【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法。
技术介绍
1、随着集成电路技术的高速发展，等离子体刻蚀技术逐渐成为纳米量级的集成电路制造和微纳制造工艺中广泛应用的刻蚀技术。随着刻蚀气体中含氟等离子体能量的提高，高能含氟等离子体会侵蚀腔体和腔体内部件，缩短部件的使用寿命；同时腐蚀过程中会生成难挥发的氟化物沉积在晶圆表面，同时也增加了晶圆的污染。因此，刻蚀机腔体和腔体内部件材料的耐等离子体刻蚀性能变得至关重要。而腔体部件多为铝基材料，主要采用硬质阳极氧化工艺先在铝合金表面制备氧化膜层，然后通过等离子喷涂工艺在裸露在腔体外的区域再制备一层致密的氧化钇涂层以抵御高能量的等离子体刻蚀。
2、在制程中，腔体内零部件会生成副产物，需对部件做定期清洗维护，平均2～3天清洗维护一次，部件在频繁的清洗维护时经常中会出现氧化膜层和氧化钇涂层变薄、裸铝或脱落等情况，致使涂层保护失效，影响制程良率，造成部件无法再继续使用，只能报废处理。据了解目前已公布专利中还没有提供一种系统的解决方法。
3、针对上述问题，本专利技术提供一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法，通过系统的工艺步骤方法，有效的解决了部件表面涂层失效而无法继续使用的问题，大大降低了制程维护成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的缺点与不足，提供一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法，通过表面去膜工艺——阳极氧化工艺——热喷涂涂层工艺——精密清洗工艺实现半导体设备铝
2、本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法，包含以下步骤：
4、步骤s1、去除产品表面膜层：依次使用喷砂、脱模剂去除产品表面膜层；
5、步骤s2、制备阳极氧化膜层：将步骤s1中去除表面膜层的产品进行除油、硬质阳极氧化、水预封闭，得到阳极氧化膜层；
6、步骤s3、制备钇化合物涂层：在阳极氧化膜层表面喷涂涂层材料，形成钇化合物涂层；
7、步骤s4、无尘清洗：对阳极氧化膜层和钇化合物涂层进行冲洗、超声震荡；
8、所述喷砂的砂材包括180#白刚玉、220#白刚玉中的至少一种，所述喷砂的压力为3-5bar；
9、所述脱膜剂为无损碱蚀脱模剂，包括氢氧化钠水溶液、dyb-p121中的至少一种。dyb-p121购自深圳德益邦科技有限公司。
10、作为本专利技术的一个实施方式，步骤s1中，所述产品为半导体设备铝基部件，所述铝基部件包括铝或铝合金基材、表面膜层，所述表面膜层包括原有钇化合物膜层、原有阳极氧化膜层；所述原有阳极氧化膜层包裹于铝或铝合金基材的表面，原有钇化合物膜层附着于原有阳极氧化膜层的部分外表面。其中，附着有原有钇化合物膜层的原有阳极氧化膜层为主要工作面，未附着有原有钇化合物膜层的原有阳极氧化膜层为次要工作面。
11、进一步地，所述原有钇化合物膜层包括原有氧化钇膜层、原有氟化钇膜层、原有氟氧化钇膜层、原有钇铝石榴石膜层中的至少一种。
12、作为本专利技术的一个实施方式，步骤s1中，所述去除的方法包括喷砂方法、脱模剂去除法。
13、进一步地，先采用喷砂方法去除原有钇化合物膜层，再采用脱模剂去除法去除原有阳极氧化膜层。
14、本专利技术中，喷砂过程中采用砂材粒径过大不利于砂粒均匀的冲蚀表面膜层，会出局部去除不干净的情况，并且会损伤基材。如果砂材粒径过小则很难有效冲蚀涂层，无法达到完全去除涂层的效果。
15、本专利技术中，喷砂过程中采用胶带或工装治具对非涂层面(次要工作面)进行遮蔽保护。
16、本专利技术中，所述脱模剂使用无损脱模剂，完全去除氧化膜层的同时，减少损伤铝基材。
17、本专利技术中，所述脱模剂去除法去除原有阳极氧化膜层的槽液温度为55-65℃。
18、作为本专利技术的一个实施方式，脱膜剂去除法包括：将喷砂处理后的产品浸泡于脱模剂中去除原有阳极氧化膜层；
19、进一步地，氢氧化钠水溶液的脱模剂去除法反应式如下：
20、铝与氢氧化钠反应：2al+2oh-+2h2o→2alo2-+3h2↑；
21、氧化铝与氢氧化钠反应：al2o3+2oh-→2alo2-+h2o。
22、本专利技术中，脱膜剂去除过程中对不需要脱膜剂去除处理的区域进行遮蔽保护。
23、作为本专利技术的一个实施方式，所述氢氧化钠水溶液的浓度为50-90g/l。
24、作为本专利技术的一个实施方式，步骤s1中，在去除产品表面膜层后进行喷砂处理，所述喷砂的砂材包括36#白刚玉砂，喷砂的压力4-6bar,喷砂至表面粗糙度ra5-8μm。喷砂处理的目的是提高阳极氧化膜的表面粗糙度，以满足氧化钇涂层制备要求，增加氧化钇涂层阳极氧化膜的结合力。
25、作为本专利技术的一个实施方式，步骤s2具体包括以下步骤：
26、a1、将步骤s1处理后的产品置于脱脂溶液中进行超声波除油处理；
27、a2、将步骤a2处理后的产品置于混酸溶液进行硬质阳极氧化，制备多孔氧化膜层；
28、a3、在多孔氧化膜表面加入封孔剂进行高温水预封闭，封闭氧化膜孔。
29、作为本专利技术的一个实施方式，步骤a1中，所述脱脂溶液为对环境友好的无磷脱脂剂，包括pc-1507、pc-520s、pr-2中的至少一种。无磷脱脂利用化学除油，其原理是弱碱性溶液对油脂的皂化作用除去可皂化性油脂，利用无磷表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂；
