專利名稱：用于蝕刻孔穴的灰漿清理的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明指向一種清理裝置和方法，特別涉及但又不限于在半導(dǎo)體制造中制成產(chǎn)品和孔穴清理的裝置和方法。
背景技術(shù)：
從蝕刻孔穴部件清除污染物傳統(tǒng)上采用二氧化碳小球噴射、磨蝕小珠噴射、溶劑、強(qiáng)氧化劑、無(wú)機(jī)酸/堿或高溫?zé)岱纸?。根?jù)污染物/基體的組合，這些方法在污染物的清除方面勉強(qiáng)產(chǎn)生效果并且提供高度清潔的表面以便孔穴重新使用。這些方法也在清理過程中損壞基體，特別當(dāng)對(duì)于陽(yáng)極化和鍍層鋁質(zhì)基體使用傳統(tǒng)機(jī)械清理方法時(shí)?？籽ú考妮^新設(shè)計(jì)采用等離子噴鍍絕緣鍍層，諸如Al2O3、ZrO2、和Y2O3。這些鍍層施加在陶瓷和陽(yáng)極化鋁質(zhì)基體上，其中鍍層粘結(jié)最佳時(shí)僅勉強(qiáng)有效并且在清理時(shí)由于傳統(tǒng)磨蝕噴射技術(shù)的侵蝕性質(zhì)而很容易損壞。
明顯地實(shí)際上在制造半導(dǎo)體晶片過程中需要從所有表面上有效地除去沉積物而不致使基體或鍍層表面變質(zhì)或損壞。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，提供能夠在清理半導(dǎo)體蝕刻孔穴和部件過程中克服或減少過去各種裝置和方法相關(guān)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的第一方面是一種裝置，該裝置包括(a)一個(gè)適合于產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿的噴霧頭，該噴霧頭具有磨蝕灰漿進(jìn)口、霧化流體進(jìn)口、和霧化磨蝕灰漿噴出口；(b)一個(gè)磨蝕灰漿容器，它流體連通地連接至磨蝕灰漿進(jìn)口并且限定一個(gè)用于包括水和磨蝕微粒的灰漿的空間；和
(c)一個(gè)霧化流體源，流體連通地連接至霧化流體進(jìn)口。
本發(fā)明內(nèi)的裝置包括那些其中具有適合于保持磨蝕微粒良好分散的攪拌器的容器，在此使用的名詞“良好分散”的意義為磨蝕灰漿是一種所有各種成分的均勻混合物。霧化流體源可以從隔膜單元、吸收單元、低溫單元、含有流體的容器、壓縮機(jī)、管路、氣體室和其組合中選出。霧化流體源可包括一種或多種惰性氣體源和其組合。惰性氣體可從任何認(rèn)為適合于清理過程的惰性氣體中選擇，包括但不限于氮、氬、空氣、富氮空氣、氬以外的惰性氣體和其組合。噴霧頭可以包括文丘里管。所述裝置可包括適合于調(diào)節(jié)進(jìn)入噴霧頭的霧化流體壓力的壓力調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器適合于調(diào)節(jié)離開噴霧頭的霧化磨蝕灰漿壓力。
本發(fā)明另一方面為一種清理方法，該方法包括引導(dǎo)霧化磨蝕灰漿噴射在半導(dǎo)體蝕刻孔穴或孔穴部件中至少一些內(nèi)表面上。本發(fā)明方法包括其中引導(dǎo)步驟中包括控制霧化磨蝕灰漿的壓力。壓力一般控制在從約25到150磅/平方英時(shí)(表壓)的范圍內(nèi)。如果需要可采用高于150磅/平方英時(shí)(表壓)的壓力以便除去碎片而使下面的基體不受損害。霧化磨蝕灰漿的密度可能需要降低；低于25磅/平方英時(shí)(表壓)的壓力不能提供所要求的清理效率，但是如果霧化磨蝕灰漿的密度增加時(shí)也可使用。本發(fā)明所述的方法，包括那些其中引導(dǎo)控制霧化磨蝕灰漿密度的步驟，包括對(duì)于磨蝕灰漿增加更多流體，減少霧化流體的密度和/或增加其流動(dòng)速率和其組合。可以將霧化磨蝕灰漿的密度控制在約0.01到約0.2克/立方厘米的密度范圍內(nèi)。本發(fā)明其它方法包括控制離開噴霧頭時(shí)霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量。本發(fā)明方法包括將霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量控制在約100,000克-厘米/秒到約300,000克-厘米/秒范圍內(nèi)。其它方法可包括在磨蝕灰漿容器內(nèi)使磨蝕灰漿維持在良好的分散狀態(tài)下，以及其中控制在磨蝕灰漿容器中磨蝕灰漿成分的方法。
