专利名称：一种超光滑表面清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种光滑表面清洗方法，应用于石英玻璃、K9玻璃等超光滑表面附着微粒的清洗。
背景技术：
随着超精密加工技术的发展，超光滑表面的应用日益广泛，对超光滑表面的要求也越来越高。超光滑表面清洗在半导体、微电子器件和光学零件的制造过程中是一项很重要的工序。研究表明，高质量超光滑基片表面沾污微细杂质可引起器件性能下降。比如在光学基片表面上残留亚微米级杂质时，将使得基片表面产生严重的散射，当此光学基片应用于高功率激光器时，这些杂质不仅会增加光学零件对激光的吸收，造成光的损耗，而且会降低激光损伤阈值；在激光陀螺制造中，超光滑表面的加工质量直接影响镀膜后反射镜的光学性能进而影响陀螺的精度；在半导体硅片表面上存在0. 2 μ m的杂质时，将会导致芯片致命性的缺陷。目前应用于基片清洗的方法很多，有擦洗法、浸泡法、微腐蚀法和超声法等，但这些清洗方法因其清洗能力的限制，无法从基片表面上清除微米级以下的杂质，如尘埃、抛光粉及产生化学反应的抛光剂等。因此，利用现有清洗方法清洗的表面，已经达不到超光滑基片表面的洁净度要求。
发明内容
为了克服现有技术无法从基片表面上清除微米级以下杂质的不足，本发明提供一种超光滑表面清洗方法，不仅能够达到现有清洗方法的清洗效果，而且结合兆声波清洗机与等离子清洗机清洗后，能够去除亚微米级以下的颗粒。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤(1)利用N-甲基吡咯烷酮洗液对待清洗基片进行超声波(超声频率40KHz)清洗 15 35min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(2)利用pH值为7 10、质量浓度为0.2% 0.8%的APG0810 (C8 ClO烷基糖苷)洗液对基片进行超声波(超声频率80KHz)清洗10 25min，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(3)利用酒精丙酮混合洗液(混合洗液体积比为酒精丙酮1 1 1 3)对基片进行兆声(频率为IMHz)清洗5 lOmin，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(4)在70 75 °C下，利用浓HNO3与H2A混合洗液(混合洗液体积比为浓 HNO3 H2O2 H2O= 1 1 1 1 1 3)对基片进行浸泡清洗1 2h，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(5)在90 100°C下采用纯水兆声波(频率为IMHz)清洗10 20min对基片进行最终水洗；(6)利用高速离心机(转速为2000 3000rpm)对基片进行脱水干燥5 IOmin ；
(7)使用功率为50 180w的射频等离子清洗机，清洗气体为氧气、氮气、氩气中的任意一种或任意两种的混合气体进行清洗2 lOmin，去除基片表面残留的颗粒。本发明的有益效果是上述清洗工艺将不同频率的超声波、兆声波及等离子清洗机结合起来对工件进行清洗，利用它们不同的清洗原理对工件表面的附着物从大到小进行去除；同时结合各种不同的洗液对工件表面的油脂、离子及原子级颗粒逐一去除。综上所述，该清洗方法能够去除超光滑表面亚微米级以下的颗粒污垢，从而获得高洁净的超光滑表面。下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施例方式实例一、具体清洗流程如下1、利用N-甲基吡咯烷酮洗液进行超声波(超声频率40KHz)清洗15min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；2、pH = 8、质量浓度为0. 3%的APG0810(C8 C10烷基糖苷)洗液进行超声波(超声频率SOKHz)清洗lOmin，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；3、利用按体积比1 1配制的酒精丙酮混合洗液对工件进行兆声(频率为IMHz) 清洗5min，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；4、在70°C下，利用浓HNO3与H2A混合洗液(体积比为浓HNO3 H2O2 H2O = 1:1: 1)进行浸泡清洗lh，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；5、90°C纯水兆声波(频率为IMHz)清洗lOmin，对基片进行最终水洗；6、利用转速为3000rpm的高速离心机，对基片进行脱水干燥IOmin ；7、使用功率为50w的射频(13. 56MHz)等离子清洗机，同时利用氩气对基片表面进行清洗lOmin，去除表面残留的纳米级颗粒。清洗效果如下通过激光共聚焦显微镜与超景深数码显微镜对清洗前后基片表面进行拍照检测， 清洗后能够去除基片表面95%的亚微米级颗粒。