專利名稱：一種物理氣相沉積設備備件清洗方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件生產領域，尤其涉及一種物理氣相沉積設備備件清洗方 法。
背景技術：
對于物理氣相沉積(PVD，Physical Vapor Deposition)設備而言，它是單片式作 業設備，在每片晶片的工藝過程中，設備的備件起到了固定晶片位置，保護腔體側壁不受金 屬顆粒玷污等重要作用。但同時備件也是一個易耗品，需要經常更換，否則備件上黏附的金 屬膜層會越來越厚，在高溫工藝的過程中接近熔融狀態，其質地非常軟，很容易與正在工藝 中的圓片發生黏附，造成機械手臂取片時撞片或疊片等設備異常，此時需要破掉腔體的真 空環境進行打掃清潔，才能恢復正常生產，現有備件清洗往往需要送至專業清洗機構清洗， 清洗的周期較長，有時長達數個星期，往往無法保證正常生產的供應，影響生產的進度。
發明內容
本發明實施例提供了一種簡易的PVD設備備件的清洗方法，用以解決現有技術中 存在的PVD設備備件清洗過程較長，可能影響生產進度的問題。本發明實施例提供的一種物理氣相沉積PVD設備中鋁腔備件的清洗方法，包括步驟A、將鋁腔備件放入含有磷酸和去離子水的混合溶液中浸泡，去除所述備件表 面附著的金屬鋁膜層；步驟B、將經步驟A處理的鋁腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液 中浸泡并沖洗，或將經步驟A處理的鋁腔備件的表面進行噴砂處理。本發明實施例提供的一種物理氣相沉積PVD設備中鈦腔備件的清洗方法，包括步驟A、將鈦腔備件放入含有雙氧水和氫氧化銨的混合溶液中浸泡，去除所述備件 表面附著的金屬鈦膜層；步驟B、將經步驟A處理的鈦腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液 中浸泡并沖洗或將經步驟A處理的鈦腔備件的表面進行噴砂處理。本發明實施例提供的一種物理氣相沉積PVD設備中反濺腔備件的清洗方法，包 括將反濺腔備件放入所述含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡，去除所 述備件表面附著的氧化物。本發明實施例的有益效果包括本發明實施例提供的清洗PVD設備中鋁腔備件、鈦腔備件和反濺腔備件的方法， 對鋁腔備件使用含有磷酸和去離子水的混合溶液去除鋁膜層，然后使用硝酸、氫氟酸和去 離子水的混合溶液浸泡并沖洗或者噴砂的方式進行后處理，對鈦腔備件使用雙氧水和氫氧 化銨混合溶液去除鈦膜層，然后使用硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液浸泡并沖洗或者 噴砂的方式進行后處理，對反濺腔備件，直接使用硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液去除備件表面的氧化層，本發明實施例提供的PVD設備備件的清洗方法，可以較好地去除備件 表面粘附的金屬層或氧化層，在保證生產需要的清潔程度的前提下，具有簡單易行、不受場 地限制、耗時短的優點，能夠更好地保證生產進度的需要，從而解決了現有的備件清洗方式 跟不上生產進度的需要可能導致生產機臺停產的問題。
圖1為本發明實施例一提供的鋁腔備件的清洗方法流程圖；圖2為本發明實施例二提供的鈦腔備件的清洗方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明提供的一種物理氣相沉積PVD設備備件的清洗方法的具 體實施方式進行詳細的說明。本發明實施例提供的一種PVD設備備件的清洗方法，針對PVD設備中的三種備件 即鋁腔備件、鈦腔備件和反濺腔備件的清洗方案提出了相應的清洗方法，該清洗方法具有 簡單易行，清洗周期短的特點，下面分別針對這三種備件的清洗方法進行說明。實施例一針對PVD設備中的鋁腔備件，由于該備件在PVD工藝過程中表面黏附有金屬鋁膜 層，因此，在清洗時，需要首先去除金屬鋁膜層，然后再對備件進行后處理，具體來說，本發 明實施例一提供的清洗鋁腔備件的方法，如圖1所示，包括下述兩個步驟步驟S101、將鋁腔備件放入磷酸和去離子水的混合溶液中浸泡，去除所述備件表 面附著的金屬鋁膜層；步驟S102、將經步驟SlOl處理的鋁腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混 合溶液中浸泡并沖洗，或將經步驟SlOl處理完的鋁腔備件的表面直接進行噴砂處理。在上述步驟SlOl中，在20 25°C溫度下將鋁腔備件放入含有86%的磷酸和去離 子水的混合溶液中浸泡并沖洗，浸泡的時間一般為1. 5 2小時。為了在不傷害備件的情況下盡可能節約清洗時間，較佳地，在含有86%的磷酸和 去離子水的混合溶液中86%的磷酸和去離子水的體積比為1.5 1，如果鋁腔備件中鋁膜 層較厚，可以適當增加磷酸的含量，反之，可以適當減少磷酸的含量，磷酸含量可以上下浮 動5%。上述步驟S102是對鋁腔備件進行后處理的步驟，該步驟可以采用混酸溶液浸泡 處理或者噴砂處理的方式。