一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法技术

本发明专利技术公开了一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法，利用金属延展性、塑性与半导体脆性的特性差异，将颗粒状碳酸氢钠晶体喷射至附有半导体沉积物的金属材质镀膜表面，通过晶体碎裂后沿着半导体沉积物薄膜表面散射过程中产生紧密的磨削作用与表面温差，实现半导体沉积物与金属镀膜设备表面之间的高效分离，收集喷射出的半导体及碳酸氢钠碎片，加水溶解除去碳酸氢钠并分离回收得到半导体沉积物粉体材料。本发明专利技术能有效去除金属材质表面的半导体沉积物，对金属镀膜设备表面无损伤，操作简单、安全且工艺环保。在回收有价值的半导体沉积物的同时减少了污染。值的半导体沉积物的同时减少了污染。值的半导体沉积物的同时减少了污染。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法


[0001]本专利技术属于镀膜设备的表面半导体沉积物清洗领域，尤其涉及一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的无损清除及回收方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子器件集成度的不断提升，光伏电池及半导体等行业对镀膜沉积半导体薄膜的制造工艺要求越来越高。现有化学气相薄膜沉积技术(CVD)包括低压型沉积技术(LPCVD)、常压型沉积技术(APCVD)、等离子体增强型沉积技术(PECVD)、金属有机化合物型沉积技术(MOCVD)以及原子层沉积技术(ALD)等具有薄膜纯度高、均匀性好、保行性佳等优点，可用于半导体材料、金属氧化物介电材料、氮化物薄膜的沉积，被广泛应用于光伏、半导体等领域。
[0003]镀膜设备材质分为非金属如石墨和金属如不锈钢两类，镀膜设备表面具有用于提供镀膜环境的工艺腔室。当镀膜设备在用于镀膜一段时间后，设备本身的表面也会积聚大量沉积物，导致设备镀膜效果下降，影响镀膜产品质量，减少设备的使用寿命。因此，为了提升镀膜设备的可靠性，必须按时清除镀膜设备的表面沉积物。而金属基材的镀膜设备表面的金属氧化物或半导体沉积物相比于石墨镀膜设备更难清除。目前对这些半导体沉积物材料的清洗仅仅是用氢氟酸浸泡，清洗效果不理想，产生大量的化学危废，工作环境差。
[0004]CN110788062A公开了一种光伏镀膜石墨舟清洗工艺，使用10％～15％氢氟酸清洗液中进行长时间酸洗浸泡，然后清水清洗以除去表面的氮化硅。CN102921665A公开了一种硅片表面的氮化硅膜的清洗液及清除方法，采用清洗液清除硅片表面的氮化硅膜，其中清洗液含有质量比为1∶90～130的高锰酸钾和氢氟酸。CN109837526A公布了一种使用酸性气体喷淋吹扫清洗镀膜设备表面沉积物的方法，在封闭腔室内将镀膜设备的温度升至300℃，然后以特定流速通入氯化氢气体与水蒸气进行吹扫去除沉积物，再快速通入氮气等惰性气体进行吹扫清理腔室内残余气体。上述方法均为化学清洗法，采用强酸及强氧化性清洗剂，存在操作安全风险，产生大量的危废且后续废液处理成本较高，目前多用于非金属材质表面半导体沉积物的清洗，因金属腐蚀难以用于金属材质镀膜设备表面半导体沉积物清洗，更谈不上沉积物回收。
[0005]CN111392769A公开了一种以激光为热源的金属氧化物脱氧方法，将真空仓抽真空，启动激光器，使得激光烧蚀蒸发并发生热分解反应，生成对应的低价氧化物或金属及氧气，通过收集装置收集低价金属氧化物或金属，氧气则通过导出的方式收集。B.H.Oh等人(Surface and Coatings Technology，2001(146)：522
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527)研究了一种使用等离子清洗技术清洗金属镀膜设备表面沉积物的方法，该方法主要使用等离子清洗机将C4F8O\CO2\O2气体搭配组合，激发至等离子浆态，气体分子电离产生的等离子在电场作用下高速运动，通过对材料表面进行物理碰撞实现沉积物清洗。这类物理清洗技术存在设备投资费用较大、设备耗能较大、沉积物难以回收利用等缺点。
[0006]因此，急需一种设备投入较低、清洗工艺较安全、工艺较为环保、半导体沉积物可
回收利用的金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收技术。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种成本低、操作安全、工艺环保、沉积物易回收的金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法。
