专利名称：一种物理气相沉积设备备件清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件生产领域，尤其涉及一种物理气相沉积设备备件清洗方 法。
背景技术：
对于物理气相沉积(PVD，Physical Vapor Deposition)设备而言，它是单片式作 业设备，在每片晶片的工艺过程中，设备的备件起到了固定晶片位置，保护腔体侧壁不受金 属颗粒玷污等重要作用。但同时备件也是一个易耗品，需要经常更换，否则备件上黏附的金 属膜层会越来越厚，在高温工艺的过程中接近熔融状态，其质地非常软，很容易与正在工艺 中的圆片发生黏附，造成机械手臂取片时撞片或叠片等设备异常，此时需要破掉腔体的真 空环境进行打扫清洁，才能恢复正常生产，现有备件清洗往往需要送至专业清洗机构清洗， 清洗的周期较长，有时长达数个星期，往往无法保证正常生产的供应，影响生产的进度。
发明内容
本发明实施例提供了一种简易的PVD设备备件的清洗方法，用以解决现有技术中 存在的PVD设备备件清洗过程较长，可能影响生产进度的问题。本发明实施例提供的一种物理气相沉积PVD设备中铝腔备件的清洗方法，包括步骤A、将铝腔备件放入含有磷酸和去离子水的混合溶液中浸泡，去除所述备件表 面附着的金属铝膜层；步骤B、将经步骤A处理的铝腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液 中浸泡并冲洗，或将经步骤A处理的铝腔备件的表面进行喷砂处理。本发明实施例提供的一种物理气相沉积PVD设备中钛腔备件的清洗方法，包括步骤A、将钛腔备件放入含有双氧水和氢氧化铵的混合溶液中浸泡，去除所述备件 表面附着的金属钛膜层；步骤B、将经步骤A处理的钛腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液 中浸泡并冲洗或将经步骤A处理的钛腔备件的表面进行喷砂处理。本发明实施例提供的一种物理气相沉积PVD设备中反溅腔备件的清洗方法，包 括将反溅腔备件放入所述含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡，去除所 述备件表面附着的氧化物。本发明实施例的有益效果包括本发明实施例提供的清洗PVD设备中铝腔备件、钛腔备件和反溅腔备件的方法， 对铝腔备件使用含有磷酸和去离子水的混合溶液去除铝膜层，然后使用硝酸、氢氟酸和去 离子水的混合溶液浸泡并冲洗或者喷砂的方式进行后处理，对钛腔备件使用双氧水和氢氧 化铵混合溶液去除钛膜层，然后使用硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液浸泡并冲洗或者 喷砂的方式进行后处理，对反溅腔备件，直接使用硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液去除备件表面的氧化层，本发明实施例提供的PVD设备备件的清洗方法，可以较好地去除备件 表面粘附的金属层或氧化层，在保证生产需要的清洁程度的前提下，具有简单易行、不受场 地限制、耗时短的优点，能够更好地保证生产进度的需要，从而解决了现有的备件清洗方式 跟不上生产进度的需要可能导致生产机台停产的问题。
图1为本发明实施例一提供的铝腔备件的清洗方法流程图；图2为本发明实施例二提供的钛腔备件的清洗方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明提供的一种物理气相沉积PVD设备备件的清洗方法的具 体实施方式进行详细的说明。本发明实施例提供的一种PVD设备备件的清洗方法，针对PVD设备中的三种备件 即铝腔备件、钛腔备件和反溅腔备件的清洗方案提出了相应的清洗方法，该清洗方法具有 简单易行，清洗周期短的特点，下面分别针对这三种备件的清洗方法进行说明。实施例一针对PVD设备中的铝腔备件，由于该备件在PVD工艺过程中表面黏附有金属铝膜 层，因此，在清洗时，需要首先去除金属铝膜层，然后再对备件进行后处理，具体来说，本发 明实施例一提供的清洗铝腔备件的方法，如图1所示，包括下述两个步骤步骤S101、将铝腔备件放入磷酸和去离子水的混合溶液中浸泡，去除所述备件表 面附着的金属铝膜层；步骤S102、将经步骤SlOl处理的铝腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混 合溶液中浸泡并冲洗，或将经步骤SlOl处理完的铝腔备件的表面直接进行喷砂处理。在上述步骤SlOl中，在20 25°C温度下将铝腔备件放入含有86%的磷酸和去离 子水的混合溶液中浸泡并冲洗，浸泡的时间一般为1. 5 2小时。为了在不伤害备件的情况下尽可能节约清洗时间，较佳地，在含有86%的磷酸和 去离子水的混合溶液中86%的磷酸和去离子水的体积比为1.5 1，如果铝腔备件中铝膜 层较厚，可以适当增加磷酸的含量，反之，可以适当减少磷酸的含量，磷酸含量可以上下浮 动5%。上述步骤S102是对铝腔备件进行后处理的步骤，该步骤可以采用混酸溶液浸泡 处理或者喷砂处理的方式。