TW201347028A - 清洗鋁電漿室部件之方法 - Google Patents

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Abstract

一種清洗一電漿室的一部件的一表面的方法，其中部件具有一鋁或陽極化鋁表面，此方法包括以下步驟：將部件的表面浸入一稀硫酸過氧化氫(diluted sulfuric peroxide，DSP)溶液；將表面從稀硫酸過氧化氫溶液移出後，以水噴灑清洗表面；將表面浸入一稀硝酸(HNO3)溶液；將表面從硝酸溶液移出後，以水噴灑清洗表面；以及重複至少兩次將表面浸入稀硝酸隨後噴灑清洗表面的步驟。

Description

清洗鋁電漿室部件之方法
本發明係關於清洗鋁電漿室部件的方法。
由於其獨特的性質與低成本，自1980年代起，鋁合金與陽極化鋁已廣泛地應用在例如電漿蝕刻室部件鍍膜、剝離室、以及製程工具。此外，其被預期在未來將會繼續用在電漿蝕刻室鍍膜或剝離室。
隨著蝕刻特徵尺寸縮小到45奈米、32奈米、甚至25奈米，以及新的蝕刻應用，鋁和陽極化鋁的去污染與表面潔淨度已成為矽晶圓製造達到高生產良率的重要因素。所以，在鋁和陽極化鋁上需要進行一加強的精密濕清洗以達到零粒子、例如Na(鈉)和K(鉀)的低過渡金屬污染以及移動離子等級，而不會導致裸露的或底下的鋁的腐蝕以及陽極化鋁獨特性質的退化。
既有的裸鋁與陽極化鋁的精密濕清洗程序，包括線上與離線精密濕清洗程序，已經在半導體產業中進行了許多年。然而，在過去不會吸引技術上的注意的，在裸鋁與陽極化鋁表面上的相對高的金屬污染等級，已經被顯示為會導致蝕刻工具的生產問題。各供應商都有其自己的濕清洗方法以清洗裸鋁與陽極化鋁。在大多數狀況中，表面潔淨度不佳且不一致。此外，在裸鋁與陽極化鋁曝露於不同化學成份後，供應商沒有方法評估化學相容性。也沒有量化的數據來支持清洗之後的表面潔淨度。
幾個問題存在，包括世界上的濕清洗供應商缺乏設備與技術來在精密濕清洗之前與之後進行陽極化鋁的特性描述。例如，在此時，一般相信只有美國與日本具有進行這些研究的設備。此外，之前的裸鋁與陽 極化鋁的濕清洗方法或程序不能在裸鋁與陽極化鋁兩者上提供一致的表面潔淨度。關於蝕刻小特徵尺寸與新蝕刻應用，之前既有的清洗方法在裸鋁與陽極化鋁上提供高等級的移動離子和過渡金屬。所以，生產良率可能被高金屬污染等級而受影響。
此外，致力於小蝕刻特徵尺寸與新蝕刻應用的製造商通常會面對高等級的鈉和鉀，以及在生產晶圓上的其它過渡金屬的挑戰。鋁與高陽極化鋁室部件上的高等級金屬污染可導致生產良率的損失，除非金屬污染被去除。
因此，最好能有一種清洗電漿室部件的系統與方法，其中部件具有一鋁或陽極化鋁表面，其可解決上述的問題。
依一例示性的實施例，一種清洗一電漿室的一部件的一鋁或陽極化鋁表面的方法包括以下步驟：將部件的表面浸入一稀硫酸過氧化氫(diluted sulfuric peroxide，DSP)溶液；將表面從稀硫酸過氧化氫溶液移出後，以水噴灑清洗表面；將表面浸入一稀硝酸(HNO3)溶液；將表面從硝酸溶液移出後，以水噴灑清洗表面；以及重複至少兩次將表面浸入稀硝酸隨後噴灑清洗表面的步驟。
依另一例示性的實施例，一種改善一電漿室的一部件的一鋁或陽極化鋁表面抗腐蝕性的方法包括以下步驟：在室中電漿處理半導體基板後從室移出部件；在陽極化表面進行一濕清洗程序；以及在濕清洗程序之後於陽極化表面上進行熱去離子水(deionized water，DIW)密封。
