DE102017223600A1 - Method and apparatus for cleaning a material damage substrate - Google Patents
Method and apparatus for cleaning a material damage substrate Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017223600A1 DE102017223600A1 DE102017223600.0A DE102017223600A DE102017223600A1 DE 102017223600 A1 DE102017223600 A1 DE 102017223600A1 DE 102017223600 A DE102017223600 A DE 102017223600A DE 102017223600 A1 DE102017223600 A1 DE 102017223600A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reaction space
- substrate
- metal
- gas
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 114
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 189
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 76
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims abstract description 37
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 104
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 89
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 86
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 86
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 85
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 40
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 36
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 26
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- GRJJQCWNZGRKAU-UHFFFAOYSA-N pyridin-1-ium;fluoride Chemical compound F.C1=CC=NC=C1 GRJJQCWNZGRKAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 18
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 17
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims description 7
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 4
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 78
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 65
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 58
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 50
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 18
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 17
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 12
- -1 hydrogen fluoride (HF) ion Chemical class 0.000 description 11
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 11
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 10
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OQLZINXFSUDMHM-UHFFFAOYSA-N Acetamidine Chemical compound CC(N)=N OQLZINXFSUDMHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 3
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J titanium tetrafluoride Chemical class [F-].[F-].[F-].[F-].[Ti+4] XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K trifluorochromium Chemical compound F[Cr](F)F FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- LVGUZGTVOIAKKC-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2-tetrafluoroethane Chemical compound FCC(F)(F)F LVGUZGTVOIAKKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100023365 Caenorhabditis elegans mif-2 gene Proteins 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021564 Chromium(III) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021582 Cobalt(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001295925 Gegenes Species 0.000 description 1
- 229910015275 MoF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021587 Nickel(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007998 ZrF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001723 carbon free-radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021563 chromium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004700 cobalt complex Chemical class 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- LNDHQUDDOUZKQV-UHFFFAOYSA-J molybdenum tetrafluoride Chemical compound F[Mo](F)(F)F LNDHQUDDOUZKQV-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) fluoride Chemical compound F[Ni]F DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H tungsten hexafluoride Chemical compound F[W](F)(F)(F)(F)F NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 208000008918 voyeurism Diseases 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrafluoride Chemical compound F[Zr](F)(F)F OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
- C23C16/0236—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a reactive gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
- C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45555—Atomic layer deposition [ALD] applied in non-semiconductor technology
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/002—Cleaning of turbomachines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/005—Repairing methods or devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen wenigstens eines zumindest eine Materialschädigung (14) aufweisenden Substrats (12), bei welchem das Substrat (12) in einem Reaktionsraum (20) angeordnet und in dem Reaktionsraum (20) gereinigt wird, wobei:
- das Substrat (12) in dem Reaktionsraum (20) wenigstens einem Ätzvorgang zum Reinigen des Substrats (12) unterworfen wird, und
- das Substrat (12) in dem Reaktionsraum (20) nach dem Ätzvorgang wenigstens einem Abscheidevorgang unterworfen wird.
The invention relates to a device and a method for cleaning at least one substrate (12) having at least one material damage (14), in which the substrate (12) is arranged in a reaction space (20) and cleaned in the reaction space (20), wherein:
- the substrate (12) in the reaction space (20) is subjected to at least one etching process for cleaning the substrate (12), and
- The substrate (12) in the reaction space (20) after the etching process is subjected to at least one deposition process.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines eine Materialschädigung aufweisenden Substrats gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen eines eine Materialschädigung aufweisenden Substrats gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 15.The invention relates to a method for cleaning a material damage having a substrate according to the preamble of
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zum Reinigen wenigstens eines zumindest eine Materialschädigung aufweisenden Substrats sind beispielsweise bereits der
Außerdem ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Substrat besonders vorteilhaft gereinigt und insbesondere auf eine sich an das Reinigen anschließende Reparatur vorbereitet werden kann, ohne das Substrat mit übermäßig hohen Temperaturen beaufschlagen zu müssen.The object of the present invention is to further develop a method and a device of the type mentioned above such that the substrate can be cleaned particularly advantageously and in particular can be prepared for repair following cleaning, without having to subject the substrate to excessively high temperatures.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen wenigstens eines zumindest eine Materialschädigung wie beispielsweise ein Riss aufweisenden Substrats. Das Substrat ist vorzugsweise eine Komponente beziehungsweise ein Bauteil einer technischen Einrichtung, insbesondere eines technischen Geräts beziehungsweise einer technischen Maschine. Insbesondere ist das Substrat beispielsweise eine Komponente aus dem Turbinenbau und somit beispielsweise ein Bauteil beziehungsweise eine Komponente einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine. Bei dem Verfahren wird das Substrat in einem Reaktionsraum angeordnet und in dem Reaktionsraum gereinigt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich somit um ein Reinigungsverfahren. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht nur ein Reinigungsverfahren, sondern insbesondere auch ein Vorbereitungsverfahren, da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens das Substrat nicht nur gereinigt, sondern auch beispielsweise auf eine sich an das Reinigen anschließende Reparatur vorbereitet, das heißt konfektioniert wird. Insbesondere ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die beispielsweise als Riss oder anderweitige Materialtrennung ausgebildete Materialschädigung gereinigt und konfektioniert, das heißt beispielsweise auf eine sich an das Reinigen anschließende Reparatur vorbereitet wird. Im Rahmen der Reparatur wird die Materialschädigung beispielsweise repariert, indem die Materialschädigung, insbesondere der Riss, beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, gefüllt beziehungsweise ausgebessert wird.A first aspect of the invention relates to a method for cleaning at least one at least one material damage such as a crack having substrate. The substrate is preferably a component or a component of a technical device, in particular a technical device or a technical machine. In particular, the substrate is, for example, a component of the turbine construction and thus, for example, a component or a component of a turbine, in particular a gas turbine. In the method, the substrate is placed in a reaction space and cleaned in the reaction space. The process according to the invention is thus a purification process. However, as will be explained in more detail below, the inventive method is not only a cleaning process, but in particular a preparation process, since by means of the method according to the invention not only cleaned the substrate, but also prepared, for example, for a subsequent repair to the cleaning, that is is made up. In particular, it is provided in the context of the method according to the invention that the formed, for example, as a crack or other material separation material damage cleaned and assembled, that is, for example, is prepared for a subsequent repair to the cleaning. As part of the repair, the material damage is repaired, for example, by the material damage, in particular the crack, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, filled or repaired.