采用混酸溶液浸泡处理的方式中，在20 25°C温度下将经步骤SlOl处理的铝腔 备件放入含有磷酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡10 15min，并且各间隔4、5分 钟，将铝腔备件捞出观察并冲洗一次，保证铝腔备件的表面尽可能与酸充分反应。该含有硝酸、氢氟酸和去离子水混酸溶液中含有体积比为1 1 15的70%的硝 酸、49%的氢氟酸和去离子水，在该混酸溶液中，硝酸和氢氟酸的比重比步骤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、氢氟酸和去离子水的混合溶液 对铝腔备件进行后处理，能够较好地去除步骤SlOl反应残留在铝腔备件上的剩余杂质，处 理完之后备件表面光滑，为了使得清洗完成的铝腔备件再次使用时，能够更好地黏附铝膜
4层，以免其黏附的金属膜层在反应中与工艺中的圆片发生黏附，也可以直接使用喷砂工艺 对经过步骤SlOl处理的铝腔备件表面进行处理，增加铝腔备件表面的粗糙度。在本发明实施例一还提供了另一种铝腔备件的清洗方法，与上述步骤SlOl和 S102的处理过程大致相同，不同之处在于，本发明实施例二提供的铝腔备件的清洗方法，首 先需要将待清洗的铝腔备件放入含有硝酸、磷酸和去离子水的混合溶液中进行浸泡进行清 洗，除去铝腔备件表面的金属铝膜层，处理完成后对铝腔备件进行后处理的步骤与上述步 骤S102相同。上述含有硝酸、磷酸和去离子水的混合溶液中，含有体积比为1 7 4的70%的 硝酸、86%的磷酸和去离子水。在上述混合溶液中浸泡温度和时间与步骤SlOl中相同，在 此不再赘述。实施例二 本发明实施例二提供了一种PVD设备中钛腔备件的清洗方法，包括清洗步骤 (S201)和后处理步骤(S202)，具体来说，如图2所示，包括步骤S201、将钛腔备件放入含有双氧水、氢氧化铵和去离子水的混合溶液中浸泡， 去除钛腔备件表面附着的金属钛膜层；步骤S202、将经步骤S201处理的钛腔备件放入含有70%的硝酸、49%的氢氟酸和 去离子水的混合溶液中浸泡并冲洗或将经步骤A处理的钛腔备件的表面进行喷砂处理。上述步骤S201中，在80°C下将钛腔备件放入含有双氧水、氢氧化铵和去离子水的 混合溶液中浸泡，总的浸泡的时间为2. 5 3小时；较佳地，上述含有双氧水、氢氧化铵和去离子水的混合溶液中双氧水、氢氧化铵和 去离子水的体积比为1 1.5 2，由于双氧水和氢氧化铵具有强的氧化作用，能够去除钛 腔备件上附着的金属钛层。步骤S202是对铝腔备件进行后处理的步骤，该步骤S202同样可以采用酸溶液浸 泡处理或者喷砂处理的方式。本步骤S202采用混酸溶液浸泡处理的方式中，在20 25°C温度下将经步骤S201 处理的钛腔备件放入硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡，浸泡时间为2 5min，每 间隔一分钟，将铝腔备件捞出观察并冲洗一次，保证铝腔备件的表面尽可能与酸充分反应。该含有硝酸、氢氟酸和去离子水混酸溶液中含有体积比为1 1 20的70%的硝 酸、49%的氢氟酸和去离子水，采用上述比例的含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液对 经过步骤S201处理的钛腔备件进行处理，能够较好地去除步骤SlOl反应残留在钛腔备件 上的剩余杂质，处理完之后备件表面光滑，为了使得清洗完成的钛腔备件再次使用时，能够 更好地黏附钛膜层，避免其黏附的金属钛膜层在反应中与工艺中的圆片发生黏附，也可以 直接使用喷砂工艺对经过步骤SlOl处理的钛腔备件表面进行处理，增加经步骤S201处理 过的钛腔备件表面的粗糙度。实施例三本发明实施例三提供的反溅腔备件的清洗过程，由于反溅腔表面附着的膜层主要 是二氧化硅层，较金属铝膜层和金属钛膜层更容易使用酸溶液去除，因此，其清洗的过程比 铝腔备件和钛腔备件的清洗过程简单，在20 25°C温度下将反溅腔备件放入含有硝酸、氢 氟酸和去离子水的混合溶液中进行浸泡，浸泡时间10 15min，浸泡过程中每隔五分钟将备件捞出观察并冲洗。使得硝酸和氢氟酸能够与充分与二氧化硅反应，去除反溅腔表面的
二氧化硅。本发明实施例三中，含有硝酸、氢氟酸和去离子水混合溶液中含有体积比为 1:1: 15的70%的硝酸、49%的氢氟酸和去离子水，使用上述比例的混酸溶液进行清洗 后，反溅腔表面洁净光滑。采用本发明实施例提供的PVD设备的备件的清洗方法，能够在较短时间内完成铝 腔备件、钛腔备件和反溅腔备件的清洗过程，一般来说，清洗之后的备件使用周期为半个月 左右，当然，与现有将PVD设备的备件外送至专业清洗机构进行清洗的清洗效果(使用周期 可达一个月左右)相比稍差，但在生产量大、时间紧张的情况下，采用本发明实施例提供的 备件的清洗方法，可以较好地去除备件表面粘附的金属层或氧化层，在达到生产需要的清 洁程度的前提下，具有简单易行、不受场地限制、耗时短的优点，能够更好地保证生产进度 的需要。