专利名称：一种阳极氧化零件表面的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种物体的清洗方法，尤其涉及微电子工艺过程中等离子腔体中的阳极氧 化零件表面的清洗方法。
背景技术：
随着半导体芯片技术的发展，技术节点已从250nm发展到65nm，甚至45nm以下，硅片 的大小也从200mm增加到300mm，在这样的情况下，每片硅片的成本变得越来越高。对加工 硅片的工艺要求越来越严格。半导体的加工需要经过多道工序，包括沉积、光刻、刻蚀、 侧墙等，刻蚀工艺是其中较为复杂的一个，等离子体刻蚀过程中等离子体的状态、各项工 艺过程参数等与刻蚀结果直接相关。
在半导体多晶硅干法刻蚀工艺过程中，随着反应地进行，会产生很多成分复杂副产
物。虽然在每次工艺后进行干法清洗，即采用六氟化硫SF6或氧气02等气体的等离子气体 在一定的真空度和射频功率下对腔室中的副产物或污染物进行清除，大部分这类副产物可 与含SF6等离子体反应而被分子泵和干泵排出反应室，但还有小部分的副产物附着在反应 室内壁上。副产物在反应室的工艺环境中，会发生一系列的分裂聚合反应，重新组合为成 分结构复杂的聚合物，此时的副产物己经很难用干法清洗的方法去除了，这种附着于内壁 上成分结构复杂的聚合物膜会随着工艺的继续进行而不断累积，而且这层薄膜稳定性不 强，随时会从内壁上脱落下来污染到硅片，所以需要对反应室内部裸露于工艺环境的腔室 进行定期清洗。
通常的清洗手段是采用有机溶剂如乙醇、异丙醇等，NH40H或K0H碱性溶液，HC1、 HN03 等酸性溶液在一定程度上可有效去除其表面的有机和金属污染物，但对于含F的污染物如 A1F3、 A1-Si-F-等，此类污染物反应活性低，普通清洗剂效果不佳
发明内容
本发明的目的是提供一种阳极氧化零件表面的清洗方法，可以实现对阳极氧化零件表 面的进行湿法清洗，对零件表面损伤小，且完全满足使用要求。刻蚀机进行正常工艺如多 晶刻蚀时，在多晶刻蚀工艺后，为腔室中的副产物提供快速、简便、有效的去除方法，恢
复腔室正常的工艺条件，从而满足生产要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的-
1、 一种阳极氧化零件表面的清洗方法，包括以下步骤
A、 用有机溶剂清洗零件表面；
B、 用碱性溶液清洗零件表面；
C、 用酸性溶液清洗零件表面；
D、 用氟化酮或氟化酮与有机溶剂的混合寧液清洗零件表面；
E、 用超声波清洗零件。 所述的步骤A前还包括
用超纯水清洗零件表面；具体用超纯水喷淋零件表面不少于设定的喷淋时间，用洁净 的高压气体吹干零件的表面。 所述的步骤A包括
Al、用有机溶剂擦拭零件，直至无带色的杂质脱落；和/或，
A2、用有机溶剂喷淋零件设定的喷淋时间，并可重复多次，且每次的喷淋时间与所用 有机溶剂的可相同或不同；和/或，
A3、用有机溶剂浸泡零件设定的浸泡时间，并可重复多次，且每次的浸泡时间与所用 有机溶剂的可相同或不同；
和/或，
A4、在擦拭、喷淋和/或浸泡零件清洗后还包括用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的 高压气体吹干零件的表面。 所述的有机溶剂为 含量为100%的异丙醇；或者， 含量为100%的乙醇；或者， 含量为100%的丙酮；
所述的异丙醇、乙醇与丙酮不低于SEMI标准的一级标准。 所述的步骤B包括-
Bl、用碱性溶液浸泡零件不少于设定的清洗时间；
B2、用洁净的擦拭物擦拭零件再用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的高压气体吹干零
件的表面。
所述的碱性溶液包括氢氧化铵NH4OH、双氧水H202与水H20，其各组份的质量含量 比为
NH4OH: H202: H20，比例为h 1: 1 20。
所述的步骤C包括
Cl、用酸性溶液擦拭零件，不超过设定的擦拭时间；
C2、用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
8、根据权利要求7所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于-
所述的酸性溶液包括硝酸HN03、氢氟酸HF、过硫酸铵(NH4)2S04与水H20，其各组份
的质量含量比为
HN03: HF: (NH4)2S04:,为1: hi: 10 50。 所述的步骤D包括-
用质量含量为1%-20%的氟化酮与有机溶剂的混合溶液浸泡零件表面，再用超纯水冲洗 零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
