CN114752886A - 一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，涉及石英锅等离子熔射技术领域，包括以下步骤：S1、遮蔽操作；S2、喷砂处理；S3、第一次检测操作；S4、第一次清洗操作；S5、第一次烘烤操作；S6、熔射操作；S7、第二次检测操作；S8、第二次清洗操作；S9、超声操作；S10、第二次烘烤操作。本发明石英锅用于制造集成电路的物理气相沉积中的pre‑c l ean XT工艺腔体中，物理气相沉积技术其原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上，其制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。

Description

一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法
技术领域
本发明涉及石英锅等离子熔射技术领域，具体为一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法。
背景技术
物理气相沉积技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，物理气相沉积是主要的表面处理技术之一，物理气相沉积镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜，物理气相沉积的主要方法有：真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀膜、离子镀膜和分子束外延等，相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。
随着沉积方法和技术的提升，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体以及聚合物膜等，石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，为提高石英锅的使用寿命，需要在石英锅的表面利用物理气相沉积技术以及等离子熔射方法进行镀膜处理，现有的制备方法操作一般，从而降低了使用效果，为此，我们提出了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，包括以下步骤：
S1、遮蔽操作：对产品进行自检操作，确认产品去膜后状态是否达到喷砂标准，对非熔射区域进行遮蔽处理；
S2、喷砂处理：对步骤S1中遮蔽处理后的产品进行自检操作，确认遮蔽是否合格，采用60#白刚玉对熔射区域进行喷砂处理，喷砂后用CDA吹扫处理；
S3、第一次检测操作：对步骤S2喷砂后的产品进行外观、粗糙度以及厚度测定，完成第一次检测操作；
S4、第一次清洗操作：将步骤S3中检测合格后的产品放置稳定，对产品采用高压水枪进行清洗操作，完成第一次清洗操作；
S5、第一次烘烤操作：将步骤S4中第一次清洗后的产品放置在烤箱中进行高温烘烤；
S6、熔射操作：对步骤S5中烘烤的产品进行自然冷却后，进行自检操作，自检合格后对使用区域等离子喷涂操作，熔射后自检，自检合格后去除遮蔽胶带；
S7、第二次检测操作：对步骤S6中熔射后的产品进行粗糙度、外观以及厚度进行第二次检测操作，粗糙度为5～7um，外观的表面均匀，无凹坑以及划伤；
S8、第二次清洗操作：待步骤S7中检测合格后，对产品采用高压水枪进行第二次清洗操作；
S9、超声操作：将步骤S8中二次清洗后的产品进行超声操作，超声的时间为5～10min，频率为20KHZ～100KHZ；
S10、第二次烘烤操作：将步骤S9中超声后的产品在烤箱中进行高温烘烤操作，完成石英锅的等离子熔射操作。
进一步优化本技术方案，所述步骤S1中用5cm宽度热熔胶带对石英锅边缘位置进行遮蔽处理；所述步骤S1中产品的喷砂标准为石英锅表面的膜层去除干净，无磕碰、无凹坑以及划伤。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中非适用喷砂的区域利用热熔胶带完全遮蔽处理且胶带接口处平缓，所述步骤S2中的喷砂采用60#白刚玉对石英锅进行喷砂，压力为3.0kg。
进一步优化本技术方案，所述步骤S3中喷砂后的粗糙度的要求为5-7um，外观为采用手电筒对喷砂区域进行观察，同时未喷砂的位置，喷砂均匀，利用千分尺对产品的厚度进行测定。
进一步优化本技术方案，所述步骤S4中的对产品采用高压水枪进行清洗，高压水枪的压力为30-120Mpa，清洗的时间为5-8min，清洗过程中高压水枪与石英锅的距离为30-100cm。
进一步优化本技术方案，所述步骤S5中烤箱的温度为60～90℃，烘烤的时间为1-3h。
