去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，包括如下步驟：S1，使用堿性溶液對零件進行浸泡；S2，使用酸性溶液對零件進行清洗；S3，使用清洗液對零件進行清洗；S4，對零件進行干燥。本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法操作簡單，耗時少，清洗效果理想，而且不會對物理氣相沉積工藝腔室中金屬零件造成損傷。應(yīng)用此方法對半導(dǎo)體工藝一段時間后的物理氣相沉積工藝腔室中金屬零件清洗后,金屬零件表面的TiN及Ti污染物完全被除去,零件表面沒有遭到損傷,達到清洗效果。
【專利說明】去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種清洗方法，特別是一種去除附著于金屬零 件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著1C集成度的提高，布線越來越復(fù)雜，單層布線發(fā)展成多層布線工藝，有的1C 鋁布線已達到10多層，鋁布線通過接觸孔填充鎢連接到源漏極，相連各層鋁線之間也需要 用填充鎢的通孔相互連接，鎢與介質(zhì)層氧化物粘附性不強，并且鎢沉積的反應(yīng)氣體WF6會 和硅發(fā)生反應(yīng)從而影響器件的壽命，所以在鎢沉積前必須先沉積一層粘附層和阻擋層。目 前半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)用與氧化物有非常好粘附性的Ti作為粘附層，Ti的氮化物TiN作 為阻擋層。業(yè)界多采用物理氣相沉積工藝來沉積TiN及Ti薄膜。在物理氣相沉積工藝腔 室中，TiN及Ti這些生成物一部分會附著在反應(yīng)室內(nèi)壁上。附著在內(nèi)壁上的這些氧化物膜 會隨著工藝的繼續(xù)而不斷累積，這層薄膜穩(wěn)定性不強，隨時可能從內(nèi)壁上脫落下來而污染 硅片，所以需要對反應(yīng)室內(nèi)裸露于工藝環(huán)境中的金屬零件必須進行定期清洗。通常的清洗 手段是先用菜瓜布擦洗，然后用高壓去離子水沖洗，之后用砂紙打磨金屬零件表面，接著超 聲波清洗，最后高溫烤箱干燥。砂紙打磨金屬零件表面容易對零件本身造成損傷，降低金屬 零件的使用壽命，清洗效果也不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種有效去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的去除 附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方 法，包括如下步驟：S1，使用堿性溶液對零件進行浸泡；S2,使用酸性溶液對零件進行清洗； S3,使用清洗液對零件進行清洗；S4,對零件進行干燥。
[0005] 所述步驟S1之前還包括一預(yù)處理步驟S0 ;其中所述步驟S0包括：S0. 1，使用超純 水對零件進行沖洗；和/或S0. 2,使用N2或干凈的壓縮空氣吹干零件。
[0006] 所述步驟S1包括還一步驟S1. 1，所述步驟S1. 1為對零件使用超純水進行漂洗處 理。
[0007] 所述步驟S2包括還一步驟S2. 1，所述步驟S2. 1為對零件使用超純水進行溢流處 理。
[0008] 所述堿性溶液的配比為體積比NH40H:H202:H 20 = 1:3:4。
[0009] 所述堿性溶液的溫度為40°C?60°C。
[0010] 所述步驟S1中，零件在所述堿性溶液中浸泡的時間為6小時?10小時。
[0011] 所述酸性溶液的配比為體積比HN03:HF = 20:1。
[0012] 所述步驟S2中，零件在所述酸性溶液中清洗的時間為10秒?15秒。
[0013] 所述步驟S3中，所述清潔液為18兆歐的去離子水。
[0014] 所述清潔液的溫度為50°C。
[0015] 所述步驟S3中，利用超聲波對零件進行清洗。
[0016] 所述超聲波的頻率為40KHz。
[0017] 所述超聲波的能量密度為25瓦/加侖?35瓦/加侖。
[0018] 所述步驟S3中，零件清洗的時間為30分鐘?60分鐘。
[0019] 所述步驟S4中，是將零件置于高溫烘箱中，在150°C的環(huán)境下烘烤1. 5小時?2小 時，然后降到50°C?60°C，取出零件。
[0020] 本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法操作簡單，耗時少，清 洗效果理想，而且不會對物理氣相沉積工藝腔室中金屬零件造成損傷。應(yīng)用此方法對半導(dǎo) 體工藝一段時間后的物理氣相沉積工藝腔室中金屬零件清洗后，金屬零件表面的TiN及Ti 污染物完全被除去，零件表面沒有遭到損傷，達到清洗效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法流程圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法作進 一步詳細說明。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法包括弱堿 液浸泡、酸洗、超聲波洗和高溫干燥四步。
