[发明专利]从掩膜、载具和沉积工具部件移除沉积材料的剥离工艺

说明书

本申请主张在2014年8月28日提交的美国临时申请第62/042,922号的权益。

技术领域

本公开内容的实施方式大体而言涉及用于从诸如掩膜、载具和其他沉积系统部件的工件剥离沉积材料层的工艺和系统，且更具体地说，但不排他，本公开内容的实施方式涉及用于从工件的表面剥离沉积层的工艺和系统，包含在温度受控液体中将超声波能量施加于工件上，所述温度经控制以增加由于沉积层的材料与工件之间的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion；CTE)失配而产生的沉积层与工件之间界面处的应力。

背景技术

用于在基板上沉积材料薄膜的沉积系统被广泛用于诸如半导体工业、薄膜电池工业、电致变色(electrochromics)工业、平板显示器工业等许多工业中。这些沉积系统可使用各种工件，诸如掩膜、基板载具和子载具、其他沉积系统部件等。这些工件需要被频繁地进行清洗，以移除堆积在工件的表面上的沉积材料。沉积材料可包括广泛范围的材料，诸如金属、半导体、绝缘体、电解质等。通常，使用侵蚀性化学工艺(经常使用危险或有毒化学品)或机械工艺(可能负面影响工件的尺寸和完整性)清洗这些工件。

显然，需要侵蚀性较小的工艺来清洗工件，这些工艺不使用危险或有毒化学品且不显著影响工件的尺寸或完整性。

发明内容

本文描述用于从诸如荫罩掩膜(shadow mask)、载具、子载具、其他沉积系统部件等的沉积系统工件移除沉积层的方法和设备。来自各种沉积系统的工件可受益于本文所描述的工艺，这些沉积系统包括物理气相沉积(physical vapor deposition；PVD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)、等离子增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition；PECVD)、溅镀、热丝化学气相沉积(hot wire chemical vapor deposition；HWCVD)、原子层沉积(atomic layer deposition；ALD)系统等。应设想，可使用所公开方法的实施方式移除非常广泛范围的沉积材料，这些沉积材料包括金属、半导体、绝缘体、电解质等。本文所描述的工艺的实施方式可包括在温度受控液体中将超声波能量施加于经涂覆的工件上。这些工艺基于诱发由于沉积层与工件之间的CTE失配造成的界面应力，从而在曝露于超声波能量期间促进沉积材料的剥离。因此，可决定剥离设备在操作范围内的温度或温度范围以有助于产生界面应力的键断裂(bond break)水平和因此带来的沉积层的较佳剥离/分层，从而留下非常清洁、尺寸未受影响的工件以便重复使用。

根据一些实施方式，一种用于从诸如掩膜、载具和其他材料沉积工艺部件的单个或多个工件剥离沉积材料的工艺可包含：提供工件，工件的表面涂覆有沉积材料层；将工件浸没在超声波浴中(ultrasonic bath)并将超声波能量施加于工件上，其中所述超声波浴含有流体且所述流体保持在从大于室温到小于流体沸点的范围内的恒温下，其中所述恒温经选择以提供沉积材料层与工件之间的明显CTE(热膨胀系数)失配，以促进从工件剥离沉积材料层，且其中超声波浴中的处理时间在从几秒至120分钟的范围内，以使沉积材料层松动；通过利用液体冲洗来清洗工件；和干燥工件。

此外，根据一些实施方式，一种用于从诸如掩膜、载具和其他材料沉积工艺部件的单个或多个工件剥离沉积材料的工艺可包含：提供工件，工件的表面涂覆有沉积材料层；将工件浸没在超声波浴中并将超声波能量施加于工件上，其中所述超声波浴含有流体且在室温与小于流体沸点之间的范围内选择的ΔT下循环水，其中工件在超声波浴中的浸没期间在ΔT下经受多个循环，其中所述ΔT经选择以提供沉积材料层与工件之间存在明显CTE(热膨胀系数)失配的温度偏差，以促进从工件剥离沉积材料层，且其中超声波浴中的处理时间在从几秒至120分钟的范围内，以使沉积材料层松动；通过利用液体冲洗来清洗工件；和干燥工件。

此外，本公开内容描述经构造用于实施上述工艺的设备和系统。根据一些实施方式，一种用于从诸如掩膜、载具和其他材料沉积系统部件的单个或多个工件剥离沉积材料的系统可包含：第一设备，用于自动机械磨蚀涂有沉积材料层的工件；第二设备，用于在温度受控流体中将超声波能量施加于工件上；第三设备，用于利用研磨材料擦洗工件上的沉积材料层；第四设备，用于酸处理工件上的任何残余涂层；第五设备，用于使用液体冲洗来清洗工件；和第六设备，用于干燥工件。