Um nun das Substrat besonders vorteilhaft reinigen sowie insbesondere für eine sich gegebenenfalls an das Reinigen anschließende Reparatur vorbereiten zu können, ohne das Substrat mit übermäßig hohen Temperaturen beaufschlagen, das heißt übermäßig stark erhitzen zu müssen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren wenigstens einen Ätzvorgang aufweist, welchem die Komponente in den Reaktionsraum unterworfen wird. Mit anderen Worten wird der Ätzvorgang wenigstens einmal in dem Reaktionsraum durchgeführt, sodass das Substrat - während es in dem Reaktionsraum angeordnet ist - mittels des Ätzvorgangs behandelt wird. Insbesondere dient der Ätzvorgang dem Reinigen des Substrats, insbesondere der Materialschädigung. Der Ätzvorgang umfasst einen ersten Schritt, bei welchem zumindest gasförmiger Fluorwasserstoff und Wasserdampf in den Reaktionsraum eingeleitet werden. Da das Substrat in dem Reaktionsraum dem Ätzvorgang unterworfen wird, werden der gasförmige Fluorwasserstoff und der Wasserdampf in den Reaktionsraum eingeleitet, während sich das Substrat in dem Reaktionsraum befindet.In order to be able to clean the substrate in a particularly advantageous manner and in particular to be able to prepare for a subsequent repair to the cleaning, without having to subject the substrate to excessively high temperatures, that is to heat excessively, it is provided according to the invention that the method has at least one etching process to which the component is subjected in the reaction space. In other words, the etching process is carried out at least once in the reaction space, so that the substrate is treated by means of the etching process while it is arranged in the reaction space. In particular, the etching process serves to clean the substrate, in particular the material damage. The etching process comprises a first step in which at least gaseous hydrogen fluoride and water vapor are introduced into the reaction space. Since the substrate in the reaction space is subjected to the etching process, the gaseous hydrogen fluoride and the water vapor are introduced into the reaction space while the substrate is in the reaction space.
Der Ätzvorgang und somit das erfindungsgemäße Verfahren umfassen ferner einen zweiten Schritt, welcher zeitlich nach dem ersten Schritt durchgeführt wird. Bei dem zweiten Schritt wird ein wenigstens ein Gas umfassendes Fluid aus dem Reaktionsraum abgesaugt. Des Weiteren umfasst der Ätzvorgang einen dritten Schritt, welcher zeitlich nach dem zweiten Schritt durchgeführt wird. Bei dem dritten Schritt wird gasförmiges Trimethylaluminium in den Reaktionsraum eingeleitet. Des Weiteren umfasst der Ätzvorgang einen vierten Schritt, welcher nach dem dritten Schritt durchgeführt wird. Bei dem vierten Schritt wird ein wenigstens ein Gas umfassendes Fluid aus dem Reaktionsraum abgesaugt. Des Weiteren werden bei dem vierten Schritt der Reaktionsraum und das Substrat mit wenigstens einem Inertgas, insbesondere mit Stickstoff, gespült, indem beispielsweise das Inertgas in den Reaktionsraum eingeleitet und gegebenenfalls daraufhin aus dem Reaktionsraum ausgeleitet beziehungsweise abgesaugt wird.The etching process and thus the method according to the invention furthermore comprise a second step, which is carried out after the first step. In the second step, at least one Sucking gas comprehensive fluid from the reaction space. Furthermore, the etching process comprises a third step, which is carried out after the second step. In the third step, gaseous trimethylaluminum is introduced into the reaction space. Furthermore, the etching process includes a fourth step, which is performed after the third step. In the fourth step, a fluid comprising at least one gas is sucked out of the reaction space. Furthermore, in the fourth step, the reaction space and the substrate are purged with at least one inert gas, in particular with nitrogen, for example, by introducing the inert gas into the reaction space and, if appropriate, then discharging or sucking it out of the reaction space.
Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Verfahren wenigstens einen Abscheidevorgang, welchem das Substrat in den Reaktionsraum nach dem Ätzvorgang unterworfen wird. Mit anderen Worten wird der Abscheidevorgang nach dem Ätzvorgang wenigstens einmal durchgeführt, wobei der Abscheidevorgang in dem Reaktionsraum durchgeführt wird, während sich das Substrat in dem Reaktionsraum befindet. Mittels des Ätzvorgangs wird beispielsweise das Substrat, insbesondere die Materialschädigung, gereinigt. Mittels des Abscheidevorgangs wird beispielsweise das Substrat, insbesondere die Materialschädigung, auf die sich gegebenenfalls an das Reinigen anschließende Reparatur vorbereitet.In addition, the method according to the invention comprises at least one deposition process, to which the substrate is subjected in the reaction space after the etching process. In other words, the deposition process is performed at least once after the etching process, wherein the deposition process is performed in the reaction space while the substrate is in the reaction space. By means of the etching process, for example, the substrate, in particular the material damage, cleaned. By means of the deposition process, for example, the substrate, in particular the damage to the material, is prepared for the repair possibly following the cleaning.
Der Abscheidevorgang umfasst einen fünften Schritt, bei welchem zumindest ein Metall aufweisender Dampf in den Reaktionsraum eingeleitet wird. Des Weiteren umfasst der Abscheidevorgang einen sechsten Schritt, welcher nach dem fünften Schritt durchgeführt wird. Bei dem sechsten Schritt wird ein wenigstens ein Gas umfassendes Fluid aus dem Reaktionsraum abgesaugt. Darüber hinaus umfasst der Abscheidevorgang einen siebten Schritt, welcher nach dem sechsten Schritt durchgeführt wird. Bei dem siebten Schritt wird Wasserstoff in den Reaktionsraum eingeleitet. Außerdem umfasst der Abscheidevorgang einen achten Schritt, welcher nach dem siebten Schritt durchgeführt wird. Bei dem achten Schritt wird ein wenigstens ein Gas umfassendes Fluid aus dem Reaktionsraum abgesaugt. Des Weiteren werden bei dem achten Schritt das Substrat und beispielsweise der Reaktionsraum mit wenigstens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, gespült.The deposition process comprises a fifth step, in which at least one metal-containing vapor is introduced into the reaction space. Furthermore, the deposition process comprises a sixth step, which is performed after the fifth step. In the sixth step, a fluid comprising at least one gas is sucked out of the reaction space. Moreover, the deposition process comprises a seventh step, which is performed after the sixth step. In the seventh step, hydrogen is introduced into the reaction space. In addition, the deposition process includes an eighth step performed after the seventh step. In the eighth step, a fluid comprising at least one gas is sucked out of the reaction space. Furthermore, in the eighth step, the substrate and, for example, the reaction space are rinsed with at least one inert gas, in particular nitrogen.
Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Komponenten beziehungsweise Bauteile wie beispielsweise Hochtemperaturbauteile von Gasturbinen können während des Betriebs Materialschädigungen wie zum Beispiel Risse ausbilden, deren Oberflächen durch eine Heißgasatmosphäre, welche während des Betriebs in der Gasturbine herrscht, oxidieren. Bei einem solchen Hochtemperaturbauteil handelt es sich beispielsweise um eine Turbinenschaufel der Gasturbine. Um beispielsweise das die auch als Materialschaden bezeichnete Materialschädigung aufweisende Bauteil nicht vollständig gegen ein neues Bauteil ersetzen zu müssen, wird das Bauteil beispielsweise einer strukturellen Reparatur unterzogen beziehungsweise es ist gewünscht, das Bauteil einer strukturellen Reparatur zu unterziehen, mittels welcher beispielsweise der Materialschaden ausgebessert beziehungsweise repariert oder behoben wird. Aufgabe einer solchen strukturellen Reparatur, die eine weitere Nutzung des Bauteils beziehungsweise der dann reparierten Komponente erlauben soll, ist es, Materialschäden insbesondere in Form von beispielsweise als Risse ausgebildeten Materialtrennungen zu verschließen und hierbei ein Maximum an Festigkeit, vorzugsweise mit den Werkstoffeigenschaften des Substrats, zu erreichen. Hierzu wird beispielsweise der Riss mit Reparaturmaterial aufgefüllt beziehungsweise geschlossen. Zum Erreichen von guten Festigkeitseigenschaften ist es vorteilhaft, durch das zuvor beschriebene Oxidieren entstandene Oxide von der Materialschädigung, insbesondere von deren Oberfläche, zu entfernen, da sonst kein Benetzen des auch als Grundmaterial bezeichneten Substrats mit dem beispielsweise als Löt- oder Schweißmaterial ausgebildeten und auch als Reparaturwerkstoff bezeichneten Reparaturmaterial stattfinden kann. Bruchmechanisch kommt der Reinigung von sogenannten Riss-Spitzen besondere Bedeutung zu, da gerade diese Bereiche für eine nachhaltige Reparatur geschlossen werden müssen. Gleichzeitig sind gerade diese Bereiche geometrisch und fluidtechnisch schwer zugänglich.The invention is based in particular on the following finding: Components or components such as, for example, high-temperature components of gas turbines can form material damage during operation, such as cracks, whose surfaces oxidize due to a hot gas atmosphere prevailing during operation in the gas turbine. Such a high-temperature component is, for example, a turbine blade of the gas turbine. In order, for example, not to have to completely replace the material damage described material damage component having a new component, the component is, for example, a structural repair or it is desired to subject the component of a structural repair, by means of which, for example, the material damage repaired or repaired or is corrected. The object of such a structural repair, which is to allow further use of the component or the component then repaired, is to seal material damage, in particular in the form of, for example, formed as cracks material separations and this maximum strength, preferably with the material properties of the substrate to to reach. For this purpose, for example, the crack is filled with repair material or closed. In order to achieve good strength properties, it is advantageous to remove oxides formed by the oxidation described above from the damage to the material, in particular from its surface, since otherwise no wetting of the substrate, which is also referred to as the base material, with the material formed, for example, as soldering or welding material and also as Repair material designated repair material can take place. Fracture mechanics, the cleaning of so-called crack tips is of particular importance, since just these areas must be closed for sustainable repair. At the same time, these areas are difficult to access geometrically and fluidically.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Reinigung insbesondere in Form einer Desoxidation von geschädigten Heißgasbauteilen in einem separaten Prozess mittels Hydrogenfluoride (HF) Ion Cleaning (FIC-Reinigen) auszuführen. Bei einem solchen Prozess wird durch eine In-Situ-Reaktion zwischen einem flüssigen oder gasförmigen Fluoridträger und Wasserstoffhydrogenfluorid (HF) gebildet. Als Fluoridträger werden Chlorofluorocarbon (CFC)- oder Hydrofluorcarbon (HFC)-Verbindungen, zum Beispiel Tetrafluorethan, auch Freon genannt, verwendet. Zur Verbesserung des Prozesses wird in die jeweilige, insbesondere als Riss ausgebildete Materialschädigung eine Dispersion aus fluorhaltigen Polymeren wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einer Partikelgröße von circa 100 Mikrometern infiltriert. Das PTFE dient als Fluoridspender. Die In-Situ-Reaktionen zur Bildung von Hydrogenfluorid finden bei 400 Grad Celsius bis 1200 Grad Celsius statt. Als Nebenprodukt entstehen niedrige Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Methan, das es mit Wasser zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff reagiert. Das Wasser entsteht bei der Umwandlung der Metalloxide zu Metallfluoriden. Einige Metallfluoride wie beispielsweise Molybdän-, Wolfram- und Titanfluoride sind bei niedrigen Temperaturen flüchtig und können über ein Absorptionsmittel durch Abpumpen entfernt werden. Andere Metallfluoride wie beispielsweise Aluminiumfluorid oder Chromfluorid jedoch benötigen Temperaturen von über 1300 Grad Celsius. Können Substrate beziehungsweise Bauteile wie beispielsweise Turbinenbauteile nicht auf solch hohe Temperaturen erhitzt werden, so bleiben diese Fluoride als Verunreinigungen auf der Oberfläche zurück.It is known from the prior art to carry out the cleaning in particular in the form of a deoxidation of damaged hot gas components in a separate process by means of hydrogen fluoride (HF) ion cleaning (FIC cleaning). In such a process is formed by an in situ reaction between a liquid or gaseous fluoride carrier and hydrogen fluoride (HF). Chlorofluorocarbon (CFC) or hydrofluorocarbon (HFC) compounds, for example tetrafluoroethane, also called freon, are used as fluoride carriers. To improve the process, a dispersion of fluorine-containing polymers, such as, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) having a particle size of approximately 100 micrometers, is infiltrated into the respective material damage, in particular as a crack. The PTFE serves as a fluoride donor. The in situ reactions to form hydrogen fluoride take place at 400 degrees Celsius to 1200 degrees Celsius. By-products are low hydrocarbons, such as methane, which react with water to form carbon monoxide and hydrogen. The water is formed during the conversion of metal oxides to metal fluorides. Some metal fluorides, such as molybdenum, tungsten and titanium fluorides, are volatile at low temperatures and can be removed by pumping through an absorbent. However, other metal fluorides, such as aluminum fluoride or chromium fluoride, require temperatures in excess of 1300 degrees Celsius. Can not substrates or components such as turbine components on heated to such high temperatures, these fluorides remain as impurities on the surface.
