一种ald源钢瓶的清洗方法
技术领域
1.本发明涉及化工工艺方法，具体涉及一种ald源钢瓶的清洗方法。
背景技术：
2.ald源作为原子层沉积技术关键的前驱体材料，可沉积生成tin、tio2、tan
x
、hfo2、zro2、hfzr
x
o
y
、la2o3等种类薄膜。这些新材料在高k栅氧化层、存储容性电解质、特种光纤掺杂、光学薄膜、太阳能电池等领域具有广泛应用。
3.ald源钢瓶作为原子层沉积技术的前驱体运输系统，提供了6n的ald源；为了防止剩余源残液在处理过程中对钢瓶以及钢瓶阀门造成污染，因此研究如何处理以及清洗钢瓶显得尤为重要。
4.目前钢瓶清洗过程就是倒空残液、开口氧化、碱洗、酸洗、超纯水洗，当钢瓶装的是四(二甲氨基)钛、四(二甲氨基)铪、四(甲乙氨基)锆等前驱体，氧化过程就会在钢瓶内部、阀芯形成致密氧化膜，难以清洗干净，灌装时会对高纯ald前驱体造成污染，影响薄膜沉积等下游应用。
技术实现要素：
5.为解决上述技术问题，本发明提出了一种ald源钢瓶的清洗方法，先通过在无水无氧环境下用烷烃溶剂对钢瓶进行洗涤，再进行碱洗、酸洗、超纯水洗，检测洗涤后的钢瓶内残留金属元素的总量值≤1ppb，满足高纯度灌装要求，该方法的整个清洗过程安全易操作，且清洗原料成本低、耗时短，符合工业化需求。
6.本发明提供了如下所述的技术方案：
7.本发明提供了一种ald源钢瓶的清洗方法，包括以下步骤：
8.(1)在无水无氧的环境下，向ald前驱体源的钢瓶中加入无水烷烃进行清洗；
9.(2)将步骤(1)清洗后的钢瓶灌满无水烷烃，进行超声清洗；
10.(3)将钢瓶移出无水无氧环境，依次用有机溶剂
‑
碱体系、酸溶液体系以及超纯水体系进行清洗；
11.(4)将清洗后的钢瓶灌满超纯水静置，做icp
‑
oes检测，检测合格后，烘干备用。
12.无水烷烃作为ald前驱体源的良溶剂，在无水无氧的环境下先利用无水烷烃对钢瓶进行清洗，以去除前驱体，避免直接倒空残液和开口氧化过程，残留的前驱体与空气中的水、氧气发生氧化反应，在钢瓶内部、阀芯形成致密氧化膜，难以清洗干净。
13.步骤(1)中加入无水烷烃清洗钢瓶是去除钢瓶中大部分的残留前驱体，而步骤(2)中灌满烷烃进行超声清洗，是为去除阀芯内部等难以清洗部位所残留的前驱体，进一步去除钢瓶内微量残留。
14.进一步地，步骤(1)及步骤(2)中，所述无水烷烃为正戊烷、正己烷和正庚烷中的一种或多种。
15.进一步地，步骤(2)中，所述超声清洗的功率为600
‑
2000w。
16.进一步地，步骤(2)中，所述超声清洗的时间为10
‑
60min。
17.进一步地，步骤(2)中，超声清洗体系的温度为20
‑
40℃。
18.进一步地，步骤(3)中，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
19.进一步地，步骤(3)中，所述有机溶剂
‑
碱体系中有机溶剂与碱的体积质量比5
‑
10:1ml/g。
20.进一步地，步骤(3)中，所述酸为稀硝酸或稀盐酸；所述酸溶液的质量浓度为5wt％
‑
10wt％。
21.进一步地，步骤(3)及步骤(4)中，所述超纯水的电阻率为18.2mω
·
cm。
22.进一步地，步骤(4)中，所述检测合格为icp
‑
oes检测钢瓶内残留金属元素的总含量不高于1ppb。
23.进一步地，上述清洗方法适用于所有ald前驱体源钢瓶的清洗，所述ald前驱体源包括但不限于四(二甲氨基)钛、四(二甲氨基)铪、四(甲乙氨基)锆。
24.借由上述方案，本发明的有益效果是：本发明提出的一种ald源钢瓶清洗方法，先用无水烷烃在无水无氧的环境下对钢瓶进行清洗，将较难处理的前驱体清洗干净，避免直接倒空残液和开口氧化使残留的前驱体在钢瓶内部、阀芯形成致密氧化膜，通过上述处理后，可简易后续处理步骤，将烷烃类溶剂清洗后的钢瓶再加入有机溶剂
‑
碱液体系、酸体系以及超纯水清洗以去除油类物质、残余氧化物杂质以及金属杂质离子，整个过程安全易操作，可有效清洗瓶内残留的物质，清洗后的钢瓶内残留金属元素总量不高于1ppb，符合高纯度ald源的灌装需求。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
28.实施例1
29.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正己烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为1000w、温度为25℃下超声清洗15分钟；超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
异丙醇混合溶液、10％的hno3溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质小于1ppb。
30.实施例2
31.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正己烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为1000w、温度为25℃下超声清洗15分钟；
超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
乙醇混合溶液、10％的hno3溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质小于1ppb。
32.实施例3
33.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正庚烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为1000w、温度为25℃下超声清洗15分钟；超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
乙醇混合溶液、10％的hno3溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质小于1ppb。
34.实施例4
35.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正庚烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为600w、温度为25℃下超声清洗15分钟；超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
乙醇混合溶液、10％的hcl溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质小于1ppb。
36.对比例1
37.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正庚烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为600w、温度为25℃下超声清洗15分钟；超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
异丙醇混合溶液、10％的hcl溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质为7ppb。
38.对比例2
39.在洁净室中，将ald源钢瓶置于无水无氧的手套箱中，用无水正庚烷对钢瓶进行初步清洗；将上述清洗后的钢瓶灌满正己烷，在功率为200w、温度为25℃下超声清洗15分钟；超声清洗后，将钢瓶移出无水无氧环境，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
异丙醇混合溶液、10％的hcl溶液、超纯水进行超声波清洗，清洗后灌满超纯水静置24小时，通过icp
‑
oes分析钢瓶内残留的金属杂质量，结果显示总金属杂质为15ppb。
40.对比例3
41.将ald源钢瓶中残液倒出，向钢瓶中分别加入10％的naoh
‑
异丙醇混合溶液、10％的hcl溶液、超纯水进行超声波清洗，钢瓶内壁及阀芯上的残留物无法清洗干净。
42.从上述结果可知，在无水无氧的条件下，通过加入无水烷烃可将较难处理的ald前驱体清洗干净，可避免残余的前驱体发生氧化在钢瓶内部、阀芯形成致密的氧化膜，难以清洗干净；通过无水无氧环境下，利用烷烃溶剂洗涤钢瓶以去除残余的前驱体，再经过机溶剂
‑
碱液体系、酸体系以及超纯水去除钢瓶内有机类物质、残余氧化物杂质及金属杂质粒子，清洗后的钢瓶经icp
‑
oes检测金属总杂质含量小于1ppb，符合ald源灌装要求。
43.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。