专利名称：低k值介电材料沉积设备部件的清洗装置及清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及低k值介电材料沉积设备部件的清洗装置 及清洗方法。
背景技术：
在超大规模集成电路工艺中，具有热稳定性、抗湿性特点的二氧化硅一直是金属 互连线路间使用的主要绝缘材料，金属铝则是芯片中电路互连导线的主要材料。然而，相对 于元件的微型化及集成度的增加，电路中互连导线数目不断的增多，使得互连导线架构中 的电阻(R)及电容(C)产生寄生效应，造成严重的传输延迟(RC Delay)，在130纳米及更先 进的技术中成为电路中讯号传输速度受限的主要因素。因此，现有技术在半导体工艺中采用新的低电阻材料铜和低k值介电材料以降低 传输延迟，具有低k值介电材料通常包括氟掺杂的氧化硅(FSG)和聚四氟乙烯(PTFE)。随着半导体工艺的进一步发展，介电常数更低的低k值介电材料(介电常数低于 3)被应用于半导体工艺中，在申请号为200480000214. 3的中国专利中能发现包含碳的低k 值介电材料形成方法的更多资料。上述低k值介电材料的形成工艺通常为化学气相沉积工艺，沉积低k值介电材料 的低k值介电材料沉积设备的部件，例如化学气相沉积喷头(ShowHead)，在沉积多次低k值 介电材料后，通常需要清洗。但是，沉积低k值介电材料的低k值介电材料沉积设备部件很 难被清洗干净。
发明内容
本发明解决的问题是沉积低k值介电材料的低k值介电材料沉积设备部件很难被
清洗干净。为解决上述问题，本发明提供一种低k值介电材料沉积设备部件清洗方法，包括将多次沉积低k值介电材料后的低k值介电材料沉积设备部件放入清洗装置；采用清洗装置对所述低k值介电材料沉积设备部件加热并进行紫外光线处理；将所述低k值介电材料沉积设备部件从清洗装置中取出后，采用稀释的氢氟酸清 洗；对所述低k值介电材料沉积设备部件采用去离子水清洗；烘干所述低k值介电材料沉积设备部件。本发明的发明人提出一种低k值介电材料沉积设备部件清洗装置，包括柜体；设于柜体内的进气口；设于柜体内的出气口；设于柜体内的支架；设于柜体内紫外光线发射装置；设于柜体内或柜体外的加温装置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供了低k值介电材料沉积设备 部件清洗装置及清洗方法，本发明能够完全去除低k值介电材料的堆积，并且对沉积低介 电材料设备的有降低成本及环保再利用效果，避免了清洗不干净的低k值介电材料沉积设 备部件在沉积薄膜时污染沉积薄膜。
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目 的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按 实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1是本发明提供的低k值介电材料沉积设备部件清洗装置一实施例示意图；图2是本发明提供的低k值介电材料沉积设备部件清洗装置又一实施例示意图；图3是本发明提供的低k值介电材料沉积设备部件清洗装置又一实施例示意图；图4是本发明提供的低k值介电材料沉积设备部件清洗方法的流程示意图。
具体实施例方式由背景技术可知，沉积低k值介电材料的低k值介电材料沉积设备的部件，例如化 学气相沉积喷头(Show Head)，在沉积多次低k值介电材料后，通常需要清洗。但是，沉积低 k值介电材料的低k值介电材料沉积设备部件很难被清洗干净。本发明的发明人经过研究，发现沉积过低k值介电材料的低k值介电材料沉积设 备部件通常会在表面附有C-Si-O的化合物，而现有清洗的工艺主要是针对Si-O的化合物， 对C-Si-O的化合物清洗的效果不佳。为此，本发明的发明人提出一种低k值介电材料沉积设备部件清洗装置，包括柜 体；设于柜体内的进气口 ；设于柜体内的出气口 ；设于柜体内的支架；设于柜体内紫外光线 发射装置；设于柜体内或外的加温装置。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应 限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。参考图1，图1为低k值介电材料沉积设备部件清洗装置一实施例示意图，包括 柜体100 ；设于柜体100内进气口 110 ；设于柜体100内的出气口 120 ；位于柜体100内的支 架130 ；位于柜体100内紫外光线发射装置140 ；位于柜体外的加温装置150。柜体100，为所述低k值介电材料沉积设备部件清洗设备的工作部件提供空间。设于柜体100内进气口 110，所述进气口 110与进气管道连通，用于向所述柜体 100内引入高温惰性气体，所述惰性气体包括氦气、氖气或者氩气，高温惰性气体用于在待 清洗的低k值介电材料沉积设备部件表面维持一定流动压力效果，起到冲刷待清洗的低k 值介电材料沉积设备部件的效果。设于柜体100内的出气口 120，所述出气口 120与尾气处理装置连通，用于将所述柜体100内的气体排出至尾气处理装置。