CN108554936A - 半导体8寸晶元薄膜制程的e-max工艺的石英零部件的再生方法 - Google Patents

半导体8寸晶元薄膜制程的e-max工艺的石英零部件的再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体8寸晶元薄膜制程的E‑MAX工艺的石英零部件的再生方法。本发明液态二氧化碳通过雾化喷嘴雾化后在混合腔内和液氮混合后制取干冰颗粒，液氮和干冰颗粒混合物射流通过喷管喷射到待再生石英零部件表面，制备方法简单，液氮和液态二氧化碳来源广，作业完成后在周围环境的作用下，液氮挥发为氮气，干冰升华为二氧化碳，环保无污染无毒；液氮和干冰颗粒射流在石英零部件表面产生低温冲击区，使得石英零部件表面温度急剧降低并收缩，从而使得石英零部件内部和冲击面产生较大的拉应力，使得零部件表面的污染物被剥离；干冰颗粒硬度极低，对石英零部件表面打击力弱，不会对石英零部件表面产生损伤；再生工艺简单，再生效果好，成本低。

Description

半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生 方法
技术领域
本发明属于半导体制程工艺产品再生技术领域，涉及半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法。
背景技术
在半导体制程工艺中，需要超净环境，半导体制程设备尤其是腔室的零部件在安装使用前需要去除表面的颗粒杂质等污染物以达到加工工艺要求。随着半导体技术的发展，半导体器件正加速朝着细微化、高密度化/高集成化方向发展，半导体制造现场中的颗粒、金属杂质、表面吸附化学物质等非常微小的沾污物质也变得足以影响半导体器件的合格率和可靠性，因此，半导体器件的清洗工艺也变得越来越重要。
清洗方法可分为物理清洗和化学清洗，化学清洗又包括水溶液清洗(湿法清洗)和气相清洗(干式清洗)。半导体器件的清洗方法如多槽浸渍式清洗方法设备庞大，占地空间大，消耗大量的药液和纯水，而且排出大量的废液和废气，造成生产成本高，而且造成环境的污染，不利于环保；还有如传统的用有机溶剂擦洗去除表面易除去的颗粒，然后再用化学溶液(如H2SO4、HNO3、HCl、HF等)浸泡半导体器件，从而去除表面的污染物；用有机溶剂擦洗只能去除表面上一些比较疏松的颗粒和污染物，而随之采用的化学液浸泡，化学液浓度过低达不到除尽污染物的要求，化学液浓度过高，会严重的腐蚀零件表面，造成零件的损伤，缩短零件的使用寿命，并且采用高浓度的化学液不仅导致清洗成本高，也会增加清洗过程中的危险性，水资源的大量消耗也会增加使用成本，废液的处理也更加困难，给生态环境造成巨大的破坏，对环保不利，同时处理过程和后续干燥带来的表面张力或者毛细力对零件的伤害很大，而且化学液的使用也不可避免的会产生二次污染；还有采用高压水射流清洗方法，此方法会使得清洗的零件表面容易生锈、滋生细菌等；高温清洗技术耗能高，污染严重，且对零部件的物理性能存在一定的影响；现有技术中石英零部件的清洗方法有使用表面打磨的物理方法对零件表面进行打磨去除污染物，此方式虽然操作简单、成本低，但是会对零件产生严重的损伤，缩短使用寿命。
石英零部件的膨胀系数极小，需要更大的温差，利用热胀冷缩的原理使得石英零部件表面的污染物被剥离从而达到对零部件表面进行清洗的目的来实现零部件的再生再利用，而清洗的越彻底越有利于降低再利用的杂质含量。今年来液氮射流技术逐渐进入人们的视野，目前多用于破岩。常压下液氮温度为-195.8℃，在喷射过程中在石英零部件表面形成低温冲击区，使得该区内的石英零部件表面温度急剧降低并收缩，从而使得石英零部件内部和冲击面产生较大的拉应力，使得零部件表面的污染物被剥离达到清洗的目的，由于液氮射流冲击效果较差，不会对石英零部件产生损伤；当然用于破岩需要达到较大的冲击力便需要较高的压力，需要更高要求的设备，增大成本和危险性。
发明内容
发明的目的：本发明提供了半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，包括以下步骤：
(1)将待再生的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件用旋转夹紧装置夹紧固定；
(2)将储气瓶中的液态二氧化碳经雾化喷嘴喷出到混合腔室内，将液氮罐中的液氮经液氮喷嘴喷射到混合腔室内和雾化二氧化碳液滴混合再经喷管加速从喷射出口形成液氮和干冰混合物射流喷射到待再生的石英零部件表面进行再生；
(3)液氮和干冰混合物射流将石英零部件表面的污染物带走，液氮在周围环境下迅速挥发为氮气，干冰升华为二氧化碳挥发；
(4)将再生完成后的石英零部件用去离子水清洗后直接用镜头纸擦拭干净即可。
优选地，所述步骤(2)中的液态二氧化碳在储气瓶中自有压力为4.5MPa以上。
优选地，所述步骤(2)混合腔室内直径大于液氮喷嘴直径。高速低压的液氮射流会在抽吸效应作用下于混合腔室内形成负压，便于雾化二氧化碳液滴的进入。
优选地，所述步骤(2)中液氮喷嘴为蓝宝石喷嘴。具有极强的耐磨性。
优选地，所述步骤(2)中喷管从靠近混合腔室一端到喷射出口一端呈直径渐缩结构。确保喷射出口喷射的液氮和干冰混合物形成高速射流，同时使得液氮和干冰颗粒具有更长的加速和混合。
优选地，所述步骤(2)喷管和待再生石英零部件表面的夹角为30-45°。
优选地，所述步骤(2)喷管和待再生石英零部件表面的距离为10-20mm。
