CN102077696B - 整修多部件电极的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种整修多部件电极的方法，所述多部件电极包含连接在导电垫板上的硅电极。所述方法包括：(i)去除多部件电极上的金属离子，所用方法为将多部件电极在基本上无醇的并且包含硫酸、过氧化氢和水的磷酸氢二钠(DSP)溶液中浸泡，接着用去离子水清洗所述多部件电极；(ii)去除所述多部件电极上的金属离子后，将所述多部件电极抛光；并且(iii)去除所述多部件电极硅表面的杂质，所用方法为用包含氢氟酸、硝酸、醋酸和水的混合酸溶液处理所述已抛光的多部件电极，接着用去离子水清洗所述经处理的多部件电极。范围更宽和更窄的其它实施方式是可以预料的。

Description

整修多部件电极的方法
技术领域
本公开总体上涉及电极整修(reconditioning)的方法，特别是涉及整修多部件电极的方法，所述多部件电极被用作等离子体加工系统中的激发电极。尽管本公开方法不受整修前所述电极已使用状况的限制，也不限于特定的电极结构，但基于说明之目的，本发明参考硅基电极总成对所述方法步骤进行说明，其中硅基电极连接在垫板上。实施本发明者会发现，对于内部或者外部铝底层硅电极，本发明所阐明的所述方法步骤中的一些具有良好的实用性。
图1所示为包含内部淋浴头电极20和外部环形电极30的电极总成10。图2所示为分立的所述内部多部件电极20。图3所示为分立的所述外部多部件电极30。尽管所述内部和外部电极20，30其各自结构基本上不同，但在整修这两种类型的电极时，本公开的方法都是适用的。因此，可以推理，其它种类电极的整修，包括那些结构上与所述内部和外部电极相似以及那些结构上与所述内部和外部电极不同的电极的整修，本公开方法也适用。
发明内容
在本公开的一种实施方式中，提供了一种整修多部件电极的方法，所述多部件电极包含连接在导电垫板上的硅电极。所述方法包括：(i)去除多部件电极上的金属离子，即将多部件电极在基本无醇的并且包含硫酸、过氧化氢和水的磷酸氢二钠(DSP)溶液中浸泡，接着用去离子水清洗所述多部件电极；(ii)去除所述多部件电极上的金属离子后，将所述多部件电极的一个或者一个以上表面抛光；并且(iii)去除所述多部件电极的硅表面的杂质，即用包含氢氟酸、硝酸、醋酸和水的混合酸溶液处理所述经抛光的多部件电极，接着用去离子水清洗所述经处理的多部件电极。范围更宽和更窄的其它实施方式是可以预料(contemplated)的。
附图说明
结合下面的附图，本公开的具体实施方式的下述详尽描述将更好理解，附图中相同的部件用相同的标号标注，其中：
图1所示为包含内部淋浴头电极和外部环形电极的电极总成；
图2所示为图1中所述内部电极的分立图；
图3所示为图1中所述外部电极的分立图；
图4所示为整修多部件电极的程序；并且
图4A和4B所示为本公开的一种实施方式中，背面安装电极载架的两个主要部件零件；
图5所示为图4A和4B中的组装部件；
图6所示为安置在图5所示的背面安装电极载架组装件里的多部件电极；
图7所示为图6中的组装载架的背面；
图8所示为图6中的包含背面安装板的组装载架部分分解图；
图9为图6的组装载架用清洁板的等比图；
图10为图6中的组装载架的部分分解图，以及载架用辅助清洁板和三脚架；
图11所示为本公开的一种实施方式中的周边啮合电极载架；
图12是图11所示的载架的部分分解图；
图13-16所示为本公开中使用在周边啮合电极载架上的往复电极支座，以及往复运动的方式；并且
图17所示为周边啮合电极载架和载架用辅助三角支架。
如上文所提及的，本公开涉及整修多部件电极的方法。图1-3所示实例为电极总成10，其形成于两种类型的多部件电极，即碟形内部多部件淋浴头电极20和环形外部多部件电极30。多部件电极20，30都包含连接在导电垫板24，34上的硅电极22，32。所述内部电极图示在图1中，其包含阵列气道26，本技术领域，阵列气道通常称作淋浴头气道。所述外部电极30包括一系列的周边硅片，这些周边硅片拼合在一起包绕所述内部电极20的周边。所述电极20，30和所述电极总成10的其它特定特征不属于本发明的重点，在此不详细阐述。关于与图3中所示相类似的电极总成结构的进一步教导可以在公布号为2007/0068629，2007/0235660和2007/0284246的美国专利中找到，这些专利的相关内容作为参考并入本发明中。其它的相关教导可以从专利号为6,073,577，6,148,765，6,194,322，6,245,192，6,376,385和6,506,254，以及公布号为2005/0241765的美国专利中找到。如上文所提及的，本公开涉及整修多部件电极的方法。本公开的构思不应当限于特定的电极和电极总成结构。
