通过机械加工石英玻璃坯的表面，制得特定地用于半导体生产的石英玻璃元件，并由此获得起始平均表面粗糙度Ｒ↓［ａ，０］。最后在蚀刻溶液中清洁经如此加工的元件表面。本发明专利技术中涉及到初次地特定使用时在颗粒形成方面对这种元件进行最优化。这里推荐，通过机械加工得到至少０．２μｍ的起始平均表面粗糙度Ｒａ，ｏｖｏｎ，并且调节蚀刻处理的强度和持续时间，使得得到至少１０μｍ的实际蚀刻深度。根据本方法得到的、用于半导体生产的石英玻璃元件，其特征是，在其首次特定的使用之前其具有通过机械加工和蚀刻产生的具有蚀刻结构的表面，且其平均表面粗糙度Ｒ↓［ａ，１］为０．６μｍ至８μｍ，并且在利用１０％的氢氟酸于室温下蚀刻元件时可获得随着时间流逝基本恒定的小于０．４μｇ／（ｍｍ↑［２］×ｍｉｎ）的重量损失。
A method for preparing a quartz glass element for semiconductor fabrication, and a component obtained by the method
The machined surface of quartz glass slab, prepared specifically quartz glass for semiconductor production, and thus get the initial average surface roughness R: A, 0. Finally, the surface of the machined element is cleaned in the etching solution. The present invention relates to the optimization of such a component in the formation of particles when initially used for a particular use. Here, get the initial average surface roughness of at least 0.2 m Ra, ovon by mechanical processing, and adjusting the etching intensity and duration, making the actual etching depth of at least 10 mu m. According to the production of quartz glass for semiconductor components obtained by this method, which is characterized in that before its first specific use has produced by mechanical processing and etching with surface etching structure, and the average surface roughness of R: a 1, 0.6 m to 8 m, and in the use of 10% components at room temperature in hydrofluoric acid etching can be obtained with the passage of time constant is less than 0.4 g / (mm = 2 * min) weight loss.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用于半导体制造的石英玻璃元件的方法， 和根据该方法得到的元件本专利技术涉及制备用于半导体制造的石英玻璃元件的方法，其中是通 过机械加工石英玻璃坯的表面而获得起始平均表面粗糙度Ra,O，并且使经加工的元件表面历经蚀刻处理。另外，本专利技术还涉及用于半导体制造且根据该方法得到的石英玻璃 元件，且其在第 一次的特定使用之前具有由机械加工和蚀刻所产生的具 蚀刻结构的表面。石英玻璃元件在半导体制造业中是以反应器和设备的形式用于处 理晶片、晶片载体、钟、坩锅等。在这些应用中，石英玻璃元件通常要 承受很高的热负载和化学腐蚀性环境。特别要关注的是不含污染物和由该元件导致颗粒的形成。颗粒会减小过程输出量(Prozessausbeute )并因此是极其不理想的人们可以区 分那些由于腐蚀而从石英玻璃元件中溶出的颗粒，和那些涉及材料涂层 成分并例如在溅射或蒸发过程中沉淀于石英玻璃元件表面上并从那里 析出的颗粒。在上下文中，石英玻璃元件的表面粗糙度有着重要意义。 一方面， 特定的表面粗糙度是理想的，因为材料层能更好地粘结在粗糙表面上， 从而使得层成分的溶解可能性以及所需的清洁措施——通常包括在含 氢氟酸溶液中进行蚀刻——频率都会减小。因此，在此方面具有很大意 义的各个表面通常可通过研磨、抛光或喷砂来进行加工和粗糙化。另一方面，在机械加工表面以调节理想的粗糙度时会产生一些在使 用石英玻璃元件时又会导致颗粒形成的表面缺陷。因此为了保证获得尽 可能整洁和无颗粒的表面，要在机械加工之后由工厂方或使用者在蚀刻 溶液中迅速地清洁石英玻璃元件。如此加工得的元件的表面是不含颗粒 的并且其特点是通过机械终加工可预先确定表面粗糙度，同时根据蚀刻 溶液中的清洁过程的长短，也可以观察到些许的蚀刻结构。但是，通过这些措施，在特定使用元件时仍然不能足够程度地避免 颗粒的形成。因此，本专利技术的任务在于，提供成本低廉的加工石英玻璃元件表面的方法，其能够实现可复制性地制备只形成很少颗粒的元件。此外，本专利技术的任务还在于提供这样的元件，其特征是在其首次特定地用于半导体生产中时只会形成少量的颗粒。