CN100509186C - 一种去除附着于石英零件表面聚合物薄膜的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种去除附着于石英零件表面聚合物薄膜的清洗方法，它包括下列步骤：化学液浸泡、粗洗和精洗。本发明所述的清洗方法操作简单，耗时少，清洗效果理想，对石英损伤小。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅刻蚀工艺，具体地涉及一种去除附着于石英零件表面聚合物薄膜的清洗方法。
背景技术
在传统的半导体多晶硅栅极干法刻蚀工艺中，随着反应的进行，会产生很多副产物。这些副产物在反应室的工艺环境下会发生一系列的分裂聚合反应，生成结构复杂的聚合物。这些聚合物的一部分可以随反应室的气流被分子泵和干泵排出反应室，另一部分会附着在反应室内壁上。附着在内壁上的聚合物膜会随着工艺的继续而不断累积，这层薄膜稳定性不强，随时可能从内壁上脱落下来而污染硅片，所以需要对反应室内裸露于工艺环境中的零件进行定期清洗。
一般多晶硅刻蚀工艺中使用的主要刻蚀剂包括Cl2、HBr、O2和一些含氟气体，在经过与Si的反应后，产生的聚合物薄膜的主要成分是含Cl、Si、O、Br等元素的混合物，结构复杂。通常的清洗手段是先用H2SO4浸泡，然后用HF溶液和去离子水擦洗。由于石英零件本身的特性与其他金属零件不同，这种方法在清除聚合物的同时，会在一定程度上损伤石英板材，而且对于聚合物清洗效果不理想，耗时较长。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种有效去除附着于石英零件表面聚合物薄膜的清洗方法。
(二)技术方案
本发明所述的清洗方法包括化学液浸泡、超纯水粗洗和去离子水精洗三步。清洗时，将石英零件同其他金属零件分开清洗。
把石英零件从刻蚀设备取下后，先用清水冲洗，然后用异丙醇(IPA)冲洗，再用清水冲洗，最后用丙酮擦拭去除油脂。
接着，用双氧水/氨水混合溶液(NH4OH:H2O2:H2O＝1:1:2～4)浸泡，再用盐酸(HCl:H2O＝1:5～10)浸泡，最后用硝酸/氢氟酸混合溶液(HNO3:HF:H2O＝5:1:40～50)浸泡。
浸泡完成后，将零件放入25kHz超声槽中进行粗洗，清洗液为超纯水。
然后，把零件放入40kHz超声槽中进行精洗，清洗液为去离子水。
若仍有残留物，可用溶液(HNO3:HF:H2O＝1:1:10～30)擦拭，每擦拭一圈马上用水冲洗并擦拭。擦拭次数不宜过多，以免损害涂层。
再用水冲洗并擦拭，N2吹干。
最后，将零件置于110～120℃烘箱中烘1.5～2.5小时。
(三)有益效果
本发明所述的清洗方法操作简单，耗时少，清洗效果理想，对石英损伤小。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将石英零件从刻蚀设备取下后，立即用水冲洗20分钟，擦拭直至无尘布没有颜色。接着用IPA反复擦拭10分钟，直至无尘布没有颜色。再用丙酮擦拭直至无尘布没有颜色。然后用水冲洗并N2吹干。
将石英零件放入溶液(NH4OH:H2O2:H2O＝1:1:2)中浸泡20分钟，不断搅动溶液，用水冲洗并N2吹干；再将石英零件放入溶液(HCl:H2O＝1:5)中浸泡20分钟，用水冲洗并擦拭；最后将石英零件放入溶液(HNO3:HF:H2O＝5:1:40)中浸泡20分钟，用水冲洗并擦拭。
浸泡完成后，将零件放入25kHz超声槽中进行粗洗，超声20分钟，超纯水水温为50℃，超声能量密度为20瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
粗洗完成后，将零件放入40kHz超声槽中进行精洗，超声20分钟，18兆去离子水水温为50℃，超声能量密度为20瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
若仍有残留物，可用溶液(HNO3:HF:H2O＝1:1:10)擦拭，每擦拭一圈马上用水冲洗并擦拭。