[0008]技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的无损清除及回收方法，所述方法为将碳酸氢钠晶体粒子喷射至表面附着有半导体沉积物的金属材质镀膜设备表面，收集半导体沉积物及碳酸氢钠碎片的混合物，经分离回收半导体沉积物粉体材料。
[0009]本专利技术清洗方法通过进一步设置特定的喷射角度、喷射压力等工艺参数，提升了半导体薄膜的清除效率，保证了清除和回收效果。
[0010]其中，所述镀膜设备的材质为不锈钢、铝。铝镁合金以及其他合金材料中的一种或多种。
[0011]其中，所述半导体沉积物为三氧化二铝、二氧化硅、氧化锌、氮化硅、碳化硅、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡中的一种或多种。
[0012]其中，所述氧化铟锡中氧化铟与氧化锡的质量比为9∶1～1∶9。
[0013]其中，所述碳酸氢钠晶体粒子的粒径为20μm～1000μm。
[0014]其中，所述喷射设备为常用的喷射设备，如喷射枪，其喷射角度为5
°
～90
°
。
[0015]其中，所述喷射设备如喷射枪，其喷射压力为0.2Mpa～3.0Mpa。
[0016]其中，所述回收方法为使用回收系统收集喷射出的半导体沉积物和碳酸氢钠晶体碎片混合物，加入水溶解碳酸氢钠，过滤或离心回收不溶于水的的半导体沉积物。
[0017]本专利技术利用金属延展性、塑性、易加工的特性及其表面沉积半导体镀膜的脆性、塑性差的特性不同，将碳酸氢钠晶体颗粒喷射至半导体镀膜表面，通过晶体粒子碎裂瞬间产生的磨屑作用及过程中产生的表面温差作用，实现半导体沉积物与金属镀膜设备表面之间的高效分离。此外，利用碳酸氢钠易溶于水和半导体不溶于水的水溶性差异实现金属沉淀物的分离和回收。
[0018]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
[0019]1、该清洗方法所用磨料为碳酸氢钠晶体粒子，其具有密度高、硬度低、水溶性大、不产生静电火花的优点，较高的密度能够保证清洗的高效性，较低的硬度能够保证清洗的无损性，良好的水溶性有利于后续回收过程中磨料碎片的去除与沉积物的回收，不产生静电火花的优点能够保证清洗工艺的安全性。
[0020]2、由于碳酸氢钠晶体粒子硬度较低，晶体粒子在接触设备表面半导体沉积物薄膜时会产生碎裂，碎裂后的粒子碎片在落点处沿着半导体沉积物薄膜表面散射开来，粒子碎片在散射过程中会与半导体沉积物薄膜表面产生紧密的磨削作用，同时磨削作用产生的局部高温会使得半导体沉积物薄膜与金属设备基底产生表面温差，进而使得半导体沉积物薄膜产生局部隆起，进一步加强了清洗的优异效果，使得半导体沉积物薄膜能够被有效去除，这个磨削作用与普通的清洗采用的是犁耕作用存在显著差异。
[0021]3、该清洗方法属于物理清洗法，不使用强酸等化学试剂，不会腐蚀金属镀膜设备表面，不会产生化学废液，因此无需特殊的废液回收装置，降低了设备成本与化学原料成本
的同时也实现了清洗工艺的环保性。
[0022]4、由于碳酸氢钠易溶于水，而价值较高的半导体沉积物碎片不溶于水，利用水溶性的差异能够通过溶解过滤等操作实现碳酸氢钠磨料碎片与半导体沉积物碎片的完全分离，进而回收得到纯度较高的高附加值半导体沉积物粉体材料，实现了高附加值半导体沉积物的循环利用。
[0023]因此，本专利技术具备“高效、无损、安全、环保、循环利用”的特点，现有任何一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收技术都难以达到这一综合优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法，其特征在于，所述方法为将碳酸氢钠晶体粒子喷射至附着有半导体沉积物的金属材质镀膜设备表面，收集半导体沉积物及碳酸氢钠碎片的混合物，经分离回收半导体沉积物粉体材料。2.根据权利要求1所述的金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法，其特征在于，所述半导体沉积物为氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡的一种或多种。3.根据权利要求1所述的金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法，其特征在于，所述金属材质镀膜设备的材质为不锈钢、铝、铝镁合金以及其他合金材料中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的金属材质镀膜设备表面半导体沉积物的清除及回收方法，其特征在于，所述氧化铟锡中氧化铟与氧化锡成分的质量比为9：1~1：9。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明亮，江周宇，李晓萱，徐加乐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：