CN108816870A - 半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法 - Google Patents

半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，包括以下步骤：（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，喷射水流，水流的喷射水压不小于100bar；（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数超过35%，开始一段加热：升温速率15‑20℃/min，升至950‑1120℃，保温7‑12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气；（3）、二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数超过35%，升温速率10‑15℃/min，升至1000‑1150℃，保温3‑5min，停止加热，缓慢冷却至室温。本发明的冲洗和高温分步去除杂质的方法对耐受力强的陶瓷极为适用，并且能够一步步去除顽固程度不同的杂质，工艺无污染、高效且操作方便。

Description

半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再 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寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法。
背景技术
半导体技术领域使用的核心零部件，对清洁度的要求较高。作为可以耐久使用的非消耗核心零部件，不可能频繁更换，不然成本太高，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 WxZ工艺工艺是和舰科技开发的一种半导体薄膜制程工艺，其适用的零部件包含有陶瓷材质的净化环、内环、外环等环状构件。而陶瓷是耐高温、膨胀率低而化学性质稳定的优异材料，用其作为环状构件性价比高。
针对陶瓷材质零部件，本发明基于热胀冷缩原理，使零部件表面的杂质脱落后去除，并且令其表面的有机介质在高温有氧条件下燃烧，全程采用清洁的介质，无污染和化学残留，再生效果极佳，避免了污染性的化学药品和繁琐的清洗工序。
发明内容
发明目的：为了使陶瓷材料的环状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寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，利用热胀冷缩使零部件表面的杂质脱落，并结合高温有机物燃烧，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容：半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，高压水泵连接旋转喷嘴，所述旋转喷嘴在水流带动下旋转，并在陶瓷环状零部件中心上方位置斜向下喷射，陶瓷环状零部件周向收到均匀的冲力，水流的喷射水压不小于100bar；
（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数超过35%，固定零部件后，开始一段加热：升温速率15-20℃/min，升至950-1120℃，保温7-12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气；
（3）、在陶瓷环状零部件冷却至100~200℃时，开始二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数超过35%，升温速率10-15℃/min，升至1000-1150℃，保温3-5min，停止加热，缓慢冷却至室温。
作为优选，步骤（1）中，水流喷射的时间为18-30min。水流喷射的时间使喷射冲击冲洗充分。
作为优选，步骤（1）中，喷射水压为100-135bar。喷射水压较高，使陶瓷环状零部件主体受到的冲击和切削的力足够大，形成初步的剥离和强力清洗效果。
作为优选，步骤（2）中，鼓入的室温空气的流量为32-50m3/min。室温空气的流量使一段加热后的冷却快速而高效。
作为优选，步骤（3）中，缓慢冷却的时间至少为12h。缓慢冷却的时间使陶瓷环状零部件缓冷从而得到更稳定的热胀冷缩变化过程，以剥离最终的顽固污染杂质。
作为优选，步骤（2）和（3）中，氧气的体积分数为35%~52%。氧气的高体积占比使陶瓷表面的有机质更易燃烧且燃烧更充分。
作为优选，所述水流的从旋转喷嘴喷出的初始方向与陶瓷环状零部件所在平面所成斜角的角度范围为10~18°。旋转水流的角度使其得到合适的撞击力与切削力分配，从而实现较佳的强力清洗效果。
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寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，工艺间接精妙、操作方便。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，斜角角度更表明了其作用使侧重切削，而环向均匀冲力则使陶瓷件平衡受力；双重高温炉的加热操作，相得益彰，一段加热快热快冷，利用热胀冷缩逼出杂质，并且高体积分数氧气燃烧去除主要的有机杂质；二段加热慢热缓冷，使热胀冷缩程序缓慢而能够逼出更细更隐蔽的杂质，氧燃烧去除。本发明的冲洗和高温分步去除杂质的方法对耐受力强的陶瓷极为适用，并且能够一步步去除顽固程度不同的杂质，工艺无污染、高效且操作方便。
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寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，高压水泵连接旋转喷嘴，所述旋转喷嘴在水流带动下旋转，并在陶瓷环状零部件中心上方位置斜向下喷射，陶瓷环状零部件周向收到均匀的冲力，水流的喷射水压为115bar，水流喷射的时间为18-30min；所述水流的从旋转喷嘴喷出的初始方向与陶瓷环状零部件所在平面所成斜角的角度范围为12°；
（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数为35%，固定零部件后，开始一段加热：升温速率15-20℃/min，升至1100℃，保温7-12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气，鼓入的室温空气的流量为32m3/min；
（3）、在陶瓷环状零部件冷却至100~200℃时，开始二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数为39%，升温速率10-15℃/min，升至1150℃，保温3-5min，停止加热，缓慢冷却至室温，冷却时间为20h。
实施例2
半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，高压水泵连接旋转喷嘴，所述旋转喷嘴在水流带动下旋转，并在陶瓷环状零部件中心上方位置斜向下喷射，陶瓷环状零部件周向收到均匀的冲力，水流的喷射水压为100bar，水流喷射的时间为18-30min；所述水流的从旋转喷嘴喷出的初始方向与陶瓷环状零部件所在平面所成斜角的角度范围为18°；
（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数为37%，固定零部件后，开始一段加热：升温速率15-20℃/min，升至1120℃，保温7-12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气，鼓入的室温空气的流量为50m3/min；
（3）、在陶瓷环状零部件冷却至100~200℃时，开始二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数为42%，升温速率10-15℃/min，升至1020℃，保温3-5min，停止加热，缓慢冷却至室温，冷却时间为17h。
实施例3
半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，包括以下步骤：
（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，高压水泵连接旋转喷嘴，所述旋转喷嘴在水流带动下旋转，并在陶瓷环状零部件中心上方位置斜向下喷射，陶瓷环状零部件周向收到均匀的冲力，水流的喷射水压为135bar，水流喷射的时间为18-30min；所述水流的从旋转喷嘴喷出的初始方向与陶瓷环状零部件所在平面所成斜角的角度范围为10°；
（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数为43%，固定零部件后，开始一段加热：升温速率15-20℃/min，升至1050℃，保温7-12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气，鼓入的室温空气的流量为40m3/min；
（3）、在陶瓷环状零部件冷却至100~200℃时，开始二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数为51%，升温速率10-15℃/min，升至1050℃，保温3-5min，停止加热，缓慢冷却至室温，冷却时间为15h。
实践证明，经过此方法处理的陶瓷环状零部件，包括环状零部件内侧表面均光洁，显微镜下杂质结构不可见，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 (7)