图1-3所示的所述多部件内部和外部电极20，30可以包括各种各样的任意垫板结构，包括但不限于导电铝基或石墨基垫板24，34。所述硅电极22，32可以与所述相应的导电垫板24，34以任何方式连接。典型地，在所述电极与垫板的接口处涂敷高分子胶粘剂连接，并用机械方法确保所述连接。也可以预料，在所述接口可以使用非粘性垫圈，所述电极和垫板可以机械连接。关于所述硅电极22，32，应当注意，此处所称的硅电极或者包含硅的电极应当解读为，包含在其结构中使用了任何形式的硅的任何类型的电极。
尽管根据本公开实施的特定工艺步骤可以变化，图4图解了本公开中整修多步骤电极的一道工序。最开始，去除多部件电极上的金属离子，即将所述多部件电极在基本上无醇的并且包含硫酸、过氧化氢和水的DSP溶液中浸泡(见步骤100)。所述DSP溶液刚好适合该步骤，因为其可以有效去除离子，并且不会象异丙醇或者其它含醇类溶液那样污染所述电极材料。所述DSP溶液在这里采用“基本上”无醇的描述，是因为可以预料所述溶液中可能存在痕量醇类，但不影响所述溶液的无污染特性。所述多部件电极可以用CO2颗粒流向或者流过多部件电极表面对其进行预处理-压强通常不要超过40psi。
在一种实施方式中，所述DSP溶液包含许多水，并且按体积，其中过氧化氢多于硫酸。具体而言，按体积，所述DSP溶液可以包含至少大约80％的水。可以进一步预料，按体积，所述DSP溶液可以包含容积大约70-90％的水、大约10-20％的过氧化氢以及大约10％的硫酸。具体而言，按体积，所述DSP溶液包括大约80％的水、大约15％的过氧化氢以及大约5％的硫酸。
浸泡后，所述多部件电极用去离子水(DIW)漂洗，以完成所述金属离子去除步骤(见步骤200)。铝、石墨以及用于制造其它硅基多部件电极的其它材料是潜在的污染源。本发明人已经意识到，在清洗过程中，来自于铝以及其它多部件电极材料的污染风险可以通过确保去离子水的温度在大约20±5℃，或者在某些情况下低于20±5℃得以减小，其中，所述去离子水用于去除来自所述多部件电极的金属离子和杂质。比较而言，典型的高温、温水清洗其温度在20±5℃以上，并且会增强污染。为进一步防止清洗过程中的污染，将去离子水电阻率控制在至少大约12MΩ-cm也是有效的，因为离子的去除导致电阻率增大，从而提供了一种测量去离子作用确切范围的便捷方法，其中所述去离子水用于去除来自多部件电极的金属离子和杂质。
金属离子去除后，可以将所述多部件电极的各个表面抛光(见步骤300)。如图4所概要图解的一样，表面抛光可以在基本上连续的去离子体水流下进行，所述去离子水水流温度大约20±5℃或者更低，并且流速足以阻止所述电极表面的去离子水温度升到大约25℃以上。然而，可以预料，本公开的最宽保护范围不限于特定的抛光步骤或者程序。典型地，从下文的一个合适整修程序的详细描述中可以清楚看出，所述抛光步骤可以包含许多部件抛光步骤，其在抛光实施的具体方式上相对彼此有变化。所述抛光步骤之后，可以进行超声清洗工序，即将所述多部件电极用去离子水处理，并用超声波能量辐射(见步骤400)。另外，为了降低污染的可能性，用于超声清洗工序中的所述去离子水的温度应当是大约20±5℃，或者在某些情况下低于20±5℃。在某些情况下，通过确保用于所述超声清洗工序中的去离子水其超声功率密度在大约1.5瓦/厘米2到大约3.1瓦/厘米2之间，其频率大约40千赫兹，从而促进所述多部件电极的超声清洗。
使用混合酸溶液处理所述经抛光的多部件电极可以进一步去除所述多部件电极硅表面的杂质(见步骤500)。所述混合酸溶液可以采取各种各样的形式，包括在专利号为7,247,579和公布号分别为2008/0015132，2006/0141802，2008/0092920，2006/0138081的美国专利中公开的混合酸溶液。在本公开的一种实施方式中，所述混合酸溶液包含氢氟酸、硝酸、醋酸和水，并且用所述混合酸溶液擦拭所述各表面从而完成对所述电极表面的处理。
本发明考虑了用所述混合酸溶液处理所述电极表面的多种技术。例如，其中所述多部件电极包含淋浴头电极，实施所述擦拭工序时，所述电极要夹持在固定装置上，并且要将压缩的氮气引导流经所述淋浴头电极的淋浴头通道，以防止所述混合酸溶液被吸进所述淋浴头通道里。更通常地，本公开预期的方法有：使用一个或者一个以上辊将所述混合酸溶液涂敷到所述电极表面，所述辊仅仅与所述电极的硅表面接触；当所述混合酸溶液接触所述电极表面时，压缩所述多部件电极的所述垫板边的气体体积；让所述混合酸溶液接触所述硅表面，并在通过毛细管作用能将所述溶液吸收通过所述电极的淋浴头通道前蒸发；以及将抗腐蚀剂涂敷到所述多部件电极的所述垫板上和/或所述电极与所述垫板交接处的粘结剂上。