在瀏覽以下附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明、發(fā)明的詳細(xì)描述和權(quán)利要求以后，本發(fā)明各方面將變得更加明顯。


可以獲得本發(fā)明目的和其它要求特征的方式將在以下描述和附圖中予以解釋，其中圖1和2是按照本發(fā)明第一和第二裝置實(shí)施例的示意側(cè)視圖。
不過應(yīng)該指出，附圖并未按比例繪制而僅闡明本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且不能因此而限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明還可以采取其它相同有效的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在以下描述中，提出許多細(xì)節(jié)以便理解本發(fā)明。不過，本行業(yè)熟練人士應(yīng)該理解，本發(fā)明可以不必采用這些細(xì)節(jié)而實(shí)施，并且從已經(jīng)描述的實(shí)施例中可以得到許多變化和變型。
所有在此應(yīng)用的短句、引伸語(yǔ)、詞組和多字辭句，特別在以下的權(quán)利要求中，并不限制在其名詞和動(dòng)詞中。很明顯，意義并不僅僅由名詞和動(dòng)詞或單獨(dú)的字表達(dá)。語(yǔ)言可以用多種方式表達(dá)其內(nèi)容。發(fā)明概念的存在和這些表達(dá)的方式因語(yǔ)言文化而不同。例如，在德文中許多編成詞匯的復(fù)合句經(jīng)常表示為形容詞和名詞的組合、名詞-介詞-名詞組合、或拉丁文引伸語(yǔ)。在權(quán)利要求中包括短句、引伸語(yǔ)、詞組的可能性對(duì)于高質(zhì)量的專利是必需的，使其有可能減少對(duì)其概念性內(nèi)容的表達(dá)，并且所有與這樣內(nèi)容一致(或者在一種語(yǔ)言中或者在不同語(yǔ)言之間)的字語(yǔ)可能概念組合打算包括在所使用的短句中。
按照本發(fā)明，提出能夠克服或減少與過去方法和裝置相關(guān)問題的裝置和方法。本發(fā)明的裝置包括一個(gè)噴霧頭，其功能是產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿。該噴霧頭包括磨蝕灰漿進(jìn)口、霧化流體進(jìn)口、和霧化磨蝕灰漿出口。噴霧頭可包括任何能夠產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿的內(nèi)部容積，包括文丘里管、收斂-擴(kuò)大的噴嘴、收斂噴嘴和其它形狀的噴嘴。
簡(jiǎn)而言之，使流體或灰漿霧化有三種主要的方法1.旋轉(zhuǎn)杯霧化法包括采用運(yùn)動(dòng)機(jī)械元件中的空氣打碎流體；2.在機(jī)械霧化中將要霧化的流體被加壓到很高的壓力(15到30巴)，如此可以賦予其很高的勢(shì)能，從而當(dāng)釋放到大氣壓力中時(shí)可以轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。當(dāng)其與外界大氣接觸時(shí)該動(dòng)能導(dǎo)致流體剪切，從而形成小滴；3.氣體-流體輔助霧化可以用來(lái)獲得相似的結(jié)果而可以節(jié)約高壓力(2到6巴)。
本發(fā)明的裝置與第三類霧化相關(guān)。簡(jiǎn)而言之人們可以按照將要霧化的流體和霧化的流體是否在噴霧頭內(nèi)部或外部接觸而區(qū)分兩種類型的氣體-流體輔助霧化。這些類型可以稱作內(nèi)部或外部霧化。二者在本發(fā)明中均有用。
