一种半导体用石英的表面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体用石英的表面处理方法，经喷砂处理、酸刻蚀、有机溶液浸泡、酸溶液浸泡后进行超声处理。本发明专利技术的方法，采用物理、化学相结合的方法，对石英特别是特定的应用于半导体制程的石英零件进行表面处理，使石英在获得平均粗糙度Ra的基础上，再对表面进行微粗化处理，解决了现有加工技术存在的表面粗糙度不均、微裂缝、微颗粒嵌附等问题。该方法流程简单，其涉及的物理装置操作简易，化学药剂廉价易得。使用此方法得到石英零件表面粗糙度均匀，失效点少，可以明显的降低石英表面沉积膜脱落的几率，从而降低反应腔体微颗粒水平，提高了产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体用石英的表面处理方法
本专利技术涉及表面处理方法，特别涉及一种石英的表面处理的方法，具体涉及半导体制程使用的石英零件的表面微粗化方法。
技术介绍
在半导体制程，特定的石英零件需要赋予理想的粗糙度，理想的粗糙度能提高膜层在石英表面的粘附力，减少沉积膜层在生产过程中的脱离而造成腔体污染及产品报废的几率。传统的石英表面粗化采用机械加工后喷砂的方式获得，但此工艺处理后的石英表面存在表面尖峰和砂粒撞击石英表面留下的裂纹，此类潜在失效点增大了石英零件在使用过程中沉积膜层脱落的风险，脱落的颗粒造成腔体污染和产品报废的问题。因此，本领域仍需要一种石英表面处理的方法，以保证石英表面具有可靠的膜层吸附能力及表面洁净度，以满足半导体制程的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种新型的石英表面处理方法。本专利技术的石英表面处理方法，包括如下步骤：a)将石英进行喷砂处理，获得表面平均粗糙度Ra为2~10μm的石英；b)将步骤a)获得的石英进行酸蚀刻，获得表面无尖峰且蚀刻凹槽深宽度均一的石英；c)采用水对步骤b)获得的石英进行冲淋后采用有机溶剂浸泡；d)采用酸溶液对步骤c)获得的石英进行浸泡；e)采用水对步骤c)获得的石英进行冲淋后进行超声处理。根据本专利技术，采用喷砂机进行所述喷砂处理，所述喷砂机的喷嘴与石英表面呈30~60度，距离石英表面距离为10~30cm；且所述喷砂处理是选用下组的砂料进行喷砂：粒径为24#，46#、或80#的白刚玉砂料。根据本专利技术，所述酸蚀刻采用的酸蚀刻液由氢氟酸、盐酸、乙酸、烷基酚聚氧乙烯醚、无盐型两性咪唑啉、吐温80中的两种或三种以上与纯水混合而成，所述酸蚀刻液温度20~50℃，石英浸入所述酸蚀刻液内10~60min。根据本专利技术的一优选例，所述酸蚀刻液由氢氟酸、乙酸、无盐型两性咪唑啉、吐温80、纯水混合而成，其中，所选氢氟酸的质量浓度为49%、乙酸的质量浓度为70%、无盐型两性咪唑啉的质量浓度为99%、吐温80的质量浓度为99%，纯水电阻率为16M，所述酸蚀刻液中各组分的体积份数为：氢氟酸：10~50体积份；乙酸：10~40体积份；无盐型两性咪唑啉：0.02~2体积份：吐温80：0.02~2体积份；纯水：30~80体积份。根据本专利技术的一优选例，所述酸蚀刻液由氢氟酸、盐酸、烷基酚聚氧乙烯醚、吐温80、纯水混合而成，其中，所选氢氟酸的质量浓度为49%、盐酸的质量浓度为37%、烷基酚聚氧乙烯醚的质量浓度为99%、吐温80的质量浓度为99%，纯水电阻率为16M，所述酸蚀刻液中各组分的体积份数为：氢氟酸：10~30体积份；盐酸：10~40体积份；烷基酚聚氧乙烯醚：0.02~2体积份；吐温80：0.02~2体积份；纯水：30~60体积份。根据本专利技术，所述步骤c)采用的水的电阻率为16~18M，所述有机溶剂为异丙醇、无水乙醇、丙酮中的任意一种或两种以上的混合溶液，所述浸泡的时间为5~10min。进一步地，所述步骤c)采用有机溶液浸泡后，将石英在80~120℃条件下干燥5~10min。根据本专利技术，所述步骤d)中酸溶液为硝酸、氢氟酸、纯水的混合溶液，酸溶液的温度为10~80℃；浸泡时间1~10min。根据本专利技术的一优选例，所选氢氟酸的质量浓度为49%、硝酸的质量浓度为70%，纯水电阻率为16-18M，所述酸溶液中各组分的体积份数为：氢氟酸：1~5体积份；硝酸：1~5体积份；纯水：2~8体积份。根据本专利技术，所述步骤e)使用纯水进行冲淋，再放入电阻为16~18M的超声波槽内震荡，所述的超声波频率为80KHz，120KHz，132KHz，196KHz的任意2种频率并联方式，超声波震荡时间10~30min。本专利技术采用物理、化学相结合的方法，能蚀刻出具有均匀粗糙度，无喷砂尖峰、裂缝，蚀刻凹槽内无镶嵌物的表面，解决了石英表面沉积膜脱落的问题。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1为经实施例1处理的石英表面的SEM图片。图2为经实施例2处理的石英表面的SEM图片。图3为经实施例3处理的石英表面的SEM图片。图4为经实施例4处理的石英表面的SEM图片。图5为经实施例5处理的石英表面的SEM图片。图6为采用机械加工后喷砂的方式获得的石英表面的SEM图片。具体实施方式本专利技术的申请人首次采用物理、化学相结合的方法，对特定的应用于半导体制程的石英零件进行表面处理。该工艺使其石英在获得表面平均粗糙度Ra的基础上，再对表面进行微粗化处理，同时实现对石英表面的清洁。