阅读说明：本技术 半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺 (Ultra-clean cleaning process for aluminum substrate porous gas distribution device in cavity of semiconductor equipment ) 是由 姚雪 贺贤汉 李泓波 王松朋 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺,属于半导体设备部件洁净清洗技术领域；包括使用圆盘式砂纸气动打磨机对待清洗装置部件进行初步打磨处理；将装置部件置于混酸溶液中进行去膜处理；装置部件使用高纯水进行漂洗；采用高压水射流清洗机,对装置部件进行高压水洗；将装置部件置于旋转打磨台中心并固定,进行精细打磨；把装置部件放入酸溶液a中浸泡一段时间后用纯水冲洗；将装置部件再放入酸溶液b中浸泡一段时间后用纯水冲洗；采用高压水射流清洗机对装置部件再次进行高压水洗；采用超声波进行清洗；采用压缩空气对装置部件进行吹干处理。该工艺能控制孔径变化在2μm内,去除了沉积膜污染物及各类腐蚀印记。(The invention discloses an ultra-clean cleaning process for an aluminum substrate porous gas distribution device in a cavity of semiconductor equipment, belonging to the technical field of cleaning of semiconductor equipment parts; the method comprises the steps of carrying out primary polishing treatment on a part of a device to be cleaned by using a disc type abrasive paper pneumatic polishing machine; placing the device part in a mixed acid solution for membrane removal treatment; rinsing the device parts by using high-purity water; high-pressure water jet cleaning is carried out on the device parts by adopting a high-pressure water jet cleaning machine; placing the device part in the center of a rotary polishing table, fixing and performing fine polishing; soaking the device part in an acid solution a for a period of time, and then washing the device part with pure water; putting the device part into the acid solution b again, soaking for a period of time, and then washing with pure water; high-pressure water washing is carried out on the device parts again by adopting a high-pressure water jet cleaning machine; cleaning by adopting ultrasonic waves; and drying the device parts by adopting compressed air. The process can control the aperture change within 2 μm, and remove deposited film pollutants and various corrosion marks.)

半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺

技术领域

本发明涉及半导体设备部件洁净清洗技术领域，具体涉及铝基材多孔分气装置清洗工艺。

背景技术

半导体制程工艺中涉及各类气体、等离子体及腐蚀性化学物质等，其会因反应而在部件表面沉积形成污染膜，污染物的存在对部件参数性能等产生一定影响，进而可能导致部件损坏、良率下降等。因此，定期对部件进行洗净再生，以满足制程工艺参数、性能等要求，对于芯片制程工艺稳定性及生产成本等具有重要意义。但对于半导体设备腔体内多孔分气装置，过度清洗会导致孔径增大过快，缩短使用寿命，因此急需一种新的工艺来解决该问题。

发明内容

针对上述问题，本申请提供了一种半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺，该工艺能控制孔径变化在2μm内，去除了沉积膜污染物及各类腐蚀印记，同时清洗过的铝基材多孔分气装置满足各项工程参数要求。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺，具体步骤如下：

步骤一：使用圆盘式砂纸气动打磨机对待清洗装置部件进行初步打磨处理；目的是去除表面划痕、腐蚀印记等；

步骤二：将打磨处理后的装置部件置于HF:HNO₃体积比为1:9混酸溶液中进行去膜处理，浸泡时间为30-40s；混酸溶液对铝基材具有腐蚀性，且待清洗装置部件为多孔结构，浸酸时间过长易造成孔径扩大，浸酸时间过短会导致孔结构处清洗不充分，因此严格控制浸酸时间极为关键；优选的，每隔10s将装置部件从混酸溶液中提拉出来一次，再浸入混酸溶液中，反复操作3-4次。

步骤三：浸酸过后的装置部件使用高纯水进行漂洗；目的是稀释并去除表面残酸；

步骤四：采用高压水射流清洗机，将压力调节为：20-25Mpa，对装置部件进行高压水洗，时间为1.5-2.5min；目的是去除酸处理后粘附在表面的残膜、杂质，避免堵塞多孔结构；