Des Weiteren haben die herkömmlichen Verfahren den Nachteil, dass Teilchen eines Gases, einer Flüssigkeit und/oder einer Schmelze hauptsächlich durch Diffusion in die jeweiligen, beispielsweise als Risse oder enge Spalte ausgebildeten Materialschädigungen gelangen müssen. Bei der Diffusion bewegen sich die Teilchen im engen Spalt ungerichtet aufgrund ihrer thermischen Energie und bedecken die Substratoberfläche zufällig, sodass unter Umständen nicht die gesamte Oberfläche der Materialschädigung bis in die zuvor genannten Riss-Spitzen von den Reinigungsmedien erreicht werden kann. Damit können Verunreinigungen auf der zu reparierenden Oberfläche verbleiben und für eine schlechte Benetzung des Reparaturwerkstoffs sorgen. Bei einem anschließenden Reparaturlöten und/oder Reparaturschweißen entstehen durch die Verunreinigungen entweder Poren oder spröde Metall-Oxidphasen im Substrat, insbesondere in dessen Werkstoff. Im weiteren Betrieb des reparierten Bauteils können an diesen Stellen wieder Schäden auftreten, insbesondere nach kurzer Zeit.Furthermore, the conventional methods have the disadvantage that particles of a gas, a liquid and / or a melt must pass mainly by diffusion into the respective, for example, as cracks or narrow gaps formed material damage. During diffusion, the particles in the narrow gap move undirectedly due to their thermal energy and cover the substrate surface at random, so that it may not be possible to reach the entire surface of the material damage up to the aforementioned crack tips from the cleaning media. This allows impurities to remain on the surface to be repaired and provide for poor wetting of the repair material. In a subsequent repair brazing and / or repair welding caused by the impurities either pores or brittle metal oxide phases in the substrate, in particular in its material. In the further operation of the repaired component damage can occur again at these points, especially after a short time.
Um beim Reparaturlöten beziehungsweise Reparaturschweißen eine besonders hohe Festigkeit zu erhalten, werden jedoch sehr saubere und hochkonformale Metallschichten benötigt. Es wurde gefunden, dass diese Metallschichten durch das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere durch die Kombination des Ätzvorgangs mit dem Abscheidevorgang gebildet beziehungsweise realisiert werden können. Der Ätzvorgang und der Abscheidevorgang sind somit zwei Prozesse, welche im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander kombiniert werden, da die Prozesse nacheinander durchgeführt werden. Der Ätzvorgang ermöglicht ein schichtweises Abtragen von insbesondere durch Korrosion gebildeten Oxiden und/oder Korrosionsschäden. Der Abscheidevorgang ermöglicht ein anschließendes Abscheiden des zumindest einen Metalls beziehungsweise von Metallen, insbesondere in Atomlagen, wodurch beispielsweise das Substrat besonders vorteilhaft für einen anschließenden Reparaturvorgang insbesondere in Form von Reparaturlöten und/oder Reparaturschweißen vorbereitet, das heißt konfektioniert werden kann. Auf diese Weise können konforme Schichtabscheidungen auf beliebig geformte Substrate mit sehr hohem Aspektverhältnis erhalten werden. Das Reinigen und Konfektionieren der beispielsweise als Riss ausgebildeten Materialschädigung des Substrats kann in einer Anlage oder einer Vorrichtung durchgeführt werden, welche ebenfalls zur Erfindung gehört.In order to obtain a particularly high strength during repair soldering or repair welding, however, very clean and highly conformal metal layers are needed. It has been found that these metal layers can be formed or realized by the method according to the invention and in particular by the combination of the etching process with the deposition process. The etching process and the deposition process are thus two processes which are combined with one another in the context of the method according to the invention, since the processes are carried out successively. The etching process enables stratified removal of oxides formed in particular by corrosion and / or corrosion damage. The deposition process allows a subsequent deposition of the at least one metal or metals, in particular in atomic layers, whereby, for example, the substrate particularly advantageous for a subsequent repair process, in particular in the form of repair brazes and / or repair welding prepared, that can be assembled. In this way, conformal layer deposits can be obtained on arbitrarily shaped substrates with a very high aspect ratio. The cleaning and finishing of the material damage of the substrate, for example, formed as a crack can be carried out in a plant or a device which also belongs to the invention.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei dem fünften Schritt der Dampf zumindest Nickel (Ni) und/oder Kobalt (Co) als das Metall aufweist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Metallschicht, insbesondere als Atomlage, auf dem Substrat, insbesondere auf der Materialschädigung, abgeschieden werden, sodass das Substrat insbesondere anschließend besonders vorteilhaft repariert werden kann.It has proven to be particularly advantageous if, in the fifth step, the vapor has at least nickel (Ni) and / or cobalt (Co) as the metal. In this way, a particularly advantageous metal layer, in particular as an atomic layer, can be deposited on the substrate, in particular on the material damage, so that the substrate can be repaired particularly advantageously in particular subsequently.