一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法与流程

文档序号:24406865发布日期:2021-03-26 17:35阅读:678来源:国知局

1.本发明涉及半导体设备精密备件洗净技术领域,尤其涉及一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法。


背景技术:

2.半导体制程设备、光电制程设备中的蚀刻工艺腔体的核心备件在使用过程中陶瓷部件表面易沉积金属氧化物,需要定期清洗再生。蚀刻设备中陶瓷部件的传统清洗方法,是只使用化学浸泡进行清洗,这种方法工艺单一,操作方便,但是不能完全去除陶瓷部件表面微孔中的沉积污染物,对于对颗粒污染物要求较高的蚀刻腔体,是不能满足使用要求的,而且只采用单一化学清洗工艺,对陶瓷部件的损耗很大,减少了陶瓷部件的使用次数同时也增加了客户的使用成本。


技术实现要素:

3.本发明旨在解决现有技术的不足,而提供一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法。
4.本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:
5.一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,其步骤如下:
6.(1)来货检查
7.对待清洗的陶瓷部件进行表面检查,确认表面有无缺损;
8.(2)纯水浸泡
9.将待清洗的陶瓷部件浸入纯水中,浸泡30分钟以上;
10.(3)百洁布擦拭
11.使用百洁布在纯水中对陶瓷部件进行全面的擦洗,去除表面疏松的沉积物;
12.(4)纯水冲洗
13.将经步骤(3)处理的陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
14.(5)异丙醇(ipa)浸泡
15.将冲洗后的陶瓷部件浸入纯的ipa液体中,浸泡10分钟以上,取出陶瓷部件,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗,然后使用气枪将陶瓷部件表面的水分吹扫干净;
16.(6)表面喷砂
17.对经步骤(3)处理的陶瓷部件采用喷砂机进行喷砂处理,增加陶瓷部件表面粗糙度,喷砂机的工作参数如下:压力为4

5kg/cm2,喷砂枪头与陶瓷部件的距离为15

20厘米,角度60

90度,喷砂介质为氧化铝;
18.(7)氢氧化钾和双氧水清洗
19.将经步骤(6)喷砂完毕的陶瓷部件浸入氢氧化钾和双氧水的混合溶液中,氢氧化钾和双氧水混合溶液中氢氧化钾和双氧水的比例为氢氧化钾:双氧水=1kg:10l,浸泡30分钟以上,将陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
20.(8)硝酸和氢氟酸清洗
21.将经步骤(7)处理后的陶瓷部件浸入硝酸和氢氟酸的混合溶液中,硝酸和氢氟酸的混合溶液中硝酸、氢氟酸和水的体积配比为1:1:10,浸泡10分钟以上,然后立即取出,使用纯水进行冲洗;
22.(9)纯水浸泡
23.将经步骤(8)处理后的陶瓷部件浸入纯水中浸泡30分钟以上,然后使用压缩空气吹干陶瓷部件表面的水分;
24.(10)高温烘烤
25.将经步骤(9)处理的陶瓷部件放入高温烘箱,设定烘烤温度800℃,恒温烘烤2小时,自然降温至200℃,打开高温烘箱,待陶瓷部件自然冷却至40℃时,将陶瓷部件取出;
26.(11)高压水洗
27.对烘烤完毕的陶瓷部件,进行高压水洗;
28.(12)超声波清洗
29.将经步骤(11)处理后的陶瓷部件流转至100级洁净间,然后将陶瓷部件放入超声波清洗槽中,清洗30分钟,每15分钟翻转一次陶瓷部件,超声波频率为40khz,超声波功率密度为6

10瓦/平方英寸,清洗槽内纯水保持溢流;
30.(13)氮气吹扫
31.对步骤(12)中清洗完毕的陶瓷部件,使用纯度为99.999%的氮气进行表面吹扫,去除陶瓷部件表面的水迹;
32.(14)干燥
33.将步骤(13)中吹扫完毕的陶瓷部件转移至洁净的干燥箱中,干燥3个小时,待陶瓷部件自然冷却后,将陶瓷部件取出即可。
34.作为优选,所述步骤(3)中使用400目百洁布擦拭陶瓷部件。
35.作为优选,所述步骤(6)中喷砂时间为3