積體電路晶片的製造是從一片薄的、高純度拋光片狀的單晶半導體材料基板(例如矽或鍺)開始，其被稱為「晶圓」。各晶圓在電漿反應室(或電漿室)中依序受到物理與化學的處理步驟，其在晶圓上形成各 種電路結構。在製造程序中，各種型態的薄膜可使用各種技術而沉積於晶圓上，比如以熱氧化生成二氧化矽膜，以化學汽相沉積生成矽、二氧化矽以及氮化矽膜，以及以濺鍍或其它技術生成其它金屬膜。
在沉積膜於半導體晶圓上後，半導體獨特的電性藉由將被選擇的不純物使用被稱為掺雜的製程取代進入半導體晶格而產生。被掺雜的矽晶圓可接著被均勻地覆蓋一薄光敏層，或幅射敏感材料，稱為「光阻」。定義電路中電子路徑的小幾何圖案可接著使用被稱為光刻的製程而轉移到光阻上。在光刻製程中，積體電路圖案可被畫在一被稱為「光罩」的玻璃板上，並接著光學縮小、投影、以及轉移到光敏覆蓋層上。
被光刻的光阻圖案接著以被稱為蝕刻的製程轉移到底下半導體材料的晶體表面上。真空處理室通常被用於透過供應蝕刻或沉積氣體到真空室並施加射頻(radio frequency，RF)場到氣體以激化氣體成為電漿態，在基板上蝕刻與材料的化學汽相沉積(chemical vapor deposition，CVD)。
一反應離子蝕刻系統通常由一蝕刻室構成，其具有位於其中的上電極或陽極以及一下電極或陰極。陰極係相對於陽極與容器壁負向偏壓。欲被蝕刻的晶圓係以一適當的光罩覆蓋並直接置於陰極上。一化學反應氣體，例如四氟化碳、氟氫化碳、氟氯化碳、溴化氫、氯與氟化硫或其混合物以及氧、氮、氦或氬被引入到蝕刻室中並維持在一通常在百萬托範圍內的壓力。上電極為一設於氣體出口的噴淋頭電極，其允許氣體均勻地透過電極散布到室中。陽極與陰極之間建立的電場會解離形成電漿的反應氣體。晶圓的表面透過與作用離子化學反應以及透過轟擊晶圓表面的離子的動量傳遞而被蝕刻。由電極創造的電場會吸引離子到陰極，使離子以垂直為主的方向轟擊表面，使得製程產生界限分明的垂直蝕刻側壁。
如共同擁有的美國專利第6,376,385號，其全部透過引用納入本文，所揭露者，一用於可進行一半導體基板，比如一單一晶圓，處理的電漿反應室的電極組件可包括一背構件或一環、一比如為一圓盤形式的矽噴淋頭的電極、以及一背構件與電極之間的彈性接頭。背構件或環可由石墨、鋁(包括鋁和鋁合金，例如，6061鋁)，及/或碳化矽製成。然而，電極板可被移除地以一機械固定件，比如共同擁有的美國專利公開申請案第2010/0003824與2010/0003829號所揭露的凸輪閉鎖，連接至一鋁背板。鋁背 板可具有一裸鋁外表面(即，一自然氧化外表面)，或一形成於全部或僅部份外表面上的陽極化外表面(即，陽極化鋁)。陽極化鋁包括一底層或裸鋁表面，以及一相對非多孔氧化鋁的屏障層的陽極化膜與一氧化鋁的厚多孔層。
另外，電極組件可包括一外電極環或構件，其環繞一內電極且可選地透過一介電材料環從其分離。外電極構件用於延伸單晶矽電極以處理較大的晶圓，例如300公釐的晶圓是有用的。相似於內電極，外電極構件係較佳地設有一背構件，例如，外環可包含一外電極構件可與其彈性體黏接的電接地環。內電極與/或外電極構件的背構件可以具有安裝孔，以安裝在一電容耦接的電漿處理工具中。內電極與外電極構件均較佳地包含單晶矽，以最小化電極組件的污染物。外電極構件可包含數節(例如，六節)單晶矽，安排成環形架構，各節係黏接(例如，彈性體黏接)至背構件。此外，環形架構中相鄰的節可重疊，且相鄰節之間具有間隙或接頭。
如上所述，電漿室中的部件可具有形成在全部或僅部份部件外表面的鋁外表面或陽極化鋁外表面。一鋁與/或陽極化鋁部件的例子為電容耦接電漿室的矽噴淋頭電極組件的鋁背板。其它具有鋁或陽極化鋁表面的部件的例子包括電容或電感耦接電漿室中的噴淋頭電極組件的導流板、導流環、襯墊、室壁、與/或氣體分配板。本文中所述的方法可用於任何鋁或陽極化鋁部件與/或電漿處理室具有曝露表面與/或可能曝露到電漿的表面的部件。
