CN112553630A - 一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，该工艺包括以下步骤：化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1：3‑4:4‑6配制，并在配制而成的液体中常温下浸泡30min‑60min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色；超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物15±5cm，冲洗20‑40s，直至表面污染物完全去除。该种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，用化学品浸泡一段时间后，其表面钛或氮化钛膜被腐蚀，与产品界面结合强度降低，再采用超高压水枪冲洗去除污染物。本发明因不需要将表面钛或氮化钛膜完全通过浸泡腐蚀掉，大大缩短了工艺时长，提高了生产效率，同时减少了化学品的消耗，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及钛或氮化钛膜去除工艺技术领域，具体为一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺。
背景技术
氮化钛膜是指由钛氮化合物组成的薄膜。氮化钛属于间隙化合物，具有美丽的金黄色光泽，化学稳定性好，熔点高达3000℃，维氏显微硬度为20GPa左右；
氮化钛属于间隙化合物，具有美丽的金黄色光泽，化学稳定性好，熔点高达3000℃，维氏显微硬度为20GPa左右。氮化钛以面心立方的-TiN和体心四方的Ti2N两种相存在Ti2N的Ti/N比变化范围很窄，而的N/Ti比的变化范围则很宽。当N/Ti偏离1时，TiN中存在原子空位。这两种相的颜色和硬度相近。使用的氮化钛镀层，其中常常TiN和Ti2N两相共存，其组成比可以通过工艺调节；
而现有技术方案采用化学品浸泡的单一方式去除钛或氮化钛膜，存在耗时长，化学品量消耗大的问题，为此，提出一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，解决了现有技术方案采用化学品浸泡的单一方式去除钛或氮化钛膜，存在耗时长，化学品量消耗大的问题。
本发明提供如下技术方案：一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1：3-4:4-6配制而成，优选为1:3.5:5，并将配制而成的氨水、双氧水与水常温下浸泡30min-60min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色为止；
步骤二、超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物15±5cm，冲洗20-40s，直至表面污染物完全去除为止；
步骤三、喷砂工艺，对钛或氮化钛膜去除后的产品表面进行喷砂处理，用以改变产品表面粗糙度，采用24目白刚玉砂，压力为4±2kg/㎝2，喷射口距产品保持17.5±2.5cm，10-20min后，检查产品粗糙度，5-8μm合格；
步骤四、利用超纯水对钛或氮化钛膜去除后进行喷砂处理后的产品表面进行清洗10-20min；
步骤五、将待烘干的半导体设备放置在烘床上，开启风机，对半导体设备进行初步风冷，形成对流空气经过半导体设备表面进行风冷，待风冷完成后，开启加热器，将温度调至高温加热挡，取出半导体设备后，将半导体设备均匀的散布在晾晒架上，将半导体设备放入低温烘烤箱内，将温度调至低温保温挡，最后将经过烘干完成后的半导体设备放置，即完成烘干。
优选的，所述氨水浓度为25％，双氧水浓度为30％，水为去离子水。
优选的，所述超高压水枪的压力8000-10000psi。
优选的，所述超纯水的电阻率达到18MΩ*cm(25℃)。
优选的，所述氨水的含氮量为15％-18％。
优选的，所述氨水在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物析出的限制。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，用化学品浸泡一段时间后，其表面钛或氮化钛膜被腐蚀，与产品界面结合强度降低，再采用超高压水枪冲洗去除污染物。本发明因不需要将表面钛或氮化钛膜完全通过浸泡腐蚀掉，大大缩短了工艺时长，提高了生产效率，同时减少了化学品的消耗，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1：3-4:4-6配制而成，优选为1:3.5:5，并将配制而成的氨水、双氧水与水常温下浸泡30min-60min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色为止；
步骤二、超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物15±5cm，冲洗20-40s，直至表面污染物完全去除为止；
步骤三、喷砂工艺，对钛或氮化钛膜去除后的产品表面进行喷砂处理，用以改变产品表面粗糙度，采用24目白刚玉砂，压力为4±2kg/㎝2，喷射口距产品保持17.5±2.5cm，10-20min后，检查产品粗糙度，5-8μm合格；
步骤四、利用超纯水对钛或氮化钛膜去除后进行喷砂处理后的产品表面进行清洗10-20min，超纯水的制备时加入少量高锰酸钾的水源，用玻璃蒸馏装置进行二次蒸馏，再以全石英蒸馏器进行蒸馏，收集于石英容器中，可得超纯水，使用强酸型阳离子和强碱型阴离子交换树脂柱的混合床或串联柱。可充分除去水中的阳、阴离子，其电阻率达10Q·cm的水，俗称去离子水，再用全石英蒸馏器进行蒸馏，收集可得超纯水；
步骤五、将待烘干的半导体设备放置在烘床上，开启风机，对半导体设备进行初步风冷，形成对流空气经过半导体设备表面进行风冷，待风冷完成后，开启加热器，将温度调至高温加热挡，取出半导体设备后，将半导体设备均匀的散布在晾晒架上，将半导体设备放入低温烘烤箱内，将温度调至低温保温挡，最后将经过烘干完成后的半导体设备放置，即完成烘干。
氨水浓度为25％，双氧水浓度为30％，水为去离子水，双氧水和水掺合时，就会发生化学反应，双氧水被分解水，并放出具有强氧化作用的原子态氧，而氨水的作用就是促使原子态的氧的生成，从而达到去除污染物的目的；超高压水枪的压力8000-10000psi；超纯水的电阻率达到18MΩ*cm(25℃)；氨水的含氮量为15％-18％；氨水在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物析出的限制。