所述的步骤E包括
El、将零件放入超纯水的超声槽中以10-26KHz频率进行清洗20-40分钟，超纯水水温 为40-70'C ，超声能量密度小于30瓦/加仑；和/或，
E2、将零件放入去离子水的超声槽中以较30-45KHz频率进行清洗20-30分钟，去离子 水水温为40-70'C ，超声能量密度小于30瓦/加仑。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的阳极氧化零件表面的清洗方 法，主要包括使用有机溶剂、碱性溶液、稀释的酸性溶液、氟化酮溶液和超声清洗的方法 去除腔室阳极氧化处理表面的复杂污染物，可分别去除油污、金属、金属盐、含F的复杂副 产物；此清洗方法是一种无损伤、快速有效的清洗阳极氧化表面的有效方法，如果有损伤 也是极为微量的采用本专利的清洗方法对多晶刻蚀机腔室的阳极氧化表面进行清洗，可达 到无损伤、简便有效去除表面的复杂污染物，并使腔室恢复到正常的状态，符合生产工艺 要求，本专利也可用于带有阳极氧化表面的零部件的清洗。
具体实施例方式
本发明所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，主要包括使用有机溶剂、碱性溶液、稀 释的酸性溶液、氟化酮溶液和超声清洗的方法去除腔室阳极氧化处理表面的复杂污染物，
可分别去除油污、金属、金属盐、含F的复杂副产物；此清洗方法是一种无损伤、快速有效
的清洗阳极氧化表面的有效方法，如果有损伤也是极为微量的。 应用本发明的总体上包括以下步骤
一、 用有机溶剂清洗零件表面；
这一过程的目的是去除反应腔室阳极氧化表面的有机杂质。 清洗的方法有三种，可同时使用，也可单独使用。
1、 用有机溶剂擦拭零件，直至无带色的杂质脱落；
可用无尘布(洁净的擦拭物)蘸有机溶剂擦拭零件，直至无尘布无颜色。
2、 用有机溶剂浸泡零件设定的浸泡时间，再用洁净的擦拭物擦拭零件，并可重复多 次，直至无带色的杂质脱落。
可用有机溶剂浸泡零件不少于设定的浸泡时间，再用无尘布擦拭零件，直至无尘布无 颜色。为了达到淸洗的要求，可重复多次地浸泡与擦拭。
3、 用有机溶剂喷淋零件设定的喷淋时间，再用洁净的擦拭物擦拭零件，并可重复多 次，直至无带色的杂质脱落。
可用有机溶剂喷淋零件不少于设定的喷淋时间，再用无尘布擦拭零件，直至无尘布无 颜色。为了达到淸洗的要求，可重复多次地喷淋与擦拭。
在用有机溶剂擦拭和/或浸泡清洗后，用超纯水(电阻大于18Q/cm，25'C )冲洗零件 表面设定的冲洗时间，并用洁净的高压气体(通常用氮气)吹干零件的表面。
这里的有机溶剂为-
异丙醇、乙醇或丙酮，
同时，在用有机溶剂清洗前，用超纯水冲洗零件表面设定的冲洗时间，并用洁净的擦 拭物擦拭零件，直至无带色的杂质脱落；并用洁净的高压气体(通常用氮气)吹干零件的 表面。
二、 用碱性溶液清洗零件表面；
这一过程的目的是去除反应腔室阳极氧化表面的沉积物中的有机杂质、金属杂质和氟化物。
用碱性溶液浸泡零件不少于设定的清洗时间；然后用无尘布擦拭零件，直至无尘布无 颜色。再用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
所述的碱性溶液的配方包括氢氧化铵NH4OH、双氧水H202与水H20，其各组份的质量
含量比为
N,: H202:貼为1 5: 1 10: 1—20;优选的含量比为
亂0H: H202: H20为i 3:l 5:l 15;其最佳含量比为
NH40H: H202: &0为1: 1: 10。
三、 用酸性溶液清洗零件表面
此过程目的是去除反应腔室阳极氧化表面的沉积物中的金属杂质与电极杂质。 用酸性溶液擦拭零件，不超过设定的擦拭时间，并及时用纯水冲洗零件表面。并用洁 净的高压气体吹干零件的表面。
所述的酸性溶液的配方包括硝酸HN03、氢氟酸HF、过硫酸铵(NH4)2S04与水H20,其 各组份的质量含量比为-
腦3: HF: (NH4)2S04:仏0为1 5: 1 10: 1 5: l一50;优选的含量比为 眺:HF: (NH4)2S04:仏0为1 3: 1 5: 1 3: 1 20;其最佳含量比为 HN03: HF: (NH4)2SO4: H20为；1: 1: 1: 10。
过硫酸铵的作用是防止HF与硅颗粒及含Si的杂质反应生成的氟硅酸(H2SiF6)粘结在 阳极氧化表面。
四、 用氟化酮溶液清洗零件表面
此过程目的是去除反应腔室阳极氧化表面的沉积物中的含氟物质。 用质量含量为1%-20%的氟化酮与有机溶剂的混合溶液浸泡零件表面，再用超纯水冲洗 零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
