一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法技术

本发明专利技术所述的多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法，在清洗过程中采用有机溶剂、碱性溶液、酸性溶液和超纯水对零部件进行清洗，可以有效的去除附着于多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的聚合物，且步骤简单方便，清洗效果理想，而且不会对多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件造成损伤。应用此方法对半导体工艺一段时间后的多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件清洗后，多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的污染物完全被除去，且多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面没有遭到损伤，清洗后的多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件完全满足正常工艺的要求，清洗方法完全达到良好的污染物去除效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种零件表面的清洗方法，尤其涉及微电子工艺过程中的一种多晶硅刻蚀 腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法。
技术介绍
随着半导体芯片技术的发展，技术节点已从250nm发展到65nm，甚至45nm以下，硅 片的大小也从200mm增加到300mm，在这样的情况下，每片硅片的成本变得越来越高。 对加工硅片的工艺要求越来越严格。半导体的加工需要经过多道工序，包括沉积、光刻、 刻蚀等，刻蚀工艺是其中较为复杂的一个，等离子体刻蚀过程中等离子体的状态、各项工 艺过程参数等与刻蚀结果直接相关。微电子工艺过程中，半导体多晶硅刻蚀工艺过程中，随着反应地进行，往往会产生很 多副产物。副产物在反应室的工艺环境中，会发生一系列的分裂聚合反应，重新组合为成 分结构复杂的聚合物。虽然在每次工艺后进行干法清洗，即采用SF6等等离子气体对腔室 中的副产物或污染物进行清除，大部分这类副产物可与含SF6等离子体反应而被分子泵和 干泵排出反应室，但还有小部分的副产物附着在反应室内壁上。这种附着于内壁上的副产 物聚合物膜会随着工艺的继续进行而不断累积，而且这层薄膜稳定性不强，随时会从内壁 上脱落下来污染到硅片，而且会影响到腔室得工艺状态，使得刻蚀速率漂移、刻蚀速率均 匀性降低。其次还会造成硅片污染、关键尺寸损失及刻蚀缺陷产生。所以需要对反应室内 部裸露于工艺环境的零件进行定期清洗。多晶刻蚀腔室中与工艺气体接触的陶瓷材料零件包括静电卡盘(ESC: Electrostatic Chucks)，所述的陶瓷材料零件一般只是在零件的表面形成很薄的陶瓷层。通常的清洗手 段是采用HN03 + HF浸泡方法进行清洗。清洗过程中，由于零件表面本身的特性与其他金 属零件(刻蚀工艺腔体内部直接与等离子接触的零部件一般有三种，石英件，陶瓷件(整 体全部是陶瓷)，表面处理后的铝件表面阳极氧化，等离子喷涂。ESC的受过喷涂处 理)不同，这种方法在清除聚合物的同时，不仅清除过程耗时耗力，而且容易损伤零件表 面，而且对于聚合物清洗效果不甚理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供 ，可以实现 对多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的进行湿法清洗，对零件表面损伤小，且完全满足 使用要求。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的-，包括以下过程A、 用有机溶剂清洗零件表面B、 用碱性溶液与酸性溶液不分顺序依次清洗零件表面；C、 将零件放入超声槽中，清洗设定的超声波清洗时间，进行超声波清洗。 所述过程B在清洗过程中包括下述过程至少一次用体积含量比为2Q/。 20乂的氢氧化四甲基氨TMAH水溶液擦拭、浸泡或喷淋零件表 面，不超过设定的TMAH水溶液清洗时间。所述的方法在每次更换溶液进行下一步清洗或用同一溶液进行下一次清洗过程之前和 /或之后还包括下述过程用超纯水冲洗或喷淋零件表面；用洁净的擦拭物擦拭零件，直至擦拭物上无带色的污染物附着；和/或，用洁净的高 压气体吹干零件的表面。在进行清洗前对零件上无需清洗的表面设置保护层，并在过程C前去除保护层；或者，所述的过程C后，将零件在80'C 12(TC环境下烘烤零件进行烘干处理。所述的过程A前还包括用双氧水H202与水H20的溶液浸泡零件，再用洁净的擦拭物擦拭零件。所述的过程A包括用有机溶剂擦拭、浸泡或喷淋零件，再用洁净的擦拭物擦拭零件， 直至擦拭物上无带色的污染物附着。