依一例示性的實施例，本文揭露一種清洗電漿室部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中部件具有一裸鋁或陽極化表面。此方法包括以下步驟：將表面浸入稀硫酸過氧化氫(diluted sulfuric peroxide，DSP)溶液；在將部件從稀硫酸過氧化氫溶液移出後以水噴灑清洗表面；將表面浸入一稀硝酸(HNO3)溶液；在將部件從硝酸溶液移出後以水噴灑清洗表面；以及重複至少兩次將表面浸入稀硝酸並隨後噴灑清洗表面的步驟。
依一例示性的實施例，本文揭露的方法係基於一化學溶液的選擇，其可有效地清洗裸鋁與陽極化鋁，且其潛在不具有對陽極化鋁獨特性質的衝擊。本文所揭露的方法與系統在額外的化學處理進行之前與之後，考慮了某些陽極化鋁獨特性質的關鍵參數以及陽極化鋁的化學相容 性。此外，在精密濕清洗之前與之後對陽極化鋁與裸鋁表面進行了系統化的電感耦合電漿質譜術(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICPMS)分析以支持本文的研究結果。
依一例示性的實施例，本文所揭露的方法降低了鋁和陽極化鋁表面的金屬污染等級以符合45奈米、32奈米、或甚至更小的蝕刻特徵尺寸的要求，其已經成為介電與導電電漿蝕刻應用的關鍵。如鈉與鉀等移動離子的降低在裸鋁與陽極化鋁的精密濕清洗中是一困難的課題。
由於鋁合金本身的本性，以及可用於清洗陽極化鋁而不會造成損傷的化學物質數量上的限制，從裸鋁與陽極化鋁表面降低鈉與鉀等級以及其它過渡金屬等級是困難的。例如，高等級的鈉與鉀通常會在具有複雜特徵的陽極化鋁零件上被觀察到。不能在相對的高溫中(例如，約攝氏130度或更高)處理陽極化鋁，因為高溫造成陽極薄膜的裂痕，其大幅地降低陽極化鋁的抗腐蝕性。此外，腐蝕性化學物質不能用於清洗陽極化鋁，因為化學溶液會侵襲陽極化鋁並造成陽極薄膜的退化。因此，許多軟清洗方法耗時、不有效、且具有相對高的清洗成本以及去離子水(deionized water，DIW)、擦拭、以及溶劑等材料的消耗，且金屬污染等級在軟清洗之後並不一致。
多年來，氫氧化銨(NH4OH)與過氧化氫(H2O2)混合溶液與一稀醋酸溶液已經被用於清洗陽極化鋁部件。這些溶液大致是軟性的且不會對陽極化鋁造成嚴重的損傷。然而，這些溶液的使用已被顯示對陽極化鋁抗腐蝕性的退化會造成有限的影響。事實上，兩種溶液已經被用於陽極化鋁室的線上清洗。然而，已被發現稀醋酸可與某些金屬離子形成複離子且對陽極化鋁的抗腐蝕性沒有影響。同時，過氧化氫可與金屬反應以形成金屬離子，且氫氧化銨可與金屬離子反應以形成複離子。由於過氧化氫的強氧化本質，裸鋁在曝露於過氧化氫溶液相對長的時間之後可能發生孔蝕，比如30分鐘或更長，其讓氧原子與鋁合金反應且可發生孔蝕。NH4OH與過氧化氫的混合溶液在曝露30分鐘或更長之後，也可造成陽極化鋁表面上的污漬。污漬通常可使用Scotch-BriteTM與去離子水(deionized water，DIW)去除。
氫氧化銨與過氧化氫混合溶液與稀醋酸溶液在陽極化鋁上 的表面潔淨度具有某些限制，特別是，在去除鈉跟鉀的等級上。這些溶液在移除某些移動金屬，比如銅、鐵、鈷、鋅、鈦、鉬、鎳、鎢、與鉻上也有限制。為了提升在裸鋁與陽極化鋁上的表面潔淨度，溶液的強氧化電位需要被考量。例如，含有硫酸與過氧化氫的稀硫酸過氧化氫對於移除聚合物與金屬是有效的。稀硝酸亦可移除大多數金屬，特別是銅、鐵、鈷、鋅、鈦、鎳等。同時，重量百分比40%的濃硝酸可用於檢查陽極化去離子水密封品質的標準程序。例如，重量百分比40%的硝酸溶液可以滴在陽極化鋁表面上5分鐘，然後此區域可以去離子水清洗。如果有顏色的改變，去離子水密封的品質通常不好。此外，對於具有良好去離子水密封的高品質陽極化鋁，在重量百分比40%的硝酸溶液侵襲5分鐘之後，會觀察不到顏色的變化。
