CN115815238A - 一种半导体设备管件的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体设备管件的清洗方法，属于输送管道领域，包括以下步骤：准备数根待清洗的管件，将管件串联或并联，形成清洗通道；将清洗通道与储水箱、水泵连接，形成清洗回路；在清洗回路中通入纯水，循环冲洗15‑30分钟后排净；在清洗回路加入配置的氢氧化钠溶液，循环冲洗5‑10分钟后，将清洗回路中的溶液更换为纯水，循环冲洗4‑6分钟；在清洗回路加入质量百分比25‑30％的硝酸溶液，循环冲洗15‑25分钟后排净，在清洗回路通入纯水，循环冲洗4‑6分钟；更换清洗回路的纯水，循环冲洗后，验证清洗效果，达标后清洁管件的外表面。本发明能解决管件的内壁不易清洁干净，导致杂质残留的问题。

Description

一种半导体设备管件的清洗方法

技术领域

本发明属于输送管道技术领域，具体涉及一种半导体设备管件的清洗方法。

背景技术

电子特气(电子特种气体)是半导体制造的血液，它广泛应用在微电子和半导体工业中，例如在显示面板生产过程的薄膜制造、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺中均需使用到电子特气。电子特气主要包括氢化物、氟化物、氟代烷烃、金属有机化合物等，其品质由纯度和净度决定，纯度等级越高，粒子、金属杂质含量越低，电子特气的品质越佳，半导体设备器件性能越好。

电子特气由管件组成的运输系统输送，在输送过程中，需保证这些具有腐蚀性和反应性的特殊气体输送到目的地不会受到污染。但气体输送的许多方面都会影响电子特气的纯度水平，一旦电子特气的纯度或净度受影响，轻则使得下游产品质量不过关，重则污染整条生产线，所有产品报废，损失惨烈。

现在输送电子特气的管件使用的是精密不锈钢管，管件内表面目视检验要求必须非常光洁，且管件的内表面抗腐蚀指标如铬铁比、铬铁氧化物比、钝化层厚度必须达到半导体行业国际标准。

发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：

在生产制造后，为防止管件内壁附着多余的杂质和油脂，需要对管件彻底清洗，避免在后续使用时影响电子特气的品质。但因为管件的口径小、长度长，普通的冲洗难以彻底清洗管件的内表面，导致杂质残留，造成严重后果。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种半导体设备管件的清洗方法，其可以解决管件内壁不易清洁干净，杂质残留的问题。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种半导体设备管件的清洗方法，其包括以下步骤：准备若干根待清洗的管件，将管件串联或并联，形成清洗通道；将清洗通道与储水箱、水泵连接，形成清洗回路；在清洗回路中通入纯水，循环冲洗15-30分钟后排净；在清洗回路中加入配置好的氢氧化钠溶液，循环冲洗5-10分钟后，将清洗回路中的溶液更换为纯水，并循环冲洗4-6分钟；在清洗回路中加入质量百分比为25％-30％的硝酸溶液，循环冲洗15-25分钟后排净，在清洗回路中通入纯水，并循环冲洗4-6分钟；更换清洗回路中的纯水，循环冲洗后，验证管件内壁的清洗效果，清洗效果达标后，再清洁管件的外表面。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：相邻管件之间通过连接管串联或并联。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：配置55-65g/L氢氧化钠溶液。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：将水箱内加入氢氧化钠溶液后，用加热器将氢氧化钠溶液加热至60-75℃。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：将硝酸溶液排出后，通入纯水，并用加热器加热至70℃。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：根据纯水的浑浊度判断清洗效果，若清洁度未达标，继续排换纯水，并循环冲洗至清洗效果达标。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：当管件内壁的清洗效果达标后，依次将串联或并联的管件分离，再冲洗管件的外壁至清洗效果达标，然后在无尘室内用热氮气将管件吹干。

根据本发明所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其进一步的优选技术方案是：待管件内壁和外壁吹干后，将带有海绵的端头套在管件的两端。

