[发明专利]半导体装置电弧复合涂层加工方法

说明书

本发明公开一种半导体装置电弧复合涂层加工方法，其采用纯铝线材作为溶射材料，采用两次溶射生成复合涂层，可与基体有力结合。采用本发明工艺生成的复合涂层不仅厚度与粗糙度可达到ENCORE Ta制程要求，而且，涂层与基材结合力好，产品使用寿命长。

技术领域

本发明公开一种复合涂层加工方法，特别是一种半导体装置电弧复合涂层加工方法。

背景技术

ENCORE Ta是半导体材料生产过程中的一个重要制程，ENCORE Ta主要是在半导体硅片上镀上钽，ENCORE Ta制程中所采用的设备成为ENCORE Ta装置，目前的ENCORE Ta装置主要是采用不锈钢和铝作为基材，其部位不同，采用的基材也不相同。ENCORE Ta装置外侧需要喷涂一层纯铝涂层，以达到半导体材料生产过程中的特殊要求，而由于ENCORE Ta装置的特殊性，其要求涂层与基材之间的结合力要强，而目前普通工艺制成的涂层容易脱落，不能满足ENCORE Ta制程的要求。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的ENCORE Ta装置外侧涂层结合力低的缺点，本发明提供一种新的半导体装置电弧复合涂层加工方法，其采用二次熔射工艺在ENCORE Ta装置外侧形成一层复合涂层，其与基体结合力好。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种半导体装置电弧复合涂层加工方法，该方法包括下述步骤：

S1、去除原涂层：采用物理工艺对原熔射层进行去除；

S2、工件表面化学清洗：采用质量百分比浓度为70％±2％的浓硝酸和纯水按照体积比为1:1的比例进行混合，将工件放入混合液中浸泡1～2小时，混合液温度保持在40℃～50℃；

S3、工件纯水漂洗：将步骤S2处理后的工件捞出，放入流动的纯水中浸泡冲洗30分钟以上；

S4、超声波清洗：将步骤S3处理后的工件放入超声波清洗槽中，超声波清洗槽中放入纯水，采用有效功率为1.2kW的超声波进行超声波震荡清洗30分钟以上；

S5、干燥：采用CDA吹干；

S6、喷砂：采用喷砂工艺对工件进行表面喷砂处理，喷砂后不锈钢材质工件表面粗糙度达到Ra：5-8μm，铝材材质工件表面粗糙度达到Ra：8-12μm；

S7、高压水洗：采用高压纯水对工件表面进行水洗，清洗时，高压水枪的水压保持在50bar以上，水枪出水口距工件表面的距离为30～50cm；

S8、超声波清洗：将步骤S7清洗后的工件放入超声波清洗槽中，超声波清洗槽中放入纯水，采用有效功率为1.2kW的超声波进行超声波震荡清洗30分钟以上；

S9、干燥：采用CDA吹干；

S10、对工件表面进行熔射作业，熔射作业采用两次熔射形成表面复合涂层：

复合涂层一工艺：涂层一中的熔射材质采用纯铝，熔射时焰心温度为6000±100℃，喷射气压为75±5psi，熔射间距为200-300mm，熔射角度为45-90度，熔射速度为500±50mm/s；

复合涂层二工艺：涂层二中的熔射材质是采用纯铝，熔射时焰心温度为6000±100℃，喷射气压为50±5psi，熔射间距为200-300mm，熔射角度为45-90度，熔射速度为230±30mm/s；

S11、品质检验：粗糙度采用粗糙度检测仪对熔射后的工件表面进行粗糙度检测，保证工件表面粗糙度达到Rz：180-220μm，采用千分尺对熔射层厚度进行检测，熔射层的厚度为500±30μm，如果检测不合格，则返回步骤S1；如果检测合格则进入下一步骤；

S12、高压水洗：采用高压纯水对工件表面进行水洗，高压水枪的水压保持在50bar以上，水枪出水口距工件表面的距离为30～50cm；