CN108672352A - 半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法 - Google Patents

半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，包括以下步骤：（1）、常压下，纯水或超纯水加热后，热水通入高压水泵，往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于85bar；（2）、用热风烘干Ti材质零部件；（3）、常压下，随着自然冷却的进行，使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，射速870~1000m/s；（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再冲洗。本发明的步骤简明扼要，但处理效果神奇，能够在较短时间内得到极佳的杂质脱落清洗效果，并且水冲压力和干冰骤冷均在钛材承受范围内，使得钛材质光电零部件的再生变得简单易行。

Description

半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生 方法
技术领域
本发明属于光电清洗技术领域，尤其是半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法。
背景技术
半导体技术领域使用的零部件，往往对清洁度的要求较高，微小的杂质都会影响半导体的性能。作为可以耐久使用的非消耗核心零部件，不可能在其还能使用的时候就更换，成本太高，而是用清洗、清洁技术来实现半导体零部件的再生，再生的零部件可以重复投入使用，性能上基本没有影响。
传统的清洗是有机化学溶剂或试剂，对有机残留进行溶解后处理；或者采用辅助的的高压水喷砂清洗等。但前者会对环境造成污染，后者会损坏零部件本身表面涂层。因此，开发一种无污染、且清洗效果好的光电零部件再生方法势在必行。
HJTC TiN工艺是和舰科技开发的一种半导体薄膜制程工艺，其适用的零部件有不锈钢材质的上下罩体，钛材质的快门片、底座、环状构件等。
钛材质因为其优异的耐腐蚀、耐高低温特性被广泛应用于一些工况复杂和对使用耐久度要求较高的部件。
针对钛材质零部件，本发明基于热胀冷缩原理，使零部件表面的杂质脱落，全程采用清洁的介质，无残留，且再生效果极佳。
发明内容
发明目的：为了使Ti材料的光电零部件实现清洁后再生使用，本发明开发了一种半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，利用热胀冷缩使零部件表面的杂质脱落，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容：半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、常压下，纯水或超纯水加热到75~95℃，将热水通入高压水泵，高压水泵连接喷嘴，热水通过喷嘴往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于85bar，处理20~35min；
（2）、用热风烘干Ti材质零部件，热风温度不高于100℃；
（3）、常压下，随着自然冷却的进行，使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，射速870~1000m/s，处理时间至少为10min；
（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再用常温的超纯水洗或者空气冲洗Ti材质零部件表面，带走脱落的杂质。
作为优选，步骤（1）中，水压为85-165bar。水压的大小确保金属表面清洗的击打力度。
作为优选，步骤（3）中，干冰喷射的处理时间为15-25min。干冰喷射的处理时间使在经济原则的基础上对零部件进行充分的冷却和撞击，使杂质碎片脱落。
作为优选，所述干冰喷射机为单喉管喷射机。单喉管喷射机不掺杂空气，干冰喷射的击打力度较大，参数易调。
进一步，所述单喉管喷射机喷射的干冰颗粒的粒度为0.55-1.5mm，经高压挤出成型。干冰的粒度使喷射干冰的击打作用和气化后产生的膨胀作用均达到合适的范围，使干冰利用率得到最大发挥。
作为优选，步骤（3）中，干冰喷射机喷嘴喷射出的介质中，干冰所占体积分数为9~35%。干冰的体积分数使干冰在处理效果和使用的经济性得到很好平衡，并且合适的体积分数能得到最好的流体力学效果。
作为优选，步骤（3）中，在Ti材质零部件自然冷却到30~45℃时开始喷射干冰颗粒。Ti材质零部件在温热而不太热的情况下骤冷，能够使骤冷的热胀冷缩效应显著并且不破坏金属表面结构。
作为优选，步骤（1）中，热水喷射Ti材质零部件表面时，喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面成斜角。斜角的讲究在于得到水平切向的切削力分量和竖直的撞击力分量，以达到最佳的喷射清洗效果。
进一步，所述喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面所成角度范围为arctan0.035~arctan0.1763。以上角度经实验验证为极佳清洗效果的角度。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，工艺精巧、操作高效。斜向的高压水喷射清洗使水流形成水刃微量切削零部件表面，既有松动作用又能把杂质逼出，加热提升了这种冲击切削效果，斜角角度更表明了其作用使侧重切削；在冲洗处理后的烘干步骤是为了保证干冰和水的不混杂，以免引入碳酸产生腐蚀性；而干冰在零部件温热时引入则保证了骤冷的粒度；干冰喷射机的喷射参数易调，且极击打力度深厚，能够起到极好的辅助击打和深度冷却效果。本发明的步骤简明扼要，但处理效果神奇，能够在较短时间内得到极佳的杂质脱落清洗效果，并且水冲压力和干冰骤冷均在钛材承受范围内，使得钛材质光电零部件的再生变得简单易行。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。
实施例1
半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、常压下，纯水或超纯水加热到75~95℃，将热水通入高压水泵，高压水泵连接喷嘴，热水通过喷嘴往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于85bar，处理22min；热水喷射Ti材质零部件表面时，喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面成斜角，所述喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面所成角度范围为arctan0.035；
（2）、用热风烘干Ti材质零部件，热风温度不高于100℃；
（3）、常压下，在Ti材质零部件自然冷却到30~45℃时，开始使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，干冰喷射机喷嘴喷射出的介质中，干冰所占体积分数为17%，射速870~1000m/s，总处理时间为10min；所述干冰喷射机为单喉管喷射机，所述单喉管喷射机喷射的干冰颗粒的粒度为1.5mm，经高压挤出成型；
（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再用常温的超纯水洗或者空气冲洗Ti材质零部件表面，带走脱落的杂质。
实施例2
半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、常压下，纯水或超纯水加热到75~95℃，将热水通入高压水泵，高压水泵连接喷嘴，热水通过喷嘴往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于165bar，处理35min；热水喷射Ti材质零部件表面时，喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面成斜角，所述喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面所成角度范围为arctan0.1763；
（2）、用热风烘干Ti材质零部件，热风温度不高于100℃；
（3）、常压下，在Ti材质零部件自然冷却到30~45℃时，开始使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，干冰喷射机喷嘴喷射出的介质中，干冰所占体积分数为35%，射速870~1000m/s，总处理时间为15min；所述干冰喷射机为单喉管喷射机，所述单喉管喷射机喷射的干冰颗粒的粒度为0.75mm，经高压挤出成型；
（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再用常温的超纯水洗或者空气冲洗Ti材质零部件表面，带走脱落的杂质。
实施例3
半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、常压下，纯水或超纯水加热到75~95℃，将热水通入高压水泵，高压水泵连接喷嘴，热水通过喷嘴往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于110bar，处理25min；热水喷射Ti材质零部件表面时，喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面成斜角，所述喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面所成角度范围为arctan0.08；
（2）、用热风烘干Ti材质零部件，热风温度不高于100℃；
（3）、常压下，在Ti材质零部件自然冷却到30~45℃时，开始使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，干冰喷射机喷嘴喷射出的介质中，干冰所占体积分数为9%，射速870~1000m/s，总处理时间为20min；所述干冰喷射机为单喉管喷射机，所述单喉管喷射机喷射的干冰颗粒的粒度为0.55mm，经高压挤出成型；
（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再用常温的超纯水洗或者空气冲洗Ti材质零部件表面，带走脱落的杂质。
实践证明，经过此方法处理的Ti材质零部件，显微镜下杂质结构不可见，表面粗糙度与原来相比差异较小，表面涂层基本无变化，洁净度高，再次使用无污染。
最后，还需要说明，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (9)

