《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所於2013年3月1日申請的專利，該專利的公布號為CN103204709A，授權公布日為2013年7月17日，發明人是王彤彤、高勁松、王笑夷。該發明屬於薄膜沉積技術領域。該發明屬於薄膜沉積技術領域。
《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》該方法是使用化學試劑去除矽厚膜，先用鹼和酸的溶劑將表面的有機污染物去除，然後使用混合酸溶液將矽厚膜腐蝕、去除，最後將碳化矽基底表面清洗乾淨。該發明的有益效果是：該方法可以在不損傷碳化矽基底和表面面形的前提下快速去除矽厚膜，克服了物理拋光法帶來的周期長、耗時多和容易改變碳化矽基底的鏡胚面形的技術風險問題，有效地提高了碳化矽基底的加工效率，具有很高的實用價值。
2019年10月，《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法
- 申請人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
- 申請日：2013年3月1日
- 申請號：2013100662322
- 公布號：CN103204709A
- 公布日：2013年7月17日
- 發明人：王彤彤、高勁松、王笑夷
- 地址：吉林省長春市東南湖大路3888號
- Int.Cl.：C04B41/91(2006.01)I
- 代理機構：長春菁華專利商標代理事務所
- 代理人：田春梅
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
碳化矽材料是一種新型的反射鏡鏡胚材料，具有熱穩定性好、比剛度高和近淨尺寸成型等優點。作為反射鏡基底使用的碳化矽材料通常有2種：燒結碳化矽和反應燒結碳化矽。燒結碳化矽是通過高溫燒結的方法將粉狀的碳化矽燒結成所需的形狀，但是在燒結的過程中會形成微孔，這些微孔即使經過精密的拋光也無法消除，當光照射到反射鏡表面時會形成體散射，從而影響反射效率。反應燒結碳化矽是通過在燒結的過程中加入矽來降低微孔的產生，但是由於矽的加入，造成了反射鏡表面同時存在碳化矽成分和矽成分，由於碳化矽和矽的硬度及彈性模量等特性相差很大，使得拋光時兩種成分的去除速率不同，導致鏡面在拋光後存在微台階，當光入射到鏡面時，會發生嚴重的表面散射，降低反射效率。
碳化矽表面改性技術針對燒結碳化矽基底和反應燒結碳化矽基底的固有缺陷，在其上鍍制一層膜厚大於10微米的矽厚膜，再通過精細拋光這層矽厚膜，可以有效的消除燒結碳化矽基底和反應燒結碳化矽基底的固有缺陷，消除散射，提高基底表面的質量。
但是在光學加工階段，有時會需要對碳化矽鏡胚基底的面形精度進行修正，此時就需要將用於表面改性的矽厚膜去除。如果使用常規的拋光方法，將會花費很多時間，而且還存在面形改變的風險，因此需要一種快速有效的方法將表面改性的矽厚膜去除。
發明內容
專利目的
為了解決2013年3月之前修正碳化矽基底的鏡胚面形精度時，傳統物理拋光方法周期長、耗時多，且存在碳化矽基底的鏡胚面形被改變風險的技術問題，該發明提供一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法。
技術方案
《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》包括如下步驟：
步驟一：將濃度為50%的氫氧化鈉溶液與水按照體積比1:10配置成溶液，再用配好的氫氧化鈉溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底10分鐘；
步驟二：將濃度為68%的硝酸與水按照體積比1:3配置硝酸溶液，並用配好的硝酸溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底5分鐘；
步驟三：將濃度為68%的硝酸與濃度為40%的氫氟酸按照體積比5:1配製成硝酸和氫氟酸的混合溶液；
步驟四：使用脫脂棉蘸取步驟三中配製好的硝酸和氫氟酸的混合溶液均勻塗於碳化矽基底的矽厚膜上，對矽厚膜進行腐蝕溶解；
步驟五：待矽厚膜完全溶解後，使用脫脂棉蘸取碳酸鈣粉末擦拭碳化矽基底表面以去除殘餘液體，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟六：將碳化矽基底自然風乾，然後檢查碳化矽基底上的矽厚膜是否徹底清除；
步驟七：若碳化矽基底上的矽厚膜仍有殘餘，則重複第四步至第六步的過程；若碳化矽基底上的矽厚膜已徹底清除，則繼續進行步驟八；
步驟八：用脫脂棉蘸取氧化鈰粉末擦拭碳化矽基底表面10分鐘，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟九：使用酒精超聲清洗碳化矽基底20分鐘，完全去除碳化矽基底上的矽厚膜。
