專利名稱：刻蝕設(shè)備組件的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法。
背景技術(shù)：
隨著器件關(guān)鍵尺寸的縮小，對(duì)晶片表面玷污的控制變得越來(lái)越關(guān)鍵。如 果在生產(chǎn)過(guò)程中引入了顆粒等污染源，就可能引起電路的開(kāi)路或斷路，因而 在半導(dǎo)體工藝制造中，如何避免在工藝制造中的污染是必須要關(guān)注的問(wèn)題。隨著生產(chǎn)中設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，人員與產(chǎn)品的交互變少，防止生產(chǎn)中帶 來(lái)顆粒的重點(diǎn)已更多地放到了生產(chǎn)設(shè)備所產(chǎn)生的顆粒上面。如設(shè)備長(zhǎng)期工作 后，其內(nèi)部各組件上會(huì)積累一些附著物，該附著物的脫落就是一個(gè)很常見(jiàn)的 污染源。為此，在生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)常對(duì)設(shè)備的各組件進(jìn)行清潔，去除其 上的附著物，以防止其脫落導(dǎo)致對(duì)晶片的顆粒玷污。以干法刻蝕設(shè)備為例，千法刻蝕是用化學(xué)或物理的方法有選擇地從晶片 表面去除不需要的材料的過(guò)程，通常是利用低壓等離子體放電來(lái)實(shí)現(xiàn)這一晶 體表面的材料去除的。因其刻蝕具有各向異性，可得到較好的側(cè)壁剖面形狀， 現(xiàn)已成為亞微米尺寸下刻蝕器件的最主要方法。但是，在干法刻蝕過(guò)程中， 因等離子氣體、晶片、刻蝕氣體等相互反應(yīng)而產(chǎn)生的副產(chǎn)物會(huì)附著在設(shè)備內(nèi) 的各組件上，如果長(zhǎng)期不對(duì)其進(jìn)行清洗去除，就會(huì)成為工藝過(guò)程中的污染源， 造成晶片的顆粒玷污，降低生產(chǎn)的成品率。圖l為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中因顆粒玷污造成刻蝕結(jié)果不正常的器件剖面圖，如圖1所示，對(duì)襯底101上的薄膜102進(jìn)行 刻蝕時(shí)，若晶片表面平整沒(méi)有缺陷，刻蝕開(kāi)孔103的邊緣整齊，圖形完整；但 若晶片表面存在顆粒玷污104，則會(huì)導(dǎo)致刻蝕開(kāi)孔105的邊緣變形嚴(yán)重，而這 一刻蝕圖形的變形，會(huì)造成器件性能下降，成品率降低。目前，對(duì)刻蝕設(shè)備組件進(jìn)行清潔的方法主要有兩種， 一種是利用噴砂處 理來(lái)去除設(shè)備內(nèi)附著的聚合物，但是該方法需要使用專用的噴砂機(jī)，成本較 高；另一種是利用HF酸溶液對(duì)各組件進(jìn)行浸泡及清洗，該溶液可實(shí)現(xiàn)對(duì)組件 的較為徹底清潔。但是該HF酸溶液具有較強(qiáng)的酸腐蝕性，易對(duì)設(shè)備組件造成 一定的損傷，減小設(shè)備的使用壽命，同時(shí)還會(huì)影響工藝的穩(wěn)定性。如，利用
該HF酸溶液對(duì)鋁制組件進(jìn)行浸泡，會(huì)將組件上的氧化鋁涂層破壞掉，結(jié)果造 成組件在清洗后再重新安裝回設(shè)備時(shí)，設(shè)備內(nèi)部的環(huán)境不同于清洗前，導(dǎo)致 工藝不穩(wěn)定，需要預(yù)先進(jìn)行大批的預(yù)生產(chǎn)操作，直至恢復(fù)了組件狀態(tài)，工藝 再次穩(wěn)定后，才可以恢復(fù)正常生產(chǎn)，使得設(shè)備的利用率降低。申請(qǐng)?zhí)枮?1820298.5的中國(guó)專利公開(kāi)了 一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，該 方法利用一種酸性清洗液對(duì)設(shè)備組件進(jìn)行清洗，該清洗液由酸性緩沖劑、有 機(jī)溶劑和氟化物組成，并要求該清洗液配制的PH值保持在3到6之間。該方法 可以減輕對(duì)設(shè)備金屬組件的腐蝕損傷，但因其所用的清洗液仍具有腐蝕性， 對(duì)組件有一定程度的損傷， 一方面仍會(huì)造成設(shè)備使用壽命下降，另一方面也 會(huì)因組件表面狀態(tài)的改變而影響設(shè)備內(nèi)的原有環(huán)境，造成工藝不穩(wěn)定。