相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：

本发明利用管件狭长的特征，将若干根管件串联或并联起来，并与储水箱和水泵连接，形成清洁回路，能够循环冲洗多根管件的内壁，且方便加入不同的清洁剂，保证彻底清洗管件内表面。并且，本发明多次使用纯水冲洗和使用配置好的氢氧化钠溶液冲洗，能够清理掉管件内壁上的油脂和杂质，保证清洁度，最后还采用了纯水来检验管件内壁的清洗效果，若效果不达标，有利于进一步采取措施，避免造成严重后果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种半导体设备管件的清洗方法的流程示意图。

图2是对管件按照实施例1、实施例2以及纯水清洗后检测内壁粗糙度的数据图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

实施例1：

如图1所示，一种半导体设备管件的清洗方法，适用于清洁输送电子特种气体管件的内表面，其包括以下步骤：

准备多根管件，用连接管依次将相邻的管件串联或并联起来，连接管起固定和过渡的作用。串联或并联在一起的管件，内部会形成清洗通道。串联或并联的方式可根据实际场地和管件的数量决定，场地大可采用串联的方式，场地小可采用并联的方式。

将清洗通道与储水箱和水泵连接，形成清洗通路。储水箱的进水口和出水口与清洗通道的两端连接，使清洗通路内的液体循环流动，水泵用于输送清洗液，给清洗液增压。

组装完毕后，在储水箱内加入纯水，然后启动水泵，使纯水在清洗回路中循环流动，初步冲洗管件内表面，循环冲洗15分钟后，关闭水泵。冲洗时间可根据实际情况调整。

将上一步骤中的纯水排出到废水收集箱中，然后关闭水箱的出水口和进水口，在水箱中加入纯水，并加入配置好的氢氧化钠，形成氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为55g/L，使用该种配置的氢氧化钠溶液，除油效果好，易于清洗掉油脂。用加热器将水箱内的氢氧化钠溶液加热到60℃，再打开水箱的进水口和出水口，启动水泵，氢氧化钠溶液流入管件的内壁，反复冲刷5分钟，将油脂逐步清除。

然后将清洗通路内的氢氧化钠溶液排出，再关闭水箱的出水口和进水口，向水箱内加入纯水后，打开水箱的出水口和进水口，启动水泵，反复清洗残留的氢氧化钠溶液和油脂，清洗过程为4分钟，该过程可观察水箱内纯水的浑浊度，根据情况多次更换水箱内的纯水。需要注意的是，该步骤中的废水需处理达标后才可排放，使用氢氧化钠时较危险，需穿戴好防护用品，注意安全。

酸性钝化：在水箱中加入质量百分比为25％的硝酸溶液，打开水泵，循环冲洗15分钟后，关闭水泵。排出清洗通路中的硝酸溶液，在水箱中加入纯水，并用加热器将其加热至70℃，然后打开水泵，循环冲洗4分钟，冲掉残余的硝酸溶液，该过程可观察水箱内纯水情况，多次更换水箱内的纯水。

再此通入纯水验证，该过程的纯水也可以使用超纯水。当纯水在清洗通路中循环流动至少三次后，观察水箱内的纯水浊度，若清洁度不符合要求，继续排换纯水，并多次循环冲洗，直至验证出纯水达标，保证了清洁度。

当清洁度达标后，将串联或并联的管件依次拆开，并放置在无尘室内，用热氮气将管件吹干，因为管件较狭长，拆开后便于吹干，保证管件内无水珠。本发明使用的氮气纯度需达到99.999％以上，并经过0.001微米高精度过滤，防止氮气中的杂质再次污染管件。通过热氮气吹干管件，使管件得到有效的气氛保护。

吹干后，在无尘室内，将管件的两端套上带有海绵的端头，端头抵住管件的端部，防止杂质进入，保证了管件内壁的高清洁度。

本发明将数根管件串联或并联起来，形成清洗通路，便于多根管件同时清洗，降低了劳动强度，通过使溶液在清洗通路中反复循环冲洗，保证了清洗效果，节约了水资源，又减少了废水。本发明多次向清洗通路中通入不同的溶液，清洗时长至少有30分钟，彻底清洁了管件内表面。