依一例示性的實施例，最好能使用例如稀硫酸過氧化氫與稀硝酸溶液的化學溶液，以提供有效的溶液來清洗電漿室的具有鋁與/或陽極化鋁表面的使用過的部件。依一例示性的實施例，清洗溶液較佳地包括稀硫酸過氧化氫混合水溶液，其含有約體積百分比5.0%的重量百分比98%的硫酸水溶液、體積百分比5.0%的30%的過氧化氫水溶液、以及體積百分比90%的超純水(ultra pure water，UPW)，與/或一濃度約重量百分比2到5%的稀硝酸溶液與平衡用水。
依一例示性的實施例，進行了一採用電化學阻抗譜(electrochemical impedance spectroscopy，EIS)的標準陽極化鋁研究、一如共同擁有的美國專利公開公報第2008/0241517號所揭露的鹽酸氣泡試驗、以及一陽極化鋁試片或零件上的崩潰電壓量測作為基準。這三個參數通常是陽極化鋁的關鍵參數。鹽酸氣泡試驗量測從一陽極化層上的玻璃管中的鹽酸溶液所產生的氫氣泡。此外，這些本文中提出的方法可以在裸鋁與/或陽極化鋁表面上進行。依一例示性的實施例，此方法的步驟包括：1.將一電漿室具有裸非陽極化鋁與/或陽極化鋁表面的部件(即，部件)浸入丙酮約10分鐘；2.將部件浸入異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)約10分鐘；3.以超純水(ultra pure water，UPW)噴灑清洗部件約1分鐘； 4.將部件浸入稀且新的稀硫酸過氧化氫溶液約5分鐘；5.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；6.將部件浸入重量百分比5%的硝酸溶液約3分鐘；7.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；8.將部件浸入重量百分比5%的硝酸溶液約3分鐘；9.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘並使用潔淨乾空氣(clean dry air，CDA)或氮氣吹乾；10.將部件移動至一等級1000的無塵室；11.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；12.以重量百分比2%的硝酸擦拭部件的一側約1分鐘；13.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；14.以重量百分比2%的硝酸擦拭部件的另一側約1分鐘；15.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；16.以40千赫與8-16瓦/平方英吋的功率密度進行部件的超音波清洗約10分鐘；17.以超純水噴灑清洗部件約2分鐘；18.以潔淨乾空氣或氮氣吹乾部件；19.以華氏250度烘烤部件約1小時；20.讓部件冷卻；以及21.包裝部件。
上述的時間是較佳的，唯可使用不同的時間，包括以各種時間，比如約1到5分鐘，更佳地約2到5分鐘，來進行部件的任何浸入與/或清洗。另外，硝酸的濃度可依浸入的長度與/或基於硝酸溶液的濃度清洗部件的次數而改變，且其中低濃度硝酸的浸入與/或清洗的次數較佳地係大於高濃度硝酸。
