一种多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法技术

本发明专利技术所述的一种多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，采用抛光的方式去除硅材质零件表面的材料，达到消除硅材质零件表面缺陷及损伤的目的。同时配合液态ＣＯ↓［２］清洗过程与超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗过程达到彻底清洗的目的。在保证在不改变硅材质零部件工艺可靠性的前提下，有效的去除硅材质零部件表面的缺陷，不但保证了工艺腔室正常的工艺状态而且延长了零部件的使用寿命。

【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刻蚀腔 室中硅材质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，随着反应地进行刻蚀机台工艺腔 室内硅材质零部件表面由于等离子体的轰击，其表面的部分材质会发生变化，进行一定射 频RF小时后随着等离子体对硅材质表面不断轰击，其表面材质的转变量不断增加，从而导 致零部件表面产生蚀刻斑病不断增多蚀刻斑面积，随着零部件表面状态的改变腔室的工艺 状态也会发生变化，从而导致刻蚀速率的变化和刻蚀均匀性的变差，此时必须对腔室内部 的零部件进行处理，去除其表面的缺陷恢复腔室正常的工艺条件，满足产品需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，在保证在不改 变硅材质零部件工艺可靠性的前提下，有效的去除硅材质零部件表面的缺陷，不但保证了 工艺腔室正常的工艺状态而且延长了零部件的使用寿命。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，包括以下歩骤A、 用液态二氧化碳C02清洗硅材质零件表面；B、 对硅材质零件表面进行抛光处理，去除表面材料至消除表面缺陷与损伤；C、 对硅材质零件进行超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗。 所述步骤A包括-A1、向硅材质零件喷射出液态的C02，形成液态的C02流，来清洗材质表面，喷射出的液态的C02流冲击硅材质零件，C02液体气流带走杂质； 或者，在步骤A1后还包括用有机溶剂清洗去除硅材质表面的有机杂质。 所述的步骤B包括依次采用粒度由大至小的金刚石砂轮对硅材质零件表面进行抛光处理，直至硅材质零 件表面满足预定的性能要求。 所述的步骤C包括-C1、将电极放入50'C至8(TC的热水中超声清洗设定的时间，且在清洗时保持电极上下摆动；C2、用有机溶剂擦拭、浸泡或喷淋电极，并用超纯水喷淋电极；且此歩骤可重复多次；C3、用酸性溶液擦拭电极，并用超纯水喷淋电极；且此步骤可重复多次。 所述的步骤C1前还包括C4、将电极放入大于70'C，小于10(TC的水中浸泡0.5 1.5小时；和/或，所述的步骤C3后还包括C5、将电极放入60'C的热超纯水中超声清洗设定的时间；和/或， C6、将零件在100'C 120'C环境下烘烤零件进行烘干处理。 所述的步骤C1、步骤C2、歩骤C3和/或步骤C5后还包括 用超纯水喷淋硅材质零件，并用洁净的气体吹干硅材质零件表面。 所述的有机溶剂包括含量为100。/。的异丙醇；或者，含量为100%的丙酮；或者，异丙醇与超纯水的混合溶液，其中异丙醇与超纯水的混合比例为体积比1: 1;其中，所述的异丙醇符合SEMI标准C41—1101A的l级标准；所述的丙酮满足电子纯 级别要求，所述的超纯水为要求，电子系数18MQ—cm。所述的酸性溶液包括氟化氨NH4F、双氧水H202 、醋酸CH3COOH、醋酸铵 NH4COOH与超纯水UPW，其含量体积百分比为NH4F 0.01 %-5%H202 5%-30%CH3COOH 0.01%-10%NH4COOH 0%-5% UPW 余量 其中各组份的含量各为100%。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的一种多晶刻蚀腔室中硅材质零 件表面的清洗方法，采用抛光的方式去除硅材质零件表面的材料，达到消除硅材质零件表面缺陷及损伤的目的。同时配合液态C02清洗过程与超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗过程达到彻底清洗的目的。在保证在不改变硅材质零部件工艺可靠性的前提下，有 效的去除硅材质零部件表面的缺陷，不但保证了工艺腔室m常的工艺状态而且延长了零部 件的使用寿命。具体实施方式本专利技术所述的，其核心是采用抛光的 方式去除硅材质零件表面的材料，达到消除硅材质零件表面缺陷及损伤的目的。同时配合液态C02清洗过程与超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗过程达到彻底清洗的目的。所述的清洗方法具体包括一、用液态C02清洗硅材质零件表面的过程多晶刻蚀腔室中硅材质零部件表面由于等离子体的轰击，其表面的部分材质会发生变 化—产生黑硅。硅材质表面黑硅的产生不但会导致蚀刻斑的产生，而且会导体污染物更容易的沉积在零部件表面。另外硅材质表面黑硅的产生会对高浓度氮气、低浓度氧气和氟 性混合气体的刻蚀产生比较明显的影响，目前理论上还无法解释以上的现象，但是在生产 过程中确实存在以上的情形。硅材质表面进行研磨、抛光可以清除硅材质零部件表面的黑 硅，但是在此工艺前必须去除硅材质表面的有机杂质与其他外来杂质。故本专利技术采用液态 C02清洗硅材质零件表面来去除硅材质表面的有机杂质与其他外来杂质。 具体的清洗过程为1、 向硅材质零件喷射出液态的C02，形成液态的C02流，来清洗材质表面，喷射出 的液态的C02流冲击硅材质零件的表面，可以用气流冲击微小的杂质(如小于1微米的杂 质)，C02液体气流(或蒸发)带走杂质；在步骤1后还可以包括2、 用有机溶剂清洗去除硅材质表面的有机杂质。采用含量为100。/。的异丙醇IAP;或者，含量为100y。的丙酮ACE来去除硅材质表面的有机污点及沉积物，可以把硅材质零件 如电极放入ACE中浸泡10-40分钟。但是通常要浸泡20-40分钟。对零部件进行完以上操作后，才能进行抛光处理。二、对硅材质零件表面进行抛光处理由于硅材质零件在等离子体的环境下工作，所以硅材质表面会有蚀刻缺陷和损伤，为 了保证硅材质零件表面原有的状态，要对硅材质零件的硅材质表面进行抛光来去除其表面 的缺陷和损伤。在此过程需要依次采用粒度由大至小的金刚石砂轮对硅材质零件表面进行抛光处理， 直至硅材质零件表面满足预定的性能要求。当硅材质零件如电极的硅材质表面有较大的缺陷和损伤时先采用140、 160号的金刚石砂轮在电极硅材质表面抛出均匀平坦的平面，然后依次 采用220、 280、 360、 800、 1350号的金刚石砂轮进行打磨。 当电极的硅材质表面的缺陷和损伤较小时先采用280号的金刚石砂轮在硅材质零件的硅材质表面抛出均匀平坦的平面，然后依 次采用360、 800、 1350号的金刚石砂轮进行打磨。另外，在抛光过程中，抛光轮的转速保持在40 — 160rpm的一个合适的转速。同时， 在抛光过程中，注意抛光压力和抛光时间的选择。抛光压力和时间的选择是根据硅材质零 件硅材质表面的蚀刻缺陷和损伤的程度来决定的，过大的压力、过长的时间会导致硅材质 零件硅材质表面的损坏，反之压力过小和时间过短，起不到去除这些缺陷的作用。再有，在抛光过程中，不断给抛光面喷水可以冲去抛光过程中产生的赃物，同时可以 保证硅材质零件的湿润状态。硅材质零件表面满足预定的性能要求指的是1 、抛光后硅材质零件的表面的粗糙度至少要达到Ra-0.2 y m;2、抛光后用超纯水DIW冲洗硅材质零件表面，用氮气N2吹干后将硅材质零件放在光 电大镜下观察硅材质零件表面是否还有残余的任何损伤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：Ａ、用液态二氧化碳ＣＯ↓［２］清洗硅材质零件表面；Ｂ、对硅材质零件表面进行抛光处理，去除表面材料至消除表面缺陷与损伤；Ｃ、对硅材质零件进行超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗。