5分钟。
36.作为优选,所述步骤(6)中氧化铝的粒径为0.4

0.6毫米,氧化铝的粗糙度要求为4

6微米。
37.作为优选,所述步骤(10)中高温烘箱的升温速率为每小时升温100℃。
38.作为优选,所述步骤(12)中清洗槽内纯水的溢流流量为20l/min。
39.作为优选,所述步骤(14)中干燥箱的干燥温度为150℃。
40.本发明的有益效果是:本发明提供一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,通过采用氧化铝喷砂处理,增加了陶瓷部件表面的粗糙度,提升吸附沉积物的能力,通过使用氢氧化钾和双氧水混合液浸泡陶瓷部件,便于清除陶瓷部件表面玷污的部分污染物,通过采用硝酸和氢氟酸混合液浸泡陶瓷部件,便于去除陶瓷部件表面玷污的微量金属,通过高温烘烤工艺,利于切除陶瓷部件微孔中的渗透污染物,通过使用超声波清洗和氮气清扫陶瓷部件表面,大大减少陶瓷部件表面颗粒污染物,通过设置合理的清洗流程和参数,以及清洗试剂的配比,便于将陶瓷部件表面及微孔中的颗粒污染物和沉积污染物去除完全,将陶瓷部件的单次使用时间延长一倍,增加了陶瓷部件的使用次数,降低了客户的使用成本。
具体实施方式
41.下面结合实施例对本发明作进一步说明:
42.一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,其步骤如下:
43.(1)来货检查
44.对待清洗的陶瓷部件进行表面检查,确认表面有无缺损;
45.(2)纯水浸泡
46.将待清洗的陶瓷部件浸入纯水中,浸泡30分钟以上;
47.(3)百洁布擦拭
48.使用百洁布在纯水中对陶瓷部件进行全面的擦洗,去除表面疏松的沉积物;
49.(4)纯水冲洗
50.将经步骤(3)处理的陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
51.(5)异丙醇(ipa)浸泡
52.将冲洗后的陶瓷部件浸入纯的ipa液体中,浸泡10分钟以上,取出陶瓷部件,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗,然后使用气枪将陶瓷部件表面的水分吹扫干净;
53.(6)表面喷砂
54.对经步骤(3)处理的陶瓷部件采用喷砂机进行喷砂处理,增加陶瓷部件表面粗糙度,喷砂机的工作参数如下:压力为4

5kg/cm2,喷砂枪头与陶瓷部件的距离为15

20厘米,角度60

90度,喷砂介质为氧化铝;
55.(7)氢氧化钾和双氧水清洗
56.将经步骤(6)喷砂完毕的陶瓷部件浸入氢氧化钾和双氧水的混合溶液中,氢氧化钾和双氧水混合溶液中氢氧化钾和双氧水的比例为氢氧化钾:双氧水=1kg:10l,浸泡30分钟以上,将陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
57.(8)硝酸和氢氟酸清洗
58.将经步骤(7)处理后的陶瓷部件浸入硝酸和氢氟酸的混合溶液中,硝酸和氢氟酸的混合溶液中硝酸、氢氟酸和水的体积配比为1:1:10,浸泡10分钟以上,然后立即取出,使用纯水进行冲洗;
59.(9)纯水浸泡
60.将经步骤(8)处理后的陶瓷部件浸入纯水中浸泡30分钟以上,然后使用压缩空气吹干陶瓷部件表面的水分;
61.(10)高温烘烤
62.将经步骤(9)处理的陶瓷部件放入高温烘箱,设定烘烤温度800℃,恒温烘烤2小时,自然降温至200℃,打开高温烘箱,待陶瓷部件自然冷却至40℃时,将陶瓷部件取出;
63.(11)高压水洗
64.对烘烤完毕的陶瓷部件,进行高压水洗;
65.(12)超声波清洗
66.将经步骤(11)处理后的陶瓷部件流转至100级洁净间,然后将陶瓷部件放入超声波清洗槽中,清洗30分钟,每15分钟翻转一次陶瓷部件,超声波频率为40khz,超声波功率密度为6

