[发明专利]一种超光滑表面清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光滑表面清洗方法，应用于石英玻璃、K9玻璃等超光滑表面附着微粒的清洗。

背景技术

随着超精密加工技术的发展，超光滑表面的应用日益广泛，对超光滑表面的要求也越来越高。超光滑表面清洗在半导体、微电子器件和光学零件的制造过程中是一项很重要的工序。研究表明，高质量超光滑基片表面沾污微细杂质可引起器件性能下降。比如：在光学基片表面上残留亚微米级杂质时，将使得基片表面产生严重的散射，当此光学基片应用于高功率激光器时，这些杂质不仅会增加光学零件对激光的吸收，造成光的损耗，而且会降低激光损伤阈值；在激光陀螺制造中，超光滑表面的加工质量直接影响镀膜后反射镜的光学性能进而影响陀螺的精度；在半导体硅片表面上存在0.2μm的杂质时，将会导致芯片致命性的缺陷。

目前应用于基片清洗的方法很多，有擦洗法、浸泡法、微腐蚀法和超声法等，但这些清洗方法因其清洗能力的限制，无法从基片表面上清除微米级以下的杂质，如尘埃、抛光粉及产生化学反应的抛光剂等。因此，利用现有清洗方法清洗的表面，已经达不到超光滑基片表面的洁净度要求。

发明内容

为了克服现有技术无法从基片表面上清除微米级以下杂质的不足，本发明提供一种超光滑表面清洗方法，不仅能够达到现有清洗方法的清洗效果，而且结合兆声波清洗机与等离子清洗机清洗后，能够去除亚微米级以下的颗粒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)利用N-甲基吡咯烷酮洗液对待清洗基片进行超声波(超声频率40KHz)清洗15～35min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗2～5次后转入下步工序；

(2)利用pH值为7～10、质量浓度为0.2％～0.8％的APG0810(C8～C10烷基糖苷)洗液对基片进行超声波(超声频率80KHz)清洗10～25min，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗2～5次后转入下步工序；

(3)利用酒精丙酮混合洗液(混合洗液体积比为酒精∶丙酮1∶1～1∶3)对基片进行兆声(频率为1MHz)清洗5～10min，经过纯水漂洗2～5次后转入下步工序；

(4)在70～75℃下，利用浓HNO₃与H₂O₂混合洗液(混合洗液体积比为浓HNO₃∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶1～1∶1∶3)对基片进行浸泡清洗1～2h，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗2～5次后转入下步工序；

(5)在90～100℃下采用纯水兆声波(频率为1MHz)清洗10～20min对基片进行最终水洗；

(6)利用高速离心机(转速为2000～3000rpm)对基片进行脱水干燥5～10min；

(7)使用功率为50～180w的射频等离子清洗机，清洗气体为氧气、氮气、氩气中的任意一种或任意两种的混合气体进行清洗2～10min，去除基片表面残留的颗粒。

本发明的有益效果是：上述清洗工艺将不同频率的超声波、兆声波及等离子清洗机结合起来对工件进行清洗，利用它们不同的清洗原理对工件表面的附着物从大到小进行去除；同时结合各种不同的洗液对工件表面的油脂、离子及原子级颗粒逐一去除。综上所述，该清洗方法能够去除超光滑表面亚微米级以下的颗粒污垢，从而获得高洁净的超光滑表面。

下面结合实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实例一、具体清洗流程如下：

1、利用N-甲基吡咯烷酮洗液进行超声波(超声频率40KHz)清洗15min，主要去除基片表面的保护漆，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；

2、pH＝8、质量浓度为0.3％的APG0810(C8~C10烷基糖苷)洗液进行超声波(超声频率80KHz)清洗10min，去除基片表面的有机污垢，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；

3、利用按体积比1∶1配制的酒精丙酮混合洗液对工件进行兆声(频率为1MHz)清洗5min，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；

4、在70℃下，利用浓HNO₃与H₂O₂混合洗液(体积比为浓HNO₃∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶1)进行浸泡清洗1h，去除基片表面残留的抛光粉及抛光液，经过纯水漂洗2次后转入下步工序；

5、90℃纯水兆声波(频率为1MHz)清洗10min，对基片进行最终水洗；