CN115254766B - 一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，涉及半导体设备领域，该方法包括如下步骤：步骤(1)，有机溶剂处理；步骤(2)，氨水双氧水溶液处理；步骤(3)，氟酸双氧水溶液处理；步骤(4)，硝酸氟酸水溶液处理；步骤(5)，硝酸水溶液处理；步骤(6)，高温烘烤；步骤(7)，汽水枪超纯水冲洗；步骤(8)，超声波清洗；步骤(9)，无尘烘箱干燥。通过该方法，能够快速高效的去除氧化铝陶瓷GasInjector表面沉积的硅、氮等聚合物及污染物，且不损伤部件本体，达到洗净再生的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，具体是晶圆ETCH制程氧化铝陶瓷喷射器设备的洗净再生方法。
技术背景
等离子体干法刻蚀在半导体晶圆制造过程中具有重要作用，它能够将沉积在晶圆硅基表面的绝缘/非绝缘等材料有选择性的去除，形成微纳尺度的电路结构。在刻蚀腔体需注入大量的CF4、C2F6、SF6刻蚀气体，这些气体在高压电离的作用下形成含F、S的等离子体，这些等离子体在电场的作用下轰击剥离基体材料，形成预期结构。
在刻蚀过程中，刻蚀气体通过Gas Injector(喷射器)源源不断的注入腔室中，作为气体通路，它能够控制气体的流量及流向，对于后续的刻蚀工作具有重要的作用。由于部件暴漏在整个腔室环境中，等离子体轰击出来的硅、氮及其聚合物会少量的沉积在部件表面，随着设备运行时间的加长，这些沉积物会逐渐增多，在这种情况下，注入气体在经过GasInjector后其纯度会出现降低，腔室环境变差，刻蚀的精度会受到影响。此外，半导体设备价格昂贵，较长时间的运行会降低其使用寿命。为了提高生产质量，同时节约运营成本，需开发一种方法，对Gas Injector进行保养维护。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，首先用有机溶剂浸泡部件，可疏松其表面的沉积膜；然后再采用氨水双氧水溶液、氟酸双氧水溶液、硝酸氟酸水溶液、硝酸水溶液浸泡擦拭，高温烘烤，汽水枪超纯水冲洗，超声波清洗，无尘烘箱干燥，去除部件表面的沉积物。处理后的喷射器表面整洁无污染，满足再生的要求。
本发明的技术方案是：一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，包括如下步骤：
步骤一、有机溶剂浸泡及擦拭，去除沉积在喷射器部件表层的硅、氮聚合物及污染物，同时疏松软化深层的沉积物，之后用纯水冲洗残留的有机溶剂及擦拭下来的残留物；
步骤二、氨水双氧水浸泡及擦拭，软化并去除由步骤一处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤三、氟酸双氧水浸泡及擦拭，去除由步骤二处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤四、硝酸氟酸水溶液浸泡及擦拭，去除由步骤三处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤五、硝酸水溶液浸泡及擦拭，去除由步骤四处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤六、高温烘烤，使沉积在喷射器部件深层的硅、氮聚合物在高温作用下挥发去除；
步骤七、汽水枪超纯水冲洗，去除高温烘烤后部件表面的残留物；
步骤八、超声波清洗，去除部件表面残留的颗粒物；
步骤九、无尘烘箱烘干，去除部件表面的水分，使部件处于完全干燥的状态。
进一步的，步骤一中，有机溶剂为乙醇、异丙醇或者丙酮，浸泡时间为35-45分钟，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2-4分钟。
进一步的，步骤二中，将喷射器放入氨水双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为18-22分钟，溶液温度为20-35℃，氨水双氧水溶液的体积百分比分别为：氨水20％-25％、双氧水20％-25％、纯水50％-60％；所述氨水浓度为29％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
进一步的，步骤三中，将喷射器放入氟酸双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为4-6分钟，溶液温度为20-35℃，氟酸双氧水溶液的体积百分比分别为：氟酸2.5％-5％、双氧水10％-20％、纯水75％-85％；所述氟酸浓度为49％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
进一步的，步骤四中，将喷射器放入硝酸氟酸水溶液中浸泡，浸泡时间为1-3分钟，溶液温度为20-35℃，硝酸氟酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸7％-10％、氟酸7％-10％、纯水80％-85％；所述硝酸浓度为69％，氟酸浓度为49％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