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird bei dem fünften Schritt der Dampf aus einer flüssigen Lösung eines zumindest das Metall aufweisenden Metallkomplexes mit Aminidat-Liganden gewonnen. Hierdurch können der Dampf und somit das Metall besonders vorteilhaft in den Reaktionsraum eingeleitet werden, wobei das Metall aus dem Dampf auf besonders vorteilhafte Weise aus dem Substrat abgeschieden werden kann. Hierdurch kann beispielsweise aus dem Metall ein Metallfilm auf dem Substrat, insbesondere auf dessen Oberfläche, gebildet werden, wobei der Metallfilm insbesondere auf einer Oberfläche der Materialschädigung ausgebildet wird. In der Folge kann die Materialschädigung beispielsweise besonders vorteilhaft repariert werden, insbesondere indem die Materialschädigung beispielsweise durch Reparaturlöten und/oder Reparaturschweißen mit Reparaturwerkstoff zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, befüllt und somit aufgefüllt wird.In a particularly advantageous embodiment of the invention, in the fifth step, the vapor is obtained from a liquid solution of an at least metal-containing metal complex with aminidate ligands. In this way, the steam and thus the metal can be introduced into the reaction space particularly advantageously, wherein the metal can be deposited from the vapor in a particularly advantageous manner from the substrate. As a result, for example, a metal film can be formed on the substrate, in particular on its surface, from the metal, the metal film being formed in particular on a surface of the material damage. As a result, the material damage can be repaired for example particularly advantageous, in particular by the material damage, for example by repair brazing and / or repair welding with repair material at least partially, in particular at least predominantly or completely, filled and thus filled.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lösung wenigstens einen wasserfreien Kohlenwasserstoff aufweist, in welchem der Metallkomplex mit Aminidat-Liganden gelöst ist. Hierdurch können beispielsweise unerwünschte wie Oxidationen vermieden werden, welche durch Wasser hervorgerufen werden könnten.Another embodiment is characterized in that the solution comprises at least one anhydrous hydrocarbon in which the metal complex is dissolved with aminidate ligands. As a result, for example, unwanted oxidations can be avoided, which could be caused by water.
Um das Substrat besonders vorteilhaft reinigen und konfektionieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Dampf derart aus der flüssigen Lösung gewonnen wird, dass die Lösung auf oder über ihre Verdampfungstemperatur erhitzt wird, woraus der Dampf resultiert beziehungsweise aus der flüssigen Lösung entsteht. Mit anderen Worten wird durch Erhitzen der Lösung der Dampf erzeugt. Der Dampf wird bei dem fünften Schritt zusammen mit einem Transportgas den Reaktionsraum eingeleitet. Als das Transportgas wird vorzugsweise wenigstens ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, verwendet. Mit anderen Worten wird hierbei zum Beispiel Stickstoff insbesondere als Transport- beziehungsweise Trägergas verwendet, mittels welchem der Dampf aus der flüssigen Lösung zu dem und insbesondere in den Reaktionsraum transportiert und somit in den Reaktionsraum eingeleitet wird. Hierbei wird insbesondere der Dampf mit dem Transportgas vermischt, sodass beispielsweise das Trägergas und der Dampf ein Gemisch beziehungsweise einen Stoffstrom bilden, das beziehungsweise der in den Reaktionsraum eingeleitet wird und somit in den Reaktionsraum einströmt. Der Stickstoff wirkt dabei insbesondere als Inertgas, um unerwünschte Reaktionen zu vermeiden.In order to be able to clean and assemble the substrate particularly advantageously, it is provided in a further embodiment of the invention that the vapor is recovered from the liquid solution in such a way that the solution is heated to or above its evaporation temperature, from which the vapor results or from the liquid Solution arises. In other words, by heating the solution, the steam is generated. The vapor is introduced into the reaction space in the fifth step together with a transport gas. At least one inert gas, in particular nitrogen, is preferably used as the transport gas. In other words, in this case, for example, nitrogen is used in particular as a transport or carrier gas, by means of which the vapor is transported from the liquid solution to and in particular into the reaction space and thus introduced into the reaction space. Here is the particular Steam mixed with the transport gas, so that, for example, the carrier gas and the vapor form a mixture or a stream that is or is introduced into the reaction space and thus flows into the reaction space. The nitrogen acts in particular as an inert gas to avoid undesirable reactions.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird bei dem ersten Schritt der gasförmige Fluorwasserstoff aus einem einen Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex aufweisenden Ausgangsstoff gewonnen. Dieser Ausgangsstoff wird auch als Pyridinhydrofluorid bezeichnet, wobei der Ausgangsstoff beziehungsweise der Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex die CAS-Nummer 62778-11-4 hat. Der Ausgangsstoff weist vorzugsweise ausschließlich den Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex auf beziehungsweise besteht ausschließlich aus dem Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex, wobei der Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex beziehungsweise der Ausgangsstoff vorzugsweise 30 Molprozent Pyridin und 70 Molprozent Fluorwasserstoff umfasst beziehungsweise zu 70 Prozent aus Fluorwasserstoff und zu 30 Prozent aus Pyridin besteht.In a particularly advantageous embodiment of the invention, in the first step, the gaseous hydrogen fluoride is obtained from a hydrogen fluoride-pyridine complex having starting material. This starting material is also referred to as pyridine hydrofluoride, wherein the starting material or the hydrogen fluoride-pyridine complex has the CAS number 62778-11-4. The starting material preferably has exclusively the hydrogen fluoride-pyridine complex or consists exclusively of the hydrogen fluoride-pyridine complex, the hydrogen fluoride-pyridine complex or the starting material preferably comprises 30 mole percent of pyridine and 70 mole percent of hydrogen fluoride or 70 percent of hydrogen fluoride and to 30 percent pyridine.
