[发明专利]一种半导体制程设备零部件的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洗方法，特别是涉及一种半导体制程设备零部件的清洗方法。

背景技术

在半导体制程工艺中，需要特别洁净的环境，半导体制程设备尤其是腔室的零部件在安装使用前必需要去除表面的颗粒杂质等污染物以达到芯片加工工艺的要求。在腔室中使用的零部件，由于在工艺环境中使用了各种工艺气体，腐蚀性化学物质及等离子体的侵蚀会与零部件表面反应而形成一些反应污染物，或者工艺过程中形成的副产物沉积吸附在零件的表面，或对零部件表面的等离子体的轰击损伤等等，这些都会在进一步的工艺过程中造成不稳定，从而影响到工艺的结果，导致零件损伤，产品良率下降或工艺故障，所以必需有效地去除这些污染物。在这些关键的腔室零部件，有很多是陶瓷(氧化铝Al2O3，氮化铝AlN)和石英(二氧化硅SiO2)材料。针对这类零部件研发了各种各样的清洗方法。

传统的清洗方法，是将零件用有机溶剂擦洗去除表面易去除的颗粒，然后再用化学溶液(如H2SO4，HNO3，HCl，HF等)浸泡零件，从而去除表面的污染物。这些方法针对腔室内的陶瓷及石英件表面由于长时间工艺而产生的聚合物并不能有效的去除。用有机溶剂的擦洗只能去除表面上一些比较疏松的颗粒和污染物，而随后采取的化学液浸泡，若采用较低的浓度会达不到化学反应去除污染物的要求，若采用的化学液浓度过高，会对零件表面产生较严重的腐蚀，采用这样的方式去除颗粒及污染物，会对零件造成损伤，缩短零件的使用寿命，并且采用高浓度的化学液不仅使清洗成本变高，更使得清洗操作的危险性增大，处理清洗完的废液更加困难。

还有一些方法对陶瓷及石英上的顽固污点(如AlF3)采取用砂布或菜瓜布蘸取化学液研磨以去除污点。采用这种研磨的方法去除陶瓷及石英件的表面出现的顽固难去除的污点，很容易造成对零件的研磨损伤，可能造成零件的表面不均匀，缩短零件的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种半导体制程设备零部件的清洗方法，能够有效的去除零部件表面的聚合物及顽固污染物，而不会损伤零部件，同时减少了大量高浓度有毒化学液的使用，也相应的减少了废液的处理及对环境的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种半导体制程设备零部件的清洗方法，其中，将待清洗零部件置于焙烧装置中焙烧。

上述清洗方法，其中，所述焙烧温度为500℃～1500℃，焙烧时间为1～6小时，优选1.5～3小时；当零部件表面只存在一些聚合物而没有顽固污染物时，焙烧温度为500～800℃；当零部件表面存在一些很顽固的污染物不易去除时，焙烧温度为800～1500℃；零部件必需随炉冷却到常温才可取出，以防产生较大的热应力损坏零件；焙烧装置为马弗炉或煅烧炉。

上述清洗方法，其中，在焙烧之前或之后，用去离子水或有机溶剂擦拭所述零部件，用去离子水对所述零部件进行喷淋，之后烘干；所述有机溶剂为半导体制程设备零部件清洗中常用的有机溶剂，如异丙醇。

上述清洗方法，其中，在焙烧之前或之后，用菜瓜布或工业百洁布擦拭零部件表面。

上述清洗方法，其中，在焙烧之前或之后，用酸液、碱液或有机溶液对零部件进行化学液浸泡；所述化学液为体积配比为NH₄∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶2～8的溶液，浸泡时间为20～30分钟；在所述化学液浸泡后，用去离子水喷淋所述零部件，超声清洗，之后用去离子水喷淋、烘干。

上述清洗方法，其中，所述零部件材料为陶瓷或石英。

在刻蚀工艺中，腔室中产生了颗粒及聚合物污染物，这些由工艺产生的聚合物结构比较复杂，基本上由Cl、Br、Al、Si、C、O及有可能相对少的F等组成。这些污染物是在工艺环境中产生的，化学性质比较稳定，很难与化学酸碱液发生反应溶解去除。但是这些聚合物在高温下会发生分解，在对零件无损的情况下可以采用高温方法有效的去除这些用普通化学液清洗很难去除的聚合物污染。

Al的卤素化合物中，如下式所示，AlF₃的生成焓最低，也就是说相对比较容易生成，而且其升华温度为1276℃，相当稳定，很难去除。但是Al₂O₃的生成焓为-1869.9kJ/mol，熔点2000℃以上，相比于AlF₃更稳定，所以在高温有氧气的情况下，AlF₃会转化成Al₂O₃，或升华，从而被去除。