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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