进一步的，步骤五中，将喷射器放入硝酸水溶液中浸泡，浸泡时间为8-12分钟，溶液温度为20-35℃，硝酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸2％-3％、纯水97％-98％；所述硝酸浓度为69％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
进一步的，步骤六中，将喷射器部件放置在800℃的高温烘箱中烘烤1.5-2.5小时，随后冷却至室温取出部件。
进一步的，步骤七中，汽水枪超纯水冲洗部件，气压控制25-35psi，冲洗时间为1-2分钟。
进一步的，步骤八中，将喷射器放入超声波清洗槽中清洗，纯水溢流量大于300L/h，纯水电阻率大于4MΩ，超声波强度为4-10w/in2，清洗时间为30-40分钟。
进一步的，步骤九中，将喷射器放入无尘烘箱中，105-120℃恒温烘烤1.5-2小时，冷却至室温后取出部件。
本发明的有益效果如下：采用本发明提供的方法，首先用有机溶剂浸泡部件，可疏松其表面的沉积膜；然后再采用氨水双氧水溶液、氟酸双氧水溶液、硝酸氟酸水溶液、硝酸水溶液浸泡擦拭，高温烘烤，汽水枪超纯水冲洗，超声波清洗，无尘烘箱干燥，去除部件表面的沉积物。处理后的喷射器表面整洁无污染，满足再生的要求。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为清洗前Gas Injector表面放大1000倍图像；
图3为清洗后Gas Injector表面放大1000倍图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图3，该实施例中一种半导体设备氧化铝陶瓷Gas Injector(喷射器)洗净再生方法，包括如下步骤：
步骤(1)，有机溶剂处理；
采用有机溶剂浸泡浸泡40分钟，有机溶剂为丙酮，采用橘色菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为4分钟。去除沉积在喷射器部件表层的硅、氮聚合物及污染物，同时疏松软化深层的沉积物，之后用纯水冲洗残留的有机溶剂及擦拭下来的残留物。
步骤(2)，氨水双氧水溶液处理；
将Gas Injector放入氨水双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为20分钟，溶液温度为25℃，氨水双氧水溶液的体积百分比分别为：氨水25％、双氧水25％、纯水50％；氨水浓度为29％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用橘色菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2分钟。软化并去除喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物。
步骤(3)，氟酸双氧水溶液处理；
将Gas Injector放入氟酸双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为5分钟，溶液温度为25℃，氟酸双氧水溶液的体积百分比分别为：氟酸3％、双氧水15％、纯水82％；氟酸浓度为49％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用橘色菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2分钟。去除喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物。
步骤(4)，硝酸氟酸水溶液处理；
将Gas Injector放入硝酸氟酸水溶液中浸泡，浸泡时间为2分钟，溶液温度为25℃，硝酸氟酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸8％、氟酸8％、纯水84％；硝酸浓度为69％，氟酸浓度为49％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用橘色菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2分钟。去除喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物。
步骤(5)，硝酸水溶液处理；
将Gas Injector放入硝酸水溶液中浸泡，浸泡时间为10分钟，溶液温度为25℃，硝酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸2％、纯水98％；硝酸浓度为69％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用橘色菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2分钟。去除喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物。
步骤(6)，高温烘烤；
将Gas Injector放置在800℃的高温烘箱中烘烤2小时，随后冷却至室温取出部件。使沉积在喷射器部件深层的硅、氮聚合物在高温作用下挥发去除。
步骤(7)，汽水枪超纯水冲洗；