10瓦/平方英寸,清洗槽内纯水保持溢流;
67.(13)氮气吹扫
68.对步骤(12)中清洗完毕的陶瓷部件,使用纯度为99.999%的氮气进行表面吹扫,去除陶瓷部件表面的水迹;
69.(14)干燥
70.将步骤(13)中吹扫完毕的陶瓷部件转移至洁净的干燥箱中,干燥3个小时,待陶瓷部件自然冷却后,将陶瓷部件取出即可。
71.作为优选,所述步骤(3)中使用400目百洁布擦拭陶瓷部件。
72.作为优选,所述步骤(6)中喷砂时间为3

5分钟。
73.作为优选,所述步骤(6)中氧化铝的粒径为0.4

0.6毫米,氧化铝的粗糙度要求为4

6微米。
74.作为优选,所述步骤(10)中高温烘箱的升温速率为每小时升温100℃。
75.作为优选,所述步骤(12)中清洗槽内纯水的溢流流量为20l/min。
76.作为优选,所述步骤(14)中干燥箱的干燥温度为150℃。
77.该清洗方法适用于半导体集成电路制造领域和显示面板制造领域中,用于蚀刻工艺的设备,包括介质蚀刻,金属蚀刻、硅化物蚀刻等工艺设备的陶瓷备件的清洗。
78.实施例1
79.一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,其步骤如下:
80.(1)来货检查
81.对待清洗的陶瓷部件进行表面检查,确认表面有无缺损;
82.(2)纯水浸泡
83.将待清洗的陶瓷部件浸入纯水中,浸泡30分钟以上;
84.(3)百洁布擦拭
85.使用400目百洁布在纯水中对陶瓷部件进行全面的擦洗,去除表面疏松的沉积物;
86.(4)纯水冲洗
87.将经步骤(3)处理的陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
88.(5)异丙醇(ipa)浸泡
89.将冲洗后的陶瓷部件浸入纯的ipa液体中,浸泡10分钟以上,取出陶瓷部件,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗,然后使用气枪将陶瓷部件表面的水分吹扫干净;
90.(6)表面喷砂
91.对经步骤(3)处理的陶瓷部件采用喷砂机进行喷砂处理,增加陶瓷部件表面粗糙度,喷砂机的工作参数如下:压力为4kg/cm2,喷砂枪头与陶瓷部件的距离为15厘米,角度60度,喷砂介质为氧化铝,喷砂时间为3分钟,氧化铝的粒径为0.4毫米,氧化铝的粗糙度要求为4微米;
92.(7)氢氧化钾和双氧水清洗
93.将经步骤(6)喷砂完毕的陶瓷部件浸入氢氧化钾和双氧水的混合溶液中,氢氧化钾和双氧水混合溶液中氢氧化钾和双氧水的比例为氢氧化钾:双氧水=1kg:10l,浸泡30分钟以上,将陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
94.(8)硝酸和氢氟酸清洗
95.将经步骤(7)处理后的陶瓷部件浸入硝酸和氢氟酸的混合溶液中,硝酸和氢氟酸的混合溶液中硝酸、氢氟酸和水的体积配比为1:1:10,浸泡10分钟以上,然后立即取出,使
用纯水进行冲洗;
96.(9)纯水浸泡
97.将经步骤(8)处理后的陶瓷部件浸入纯水中浸泡30分钟以上,然后使用压缩空气吹干陶瓷部件表面的水分;
98.(10)高温烘烤
99.将经步骤(9)处理的陶瓷部件放入高温烘箱,设定烘烤温度800℃,恒温烘烤2小时,升温速率为每小时升温100℃,自然降温至200℃,打开高温烘箱,待陶瓷部件自然冷却至40℃时,将陶瓷部件取出;
100.(11)高压水洗
101.对烘烤完毕的陶瓷部件,进行高压水洗;
102.(12)超声波清洗
