[發明專利]從掩膜、載具和沉積工具部件移除沉積材料的剝離工藝

在審

• 申請號: 201580044719.8
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN106999995A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 宋道英;秉圣·利奧·郭
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12;C23C14/56;C23C16/44
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

本申請主張在2014年8月28日提交的美國臨時申請第62/042,922號的權益。

技術領域

本公開內容的實施方式大體而言涉及用于從諸如掩膜、載具和其他沉積系統部件的工件剝離沉積材料層的工藝和系統，且更具體地說，但不排他，本公開內容的實施方式涉及用于從工件的表面剝離沉積層的工藝和系統，包含在溫度受控液體中將超聲波能量施加于工件上，所述溫度經控制以增加由于沉積層的材料與工件之間的熱膨脹系數(coefficient of thermal expansion；CTE)失配而產生的沉積層與工件之間界面處的應力。

背景技術

用于在基板上沉積材料薄膜的沉積系統被廣泛用于諸如半導體工業、薄膜電池工業、電致變色(electrochromics)工業、平板顯示器工業等許多工業中。這些沉積系統可使用各種工件，諸如掩膜、基板載具和子載具、其他沉積系統部件等。這些工件需要被頻繁地進行清洗，以移除堆積在工件的表面上的沉積材料。沉積材料可包括廣泛范圍的材料，諸如金屬、半導體、絕緣體、電解質等。通常，使用侵蝕性化學工藝(經常使用危險或有毒化學品)或機械工藝(可能負面影響工件的尺寸和完整性)清洗這些工件。

顯然，需要侵蝕性較小的工藝來清洗工件，這些工藝不使用危險或有毒化學品且不顯著影響工件的尺寸或完整性。

發明內容

本文描述用于從諸如蔭罩掩膜(shadow mask)、載具、子載具、其他沉積系統部件等的沉積系統工件移除沉積層的方法和設備。來自各種沉積系統的工件可受益于本文所描述的工藝，這些沉積系統包括物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)、等離子增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition；PECVD)、濺鍍、熱絲化學氣相沉積(hot wire chemical vapor deposition；HWCVD)、原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)系統等。應設想，可使用所公開方法的實施方式移除非常廣泛范圍的沉積材料，這些沉積材料包括金屬、半導體、絕緣體、電解質等。本文所描述的工藝的實施方式可包括在溫度受控液體中將超聲波能量施加于經涂覆的工件上。這些工藝基于誘發由于沉積層與工件之間的CTE失配造成的界面應力，從而在曝露于超聲波能量期間促進沉積材料的剝離。因此，可決定剝離設備在操作范圍內的溫度或溫度范圍以有助于產生界面應力的鍵斷裂(bond break)水平和因此帶來的沉積層的較佳剝離/分層，從而留下非常清潔、尺寸未受影響的工件以便重復使用。

根據一些實施方式，一種用于從諸如掩膜、載具和其他材料沉積工藝部件的單個或多個工件剝離沉積材料的工藝可包含：提供工件，工件的表面涂覆有沉積材料層；將工件浸沒在超聲波浴中(ultrasonic bath)并將超聲波能量施加于工件上，其中所述超聲波浴含有流體且所述流體保持在從大于室溫到小于流體沸點的范圍內的恒溫下，其中所述恒溫經選擇以提供沉積材料層與工件之間的明顯CTE(熱膨脹系數)失配，以促進從工件剝離沉積材料層，且其中超聲波浴中的處理時間在從幾秒至120分鐘的范圍內，以使沉積材料層松動；通過利用液體沖洗來清洗工件；和干燥工件。

此外，根據一些實施方式，一種用于從諸如掩膜、載具和其他材料沉積工藝部件的單個或多個工件剝離沉積材料的工藝可包含：提供工件，工件的表面涂覆有沉積材料層；將工件浸沒在超聲波浴中并將超聲波能量施加于工件上，其中所述超聲波浴含有流體且在室溫與小于流體沸點之間的范圍內選擇的ΔT下循環水，其中工件在超聲波浴中的浸沒期間在ΔT下經受多個循環，其中所述ΔT經選擇以提供沉積材料層與工件之間存在明顯CTE(熱膨脹系數)失配的溫度偏差，以促進從工件剝離沉積材料層，且其中超聲波浴中的處理時間在從幾秒至120分鐘的范圍內，以使沉積材料層松動；通過利用液體沖洗來清洗工件；和干燥工件。

此外，本公開內容描述經構造用于實施上述工藝的設備和系統。根據一些實施方式，一種用于從諸如掩膜、載具和其他材料沉積系統部件的單個或多個工件剝離沉積材料的系統可包含：第一設備，用于自動機械磨蝕涂有沉積材料層的工件；第二設備，用于在溫度受控流體中將超聲波能量施加于工件上；第三設備，用于利用研磨材料擦洗工件上的沉積材料層；第四設備，用于酸處理工件上的任何殘余涂層；第五設備，用于使用液體沖洗來清洗工件；和第六設備，用于干燥工件。