CN103628079A - 钽聚焦环的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钽聚焦环的清洗方法，其具有至少两个清洗阶段，包括：第一清洗阶段，使用第一清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；第二清洗阶段，使用第二清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；其中，所述第一清洗剂为有机溶剂、第二清洗剂为酸性溶液。采用本发明的钽聚焦环的清洗方法，可以充分全面地去除油污、灰尘及杂质等，得到更好的清洗效果。

Description

钽聚焦环的清洗方法

技术领域

本发明提供一种聚焦环的清洗方法，尤其涉及一种钽聚焦环的清洗方法。

背景技术

溅射为现代半导体芯片生产过程中常用的一种薄膜淀积技术。溅射过程中，高能粒子撞击具有高纯度的靶材料固体平板，撞击出原子。这些被撞击出的原子穿过真空，最后淀积在硅片上。而在半导体芯片的生产过程中，无论是8寸生产线，12寸生产线，凡在利用靶材进行溅射时都会用到聚焦环。聚焦环在半导体工艺中的主要作用包括：约束溅射粒子的运动轨迹，起到聚焦的作用；吸附溅射过程中产生的大的颗粒物，起到净化的作用。如图1所示，靶材300溅射出来的朝向四面八方运动的原子被聚焦环250聚焦到硅片100的上方，均匀的往硅片100上分布以成膜。

钽，由于其延展性好，易于加工，热膨胀系数小，在高温溅射过程中不易变形，因而广泛应用于聚焦环的制作。基于上述聚焦环的功能，在IMP（离子化的金属等离子体）的溅射工艺中，钽聚焦环会需要参与到溅射中来。这样，钽聚焦环表面的清洁度对于溅射所形成的镀膜的质量、产品的合格率以及生产成本而言，非常重要。因此，为了保证钽聚焦环具有足够的清洁度，需要充分完全地对钽聚焦环进行清洗。

基于此，本发明提供一种钽聚焦环的清洗方法，以提高其表面清洁度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钽聚焦环的清洗方法，该方法能够满足钽聚焦环的较高的清洗要求，充分全面地去除附着于钽聚焦环上的油污、灰尘以及其他杂质等，有效地保证溅射镀膜效果。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种钽聚焦环的清洗方法，具有至少两个清洗阶段，包括：

第一清洗阶段，使用第一清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；

第二清洗阶段，使用第二清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；

其中，所述第一清洗剂为有机溶剂、第二清洗剂为酸性溶液。

可选地，所述第一清洗阶段至少一次清洗采用超声波。

可选地，所述第一清洗阶段后采用水清洗所述钽聚焦环，而后进行所述第二阶段清洗。

可选地，所述第一清洗阶段中的至少一次清洗为在多个清洗槽中进行的清洗。

可选地，所述有机溶剂为异丙醇。

可选地，所述酸性溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液。

可选地，所述第三清洗阶段的清洗剂温度为25℃至35℃。

可选地，所述第二清洗阶段中的至少一次清洗在所述第三清洗剂中通入空气。

可选地，所述第二清洗阶段后还进行：

第三清洗阶段，使用第三清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗，所述第三清洗剂为水。

可选地，所述第三清洗阶段中的至少一次清洗为在多个清洗槽中进行的清洗。

可选地，所述第一清洗阶段中的至少一次清洗持续2分钟至10分钟。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

根据本发明钽聚焦环的清洗方法，通过采用两种以上的清洗剂进行清洗，可以全面地去除附着于钽聚焦环上的油污、灰尘、钽聚焦环表面的氧化层以及其他杂质等，有效地保证溅射镀膜效果。

附图说明

图1是聚焦环的工作原理示意图；

图2是本发明的钽聚焦环的清洗方法的一种实施方式的清洗工序流程图。

具体实施方式

在本发明的清洗方法的一个实施方式中，具有三个清洗阶段：第一清洗阶段，使用异丙醇之类的有机溶剂作为第一清洗剂依次在三个清洗槽中对钽聚焦环进行清洗，即进行三次清洗，以去除油污；第二清洗阶段，使用酸性溶液之类的清洗剂作为第二清洗剂在一个清洗槽中对钽聚焦环进行清洗，以去除其表面的氧化层；第三清洗阶段，使用水作为第三清洗剂依次在两个清洗槽中对钽聚焦环进行清洗，即进行两次清洗，以去除第二清洗阶段附着在钽聚焦环表面的酸性溶液。此外，在第二清洗阶段之前，还对携带有异丙醇等有机溶剂（即第一清洗剂）的钽聚焦环采用纯水（电阻率不小于18MΩ/cm）清洗。本实施方式中使用的清洗装置为超声波清洗装置。