再用水冲洗并擦拭，N2吹干。
最后，将零件置于115℃烘箱中烘2小时。
清洗后，石英零件表面恢复清洁。使用表面颗粒检测仪检测，零件表面颗粒情况符合质量要求；使用表面粗糙度测量仪测试，零件表面粗糙度清洗前后变化不大，表明清洗损伤较小。整个清洗过程比传统方法省时。
实施例2
将石英零件从刻蚀设备取下后，立即用水冲洗30分钟，擦拭直至无尘布没有颜色。接着用IPA反复擦拭5分钟，直至无尘布没有颜色。再用丙酮擦拭直至无尘布没有颜色。然后用水冲洗并N2吹干。
将石英零件放入溶液(NH4OH:H2O2:H2O＝1:1:4)中浸泡30分钟，不断搅动溶液，用水冲洗并N2吹干；再将石英零件放入溶液(HCl:H2O＝1:10)中浸泡30分钟，用水冲洗并擦拭；最后将石英零件放入溶液(HNO3:HF:H2O＝5:1:50)中浸泡30分钟，用水冲洗并擦拭。
浸泡完成后，将零件放入25kHz超声槽中进行粗洗，超声30分钟，超纯水水温为50℃，超声能量密度为15瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
粗洗完成后，将零件放入40kHz超声槽中进行精洗，超声30分钟，18兆去离子水水温为50℃，超声能量密度为15瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
若仍有残留物，可用溶液(HNO3:HF:H2O＝1:1:30)擦拭，每擦拭一圈马上用水冲洗并擦拭。。
再用水冲洗并擦拭，N2吹干。
最后将零件置于120℃烘箱中烘1.5小时。
清洗后，石英零件表面恢复清洁。使用表面颗粒检测仪检测，零件表面颗粒情况符合质量要求；使用表面粗糙度测量仪测试，零件表面粗糙度清洗前后变化不大，表明清洗损伤较小。整个清洗过程比传统方法省时。
实施例3
将石英零件从刻蚀设备取下后，立即用水冲洗25分钟，擦拭直至无尘布没有颜色。接着用IPA反复擦拭8分钟，直至无尘布没有颜色。再用丙酮擦拭直至无尘布没有颜色。然后用水冲洗并N2吹干。
将石英零件放入溶液(NH4OH:H2O2:H2O＝1:1:4)中浸泡25分钟，不断搅动溶液，用水冲洗并N2吹干；再将石英零件放入溶液(HCl:H2O＝1:10)中浸泡25分钟，用水冲洗并擦拭；最后将石英零件放入溶液(HNO3:HF:H2O＝5:1:50)中浸泡30分钟，用水冲洗并擦拭。
浸泡完成后，将零件放入25kHz超声槽中进行粗洗，超声25分钟，超纯水水温为50℃，超声能量密度为25瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
粗洗完成后，将零件放入40kHz超声槽中进行精洗，超声25分钟，18兆去离子水水温为50℃，超声能量密度为25瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水印，石英零件面向反应室内部的一面朝上，以保证表面的光滑平整。
若仍有残留物，可用溶液(HNO3:HF:H2O＝1:1:20)擦拭，每擦拭一圈马上用水冲洗并擦拭。
再用水冲洗并擦拭，N2吹干。
最后将零件置于110℃烘箱中烘2.5小时。
清洗后，石英零件表面恢复清洁。使用表面颗粒检测仪检测，零件表面颗粒情况符合质量要求；使用表面粗糙度测量仪测试，零件表面粗糙度清洗前后变化不大，表明清洗损伤较小。整个清洗过程比传统方法省时。
Claims (2)
1、一种去除附着于石英零件表面聚合物薄膜的清洗方法，它包括下列步骤：
a.化学液浸泡；
b.粗洗；
c.精洗；其中，浸泡步骤中用到的化学液依次为：双氧水/氨水混合溶液、盐酸、硝酸/氢氟酸混合溶液；粗洗步骤所用清洗液为超纯水，且超声能量密度为15-25瓦/加仑。
2、如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于精洗步骤所用清洗液为去离子水，且超声能量密度为15-25瓦/加仑。
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