典型地，优选参照步骤200，用去离子水清洗所述经处理的多部件电极，从而完成所述混合酸处理步骤，其中所述去离子水有如上所述的步骤200中的去离子水相似的特性。处理所述多部件电极，也可以优选，用去离子水清洗后，再用混合酸溶液反复擦拭所述电极表面。此外，在许多情况下，在前述杂质去除工序后，进行焙烤、N2吹泄和电极装袋步骤，也是有益的。
在实施本公开过程中，优选确保使用如下配置：
·超声池，其功率密度为10-20瓦/英寸2(40千赫兹)，去离子水溢满(超声池里去离子水的流动率应当大于1.5)；
·用于电极抛光的变速旋转台；
·干冰(CO2)颗粒清洁系统(为避免金属污染和毁坏，推荐使用塑料喷嘴。推荐的喷嘴有：(1)长6英寸或者9英寸，0.125英寸孔的塑料喷嘴，或者(2)长6英寸或者9英寸，0.3125英寸孔的塑料喷嘴。用塑料保护带包裹金属喷嘴也是可以接受的)；
·抛光固定装置，用于安装拟抛光的电极；
·由McMaster Carr提供的型号为6735K4的Magnum清洗枪，用于在40-50psi的压强下用去离子水、N2或者干空气清洁。
·聚丙烯或聚乙烯槽，用于传送去离子水中的硅电极和浸泡电极；
·冲洗和/或再循环系统，用于支持温度T＝20.0±5.0℃的7.0±1.0加仑/分(GPM)的去离子水流量。去离子水、去离子水与N2的混合物或者2％异丙醇(IPA)的水溶液用于冲洗。所述系统应当是能够容纳三个原位过滤器，两个颗粒过滤器(1.0微米和0.2微米级)和一个Mykrolis Protego金属纯化/过滤器的洁净室；
·清洗工作台，用于去离子水清洗和酸擦拭；
·温度传感器或者测温仪，用于测量超声(U/S)处理过程中U/S池里DIW的温度，以及再循环系统中的水温；
·用氮气清洁的洁净室真空包装机；
·焙烤炉，兼容100级洁净室；
·10000级和10级洁净室；
·标准喷嘴枪，用于抛光和清洗过程中DI水清洗；
·型号为6735K4的大型边发清洗枪，用于在40-50psi的压力下用去离子水、N2或者干空气进行清洁(由McMaster Carr提供)。
·清洁柔软的化学机械抛光(CMP)垫，用于覆盖抛光固定装置以及保护电极的非硅表面(在放置所述电极以前，用IPA预清洁所述垫)；
·金刚石3.5英寸抛光碟(力度为140，180，220，280，360和800)和有钻石头的3.0英寸尖顶抛光器；
·聚酰亚胺膜带；
·聚四氟乙烯螺纹密封带；
·100级抗酸洁净室擦拭器，用于清洗和擦拭；
·半导体级氢氟酸(HF)，符合SEMI.Spec.C28-0301，等级2或者更好；
·半导体级硝酸(HNO3)，符合SEMI.Spec.C35-0301，等级2或者更好；
·半导体级醋酸(CH3COOH)，符合SEMI.Spec.C18-0301，等级1或者更好；
·半导体级硫酸(H2SO4)，符合SEMI.Spec.C44-0301，等级2或者更好；
·半导体级过氧化氢(H2O2)，符合SEMI.Spec.C30-1101，等级2或者更好；
·尼龙，100级，2密尔厚的包，用于包装电极；
·聚乙烯洁净室包，4密尔厚，满足规格IEST-STDCC1246D，100级；
·100级洁净室腈手套；
·100级抗静电乙烯基化合物手套(只能用于洁净室里，不应当用于IPA浸泡和清洗过程中)；
·DSP溶液参数：
  体积浓度   体积比  1升中的体积
  硫酸   96％(w/v)   1  50ml
  过氧化氢   31％(w/v)   3  160ml
  去离子水   100％   16  790ml
·混合酸溶液参数
  体积浓度   体积比  1升中的体积
  氢氟酸   49％(w/v)   1  10ml
  硝酸   69％(w/v)   30  300ml
  醋酸   100％(w/v)   15  150ml
  去离子水   100％   54   540ml
在整修过程中，为避免损毁部件，就要小心避免在能产生污点的异丙醇(IPA)里浸泡所述多部件电极。可以用经微量IPA润湿的洁净室擦拭器擦拭所述电极。假如用微量IPA擦拭过的所述多部件电极的所述硅表面上仍然有污迹，可以将所述多部件电极安置在合适的载架里，并用现配的15％氢氧化钾(KOH)溶液擦拭，直至污迹去除。应当注意，参考上述的用混合酸溶液处理所述多部件电极，当将所述电极夹持在固定装置上时，实施所述KOH擦拭工序，并将压缩氮气引导通过所述淋浴头电极的淋浴头通道，以防止将混合酸溶液吸进所述淋浴头通道。在一种实施方式中，所述KOH擦拭工序先于所述混合酸擦拭步骤；但是其它的整修程序是可以预料的。
假如用微量的IPA擦拭后，所述多部件电极非硅表面上的污迹仍然存在，可以将所述多部件电极安置在合适的载架上，或者仅仅将其放置在清洁的表面上，并用浸泡有微量现配铝酸混合液的抗酸洁净室布擦拭，直至污迹去除。具体而言，所述铝酸溶液按下述比例制备：
  体积浓度   体积比  1升中的体积
