Kvartsplater er mye brukt i halvlederproduksjon, optisk inspeksjon, laboratorieanalyse og andre felt på grunn av deres utmerkede kjemiske stabilitet, høytemperaturmotstand og høye lysgjennomgang. Rensligheten av kvartsplater er direkte knyttet til påliteligheten til påfølgende prosesser, inkludert avsetningskvaliteten til halvlederskiver og lysgjennomgangseffektiviteten til optiske komponenter. Kvartsplater er imidlertid utsatt for støv, organiske rester, metallioner, partikkelforurensninger og andre forurensninger under prosessering, lagring og bruk. Derfor bør målrettede rengjøringsmetoder tas i bruk, og driftsrisikoer bør strengt unngås.
- Metode for rengjøring av kjernen
- Fysisk rengjøringsmetode
Det er en effektiv løsning for å fjerne løse partikler og støv fra overflater. Grunnleggende operasjoner bør omfatte fjerning av overflatestøv ved hjelp av høytrykksnitrogen, eller forsiktig tørking med en støvfri bomullspinne dynket i vannfri etanol. Ved kvartsplater med fullstendig forurensning er ultralydrengjøring en effektiv løsning. Ultralydfrekvensen bør settes til rundt 40 kHz. Avionisert vann eller vannfri etanol bør brukes som medium. Det anbefales at rengjøringstiden holdes til minst 5 minutter og maksimalt 15 minutter. Denne metoden er enkel å bruke og etterlater ingen kjemiske rester.
- Kjemisk rengjøringsmetode
Det er den mest brukte presisjonsrengjøringsmetoden for gjenstridige organiske rester og metallioner. Standard RCA-rengjøringsmetoden er en totrinnsprosess. Først bløtlegges kvartsplaten i SC1-løsning ved en temperatur på 70–80 °C i 10–20 minutter. Dette trinnet er effektivt for å fjerne partikler og svakt adsorbert organisk materiale. Deretter bløtlegges kvartsplaten i SC2-løsning ved samme temperatur i omtrent 10 minutter. Dette trinnet er effektivt for å kompleksdanne og fjerne metallioner, som natrium og jern.
- Høytemperatur stekemetode
Den er egnet for kvartsplater som tåler høye temperaturer og som inneholder en betydelig mengde organiske rester. Kvartsplatene bør plasseres i en muffelovn ved en temperatur på 450–550 °C i 30–60 minutter. Dette vil tillate de organiske stoffene å dekomponere og fordampe termisk. Etter en naturlig avkjølingsprosess kan kvartsoverflaten gjøres ren. Denne metoden er fordelaktig ved at den ikke etterlater kjemiske reagensrester og er rimeligere. Den er imidlertid ikke egnet for kvartskomponenter med termisk stress.
- Viktige forholdsregler
- Kontroll av materialkompatibilitet
Hovedkomponenten i kvarts er silisiumdioksid, som er utsatt for reaksjon med flussyre og sterkt alkali med høy konsentrasjon. Under rengjøringsprosessen, med mindre det er nødvendig å spesifikt etse restene, er det viktig at kvartsplaten ikke kommer i kontakt med flussyre, og den bør heller ikke bløtlegges i konsentrert sterkt alkali over lengre tid. Dette er for å unngå problemer som overflatekorrosjon, økt ruhet eller forringelse av ytelsen.
- Driftssikkerhetsbeskyttelse
Kjemisk rengjøring må utføres i avtrekksskap. Alle operatører må bruke syre- og alkalibestandige hansker, vernebriller og verneklær. Piranha-løsningen er et kraftig oksidasjonsmiddel når den blandes med vann. Det er strengt forbudt å komme i kontakt med brennbare stoffer som plast og organisk materiale for å forhindre eksplosjon eller brannskader.
- Beskyttelse av overflateintegritet
For å unngå riper er det viktig å avstå fra å bruke harde friksjonsmaterialer som sandpapir eller skuresvamper når du rengjør kvartsoverflater. Etter rengjøringsprosessen bør du unngå å bruke vanlig laboratoriepapir til tørking. Vi anbefaler i stedet å bruke en tørr, oljefri nitrogenpistol til å blåse tørk, eller å plassere den på en superren benk slik at den kan renne naturlig, og dermed unngå lorester.
- Nøyaktig parameterkontroll
Det er avgjørende at andelen, temperaturen og varigheten av kjemiske reagenser reguleres nøye. Hvis temperaturen på SC1 er for høy, vil partiklene avsettes på nytt. Hvis temperaturen på piranha-løsningen overstiger 120 °C, kan den brytes kraftig ned. Ultralydrengjøring over lengre perioder kan føre til kavitasjonsskader på kvartsoverflaten. Vanligvis bør én rengjøringsøkt ikke ta mer enn 20 minutter.
- Unngå sekundær forurensning
Det avioniserte vannet som brukes til rengjøring må ha en resistivitet på ≥18.2 MΩ·cm. Beholderne bør bløtlegges i en syreløsning på forhånd og skylles rene. De rengjorte kvartsplatene bør umiddelbart overføres til en støvfri, forseglet eske for oppbevaring, med en liten mengde tørkemiddel plassert for å forhindre at de absorberer urenheter i miljøet på nytt.