Pyridinhydrofluorid beziehungsweise der Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex ist zwar giftig und wirkt ätzend, ist aber nicht so gefährlich wie gasförmiger Fluorwasserstoff oder Flusssäure. Im Folgenden wird gasförmiger Fluorwasserstoff auch als HF-Gas bezeichnet. Gegenüber Pyridinhydrofluorid hat Flusssäure zudem den Nachteil, dass es sich um eine wässrige Lösung von gasförmigem Fluorwasserstoff handelt, die bei 112 Grad Celsius siedet. Dabei bilden sich azeotrope Gemische. Das bedeutet, dass der Dampf die gleiche Zusammensetzung wie die flüssige Phase hat (circa 38 Prozent reiner Fluorwasserstoff und 62 Prozent Wasser). Da neben beziehungsweise zusätzlich zu dem HF-Gas noch Wasserdampf in den Reaktionsraum eingeleitet wird, läuft die Auflösung von sich auf dem Substrat befindenden Metalloxiden nur sehr schleppend und unvollständig ab, da der Wasserdampf entgegengesetzt dem Fluorwasserstoff oxidierend wirkt. Pyridinhydrofluorid hingegen ist wasserfrei und spaltet beispielsweise HF-Gas bei 50 Grad Celsius ab, sodass beispielsweise in einem den Ausgangsstoff aufnehmenden Behältnis wie beispielsweise einem sogenannten Bubbler nach dem Abschalten von HF-Gas Pyridin zurückbleibt.Although pyridine hydrofluoride or the hydrogen fluoride-pyridine complex is toxic and corrosive, but is not as dangerous as gaseous hydrogen fluoride or hydrofluoric acid. In the following, gaseous hydrogen fluoride is also referred to as HF gas. Compared with pyridine hydrofluoride, hydrofluoric acid also has the disadvantage that it is an aqueous solution of gaseous hydrogen fluoride which boils at 112 degrees Celsius. This forms azeotropic mixtures. This means that the vapor has the same composition as the liquid phase (about 38 percent pure hydrogen fluoride and 62 percent water). Since water vapor is introduced into the reaction space in addition to or in addition to the HF gas, the dissolution of metal oxides on the substrate proceeds only very slowly and incompletely since the water vapor has an oxidizing effect opposite to the hydrogen fluoride. By contrast, pyridine hydrofluoride is anhydrous and splits off, for example, HF gas at 50 degrees Celsius, so that, for example, remains in a starting material receiving container such as a so-called bubbler after switching off of HF gas pyridine.
Somit hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der gasförmige Fluorwasserstoff (HF-Gas) derart aus dem Ausgangsstoff, insbesondere aus dem Pyridinhydrofluorid (Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex), gewonnen wird, dass der in dem zuvor genannten Behältnis aufgenommene Ausgangsstoff derart erwärmt wird, dass der Ausgangsstoff den gasförmigen Fluorwasserstoff (HF-Gas) von Pyridin abspaltet. Hierdurch können die Nachteile von bereits vorliegendem HF-Gas und Flusssäure vermieden werden, wobei HF-Gas dennoch in den Reaktionsraum eingeleitet und zum Reinigen genutzt werden kann.Thus, it has been found to be particularly advantageous if the gaseous hydrogen fluoride (HF gas) in such a way from the starting material, in particular from the Pyridinhydrofluorid (hydrogen fluoride-pyridine complex) is recovered, that the recorded in the aforementioned container starting material is heated in such a way in that the starting material splits off the gaseous hydrogen fluoride (HF gas) from pyridine. As a result, the disadvantages of already existing HF gas and hydrofluoric acid can be avoided, wherein HF gas can nevertheless be introduced into the reaction space and used for cleaning.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bei dem ersten Schritt der gasförmige Fluorwasserstoff mit Stickstoff in den Reaktionsraum eingeleitet wird. Wie bereits zuvor hinsichtlich des Dampfes erläutert, kann dabei vorgesehen sein, den Stickstoff als Transport- beziehungsweise Trägergas zu verwenden, mittels welchem das HF-Gas in den Reaktionsraum transportiert und somit geleitet wird. Hierbei wird beispielsweise der Stickstoff mit dem gasförmigen Fluorwasserstoff vermischt beziehungsweise der Stickstoff und der gasförmige Fluorwasserstoff bilden einen Stoffstrom, welcher in den Reaktionsraum eingeleitet wird und somit in den Reaktionsraum einströmt. Beispielsweise auf dem Weg von dem Behältnis in den Reaktionsraum und/oder in den Reaktionsraum kann der Stickstoff als Inertgas wirken, um beispielsweise unerwünschte Effekte beziehungsweise Reaktionen zu vermeiden. Hierdurch kann das Substrat besonders vorteilhaft gereinigt und auf eine etwaig darauf folgende Reparatur vorbereitet werden.Another embodiment is characterized in that in the first step, the gaseous hydrogen fluoride is introduced into the reaction space with nitrogen. As already explained above with regard to the vapor, it may be provided to use the nitrogen as transport or carrier gas, by means of which the HF gas is transported into the reaction space and thus conducted. Here, for example, the nitrogen is mixed with the gaseous hydrogen fluoride or the nitrogen and the gaseous hydrogen fluoride form a stream, which is introduced into the reaction space and thus flows into the reaction space. For example, on the way from the container into the reaction space and / or into the reaction space, the nitrogen can act as an inert gas, for example in order to avoid undesired effects or reactions. In this way, the substrate can be cleaned particularly advantageous and prepared for any subsequent repair.
Um das Substrat besonders effizient und effektiv reinigen sowie auf eine etwaig darauffolgende Reparatur vorbereiten zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass bei dem ersten Schritt der Reaktionsraum und das Substrat auf eine vorgebbare Temperatur, insbesondere aktiv, aufgeheizt werden. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass nach dem Aufheizen der Reaktionsraum und das Substrat auf der vorgebbaren Temperatur, insbesondere durchgängig, gehalten werden. Die vorgebbare Temperatur ist eine Prozesstemperatur, welche gewünschte Reaktionen besonders vorteilhaft ablaufen lässt.In order to be able to clean the substrate particularly efficiently and effectively and to be able to prepare for any subsequent repair, it is provided in a further embodiment of the invention that in the first step the reaction space and the substrate are heated to a predeterminable temperature, in particular actively. In particular, it is provided that, after heating, the reaction space and the substrate are maintained at the predeterminable temperature, in particular continuously. The predeterminable temperature is a process temperature which allows desired reactions to take place particularly advantageously.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Prozesstemperatur in einem Bereich von einschließlich 300 Grad Celsius bis einschließlich 400 Grad Celsius liegt. Hierdurch kann das Substrat besonders effizient und effektiv gereinigt und konfektioniert werden.It has proven to be particularly advantageous if the process temperature is in a range of from 300 degrees Celsius up to and including 400 degrees Celsius. As a result, the substrate can be cleaned and assembled particularly efficiently and effectively.