步骤五：将装置部件置于旋转打磨台中心并固定，使用棕色及白色百洁布进行精细打磨；目的去除划痕，使表面纹路、色泽均匀；

步骤六：把装置部件放入HF:H₂O体积比为1:25酸溶液中，浸泡时间10-15s；目的是中和装置部件表面存在的其他金属离子；然后用高纯水进行冲洗；

步骤七：再把装置部件放入HNO₃:H₂O体积比为1:4酸溶液中，浸泡时间为55-75s；目的是钝化铝基材表面，提升耐腐蚀性同时提升产品外观色泽；然后用高纯水进行冲洗；

步骤八：采用高压水射流清洗机，将压力调节为：20-25MPa，对装置部件进行高压水洗，时间为1.5-2.5min；目的是去除酸处理后粘附在表面的残膜、杂质，避免堵塞多孔结构；

步骤九：采用超声波进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间4-6min；目的是去除表面微小颗粒；

步骤十：采用压缩空气对装置部件进行吹干处理；目的是防止表面残存水迹，影响外观；

对于部分需要喷砂处理的装置部件，还包括步骤十一和步骤十二：

步骤十一：使用胶带对非工作区域进行保护处理，然后采用自动喷砂机对装置部件工作面进行精喷砂处理，砂材使用金刚砂WA400#/220#(依据具体粗糙度参数要求)；目的是粗化基材表面，提升装置在工艺中的附膜能力；喷砂结束用压缩空气进行吹扫，去除表面残砂；

步骤十二：采用高压水射流清洗机，将压力调节为：10-15Mpa，对装置部件进行高压水洗，时间为2.5-3min；目的是去除喷砂后可能散落在孔洞处的砂材颗粒；

经过步骤十或步骤十二处理过的装置部件，还包括：

步骤十三：在无尘室中采用超声波进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间9-11min；目的是去除表面微小颗粒；

步骤十四：在无尘室中采用压缩空气对装置部件进行吹干处理；目的是防止表面残存水迹，影响外观；

步骤十五：在无尘室中使用真空烘箱对装置部件进行加热干燥处理，烘干温度145-165℃，干燥时间3.5-4.5h。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：

1.本发明采用多步酸浸相结合的方式，在去除表面沉积物同时，提升了铝基材本体色泽光亮度，钝化铝基材表面活性，加强了铝基材的耐腐蚀性；

2.本发明采用砂纸及多型号百洁布打磨相结合的方式，在去除表面划痕印记的同时，能够保证纹路细小均匀无色差，达到真正的清洗再生效果；

3.本发明采用精喷砂方式粗化基材表面，提升装置在工艺制程中对沉积膜的粘附力，有助于工艺制程的参数设置稳定性；

4.本发明采用多步高压水洗方式，在有效去除沉积杂质的同时能够确保多孔结构的通透性，避免堵塞；

5.本发明精准控制关键浸酸步骤的时间，并定期将装置部件提拉上来，充分清洗孔洞内残膜的同时，可以确保扩孔量在2μm内，极大提升了多孔铝基材部件的生命周期。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本申请做进一步的描述说明。

实施例1

本实施例提供一种半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺，具体步骤如下：

步骤1.使用圆盘式砂纸气动打磨机对铝基材多孔分气装置进行初步打磨，去除划痕、印记；

步骤2.配置HF:HNO₃＝1:9(体积比)混酸溶液，将铝基材多孔分气装置放入混酸溶液中进行30s浸泡，每10s进行一次提拉操作；

步骤3.使用高纯水对铝基材多孔分气装置进行漂洗；

步骤4.采用高压水射流清洗机，压力调节为：25Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为1.5min；

步骤5.将铝基材多孔分气装置置于旋转打磨台中心并固定，使用棕色及白色百洁布进行精细打磨；

步骤6.将铝基材多孔分气装置置于HF:H₂O＝1:25(体积比)的酸溶液a中，常温浸泡10s；用纯水冲洗；

步骤7.将铝基材多孔分气装置置于HNO₃:H₂O＝1:4(体积比)的酸溶液b中，常温浸泡75s；用水冲洗；

步骤8.采用高压水射流清洗机，压力调节为：25Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为1.5min；