依另一例示性的實施例，浸入與/或清洗的時間可包括將部件浸入丙酮10到30分鐘(例如，步驟1)、將部件浸入稀且新的稀硫酸過氧化氫溶液約3到10分鐘(例如，步驟4)；將部件浸入重量百分比5%的硝酸溶液約2到5分鐘(例如，步驟6與8)；以重量百分比2%的硝酸擦拭部件的一側約1到2分鐘(例如，步驟12與14)；以及以40千赫與8-16瓦 /平方英吋的功率密度進行部件的超音波清洗約10到20分鐘(例如，步驟16)。
依另一例示性的實施例，曝露各種稀硝酸溶液2小時的陽極化鋁的化學相容性被研究，以決定在電感耦合電漿質譜術分析的採樣中是否看到對陽極化鋁的獨特性質有任何潛在的影響。在電感耦合電漿質譜術分析的採樣中，可使用重量百分比0.2%的硝酸溶液作為陽極化鋁的表面污染分析。因此，陽極化的樣本或零件(即，部件)被浸入稀硝酸溶液至少一小時。然後稀硝酸溶液被送到電感耦合電漿質譜術分析以判別裸鋁與陽極化鋁的表面污染等級。
化學相容性的研究概述於表1。依一例示性的實施例，標準III型(Type III)的陽極化規格的多孔層電阻(多孔層resistance，Zpo)與隔離電阻(barrier resistance，Rb)可如下定義：多孔層電阻(歐姆-平方公分)>1.0 x 106：且隔離電阻(歐姆-平方公分)>1.0 x 108。如表1所示，關於稀硫酸過氧化氫、重量百分比5%的硝酸、以及重量百分比0.2%的硝酸溶液，若以將陽極化表面浸入稀硫酸過氧化氫5分鐘，接著浸入5%的硝酸5分鐘，然後接著浸入重量百分比0.2%的硝酸溶液2小時來清洗曝露的陽極化表面，關於陽極化鋁的酸抗腐蝕性、整體阻抗、以及電壓崩潰並沒有退化。
因此，依一例示性的實施例，達成了噴淋頭電極背板的裸鋁與陽極化鋁的表面潔淨度具有低等級的金屬與移動粒子。如本文所揭露的陽極化鋁的改良濕清洗方法或步驟可包括：達到高清洗效率與低等級的鈉、鉀、與過渡金屬；由於其高清洗效率而達到一致的表面潔淨度；以及降低比如超純水、擦拭物、勞動時間、以及清洗成本等清洗材料的消耗與使用。此外，如本文所揭露的方法與系統，在改良濕化學清洗之後降低與/或消除了可見的陽極化鋁表面的退化，並提供了陽極化鋁在中性或酸性溶液中抗腐蝕性、整體阻抗譜、以及崩潰電壓效能等獨特的性質都沒有可偵測的退化。
本文所揭露的方法可應用在用於高污染零件或系統的陽極化鋁部件與/或零件或室體本身的線上濕清洗(去污)，且在改良的精密濕清洗中達到相對低成本，其可應用在用於小特徵尺寸，例如45奈米、32奈米甚至25奈米的電漿蝕刻器。因此，依一例示性的實施例，本方法藉由降低晶圓金屬污染等級來提供一改良的蝕刻工具生產良率。
如上所述，由於其獨特的性質與高抗腐蝕性，從1980年代起，陽極化鋁已經廣泛地應用於電漿蝕刻室部件。陽極化膜由於膜本質的貢獻顯現出卓越的抗腐蝕性。廣為周知地，陽極化膜在鋁表面底下含有50μm(微米)到75μm的厚多孔層，以及一薄且密的約數百Å(埃)的隔離層。然而，經由零件製造或經由在電漿蝕刻處理中達到攝氏160度到200度的相對高溫的熱循環的熱處理，可造成陽極化鋁抗腐蝕性的嚴重退化。
另外，經由電化學阻抗資料的量化分析顯現出，熱循環可以造成嚴重的損傷以及促使陽極化鋁上，特別是在陽極化膜的多孔層上的大 的裂隙。此外，在高達攝氏160度到200度，隔離層也可能受衝擊，其可經由觀察從兩層結構到一單層結構的整體阻抗介面模型的改變而偵測到。所以，在熱損傷後，腐蝕可經由陽極膜中的大裂隙直接發生在底下的鋁表面。另外，陽極膜的抗酸腐蝕性可以從沒有熱處理的幾小時被降低到熱處理後的幾分鐘，其可使用鹽酸氣泡時間試驗來判定。