Um beispielsweise eine feste Verbindung zwischen dem Substrat und dem die Materialschädigung füllenden Reparaturwerkstoff gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei dem Abscheidevorgang eine zumindest das Metall aus dem Dampf aufweisende Schicht auf dem Substrat abgeschieden wird. Die Schicht ist vorzugsweise besonders dünn und wird daher auch als Film bezeichnet. Da die Schicht zumindest das Metall aus dem Dampf aufweist, ist die Schicht beispielsweise eine Metallschicht, insbesondere ein Metallfilm, der beispielsweise als Verbindungsschicht fungieren kann. Über die Verbindungsschicht kann beispielsweise der Reparaturwerkstoff besonders vorteilhaft mit dem Substrat verbunden werden, sodass das Substrat besonders vorteilhaft repariert werden kann. Die Schicht kann insbesondere als Schutzschicht fungieren, um das gereinigte und beispielsweise von Metalloxid befreite Substrat gegen Oxidation und Korrosion zu schützen.In order to be able to ensure, for example, a firm connection between the substrate and the repair material filling the material damage, it is provided in a further embodiment of the invention that in the deposition process, at least the metal from the vapor-containing layer is deposited on the substrate. The layer is preferably particularly thin and therefore also as a film designated. Since the layer comprises at least the metal from the vapor, the layer is, for example, a metal layer, in particular a metal film, which can function, for example, as a bonding layer. By way of example, the repair material can be connected to the substrate in a particularly advantageous manner via the connection layer, with the result that the substrate can be repaired particularly advantageously. In particular, the layer can act as a protective layer to protect the cleaned and, for example, metal oxide-freed substrate against oxidation and corrosion.
Um beispielsweise eine Schleuse und eine Aufbewahrung des Substrats in Inertgas zu vermeiden, insbesondere nach dem Abscheidevorgang, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass auf der Schicht wenigstens eine zumindest ein Metalloxid aufweisende weitere Schicht abgeschieden wird, indem eine Reaktion des aus dem Dampf stammenden Metalls mit Wasserdampf bewirkt wird, sodass das Metalloxid der weiteren Schicht aus dem Dampf stammenden Metall gebildet wird.In order to avoid, for example, a lock and storage of the substrate in inert gas, in particular after the deposition, it is preferably provided that on the layer at least one at least one metal oxide further layer is deposited by a reaction of the vapor-derived metal with water vapor is effected so that the metal oxide of the further layer is formed from the vapor-derived metal.
Um beispielsweise den Ätzvorgang und/oder den Abscheidevorgang zu unterstützen und somit effektiv und effizient ablaufen zu lassen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest während eines Teils des Ätzvorgangs und/oder zumindest während eines Teils des Abscheidevorgangs Ultraschallschwingungen des Substrats bewirkt werden, sodass das Substrat zumindest während des Teils die bewirkten Ultraschallschwingungen ausführt, das heißt mit den Ultraschallschwingungen schwingt. Zum Bewirken der Ultraschallschwingungen des Substrats wird beispielsweise eine Ultraschall-Einwirkung auf das Substrat ausgeübt, wobei durch eine solche Ultraschall-Einwirkung der auch als Ätzprozess bezeichnete Ätzvorgang und/oder der auch als Abscheideprozess bezeichnete Abscheidevorgang positiv beeinflusst werden kann. Durch die Ultraschall-Einwirkung können beispielsweise Reinigungs-, Reduktionsgase und Ausgangsstoffe, insbesondere Metall-Ausgangsstoffe, auch in sehr enge beziehungsweise schmale Bereiche und kleinste Winkel des Substrats, insbesondere der beispielsweise als Riss ausgebildeten Materialschädigung, vordringen. Die Ultraschall-Einwirkung beziehungsweise die Ultraschallschwingungen können beispielsweise durch Piezoelemente und/oder Piezokeramiken bewirkt werden, welche beispielsweise in eine Substrathalterung eingebaut sind. Mittels der Substrathalterung wird beispielsweise das Substrat während des Ätzvorgangs und während des Abscheidevorgangs in dem Reaktionsraum gehalten beziehungsweise abgestützt.In order to support, for example, the etching process and / or the deposition process and thus to proceed effectively and efficiently, it is provided in a further embodiment of the invention that ultrasonic vibrations of the substrate are effected at least during a part of the etching process and / or at least during part of the deposition process so that the substrate, at least during the part, carries out the induced ultrasonic vibrations, that is, oscillates with the ultrasonic vibrations. For effecting the ultrasonic vibrations of the substrate, for example, an ultrasound action is exerted on the substrate, wherein the etching process referred to as etching process and / or the deposition process, also referred to as deposition process, can be positively influenced by such ultrasound action. For example, cleaning, reducing gases and starting materials, in particular metal starting materials, can penetrate into very narrow or narrow regions and smallest angles of the substrate, in particular the damage to the material, for example as a crack, due to the effect of ultrasound. The ultrasound action or the ultrasonic vibrations can be effected, for example, by piezo elements and / or piezoceramics, which are installed, for example, in a substrate holder. By means of the substrate holder, for example, the substrate is held or supported during the etching process and during the deposition process in the reaction space.
Um den Ätzvorgang besonders effektiv und effizient ablaufen zu lassen und somit das Substrat, insbesondere die Materialschädigung, besonders intensiv reinigen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei dem ersten Schritt in dem Reaktionsraum, insbesondere aus dem gasförmigen Fluorwasserstoff, durch Anlegen einer elektrischen Spannung, insbesondere einer elektrischen Hochspannung, ein Plasma gebildet wird. Durch die elektrische Spannung beziehungsweise durch das Plasma, welches beispielsweise aus dem HF-Gas und/oder einem davon unterschiedlichen, zusätzlichen Plasmagas gebildet ist, wird das HF-Gas ionisiert, wodurch das Plasma gebildet wird. Das Plasmagas wird beispielsweise in den Reaktionsraum eingeleitet, woraufhin das Plasma gebildet wird.In order to allow the etching process to proceed particularly effectively and efficiently, and thus to be able to clean the substrate particularly intensively, it is provided in a further embodiment of the invention that in the first step in the reaction space, in particular from the gaseous hydrogen fluoride, through Applying an electrical voltage, in particular an electrical high voltage, a plasma is formed. By the electrical voltage or by the plasma, which is formed for example from the HF gas and / or a different, additional plasma gas, the HF gas is ionized, whereby the plasma is formed. The plasma gas is introduced, for example, into the reaction space, whereupon the plasma is formed.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen wenigstens eines zumindest eine Materialschädigung aufweisenden Substrats. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Die Vorrichtung weist dabei einen Reaktionsraum auf, in welchem das Substrat anordenbar und zu reinigen ist. Der Reaktionsraum ist beispielsweise durch einen Reaktor der Vorrichtung gebildet.A second aspect of the invention relates to a device for cleaning at least one substrate having at least one material damage. Preferably, the device is designed to carry out a method according to the invention. The device has a reaction space in which the substrate can be arranged and cleaned. The reaction space is formed for example by a reactor of the device.