进一步优化本技术方案，所述步骤S6中喷涂的厚度为150～250um，采用AL2O3、Y2O3或者YF3的一种或多种涂料进行喷涂，熔射距离为80～150mm，等离子枪摆动的速度为800～2000mm/S，送粉率为1～20g/min，电压/电流：30～45V/800～950A。
进一步优化本技术方案，所述步骤S7中测量的厚度＝测定后的厚度-测量前厚度。
进一步优化本技术方案，所述步骤S8中对产品采用高压水枪进行清洗操作，在压力为30～120Mpa下清洗5～8min，清洗的距离为30～100cm。
进一步优化本技术方案，所述步骤S10中的产品在60～90℃的烤箱中烘烤1～3h。
与现有技术相比，本发明提供了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，具备以下有益效果：
1、该适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，本发明石英锅用于制造集成电路的物理气相沉积中的pre-clean XT工艺腔体中，物理气相沉积技术其原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上，其制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。
2、该适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，本发明通过采用pre-clean XT对晶圆的有机残留物和原生氧化层的原位同步移除，确保表面干净并促进低接触电阻和绝佳的附着性，故石英锅都在使用区域喷射一层结缘氧化物，从而能够有效的吸附附着物的同时也保护了自身，可有效的提升维修次数，降低维修的损耗，提高寿命，继而提升晶圆产量。
附图说明
图1为本发明提出的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
实施例一：请参考图1所示，本发明公开了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，包括以下步骤：
S1、遮蔽操作：对产品进行自检操作，确认产品去膜后状态是否达到喷砂标准，对非熔射区域进行遮蔽处理，用5cm宽度热熔胶带对石英锅边缘位置进行遮蔽处理，产品的喷砂标准为石英锅表面的膜层去除干净，无磕碰、无凹坑以及划伤；
S2、喷砂处理：对步骤S1中遮蔽处理后的产品进行自检操作，确认遮蔽是否合格，采用60#白刚玉对熔射区域进行喷砂处理，喷砂后用CDA吹扫处理，非适用喷砂的区域利用热熔胶带完全遮蔽处理且胶带接口处平缓，喷砂采用60#白刚玉对石英锅进行喷砂，压力为3.0kg；
S3、第一次检测操作：对步骤S2喷砂后的产品进行外观、粗糙度以及厚度测定，完成第一次检测操作，喷砂后的粗糙度的要求为6um，外观为采用手电筒对喷砂区域进行观察，同时未喷砂的位置，喷砂均匀，利用千分尺对产品的厚度进行测定；
S4、第一次清洗操作：将步骤S3中检测合格后的产品放置稳定，对产品采用高压水枪进行清洗操作，完成第一次清洗操作，对产品采用高压水枪进行清洗，高压水枪的压力为80Mpa，清洗的时间为6min，清洗过程中高压水枪与石英锅的距离为80cm；
S5、第一次烘烤操作：将步骤S4中第一次清洗后的产品放置在烤箱中进行高温烘烤，烤箱的温度为80℃，烘烤的时间为2h；
S6、熔射操作：对步骤S5中烘烤的产品进行自然冷却后，进行自检操作，自检合格后对使用区域等离子喷涂操作，熔射后自检，自检合格后去除遮蔽胶带，喷涂的厚度为150～250um，采用Y2O3涂料进行喷涂，熔射距离为100mm，等离子枪摆动的速度为1500mm/S，送粉率为12g/min，电压/电流：40V/900A；
S7、第二次检测操作：对步骤S6中熔射后的产品进行粗糙度、外观以及厚度进行第二次检测操作，粗糙度为5um，外观的表面均匀，无凹坑以及划伤，测量的厚度＝测定后的厚度-测量前厚度；
S8、第二次清洗操作：待步骤S7中检测合格后，对产品采用高压水枪进行第二次清洗操作，产品采用高压水枪进行清洗操作，在压力为90Mpa下清洗6min，清洗的距离为45cm；
S9、超声操作：将步骤S8中二次清洗后的产品进行超声操作，超声的时间为8min，频率为70KHZ；
S10、第二次烘烤操作：将步骤S9中超声后的产品在烤箱中进行高温烘烤操作，完成石英锅的等离子熔射操作，产品在80℃的烤箱中烘烤1.6h。
实施例二：请参考图1所示，本发明公开了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，包括以下步骤：
S1、遮蔽操作：对产品进行自检操作，确认产品去膜后状态是否达到喷砂标准，对非熔射区域进行遮蔽处理，用5cm宽度热熔胶带对石英锅边缘位置进行遮蔽处理，产品的喷砂标准为石英锅表面的膜层去除干净，无磕碰、无凹坑以及划伤；
