CN111993287A - 一种半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，包括步骤：A、树脂砂喷砂：将待再生阳极氧化部件的气孔和接口保护后，用重力喷砂枪和树脂砂对部件进行喷砂去膜，压力设定1.5‑2.5kg/cm2，树脂砂为30‑50目，喷砂枪与部件间隔在10‑20cm之间，角度在45‑90°之间；B、百洁布打磨：用适宜型号的百洁布对喷砂后部件表面打磨处理，并借助于小型气动工具对部件的残膜进行精细化去除，以部件表面能均匀形成一层水膜为基准；C、超声波清洗：喷砂打磨后的阳极氧化部件被搬运至预定规格的无尘室中进行超声波清洗，超声波频率为40～80KHz，超声波清洗时间为15～20min，而后用超纯水冲洗，并用氮气吹干；D、干燥：吹干后的部件放至无尘烘箱内，先100～105℃进行加热干燥，冷却后进行无尘包装。

Description

一种半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法
技术领域
本发明属于半导体设备零件修复再生技术领域，具体涉及一种半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法。
背景技术
半导体集成电路制造技术持续快速发展，其制程正加速朝着细微化、高密度化和高集成化方向发展。半导体制造设备中的ETCH制程是芯片制造过程中必不可少的一环，干刻机设备在生产过程中，其表面逐渐沉积一层聚合物、有机附着物等，这些污染物会在运行过程中脱落，或者是因其存在造成后续粘附力不足，在腔体内形成particle，造成不良，因此，半导体加工零件的表面状态以及洁净程度变得非常重要。
金属铝因其密度小、易成形的属性，加工的部件在半导体领域应用极为广泛，而通过对铝部件进行阳极氧化和着色处理可显著改善铝材质部件的金属特性。铝阳极氧化部件具有更好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性，并具有防静电的功能。作为半导体行业大批量使用的设备部件，铝阳极氧化部件采购成本高昂，导致不可能频繁更换，则需要通过清洗进行再生，重复投入使用。
干刻设备中，受聚合物、有机附着物等沉积的影响，阳极氧化部件的受污染频率较高，再生处理的频次也较大。现阶段采用有机溶剂长时间浸泡方式剥离沉积膜层，有机溶剂溶解和渗透部件上的沉积膜，使沉积膜溶解或脱落。此工艺能满足设备的基本需求，但有以下几个问题的存在，使其渐渐的不能适应快速发展的半导体行业。1、因在制程中有弱酸的存在，长时间浸泡条件下，溶剂中酸浓度越来越高，部件会发生腐蚀现象，缩短部件的使用寿命；2、溶剂安全风险高，有机溶剂易燃易爆易挥发，存在极大的安全隐患；3、废弃溶剂的处理成本高，要求高，已经不能适应现阶段环保的要求。
发明内容
本发明是为解决上述不足进行的，提供了一种环保安全的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法。
本发明的技术改进原理如下：本发明采用物理方式对阳极氧化部件进行再生，包括树脂喷砂、百洁布打磨、超声波清洗以及干燥四道再生工序，通过该再生方法，实现阳极氧化部件的重复利用。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，包括如下步骤：
A、树脂砂喷砂：将待再生的阳极氧化部件的保护气孔和冷却管接口进行保护后，用重力喷砂枪和树脂砂对部件进行喷砂去膜，压力设定1.5-2.5kg/cm2，树脂砂型号为30-50目，喷砂枪与部件间的间隔在10-20cm之间，角度在45-90°之间；
B、百洁布打磨：用适宜型号的百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理，并借助于小型气动工具对部件的残膜进行精细化去除，以部件表面能均匀形成一层水膜为基准；
C、超声波清洗：喷砂打磨后的阳极氧化部件被搬运至预定规格的无尘室中进行超声波清洗，超声波频率为40～80KHz，超声波清洗时间为15～20min，而后采用超纯水冲洗，并用氮气吹干；
D、干燥：吹干后的部件放至无尘烘箱内，先100～105℃进行加热干燥，冷却后进行无尘包装。
优选的，步骤A中，保护气孔和冷却管接口采用胶带进行保护。当压力设定为1.5kg/cm2时，树脂砂型号选择30-40目，部件与喷砂枪的间隔在10cm，角度为45°；当压力设定为2.5kg/cm2时，树脂砂型号选择40-50目，部件与喷砂枪的间隔在20cm，角度为90°。
优选的，步骤B中，采用3M 7447#以及7448#百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理。小型气动工具选用耐威5”气动砂光机；工作气压：3-4kgf/cm2。
优选的，步骤C中，预定规格的无尘室为100级无尘室；超纯水冲洗时间为2min。
优选的，步骤D中，吹干后的部件先在无尘烘箱内105℃加热干燥，恒温时间设定为120min，程序结束后冷却至40℃以下时，开箱进行无尘包装。
本发明的有益效果如下：
(1)降低部件成本：本发明中的再生方法包括树脂喷砂、百洁布打磨、超声波清洗以及干燥四道工序，仅在超声波清洗工序中涉及到液体，而该液体为超纯水。因此，本发明再生方法对于部件的腐蚀率为零，解决了现有技术中因在制程中有弱酸的存在，长时间浸泡条件下，溶剂中酸浓度越来越高，部件会发生腐蚀的问题，一定程度上延长了部件的使用寿命，增加了其重复使用次数，进而减少了部件采购成本。
(2)降低再生成本：由溶剂浸泡工艺更换成本发明的树脂喷砂工艺后，通过实际统计，再生的成本会降低30％。
(3)提升安全性：本发明方法中不涉及任何化学试剂，彻底消除了消除使用溶剂所带来的安全隐患，清洗方法更安全。
(4)提升环保性：本发明再生方法的废弃物为固体废弃物，相对于有机溶剂液体废弃物，更易处理，既大幅降低废弃物对环境的破坏，又解决了废弃溶剂的处理成本高、要求高、已经不能适应现阶段环保要求的问题。