  氢氟酸   49％(w/v)   4  40ml
  硝酸   69％(w/v)   20  200ml
  去离子水   100％   76  760ml
铝容易被许多化学物质污染，所以避免与所述程序中未指定的任何化学物质的接触。在用炉焙烤前、吹干所述部件，以确保所述部件上及其孔洞里没有水珠，从而避免铝的污染。不要使用温度高于25℃的去离子水，以避免污染，特别是来自铝的污染。
如上文所述，将要整修的多部件电极，最初可以用干冰颗粒清洁。干冰(CO2)颗粒清洁的条件可以如下：空气压强≤40psi；颗粒供应速度≤0.3公斤/分钟。应当使用塑料喷嘴以避免金属污染和刮擦所述部件。假如不会损毁部件，其它的喷嘴与空气流的组合也是可以接受的。在用CO2颗粒清洁过程中，用手持、放置在柔软表面或者将其安置在诸如三脚架清洗固定装置上，以保护所述部件的背面免遭损毁和污染。另外，不要让所述部件与凝结在所述部件上的水保持长时间接触。用干冰颗粒喷吹所述硅表面，以去除室内沉积物。覆盖包含边缘的所述硅的所述整个表面。然后，让所述干冰进入任何电极孔里，以清洁孔里面。假如在第一次喷吹过程中，一些沉积物没有清除，重复颗粒清洁程序，再检测，直至所有的沉积物清除。另外，所述电极的所述非硅表面也可以用所述干冰颗粒喷吹，以去除任何垫圈里的残留物。要避免过度使用CO2清洁，因为这样可能损毁所述多部件电极。
所述DSP浸泡工艺可以在洁净室外进行。在一种实施方式中，所述多部件电极在所述DSP溶液中浸泡15分钟，并间或搅动所述溶液。接下来的清洗步骤可以包含1分钟的喷溅清洗和较长时间的Magnum枪喷射清洗(3分钟在硅面，2分钟在垫板面，再3分钟在硅面)。
所述DSP浸泡之后，可以进行侧壁和阶梯表面(step surface)抛光步骤。通常，所述抛光步骤应当在抛光室中进行，并且所述抛光工序应当在抛光开始的当天完成。在抛光过程中，聚酰亚胺带可以用于盖住所述多部件电极的外径。覆盖所述硅电极材料和所述垫板之间的接口要小心。抛光前应当清洗所述多部件电极，在抛光过程中，要保持去离子水水流恒定。粒度为800的钻石垫和三英寸1350钻石头能用于侧壁和阶梯表面抛光。抛光时间可以维持1-2分钟，以使侧壁沉积物去除彻底，接着进行合适的去离子水清洗、洁净室擦拭、吹干、检测等等。
电极抛光应当使用合适的手套(参见上文)在抛光室中进行，使用抛光固定装置可以使电极抛光变得更便捷，所述抛光固定装置与将要抛光的所述多部件电极的尺寸相适应。80-120转/分钟的抛光旋转工作台对抛光也是有帮助的。还应注意，在所述抛光过程中，要保持去离子水水流一致。假如抛光需要中断，所述电极应当浸泡在去离子水中。在所述抛光程序中，可以逐渐地使用较高粒度的钻石碟。同样，抛光以后，接着进行合适的去离子水清洗、洁净室擦拭、吹干、检测等等。
此处描述的所述超声清洁工序可以在20.0±5.0℃的10000级洁净室中的去离子水里进行10分钟。所述部件在超声清洁过程中旋转(例如，每五分钟一次)，并且进行清洗并放置在去离子水水池中，以准备进行随后的混合酸处理过程，所述混合酸处理应当在所述超声清洗工序进行两小时之内开始。
对于混合酸处理，可使用Magnum水枪，40-50psi的去离子水和N2(或者清洁干空气-CDA)的混合物清洁多部件电极(3分钟清洗硅面，2分钟清洗非硅面，3分钟清洗硅面)。可以将所述多部件电极安置在载架里或者载架上，并且将载架放在酸擦拭台上，两者都可以方便地接近将要处理的所述表面，这样使得所述酸处理变得便捷。本公开的构思不限定要用特殊载架或擦拭台，但所述载架和擦拭台可以用于促进所述整修工艺。图4A，4B和5-10图示了背面安装电极载架，其适于安置与图2所示相似的多部件电极。图11-17图示了周边啮合电极载架，其适于安置与图3所示相似的多部件电极。
具体而言，根据本公开的一种实施方式，图4A和4B图示了背面安装电极载架的两个主要部件的半边50A，50B。图5所示为图4A和4B的组合部件。通常，如图5-8所进一步图示的，所述电极载架50包含正面52、背面54和电极安装孔55。
所述电极安装孔55包含侧壁结构56，其设置成限制电极20的横向运动，所述电极20位于所述电极安装孔55里。为描述和阐明本发明之目的，应注意，“横向”运动包含沿所述载架50的平面方向运动，与“轴向”运动相对，所述“轴向”运动包含沿着延伸通过所述孔55的轴的运动，所述轴平行于所述载架50的所述平面。
所述电极安装孔还包括一个或者一个以上侧壁凸起57，所述侧壁凸起57设置成用于支撑放置在其上的所述电极20的重量。图6和图7图示了安置在所述侧壁凸起57上的所述电极20。在所图示的实施方式中，所述侧壁凸起57包含相对分离的翼片，但是可以预料侧壁凸起57可以采取各种样式，并且可以沿着所述侧壁结构56设置任意数量。例如，作为一个极端例子，可以沿着所述侧壁结构56的整个内周缘设置单个连续的侧壁凸起作为环形壁架。