S2、喷砂处理：对步骤S1中遮蔽处理后的产品进行自检操作，确认遮蔽是否合格，采用60#白刚玉对熔射区域进行喷砂处理，喷砂后用CDA吹扫处理，非适用喷砂的区域利用热熔胶带完全遮蔽处理且胶带接口处平缓，喷砂采用60#白刚玉对石英锅进行喷砂，压力为3.0kg；
S3、第一次检测操作：对步骤S2喷砂后的产品进行外观、粗糙度以及厚度测定，完成第一次检测操作，喷砂后的粗糙度的要求为6um，外观为采用手电筒对喷砂区域进行观察，同时未喷砂的位置，喷砂均匀，利用千分尺对产品的厚度进行测定；
S4、第一次清洗操作：将步骤S3中检测合格后的产品放置稳定，对产品采用高压水枪进行清洗操作，完成第一次清洗操作，对产品采用高压水枪进行清洗，高压水枪的压力为60Mpa，清洗的时间为5min，清洗过程中高压水枪与石英锅的距离为80cm；
S5、第一次烘烤操作：将步骤S4中第一次清洗后的产品放置在烤箱中进行高温烘烤，烤箱的温度为80℃，烘烤的时间为2h；
S6、熔射操作：对步骤S5中烘烤的产品进行自然冷却后，进行自检操作，自检合格后对使用区域等离子喷涂操作，熔射后自检，自检合格后去除遮蔽胶带，喷涂的厚度为200um，采用AL2O3涂料进行喷涂，熔射距离为110mm，等离子枪摆动的速度为1500mm/S，送粉率为2.5g/min，电压/电流：36V/900A；
S7、第二次检测操作：对步骤S6中熔射后的产品进行粗糙度、外观以及厚度进行第二次检测操作，粗糙度为5um，外观的表面均匀，无凹坑以及划伤，测量的厚度＝测定后的厚度-测量前厚度；
S8、第二次清洗操作：待步骤S7中检测合格后，对产品采用高压水枪进行第二次清洗操作，产品采用高压水枪进行清洗操作，在压力为60Mpa下清洗5min，清洗的距离为80cm；
S9、超声操作：将步骤S8中二次清洗后的产品进行超声操作，超声的时间为10min，频率为80KHZ；
S10、第二次烘烤操作：将步骤S9中超声后的产品在烤箱中进行高温烘烤操作，完成石英锅的等离子熔射操作，产品在80℃的烤箱中烘烤2h。
实施例三：请参考图1所示，本发明公开了一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，包括以下步骤：
S1、遮蔽操作：对产品进行自检操作，确认产品去膜后状态是否达到喷砂标准，对非熔射区域进行遮蔽处理，用5cm宽度热熔胶带对石英锅边缘位置进行遮蔽处理，产品的喷砂标准为石英锅表面的膜层去除干净，无磕碰、无凹坑以及划伤；
S2、喷砂处理：对步骤S1中遮蔽处理后的产品进行自检操作，确认遮蔽是否合格，采用60#白刚玉对熔射区域进行喷砂处理，喷砂后用CDA吹扫处理，非适用喷砂的区域利用热熔胶带完全遮蔽处理且胶带接口处平缓，喷砂采用60#白刚玉对石英锅进行喷砂，压力为3.0kg；
S3、第一次检测操作：对步骤S2喷砂后的产品进行外观、粗糙度以及厚度测定，完成第一次检测操作，喷砂后的粗糙度的要求为5.5um，外观为采用手电筒对喷砂区域进行观察，同时未喷砂的位置，喷砂均匀，利用千分尺对产品的厚度进行测定；
S4、第一次清洗操作：将步骤S3中检测合格后的产品放置稳定，对产品采用高压水枪进行清洗操作，完成第一次清洗操作，对产品采用高压水枪进行清洗，高压水枪的压力为110Mpa，清洗的时间为7min，清洗过程中高压水枪与石英锅的距离为80cm；
S5、第一次烘烤操作：将步骤S4中第一次清洗后的产品放置在烤箱中进行高温烘烤，烤箱的温度为70℃，烘烤的时间为2h；
S6、熔射操作：对步骤S5中烘烤的产品进行自然冷却后，进行自检操作，自检合格后对使用区域等离子喷涂操作，熔射后自检，自检合格后去除遮蔽胶带，喷涂的厚度为180um，采用AL2O3、Y2O3或者YF3的一种或多种涂料进行喷涂，熔射距离为120mm，等离子枪摆动的速度为1500mm/S，送粉率为15g/min，电压/电流：40V/900A；
S7、第二次检测操作：对步骤S6中熔射后的产品进行粗糙度、外观以及厚度进行第二次检测操作，粗糙度为6um，外观的表面均匀，无凹坑以及划伤，测量的厚度＝测定后的厚度-测量前厚度；
S8、第二次清洗操作：待步骤S7中检测合格后，对产品采用高压水枪进行第二次清洗操作，产品采用高压水枪进行清洗操作，在压力为100Mpa下清洗6min，清洗的距离为70cm；
S9、超声操作：将步骤S8中二次清洗后的产品进行超声操作，超声的时间为7min，频率为80KHZ；
S10、第二次烘烤操作：将步骤S9中超声后的产品在烤箱中进行高温烘烤操作，完成石英锅的等离子熔射操作，产品在80℃的烤箱中烘烤2h。
判断标准：通过三个实施例对比，效果最佳者为实施例二，因此，选择实施例二为最佳实施例，具体对量的改变，也属于本技术方案保护的范围。