本发明中的水箱，能够使清洗通路内的重杂质沉淀在水箱底部，同时通过观察水箱内的溶液，也可直观地了解管件内部的清洗效果，根据水箱内的液体颜色、浑浊度等，实时调整清洗次数和时长，保证了清洗效果。

实施例2：

如图1所示，一种半导体设备管件的清洗方法，适用于清洁输送电子特种气体管件的内表面和外表面，其包括以下步骤：

准备多根管件，用纯水初步对连接管的外表面进行冲洗，然后用连接管依次将相邻的管件串联或并联起来，连接管起固定和过渡的作用。串联或并联在一起的管件，内部会形成清洗通道。串联或并联的方式可根据实际场地和管件的数量决定，场地大可采用串联的方式，场地小可采用并联的方式。

将清洗通道与储水箱和水泵连接，形成清洗通路。储水箱的进水口和出水口与清洗通道的两端连接，使清洗通路内的液体循环流动，水泵用于输送清洗液，给清洗液增压。

组装完毕后，在储水箱内加入纯水，然后启动水泵，使纯水在清洗回路中循环流动，初步冲洗管件内表面，循环冲洗30分钟后，关闭水泵。

将上一步骤中的纯水排出到废水收集箱中，然后关闭水箱的出水口和进水口，在水箱中加入纯水，并加入配置好的氢氧化钠，形成氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为65g/L，除油效果好，易于清洗掉油脂。用加热器将水箱内的氢氧化钠溶液加热到75℃，再打开水箱的进水口和出水口，启动水泵，氢氧化钠溶液流入管件的内壁，反复冲刷10分钟，将油脂逐步清除。

然后将清洗通路内的氢氧化钠溶液排出，再关闭水箱的出水口和进水口，向水箱内加入纯水后，打开水箱的出水口和进水口，启动水泵，反复清洗残留的氢氧化钠溶液和油脂，清洗过程为6分钟，该过程可观察水箱内纯水的浑浊度，根据情况多次更换水箱内的纯水。需要注意的是，该步骤中的废水需处理达标后才可排放，使用氢氧化钠时较危险，需穿戴好防护用品，注意安全。

酸性钝化：在水箱中加入质量百分比为30％的硝酸溶液，打开水泵，循环冲洗25分钟后，关闭水泵。排出清洗通路中的硝酸溶液，在水箱中加入纯水，并用加热器将其加热至70℃，然后打开水泵，循环冲洗6分钟，冲掉残余的硝酸溶液，该过程可观察水箱内纯水情况，多次更换水箱内的纯水。

再此通入纯水验证，该过程的纯水也可以使用超纯水。当纯水在清洗通路中循环流动至少三次后，观察水箱内的纯水浊度，若清洁度不符合要求，继续排换纯水，并多次循环冲洗，直至验证出纯水达标，保证了清洁度。

当清洁度达标后，将串联或并联的管件依次拆开，并在管件的两端套上干净、密封性好的塞头，防止管件外部的脏水进入到管件的内部。清洗管件外表面为常规清洗方法，先用纯水冲洗，擦干后，再使用有机溶剂，冲洗管件表面的油污。

观察管件外表面的清洁状况，当管件的外表面和内表面清洁度都达标后，将管件放置在无尘室内，取出塞头，用热氮气将管件吹干，因为管件较狭长，拆开后便于吹干，保证管件内外无水珠。本发明使用的氮气纯度需达到99.999％以上，并经过0.001微米高精度过滤，防止氮气中的杂质再次污染管件。通过热氮气吹干管件，使管件得到有效的气氛保护。

