[发明专利]工艺腔部品的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及半导体设备工艺腔部品的清洗方法。

背景技术

由于干法刻蚀工艺会产生大量的生成物，这些生成物会沾染在工艺腔体的部品上，因此需要定期清洗这些部品。目前，清洗部品的方法主要包括化学方法和物理方法。

化学方法是利用化学药品对有机膜的溶解性和渗透性，对有机膜进行剥离。对于膜层较薄的部品，化学药品容易渗透到内部，因此有机膜通常都是以片状的形式脱落；对于膜层较厚的部品，化学药品很难渗透到内部，因此主要利用化学药品的溶解性对其进行剥离，需要处理很长的时间，但是时间太长，不仅效率低，也会对部品有较大的腐蚀作用而缩短部品的寿命。另外，腐蚀性化学品的使用，还会对环境和操作人员造成伤害。

为了节省时间，通常会使用物理方法对部品表面进行打磨，以去除生成物，但是打磨会产生比较严重的损伤，缩短部品的寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺腔部品的清洗方法，它清洁，高效，且不会损伤部品。

为解决上述技术问题，本发明的工艺腔部品的清洗方法，步骤包括：

1）将液态CO₂制作成所需规格的干冰颗粒；

2）将干冰颗粒用机械方式送入压缩空气管道，与压缩空气混合、加速，然后和压缩空气一起喷射到被清洗部品表面。

本发明用干冰高速冲击部品表面，利用干冰气化带来的热力学和材料物理性能的改变，来清除部品表面的刻蚀生成物，达到清洗部品的目的。与传统清洗方法相比，本发明的方法不仅清洗速度快，效率高，对操作人员和环境不会造成伤害，而且能够减少部品表面的磨损，延长部品的使用寿命。

附图说明

图1是铝部品清洗前的图。部品表面粘附有一层污垢。

图2是用本发明实施例的方法清洗图1的部品后的图。部品表面的污垢已完全清除，且部品表面无损伤。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

本发明所用的干冰清洗系统分为两个部分：第一部分是干冰制备系统，用于将液态CO₂制作成所需规格的干冰颗粒；第二部分是干冰喷射系统，主要是装入了干冰颗粒的清洗设备。在干冰喷射系统中，还需要压力为5bar以上，流量为2m³/min以上的洁净压缩空气气源。

清洗时，干冰颗粒由机械方式供入压缩空气管道，在管道中与压缩空气混合、加速，然后从喷嘴喷出。喷射速度通常在1.7～3.0马赫之间，取决于设计和空气压力。

在高速压缩空气气流的带送下，高密度的干冰颗粒或细粉随着压缩空气冲击到被清洗物体表面。干冰颗粒在冲击瞬间气化，体积在千分之几秒内膨胀近800倍，这样就在冲击点造成“微型爆炸”，产生强大的气化冲刷力；同时，干冰颗粒在气化瞬间与被清洗物体表面迅速发生热交换，使被清洗物体的温度急剧降低，产生冷缩内应力，使部品和干法刻蚀工艺中产生的生成物因膨胀或收缩速度不同而相互脱离，从而达到清洗部品的目的。

上述清洗方法的优点是：

首先，由于干冰颗粒变为CO₂气体挥发掉了，因此，清洗过程中不会产生任何二次废物，留下来需要收集清理的只有清除下来的污垢，这样对操作人员和环境都没不会产生伤害。

其次，干冰颗粒温度极低（-78℃），这样的低温能够影响粘附污垢的机械性能（材料温度降低后，脆性增大），同时，金属部品和非金属污垢由于材料的不同，热膨胀系数也不同，它们之间的温度差会破坏两种材料间的结合，这样，热冲击现象就更为明显，干冰颗粒能很容易地将污垢层冲击破碎。

再次，由于干冰硬度不大，并且在冲击瞬间气化，因此，即使在很高的速度下，直接冲击清洗表面，动能冲击也是很小的。因此，用干冰清洗不会对部品表面产生磨损。

用上述方法对Emax设备（氧化膜刻蚀设备）使用的铝部品进行清洗，以验证本发明的实施效果，如图1、2所示。Emax设备使用的铝部品生成物较厚，原来使用化学药品处理和百洁部打磨方法，时间需要48小时，而且对铝部品有伤害；改用本发明的方法后，仅2小时即可完成清洗，而且对铝部品伤害较小。