本发明的有益效果：该适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，本发明石英锅用于制造集成电路的物理气相沉积中的pre-clean XT工艺腔体中，物理气相沉积技术其原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上，其制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点；本发明通过采用pre-clean XT对晶圆的有机残留物和原生氧化层的原位同步移除，确保表面干净并促进低接触电阻和绝佳的附着性，故石英锅都在使用区域喷射一层结缘氧化物，从而能够有效的吸附附着物的同时也保护了自身，可有效的提升维修次数，降低维修的损耗，提高寿命，继而提升晶圆产量。
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 (10)

1.一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、遮蔽操作：对产品进行自检操作，确认产品去膜后状态是否达到喷砂标准，对非熔射区域进行遮蔽处理；
S2、喷砂处理：对步骤S1中遮蔽处理后的产品进行自检操作，确认遮蔽是否合格，采用60#白刚玉对熔射区域进行喷砂处理，喷砂后用CDA吹扫处理；
S3、第一次检测操作：对步骤S2喷砂后的产品进行外观、粗糙度以及厚度测定，完成第一次检测操作；
S4、第一次清洗操作：将步骤S3中检测合格后的产品放置稳定，对产品采用高压水枪进行清洗操作，完成第一次清洗操作；
S5、第一次烘烤操作：将步骤S4中第一次清洗后的产品放置在烤箱中进行高温烘烤；
S6、熔射操作：对步骤S5中烘烤的产品进行自然冷却后，进行自检操作，自检合格后对使用区域等离子喷涂操作，熔射后自检，自检合格后去除遮蔽胶带；
S7、第二次检测操作：对步骤S6中熔射后的产品进行粗糙度、外观以及厚度进行第二次检测操作，粗糙度为5～7um，外观的表面均匀，无凹坑以及划伤；
S8、第二次清洗操作：待步骤S7中检测合格后，对产品采用高压水枪进行第二次清洗操作；
S9、超声操作：将步骤S8中二次清洗后的产品进行超声操作，超声的时间为5～10min，频率为20KHZ～100KHZ；
S10、第二次烘烤操作：将步骤S9中超声后的产品在烤箱中进行高温烘烤操作，完成石英锅的等离子熔射操作。
2.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S1中用5cm宽度热熔胶带对石英锅边缘位置进行遮蔽处理；所述步骤S1中产品的喷砂标准为石英锅表面的膜层去除干净，无磕碰、无凹坑以及划伤。
3.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S2中非适用喷砂的区域利用热熔胶带完全遮蔽处理且胶带接口处平缓，所述步骤S2中的喷砂采用60#白刚玉对石英锅进行喷砂，压力为3.0kg。
4.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S3中喷砂后的粗糙度的要求为5-7um，外观为采用手电筒对喷砂区域进行观察，同时未喷砂的位置，喷砂均匀，利用千分尺对产品的厚度进行测定。
5.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S4中的对产品采用高压水枪进行清洗，高压水枪的压力为30-120Mpa，清洗的时间为5-8min，清洗过程中高压水枪与石英锅的距离为30-100cm。
6.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S5中烤箱的温度为60～90℃，烘烤的时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S6中喷涂的厚度为150～250um，采用AL2O3、Y2O3或者YF3的一种或多种涂料进行喷涂，熔射距离为80～150mm，等离子枪摆动的速度为800～2000mm/S，送粉率为1～20g/min，电压/电流：30～45V/800～950A。
8.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S7中测量的厚度＝测定后的厚度-测量前厚度。
9.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S8中对产品采用高压水枪进行清洗操作，在压力为30～120Mpa下清洗5～8min，清洗的距离为30～100cm。
10.根据权利要求1所述的一种适用于物理气相沉积工艺的石英锅等离子熔射方法，其特征在于，所述步骤S10中的产品在60～90℃的烤箱中烘烤1～3h。
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