有益效果
《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》的有益效果是：該方法可以在不損傷碳化矽基底和表面面形的前提下快速去除矽厚膜，克服了物理拋光法帶來的周期長、耗時多和容易改變碳化矽基底的鏡胚面形的技術風險問題，有效地提高了碳化矽基底的加工效率，具有很高的實用價值。
附圖說明
圖1是《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》的流程圖。
圖1
權利要求
1.《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》其特徵在於：該方法包括如下步驟：
步驟一：將濃度為50%的氫氧化鈉溶液與水按照體積比1:10配置成溶液，再用配好的氫氧化鈉溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底10分鐘；
步驟二：將濃度為68%的硝酸與水按照體積比1:3配置硝酸溶液，並用配好的硝酸溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底5分鐘；
步驟三：將濃度為68%的硝酸與濃度為40%的氫氟酸按照體積比5:1配製成硝酸和氫氟酸的混合溶液；
步驟四：使用脫脂棉蘸取步驟三中配製好的硝酸和氫氟酸的混合溶液均勻塗於碳化矽基底的矽厚膜上，對矽厚膜進行腐蝕溶解；
步驟五：待矽厚膜完全溶解後，使用脫脂棉蘸取碳酸鈣粉末擦拭碳化矽基底表面以去除殘餘液體，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟六：將碳化矽基底自然風乾，然後檢查碳化矽基底上的矽厚膜是否徹底清除；
步驟七：若碳化矽基底上的矽厚膜仍有殘餘，則重複第四步至第六步的過程；若碳化矽基底上的矽厚膜已徹底清除，則繼續進行步驟八；
步驟八：用脫脂棉蘸取氧化鈰粉末擦拭碳化矽基底表面10分鐘，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟九：使用酒精超聲清洗碳化矽基底20分鐘，完全去除碳化矽基底上的矽厚膜。
2.如權利要求1所述的一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法，其特徵在於：步驟五所述的碳酸鈣粉末是純度大於99.5%的高純碳酸鈣粉末。
3.如權利要求1所述的一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法，其特徵在於：步驟八所述氧化鈰粉末是純度大於等於99.99%的氧化鈰粉末，其細度為中心粒徑1.5-1.8微米，最大粒徑不超過11微米。
4.如權利要求1所述的一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法，其特徵在於：步驟九所述酒精的濃度大於等於99.7%。
實施方式
如圖1所示，《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》包括如下步驟：
步驟一：將質量百分比濃度為50%的氫氧化鈉溶液與水按照體積比1:10稀釋成稀氫氧化鈉溶液，再用配好的稀氫氧化鈉溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底10分鐘；
步驟二：將質量百分比濃度為68%的硝酸與水按照體積比1:3配置成稀硝酸溶液，並用配好的稀硝酸溶液清潔鍍有矽厚膜的碳化矽基底5分鐘；
步驟三：將質量百分比濃度為68%的硝酸溶液與質量百分比濃度為40%的氫氟酸溶液，按照體積比5:1配製成硝酸和氫氟酸的混合溶液；
步驟四：使用脫脂棉蘸取已配製好的硝酸和氫氟酸的混合溶液均勻塗於碳化矽基底的矽厚膜上，對矽厚膜進行腐蝕溶解；
步驟五：待矽厚膜完全溶解後，使用脫脂棉蘸取純度大於99.5%的高純碳酸鈣粉末擦拭碳化矽基底表面以去除殘餘液體，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟六：將碳化矽基底自然風乾，然後檢查碳化矽基底上的矽厚膜是否徹底清除；
步驟七：若碳化矽基底上的矽厚膜仍有殘餘，則重複第四步至第六步的過程；若碳化矽基底上的矽厚膜已徹底清除，則繼續進行步驟八；
步驟八：用脫脂棉蘸取純度大於等於99.99%的中心粒徑為1.5-1.8微米，最大粒徑為11微米的氧化鈰粉末擦拭碳化矽基底表面十分鐘，然後用清水沖洗碳化矽基底表面直至清潔；
步驟九：使用濃度大於等於99.7%的酒精超聲清洗碳化矽基底20分鐘，完全去除碳化矽基底上的矽厚膜。
榮譽表彰
2019年10月，《一種去除碳化矽基底上矽厚膜的方法》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。