附图说明
图1为本发明阳极氧化部件再生过程中的状态图，其中(a)为喷砂前的状态图，(b)为喷砂中的状态图，(c)为打磨后的状态图，(d)为清洗后的状态图，(e)为干燥后的状态图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图和实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明所用试剂和原料均市售可得或可按文献方法制备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
A、树脂砂喷砂
将待再生的阳极氧化部件用3M胶带保护气孔、冷却管接口，用重力喷砂机和树脂砂对部件进行去膜喷砂。喷砂过程中，压力设定1.5kg/cm2，树脂砂型号30-40目，部件与喷砂枪的距离在10cm，部件与喷砂枪的角度45°，部件表面膜层去除率达到99％以上。
B、百洁布打磨
用3M 7447#以及7448#百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理，同时可借助于小型气动工具对部件的残膜进行精细化去除，以部件表面能均匀形成一层水膜为基准。
C、超声波清洗
将喷砂打磨后的阳极氧化部件搬运至100级无尘室，进行超声波清洗，超声波频率为40KHz，超声波清洗时间为20min，而后采用超纯水冲洗2min，最后用氮气吹干。
D、干燥
吹干后的部件放至无尘烘箱内进行加热干燥。烘箱温度设定为100℃，恒温时间设定为120min，程序结束后降温至40℃以下时，开烘箱进行无尘包装。
实施例2
A、树脂砂喷砂
将待再生的阳极氧化部件用3M胶带保护气孔、冷却管接口，用重力喷砂机和树脂砂对部件进行去膜喷砂。喷砂过程中，压力设定2.5kg/cm2，树脂砂型号40-50目，部件与喷砂枪的距离在20cm，部件与喷砂枪的角度90°，部件表面膜层去除率达到99％以上。
B、百洁布打磨
用3M 7447#以及7448#百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理，同时可借助于小型气动工具对部件的残膜进行精细化去除，以部件表面能均匀形成一层水膜为基准。
C、超声波清洗
将喷砂打磨后的阳极氧化部件搬运至100级无尘室，进行超声波清洗，超声波频率为80KHz，超声波清洗时间为15min，而后采用超纯水冲洗2min，最后用氮气吹干。
D、干燥
吹干后的部件放至无尘烘箱内进行加热干燥。烘箱温度设定为105℃，恒温时间设定为120min，程序结束后降温至40℃以下时，开烘箱进行无尘包装。
再生过程中，阳极氧化部件的表面状态图如图1所示，比对再生前(图1(a))和再生完成后(图1(e))的表面状态图，同时根据阳极氧化膜厚度测量仪和粒子记数器的检测，再生后的部件能够完全达到部件的使用要求。进行阳极氧化膜厚度测试时，选用七个测量点进行喷砂前后厚度测试，对厚度损耗进行测量，并和损耗标准进行对比，结果如表1所示：
表1 清洗前后阳极氧化膜厚度测试
Figure BDA0002612180730000041
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、树脂砂喷砂
将待再生的阳极氧化部件的保护气孔和冷却管接口进行保护后，用重力喷砂枪和树脂砂对部件进行喷砂去膜，压力设定1.5-2.5kg/cm2，树脂砂型号为30-50目，喷砂枪与部件间的间隔在10-20cm之间，角度在45-90°之间；
B、百洁布打磨
用适宜型号的百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理，并借助于小型气动工具对部件的残膜进行精细化去除，以部件表面能均匀形成一层水膜为基准；
C、超声波清洗
喷砂打磨后的阳极氧化部件被搬运至预定规格的无尘室中进行超声波清洗，超声波频率为40～80KHz，超声波清洗时间为15～20min，而后采用超纯水冲洗，并用氮气吹干；
D、干燥
吹干后的部件放至无尘烘箱内，先100～105℃进行加热干燥，冷却后进行无尘包装。
2.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤A中，所述保护气孔和冷却管接口采用胶带进行保护。
3.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤A中，当压力设定为1.5kg/cm2时，树脂砂型号选择30-40目，部件与喷砂枪的间隔在10cm，角度为45°。
4.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤A中，当压力设定为2.5kg/cm2时，树脂砂型号选择40-50目，部件与喷砂枪的间隔在20cm，角度为90°。
5.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤B中，采用3M7447#以及7448#百洁布对喷砂后的部件表面进行打磨处理。
6.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤B中，小型气动工具选用耐威5”气动砂光机；工作气压：3-4kgf/cm2。
7.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤C中，预定规格的无尘室为100级无尘室。
8.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤C中，超纯水冲洗时间为2min。
9.根据权利要求1所述的半导体用干刻设备中阳极氧化部件的再生方法，其特征在于：
其中，步骤D中，吹干后的部件先在无尘烘箱内100℃加热干燥，恒温时间设定为120min，程序结束后冷却至40℃以下时，开箱进行无尘包装。
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