另外， 該清洗液的配制需要進(jìn)行PH值的測(cè)試，操作較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不很方便。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了 一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，該方法釆用對(duì)組件沒(méi)有損 傷的清洗液對(duì)設(shè)備組件進(jìn)行清洗，既防止了設(shè)備內(nèi)附著物對(duì)晶片的玷污，又 不會(huì)因清洗造成對(duì)設(shè)備組件的損傷。本發(fā)明提供的 一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，包括步驟將待清洗的刻蝕設(shè)備組件浸入丙酮溶液中；用去離子水沖洗所述組件；將所述組件放入烘箱中進(jìn)行烘烤。其中，所述浸入丙酮的時(shí)間在10至60分鐘之間。其中，所述烘箱的溫度在50到100°C之間，所述烘烤時(shí)間在10到60分 鐘之間；所述烘箱內(nèi)還可以通入惰性氣體。其中，在沖洗所述組件前，先將所述組件放入去離子水中或入丙酮溶液 中進(jìn)行超聲波清洗的處理；且所述超聲波清洗時(shí)間在1到30分鐘之間。其中，所述刻蝕設(shè)備是等離子去膠機(jī)。其中，所述組件是鋁制的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，針對(duì)刻蝕設(shè)備的特點(diǎn)，采用對(duì)組件 沒(méi)有損傷，且具有較強(qiáng)去除光刻膠及有機(jī)物能力的丙酮溶液，結(jié)合超聲波清 洗方法，對(duì)刻蝕設(shè)備的組件進(jìn)行清洗。本發(fā)明的清洗方法不僅可以有效防止
設(shè)備內(nèi)附著物脫落導(dǎo)致的對(duì)晶片的顆粒玷污，還因其對(duì)設(shè)備的組件不具有腐 蝕力，不會(huì)損傷組件，而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。另外，本發(fā)明的清洗方法， 在清洗前后對(duì)組件狀態(tài)影響不大，只是清除了其上的附著物，不會(huì)改變?cè)O(shè)備 內(nèi)的工作環(huán)境，有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行，可以省去正式生產(chǎn)前的預(yù)生產(chǎn)恢復(fù) 步驟，提高了設(shè)備的利用率。本發(fā)明的刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，所用的清洗液不需要進(jìn)行專門(mén)的配 制，具有操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。


圖2為本發(fā)明刻蝕設(shè)備組件清洗方法的流程圖； 圖3為等離子去膠機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明的處理方法可凈皮廣泛地應(yīng)用到許多應(yīng)用中，而不應(yīng)理解為僅僅適 用于對(duì)刻蝕設(shè)備組件的清洗，對(duì)于其它設(shè)備組件的去除附著物的清洗，本發(fā) 明的方法也同樣可以適用。下面是通過(guò)較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的處理方法加 以具體說(shuō)明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人 員所熟知的一般的替換無(wú)疑地涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。要實(shí)現(xiàn)既能將刻蝕設(shè)備內(nèi)的組件清洗干凈，又不損傷該設(shè)備組件，首先 就要對(duì)刻蝕設(shè)備內(nèi)附著物的性質(zhì)有一定的了解。通常的干法刻蝕工藝都是在 光刻后進(jìn)行，利用光刻后在晶片上形成的光刻膠掩膜圖形，進(jìn)行刻蝕，實(shí)現(xiàn) 掩膜圖形在硅片上的復(fù)制。