如图4A和4B所示，在所图示的实施方式中，所述电极安装孔55包含有两个主要部件半边50A，50B的分开孔结构，所述部件半边50A，50B借助一对舌-槽接口51，53啮合。所述部件半边的每一个可以用合适的啮合配件在接口51，53处彼此固定，所述啮合配件如带有螺纹的聚醚醚酮(PEEK)插件59对。然而，可以预料，只要所述电极20能够方便地安置在所述电极安装孔55里，所述电极载体不是必然地必须以两个部件半边的形式出现。也可以预料，所述电极20能安置在所述电极安装孔55里，或者所述载架50的所述两个部件半边50A，50B能借助载架安装架安置在所述电极20的周边，所述载架安装架设置成允许所述电极搁置在受控清洁表面上，其合适高度为可以让所述载架放置在所述电极周围。所述载架也将放置在受控的清洁表面上。
图8是包含所述内部淋浴头电极20、所述背面安装电极载架50和所述电极安装部件40的总成的部分分解图。如本文将进一步详细描述的，所述电极安装部件40被设置成在所述载架50的所述背面54与所述电极20啮合，并且将所述电极20紧靠在所述侧壁凸起57上，以便限制所述电极20在所述电极安装孔55里轴向运动。
同时参考图7和8，所述电极安装部件40包括电极啮合延伸部42和载架支板44。所述电极啮合延伸部42可以例如包括带螺纹的PEEK螺丝或者其它种类的插件，其被设置成与相应的带螺纹或者不带螺纹孔25啮合，所述孔25位于所述电极20的背面28里，并且与所述载架支板44配合，将所述电极20的所述背面28紧靠在所述载架50的所述侧壁凸起57上，其中所述载架支板44设置成与所述载架50的所述背面54啮合。所述安装部件40会同时将所述载架支板44紧靠在所述电极载架50的所述背面54上，以便将所述电极20有效固定在所述安装孔55里。由于所述电极啮合延伸部42的长度相对短，只有其头部图示在8里。在下文将进一步详细阐述的图9，其也图示了所述电极啮合延伸部42与所述电极20的所述背面28里的所述孔25啮合的方式。
尽管图7和8所示的实施方式包含载架支板44，其设置成包含多个支撑腿46的相对精细的蜘蛛板，可以预料，所述电极安装部件40可以设置成各种形式，其可以包括或者可以不包括电极啮合延伸部42或者载架支板44。在实施本发明的该方面时，所需要的仅仅是某些种类的部件，其在所述载架50的所述背面54与所述电极20啮合，以便将所述电极20紧靠在一个或者一个以上所述侧壁凸起57上，从而限制其所述电极20在所述载架50里的轴向运动。与所述电极20的所述啮合方式应当是非永久性的，可以采用机械的、化学的、磁性的、或者任何其它合适的方式。
在一种实施方式中，所述电极载架50的所述背面54包含多个接收槽58，其每一个设置成固定所述支撑腿46中的每一个的相应端部48。如图8和10所示，所述接收槽58和所述支撑腿46的所述端部48形成扭锁结构，其中所述支撑腿46的所述端部48沿着扭锁路径上的轴向部分62插进所述接收槽58里，并且，一旦插进接收槽58里，就沿着所述扭锁路径的旋转部分64转进固定位置。
沿着所述扭锁路径的所述旋转部件64的固定位置的精确位置，通过转动所述载架支板44以便将所述电极啮合延伸部42与所述电极20里的所述相应孔25对准得以确定。所述电极安装部件40可以包含多个电极啮合延伸部42，并且为了让对准变得方便，所述电极20的所述背面28可以包含阵列孔25，其设置成在多个不同的方向接收所述电极啮合延伸部42。
现在参看图9和10，在另一种实施方式中，所述总成进一步包含清洁板70，所述清洁板70包含清洁气输入口72和背面密封74，所述背面密封74与所述电极载架50的所述背面54连接，以沿着所述电极20的所述背面28形成密封的清洁气室。在其他电极整修前、中和后，可以以相对高的压强将诸如氮气或者清洁空气等吹扫气体，灌入到所述密封吹扫气体室中，以清洁所述电极20的气道26。基于描述和界定本发明之目的，应注意，“整修”工序通常涉及处理部件的各种工艺，包括但不限于化学处理、抛光、清洗等。
所述电极载架50可以安置多个清洁板法兰75，以便使所述清洁板70的安装便捷，所述清洁板70包括多个清洁板腿76，所述清洁板腿76设置成与所述清洁板法兰75连接。具体而言，所述清洁板腿76包含渐缩的法兰啮合面78，所述法兰啮合面78设置成，通过背面密封74与所述电极载架50的所述背面54之间的啮合以及所述清洁板70相对于所述电极载架50旋转，挤压所述清洁板70与所述电极载架50的所述背面54之间的背面密封74。在所图示的实施方式中，所述法兰啮合表面78形成双向的锲梢，以便在所述清洁表面70沿顺时针或者逆时针转动时，产生挤压。
图10也图示了三脚架80，其在整修工艺中可以用于支撑所述总成。所述三脚架包含至少三个载架支撑物，其与所述电极载架50的所述正面52连接。