位于柜体100内的支架130，所述支架130用于放置低k值介电材料沉积设备部 件，所述支架100为镂空结构支架，所述支架100可以采用挂钩设于柜体100内也可以采用 支架设于柜体100内，所述镂空结构支架100有利于提高进气口 110引入的高温惰性气体 对放置于支架130上的低k值介电材料沉积设备部件冲刷效果。位于柜体100内紫外光线发射装置140，所述紫外光线发射装置140可以为紫外线 灯，所述紫外光线发射装置140优选安装于所述支架130下方，使得紫外光线发射装置140 发射的紫外光线能够充分处理低k值介电材料沉积设备部件。加温装置150，用于加热所述柜体100。需要特别指出的是，所述进气口 110和支架130的距离要小于10厘米，所述冲刷 待清洗的低k值介电材料沉积设备部件的效果会更佳。参考图2，图2为低k值介电材料沉积设备部件清洗装置另一实施例示意图，包括 柜体200 ；设于柜体200内进气口 210 ；设于柜体200内的出气口 220 ；位于柜体200内的支 架230 ；位于柜体200内紫外光线发射装置MO ；位于柜体内的加温装置250。参考图3，图3为低k值介电材料沉积设备部件清洗装置又一实施例示意图，包括 柜体300 ；设于柜体300内进气口 310 ；设于柜体300内的出气口 320 ；位于柜体300内的支 架330 ；位于柜体300内紫外光线发射装置340，所述紫外光线发射装置340位于支架330 上方；位于柜体内的加温装置350。下面结合低k值介电材料沉积设备部件清洗装置实施例一的工作方式，对本发明 的低k值介电材料沉积设备部件清洗设备进行说明，本发明的低k值介电材料沉积设备部 件清洗装置其他实施例可以参考实施例一的工作方式。首先，将多次沉积低k值介电材料后的低k值介电材料沉积设备部件放置于所述 支架130上。接着，采用加热装置150加热所述柜体100，所述加热温度优选为200°C至250°C。当柜体100温度升至20(TC至250°C，通入高温惰性气体并打开紫外光线发射装置 140，使得紫外光线发射装置140发射的紫外光线照射低k值介电材料沉积设备部件。将所述处理后的低k值介电材料沉积设备部件采用200 1至800 1的氢氟酸 清洗，具体清洗工艺可以参照现有的低k值介电材料沉积设备部件清洗方法，在这里不再 赘述。图4是本发明的一个实施例的低k值介电材料沉积设备部件清洗方法的流程示意 图。步骤S101，提供多次沉积低k值介电材料后的低k值介电材料沉积设备部件。由背景技术可知，低k值介电材料的形成工艺通常为化学气相沉积工艺，所述低k 值介电材料为包含碳的低k值介电材料。所述化学气相沉积工艺通常会采用低k值介电材料沉积设备，所述低k值介电材 料沉积设备内具有低k值介电材料沉积设备部件，所述低k值介电材料沉积设备部件包括 化学气相沉积喷头和化学气相旋涂设备部件。以化学气相沉积喷头为例，化学气相沉积喷 头内形成有多路的气体通道，用以均勻分布化学气相沉积的反应气体，在多次的化学气相 沉积过程中，所述化学气相沉积喷头内会形成有沉积材料的堆积。
现有的工艺中，在多次化学气相沉积过程后，会对低k值介电材料沉积设备部件 进行清洗，所述清洗工艺为采用酸性的清洗液清洗去除沉积材料的堆积。但是，本发明的发明人发现，现有的清洗工艺对沉积低k值介电材料的低k值介电 材料沉积设备部件清洗效果不佳，经过进一步研究，发明人发现，沉积过低k值介电材料的 低k值介电材料沉积设备部件通常会在表面附有C-Si-O的化合物，现有的酸性的清洗液难 以去除低C-Si-O的化合物的堆积。为此，本发明提出一种优化清洗工艺，如步骤S102所述，采用本发明提供的低k值 介电材料沉积设备部件清洗装置对所述低k值介电材料沉积设备部件加热并采用紫外光 线处理。所述低k值介电材料沉积设备部件清洗装置对所述低k值介电材料沉积设备部件 加热并采用紫外光线处理可以参考上述实施例，在这里不再赘述。具体的，对所述低k值介电材料沉积设备部件加热至200°C至250°C，并对所述采 用紫外光线处理25分钟至30分钟。步骤S102能够将C-Si-O的化合物的堆积分解使得所述化合物的堆积易于被后续 的处理工艺清洗。优选的，在对所述低k值介电材料沉积设备部件加热并采用紫外光线处理过程中 还可以通入温度为200°C至250°C的惰性气体，例如氦气、氖气或者氩气。通入200°C至250°C的惰性气体用于在待清洗的低k值介电材料沉积设备部件表 面维持一定流动压力效果，起到冲刷待清洗的低k值介电材料沉积设备部件的效果，能带 走部分形成在低k值介电材料沉积设备部件表面的C-Si-O的化合物的堆积，使得后续处理 工艺清洗后的低k值介电材料沉积设备部件更清洁。步骤S103，对所述低k值介电材料沉积设备部件采用稀释的氢氟酸清洗。具体包括将所述低k值介电材料沉积设备部件放置于清洗容器0. 7分钟至5分 钟，所述清洗容器内注入有浓度为200 1至800 1的氢氟酸。所述具体清洗时间还可 以根据清洗的低k值介电材料沉积设备部件内的C-Si-O的化合物的堆积厚度而适当延长。步骤S103用于去除分解后的C-Si-O的化合物的堆积。步骤S104，对所述低k值介电材料沉积设备部件采用去离子水清洗。