通过本专利技术处理石英表面，能蚀刻出具有均匀粗糙度，无喷砂尖峰、裂缝，蚀刻凹槽内无镶嵌物的表面的特征，解决了石英表面沉积膜脱落的问题。术语本专利技术所用的纯水，是指电阻率在16~18M范围内的水。本专利技术的优选实施方式，石英表面处理方法包括：（1）将石英零件放置喷砂机内，选择粒径为24#，46#、80#的白刚玉砂料中的一种，且喷嘴与石英表面呈30~60度，距离石英表面距离为10~30cm进行喷砂，控制粗糙度为Ra=2~10um。（2）将石英零件放入酸蚀刻液内进行微粗化，所述的酸蚀刻液由氢氟酸、盐酸、乙酸、烷基酚聚氧乙烯醚、无盐型两性咪唑啉、吐温80中两种或三上以上与纯水混合而成，酸蚀刻液时间10~60min，酸液温度20~50度。（3）将纯水冲淋后的石英零件使用有机溶剂浸泡，有机溶剂为异丙醇、无水乙醇、丙酮中的任意一种，浸泡5~10min后，在100度条件下干燥5~10min，再纯水冲淋，使用的纯水电阻率为16~18M。（4）将石英零件放入混合酸液中浸泡，混合酸为硝酸、氢氟酸、纯水混合而成，浸泡时间1~10min，混合液温度：10~80度。（5）使用纯水对酸浸后石英零件进行冲淋，再放入电阻为16~18M的超声波槽内震荡，所述的超声波频率为80KHz，120KHz，132KHz，196KHz中的任意2种并联方式。超声波震荡时间10~20min。本专利技术提供了一种表面处理方法，其涉及的物理装置操作简易，化学药剂廉价易得。使用此方法得到石英零件表面粗糙度均匀，失效点少，可以明显的降低石英表面沉积膜脱落的几率，从而降低反应腔体微粒子水平，提高了产品良率。下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1：一种石英表面微粗化的方法，包括如下步骤：将石英零件放置喷砂机内，选择粒径为46#的白刚玉砂料作业，喷嘴与石英表面呈45度且距离表面为10~15cm高度进行喷砂，获得平均粗糙度为Ra=3~4um。然后将石英零件放入酸蚀刻液内进行微粗化，所述的酸蚀刻液由氢氟酸、盐酸、烷基酚聚氧乙烯醚、吐温80、纯水混合而成。氢氟酸的质量浓度为49%、盐酸的质量浓度为37%、烷基酚聚氧乙烯醚的质量浓度为99%、吐温80的质量浓度为99%，纯水欧阻为16M，五者体积比为30：10：2：1：57，酸蚀刻液温度30度，蚀刻30min后取出，使用纯水（电阻率16M）冲淋，再用异丙醇浸泡5min后取出，在100度条件下干燥5min，再使用纯水冲淋，之后将石英零件放入混合酸液中浸泡，混合酸为硝酸、氢氟酸、纯水混合而成，其中硝酸的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石英表面处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a)将石英进行喷砂处理，获得表面平均粗糙度Ra为2~10μm的石英；b)将步骤a)获得的石英进行酸蚀刻，获得表面无尖峰且蚀刻凹槽深宽度均一的石英；c)采用水对步骤b)获得的石英进行冲淋后采用有机溶剂浸泡；d)采用酸溶液对步骤c)获得的石英进行浸泡；e)采用水对步骤c)获得的石英进行冲淋后进行超声处理。

【技术特征摘要】
1.一种石英表面处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a)将石英进行喷砂处理，获得表面平均粗糙度Ra为2～10μm的石英；b)将步骤a)获得的石英进行酸蚀刻，获得表面无尖峰且蚀刻凹槽深宽度均一的石英；c)采用水对步骤b)获得的石英进行冲淋后采用有机溶剂浸泡；d)采用酸溶液对步骤c)获得的石英进行浸泡；e)采用水对步骤d)获得的石英进行冲淋后进行超声处理；所述酸蚀刻采用的酸蚀刻液由氢氟酸、乙酸、无盐型两性咪唑啉、吐温80、纯水混合而成，其中，所选氢氟酸的质量浓度为49％、乙酸的质量浓度为70％、无盐型两性咪唑啉的质量浓度为99％、吐温80的质量浓度为99％，纯水电阻率为16MΩ·cm，所述酸蚀刻液中各组分的体积份数为：氢氟酸：10～50体积份；乙酸：10～40体积份；无盐型两性咪唑啉：0.02～2体积份：吐温80：0.02～2体积份；纯水：30～80体积份；所述酸蚀刻液温度20～50℃，石英浸入所述酸蚀刻液内10～60min。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用喷砂机进行所述喷砂处理，所述喷砂机的喷嘴与石英表面呈30～60度，距离石英表面距离为10～30cm；且所述喷砂处理是选用下组的砂料进行喷砂：粒径为24#，46#、或80#的白刚玉砂料。3.一种石英表面处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a)将石英进行喷砂处理，获得表面平均粗糙度Ra为2～10μm的石英；b)将步骤a)获得的石英进行酸蚀刻，获得表面无尖峰且蚀刻凹槽深宽度均一的石英；c)采用水对步骤b)获得的石英进行冲淋后采用有机溶剂浸泡；d)采用酸溶液对步骤c)获得的石英进行浸泡；e)采用水对...

【专利技术属性】
技术研发人员：何桥，贺贤汉，陈煜，廖宗杰，尚玉帝，
申请(专利权)人：上海申和热磁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：