吹干后，在无尘室中，将管件的两端套上带有海绵的端头，端头抵住管件的端部，防止杂质进入，保证了管件内壁的高清洁度。

本发明清洗管件内壁时，先用纯水初步冲洗管件外表面，该过程也可初步清洗管件的内表面。然后将数根管件串联或并联起来，形成清洗通路，便于多根管件同时清洗，降低了劳动强度，通过使溶液在清洗通路中反复循环冲洗，保证了清洗效果，节约了水资源，又减少了需处理的废水。本发明多次向清洗通路中通入不同的溶液，清洗时长至少有30分钟，彻底清洁了管件内表面。

本发明中的水箱，能够使清洗通路内的重杂质沉淀在水箱底部，同时通过观察水箱内的溶液，也可直观地了解管件内部的清洗效果，根据水箱内的液体颜色、浑浊度等，实时调整清洗次数和时长，保证了清洗效果。

半导体行业对于不锈钢产品的表面洁净度和抗腐蚀性能有着严格的规定，不同的产品等级对应着不同的质量要求。为了检验按照本发明清洗的不锈钢产品表面是否符合半导体行业标准，对其进行如下检测:

表面粗糙度(测试方法为SEMI-F37)：Ra Avg<0.11μm；Ra Max<0.20μm；Ry Max<2.5μm.。

表面污染(测试方法为SEMI-F73)：除了主要合金元素铁、铬、镍、钼，残余元素锰和硅，钝化层的氧元素和吸附的碳元素之外，EDS无法检测到任何元素。

表面缺陷(测试方法为SEMI-F73)：平均值<10counts/photo(数量/照片)；最大值<20counts/photo(数量/照片)

由上述检测结果可知，采用本发明清洗半导体设备管件，清洁度高，管件表面光滑、无破损，且可以满足半导体行业质量标准(SEMI F19-0304)对超高纯级不锈钢产品表面要求。

本发明所采用的管件主要为316不锈钢管和304不锈钢管。如图2所示，为了检验本方法的清洗效果，以316不锈钢管为例，将部分316不锈钢管按照实施例1和实施例2的方法进行清洗，剩余的316不锈钢管采用纯水冲洗20分钟，然后使用粗糙度仪，来检测管件内壁四个位置的表面粗糙度，并进行对比分析。从图2可以看出，实施例2为更优方案，且按照本发明清洗的316不锈钢管的表面粗糙度均小于0.20μm。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1准备若干根待清洗的管件，将管件串联或并联，形成清洗通道；

S2将清洗通道与储水箱、水泵连接，形成清洗回路；

S3在清洗回路中通入纯水，循环冲洗15-30分钟后排净；

S4在清洗回路中加入配置好的氢氧化钠溶液，循环冲洗5-10分钟后，将清洗回路中的溶液更换为纯水，并循环冲洗4-6分钟；

S5在清洗回路中加入质量百分比为25％-30％的硝酸溶液，循环冲洗15-25分钟后排净，在清洗回路中通入纯水，并循环冲洗4-6分钟；

S6更换清洗回路中的纯水，循环冲洗后，验证管件内壁的清洗效果，清洗效果达标后，再清洁管件的外表面。

2.根据权利要求1所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S1中，相邻管件之间通过连接管串联或并联。

3.根据权利要求2所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S4中，配置55-65g/L氢氧化钠溶液。

4.根据权利要求3所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S4中，在水箱内加入氢氧化钠溶液后，用加热器将氢氧化钠溶液加热至60-75℃。

5.根据权利要求4所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S5中，将硝酸溶液排出后，通入纯水，并用加热器加热至70℃。

6.根据权利要求5所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S6中，根据纯水的浑浊度判断清洗效果，若清洁度未达标，继续排换纯水，并循环冲洗至清洗效果达标。

7.根据权利要求6所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S6中，当管件内壁的清洗效果达标后，依次将串联或并联的管件分离，再冲洗管件的外壁至清洗效果达标，然后在无尘室内用热氮气将管件吹干。

8.根据权利要求7所述的一种半导体设备管件的清洗方法，其特征在于，在S6之后，待管件内壁和外壁吹干后，将带有海绵的端头套装在管件的两端。

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