为减少修整工序中污染的可能性，本发明所描述的各种总成部件可以使用抗氧化或者抗其它与加工相关的变劣的材料制备。例如，但不是限制，所述材料对于异丙醇、硫酸、过氧化氢、氢氟酸、硝酸、醋酸及类似化学物质应当有化学抗性。合适的材料包括但不限于聚合物，如制造所述载架体配件的聚丙烯和聚碳酸酯，制造如所述螺纹插件59和所述电极啮合延伸部42之类部件的聚醚醚酮。
尽管此处所阐述的所述周边啮合载架的所述特定特征可能变化，本公开的一种特殊结构在本文参照图11-17进行。具体而言，图11和12图解了周边啮合电极载架150，其能用于夹持任何种类的电极，包括但不限于图1和3所图示的所述外部环形电极30。通常，所述周边啮合电极载架150包含托架160和多个往复电极支座170。
所述托架160包含电极安装孔165，所述外部环形电极30可以安置其中。所述电极30的所述垫板34包含许多形成于其周边的多个安装凹口35。所述往复电极支座170设置成在外部缩进周边172和内部电极啮合周边174之间往复运动，所述内部电极啮合周边174小于所述电极安装165。当位于所述内部电极啮合周边174时，所述往复电极支座170将延伸进入所述安装凹口35并支撑所述电极30。当位于所述外部缩进周边172时，所述往复电极支座170将全部退出所述电极安装孔165。尽管所述安装凹口35被图解为是轴向孔，但应注意，任何类型的凹口结构都可以用于实施本发明。
尽管本公开的所述往复电极支座170已参照线性往复键槽结构进行了图解说明，但是，可以预料各种各样的机械结构可以用于完成所述往复电极支座170在所述外部缩进周边172和所述内部电极啮合周边174之间的往复运动。例如，可以预料，所述往复运动可以是线性运动、旋转运动或者按照有多个线性和旋转轨迹的复合路径运动。
参考图13-16所图解的实施方式，所述往复电极支座170中的每一个设置成支座销，所述支座销与线性往复路径175是对准的。所述托架160包含多个键槽孔180，所述键槽孔中的每一个设置成限定所述线性往复路径175的终止点A，B。具体而言，所述往复电极支座170包括键槽凸起192，其与键槽孔180配合，限定了沿着所述线性往复路径175的运动不会超出终止点A，B。
如图15和16所示，所述往复电极支座170可绕着其纵向轴178旋转。通过如图15和16所指示的方式转动所述往复电极支座170，所述键槽凸起176能够绕着纵向轴178旋转，以从静止状态转变成往复运动状态，在所述静止状态，所述键槽孔180限制了所述往复电极支座170沿着所述线性往复路径175的运动，在所述往复运动状态，所述往复电极支座170能沿着所述线性往复路径175在终止点A和B之间自由运动。
将所述电极30固定在所述周边啮合电极载架150里，所述垫板34上的所述安装凹口35与所述往复电极支座170的所述线性往复路径175对准，通过转动，将所述键槽凸起176转到所述键槽孔180外的位置，并且将每个往复电极支座170滑行到所述终止点A，每个往复电极支座170就从终止点B被推进到所述内部电极啮合周边174。当一到达终止点A时，所述键槽凸起返回到所述键槽孔180，进入如图15所示的静止状态。
相应的键槽锁板182，或者其它类似的部件可以通过阻止所述键槽凸起176转动，从而将所述往复电极支座170固定在前进或者缩进的位置。如图11和13所示，所述键槽锁板182可以相对于锁点绕各自枢轴前后转动，所述枢轴由一套载架支座162限定。定位扣184或者其它类似的部件也可以安置在所述托架160上，并与所述锁板182上的接收槽186协同发挥作用。所述定位扣184和所述锁板182上的所述接收槽186能用于帮助将所述锁板182定位在相应的所述键槽孔180的各自孔上面，以便将所述键槽凸起176和所述往复电极支座170锁定在静止状态。在所图示的实施方式中，所述锁板182还包括前端倾斜边缘188，其位置使得所述定位扣184扣进所述接收槽186变得容易。
本发明的发明人已经意识到，在整修过程中，所述往复电极支座170将至少部分地堵塞所述安装凹口35的部分。为解决这一问题，每个往复电极支座170可以设置吹扫气体通道，所述吹扫气体通道从吹扫气体入口192延伸到吹扫气体出口194，当电极30啮合在所述载架150里时，所述吹扫气体出口194将位于所述安装凹口35里。在所图示的实施方式中，所述吹扫气体通道沿着所述往复电极支座170的纵向轴延伸，并且所述进/出口结构刚好适合将压缩吹扫气体供气源连接到所述吹扫气体入口192。可以预料只要所述通道能促进压缩或者非压缩吹扫气体通过所述安装凹口35，任何数量的通道结构都能有效实施本发明。
