一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺的制作方法

本发明涉及半导体镀膜，具体为一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺。

背景技术：

1、公开号为cn110908019b的中国专利提供了一种抗老化tac镀膜镜片及其制备方法，提供的抗老化tac镀膜镜片，抗老化性能好，过12小时的抗老化测试后不掉膜，降低返修率，提高生产效率，节省大量生产成本，采用如上所述的抗老化tac镀膜镜片的太阳眼镜，使用寿命长，具有良好的市场前景。

2、上述专利中，利用多种不同的高分子材料之间的协同配合来实现抗老化，但整体工艺难度较大，且该抗老化性能是基于日常阳光照射下的抗辐照，无法直接应用于半导体的抗辐照；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，将聚苯硫醚高分子材料以旋转覆涂的方式覆盖在石英基板的表面，通过聚苯硫醚本身所具备的抗辐射性来提升基板在辐照环境下的使用寿命，避免基板受辐照影响出现老化发黄，可以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，包括如下步骤：

3、步骤一：将石英基板放置至匀胶机的托盘结构上，将经过过滤处理的聚苯硫醚胶体加入自动滴胶器中，托盘带动基板低速旋转的同时自动滴胶器将聚苯硫醚胶体滴在基板表面的中心处，动态滴胶法动力公式为：

4、h＝kcv(v/ω2r2)1/3 (1-1)

5、k＝(81q/16π)1/3 (1-2)

6、其中，h为薄膜厚度，cv为旋涂胶体中固体物质所占的体积比率，v为运动粘度，v＝η/ρ，r为旋涂半径，体积流量q为常数；

7、步骤二：滴胶完成后控制托盘进行高速旋转，根据要求的镀膜厚度进行转速的计算，公式如下：

8、k＝kηβ/ωρ (2-1)

9、式中，h为薄膜厚度，ω为角速度，η为胶体的动力粘度，常数k和指数ρ、β为拟合系数；

10、ω＝2πn (2-2)

11、式中ω为角速度，n为转速；

12、步骤三：在加速初始阶段，胶质是以一定的高度堆积在基片表面，胶质的底部与基片表面相粘，一起旋转，而胶质的上层由于惯性作用，其转速无法与基片同速，胶质形成螺旋状，随着胶质在离心力作用下持续向基片边缘扩散，螺旋状逐渐消失，胶质变薄为涂层，并覆盖基片表面，涂层基片旋转速度同步；

13、步骤四：匀速旋转过程中，由于胶体的粘性力仍然小于所受到的离心力，涂层持续向基片边缘扩散，基片边缘的胶质也不断地被甩出，涂层厚度逐渐减小，且由于涂层已覆盖整个基片表面，受基片上方快速流动的气流影响，溶剂的挥发速度加快，胶体挥发与基板之间的粘性不断增加，形成难以流动的胶状物，挥发公式为：

14、h∝ω-2/3v01/3e1/3 (3-1)

15、e∝ω1/2 (3-2)

16、式中，h为薄膜厚度，ω为角速度，e为胶体挥发速率，v0为初始粘度；

17、步骤五：胶质涂层成型时所受到的各个方向的力达到平衡，涂层的厚度也达到最终状态，使用化学溶剂配合刮板结构对基板外侧边缘处进行修边处理，最后对基板的正面和背面进行检查，确认基板的正反面以及边缘处无余胶和气孔。

18、优选的，所述聚苯硫醚胶体的制备方法包括如下步骤：

19、s1：将含水na2s与极性溶剂nmp、催化剂、助剂等按照一定摩尔比加入反应釜中，用氮气进行置换，并在反应釜内进行升温脱水，完成脱水操作后缓慢将反应釜内的温度降低至100℃以下；

20、s2：在反应釜内加入定量的p-dcb和溶剂，随后将反应釜内温度升温到指定温度，进行一阶段反应，继续升温，进行二阶段反应，当反应完成后，缓慢将反应釜内的温度降低至100℃以下，加入定量的水，进行调浆形成固液混合物；

21、s3：将固液混合物送至固液分离器，滤液进行回收处理，将固液分离装置内的滤饼于洗涤装置中，用水对滤饼进行多次洗涤，最后将得到的固体聚苯硫醚送至干燥装置进行干燥，干燥后将固体聚苯硫醚进行加热融化。