內(nèi)部霧化的特征在于使流體和霧化流體限制在接觸室以內(nèi)。將兩種流體引入該霧化室的方式變化很大并且對(duì)于從該室離開的霧化灰漿特性有直接影響。同樣，該室的內(nèi)部幾何形狀(總體積、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的葉片、進(jìn)口和出口小孔的數(shù)量和直徑等等)也影響流體/霧化流體的流體混合物特定性能。這樣的霧化方式可提供極佳的霧化質(zhì)量，就是，霧化灰漿由非常小的灰漿滴組成，其小滴尺寸范圍在直徑方面分布很狹窄。在指定的流體輸送速率下，這樣的霧化質(zhì)量自然成為所采用霧化流體輸送速率和在霧化室內(nèi)部主要壓力的函數(shù)。
對(duì)于外部霧化，其中兩種狀態(tài)流體的接觸均在任何封閉場(chǎng)所以外進(jìn)行，霧化的灰漿主要通過霧化流體由流體灰漿射流的剪切建立。兩種流體出口的幾何形狀完全決定霧化的質(zhì)量，并且對(duì)于由接觸而產(chǎn)生點(diǎn)滴的小滴尺寸分析可顯示出相對(duì)較廣闊的直徑分布(同時(shí)呈現(xiàn)較小和較大的小滴)。
圖1為按照本發(fā)明實(shí)施例100中裝置的示意側(cè)視圖，包括一個(gè)噴霧頭2，具有一個(gè)霧化流體進(jìn)口4，一個(gè)磨蝕灰漿進(jìn)口6，和一個(gè)霧化磨蝕灰漿出口8。噴霧頭2可以用任何適當(dāng)?shù)牟牧匣蚱浣M合制造，諸如金屬、塑料和以上材料的組合。適當(dāng)?shù)慕饘侔ㄤX、不銹鋼、諸如304不銹鋼等。不銹鋼可以用電解拋光，但是這并非本發(fā)明的要求。在實(shí)施例100中，內(nèi)部流動(dòng)溝槽包括收斂噴嘴10，平行喉口部分12，和擴(kuò)大噴嘴14。在本實(shí)施例中喉口12包括磨蝕灰漿的進(jìn)口孔或小孔16，磨蝕灰漿從喉口由于流動(dòng)流體造成的負(fù)壓吸入。磨蝕灰漿可以從一個(gè)或多個(gè)磨蝕灰漿容器20中吸出，而噴霧頭2可具有一個(gè)或多個(gè)通往流態(tài)化流體18源的連接通道。雖然如此具體的流動(dòng)配置代表一種文丘里管，但本發(fā)明并不受此限制。
各種具體噴霧頭的設(shè)計(jì)有許多可選方案，并且它們均可認(rèn)為是在本發(fā)明中可以預(yù)期的替代實(shí)施例。例如在圖1的噴霧頭2中，霧化流體進(jìn)口可由一個(gè)、兩個(gè)或更多進(jìn)口小孔組成，而磨蝕灰漿進(jìn)口小孔也是如此。例如，在小孔16對(duì)面設(shè)置進(jìn)口孔或小孔16a是有益的。
圖2為按照本發(fā)明另一實(shí)施例200中裝置的示意側(cè)視圖，相似于圖1中闡明的實(shí)施例100，包括一個(gè)噴霧頭22，具有一個(gè)霧化流體進(jìn)口4，一個(gè)磨蝕灰漿進(jìn)口6，和一個(gè)霧化磨蝕灰漿出口8。不過在實(shí)施例200中，內(nèi)部流動(dòng)溝槽包括更加流線型的收斂-擴(kuò)大噴嘴24、28、和喉口26。在該實(shí)施例中喉口26也包括磨蝕灰漿的進(jìn)口孔或小孔16，磨蝕灰漿從喉口26由于流動(dòng)流體造成的負(fù)壓吸入。磨蝕灰漿可以從一個(gè)或多個(gè)磨蝕灰漿容器20中吸出，而噴霧頭22可具有一個(gè)或多個(gè)通往流態(tài)化流體18源的連接通道。
本發(fā)明裝置的另一部件是流體連接到噴霧頭磨蝕灰漿進(jìn)口的磨蝕灰漿容器。該容器的功能是限定一個(gè)包括水分的灰漿、磨蝕微粒、和其它可選成分的空間，視具體清理任務(wù)而定，例如要求除去的碎片或沉積物類型和數(shù)量，下層基體成分和硬度，和任何基體鍍層的性質(zhì)，諸如耐火或絕緣鍍層。