1.半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、常压下，纯水或超纯水加热到75~95℃，将热水通入高压水泵，高压水泵连接喷嘴，热水通过喷嘴往Ti材质零部件表面各处喷射，水压不小于85bar，处理20~35min；
（2）、用热风烘干Ti材质零部件，热风温度不高于100℃；
（3）、常压下，随着自然冷却的进行，使用干冰喷射机，往Ti材质零部件各处高速喷射干冰颗粒，射速870~1000m/s，处理时间至少为10min；
（4）、干冰喷射结束后，自然回温至室温，再用常温的超纯水洗或者空气冲洗Ti材质零部件表面，带走脱落的杂质。
2.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，步骤（1）中，水压为85-165bar。
3.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，步骤（3）中，干冰喷射的处理时间为15-25min。
4.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，所述干冰喷射机为单喉管喷射机。
5.根据权利要求4所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，所述单喉管喷射机喷射的干冰颗粒的粒度为0.55-1.5mm，经高压挤出成型。
6.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，步骤（3）中，干冰喷射机喷嘴喷射出的介质中，干冰所占体积分数为9~35%。
7.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，步骤（3）中，在Ti材质零部件自然冷却到30~45℃时开始喷射干冰颗粒。
8.根据权利要求1所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，步骤（1）中，热水喷射Ti材质零部件表面时，喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面成斜角。
9.根据权利要求8所述的半导体8寸晶圆制造薄膜制程的TiN工艺的Ti材质零部件再生方法，其特征在于，所述喷嘴出口热水喷射方向与Ti材质零部件表面所成角度范围为arctan0.035~arctan0.1763。
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