汽水枪超纯水冲洗Gas Injector，气压控制35psi，冲洗时间为2分钟。去除高温烘烤后部件表面的残留物。
步骤(8)，超声波清洗；
将将Gas Injector放入超声波清洗槽中清洗，溢流量为350L/h，纯水电阻率大于4MΩ，超声波强度为10w/in2，清洗时间为30分钟。去除部件表面残留的颗粒物。
步骤(9)，无尘烘箱干燥；
将Gas Injector放入无尘烘箱中，120℃恒温烘烤2小时，冷却至室温后取出部件。去除部件表面的水分，使部件处于完全干燥的状态。
图2、图3分别为清洗前和清洗后的Gas Injector表面放大1000倍显微镜图像，对比可以发现，清洗后部件表面的沉积膜被有效去除，达到洗净再生的目的。
以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、有机溶剂浸泡及擦拭，去除沉积在喷射器部件表层的硅、氮聚合物及污染物，同时疏松软化深层的沉积物，之后用纯水冲洗残留的有机溶剂及擦拭下来的残留物；
步骤二、氨水双氧水浸泡及擦拭，软化并去除由步骤一处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤三、氟酸双氧水浸泡及擦拭，去除由步骤二处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤四、硝酸氟酸水溶液浸泡及擦拭，去除由步骤三处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤四中，将喷射器放入硝酸氟酸水溶液中浸泡，浸泡时间为1-3分钟，溶液温度为20-35℃，硝酸氟酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸7％-10％、氟酸7％-10％、纯水80％-85％；所述硝酸浓度为69％，氟酸浓度为49％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟；
步骤五、硝酸水溶液浸泡及擦拭，去除由步骤四处理后的喷射器部件表面的沉积物，纯水冲洗残留的药液及擦拭下来的残留物；
步骤五中，将喷射器放入硝酸水溶液中浸泡，浸泡时间为8-12分钟，溶液温度为20-35℃，硝酸水溶液的体积百分比分别为：硝酸2％-3％、纯水97％-98％；所述硝酸浓度为69％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟；
步骤六、高温烘烤，使沉积在喷射器部件深层的硅、氮聚合物在高温作用下挥发去除；
步骤七、汽水枪超纯水冲洗，去除高温烘烤后部件表面的残留物；
步骤八、超声波清洗，去除部件表面残留的颗粒物；
步骤九、无尘烘箱烘干，去除部件表面的水分，使部件处于完全干燥的状态。
2.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤一中，有机溶剂为乙醇、异丙醇或者丙酮，浸泡时间为35-45分钟，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为2-4分钟。
3.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤二中，将喷射器放入氨水双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为18-22分钟，溶液温度为20-35℃，氨水双氧水溶液的体积百分比分别为：氨水20％-25％、双氧水20％-25％、纯水50％-60％；所述氨水浓度为29％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
4.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤三中，将喷射器放入氟酸双氧水溶液中浸泡，浸泡时间为4-6分钟，溶液温度为20-35℃，氟酸双氧水溶液的体积百分比分别为：氟酸2.5％-5％、双氧水10％-20％、纯水75％-85％；所述氟酸浓度为49％，双氧水浓度为30％，纯水为电阻率大于4MΩ的去离子水，采用菜瓜布手工擦拭，擦拭时间为1-2分钟。
5.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤六中，将喷射器部件放置在800℃的高温烘箱中烘烤1.5-2.5小时，随后冷却至室温取出部件。
6.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤七中，汽水枪超纯水冲洗部件，气压控制25-35psi，冲洗时间为1-2分钟。
7.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤八中，将喷射器放入超声波清洗槽中清洗，纯水溢流量大于300L/h，纯水电阻率大于4MΩ，超声波强度为4-10w/in2，清洗时间为30-40分钟。
8.根据权利要求1所述的一种半导体设备氧化铝陶瓷喷射器的洗净再生方法，其特征在于：步骤九中，将喷射器放入无尘烘箱中，105-120℃恒温烘烤1.5-2小时，冷却至室温后取出部件。
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