半导体行业发展速度惊人，各种技术日新月异。在芯片制造过程中，光刻胶去除工艺占据了整个生产流程的30%～35%，直接关系到产品质量、性能和成本控制。因此，深入研究去胶设备具有重大意义。目前主流的去胶工艺主要分为两大类：湿法和干法。
湿法去胶是使用有机溶剂来溶解光刻胶，但这种方法存在明显缺陷——处理时间长、操作流程复杂，还容易引入杂质污染。相比之下，干法去胶则是利用等离子去胶机产生的氧原子与光刻胶发生化学反应，虽然早期可能存在对晶圆表面的轻微损伤问题，但经过多年技术改进已经大幅改善。现在业内普遍采用等离子去胶作为主要工艺，湿法去胶仅作为辅助手段。
1 等离子去胶机的工作原理
1.1 核心原理
在特制的石英腔室内，首先进行抽真空操作，然后通入氧气。射频电源产生高频电磁场，将氧气电离成O2-、O+、氧原子等高活性等离子体。其中氧原子具有极高的能量，在高频电场的辅助下，能够快速与晶片表面的光刻胶发生氧化反应，最终生成CO、CO2、水蒸气等气体产物，这些产物通过真空泵被抽离腔室，从而完成去胶过程。
1.2 设备组成结构
现代等离子去胶机主要由六大关键系统构成：
- 真空与压力控制系统
- 反应腔室系统
- 气体控制系统
- 计算机控制系统
- 射频和阻抗匹配系统
- 晶圆传输系统
1.2.1 真空系统
去胶工艺通常需要在1～10Pa的真空环境下进行，普通机械泵即可满足需求。该系统包括真空泵、主抽气阀、用于调节抽速的蝶阀、真空测量仪表等组件。主抽气阀负责控制抽气通断，蝶阀则用于维持稳定的工艺压力。
1.2.2 反应腔室
腔室内的承片台是核心部件：上方覆盖石英管，工艺气体通过顶部细管精准输送到晶片正上方，下方连接真空管路。承片台内部集成有加热装置和冷却水路，由温度控制器统一调控工艺温度。
1.2.3 气体控制系统
主要使用氧气作为工艺气体，其流量直接影响去胶速度和均匀性。通过计算机控制气动阀和质量流量计，可以实现气体流量的精确调节。
1.2.4 射频系统
采用13.56MHz射频电源产生高压电磁场。由于工艺过程中气体含量和压力会发生变化，需要配备自动阻抗匹配模块来实时调整，防止反射功率过大导致设备损坏。匹配模块通常通过可调电容和电感的组合来实现阻抗匹配。
1.2.5 晶圆传输系统
核心部件是精密机械臂，由三个伺服电机分别控制各轴运动。晶圆通过真空机械臂实现全自动传输：从片盒准确定位后进入反应腔室，完成加工后经过冷却环节，最后返回片盒。
本文以单片式去胶设备为例，详细阐述了等离子去胶机的工作原理和结构组成。作为半导体制造过程中不可或缺的关键设备，等离子去胶机的技术发展和创新值得业界持续关注和深入研究。