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种物理气相沉积PVD设备中铝腔备件的清洗方法，其特征在于，包括步骤A、将铝腔备件放入含有磷酸和去离子水的混合溶液中浸泡，去除所述备件表面附 着的金属铝膜层；步骤B、将经步骤A处理的铝腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸 泡并冲洗，或将经步骤A处理的铝腔备件的表面进行喷砂处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有磷酸和去离子水的混合溶液中含 有体积比为1.5 1的86%的磷酸和去离子水。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶 液中含有体积比为1 ι 15的70%的硝酸、49%的氢氟酸和去离子水。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，在20 25°C温度下将铝腔 备件放入磷酸和去离子水的混合溶液中浸泡，浸泡时间为1. 5 2小时。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，在20 25°C温度下将铝腔 备件放入硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡，浸泡的时间为10 15min。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，含有86%的磷酸和去离子水的混合溶液中， 还包括70%的硝酸。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，含有70%的硝酸、86%的磷酸和去离子水的 混合溶液中70%的硝酸、86%的磷酸和去离子水的体积比为1 7 4。
8.—种物理气相沉积PVD设备中钛腔备件的清洗方法，其特征在于，包括步骤A、将钛腔备件放入含有双氧水和氢氧化铵的混合溶液中浸泡，去除所述备件表面 附着的金属钛膜层；步骤B、将经步骤A处理的钛腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸 泡并冲洗或将经步骤A处理的钛腔备件的表面进行喷砂处理。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述含有双氧水、氢氧化铵和去离子水的混 合溶液中双氧水、氢氧化铵和去离子水的体积比为1 1.5 2。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合 溶液中含有体积比为1 ι 20的70%的硝酸、49%的氢氟酸和去离子水。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，在80°C下将钛腔备件放入 含有双氧水、氢氧化铵和去离子水的混合溶液中浸泡，浸泡的时间为2. 5 3小时。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，在20 25°C下将钛腔备件 放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡，浸泡的时间为2 5min。
13.—种物理气相沉积PVD设备中反溅腔备件的清洗方法，其特征在于，包括将反溅腔备件放入含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液中浸泡，去除所述备件表面附着的氧化物。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合 溶液中含有体积比为1 1 15的70%的硝酸、49%的氢氟酸和去离子水。
全文摘要
本发明公开了一种物理气相沉积设备备件清洗方法，对铝腔备件使用含有磷酸和去离子水的混合溶液去除铝膜层，然后使用硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液浸泡并冲洗或者喷砂的方式进行后处理，对钛腔备件使用含有双氧水和氢氧化铵混合溶液去除钛膜层，然后使用含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液浸泡并冲洗或者喷砂的方式进行后处理，对反溅腔备件，使用含有硝酸、氢氟酸和去离子水的混合溶液去除备件表面的氧化层，本发明可以较好地去除备件表面粘附的金属层或氧化层，在保证生产需要的清洁程度的前提下，具有简单易行、不受场地限制、耗时短的优点，能够更好地保证生产进度的需要。
文档编号C23G1/12GK102108482SQ20091024384
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者崔晓娟, 张明才, 禤亮, 肖士悦 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司