实例二、具体清洗流程如下1、利用N-甲基吡咯烷酮洗液进行超声波(超声频率40KHz)清洗20min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗3次后转入下步工序；2、pH = 9、质量浓度为0. 4%的APG0810(C8 C10烷基糖苷)洗液进行超声波(超声频率SOKHz)清洗15min，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗3次后转入下步工序；3、利用按体积比为1 2配制的酒精丙酮混合洗液对工件进行兆声(频率为 IMHz)清洗15min，经过纯水漂洗3次后转入下步工序；4、在72 °C下，利用浓HNO3与H2A混合洗液(体积比为浓HNO3 H2O2 H2O = 1:1: 1. 进行浸泡清洗1. ，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗3 次后转入下步工序；5、95°C纯水兆声波(频率为IMHz)清洗15min，对基片进行最终水洗；6、利用转速为2500rpm的高速离心机，对基片进行脱水干燥7min ；
7、使用功率为120w的射频(13. 56MHz)等离子清洗机，同时利用氧气对基片表面进行清洗6min，去除表面残留的纳米级颗粒。清洗效果如下通过激光共聚焦显微镜与超景深数码显微镜对清洗前后基片表面进行拍照检测， 清洗后能够去除基片表面98%的亚微米级颗粒。实例三、具体清洗流程如下1、利用N-甲基吡咯烷酮洗液进行超声波(超声频率40KHz)清洗30min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗4次后转入下步工序；2、pH= 10、质量浓度为0.6%的APG0810(C8 ClO烷基糖苷)洗液进行超声波(超声频率SOKHz)清洗20min，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗4次后转入下步工序；3、利用按体积比为1 3配制的酒精丙酮混合洗液对工件进行兆声(频率为 IMHz)清洗20min，经过纯水漂洗4次后转入下步工序；4、在75 °C下，利用浓HNO3与H2A混合洗液(体积比为浓HNO3 H2O2 H2O = 1:1: ；3)进行浸泡清洗池，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗4次后转入下步工序；5、100°C纯水兆声波(频率为IMHz)清洗20min，对基片进行最终水洗；6、利用转速为2000rpm的高速离心机，对基片进行脱水干燥5min ；7、使用功率为180w的射频(13. 56MHz)等离子清洗机，同时利用氧气与氩气混合气体对基片表面进行清洗2min，去除表面残留的纳米级颗粒。清洗效果如下通过激光共聚焦显微镜与超景深数码显微镜对清洗前后基片表面进行拍照检测， 清洗后能够去除基片表面97%的亚微米级颗粒。
权利要求
1. 一种超光滑表面清洗方法，其特征在于包括下述步骤(1)利用N-甲基吡咯烷酮洗液对待清洗基片进行超声频率40KHz的超声波清洗15 35min,经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(2)利用pH值为7 10、质量浓度为0.2% 0. 8%的APG0810洗液对基片进行超声频率SOKHz的超声波清洗10 25min，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(3)利用体积比为酒精丙酮1 1 1 3的酒精丙酮混合洗液对基片进行频率为 IMHz的兆声清洗5 lOmin，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(4)在70 75°C下，利用体积比为浓HNO3 H2O2 H2O = 1 1 1 1 1 3的浓HNO3与H2A混合洗液对基片进行浸泡清洗1 池，经过纯水漂洗2 5次后转入下步工序；(5)在90 100°C下采用频率为IMHz的纯水兆声波对基片进行清洗10 20min；(6)利用转速为2000 3000rpm的高速离心机对基片进行脱水干燥5 IOmin；(7)使用功率为50 180w的射频等离子清洗机，清洗气体为氧气、氮气、氩气中的任意一种或任意两种的混合气体进行清洗2 IOmin。全文摘要
本发明公开了一种超光滑表面清洗方法，依次对待清洗基片利用N-甲基吡咯烷酮洗液进行超声波清洗，利用APG0810洗液进行超声波清洗，利用酒精丙酮混合洗液进行兆声清洗，利用浓HNO3与H2O2混合洗液进行浸泡清洗，采用纯水兆声波进行清洗，利用高速离心机进行脱水干燥，使用射频等离子清洗机，清洗气体为氧气、氮气、氩气中的任意一种或任意两种的混合气体进行清洗。本发明能够去除超光滑表面亚微米级以下的颗粒污垢，从而获得高洁净的超光滑表面。
文档编号B08B3/08GK102179390SQ201010564628
公开日2011年9月14日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者蒋军彪, 郭云飞, 马瑾 申请人:西安北方捷瑞光电科技有限公司