[发明专利]半导体设备腔体内铝基多层带孔零部件的超洁净清洗工艺

说明书

本发明公开一种半导体设备腔体内铝基多层带孔零部件的超洁净清洗工艺，其步骤包括：表面打磨；超声脱脂清洗；纯水清洗；酸蚀；纯水清洗；钝化；纯水清洗；转运至百级无尘室；高压冲洗；超声清洗；表面吹干；真空干燥。该工艺能有效去除多层带孔零部件内外表面的颗粒污染物，以及减少铝基材表面铜、镁、钙、锌等杂质元素的含量。经该工艺处理后，在铝基材表面生成致密的钝化膜层，能够提高部件的耐腐蚀性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体设备部件洁净清洗技术领域，具体涉及铝基多层带孔零部件的清洗工艺。

背景技术

随着大规模集成电路技术的发展，半导体器件的集成程度不断提高，对半导体设备腔体内部件的表面洁净度也提出了更高的要求。对于腔体部件的高洁净清洗能够有效降低加工过程中可能带来的污染，减少因腔体零部件的不洁净对芯片性能造成的不利影响。

具有多层带孔结构特征的铝基零部件是半导体制程工艺的核心部件之一，其加工过程一般包含机加、研磨、焊接等多种不同工序，在加工完成后的表面不可避免地存在多种污染物。由于多层带孔零部件的结构较为复杂，若清洗不干净则存在污染晶圆的可能性。此外，零部件的铝基材本身也含有多种杂质元素，在真空状态下也可能对晶圆的最终性能产生不利影响。因此，开发铝基多层带孔零部件的超洁净清洗工艺已成为半导体加工技术中急待研究解决的关键问题之一。

发明内容

针对上述问题，本申请提供了一种半导体设备腔体内铝基多层带孔零部件的超洁净清洗工艺，该工艺能去除铝基多层带孔零部件表面沉积的颗粒污染物及杂质元素，同时清洗过的铝基多层带孔零部件满足各项工程参数要求。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：半导体设备腔体内铝基多层带孔零部件的超洁净清洗工艺，具体步骤如下：

步骤一、使用气动打磨机对待清洗多层带孔零部件的外表面进行打磨处理；目的是去除划痕，提高表面平整度；

步骤二、对打磨处理后的多层带孔零部件进行超声脱脂清洗，超声波强度8±2W/inch2，超声时间15-30min，槽内液体为脱脂液，槽液温度50-75℃；目的是去除表面油污及嵌入孔内的颗粒污染物；

步骤三、将超声脱脂清洗过后的多层带孔零部件浸入纯水槽中，浸泡2-5min，同时鼓入空气进行搅拌；目的是去除表面残留的除油液；

步骤四、将多层带孔零部件置于HF:HNO3体积比为1:9混酸溶液中进行酸蚀处理，同时鼓入空气进行搅拌，浸泡时间为10-60s；目的是溶解铝合金表面的氧化膜层。

步骤五、将酸蚀过后的多层带孔零部件浸入纯水槽中，浸泡2-5min，同时鼓入空气进行搅拌；目的是稀释并去除表面残酸；

步骤六、将多层带孔零部件置于体积分数50-70％的HNO3中进行钝化处理，浸泡时间为3-30min，同时鼓入空气进行搅拌；目的是溶解铝基材中的铜、锌等杂质，酸蚀过程产生的CaF₂、MgF₂等不溶物，并形成新的致密钝化膜层。

步骤七、将钝化过后的多层带孔零部件浸入纯水槽中，浸泡2-5min，同时鼓入空气进行搅拌；目的是稀释并去除表面残酸；

步骤八、将完成化学清洗的多层带孔零部件置于转运容器中，用纯水浸没，转运至百级无尘室；

步骤九、在百级无尘室内将多层带孔零部件从转运容器中取出，采用高压水射流对其表面进行高压水洗，时间为5-30min；目的是去化学清洗后粘附在表面的杂质；

步骤十、采用超声波对多层带孔零部件进行清洗，超音波强度8±2W/inch2，超声时间40-120min；清洗槽内纯水保持溢流，槽内纯水电阻率不低于4MΩ；与此同时，使用水泵经由零部件的孔结构向其内部持续注入纯水，纯水流过零部件的内表面，从其余孔中流出，进水量2-5L/min；目的是充分去除多层带孔零部件内外表面的颗粒污染物；