所述的过程B包括以下过程B1、用碱性溶液擦拭、浸泡或喷淋零件，并可重复多次；B2、用酸性溶液擦拭零件，不超过设定的酸性溶液擦拭时间，并可重复多次。所述的有机溶剂包括纯异丙醇，100%，符合SEMI标准C41一1101A的I级标准；或者，纯丙酮，满足电子纯级别要求。所述的碱性溶液包括氢氧化氨NH40H、双氧水H202与水H20，其体积含量比为 NH4OH: H202: H20为1 5: 3 10: 5 20。所述的酸性溶液包括配方X，包括氢氟酸HF、硝酸HN03与水H20，其体积含量比HF: HN03: &0为0.5 2: 3 10: 50 80;或者，配方Y，包括盐酸HCI、双氧水^1202与水1120，其体积含量比HCI: H202: H2O》0.5-3: 1-5: 5-15。山上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零 件表面的清洗方法，在清洗过程中采用有机溶剂、碱性溶液、酸性溶液和超纯水对零部件 进行清洗，可以有效的去除附着于多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的聚合物薄膜，且 歩骤简单方便，清洗效果理想，而且不会对多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件造成损伤。应 用此方法对运行半导体多晶刻蚀工艺一定时间的腔室中零件清洗后，多晶硅刻蚀腔室中陶 瓷材料零件表面的污染物完全被除去，且多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面没有遭到损 伤，清洗后的多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件完全满足正常工艺的要求，达到清洗效果。具体实施方式本专利技术所述的，其核心是是先用 有机溶剂清洗零件表面；再用碱性溶液与酸性溶液不分顺序依次清洗零件表面；最后，将 零件放入超声槽中，清洗设定的超声波清洗时间，进行超声波清洗零件。达到去除零件表 面的沉积物的目的。在采用此方法清洗之前，我们采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS) 、 二 次离子质谱仪(SMIC)对待清洗的零件表面进行分析，发现在使用过一段时间的多晶刻蚀腔室中的零部件的表面的沉积物(污染物)主要包括有机杂质，金属杂质、电极杂质、硅类杂质、氟化物杂质、表面颗粒。详细来说的话，例如在污染中的氟化物杂质有AIF、 TiF等；金属杂质包括Fe、 Cr、 Ni、 Mo、 V、 Cu等；电极杂质包括W、 P等；硅类颗 粒包括Si、 Si02等。所述的清洗方法具体包括一、用有机溶剂清洗零件表面的过程 可包含以下的方法或其组合1、用有机溶剂擦拭零件，直至擦拭物上无带色的污染物附着；通常采用无尘布蘸有 机溶剂对零件进行擦拭，直至无尘布上无颜色为止。2、 用有机溶剂喷淋零件设定的有机溶剂清洗时间(在此指的是喷淋时间，需要设定 时间的目的是为了有机溶剂充分溶解零件表面的有机杂质)，并可重复多次，且每次的喷 淋时间与所用有机溶剂的可相同或不同；通常采用有机溶剂直接喷淋零件的表面，不少于 设定的喷淋时间，然后用洁净的高压气体吹千零件的表面或用洁净的无尘布对零件进行擦 拭直节无尘布上无颜色为止。3、 用有机溶剂浸泡零件设定的有机溶剂清洗时间(在此指的是浸泡时间，需要设定 时间的目的是为了有机溶剂充分溶解零件表面的有机杂质)，并可重复多次，且每次的浸 泡时间与所用有机溶剂的可相同或不同。通常采用有机溶剂直接浸泡零件，不少于设定的 浸泡时问，然后，用洁净的无尘布对零件进行擦拭直至无尘布上无颜色为止或用洁净的高 压气体吹千零件。山于，目前有机溶液的成本往往较高，常用有机溶剂擦拭零件的方法；而有机溶液浸 泡的效果要远远好于喷淋，故在有机溶液的成本允许的情况下，可采用有机溶液浸泡的方法。无尘布即为前文所述的擦拭物，其需满足超净室的使用标准。符合CL4 (100级无尘 室)要求，也可采用擦拭垫作为擦拭物，其需满足半导体行业标准。符合CL4 (100级无尘 室)要求。这里的有机溶剂为纯异丙醇，100%，符合SEMI标准C41一1101A的傲标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法，其特征在于，包括以下过程：Ａ、用有机溶剂清洗零件表面；Ｂ、用碱性溶液与酸性溶液不分顺序依次清洗零件表面；Ｃ、将零件放入超声槽中，清洗设定的超声波清洗时间，进行超声波清洗 。

【技术特征摘要】
1. 一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法，其特征在于，包括以下过程A、用有机溶剂清洗零件表面；B、...

【专利技术属性】
技术研发人员：童翔，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]