[发明专利]半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修方法

说明书

本发明提供一种半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修方法，通过预处理，即氨水双氧水、氢氟酸刻蚀去除硅部件表面沉积膜层，刻蚀裸露的硅基材表面少量的二氧化硅，使得在物理抛光前，硅部件表面洁净，不会在物理抛光时候对硅部件产生划伤；然后通过物理抛光改善硅部件的表面，使之光亮并去除等离子刻蚀产生破损层；再使用化学清洗抛光硅部件，刻蚀掉物理抛光过程中产生的浅破损层，并对硅表面进行化学清洗，去除硅部件表面颗粒和金属离子，达到类似新品性能的光洁度和清洁度，使得硅部件完成再生清洗或返修。

技术领域

本发明属于半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修领域，特别涉及一种半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修方法。备注：高阶制程是28nm以下制程。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，随着制程越来越高，对设备中部件质量(外观和离子水平)要求越来越高，在介电质等离子蚀刻过程中，在高阶制程中常常使用硅作为设备中部件的基材，由于使用高阶制程需要，对硅部件再生和返修提出了新的需求。

上述硅部件的表面接触到等离子和蚀刻气体而损耗，并且产生粒子，产生的粒子可能会污染晶圆。上述等离子蚀刻装置反应室内部还配置有很多其它部件，这些部件也通过等离子及蚀刻气体被蚀刻而产生粒子，随刻蚀进行会对设备内硅部件表面的晶格有一定的损伤(表现会出现凹坑，粗糙度偏大，产生鱼鳞斑痕等)。因此，以往清洗主要是为了去除硅部件表面的沉积膜层和消除硅部件表面产生的粒子(表面清洗干净)，使用化学清洗的方法可以去除硅部件表面的刻蚀沉积物，但是对于凹坑内部沉积物比较难以去除；同时凹坑容易带来化学残留,影响产品表面的洁净度，同时表面粗糙度变大，影响高介制程刻蚀设备刻蚀精度(刻蚀率，影响硅部件表面的微观气体分布)，故需要在化学去膜基础上增加物理抛光工艺，但物理抛光会导致产品抛光过程中产生微小破碎层和产生/吸附细小的颗粒，需要对产品进行相关处理解决颗粒吸附问题.达到修复硅部件表面破损晶格、达到良好粗糙度和更高洁净度。

关于硅部件清洗有以下相关专利:

专利文献1：专利号CN102273329A

专利文献2：专利号CN108231572A

例如，专利文献1所记载的方法为：(1)浸泡水性清洁剂，纯水冲洗；(2)浸泡IPA(异丙醇)，超声波清洗；(3)浸泡含硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合酸溶液，纯水冲洗；(4)超声清洗，纯水冲洗并干燥。

例如，专利文献2所记载的方法为：(1)浸泡氢氟酸，超声清洗后干燥；(2)浸泡含硝酸、氢氟酸、醋酸和水的混合酸溶液，纯水冲洗；(3)超声清洗后干燥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修方法，通过预处理，即氨水双氧水、氢氟酸刻蚀去除硅部件表面沉积膜层，刻蚀裸露的硅基材表面少量的二氧化硅，使得在物理抛光前，硅部件表面洁净，不会在物理抛光时候对硅部件产生划伤；然后通过物理抛光改善硅部件的表面，使之光亮并去除等离子刻蚀产生破损层；再使用化学清洗抛光硅部件，刻蚀掉物理抛光过程中产生的浅破损层，并对硅表面进行化学清洗，去除硅部件表面颗粒和金属离子，达到类似新品性能的光洁度和清洁度，使得硅部件完成再生清洗或返修。

本发明的技术方案是：半导体高阶制程蚀刻装置硅部件的再生清洗和返修方法，具体步骤如下：

步骤一、预处理：采用有机溶剂脱脂清洗，氨水双氧水浸泡，氢氟酸浸泡进行初步去膜处理；使硅产品表面达到一定洁净度；所述有机溶剂为电子级以上等级异丙醇。氨水、双氧水、氢氟酸均为电子级以上等级；

步骤二、物理研磨抛光：使用旋转研磨台，采用280#至1050#筛分碳化硅磨料对硅部件表面区域进行打磨抛光(打磨过程中用纯水冲洗，湿法研磨)，转速为30-75RMP，通过多种筛分的碳化硅磨料先粗后细的多次打磨，获得粗糙度低于0.5um的镜面打磨效果；