对所述低k值介电材料沉积设备部件采用去离子水清洗用于清洗残留在低k值介 电材料沉积设备部件表面的稀释的氢氟酸。步骤S105，烘干所述低k值介电材料沉积设备部件。所述烘干所述低k值介电材料沉积设备部件具体工艺为选用烘箱或者其他干设 备，烘烤温度为150°C至200°C，时间为25分钟至30分钟，上述工艺用于去除所述低k值介 电材料沉积设备部件的水。本发明提供了低k值介电材料沉积设备部件清洗装置及清洗方法，本发明能够完 全去除低k值介电材料的堆积，并且对沉积低介电材料设备的有降低成本及环保再利用效 果，避免了清洗不干净的低k值介电材料沉积设备部件在沉积薄膜时污染沉积薄膜。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任 何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方 法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做 的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种低k值介电材料沉积设备部件的清洗装置，其特征在于，包括 柜体；设于柜体内的进气口； 设于柜体内的出气口； 设于柜体内的支架； 设于柜体内紫外光线发射装置； 设于柜体内或柜体外的加温装置。
2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述进气口与进气管道连通，用于向所 述柜体内引入高温惰性气体。
3.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氖气或者氩气。
4.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述紫外光线发射装置为紫外线灯。
5.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述出气口与尾气处理装置连通。
6.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述支架为镂空结构支架。
7.如权利要求1所述的清洗装置，所述进气口和支架的距离小于10厘米。
8.一种采用权利要求1至7中任一项所述的清洗装置对低k值介电材料沉积设备部件 的清洗方法，其特征在于，包括将多次沉积低k值介电材料后的低k值介电材料沉积设备部件放入清洗装置； 采用清洗装置对所述低k值介电材料沉积设备部件加热并进行紫外光线处理； 将所述低k值介电材料沉积设备部件从清洗装置中取出后，采用稀释的氢氟酸清洗； 对所述低k值介电材料沉积设备部件采用去离子水清洗； 烘干所述低k值介电材料沉积设备部件。
9.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述对所述低k值介电材料沉积设备部 件加热并采用紫外光线处理具体工艺参数为对所述低k值介电材料沉积设备部件加热至 200°C至250°C，并对所述采用紫外光线处理25分钟至30分钟。
10.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，对所述低k值介电材料沉积设备部件 加热并采用紫外光线处理步骤还包括通入温度为200°C至250°C的惰性气体。
11.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述低k值介电材料沉积设备部件为 化学气相沉积喷头。
12.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述低k值介电材料为含碳的低的介 电常数材料。
13.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述稀释的氢氟酸浓度为200 1至 800 1的氢氟酸。
14.如权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，烘干所述低k值介电材料沉积设备部 件具体工艺参数为选用烘箱或者其他干设备，烘烤温度为150°C至200°C，时间为25分钟 至30分钟。
全文摘要
一种低k值介电材料沉积设备部件清洗装置及清洗方法，其中低k值介电材料沉积设备部件清洗方法包括提供多次沉积低k值介电材料后的低k值介电材料沉积设备部件；采用上述的清洗装置对所述低k值介电材料沉积设备部件加热并采用紫外光线处理；对所述低k值介电材料沉积设备部件采用稀释的氢氟酸清洗；对所述低k值介电材料沉积设备部件采用去离子水清洗；烘干所述低k值介电材料沉积设备部件。本发明能够完全去除低k值介电材料的堆积，并且对沉积低介电材料设备的有降低成本及环保再利用效果。
文档编号B08B7/04GK102122605SQ20101002257
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者李景伦 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司