22、优选的，所述s1中，na2s·9h2o与p-dcb的摩尔比为(1.02-1.05)：1。

23、优选的，所述s2中，第一阶段为低温阶段，第二阶段为高温阶段，其中，第一阶段聚合反应温度为210-230℃，反应时间为1-2h，第二阶段聚合反应温度为250-270℃，反应时间为2-4h。

24、优选的，所述s3中，滤饼的主要成分为pps树脂及附着在上面的nmp、nacl、极少量的p-dcb，采用沸水进行洗涤，沸水的温度高于pps树脂的玻璃转化温度，水温在85-90℃。

25、优选的，所述步骤五中，聚苯硫醚形成的高分子涂层的外圈区域采用斜边倒角设计，斜边倒角角度为45°。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、1、本发明，将聚苯硫醚高分子材料以旋转覆涂的方式覆盖在石英基板的表面，通过聚苯硫醚本身所具备的抗辐射性来提升基板在辐照环境下的使用寿命，避免基板受辐照影响出现老化发黄的情况，聚苯硫醚分子链是由苯环经硫原子交替连接而成，使苯环的tr电子部分交叠，能量进—步降低形成稳定的共辄结构，其中苯环结构赋予聚苯硫醚以刚性的特点，硫醚键为聚苯硫醚提供柔顺性，且聚苯硫醚与聚四氟乙烯共混形成的复合材料，聚四氟乙烯的分子结构中含有高键能的碳氟键，碳链外有氟原子形成的屏蔽效应，使得其具有优异的自润滑性、电绝缘性、化学稳定性、耐高低温、耐老化等优点，与聚苯硫醚结合不仅能够发挥两者的优势，还能够改善聚苯硫醚韧性差，机械强度低、耐磨损性能低的缺点；

28、2、本发明，匀速旋转过程中，由于胶体的粘性力仍然小于所受到的离心力，涂层持续向基片边缘扩散，基片边缘的胶质也不断地被甩出，涂层厚度逐渐减小，且由于涂层已覆盖整个基片表面，受基片上方快速流动的气流影响，溶剂的挥发速度加快，胶体挥发与基板之间的粘性不断增加，形成难以流动的胶状物，胶质涂层成型时所受到的各个方向的力达到平衡，涂层的厚度也达到最终状态，使用化学溶剂配合刮板结构对基板外侧边缘处进行修边处理，聚苯硫醚形成的高分子涂层的外圈区域采用斜边倒角设计，斜边倒角角度为45°，斜边倒角的设计可以避免聚苯硫醚镀层在使用过程中因边缘撞击导致镀层出现裂痕的情况。

技术特征：

1.一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于：所述聚苯硫醚胶体的制备方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于：所述s1中，na2s·9h2o与p-dcb的摩尔比为(1.02-1.05)：1。

4.根据权利要求2所述的一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于：所述s2中，第一阶段为低温阶段，第二阶段为高温阶段，其中，第一阶段聚合反应温度为210-230℃，反应时间为1-2h，第二阶段聚合反应温度为250-270℃，反应时间为2-4h。

5.根据权利要求2所述的一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于：所述s3中，滤饼的成分为pps树脂及附着在上面的nmp、nacl、极少量的p-dcb，采用沸水进行洗涤，沸水的温度高于pps树脂的玻璃转化温度，水温在85-90℃。

6.根据权利要求1所述的一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，其特征在于：所述步骤五中，聚苯硫醚形成的高分子涂层的外圈区域采用斜边倒角设计，斜边倒角角度为45°。

技术总结
本发明公开了一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，属于半导体镀膜技术领域。一种石英基板生产用石英耐辐照镀膜工艺，将石英基板放置至匀胶机的托盘结构上，将经过过滤处理的聚苯硫醚胶体加入自动滴胶器中，托盘带动基板低速旋转的同时自动滴胶器将聚苯硫醚胶体滴在基板表面的中心处。为解决利用多种不同的高分子材料之间的协同配合来实现抗老化，但整体工艺难度较大，且该抗老化性能是基于日常阳光照射下的抗辐照，无法直接应用于半导体的抗辐照的问题，将聚苯硫醚高分子材料以旋转覆涂的方式覆盖在石英基板的表面，通过聚苯硫醚本身所具备的抗辐射性来提升基板在辐照环境下的使用寿命，避免基板受辐照影响出现老化发黄。

技术研发人员：李加海,高伟东,曹荣府
受保护的技术使用者：安徽禾臣新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29