離子源設備(如RIE),由于沒有物理反應,其選擇性取決與自由基的性質,因此可以實現很高的選擇比(選擇比可大于1000);
        在直徑200mm圓形表面的熱負荷為:
        無反應時為10W;
        有反應時為80W(微波功率1000W)
        采用RPS可以開發以下應用設備:
        硅、氮化硅、硅氧化物的高速各向同性刻蝕;
        在硅、硅氧化物、金屬、high-K、Low-K等基底上的光刻膠去除;
        低壓條件下的腔室清潔(比如使用2slm NF3在0.5Torr下進行);
        柔性電路板清潔及去膠渣;
        表面處理,如硅表面的氮化和氧化處理;
        半導體后道應用,如晶元的減薄和應力消除;
        去除封裝,用于失效分析;
        其他表面處理、表面活化等工藝。

        采用RPS的刻蝕設備的工藝性能
        SU-8膠樣品去除速率可達20um/分鐘;
        硅樣品刻蝕速率可達90um/分鐘;
        8寸硅片減薄速率大于10um/分鐘;
        300mm晶元上光刻膠去除速率可達10um/分鐘;
        氮化硅和BPSG典型刻蝕速率1um/分鐘;
        熱氧化物典型刻蝕速率250nm/分鐘;
        300mm晶元上金屬鎢刻蝕速率約0.5um/分鐘;

        RPS技術參數
        尺寸 450mm x 250mm x 250mm
        微波電源: 19寸機箱,3HE, 670mm x 500mm x 135mm
        重量:標準RPS源約 24.5kg, 微波電源約15.5kg;
        供電: 3 x 400VAC +/- 10%, 三相;頻率50-60Hz
        磁控管功率:*大3000W 連續輸出@2.45GHz
        工作壓力:0.5Torr ~5.0Torr
        典型工作氣體總流量:500sccm~10slm
        冷卻水:3升/分鐘,水壓4bar;入口溫度20-25°C;

        總結:RPS源為德國MUEGGE公司專利技術和產品,它采用2.45GHz微波源作為等離子激勵源,并且將等離子產生限定于RPS本體,僅僅輸出自由基。它與市場上的RF等離子源設備(如RIE設備)在工作原理、結構和性能表現上有本質的區別。RPS并非一個注冊商標,因此基于射頻的遠端等離子源也稱為RPS源。

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