【技术特征摘要】
1. 一种多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤A、用液态二氧化碳CO2清洗硅材质零件表面；B、对硅材质零件表面进行抛光处理，去除表面材料至消除表面缺陷与损伤；C、对硅材质零件进行超声波清洗、有机溶剂清洗与酸性溶液清洗。2、 根据权利要求1所述的多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在亍， 所述步骤A包括A1、向硅材质零件喷射出液态的C02，形成液态的C02流，来清洗材质表面，喷射出 的液态的C02流冲击硅材质零件，C02液体气流带走杂质； 或者，在步骤A1后还包括用有机溶剂清洗去除硅材质表面的有机杂质。3、 根据权利要求1所述的多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在于， 所述的步骤B包括-依次采用粒度由大至小的金刚石砂轮对硅材质零件表面进行抛光处理，直至硅材质零 件表面满足预定的性能要求。4、 根据权利要求1所述的多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤c包括-ci、将电极放入5crc至8(rc的热水中超声清洗设定的时间，且在清洗时保持电极上下摆动；C2、用有机溶剂擦拭、浸泡或喷淋电极，并用超纯水喷淋电极；且此歩骤可重复多次；C3、用黢性溶液擦拭电极，并用超纯水喷淋电极；且此歩骤可重复多次。5、 根据权利要求4所述的多晶刻蚀腔室中硅材质零件表面的清洗方法，其特征在于 所述的步骤C1前还包括C4、将电极放入大于7(TC,小...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶林，
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]