图17所示为三脚架140，其在电极整修工序中，可以用于支撑所述周边啮合电极载架150。所述三脚架140包括至少三个载架支座，所述载架支座能与所述电极载架150的两侧中的任一侧连接，这是由于所述电极载架150设置成将电极保持在固定位置，而不管其方向如何。基于描述和界定本发明之目的，应当注意，“整修”工序通常涉及处理部件的各种工艺，包括但不限于化学处理、抛光、清洁等。
可以预料，借助载架安装架，可以把电极安置在所述周边啮合电极载架150上的所述电极安装孔165里，所述载架安装架设置成让所述电极搁置在受控的清洁表面上，其高度能让所述电极安置在所述电极安装孔165里。
可以用现配的混合酸溶液擦拭所述多部件电极表面。所述擦拭处理是相对简短的，例如，对于与图2和3所图示的类似电极，大约40秒，但所述擦拭工序可以反复多次，伴随间歇去离子水喷射-清洗步骤。当完成所述混合酸处理后，可以进行一次更彻底的去离子水清洗，该清洗类似于准备所述酸处理工艺时所进行的清洗。此外，在所述清洗后，所述多部件电极的所述硅表面可以用去离子水、异丙醇或者其组合物去除任何污迹，并且可以安装在合适的冲洗固定装置中进行去离子水动力冲洗，该工序的一个实例在公布号为2008/0092920的美国专利里有说明，该专利公开的内容作为参考并入本发明中，某种程度上，这些公开内容与本公开的主题是一致的。所述动力冲洗后，可以进一步进行去离子水清洗。也可以预料，上述的污迹去除、动力冲洗和清洗步骤可以反复许多次，最后在10级洁净室里，20.0±5.0℃超声波清洁处理10分钟，注意转动所述部件至少一次。
超声清洁后，可以再进行一次附加的混合酸擦拭工序和随后的清洗工序，并且接着吹干和焙烤。将所述多部件电极放在焙烤架上，焙烤可以变得便捷，其中可以使用，也可以不使用载架。合适的焙烤条件是可以变的，但是为了说明的目的，可以预料，所述部件可以在120℃下焙烤45-120分钟，或者直至全干。冷却后，所述部件可以用过滤的N2喷吹，并且可以使用包装辅助架将其真空包装在洁净室包里。也可优选双层包装，所述双层包装采用氮气清洁、真空密封外包。
应注意，关于本发明中的部件的描述是与拟定用途描述相对的结构性描述，该结构性描述即，所述部件被“设置成”以一种特殊的方式使其特性或功能具体化。具体而言，所述部件被“设置”的方式，意指所述部件目前的物理状态，并视为对所述部件结构性特征的清晰描述。
请注意“优选地”、“通常”和“典型地”之类术语，当本发明使用这些术语时，并不是用于限制本发明请求保护的范围，或者意指某些特征对于本发明的结构或功能是关键的、基本的甚或是重要的。确切地说，这些术语仅仅是用于辨别本发明的具体实施方式的特定方面，或者强调可以或者不可以用于本发明的特定实施方式中的替代的或者附加的特征。
为描述或者界定本发明之目的，请注意，术语“基本上”和“大约”在本发明中用于表述固有的不确定性程度，其中所述不确定性源于任何量化对比、数值、量度或者其它的表述。术语“基本上”和“大约”在本发明也用于定量描述与所述状态之间的可能变化程度，而对所研究主题的基本功能没有影响。
已经参照本发明的具体实施方式对本发明进行了详细的描述，显而易见，在未脱离本发明在所附权利要求中所要求保护的范围内，客队本发明进行修改和变更。具体而言，尽管本公开的某些方面被确定为是优选的，或者特别有益的，可以预料，本公开并不必然地限于本发明的这些优选方面。
请注意下文的权利要求中的一项或者多项使用了术语“其中”作为过渡语。基于界定本发明之目的，该术语是作为开放式过渡语引进权利要求中的，其用于陈述所述机构的一系列特征，并且应当像解释通常使用的开放式前序术语“包括”一样解释这个词。

Claims (20)

1.一种整修多部件电极的方法，所述多部件电极包含连接在导电垫板上的硅电极，所述方法包括：
去除所述多部件电极上的金属离子，所用方法为将所述多部件电极在基本上无醇的并且包含硫酸、过氧化氢和水的磷酸氢二钠(DSP)溶液中浸泡，接着用去离子水清洗所述多部件电极；
去除所述多部件电极上的金属离子后，将所述多部件电极的一个或者一个以上的表面抛光；接着
去除所述多部件电极硅表面的杂质，所用方法为用包含氢氟酸、硝酸、醋酸和水的混合酸溶液处理所述经抛光的多部件电极，然后用去离子水清洗所述经处理的多部件电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，按体积，所述磷酸氢二钠溶液包含大量的水。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，按体积，所述磷酸氢二钠溶液包含的过氧化氢多于硫酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，按体积，所述磷酸氢二钠溶液包含至少80％水。