[发明专利]一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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于泵排出反应室，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：ElectrostaticChucks)，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HNO3+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。

发明内容

本发明的目的是提供一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法，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。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多晶硅刻蚀腔室中陶瓷材料零件表面的清洗方法，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2％～20％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℃～120℃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H₂O₂与水H₂O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C41-1101A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NH₄OH、双氧水H₂O₂与水H₂O，其体积含量比为：

NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O为1～5∶3～10∶5～20。

所述的酸性溶液包括：