采用混酸溶液浸泡處理的方式中，在20 25°C溫度下將經步驟SlOl處理的鋁腔 備件放入含有磷酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡10 15min，并且各間隔4、5分 鐘，將鋁腔備件撈出觀察并沖洗一次，保證鋁腔備件的表面盡可能與酸充分反應。該含有硝酸、氫氟酸和去離子水混酸溶液中含有體積比為1 1 15的70%的硝 酸、49%的氫氟酸和去離子水，在該混酸溶液中，硝酸和氫氟酸的比重比步驟SlOl中使用 的酸溶液中酸的比重相比，大大降低，采用上述比例的硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液 對鋁腔備件進行后處理，能夠較好地去除步驟SlOl反應殘留在鋁腔備件上的剩余雜質，處 理完之后備件表面光滑，為了使得清洗完成的鋁腔備件再次使用時，能夠更好地黏附鋁膜
4層，以免其黏附的金屬膜層在反應中與工藝中的圓片發生黏附，也可以直接使用噴砂工藝 對經過步驟SlOl處理的鋁腔備件表面進行處理，增加鋁腔備件表面的粗糙度。在本發明實施例一還提供了另一種鋁腔備件的清洗方法，與上述步驟SlOl和 S102的處理過程大致相同，不同之處在于，本發明實施例二提供的鋁腔備件的清洗方法，首 先需要將待清洗的鋁腔備件放入含有硝酸、磷酸和去離子水的混合溶液中進行浸泡進行清 洗，除去鋁腔備件表面的金屬鋁膜層，處理完成后對鋁腔備件進行后處理的步驟與上述步 驟S102相同。上述含有硝酸、磷酸和去離子水的混合溶液中，含有體積比為1 7 4的70%的 硝酸、86%的磷酸和去離子水。在上述混合溶液中浸泡溫度和時間與步驟SlOl中相同，在 此不再贅述。實施例二 本發明實施例二提供了一種PVD設備中鈦腔備件的清洗方法，包括清洗步驟 (S201)和后處理步驟(S202)，具體來說，如圖2所示，包括步驟S201、將鈦腔備件放入含有雙氧水、氫氧化銨和去離子水的混合溶液中浸泡， 去除鈦腔備件表面附著的金屬鈦膜層；步驟S202、將經步驟S201處理的鈦腔備件放入含有70%的硝酸、49%的氫氟酸和 去離子水的混合溶液中浸泡并沖洗或將經步驟A處理的鈦腔備件的表面進行噴砂處理。上述步驟S201中，在80°C下將鈦腔備件放入含有雙氧水、氫氧化銨和去離子水的 混合溶液中浸泡，總的浸泡的時間為2. 5 3小時；較佳地，上述含有雙氧水、氫氧化銨和去離子水的混合溶液中雙氧水、氫氧化銨和 去離子水的體積比為1 1.5 2，由于雙氧水和氫氧化銨具有強的氧化作用，能夠去除鈦 腔備件上附著的金屬鈦層。步驟S202是對鋁腔備件進行后處理的步驟，該步驟S202同樣可以采用酸溶液浸 泡處理或者噴砂處理的方式。本步驟S202采用混酸溶液浸泡處理的方式中，在20 25°C溫度下將經步驟S201 處理的鈦腔備件放入硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡，浸泡時間為2 5min，每 間隔一分鐘，將鋁腔備件撈出觀察并沖洗一次，保證鋁腔備件的表面盡可能與酸充分反應。該含有硝酸、氫氟酸和去離子水混酸溶液中含有體積比為1 1 20的70%的硝 酸、49%的氫氟酸和去離子水，采用上述比例的含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液對 經過步驟S201處理的鈦腔備件進行處理，能夠較好地去除步驟SlOl反應殘留在鈦腔備件 上的剩余雜質，處理完之后備件表面光滑，為了使得清洗完成的鈦腔備件再次使用時，能夠 更好地黏附鈦膜層，避免其黏附的金屬鈦膜層在反應中與工藝中的圓片發生黏附，也可以 直接使用噴砂工藝對經過步驟SlOl處理的鈦腔備件表面進行處理，增加經步驟S201處理 過的鈦腔備件表面的粗糙度。實施例三本發明實施例三提供的反濺腔備件的清洗過程，由于反濺腔表面附著的膜層主要 是二氧化硅層，較金屬鋁膜層和金屬鈦膜層更容易使用酸溶液去除，因此，其清洗的過程比 鋁腔備件和鈦腔備件的清洗過程簡單，在20 25°C溫度下將反濺腔備件放入含有硝酸、氫 氟酸和去離子水的混合溶液中進行浸泡，浸泡時間10 15min，浸泡過程中每隔五分鐘將備件撈出觀察并沖洗。使得硝酸和氫氟酸能夠與充分與二氧化硅反應，去除反濺腔表面的
二氧化硅。本發明實施例三中，含有硝酸、氫氟酸和去離子水混合溶液中含有體積比為 1:1: 15的70%的硝酸、49%的氫氟酸和去離子水，使用上述比例的混酸溶液進行清洗 后，反濺腔表面潔凈光滑。采用本發明實施例提供的PVD設備的備件的清洗方法，能夠在較短時間內完成鋁 腔備件、鈦腔備件和反濺腔備件的清洗過程，一般來說，清洗之后的備件使用周期為半個月 左右，當然，與現有將PVD設備的備件外送至專業清洗機構進行清洗的清洗效果(使用周期 可達一個月左右)相比稍差，但在生產量大、時間緊張的情況下，采用本發明實施例提供的 備件的清洗方法，可以較好地去除備件表面粘附的金屬層或氧化層，在達到生產需要的清 潔程度的前提下，具有簡單易行、不受場地限制、耗時短的優點，能夠更好地保證生產進度 的需要。