103.将经步骤(11)处理后的陶瓷部件流转至100级洁净间,然后将陶瓷部件放入超声波清洗槽中,清洗30分钟,每15分钟翻转一次陶瓷部件,超声波频率为40khz,超声波功率密度为6瓦/平方英寸,清洗槽内纯水保持溢流,清洗槽内纯水的溢流流量为20l/min;
104.(13)氮气吹扫
105.对步骤(12)中清洗完毕的陶瓷部件,使用纯度为99.999%的氮气进行表面吹扫,去除陶瓷部件表面的水迹;
106.(14)干燥
107.将步骤(13)中吹扫完毕的陶瓷部件转移至洁净的干燥箱中,干燥温度为150℃,干燥3个小时,待陶瓷部件自然冷却后,将陶瓷部件取出即可。
108.实施例2
109.一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,其步骤如下:
110.(1)来货检查
111.对待清洗的陶瓷部件进行表面检查,确认表面有无缺损;
112.(2)纯水浸泡
113.将待清洗的陶瓷部件浸入纯水中,浸泡30分钟以上;
114.(3)百洁布擦拭
115.使用400目百洁布在纯水中对陶瓷部件进行全面的擦洗,去除表面疏松的沉积物;
116.(4)纯水冲洗
117.将经步骤(3)处理的陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
118.(5)异丙醇(ipa)浸泡
119.将冲洗后的陶瓷部件浸入纯的ipa液体中,浸泡10分钟以上,取出陶瓷部件,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗,然后使用气枪将陶瓷部件表面的水分吹扫干净;
120.(6)表面喷砂
121.对经步骤(3)处理的陶瓷部件采用喷砂机进行喷砂处理,增加陶瓷部件表面粗糙度,喷砂机的工作参数如下:压力为5kg/cm2,喷砂枪头与陶瓷部件的距离为20厘米,角度90度,喷砂介质为氧化铝,喷砂时间为5分钟,氧化铝的粒径为0.6毫米,氧化铝的粗糙度要求为6微米;
122.(7)氢氧化钾和双氧水清洗
123.将经步骤(6)喷砂完毕的陶瓷部件浸入氢氧化钾和双氧水的混合溶液中,氢氧化钾和双氧水混合溶液中氢氧化钾和双氧水的比例为氢氧化钾:双氧水=1kg:10l,浸泡30分钟以上,将陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
124.(8)硝酸和氢氟酸清洗
125.将经步骤(7)处理后的陶瓷部件浸入硝酸和氢氟酸的混合溶液中,硝酸和氢氟酸的混合溶液中硝酸、氢氟酸和水的体积配比为1:1:10,浸泡10分钟以上,然后立即取出,使用纯水进行冲洗;
126.(9)纯水浸泡
127.将经步骤(8)处理后的陶瓷部件浸入纯水中浸泡30分钟以上,然后使用压缩空气吹干陶瓷部件表面的水分;
128.(10)高温烘烤
129.将经步骤(9)处理的陶瓷部件放入高温烘箱,设定烘烤温度800℃,恒温烘烤2小时,升温速率为每小时升温100℃,自然降温至200℃,打开高温烘箱,待陶瓷部件自然冷却至40℃时,将陶瓷部件取出;
130.(11)高压水洗
131.对烘烤完毕的陶瓷部件,进行高压水洗;
132.(12)超声波清洗
133.将经步骤(11)处理后的陶瓷部件流转至100级洁净间,然后将陶瓷部件放入超声波清洗槽中,清洗30分钟,每15分钟翻转一次陶瓷部件,超声波频率为40khz,超声波功率密度为10瓦/平方英寸,清洗槽内纯水保持溢流,清洗槽内纯水的溢流流量为20l/min;
134.(13)氮气吹扫
135.对步骤(12)中清洗完毕的陶瓷部件,使用纯度为99.999%的氮气进行表面吹扫,去除陶瓷部件表面的水迹;