陽極膜在高溫的退化已被顯示為是因為底下鋁和陽極化鋁的不同熱膨脹係數所造成。例如，一Al6061-T6合金具有每度23 ppm的熱膨脹係數。所以，鋁的熱膨脹至少是陽極化鋁膜的兩倍。因此，當陽極化鋁在室溫與攝氏120度之間熱循環50次，整體阻抗可仍保持在一個三次常數介面模型。隔離層電阻的退化係被限制且多孔層顯示為一兩層結構。此外，第一多孔層電阻係遠低於未熱處理的陽極化鋁，但第二多孔層電阻只具有比原始的多孔層電阻有限的降低。所以，在攝氏120度或更低的陽極化鋁，多孔層的抗腐蝕性被衝擊。同時，隔離層的抗腐蝕性具有小的衝擊。另一方面，當熱循環在攝氏160度或更高，多孔層與隔離層都退化，使陽極化鋁曝露在例如攝氏160度或更高的高溫熱處理，裸鋁或具有相對於陽極化鋁膜很大的膨脹。所以，陽極膜沒有選擇只好承受劇烈的微裂隙以配合陽極膜底下的裸鋁的膨脹。另外，隨著溫度升高，陽極膜的裂隙密度會變的更大。
在蝕刻製程中相對高溫的熱循環亦可造成在攝氏120度或更高時陽極化鋁膜的抗腐蝕性退化。熱循環可為一循環或多循環。在攝氏120度時，陽極膜的退化限於多孔層，但在攝氏160度或更高時，陽極膜的退化影響到多孔層與隔離層。此外，整個陽極膜的微裂隙可造成底下的鋁經由微裂隙的直接腐蝕。
最好能具有一方法以改善陽極化鋁在熱處理或熱損傷後的抗腐蝕性，其符合陽極化鋁的關鍵性質，且修改了製造程序以避免後陽極硫化。依一例示性的實施例，陽極化鋁部件的抗腐蝕性可在上述清洗部件之後，藉由在陽極化鋁部件上進行一熱去離子水(DIW)密封來回復。
在一例示性的實施例中，陽極化鋁搖臂門的熱處理係經由分別在攝氏193度與204度的後陽極硫化中的一循環熱處理而進行。在熱處理完成後，抗腐蝕性被研究且取得了後陽極硫化後的陽極化鋁的關鍵參數， 其包括：(1)電化學阻抗譜(EIS)；(2)陽極化鋁在重量百分比5.0%的鹽酸溶液中的抗酸腐蝕性；以及(3)陽極膜的電壓崩潰(可選擇的)。
依一例示性的實施例，開發出兩種提升陽極化的抗腐蝕性的方法。如果研究與濕清洗陽極化零件的時間控制在24小時內(或更少)，可藉由將部件放在攝氏98度到100度的熱去離子水槽中並控制酸鹼值以進行一後去離子水密封來提升抗腐蝕性，其中就具有一2.0密耳厚度的陽極化鋁，熱去離子水密封時間約150分鐘，且就具有一3.0密耳厚度的陽極化鋁，熱去離子水密封時間約225分鐘。另外，就具有本文所述以外厚度的陽極化鋁部件，對應的熱去離子水時係相應調整。
另外，如果熱處理後的時間超過(或大於)24小時，需要進行一陽極化製程，其包括放置部在在陽極化槽中，並經由結束電壓進行陽極化。可使用標準III型(Type III)陽極化製程，或一混合酸陽極化以結束於高電壓。此陽極化製程幫助提升具有大裂隙的陽極化層的抗腐蝕性。在陽極化與後清洗後，部件係置於一攝氏98度到100度的熱去離子水槽中並控制酸鹼值以進行一如上所述的去離子水密封，其中就具有一2.0密耳厚度的陽極化鋁，熱去離子水密封時間約150分鐘，且就具有一3.0密耳厚度的陽極化鋁，熱去離子水密封時間約225分鐘。熱去離子水密封的時間係較佳地在陽極化供應商處嚴格被遵守。一旦熱去離子水密封之後的最後精密濕清洗被進行，陽極化鋁部件或組件可在一等級1000的無塵室被包裝。
陽極化鋁的方法被實現在一搖臂閥門上，其分別承受攝氏193度與204度的熱處理。結果顯示在前搖臂閥門上的鹽酸(氯化氫)氣泡時間，在粗糙的陽極化表面約為5分鐘。電化學阻抗譜介面模型顯示一單次常數模型指出裸鋁表面上經由陽極膜中的裂隙的直接腐蝕。在熱去離子水密封後，電化學阻抗譜顯示一具有高多孔層與隔離層電阻的標準兩次常數模型，其指出熱去離子水密封可重新填滿熱處理時產生的微裂隙，以及陽極膜可由於陽極膜的多孔與隔離層的腐蝕保護，達到一改善的抗腐蝕性。此外，試驗結果顯示鹽酸氣泡時間從一熱損傷門的5分鐘改善到粗糙陽極化表面(電漿側)的70分鐘。