磨蝕灰漿容器可以處于大氣壓力之下，輕微的真空，或在大氣壓力之上，不過容器中壓力并非關(guān)鍵性。容器可以對(duì)大氣關(guān)閉或開放。如果容器處于小于或大于大氣壓力下，容器制造必須能夠承受這些狀態(tài)。容器可以包括帶有膽囊布置的外殼，其中磨蝕灰漿保持在膽囊之內(nèi)。空氣或其它流體可用來(lái)強(qiáng)制灰漿流出膽囊，而采用真空協(xié)助磨蝕灰漿裝入膽囊。
磨蝕灰漿容器的配置并非關(guān)鍵性，只要磨蝕微粒能夠(或者合理地)保持懸浮在容器之中。可能有些情況下，對(duì)于具體任務(wù)而言磨蝕微粒超過需要的數(shù)量，在如此情況下并非所有磨蝕微粒需要懸浮在其中。有一些需要沉淀在容器底部，一直到需要時(shí)為止。灰漿容器構(gòu)造材料不是關(guān)鍵性的。容器可以是金屬、塑料或其組合制成。甚至可以采用耐火或陶瓷容器，以及采用襯里構(gòu)造。襯里可以是陶瓷或塑料材料。可以采用懸浮輔助設(shè)施。該設(shè)施可以是化學(xué)、機(jī)械或其組合構(gòu)造。機(jī)械懸浮輔助設(shè)施可包括一個(gè)或多個(gè)攪拌或攪動(dòng)器件?；瘜W(xué)懸浮輔助設(shè)置可包括一種或多種懸浮輔助化學(xué)品。后者的例子將進(jìn)一步在此描述。
本發(fā)明的裝置可包括連接到霧化流體進(jìn)口的霧化流體源。霧化流體源可從隔膜單元、吸收單元、低溫單元、含有流體的容器、壓縮機(jī)、管路、氣體室和其組合中選擇。霧化流體源可包括一種或多種惰性氣體和其組合的源。如果采用，惰性氣體可從氮、氬、空氣、富氮空氣、氬以外的惰性氣體和其組合及混合物源中選擇。霧化流體不必是純粹的氣體。例如，霧化流體可以是空氣或由產(chǎn)生富氮空氣的隔膜分離單元發(fā)生的氮?dú)?。多?shù)氮?dú)飧裟ぐl(fā)生的氮?dú)饩哂写蠹s90到95％的氮?dú)?，雖然通過使用串聯(lián)或級(jí)聯(lián)模式聯(lián)結(jié)的多隔膜單元可能產(chǎn)生更高的純度。高于95％的純度并不必要。采用氣體的干燥程度可能有關(guān)，因?yàn)殪F化流體為氣體并且該氣體具有相當(dāng)水分或其它液體，霧化磨蝕灰漿的成分可能不同于在磨蝕灰漿容器內(nèi)的成分，因此可能導(dǎo)致不一致的結(jié)果。霧化流體的源在流體上通過一條或多條管路連接到噴霧頭，這些管路可包括一個(gè)或多個(gè)適合于調(diào)節(jié)霧化流體壓力(當(dāng)其進(jìn)入噴霧頭時(shí))的壓力調(diào)節(jié)器。如果輸送到噴霧頭的磨蝕灰漿量相對(duì)地保持為常數(shù)，壓力調(diào)節(jié)器也適合于調(diào)節(jié)霧化磨蝕灰漿的壓力。霧化流體源的壓力可以是任何需要霧化某具體灰漿并執(zhí)行清理功能的壓力。霧化流體源的壓力可以被控制，諸如利用氣體室，或者從對(duì)于霧化流體壓力有少許控制的管路中取得流體。
在運(yùn)行中，本發(fā)明方法包括引導(dǎo)霧化磨蝕灰漿噴射在半導(dǎo)體蝕刻孔穴或孔穴部件中至少一些內(nèi)表面上。如以上描述，本方法包括利用在噴霧頭中通過霧化流體而產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿。霧化磨蝕灰漿的產(chǎn)生可包括控制離開噴霧頭的霧化磨蝕灰漿的壓力在約25到150磅/平方英時(shí)(表壓)的范圍內(nèi)?；覞{的產(chǎn)生可包括控制霧化灰漿的密度在約0.01到約0.2克/立方厘米的密度范圍內(nèi)。最好能夠控制霧化磨蝕灰漿在其接觸工件時(shí)的動(dòng)量。在工件上霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量可以利用控制離開噴霧頭時(shí)的霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量而獲得控制。離開噴霧頭時(shí)霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量可以控制在約100,000克-厘米/秒到約300,000克-厘米/秒范圍內(nèi)。在其離開噴霧頭時(shí)霧化磨蝕灰漿可以利用調(diào)節(jié)其進(jìn)入噴霧頭時(shí)的流體壓力，進(jìn)入噴霧頭的灰漿量，磨蝕灰漿的密度，或以上各元素的組合而控制其動(dòng)量。