在這一刻蝕過(guò)程中，主要可由兩個(gè)方面產(chǎn)生一些 刻蝕后的副產(chǎn)物，并形成刻蝕設(shè)備中的附著物 一是掩膜用的光刻膠與刻蝕 氣體反應(yīng)，形成一些含膠的聚合物；二是待刻蝕的材料與刻蝕氣體反應(yīng)，形 成一些有機(jī)聚合物。故而，可以推出刻蝕設(shè)備內(nèi)的附著物主要是由含膠聚合 物和有機(jī)聚合物組成。這類聚合物附著在設(shè)備內(nèi)的各組件上，當(dāng)該聚合物附 著物較厚時(shí)，發(fā)生脫落，對(duì)反應(yīng)室和晶片造成玷污。針對(duì)干法刻蝕設(shè)備的這 一特點(diǎn)，本發(fā)明的清洗方法中主要利用了丙酮溶液對(duì)光刻膠和有機(jī)物的強(qiáng)去 除能力，及其對(duì)組件的無(wú)腐蝕性對(duì)刻蝕設(shè)備的組件進(jìn)行了清洗。
圖2為本發(fā)明刻蝕i殳備組件清洗方法的第一實(shí)施例的流程圖，結(jié)合圖2 對(duì)本發(fā)明的第 一 實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。
本實(shí)施例中，對(duì)等離子去膠機(jī)的組件進(jìn)行清洗，該設(shè)備主要用于光刻膠 的干法去除，設(shè)備內(nèi)組件上的附著物中的膠含量較高。圖3為等離子去膠機(jī) 的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，該去膠機(jī)主要包括反應(yīng)室301,射頻電源302, 氣體供給裝置307，真空系統(tǒng)308，與射頻電源302相連的上、下電極303和 304，支撐臺(tái)305，以及氣體電離化腔室306和氣體擴(kuò)散網(wǎng)310。其中，位于 刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的各組件，包括反應(yīng)室內(nèi)壁、氣體擴(kuò)散網(wǎng)310、支撐臺(tái)305、 甚至內(nèi)部各固定螺釘上常會(huì)有一定的附著物積累，雖然其與沉積薄膜的設(shè)備 相比，該附著物在設(shè)備內(nèi)的覆蓋率較低，但若不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行清洗，仍會(huì)成 為工藝制作中的顆粒污染源。
傳統(tǒng)清洗方法易對(duì)設(shè)備組件造成損傷，以氣體擴(kuò)散網(wǎng)為例，其材制通常 為鋁制品，表面上有一層氧化鋁薄膜。如果使用傳統(tǒng)的含酸清洗液進(jìn)行清洗， 因該氣體擴(kuò)散網(wǎng)上的附著物具有區(qū)域性，表面覆蓋率并不高，在清洗過(guò)程中 該酸性清洗液與氧化鋁薄膜的較長(zhǎng)時(shí)間的接觸是不可避免的，而這一長(zhǎng)時(shí)間 接觸必然會(huì)破壞該組件表面的氧化鋁薄膜，使得組件表面狀態(tài)發(fā)生變化，這 也就導(dǎo)致了清洗后設(shè)備內(nèi)部的工作環(huán)境與清洗前不同，結(jié)果清洗后再進(jìn)行的 工藝出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，表現(xiàn)為反應(yīng)室內(nèi)的氣流不穩(wěn)定，刻蝕結(jié)果的均勻性 較差，刻蝕速率發(fā)生偏差等。只有先進(jìn)行大量的預(yù)生產(chǎn)，等待設(shè)備狀態(tài)恢復(fù) 后，才能將該設(shè)備正式投入生產(chǎn)使用，降低了設(shè)備的利用率。
為防止清洗過(guò)程中組件表面受到類似的損傷，希望能采用對(duì)組件表面沒(méi) 有腐蝕作用的清洗液對(duì)其進(jìn)行清洗。本實(shí)施例中，利用丙酮為清洗液，保持 了清洗后組件表面的完好性，確保了上述情況不會(huì)發(fā)生。下面以該氣體擴(kuò)散 網(wǎng)的清洗為例，對(duì)本發(fā)明的清洗方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先，將欲清潔的組件拆下(S201)，本實(shí)施例中為氣體擴(kuò)散網(wǎng)310。因 為本去膠機(jī)是用于去除光刻膠的，其內(nèi)的附著物主要包含了 一些光刻膠的反 應(yīng)產(chǎn)物，故而本實(shí)施例中采用了去膠和去有機(jī)物能力較強(qiáng)的丙酮溶液對(duì)其進(jìn) 行清洗可以達(dá)到較好的清洗效果。同時(shí)，因丙酮溶液對(duì)氧化鋁沒(méi)有腐蝕作用， 可以保持該氣體擴(kuò)散網(wǎng)表面的氧化鋁薄膜不發(fā)生變化，也就保證了清洗后設(shè) 備的工作環(huán)境與清洗前相同，可以不需要進(jìn)行預(yù)生產(chǎn)處理，而直接進(jìn)入生產(chǎn)200610116905.0