136.(14)干燥
137.将步骤(13)中吹扫完毕的陶瓷部件转移至洁净的干燥箱中,干燥温度为150℃,干燥3个小时,待陶瓷部件自然冷却后,将陶瓷部件取出即可。
138.实施例3
139.一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法,其步骤如下:
140.(1)来货检查
141.对待清洗的陶瓷部件进行表面检查,确认表面有无缺损;
142.(2)纯水浸泡
143.将待清洗的陶瓷部件浸入纯水中,浸泡30分钟以上;
144.(3)百洁布擦拭
145.使用400目百洁布在纯水中对陶瓷部件进行全面的擦洗,去除表面疏松的沉积物;
146.(4)纯水冲洗
147.将经步骤(3)处理的陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
148.(5)异丙醇(ipa)浸泡
149.将冲洗后的陶瓷部件浸入纯的ipa液体中,浸泡10分钟以上,取出陶瓷部件,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗,然后使用气枪将陶瓷部件表面的水分吹扫干净;
150.(6)表面喷砂
151.对经步骤(3)处理的陶瓷部件采用喷砂机进行喷砂处理,增加陶瓷部件表面粗糙度,喷砂机的工作参数如下:压力为5kg/cm2,喷砂枪头与陶瓷部件的距离为18厘米,角度80度,喷砂介质为氧化铝,喷砂时间为4分钟,氧化铝的粒径为0.5毫米,氧化铝的粗糙度要求为5微米;
152.(7)氢氧化钾和双氧水清洗
153.将经步骤(6)喷砂完毕的陶瓷部件浸入氢氧化钾和双氧水的混合溶液中,氢氧化钾和双氧水混合溶液中氢氧化钾和双氧水的比例为氢氧化钾:双氧水=1kg:10l,浸泡30分钟以上,将陶瓷部件取出,使用水枪对陶瓷部件进行全面冲洗;
154.(8)硝酸和氢氟酸清洗
155.将经步骤(7)处理后的陶瓷部件浸入硝酸和氢氟酸的混合溶液中,硝酸和氢氟酸的混合溶液中硝酸、氢氟酸和水的体积配比为1:1:10,浸泡10分钟以上,然后立即取出,使用纯水进行冲洗;
156.(9)纯水浸泡
157.将经步骤(8)处理后的陶瓷部件浸入纯水中浸泡30分钟以上,然后使用压缩空气吹干陶瓷部件表面的水分;
158.(10)高温烘烤
159.将经步骤(9)处理的陶瓷部件放入高温烘箱,设定烘烤温度800℃,恒温烘烤2小时,升温速率为每小时升温100℃,自然降温至200℃,打开高温烘箱,待陶瓷部件自然冷却至40℃时,将陶瓷部件取出;
160.(11)高压水洗
161.对烘烤完毕的陶瓷部件,进行高压水洗;
162.(12)超声波清洗
163.将经步骤(11)处理后的陶瓷部件流转至100级洁净间,然后将陶瓷部件放入超声波清洗槽中,清洗30分钟,每15分钟翻转一次陶瓷部件,超声波频率为40khz,超声波功率密度为7瓦/平方英寸,清洗槽内纯水保持溢流,清洗槽内纯水的溢流流量为20l/min;
164.(13)氮气吹扫
165.对步骤(12)中清洗完毕的陶瓷部件,使用纯度为99.999%的氮气进行表面吹扫,去除陶瓷部件表面的水迹;
166.(14)干燥
167.将步骤(13)中吹扫完毕的陶瓷部件转移至洁净的干燥箱中,干燥温度为150℃,干燥3个小时,待陶瓷部件自然冷却后,将陶瓷部件取出即可。
168.上面对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
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