五、 将零件放入超声槽中，清洗设定的时间。
此过程目的是去除反应腔室阳极氧化表面的沉积物中的一些余下的金属颗粒。
通常可分为低频清洗与高频清洗，低频清洗是将零件放入超纯水的超声槽中以io-
26KHz频率进行清洗20-40分钟，超纯水水温为40-7(TC ，超声能量密度小于30瓦/加仑；高 频清洗是将零件放入去离子水的超声槽中以较30-45KHz频率进行清洗20-30分钟，去离子水 水温为40-7(TC,超声能量密度小于30瓦/加仑。
最后，用超纯水冲洗零件表面设定的冲洗时间，并用洁净的高压气体吹干零件的表 面；再用用洁净的擦拭物擦拭零件或烘干零件。
本发明的较佳的实施例为
步骤l、在室温下使用超纯水(电阻》18Q/cm)喷淋阳极氧化层零件表面至少5分 钟，可去除表面一些吸附性较低的颗粒污染物，然后用洁净的高压气体吹干零件的表面， 一般可用带有过滤器(0.05-0.1 um)的N2枪吹干表面。
步骤2、使用电子级异丙醇来去除腔室阳极氧化表面的有机杂质，其他的有机溶剂如
果符合要求也可以使用如乙醇、丙酮等，但前提是不能造成阳极氧化件的再次污染；再用
超纯水冲洗，用洁净的高压气体吹干零件的表面， 一般可用带有过滤器(0.05-0. lum)的 N2枪吹干表面。
步骤3、使用带有氧化性弱碱性溶液NH4OH:H2O2:H2O(l:l:l-l:l:20)浸泡腔室的阳极氧 化表面，至少30分钟，可根据实际情况延长时间，并用无尘布擦拭再用超纯水冲洗，并用 洁净的高压气体吹干零件的表面， 一般可用带有过滤器(0.05-0.1 um)的N2枪吹干表面。 仏02是一种强氧化剂，既可以把有机物氧化成可溶性物质或气体，也可以把金属杂质氧化成 高价的金属离子，而金属离子可以和氨水形成较稳定的絡合离子，从而被除去。此种碱性 溶液可以去除有机杂质、金属杂质和氟化物。
步骤4、使用酸性溶液HN03:HF:H20(1:1:10-1:1:50),并含有适量的过硫酸铵如lwtW-3wt^来清洗腔室阳极氧化表面，避免酸性溶液对阳极氧化表面的腐蚀，采用沾有此酸性液 的无尘布进行擦拭，并马上用超纯水冲洗，清洗后再用超纯水冲洗，并并用洁净的高压气 体吹干零件的表面， 一般可用带有过滤器(0.05-0.1 um)的N2枪吹干表面。此酸性溶液中 的HN03能够去除金属颗粒和电极杂质，例如HN03 + Cu =Cu(N03)2 + H2， HF能够去除硅 颗粒及含Si的杂质，其中过硫酸铵的作用是防止HF与硅颗粒及含Si的杂质反应生成的氟硅 酸(H2SiF6)粘结在阳极氧化表面，例如HF和Si02反应如下
4HF + Si02 = SiF4 + 2H20
6HF +Si02 = H2SiF6 + 2H20
步骤5、在80'C左右使用氟化酮l-20wtX溶液浸泡腔室阳极氧化表面，再用超纯水冲 洗，并并用洁净的高压气体吹干零件的表面， 一般可用带有过滤器(0.05-0.1"m)的&枪 吹千表面；氟化兩lwtW-20vrtW溶液可去除含F等复杂物如-C-A1-F-，同时在加热的状态下， 提高污染物和氟化酮溶液的活性和溶解性，氟化酮具有较好的热稳定性，沸点在15(TC以 上。
步骤6、放入超声槽中以较低频率(10-26KHz)进行大颗粒的去除，超声20-40分钟， 超纯水水温为40-70°C ，超声能量密度小于30瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止 水印。时间不要过长，以免损害表面。
零件放入超声槽中以较高频率(30-45KHz)进行精洗，超声20-30分钟，18兆去离子 水水温为40-7(TC，超声能量密度小于30瓦/加仑，零件与托板之间垫有无尘布以防止水 印。时间不要过长，以免损害表面。
步骤7、超纯水喷淋陶瓷零部件表面，并并用洁净的高压气体吹干零件的表面， 一般
可用带有过滤器(0.05-0.1 ym)的N2枪吹干表面，用无尘布擦拭。还要对零件进行烘干， 温度80 120'C， 1.5 2. 5小时
在用此方法清洗后，零件表面的污染物完全被除去，阳极氧化零件表面恢复清洁，利 用表面颗粒检测仪检测，零件表面颗粒情况符合质量要求；同时，使用表面粗糙度测量仪 测试，零件表面粗糙度清洗前后变化不大，表明清洗损伤较小。清洗后的零件完全满足正 常工艺的要求，达到清洗效果。
可见，采用本专利的清洗方法对多晶刻蚀机腔室的阳极氧化表面进行清洗，可达到无 损伤、简便有效去除表面的复杂污染物，并使腔室恢复到正常的状态，符合生产工艺要 求，本专利也可用于带有阳极氧化表面的零部件的清洗。