参见图2的本实施方式的清洗工序流程图。

为了便于清楚地对本发明的该实施方式进行说明，将第一清洗阶段中的三个清洗槽依次设为第一槽、第二槽、第三槽，将第一阶段后的清洗第一清洗剂的清洗槽设为第四槽，将第二清洗阶段中的一个清洗槽设为第五槽，将第三清洗阶段中的两个清洗槽依次设为第六槽、第七槽。每个槽中的清洗剂或纯水需没过所述钽聚焦环。

下面，结合图2，对本发明的一种实施方式详细地进行说明。

第一清洗阶段S1：

依次在第一槽、第二槽、第三槽中，优选使用能够基本除去钽聚焦环表面上的油污、灰尘或其它杂质的有机溶剂作为第一清洗剂对钽聚焦环进行清洗。作为第一清洗剂，可以为丙酮、甲基异丙基酮等有机溶剂或多种有机溶剂的混合液，优选使用异丙醇。

本第一清洗阶段为多槽清洗，具体地，在第一槽中，采用异丙醇浸泡所述钽聚焦环。浸泡温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。通过该浸泡，以利于后续清洗。

在第二槽中，采用异丙醇清洗所述钽聚焦环，为实现更好的清洗效果，提高清洗效率，本清洗过程采用超声波，经过本过程，可以去除相当一部分附着于钽聚焦环表面的油污、灰尘以及其他杂质等。第二槽中的清洗温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。

在第三槽中，仍采用异丙醇清洗所述钽聚焦环，与第二槽中清洗过程类似，为实现更好的清洗效果，提高清洗效率，本清洗过程也采用超声波，并且本槽中的超声波频率优选与第二槽中的超声波频率不同，以利于去除不同分子大小的附着于钽聚焦环表面的油污、灰尘以及其他杂质等。第三槽中的清洗温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。

可以理解的是，第三槽中油污等杂质的含量低于第二槽中油污等杂质的含量，因而，上述步骤可以进行多次，以尽可能减少第一清洗阶段完成后附着在钽聚焦环表面的油污、灰尘以及其他杂质等。

在本实施方式的第一清洗阶段S1中，使用的第一清洗剂优选为异丙醇，但并不以此为限，只要能够有效洗去钽聚焦环表面的油污、灰尘或其它杂质、不侵蚀钽聚焦环，同时能够有效地控制清洗成本，也可以是其它清洗液，例如可以为高纯度酒精溶液等。尤其是钽聚焦环表面较易被氧化，因而在选择清洗剂时，不宜选择会使钽聚焦环表面发生氧化的清洗剂。此外，在本实施方式的第一清洗阶段S1的清洗过程中，第一清洗剂的温度、即第一槽中的清洗溶液的温度优选为30℃左右，然而对该温度无特殊限制，可以根据具体的清洗条件选择适当的温度，只要有利于提高油污、灰尘以及其他杂质等在第一清洗剂中的溶解度且对钽聚焦环表面无不利影响即可。在本实施方式中，优选第一槽中的第一清洗剂的温度范围为25℃至35℃。另外，在本实施方式中，在第一清洗阶段S1、即在第一槽和/或第二槽和/或第三槽中的清洗时间为2至10分钟，但是对该清洗时间无特殊限制。清洗时间长有利于清洗干净，然而清洗时间过长会使生产效率下降，因此，应当根据清洗效果和清洗效率等选择适当的清洗时间，一般以5分钟左右为佳。

以上第一清洗阶段S1执行完毕后，还在第四槽中对携带有异丙醇等第一清洗剂的钽聚焦环采用水清洗。

在第四槽中，采用水，优选纯水清洗所述钽聚焦环，为实现更好的清洗效果，提高清洗效率，本清洗过程采用超声波，经过本过程，可以去除附着于钽聚焦环表面的第一清洗剂。第四槽中的清洗温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。

本步骤利用了异丙醇易溶于水的特性，因而，从避免第一清洗剂变为杂质的角度出发，第一清洗剂优选溶于水的物质。

第二清洗阶段S2：

在第五槽中使用酸性溶液等第二清洗剂对钽聚焦环进行清洗。作为第二清洗剂，可以为硝酸与氢氟酸的混合溶液。本步骤中，酸性溶液中的硝酸具有氧化性，可以氧化钽聚焦环表面的灰尘等杂质，然而，该氧化性过强，会导致钽被氧化，此外，温度过高，也会提升硝酸的氧化性，温度过低反之。因而，本步骤在执行过程中，需严格控制硝酸的比例及反应温度。由于硝酸的比例、反应温度、钽聚焦环表面的清洁度三者没有线性关系，本发明人偶然得知，硝酸、氢氟酸与水的体积比为5:2:2的混合溶液（硝酸浓度：质量百分比65%-68%，氢氟酸浓度：质量百分比40%），在温度范围25℃至35℃左右，清洗时间10至30分钟时，钽聚焦环表面的清洁度较好。