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，按体积，所述磷酸氢二钠溶液包含70-90％的水，10-20％的过氧化氢，以及10％的硫酸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，按体积，所述磷酸氢二钠溶液包含80％的水，15％的过氧化氢，以及5％的硫酸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，用于去除所述多部件电极上的金属离子和杂质的去离子水的电阻率至少12MΩ-cm。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，用于去除所述多部件电极上的金属离子和杂质的去离子水温度不高于20±5℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面抛光在基本上连续的去离子水水流下进行，所述去离子水水流温度不高于20±5℃，并且其流量足以阻止所述电极表面的去离子水温度升到25℃以上。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
在用所述混合酸溶液处理所述经抛光的多部件电极前，在去离子水中对所述多部件电极通过超声清洗工序处理，从而去除所述多部件电极硅表面的杂质；
用于超声清洗工序中的所述去离子水温度不超过20±5℃；并且
用于所述超声清洗工序中的去离子水其超声功率密度在1.5瓦/厘米2和3.1瓦/厘米2之间，频率40千赫兹。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，用所述混合酸溶液擦拭所述电极表面，以处理所述经抛光的多部件电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多部件电极包含淋浴头电极，实施所述擦拭工序时，所述电极要用固定装置夹持，并且将压缩的氮气引导流经所述淋浴头电极的淋浴头通道，以防止所述混合酸溶液被吸进所述淋浴头通道里。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述擦拭工序之后，在不超过20±5℃的温度下，进行去离子水清洗工艺。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，用KOH溶液擦拭所述电极表面，从而去除所述经抛光的多部件电极上的污迹。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，用包含氢氟酸、硝酸和水的酸洗溶液擦拭所述导电垫板的表面，从而去除所述经抛光的多部件电极上的污迹。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多部件电极包括连接到导电铝基垫板或导电石墨基垫板上的硅电极。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多部件电极设置成淋浴头电极或者包绕淋浴头电极的环形电极。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括，通过在不超过40psi的压强下，使CO2颗粒流向或者流过所述多部件电极的表面，去除杂质。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，用去离子水进行清洗后，用所述混合酸溶液反复擦拭所述电极表面，从而去除所述多部件电极上的杂质。
20.一种整修多部件电极的方法，所述多部件电极包含连接在导电垫板上的硅电极，所述方法包括：
去除所述多部件电极上的金属离子，所用方法为让所述多部件电极在基本上无醇的并且按体积，包含70-90％的水、10-20％的过氧化氢以及至多10％的硫酸的磷酸氢二钠溶液中浸泡，接着用去离子水清洗所述多部件电极，其中所述去离子水的电阻率至少12MΩ-cm，并且所述去离子水的温度20±5℃；
去除所述多部件电极上的金属离子后，将所述多部件电极的一个或者一个以上的表面抛光，其中所述表面抛光是在基本上连续的去离子水水流下进行，所述去离子水水流温度20±5℃，并且其流量足以阻止所述电极表面的去离子水温度升到25℃以上；
在用包含氢氟酸、硝酸、醋酸和水的混合酸溶液处理所述经抛光的多部件电极前，在去离子水中对所述多部件电极通过超声清洗工序处理，从而去除所述多部件电极硅表面的杂质，接着用去离子水处理所述多部件电极，其中用于超声清洗工序中的所述去离子水的温度20±5℃，并且用于所述超声清洗工序中的所述去离子水其超声功率密度在1.5瓦/厘米2和3.1瓦/厘米2之间，频率40千赫兹。
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