另外，清洗方法中所使用到的化学液必须符合半导体行业标准，其等级最低为l级。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤A、用有机溶剂清洗零件表面；B、用碱性溶液清洗零件表面；C、用酸性溶液清洗零件表面；D、用氟化酮或氟化酮与有机溶剂的混合溶液清洗零件表面；E、用超声波清洗零件。
2、 根据权利要求l所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤A 前还包括用超纯水清洗零件表面；具体用超纯水喷淋零件表面不少于设定的喷淋时间，用洁净 的高压气体吹干零件的表面。
3、 根据权利要求l所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤A包括Al、用有机溶剂擦拭零件，直至无带色的杂质脱落；和/或，A2、用有机溶剂喷淋零件设定的喷淋时间，并可重复多次，且每次的喷淋时间与所用 有机溶剂的可相同或不同；和/或，A3、用有机溶剂浸泡零件设定的浸泡时间，并可重复多次，且每次的浸泡时间与所用 有机溶剂的可相同或不同；和/或，A4、在擦拭、喷淋和/或浸泡零件清洗后还包括用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的 高压气体吹干零件的表面。
4、 根据权利要求1或3所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的有 机溶剂为含量为100%的异丙醇；或者， 含量为100%的乙醇；或者， 含量为100%的丙酮；所述的异丙醇、乙醇与丙酮不低于SEMI标准的一级标准。
5、 根据权利要求1或2所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤B包括Bl、用碱性溶液浸泡零件不少于设定的清洗时间；B2、用洁净的擦拭物擦拭零件再用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
6、 根据权利要求5所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于 所述的碱性溶液包括氢氧化铵NH40H、双氧水H202与水H20，其各组份的质量含量比为-NH40H: H202: H20，比例为l: 1: 1 20。
7、 根据权利要求1或2所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤C包括Cl、用酸性溶液擦拭零件，不超过设定的擦拭时间；C2、用超纯水冲洗零件表面，并用洁净的高压气体吹千零件的表面。
8、 根据权利要求7所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于 所述的酸性溶液包括硝酸HN03、氢氟酸HF、过硫酸铵(NH4)2S04与水H20，其各组份的质量含量比为HN03: HF: (NH4)2S04:,为1: 1: 1: 10 50。
9、 根据权利要求1或2所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步骤D包括用质量含量为1%-20%的氟化酮与有机溶剂的混合溶液浸泡零件表面，再用超纯水冲 洗零件表面，并用洁净的高压气体吹干零件的表面。
10、 根据权利要求1或2所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，其特征在于，所述的步 骤E包括El、将零件放入超纯水的超声槽中以10-26KHz频率进行清洗20-40分钟，超纯水水温 为40-70'C ，超声能量密度小于30瓦/加仑；和/或，E2、将零件放入去离子水的超声槽中以较30-45KHz频率进行清洗20-30分钟，去离子 水水温为40-7(TC,超声能量密度小于30瓦/加仑。
全文摘要
本发明所述的阳极氧化零件表面的清洗方法，主要包括使用有机溶剂、碱性溶液、稀释的酸性溶液、氧化剂氟化酮和超声清洗的方法去除腔室阳极氧化处理表面的复杂污染物，可分别去除油污、金属、金属盐、含F的复杂副产物；此清洗方法是一种无损伤、快速有效的清洗阳极氧化表面的有效方法，如果有损伤也是极为微量的采用本发明的清洗方法对多晶刻蚀机腔室的阳极氧化表面进行清洗，可达到无损伤、简便有效去除表面的复杂污染物，并使腔室恢复到正常的状态，符合生产工艺要求，本发明也可用于带有阳极氧化表面的零部件的清洗。
文档编号B08B3/00GK101204701SQ200610165559
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者朱哲渊 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司