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下一步就是將該拆下的組件浸入丙酮溶液中(S202),本步主要是利用丙 酮溶液對(duì)附著物中的膠及有機(jī)物的溶解作用，將組件上的附著物泡得松軟， 甚至從組件上脫落。為使清潔更徹底，本步漫泡需持續(xù)一定的時(shí)間，具體時(shí) 間可由附著物的多少?zèng)Q定，通?？稍?0至60分鐘之間，如為15分鐘、30分 鐘或45分鐘等。本實(shí)施例中，組件在丙酮溶液中的浸泡是在室溫下進(jìn)行的， 無(wú)需加熱；在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以對(duì)其進(jìn)行加熱浸泡的處理，但 因丙酮易揮發(fā)，加熱的溫度不可以過(guò)高，如可以在20到50。C之間。
如果經(jīng)過(guò)浸泡后，組件上的附著物已脫落干凈，則可以直接進(jìn)行后面的 沖洗步驟，否則，還需加入一步超聲波處理步驟。
當(dāng)浸泡后的組件由丙酮溶液中取出后，將其放入超聲波清潔設(shè)備中，對(duì) 其進(jìn)行超聲波清洗(S203 )。在本步處理中，可以在超聲波設(shè)備中充入去離 子水，將組件放入去離子水中進(jìn)行超聲波清洗處理，也可以仍利用丙酮溶液 進(jìn)行超聲波處理，但最好不要再用前一步的丙酮溶液，而是更換為千凈的丙 酮溶液，以達(dá)到更好的清洗效果。本實(shí)施例中，選用了利用去離子水進(jìn)行超 聲波處理的方法。本步超聲波處理，可以利用超聲波的強(qiáng)清潔能力，將前一 浸泡步驟中已泡得松軟，但還未能脫落的附著物去除干凈，以達(dá)到徹底清潔 組件的目的。
超聲波清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器 轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間 的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小 氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然 閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力，破壞不溶 性污物而使它們分散于清洗液中，達(dá)到清洗和沖刷組件表面的作用。本實(shí)施 例中利用超聲波進(jìn)行清洗的時(shí)間可以在1到30分鐘之間，如為5分鐘、IO分鐘、 20分鐘等，具體時(shí)間的長(zhǎng)短可以根據(jù)組件上附著物的多少和組件的堅(jiān)固度確 定，如果是對(duì)易碎的組件，最好采用較短的超聲時(shí)間，如1至5分鐘左右。本 步的超聲波處理，也可以同時(shí)進(jìn)行加熱處理，加熱溫度也無(wú)需太高，如可以 在20到50"C之間。
超聲波處理完成后，為防止脫落的附著物殘?jiān)哉掣皆诮M件上，利用去
離子水對(duì)組件進(jìn)行沖洗(S204),以將其表面的殘?jiān)鼪_去。
接著，需對(duì)清洗千凈的組件進(jìn)行千燥處理，即，將該組件送入烘箱中進(jìn)
行烘烤(S205 )。在進(jìn)行烘烤前，為達(dá)到更好的清潔效果， 一般需利用惰性氣 體將組件表面的去離子水吹去，以防止烘烤后會(huì)在組件上留下水跡。本步烘 烤中，烘箱的溫度可以設(shè)置在50到100。C之間，如為60。C、 80。C等，具體 到本實(shí)施例，因組件為鋁制品，烘箱的溫度最好設(shè)置在80°C以下，如為70('C; 烘烤的時(shí)間可以在10到60分鐘之間，如為15分鐘、30分鐘或45分鐘等。 此外，因該組件是應(yīng)用于真空設(shè)備中，為達(dá)到更高的清潔度，還可以在其烘 烤期間向烘箱內(nèi)通入惰性氣體。