优选地，所述步骤(2)射流喷射时间为45-60s。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明液态二氧化碳通过雾化喷嘴雾化后在混合腔内和液氮混合后制取干冰颗粒，液氮和干冰颗粒混合物射流通过喷管喷射到待再生石英零部件表面，利用液氮温度极低的特性制取干冰，制备方法简单，液氮和液态二氧化碳来源广，且环保无污染无毒；
(2)液氮和干冰颗粒和石英零部件接触，在石英零部件表面产生低温冲击区，使得石英零部件表面温度急剧降低并收缩，从而使得石英零部件内部和冲击面产生较大的拉应力，使得零部件表面的污染物被剥离达到清洗的目的；
(3)干冰颗粒硬度极低，对石英零部件表面打击力弱，不会对石英零部件表面产生损伤，无需高压设备即可实现再生，成本低；
(4)液氮和干冰混合物射流在和零部件表面接触完成再生作业后，在周围环境的作用下，液氮会挥发为氮气，干冰会升华为二氧化碳，不存在残留和污染的问题，也不存在回收的问题，清洁环保；
(5)再生工艺简单，再生效果好，成本低，只需要购买液氮喷嘴、雾化喷嘴、液氮和液态二氧化碳，这些也可以公司自主生产制造。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细的描述。
实施例1
本发明所述的石英零部件包括Shadow Ring(Quartz)、Cover Ring(Quartz)环形封口圈、Gas Injector(Quartz)喷射器和27Hole(Quartz)四种。
本发明的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，包括以下步骤：
(1)将待再生的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件用旋转夹紧装置夹紧固定；
(2)将储气瓶中的液态二氧化碳经雾化喷嘴喷出到混合腔室内，将液氮罐中的液氮经液氮喷嘴喷射到混合腔室内和雾化二氧化碳液滴混合再经喷管加速从喷射出口形成液氮和干冰混合物射流喷射到待再生的石英零部件表面进行再生；
(3)液氮和干冰混合物射流将石英零部件表面的污染物带走，液氮在周围环境下迅速挥发为氮气，干冰升华为二氧化碳挥发；
(4)将再生完成后的石英零部件用去离子水清洗后直接用镜头纸擦拭干净即可。
所述步骤(2)中的液态二氧化碳在储气瓶中自有压力为4.5MPa以上。
所述步骤(2)混合腔室内直径大于液氮喷嘴直径。高速低压的液氮射流会在抽吸效应作用下于混合腔室内形成负压，便于雾化二氧化碳液滴的进入。
所述步骤(2)中液氮喷嘴为蓝宝石喷嘴。具有极强的耐磨性。
所述步骤(2)中喷管从靠近混合腔室一端到喷射出口一端呈直径渐缩结构。确保喷射出口喷射的液氮和干冰混合物形成高速射流，同时使得液氮和干冰颗粒具有更长的加速和混合。
所述步骤(2)喷管和待再生石英零部件表面的夹角为30-45°。
所述步骤(2)喷管和待再生石英零部件表面的距离为10-20mm。
所述步骤(2)射流喷射时间为45-60s。
表1为本发明所述的四种零部件再生后的显微镜观察结果；
表面颗粒及污染物 再生效果
Shadow Ring(Quartz) 清洗干净 好，零部件无损伤
Cover Ring(Quartz) 清洗干净 好，零部件无损伤
Gas Injector(Quartz) 清洗干净 好，零部件无损伤
27Hole(Quartz) 清洗干净 好，零部件无损伤
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将待再生的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件用旋转夹紧装置夹紧固定；
（2）将储气瓶中的液态二氧化碳经雾化喷嘴喷出到混合腔室内，将液氮罐中的液氮经液氮喷嘴喷射到混合腔室内和雾化二氧化碳液滴混合再经喷管加速从喷射出口形成液氮和干冰混合物射流喷射到待再生的石英零部件表面进行再生；
（3）液氮和干冰混合物射流将石英零部件表面的污染物带走，液氮在周围环境下迅速挥发为氮气，干冰升华为二氧化碳挥发；
（4）将再生完成后的石英零部件用去离子水清洗后直接用镜头纸擦拭干净即可。
2.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）中的液态二氧化碳在储气瓶中自有压力为4.5MPa以上。
3.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）混合腔室内直径大于液氮喷嘴直径。
4.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）中液氮喷嘴为蓝宝石喷嘴。
5.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）中喷管从靠近混合腔室一端到喷射出口一端呈直径渐缩结构。
6.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）喷管和待再生石英零部件表面的夹角为30-45°。
7.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）喷管和待再生石英零部件表面的距离为10-20mm。
8.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元薄膜制程的E-MAX工艺的石英零部件的再生方法，其特征在于：所述步骤（2）射流喷射时间为45-60s。
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