磨蝕灰漿可以在磨蝕灰漿室中保持其良好分布狀態(tài)。如以上所指出，在本發(fā)明范圍內(nèi)這意味著磨蝕灰漿是所有成分的均勻混合物。
在本發(fā)明中有用的磨蝕微?？梢詮哪切┮话阍谘心ゼ夹g(shù)中使用材料中選擇，不過，磨蝕微粒(尺寸和成分)將根據(jù)表面粗糙程度、鍍層厚度變化、和考慮中的粘結(jié)性質(zhì)而選擇。在選擇合適的磨蝕微粒時(shí)，諸如硬度、與目標(biāo)中工件的兼容性、微粒尺寸、對(duì)工件的反應(yīng)、以及熱傳導(dǎo)性等應(yīng)該考慮。
在本發(fā)明中使用的磨蝕微粒成分可以分成二類天然磨料和制成磨料。天然磨料的例子包括金剛石、金剛砂、剛玉砂、石榴石、磨石、黑硅石、石英、砂巖、玉髓、燧石、石英巖、長(zhǎng)石、浮石和滑石。制成磨料的例子包括碳化硼、立方氮化硼、熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、玻璃、碳化硅、氧化鐵、碳化鉭、氧化鈰、氧化錫、碳化鈦、合成金剛石、二氧化錳、氧化鋯、和氮化硅。
在本發(fā)明中有用的磨蝕微粒典型地和較佳地具有從約0.1微米到約1500微米范圍內(nèi)的微粒尺寸，更佳地為從約0.1微米到約1300微米范圍。磨蝕微粒較佳地具有從約0.1微米到約700微米范圍的平均尺寸，更佳地為約1微米到約150微米，特別較佳地為約1微米到約80微米。發(fā)明中使用的磨蝕微粒最好具有至少為8的莫爾(Mohr)硬度，更佳在9以上，而對(duì)于特定用途可以使用較軟微粒。
名詞“磨蝕微?！卑▊€(gè)別磨蝕微粒的凝聚物。當(dāng)多個(gè)磨蝕微粒通過粘合劑而粘合在一起而形成較大的磨蝕粒子(可具有特定的粒子結(jié)構(gòu))時(shí)，就形成磨蝕凝聚物。形成磨蝕凝聚物的多個(gè)微?？砂ú恢挂环N類型的磨蝕微粒和粘合劑。
一般而言，填充料為無(wú)機(jī)粒狀物質(zhì)，包括基本上為惰性或?qū)τ谀チ献饔玫谋砻鏌o(wú)反應(yīng)的物質(zhì)。不過偶而采用活性的(即反應(yīng)的)填充料，有時(shí)在研磨行業(yè)中稱作研磨輔助。這些填充料有利地在使用中與工件互相作用。具體地說(shuō)，在本行業(yè)中認(rèn)為研磨輔助可以(1)減少磨蝕微粒和研磨中的工件之間的摩擦，(2)防止磨蝕微?！按髅薄?，即防止金屬微粒焊接在磨蝕微粒頂部上，(3)減少磨蝕微粒和工件之間的接觸面溫度，或者(4)減少要求的研磨力。
研磨輔助包括廣泛品種的不同材料并且可以是無(wú)機(jī)的或有機(jī)的。在本發(fā)明中研磨輔助的化學(xué)組群體例子包括石蠟、有機(jī)鹵化物化合物、鹵化物鹽及金屬和其合金。有機(jī)鹵化物化合物將典型地在磨蝕過程中分解并且釋放鹵化物酸或氣體鹵化物化合物。這些材料的例子包括氯化石蠟，諸如四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯。鹵化鹽的例子包鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、氟化硅、氯化鉀、氯化錳。金屬的例子包括錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵、鈦。其它雜項(xiàng)研磨輔助包括硫、有機(jī)硫化合物、石墨和金屬硫化物。在本發(fā)明范圍還可使用不同的研磨輔助組合，并且在某些情況下這可以產(chǎn)生協(xié)同效果。以上所述研磨輔助的例子的意義在于代表性地顯示研磨輔助，而并不意味著包括所有研磨輔助。
研磨輔助在本發(fā)明使用磨蝕灰漿中的數(shù)量范圍從約0.1到約10百分比的干重，較佳為從約0.5到約5.0百分比的重量，基于灰漿的總重。如果采用非反應(yīng)性填充劑，可以使用高達(dá)50百分比的干重。