對(duì)組件進(jìn)行干燥處理后，完成了對(duì)組件的清洗，可以將其安裝回設(shè)備中 (S206)。本實(shí)施中對(duì)該組件的清洗利用的是丙酮，其不會(huì)對(duì)鋁制的氣體擴(kuò)散 網(wǎng)有所損傷，也不會(huì)損壞其表面的氧化鋁膜，可以保證其在清洗后和清洗前 的狀態(tài)是一致的。安裝后，該設(shè)備可以直接用于生產(chǎn)中，無(wú)需再進(jìn)行大量的 預(yù)生產(chǎn)恢復(fù)清洗前狀態(tài)。
本實(shí)施例中是以等離子去膠機(jī)中的氣體擴(kuò)散網(wǎng)的清洗為例，說(shuō)明了本發(fā) 明的清洗方法，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以利用本發(fā)明的清洗方法對(duì) 該去膠機(jī)中的其他組件，如支撐臺(tái)等進(jìn)行清洗；或?qū)ζ渌涛g設(shè)備，如離子 銑、反應(yīng)離子刻蝕機(jī)等中的組件，如支撐臺(tái)、螺釘、加熱裝置等進(jìn)行清洗， 同樣可以避免傳統(tǒng)的酸性清洗液對(duì)各組件造成的損傷，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命， 省去正式生產(chǎn)前的預(yù)生產(chǎn)恢復(fù)步驟，提高設(shè)備的利用率。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和 修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，其特征在于，包括步驟將待清洗的刻蝕設(shè)備組件浸入丙酮溶液中；用去離子水沖洗所述組件；將所述組件放入烘箱中進(jìn)行烘烤。
2、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述浸入的時(shí)間在10 至60分4中之間。
3、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述烘箱的溫度在50 到100。C之間。
4、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述烘烤時(shí)間在10到 60分鐘之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述烘箱內(nèi)通入了惰性 氣體。
6、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于在沖洗所述組件前，先 將所述組件放入去離子水中進(jìn)行超聲波清洗的處理。
7、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于在沖洗所述組件前，先 將所述組件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲波清洗的處理。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的清洗方法，其特征在于所述超聲波清洗時(shí) 間在1到30分鐘之間。
9、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述刻蝕設(shè)備是等離子 去膠機(jī)。
10、 如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述組件是鋁制的。
全文摘要
公開(kāi)了一種刻蝕設(shè)備組件的清洗方法，包括步驟將待清洗的刻蝕設(shè)備組件浸入丙酮溶液中；用去離子水沖洗所述組件；將所述組件放入烘箱中進(jìn)行烘烤。本發(fā)明的清洗方法采用對(duì)組件沒(méi)有損傷的丙酮溶液對(duì)設(shè)備組件進(jìn)行清洗，一方面延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，另一方面也有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行，可以省去正式生產(chǎn)前的預(yù)生產(chǎn)恢復(fù)步驟，提高了設(shè)備的利用率。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101154558SQ20061011690
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月30日
發(fā)明者戴祺山, 朱立頂, 段昧存, 肖建民 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司