30、进一步地，皂化反应方程式是：
31、(c17h35coo)3c3h5+3oh-→3c17h35coo-+c3h5(oh)3。
32、作为本专利技术的一个实施方式，步骤a1中，所述超声波除油处理的槽液温度为55-65℃，超声波频率为28-40khz，超声时间为3-5min。
33、作为本专利技术的一个实施方式，步骤a1中，脱脂完毕后，进行两级溢流水洗，再使用无氮中和剂去除残留的脱脂剂成分；其中，中和时间为1-3min，槽液温度为常温。
34、作为本专利技术的一个实施方式，步骤a2中，所述混酸溶液的组分包括：硫酸250-300g/l、草酸15-20g/l。
35、作为本专利技术的一个实施方式，步骤a2中，所述硬质阳极氧化中的槽液温度为0.5-5℃，槽端电压为40-90v，阳极通电时间为1.5h-4h，空气搅拌。所述阳极通电时间依据膜厚要求设定。
36、进一步地，硬质阳极氧化的铝阳极氧化为电解液通电后在电流的作用下发生水解，阳极的主要反应为：
37、4h++4e-→2h2↑
38、阴极的主要反应为：
39、al-3e-→al3+
40、4oh--4e-→2h2o+o2↑
41、2al3++3o2-→al2o本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤S1中，所述铝基部件包括铝或铝合金基材、表面膜层，所述表面膜层包括原有钇化合物膜层、原有阳极氧化膜层；所述原有阳极氧化膜层包裹于铝或铝合金基材的表面，原有钇化合物膜层附着于原有阳极氧化膜层的部分外表面；所述原有钇化合物膜层包括原有氧化钇膜层、原有氟化钇膜层、原有氟氧化钇膜层、原有钇铝石榴石膜层中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤A2中，所述混酸溶液的组分包括：硫酸250-300g/L、草酸15-20g/L。
5.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤A2中，所述硬质阳极氧化中的槽液温度为0.5-5℃，槽端电压为40-90V，阳极通电时间为1.5h-4h，空气搅拌。
6.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤A3中，所述封孔剂包括有镍封孔剂、无镍封孔剂中的至少一种。>
7.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤S3中，所述喷涂采用大气等离子喷涂设备；其中，氩气为主气体流量为30-70nlpm，氢气为辅气体流量为4-13nlpm，电流为450-700A，送粉速率为18-35g/min，喷距为100-180mm,喷枪移动速度为600-1250mm/s，检测涂层厚度为50-200μm，孔隙率小于3％，硬度为400-550HV,结合强度为20-32Mpa。
8.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤S3中，所述涂层材料为高纯氧化钇粉末材料，纯度为>99.9％,粒径为15-53μm。
9.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤S4中，所述无尘清洗的方法包括：在百级或千级洁净房中，使用高压水枪冲洗涂层表面，再进行超纯水超声震荡；其中，所述高压水枪的压力为300-800psi，超纯水的电阻>18MΩ/cm，超声电流为2-5A，频率为50Hz。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述精密再生方法制得的半导体设备铝基部件表面涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体设备铝基部件表面涂层的精密再生方法，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤s1中，所述铝基部件包括铝或铝合金基材、表面膜层，所述表面膜层包括原有钇化合物膜层、原有阳极氧化膜层；所述原有阳极氧化膜层包裹于铝或铝合金基材的表面，原有钇化合物膜层附着于原有阳极氧化膜层的部分外表面；所述原有钇化合物膜层包括原有氧化钇膜层、原有氟化钇膜层、原有氟氧化钇膜层、原有钇铝石榴石膜层中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的精密再生方法，其特征在于，步骤s2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤a2中，所述混酸溶液的组分包括：硫酸250-300g/l、草酸15-20g/l。
5.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤a2中，所述硬质阳极氧化中的槽液温度为0.5-5℃，槽端电压为40-90v，阳极通电时间为1.5h-4h，空气搅拌。
6.根据权利要求3所述的精密再生方法，其特征在于，步骤a3中，所述封孔剂包括有镍封孔剂、无镍封孔剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：王阳阳，罗家慧，张干，杨科，陶近翁，陶岳雨，
申请(专利权)人：卡贝尼新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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