该加工工艺用化学品浸泡一段时间后，其表面钛或氮化钛膜被腐蚀，与产品界面结合强度降低，再采用超高压水枪冲洗去除污染物。本发明因不需要将表面钛或氮化钛膜完全通过浸泡腐蚀掉，大大缩短了工艺时长，提高了生产效率，同时减少了化学品的消耗，降低了生产成本。
实施例1
在对半导体设备表面钛或氮化钛膜进行去除时，需要说明的是，该半导体设备母材为铝合金，首先进行化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1:4:5配制而成，并将配制而成的氨水、双氧水与水常温下浸泡30min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色为止；然后超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物15cm，冲洗20s，直至表面污染物完全去除为止；再对钛或氮化钛膜去除后的产品表面进行喷砂处理，用以改变产品表面粗糙度，采用24目白刚玉砂，压力为4kg/㎝2，喷射口距产品保持17.5cm，10min后，检查产品粗糙度；然后利用超纯水对钛或氮化钛膜去除后进行喷砂处理后的产品表面进行清洗10min；最后将待烘干的半导体设备放置在烘床上，开启风机，对半导体设备进行初步风冷，形成对流空气经过半导体设备表面进行风冷，待风冷完成后，开启加热器，将温度调至高温加热挡，取出半导体设备后，将半导体设备均匀的散布在晾晒架上，将半导体设备放入低温烘烤箱内，将温度调至低温保温挡，最后将经过烘干完成后的半导体设备放置，即完成烘干。
其中，氨水浓度为25％，双氧水浓度为30％，水为去离子水，超高压水枪的压力8000psi，超纯水的电阻率达到18MΩ*cm(25℃)，氨水的含氮量为15％；氨水在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物析出的限制。
经检测，经过化学品清洗、超高压水枪冲洗及喷砂、超纯水清洗、烘干等5个关键工艺环节粗糙度，使得半导体设备的粗糙度为5μm合格。
实施例2
在对半导体设备表面钛或氮化钛膜进行去除时，需要说明的是，该半导体设备母材为钛，且在裸露部分贴上防酸碱胶带，并且每隔15min观察一次，首先去除化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1:3.5:5配制而成，并将配制而成的氨水、双氧水与水常温下浸泡50min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色为止；然后超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物20cm，冲洗30s，直至表面污染物完全去除为止；再对钛或氮化钛膜去除后的产品表面进行喷砂处理，用以改变产品表面粗糙度，采用24目白刚玉砂，压力为5kg/㎝2，喷射口距产品保持18cm，15min后，检查产品粗糙度；然后利用超纯水对钛或氮化钛膜去除后进行喷砂处理后的产品表面进行清洗20min；最后将待烘干的半导体设备放置在烘床上，开启风机，对半导体设备进行初步风冷，形成对流空气经过半导体设备表面进行风冷，待风冷完成后，开启加热器，将温度调至高温加热挡，取出半导体设备后，将半导体设备均匀的散布在晾晒架上，将半导体设备放入低温烘烤箱内，将温度调至低温保温挡，最后将经过烘干完成后的半导体设备放置，即完成烘干。
其中，氨水浓度为25％，双氧水浓度为30％，水为去离子水，超高压水枪的压力10000psi，超纯水的电阻率达到18MΩ*cm(25℃)，氨水的含氮量为18％；氨水在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物析出的限制。
经检测，经过化学品清洗、超高压水枪冲洗及喷砂、超纯水清洗、烘干等5个关键工艺环节粗糙度，使得半导体设备的粗糙度为6μm合格。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
步骤一、化学品清洗，取适量的氨水、双氧水与水，按照配比1：3-4:4-6配制而成，优选为1:3.5:5，并将配制而成的氨水、双氧水与水常温下浸泡30min-60min，直至表面古铜色污染物转变为紫黑色为止；
步骤二、超高压水枪冲洗，水枪头部距污染物15±5cm，冲洗20-40s，直至表面污染物完全去除为止；
步骤三、喷砂工艺，对钛或氮化钛膜去除后的产品表面进行喷砂处理，用以改变产品表面粗糙度，采用24目白刚玉砂，压力为4±2kg/㎝2，喷射口距产品保持17.5±2.5cm，10-20min后，检查产品粗糙度，5-8μm合格；
步骤四、利用超纯水对钛或氮化钛膜去除后进行喷砂处理后的产品表面进行清洗10-20min；
步骤五、将待烘干的半导体设备放置在烘床上，开启风机，对半导体设备进行初步风冷，形成对流空气经过半导体设备表面进行风冷，待风冷完成后，开启加热器，将温度调至高温加热挡，取出半导体设备后，将半导体设备均匀的散布在晾晒架上，将半导体设备放入低温烘烤箱内，将温度调至低温保温挡，最后将经过烘干完成后的半导体设备放置，即完成烘干。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：所述氨水浓度为25％，双氧水浓度为30％，水为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：所述超高压水枪的压力8000-10000psi。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：所述超纯水的电阻率达到18MΩ*cm(25℃)。
5.根据权利要求1所述的一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：所述氨水的含氮量为15％-18％。
6.根据权利要求1所述的一种用于半导体设备表面钛或氮化钛膜去除工艺，其特征在于：所述氨水在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物析出的限制。
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