步骤9.采用超声波对铝基材多孔分气装置进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间4min；

步骤10.使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干处理；

步骤11.使用黄色胶带对非工作区域进行缠绕保护，然后使用WA400#金刚砂对铝基材多孔分气装置工作面进行精喷砂处理；喷砂结束用压缩空气进行吹扫，去除表面残砂；

步骤12.采用高压水射流清洗机，压力调节为：15Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为2.5min；

步骤13.在无尘室中采用超声波进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间9min；

步骤14.在无尘室中使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干；

步骤15.在无尘室中使用真空烘箱对铝产品进行加热干燥，加热至165℃，干燥3.5h。

实施例2

本实施例提供一种半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺，具体步骤如下：

步骤1.使用圆盘式砂纸气动打磨机对铝基材多孔分气装置进行初步打磨，去除划痕、印记；

步骤2.配置HF:HNO₃＝1:9(体积比)混酸溶液，将铝基材多孔分气装置放入混酸溶液中进行40s浸泡，每10s进行一次提拉操作；

步骤3.使用高纯水对铝基材多孔分气装置进行漂洗；

步骤4.采用高压水射流清洗机，压力调节为：23Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为2min；

步骤5.将铝基材多孔分气装置置于旋转打磨台中心并固定，使用棕色及白色百洁布进行精细打磨；

步骤6.将铝基材多孔分气装置置于HF:H₂O＝1:25(体积比)的酸溶液a中，常温浸泡12s；用纯水冲洗；

步骤7.将铝基材多孔分气装置置于HNO₃:H₂O＝1:4(体积比)的酸溶液b中，常温浸泡65s；用水冲洗；

步骤8.采用高压水射流清洗机，压力调节为：23Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为2min；

步骤9.采用超声波对铝基材多孔分气装置进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间5min；

步骤10.使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干处理；

步骤11.在无尘室中采用超声波进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间10min；

步骤12.在无尘室中使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干；

步骤13.在无尘室中使用真空烘箱对铝产品进行加热干燥，加热至145℃，干燥4.5h。

实施例3

本实施例提供一种半导体设备腔体内铝基材多孔分气装置超洁净清洗工艺，具体步骤如下：

步骤1.使用圆盘式砂纸气动打磨机对铝基材多孔分气装置进行初步打磨，去除划痕、印记；

步骤2.配置HF:HNO₃＝1:9(体积比)混酸溶液，将铝基材多孔分气装置放入混酸溶液中进行40s浸泡，每10s进行一次提拉操作；

步骤3.使用高纯水对铝基材多孔分气装置进行漂洗；

步骤4.采用高压水射流清洗机，压力调节为：20Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为2.5min；

步骤5.将铝基材多孔分气装置置于旋转打磨台中心并固定，使用棕色及白色百洁布进行精细打磨；

步骤6.将铝基材多孔分气装置置于HF:H₂O＝1:25(体积比)的酸溶液a中，常温浸泡15s；用纯水冲洗；

步骤7.将铝基材多孔分气装置置于HNO₃:H₂O＝1:4(体积比)的酸溶液b中，常温浸泡55s；用水冲洗；

步骤8.采用高压水射流清洗机，压力调节为：20Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为2.5min；

步骤9.采用超声波对铝基材多孔分气装置进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间6min；

步骤10.使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干处理；

步骤11.使用黄色胶带对非工作区域进行缠绕保护，然后使用WA400#金刚砂对铝基材多孔分气装置工作面进行精喷砂处理；喷砂结束用压缩空气进行吹扫，去除表面残砂；

步骤12.采用高压水射流清洗机，压力调节为：10Mpa，对铝基材多孔分气装置进行高压水洗，时间为3min；

步骤13.在无尘室中采用超声波进行清洗，超音波强度8±2W/inch²，超声时间11min；

步骤14.在无尘室中使用压缩空气对铝基材多孔分气装置进行吹干；

步骤15.在无尘室中使用真空烘箱对铝产品进行加热干燥，加热至155℃，干燥4h。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。