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種物理氣相沉積PVD設備中鋁腔備件的清洗方法，其特征在于，包括步驟A、將鋁腔備件放入含有磷酸和去離子水的混合溶液中浸泡，去除所述備件表面附 著的金屬鋁膜層；步驟B、將經步驟A處理的鋁腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸 泡并沖洗，或將經步驟A處理的鋁腔備件的表面進行噴砂處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有磷酸和去離子水的混合溶液中含 有體積比為1.5 1的86%的磷酸和去離子水。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶 液中含有體積比為1 ι 15的70%的硝酸、49%的氫氟酸和去離子水。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，在20 25°C溫度下將鋁腔 備件放入磷酸和去離子水的混合溶液中浸泡，浸泡時間為1. 5 2小時。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，在20 25°C溫度下將鋁腔 備件放入硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡，浸泡的時間為10 15min。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，含有86%的磷酸和去離子水的混合溶液中， 還包括70%的硝酸。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，含有70%的硝酸、86%的磷酸和去離子水的 混合溶液中70%的硝酸、86%的磷酸和去離子水的體積比為1 7 4。
8.—種物理氣相沉積PVD設備中鈦腔備件的清洗方法，其特征在于，包括步驟A、將鈦腔備件放入含有雙氧水和氫氧化銨的混合溶液中浸泡，去除所述備件表面 附著的金屬鈦膜層；步驟B、將經步驟A處理的鈦腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸 泡并沖洗或將經步驟A處理的鈦腔備件的表面進行噴砂處理。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述含有雙氧水、氫氧化銨和去離子水的混 合溶液中雙氧水、氫氧化銨和去離子水的體積比為1 1.5 2。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合 溶液中含有體積比為1 ι 20的70%的硝酸、49%的氫氟酸和去離子水。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，在80°C下將鈦腔備件放入 含有雙氧水、氫氧化銨和去離子水的混合溶液中浸泡，浸泡的時間為2. 5 3小時。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，在20 25°C下將鈦腔備件 放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡，浸泡的時間為2 5min。
13.—種物理氣相沉積PVD設備中反濺腔備件的清洗方法，其特征在于，包括將反濺腔備件放入含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液中浸泡，去除所述備件表面附著的氧化物。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合 溶液中含有體積比為1 1 15的70%的硝酸、49%的氫氟酸和去離子水。
全文摘要
本發明公開了一種物理氣相沉積設備備件清洗方法，對鋁腔備件使用含有磷酸和去離子水的混合溶液去除鋁膜層，然后使用硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液浸泡并沖洗或者噴砂的方式進行后處理，對鈦腔備件使用含有雙氧水和氫氧化銨混合溶液去除鈦膜層，然后使用含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液浸泡并沖洗或者噴砂的方式進行后處理，對反濺腔備件，使用含有硝酸、氫氟酸和去離子水的混合溶液去除備件表面的氧化層，本發明可以較好地去除備件表面粘附的金屬層或氧化層，在保證生產需要的清潔程度的前提下，具有簡單易行、不受場地限制、耗時短的優點，能夠更好地保證生產進度的需要。
文檔編號C23G1/12GK102108482SQ20091024384
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者崔曉娟, 張明才, 禤亮, 肖士悅 申請人:北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司