熱循環或熱損傷後的熱去離子水密封部件較佳地符合陽極化鋁的關鍵性質，其中基本性質如下： 1.陽極化鋁的整體阻抗模型應顯示在部件的粗糙陽極化表面上具有多孔層與隔離層貢獻整體阻抗的兩次常數介面模型；2.多孔層抗腐蝕性應等於或大於1.0 x 106歐姆-平方公分，且其中在部件的粗糙陽極化表面上的隔離層電阻應等於或大於2.0 x 108歐姆-平方公分；以及3.部件的鹽酸氣泡時間應該在部件的粗糙陽極化表面上長於60分鐘。
例如，一僅在一熱處理循環後只具有5分鐘的鹽酸氣泡時間以及一次常數介面模型的整體阻抗的部件，在熱去離子水密封之後，達到70分鐘的鹽酸氣泡時間與整體阻抗的兩次常數介面模型。此外，多孔層抗腐蝕性增加到2.20 x 106歐姆-平方公分，且隔離層電阻達到1.49 x 109歐姆-平方公分。
需了解者，所顯示的本發明的形式僅為較佳實施例。各種功能與零件配置的改變；所說明與描述者可被均等的手段置換；且某些特徵可從其它部份獨立使用而不超出後附申請專利範圍所界定的本發明的精神與範圍。

Claims (20)

  1. 一種清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，半導體基板在該電漿室中被處理，該方法包含：將該表面浸入一稀硫酸過氧化氫(diluted sulfuric peroxide，DSP)溶液；在將該表面從該稀硫酸過氧化氫溶液移出後，以水噴灑清洗該表面；將該表面浸入一稀硝酸(HNO3)溶液；在將該表面從該硝酸溶液移出後，以水噴灑清洗該表面；以及重複將該表面浸入該稀硝酸隨後噴灑清洗該表面的步驟至少兩次。
  2. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在將該表面浸入該稀硫酸過氧化氫溶液之前進行以下步驟：將該表面浸入丙酮；在將該表面從丙酮移出後，將該表面浸入異丙醇(IPA)；以及在將該表面從異丙醇移出後，以水(超純水)噴灑清洗該表面。
  3. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在重複將該表面浸入該稀硝酸隨後噴灑清洗該表面的該步驟至少兩次後，在該表面上進行一超音波清洗。
  4. 如申請專利範圍第3項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在該超音波清洗後，噴灑清洗該表面與使用潔淨乾空氣(CDA)或氮氣吹乾該表面。
  5. 如申請專利範圍第4項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在噴灑清洗與吹乾該表面後，烘烤該表面。
  6. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中該稀硫酸過氧化氫溶液包含約體積百分比5.0%的重量百分比98%的硫酸溶液、體積百分比5.0%的30%的過氧化氫溶液、以及體積百分比90%的超純水(UPW)。
  7. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中該稀硝酸溶液具有一濃度約重量百分比2到5%的硝酸與平衡用水。
  8. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含重複將該表面浸入稀硝酸隨後使用至少兩種不同的稀硝酸溶液噴灑清洗該表面的步驟至少兩次。