本發(fā)明使用的磨蝕灰漿可含有任何數(shù)目的傳統(tǒng)添加劑(一種或多種附加成分)，諸如塑化劑、螯合劑、pH值改良劑、消泡劑、發(fā)泡劑、加強(qiáng)聚合物、防凍劑、懸浮助劑、殺菌劑、殺真菌劑和/或增稠劑。
本發(fā)明的磨蝕灰漿可以通過混合磨蝕微粒(具有已知顆粒尺寸在5微米范圍和已知顆粒尺寸分布范圍在7-75微米以內(nèi))和脫離子水而完成，并且還可選地包括其它材料，以便獲得灰漿的密度范圍從0.01克/立方厘米到0.2克/立方厘米?；覞{可以使用高剪切混合器在1200轉(zhuǎn)/分鐘下混合20分鐘，并且混合器可以在灰漿使用中保持旋轉(zhuǎn)，但在低轉(zhuǎn)速下，以便使灰漿保持良好分散。
磨蝕灰漿利用具有文丘里管的噴霧頭(相似于圖1中示意闡明)轉(zhuǎn)換為霧化噴射。作為例子，噴霧頭可以用鋁制造，并且具有一個(gè)或多個(gè)直徑為約1厘米的灰漿進(jìn)口小孔，一個(gè)或多個(gè)直徑為1厘米的空氣(霧化流體)進(jìn)口小孔，和一個(gè)或多個(gè)直徑為2厘米的霧化灰漿出口小孔。磨蝕灰漿可以通過柔性不銹鋼管輸送到噴霧頭，磨蝕灰漿由進(jìn)入噴霧頭的空氣在約100磅/平方英寸(表壓)壓力下抽入噴霧頭。霧化灰漿從噴霧頭在約50磅/平方英寸(表壓)壓力下噴出?；覞{槽可以如以上所述地保持?jǐn)嚢琛；覞{槽可以處于大氣壓力和室溫下，雖然這些條件純粹為方便起見而并非必要。霧化灰漿可以引導(dǎo)至在其絕緣表面上具有硅、碳化硅及其它碎片沉積物的蝕刻孔室的絕緣鍍層表面上。霧化灰漿以90°角度引導(dǎo)至表面上，雖然也可以采用其它角度。試驗(yàn)以前測(cè)量絕緣表面的粗糙度(Ra)，而試驗(yàn)以后在霧化灰漿接觸絕緣表面30秒鐘以后也測(cè)量其粗糙度(Ra)。“Ra”是通常在研磨行業(yè)中采用的粗糙度測(cè)量參數(shù)?！癛a”定義為粗糙輪廓離開平均線的算術(shù)平均值。Ra可以用表面光潔度測(cè)量?jī)x探頭測(cè)量，該探頭具有鑲嵌金剛石的尖端觸針。一般而言，Ra數(shù)值越低，工件的表面光潔度越光滑或細(xì)致?？梢圆捎蒙虡I(yè)名稱為Perthen M4P的表面光潔度測(cè)量?jī)x。鍍層的厚度可以采用行業(yè)中眾所周知的顯微剖切技術(shù)決定。
本發(fā)明的裝置和方法可以有效地用來(lái)從半導(dǎo)體蝕刻孔室表面上除去碎片。雖然以上僅詳細(xì)地描述幾個(gè)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本行業(yè)熟練人士將立即理解在這些示范性實(shí)施例中可能有許多變型而不致實(shí)質(zhì)上偏離本發(fā)明新穎原理和優(yōu)點(diǎn)。相應(yīng)地，所有這些變型均將包括在本發(fā)明如以下權(quán)利要求所限定的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種裝置，它包括(a)一個(gè)噴霧頭，適合于產(chǎn)生霧化的磨蝕灰漿，該噴霧頭具有磨蝕灰漿進(jìn)口、霧化流體進(jìn)口、和霧化磨蝕灰漿出口；(b)一個(gè)磨蝕灰漿容器，該磨蝕灰漿容器流體連通地連接到磨蝕灰漿進(jìn)口并且限定用于包括水和磨蝕微粒的灰漿的空間；和(c)一個(gè)霧化流體源，該流體源流體連通地連接到霧化流體進(jìn)口。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，霧化流體源是從隔膜單元、吸收單元、低溫單元、流體容器、壓縮機(jī)、管路、氣室和其組合中選擇的。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，霧化流體源包括一種或多種惰性氣體源和其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，惰性氣體源從氮、氬、空氣、富氮空氣、氬以外的惰性氣體和其組合及混合物中選擇。