此外，为防止清洗过程中，部分酸出现分层现象，在清洗过程中，优选在所述酸性溶液中通入化学性质不活泼的气体，为降低成本，例如空气，提高不同酸的混合均匀程度。通过本清洗阶段，可以非常有效地去除钽聚焦环表面的氧化层等杂质。

在本实施方式中，上述第一清洗阶段S1为多槽清洗、第二清洗阶段S2为单槽清洗。但是实际生产应用时可不限于此，可以根据具体情况设置更多的清洗阶段，而且各个清洗阶段中依次进行清洗的清洗槽的数量也可以根据具体情况进行设定。

经过上述两个清洗阶段，钽聚焦环表面的油污、灰尘、氧化层等杂质已去除。然而，由于第二清洗剂，例如酸性溶液的处理，钽聚焦环表面还会残留第二清洗剂，因而在包装前需将该残留物去除。以下介绍该去除步骤。

第三清洗阶段S3：

依次在第六槽、第七槽中，使用能够除去第二清洗剂的第三清洗剂对钽聚焦环进行清洗。第三清洗剂为水，优选纯水。

可以理解的是，经过第二阶段的清洗，钽聚焦环表面极易氧化，因而，优选第二阶段的清洗完毕后，直接将该钽聚焦环置入第六槽的第三清洗剂。

本第三清洗阶段S3也为多槽清洗，具体地，在第六槽中，采用纯水清洗所述钽聚焦环。清洗温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。为实现更好的清洗效果，提高清洗效率，本清洗过程采用超声波。此外，仍基于防止清洗过程中部分酸出现分层现象，因而在清洗过程中，优选在所述纯水中通入化学性质不活泼的气体，为降低成本，例如空气，使酸杂质均匀地溶于纯水中。通过本清洗阶段，可以初步去除钽聚焦环表面的第二清洗剂。

在第七槽中，采用纯水清洗所述钽聚焦环。清洗温度可以为25℃至35℃左右，时间为2至10分钟。优选温度为30℃，时间为5分钟。为实现更好的清洗效果，提高清洗效率，本清洗过程也采用超声波。

可以理解的是，第七槽中第二清洗剂的含量低于第六槽中第二清洗剂的含量，因而，上述第七槽中进行的处理步骤可以执行多次，例如第八槽中采用纯水，超声波处理，以尽可能减少第三清洗阶段S3完成后附着在钽聚焦环表面的第二清洗剂。

上述步骤完成后，即可将钽聚焦环取出，采用气枪（空气或氮气）吹干后，进行进一步干燥后取出检测、包装。

综上所述，根据本发明的钽聚焦环的清洗方法，通过至少二个阶段对钽聚焦环进行清洗，可以全面地去除附着于钽聚焦环上的油污、灰尘、钽聚焦环表面的氧化层以及其他杂质等，避免了仅使用一种清洗剂进行清洗不能充分全面地去除附着在钽聚焦环上的油污、灰尘以及其他杂质等而导致的清洗效果不佳。

以上所述仅是本发明的一种实施例，并不构成对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，任何在所附权利要求书所定义的本发明的实质和范围之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明中。

Claims (11)

1.一种钽聚焦环的清洗方法，其特征在于，具有至少两个清洗阶段，包括：

第一清洗阶段，使用第一清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；

第二清洗阶段，使用第二清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗；

其中，所述第一清洗剂为有机溶剂、第二清洗剂为酸性溶液。

2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗阶段至少一次清洗采用超声波。

3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗阶段后采用水清洗所述钽聚焦环，而后进行所述第二阶段清洗。

4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗阶段中的至少一次清洗为在多个清洗槽中进行的清洗。

5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述有机溶剂为异丙醇。

6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述酸性溶液为硝酸与氢氟酸的混合溶液。

7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗阶段的清洗剂温度为25℃至35℃。

8.根据权利要求6或7所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗阶段中的至少一次清洗在所述第二清洗剂中通入空气。

9.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗阶段后还进行：

第三清洗阶段，使用第三清洗剂对钽聚焦环进行至少一次清洗，所述第三清洗剂为水。

10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述第三清洗阶段中的至少一次清洗为在多个清洗槽中进行的清洗。

11.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗阶段中的至少一次清洗持续2分钟至10分钟。

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