  9. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在將該表面浸入稀硝酸溶液後以稀硝酸擦拭物擦拭該表面，其中該稀硝酸擦拭係使用一浸在具有約重量百分比2%的硝酸的濃度與平衡用水之溶液中的擦拭物來進行，且該稀硝酸溶液具有一約重量百分比5%的濃度的硝酸與平衡用水的濃度。
  10. 如申請專利範圍第9項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中將該表面浸入該約重量百分比5%的硝酸溶液的步驟係進行約2到5分鐘。
  11. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中將該表面浸入稀硫酸過氧化氫(DSP)溶液的步驟係進行約5分鐘。
  12. 如申請專利範圍第11項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中將該表面浸入硝酸溶液的步驟更包含將該表面浸入重量百分比約5%的硝酸溶液約5分鐘。
  13. 如申請專利範圍第12項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中該表面為一陽極化表面，該方法更包含將該表面浸入重量百分比約0.2%的硝酸約2小時，然後以一鹽酸氣泡試驗評估該陽極化表面的抗腐蝕性。
  14. 如申請專利範圍第3項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中對該表面進行超音波清洗的步驟包含以40千赫與8-16瓦/平方英吋的功率密度清洗該部件約10到20分鐘。
  15. 如申請專利範圍第1項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中該表面為一陽極化鋁表面，且更包含在該表面的清洗之後於該陽極化鋁表面上進行一熱去離子水(DIW)密封。
  16. 如申請專利範圍第15項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含：在該電漿室中電漿處理半導體基板後從該電漿室移出該陽極化鋁表面；以及在該陽極化鋁表面的清洗之後於該陽極化鋁表面上進行熱去離子水密封。
  17. 如申請專利範圍第16項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在電漿處理的約24小時之內在該陽極化鋁表面上進行熱去離子水密封。
  18. 如申請專利範圍第16項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，其中該熱去離子水密封更包含將該陽極化鋁表面置放於一攝氏約98度到約100度，酸鹼值在約5.7到約6.2之間的熱去離子水槽中。
  19. 如申請專利範圍第16項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含對具有約2.0密耳的陽極化層厚度的表面進行該熱去離子水密封約150分鐘，或對具有約3.0密耳的陽極化層厚度的表面進行該熱去離子水密封約225分鐘。
  20. 如申請專利範圍第16項的清洗電漿室之部件的鋁或陽極化鋁表面的方法，更包含在該熱去離子水密封後進行一精密濕清洗。
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