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，噴霧頭包括文丘里管。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，容器包括混合裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它包括適合于調(diào)節(jié)霧化流體壓力的壓力調(diào)節(jié)器。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)器適合于調(diào)節(jié)霧化磨蝕灰漿的壓力。
9.一種裝置，它包括(a)一個(gè)文丘里管，該文丘里管適合于產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿，該文丘里管具有磨蝕灰漿進(jìn)口、氣體進(jìn)口、和霧化磨蝕灰漿出口；(b)一個(gè)磨蝕灰漿容器，該磨蝕灰漿容器流體連通地連接到磨蝕灰漿進(jìn)口并且限定用于包括水和磨蝕微粒的灰漿的空間。(c)一個(gè)氣體源，流體連通地連接到氣體進(jìn)口；和(d)一個(gè)攪拌器，適合于保持磨蝕灰漿良好分散。
10.一種方法，它包括將霧化磨蝕灰漿引導(dǎo)到半導(dǎo)體蝕刻孔室的至少一些內(nèi)表面上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，磨蝕灰漿包括從二氧化硅、氧化鈣、浮石、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、和其組合中選擇的磨蝕微粒。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該方法包括通過使霧化流體流動(dòng)通過噴霧頭而產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿，該噴霧頭具有連接到磨蝕灰漿容器的流體通道和霧化磨蝕灰漿出口。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿包括控制離開噴霧頭的霧化磨蝕灰漿的壓力。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制壓力包括將壓力控制在約25到150磅/平方英寸表壓的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿包括控制霧化磨蝕灰漿的密度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該方法包括將密度控制在從約0.01克/立方厘米到約0.20克/立方厘米之間。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法包括控制離開噴霧頭的霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該方法包括將霧化磨蝕灰漿的動(dòng)量控制在約100,000克-厘米/秒到約300,000克-厘米/秒范圍以內(nèi)。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生包括使磨蝕灰漿容器內(nèi)的磨蝕灰漿保持良好的分散狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生霧化磨蝕灰漿包括控制容器內(nèi)的磨蝕灰漿的成分。
全文摘要
描寫一種從半導(dǎo)體蝕刻孔室或孔室部件中清理碎片的方法，該方法包括引導(dǎo)霧化磨蝕灰漿到這樣孔室或孔室部件的至少一些內(nèi)部表面上。也對(duì)于實(shí)施這樣方法的裝置進(jìn)行描述。
文檔編號(hào)B24C11/00GK1970230SQ20061014648
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者I·M·戴維斯, D·P·勞比 申請(qǐng)人:波克股份有限公司