就所述方法而言，该任务可以从开头所述的方法出发根据本专利技术按照如下所述来解决，即通过机械加工获得至少为0.2jLim的起始平均表面 粗糙度Ra,o，并调节蚀刻处理过程的强度和持续时间，以得到至少10ym 的实际蚀刻深度。根据本专利技术，对石英玻璃坯的表面进行机械加工并且在该过程中得 到0.2pm或更大的起始平均表面粗糙度Ra,0。如上所述，为了更好地粘 结在特定使用时沉淀于石英玻璃元件表面上的材料层，希望有 一定的粗 糙度。但另一方面，已经表明，起始的、由机械加工得到的表面粗糙度越 大，形成的颗粒就越大。通过串接在机械加工过程之后的清洁过程可以 减少颗粒的形成。但是在此，标准的清洁处理过程对于此目的来说是不 足够的。相反，已经发现，需要维持最小蚀刻量为至少10pm。但是另一方面，当起始的平均表面粗糙度Ra,o在蚀刻过程前为至少 0.2ym时，只能在后续的这种蚀刻过程之后得到具有在材料层粘结方面 仍然足够的粗糙表面的元件。因此，根据本专利技术，在机械加工之后首先要计算起始的平均表面粗 糙度Ra,Q——倘若该值未知——并确保Ra,o大于0.2Mm。接着，蚀刻坯件 的表面直至深度为至少10 m m 。以此得到特点是颗粒形成少的石英玻璃 元件。平均表面粗糙度Ra的定义由EN ISO 4287给出，而测量条件则由EN ISO 4288或ENISO 3274给出，这些均取决于坯件的表面是否要通过打磨 或喷砂(非周期性的表面形状)或通过旋转(周期性的表面形状)来进 行终力口工。对于更高的起始表面粗糙度(Ra，o约0.4Mm甚至更高)则要维持最 小蚀刻量，而该值又取决于由机械加工所设定的表面粗糙度。因此，优选计算起始的平均表面粗糙度Ra,Q并调节实际的蚀刻深度大于根据Ra,o确定的最小蚀刻深度蚀刻深度mm。在该过程中首先基于所计算得的或已知的Ra,O值来确定特定的最小 蚀刻量并相应地长时间和强烈地蚀刻坯件。根据少量的蚀刻试验得到特 别针对Ra,0值的最小蚀刻量作为各个蚀刻深度，且从该值起在进一 步蚀刻坯件时可获得恒定的蚀刻速率或者随时间流逝基本恒定的重量损失。在这一方面，实验证明，从0.4jum或更大的起始平均表面粗糙度Ra,0起，操作过程就会变得特别有利，其中蚀刻深度mm满足以下尺寸规则蚀刻深度mm = 70+60 x In Ra o，优选以下尺寸规则蚀刻深度mm = 75+60 x In Ra0。当坯件起始的平均表面粗糙度Ra,o已知时，这一尺寸规则就能允许 简便地确定足以获得特点是在特定使用时有着颗粒形成少且同时还在 沉积的材料层粘结方面有着足够高表面粗糙度的石英玻璃元件的蚀刻量。现已表明，特别对于经打磨的且起始平均表面粗糙度Ra,o为0.4 m m 或更高的石英玻璃表面，最小蚀刻量蚀刻深度mm通常为15 p m至120 y m，伊C选为20ium至100Mm。为了使伴随着蚀刻处理过程的时间耗费和材料损失量最小化，就要 尽可能使蚀刻量(机械加工之后)保持尽可能小。因此，优选在过程中调节蚀刻处理的强度和持续时间，使得实际蚀刻深度比蚀刻深度目大最高20 ju m。另外，也证明行之有效的是，通过机械加工表面，可生产得Ra,o为至少0.3 ju m且最大1.6 iu m、优选约0.8 n m的起始平均表面粗糙度。在蚀刻掉至少10jum或者大约各个特殊的最小蚀刻量蚀刻深度腿之后，就可从具有上述范围的起始平均表面粗糙度的石英玻璃坯件得到在粘结沉积的材料层方面有着足够高表面粗糙度的石英玻璃元件。在上下文中也证实了特别优选的是，蚀刻处理会产生具有在比起始平均表面粗糙度Ra,o高0.4 m m至7 iu m的实际平均表面粗糙度Raj的蚀刻结构。在将石英玻璃元件用于半导体制造中这一方面，根据本专利技术上述的 任务可以以如下方式解决，即使元件具有特征如下的表面a) 平均表面粗糙度Raj为0.6jum至8jum，和b) 当蚀刻在10 %的氢氟酸中并于室温下进行时，随时间流逝基本恒 定的小于0.4 iu g/(mm2 x min)的重量损失。在首次特定地用于半导体制造之前，本专利技术的石英玻璃元件的表面 就具有基本上特点是有着两种性能的蚀刻结构。 一方面是平均的表面粗糙度为0.6jum至8jum。另一方面是从一开始就存在的蚀刻行为相对于后 续的蚀刻处理的基本恒定性。0.6 m m至8 ju m范围内的平均表面粗净造度保证了沉积在表面上的材 料层足够的粘结。蚀刻行为的恒定性表现在， 一方面从元件的首次的特定使用开始， 通过在10 %的氢氟酸中进一步的蚀刻元件，会得到随时间流逝基本恒定 的重量损失；而另一方面是，重量损失很小，小于0.4jLig/(mm2xmin)。 所测得的重量损失取决于石英玻璃元件的表面大小，而该值在蚀刻过程 中会持续下降。这种效应可以通过对各个表面积进行标准化处理而消 除。对于基本在时间上恒定的重量损失可理解为是标准化为 的重量损失,该值与平均值(算术平均值)相差最大0.05)ug。现已表明，随着石英玻璃元件的蚀刻速率的变化，会伴随着有明显 的颗粒产生，而与此相反，对于石英玻璃元件少形成颗粒来"i兌本文档来自技高网...
【技术保护点】
制备用于生产半导体的石英玻璃元件的方法，其中通过机械加工石英玻璃坯的表面而得到起始的平均表面粗糙度Ｒ↓［ａ，０］，并对如此加工后的元件表面进行蚀刻处理，其特征在于，通过机械加工获得Ｒ↓［ａ，０］为至少０．２μｍ的起始平均表面粗糙度，并且调整蚀刻处理的强度和持续时间，以获得至少１０μｍ的实际蚀刻深度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J维伯，U基斯特，
申请(专利权)人：赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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