[0024] 步驟一、將金屬零件從物理氣相沉積設(shè)備取下后，立即用超純水水沖洗20分鐘， 再用N 2或干凈的壓縮空氣吹干。然后用40°C?60°C弱堿性溶液（體積比NH40H:H20 2:H20 =1:3:4)浸泡6小時?10小時。浸泡完成后，放入超純水中漂洗。熱的ΝΗ 40Η/Η202混合 溶液可以與Ti及TiN發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)。半導(dǎo)體設(shè)備的金屬零件是由經(jīng)過特 殊加工的抗酸堿的材料制成，采用的此種弱堿性溶液不會對這種金屬材料造成腐蝕。這種 堿性溶液可以完成去除金屬零件表面的TiN及Ti薄膜，對金屬材料幾乎不造成損傷。
[0025] 步驟二、從水中取出零件，放入硝酸/氫氟酸混合溶液（體積比HN03:HF = 20:1) 中清洗10秒?15秒，以中和前面用到堿性藥液，之后放入到超純水槽中溢流30分鐘。
[0026] 弱堿液浸泡+酸液清洗+純水溢流實驗數(shù)據(jù)如下：
[0027] 堿性溶液選取40°C，超純水槽中溢流30分鐘后的酸堿度，如表1所表示。
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征在于，包括如下步驟： S1，使用堿性溶液對零件進行浸泡； 52, 使用酸性溶液對零件進行清洗； 53, 使用清洗液對零件進行清洗； 54, 對零件進行干燥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述步驟S1之前還包括一預(yù)處理步驟SO ;其中 所述步驟SO包括： SO. 1，使用超純水對零件進行沖洗；和/或 SO. 2,使用N2或干凈的壓縮空氣吹干零件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述步驟S1包括還一步驟S1. 1，所述步驟S1. 1為對零件使用超純水進行漂洗處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述步驟S2包括還一步驟S2. 1，所述步驟S2. 1為對零件使用超純水進行溢流處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述堿性溶液的配比為體積比NH40H: H202: H20 = 1:3:4。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述堿性溶液的溫度為40°C?60°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述步驟S1中，零件在所述堿性溶液中浸泡的時間為6小時?10小時。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特征 在于，所述酸性溶液的配比為體積比HN0 3:HF = 20:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其 特征在于，所述步驟S2中，零件在所述酸性溶液中清洗的時間為10秒?15秒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述步驟S3中，所述清潔液為18兆歐的去離子水。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述清潔液的溫度為50°C。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述步驟S3中，利用超聲波對零件進行清洗。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述超聲波的頻率為40KHz。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述超聲波的能量密度為25瓦/加侖?35瓦/加侖。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述步驟S3中，零件清洗的時間為30分鐘?60分鐘。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除附著于金屬零件表面TiN及Ti薄膜的清洗方法，其特 征在于，所述步驟S4中，是將零件置于高溫烘箱中，在150°C的環(huán)境下烘烤1. 5小時?2小 時，然后降到50°C?60°C，取出零件。
【文檔編號】C23G1/00GK104195575SQ201410425940
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】國天增, 賀賢漢 申請人:富樂德科技發(fā)展（天津）有限公司