一种集成电路制造用石英热屏板再生方法与流程

本发明属于半导体设备零件修复再生领域，特别涉及一种集成电路制造用石英热屏板再生方法。

背景技术：

半导体集成电路制造技术持续快速发展，其制程正加速朝着细微化、高密度化/高集成化方向发展。半导体制造设备中的颗粒、金属杂质、表面吸附化学物质等非常微小的污染物质也变影响芯片制造的合格率和可靠性，尤其是腔室的零部件在运行一段时间后，其表面逐渐沉积一层高温金属氧化物、有机附着物，这些污染物会在运行过程中脱落，在腔体内形成particle，造成不良，因此，半导体零件的表面状态以及洁净程度变得非常重要。

高纯石英因其二氧化硅含量可达99.99％以上，硬度为莫式七级，具有耐高温、热膨胀系数低、耐热震性和电绝缘性能良好等特点，通常为作为半导体设备零件制造中必不可少的材料，其中一种基于半导体技术领域使用的双面反光结构石英热屏板就是其中一类重要产品，这类石英热屏板在腔体内起到隔热、反光作用。此类石英热屏板对清洁度以及表面粗糙度均有要求较高，作为一种核心零部件，高昂的采购成本导致不可能频繁更换购置，则需要通过清洗进行再生，重复投入使用。

现阶段通过采用有机械喷砂、手工研磨、以及强氢氟酸溶液等方法使石英表面获的一定的清洁度和不同的粗糙度，但是由于石英热屏尺寸为200.0*100.0*1.5mm,零件厚度较薄、易碎，喷砂、研磨过程中会产生缺角、微裂纹，所以并不适合使用采用该方法。研发一种彻底去除石英热屏板沉积物，又无损石英表面状态的清洗再生方法变得尤为重要。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种集成电路制造用石英热屏板再生方法，包括有机溶剂浸泡、co2微粒喷射、表面蚀刻以及超声波清洗四道再生工序，通过该再生方法，实现石英热屏板的重复利用。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实施：

本发明提供的集成电路制造用石英热屏板再生方法，包括如下工序：

a、有机溶剂浸泡：

将待再生石英热屏板放置于温度为30～50℃的有机溶液处理剂中浸泡，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；

b、co2微粒喷射

将经步骤a处理后的石英热屏板进行co2微粒喷射冲洗，所采用的气压力为0.3-0.9mpa，出冰量为0.1-1kg/min；

c、表面蚀刻

将co2微粒喷射处理后的石英屏蔽板放入蚀刻槽，使用酸性蚀刻液进行表面蚀刻，纯水冲洗，干燥后完成表面修复；

d、超声波清洗

微蚀刻处理后的石英热屏搬运至100级无尘室进行超声波清洗，而后超纯水冲洗并氮气吹干。

优选的，步骤a中，石英热屏板的浸泡处理时间为10～30min，而后将其取出，超纯水冲淋3～5min并吹干。

所采用的有机溶液处理剂包含如下体积份组分：5～10份酸性缓冲剂、5～10份氟化物、10～20份胺类有机溶剂、10～20份酮类有机溶剂以及10～30份纯水。

其中，酸洗缓冲液为甲酸、乙酸、草酸之一或任意组合；氟化物为氟酸、氟化铵、氟化氢铵之一或任意组合；胺类有机溶剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基甲酰胺之一或任意组合；酮类有机溶剂为环已酮、n-甲基吡咯烷酮之一或组合；纯水为电阻率大于6m的去离子水。

优选的，步骤b中的co2微粒喷射清洗工序在co2微粒喷射机中进行，清洗时微粒喷射喷枪与石英热屏板的间距设置为20-40mm，方向与清洁表面的角度为45°，清洗完毕后通过波长为254nm的紫外灯进行部件清洗效果的检测，当石英热屏板表面无亮斑时，co2微粒喷射处理完毕，进入下一处理工序。

优选的，在步骤c中的酸性蚀刻工序中，蚀刻温度为20～30℃，蚀刻时间为30～60min，蚀刻完毕后使用18m去离子水冲洗5min并吹干。

所采用的酸性蚀刻液包括如下体积份组分：5～15份氟酸、10～20份乙酸、10～20份乙酸铵、0.02～2份吐温80以及30～80体积份纯水。

优选的，在步骤d中的超声清洗步骤中，所采用的超声波频率为40～80khz，超声波清洗时间为10～30min，而后采用18m超纯水冲洗5～10min，氮气吹干。

本发明的有益效果如下：

在本发明提供的集成电路制造用石英热屏板再生方法中，通过特定有机溶剂浸泡，能够对吸附在石英热屏板表面的有机附着物、氧化物进行溶解或者疏松；通过co2微粒喷射工序，对残余吸附的附着物进行去除；通过特定的蚀刻液及蚀刻条件，对石英表面进行微蚀刻，去除表面金属离子，还原石英理想微观粗糙度，达到零件使用的性能标；最后通过超声波清洗，实现石英表面的清洁要求，进而减少该类零件的采购频率，降低集成电路企业制造成本。

此外，与现有机械喷砂、手工研磨、强氢氟酸清洗的再生处理方式对比，本发明中的再生处理方法更轻柔，对石英热屏板无任何机械创伤，确保了热屏板的完整性，严格避免了其产生缺角、微裂纹等机械损伤。

附图说明

图1为石英热屏板表面状态对比图，(a)为清洗前石英热屏板表面的状态图，(b)为清洗后石英热屏板表面的状态图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图和实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明所用试剂和原料均市售可得或可按文献方法制备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例一