1.半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将陶瓷环状零部件固定于基座上，纯水或超纯水通入高压水泵，高压水泵连接旋转喷嘴，所述旋转喷嘴在水流带动下旋转，并在陶瓷环状零部件中心上方位置斜向下喷射，陶瓷环状零部件周向收到均匀的冲力，水流的喷射水压不小于100bar；
（2）、将陶瓷环状零部件放入高温炉，高温炉充氧气至体积分数超过35%，固定零部件后，开始一段加热：升温速率15-20℃/min，升至950-1120℃，保温7-12min，然后停止加热，并往加热炉内鼓入室温空气；
（3）、在陶瓷环状零部件冷却至100~200℃时，开始二段加热：高温炉再次充氧气至体积分数超过35%，升温速率10-15℃/min，升至1000-1150℃，保温3-5min，停止加热，缓慢冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，步骤（1）中，水流喷射的时间为18-30min。
3.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，步骤（1）中，喷射水压为100-135bar。
4.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，步骤（2）中，鼓入的室温空气的流量为32-50m3/min。
5.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，步骤（3）中，缓慢冷却的时间至少为12h。
6.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，步骤（2）和（3）中，氧气的体积分数为35%~52%。
7.根据权利要求1所述的半导体8寸晶元制造薄膜制程的WxZ工艺的陶瓷环状零部件再生方法，其特征在于，所述水流的从旋转喷嘴喷出的初始方向与陶瓷环状零部件所在平面所成斜角的角度范围为10~18°。
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Denomination of invention: WxZ process for semiconductor 8-inch wafer fabrication film regeneration of ceramic ring parts

Effective date of registration: 20221028

Granted publication date: 20210525

Pledgee: Bank of Nanjing Limited by Share Ltd. Suzhou branch

Pledgor: SUZHOU PEIKAI TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022320010626