本实施例中的集成电路制造用石英热屏板再生方法，包括如下工序：

a、有机溶剂浸泡：

将待再生石英热屏板放置于温度为30℃的有机溶液处理剂中浸泡30min，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物，而后将石英热屏板取出，超纯水冲淋3min，吹干待用。

所采用的有机溶液处理剂配比为：甲酸5体积份、氟酸2体积份、氟化铵8体积份、一乙醇胺5体积份、二乙醇胺5体积份、环已酮10体积份、纯水为10体积份。

b、co2微粒喷射

采用co2微粒喷射机对经步骤a处理后的石英热屏板进行物理清洗，其中co2微粒喷射的控制条件如下：co2微粒喷射机所供提供的气压力为0.3mpa，出冰量为0.3kg/min，微粒喷射喷枪与热屏板的间距设置为20mm，方向与清洁表面的角度为45°，反复进行清洗。清洗完毕，使用通过波长为254nm的紫外灯进行部件清洗效果的检测，如表面无亮斑，co2微粒喷射处理完毕。

c、表面蚀刻

将co2微粒喷射处理后的石英屏蔽板放入蚀刻槽，使用酸性蚀刻液进行表面蚀刻，蚀刻温度20℃，蚀刻时间30min，然后使用18m去离子水进行冲洗5min，吹干。

所采用的酸性蚀刻液配比如下：5体积份氢氟酸、10体积份乙酸、10体积份乙酸铵、0.05份吐温80以及30体积份纯水。

d、超声波清洗

微蚀刻处理后的石英热屏搬运到100级无尘室进行超声波清洗，超声波频率40khz，超声波清洗时间30min，超纯水18m冲洗5min，氮气吹干，干燥包装。

实施例二

本实施例中的集成电路制造用石英热屏板再生方法，包括如下工序：

a、有机溶剂浸泡：

将待再生石英热屏板放置于温度为40℃的有机溶液处理剂中浸泡40min，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物，而后将石英热屏板取出，超纯水冲淋4min，吹干待用。

所采用的有机溶液处理剂配比为：甲酸3体积份、乙酸5体积份、氟酸2体积份、氟化氢铵6体积份、二乙醇胺6体积份、三乙醇胺8体积份、n-甲基吡咯烷酮15体积份、纯水为20体积份。

b、co2微粒喷射

采用co2微粒喷射机对经步骤a处理后的石英热屏板进行物理清洗，其中co2微粒喷射的控制条件如下：co2微粒喷射机所供提供的气压力为0.6mpa，出冰量为0.5kg/min，微粒喷射喷枪与热屏板的间距设置为30mm，方向与清洁表面的角度为45°，反复进行清洗。清洗完毕，使用通过波长为254nm的紫外灯进行部件清洗效果的检测，如表面无亮斑，co2微粒喷射处理完毕。

c、表面蚀刻

将co2微粒喷射处理后的石英屏蔽板放入蚀刻槽，使用酸性蚀刻液进行表面蚀刻，蚀刻温度25℃，蚀刻时间45min，然后使用18m去离子水进行冲洗5min，吹干。

所采用的酸性蚀刻液配比如下：10体积份氢氟酸、15体积份乙酸、15体积份乙酸铵、0.1份吐温80以及60体积份纯水。

d、超声波清洗

微蚀刻处理后的石英热屏搬运到100级无尘室进行超声波清洗，超声波频率60khz，超声波清洗时间20min，超纯水18m冲洗8min，氮气吹干，干燥包装。

实施例三

本实施例中的集成电路制造用石英热屏板再生方法，包括如下工序：

a、有机溶剂浸泡：

将待再生石英热屏板放置于温度为50℃的有机溶液处理剂中浸泡30min，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物，而后将石英热屏板取出，超纯水冲淋5min，吹干待用。

所采用的有机溶液处理剂配比为：乙酸5体积份、草酸5体积份、氟化铵5体积份、氟化氢铵5体积份、一乙醇胺10体积份、n,n-二甲基甲酰胺10体积份、n-甲基吡咯烷酮20体积份、纯水为30体积份。

b、co2微粒喷射

采用co2微粒喷射机对经步骤a处理后的石英热屏板进行物理清洗，其中co2微粒喷射的控制条件如下：co2微粒喷射机所供提供的气压力为0.9mpa，出冰量为1kg/min，微粒喷射喷枪与热屏板的间距设置为40mm，方向与清洁表面的角度为45°，反复进行清洗。清洗完毕，使用通过波长为254nm的紫外灯进行部件清洗效果的检测，如表面无亮斑，co2微粒喷射处理完毕。

c、表面蚀刻

将co2微粒喷射处理后的石英屏蔽板放入蚀刻槽，使用酸性蚀刻液进行表面蚀刻，蚀刻温度30℃，蚀刻时间60min，然后使用18m去离子水进行冲洗5min，吹干。

所采用的酸性蚀刻液配比如下：15体积份氢氟酸、20体积份乙酸、20体积份乙酸铵、2份吐温80以及80体积份纯水。

d、超声波清洗

微蚀刻处理后的石英热屏搬运到100级无尘室进行超声波清洗，超声波频率80khz，超声波清洗时间30min，超纯水18m冲洗10min，氮气吹干，干燥包装。

清洗前后石英热屏板的表面状态对比效果如图1中的(a)和(b)所示，根据紫外灯下的表面检测结果可知，清洗前石英热屏板表面附着有较多近似呈圆形的金属化有机物(图1(a))，经过上述三个实施例中再生方法清洗后，如图1(b)所示，有机物污染物已经完全被去除，热屏板表面结晶光滑。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。