Um nun Substrat besonders vorteilhaft reinigen und insbesondere auf einen sich an das Reinigen etwaig anschließenden Reparaturvorgang, welcher beispielsweise Reparaturlöten und/oder Reparaturschweißen umfasst, vorbereiten zu können, ohne das Substrat übermäßig stark erhitzen zu müssen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Bereitstellungs- und Einleiteinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, gasförmigen Fluorwasserstoff (HF-Gas) und Wasserdampf bereitzustellen und in den Reaktionsraum einzuleiten. Des Weiteren ist die Bereitstellungs- und Einleiteinrichtung dazu ausgebildet, gasförmiges Trimethylaluminium bereitzustellen und in den Reaktionsraum einzuleiten. Außerdem ist die Bereitstellungs- und Einleiteinrichtung dazu ausgebildet, einen zumindest ein Metall aufweisenden Dampf bereitzustellen und in den Reaktionsraum einzuleiten. Die Bereitstellungs- und Einleiteinrichtung ist darüber hinaus dazu ausgebildet, Wasserstoff bereitzustellen und in den Reaktionsraum einzuleiten. Zusätzlich ist die Bereitstellungs- und Einleiteinrichtung dazu ausgebildet, Stickstoff bereitzustellen und in den Reaktionsraum einzuleiten, um dadurch den Reaktionsraum und das Substrat mit dem Stickstoff zu spülen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus eine Absaugeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, ein wenigstens ein Gas umfassendes Fluid aus dem Reaktionsraum abzusaugen. Durch das Absaugen können beispielsweise unerwünschte Bestandteile beziehungsweise Reaktionsprodukte aus dem Reaktionsraum entfernt werden, um beispielsweise in nachfolgenden Schritten unerwünschte Reaktionen beziehungsweise Effekte zu vermeiden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen und umgekehrt.In order to clean the substrate particularly advantageously and in particular to be able to prepare for cleaning any subsequent repair process, which includes repair soldering and / or repair welding, for example, without having to heat the substrate excessively, it is provided according to the invention that the device at least one Provision and introduction device which is adapted to provide gaseous hydrogen fluoride (HF gas) and water vapor and to introduce it into the reaction space. Furthermore, the supply and introduction device is designed to provide gaseous trimethylaluminum and to introduce it into the reaction space. In addition, the supply and introduction device is designed to provide at least one metal-containing vapor and to introduce it into the reaction space. The provisioning and introduction device is furthermore designed to provide hydrogen and to introduce it into the reaction space. In addition, the supply and introduction means is adapted to provide nitrogen and to introduce into the reaction space, thereby to purge the reaction space and the substrate with the nitrogen. The device according to the invention further comprises a suction device, which is designed to suck a fluid comprising at least one gas from the reaction space. For example, unwanted components or reaction products can be removed from the reaction space by aspiration in order to avoid undesired reactions or effects, for example, in subsequent steps. Advantages and advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the device according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen wenigstens eines zumindest eine Materialschädigung aufweisenden Substrats ausgebildet ist; -
2 die Strukturformel von HF X Pyridin; -
3 eine schematische Darstellung eines Austauschs von Fluorid-Ionen gegen Methyl-Gruppen; -
4 die Strukturformel eines Bis-Aminidat-Ligand mit zweiwertigem Metall; -
5 eine weitere Strukturformel; -
6 eine weitere Strukturformel; -
7 eine chemische Reaktionsgleichung; -
8 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Substrats, nachdem es dem Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform unterworfen wurde; -
9 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Substrats, nachdem es dem Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform unterzogen wurde; und -
10 eine Reaktionsgleichung eines jeweiligen Metall-Amidinats mit Wasserdampf.
-
1 a schematic side view of a device according to the invention, which is designed for performing a method according to the invention for cleaning at least one at least one material damage substrate having; -
2 the structural formula of HF X pyridine; -
3 a schematic representation of an exchange of fluoride ions for methyl groups; -
4 the structural formula of a bis-aminidate ligand with divalent metal; -
5 another structural formula; -
6 another structural formula; -
7 a chemical reaction equation; -
8th 1, a schematic and sectional side view of the substrate after it has been subjected to the method according to a first embodiment; -
9 1, a schematic and sectional side view of the substrate after it has been subjected to the method according to a second embodiment; and -
10 a reaction equation of a respective metal amidinate with water vapor.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Insbesondere kann somit das Substrat
Um beispielsweise die Komponente nicht vollständig austauschen und gegen eine neue Komponente ersetzen zu müssen, ist es wünschenswert, die Komponente einer strukturellen Reparatur und somit einem Reparaturvorgang zu unterziehen, in dessen Rahmen beispielsweise die Komponente (Substrat
Aus
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung
Die Halteeinrichtung
Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, weist die Vorrichtung
Insbesondere umfasst die Vorrichtung
Hierzu bildet der jeweilige Stoff beispielsweise einen Fluidstrom, insbesondere einen Volumen- und/oder Massenstrom, welcher über das jeweilige Ventil
Hierzu umfasst die Vorrichtung
Der Nickel-Präkursor und der Kobalt-Präkursor werden beispielsweise auch als Metall-Präkursoren bezeichnet. Außerdem ist die Leitung
Im Rahmen des Verfahrens wird in dem Reaktionsraum
Der Abscheidevorgang umfasst einen fünften Schritt, bei welchem der zuvor genannte, das zumindest eine Metall aufweisende Dampf, das heißt wenigstens einer der Metall-Präkursoren, in den Reaktionsraum
Vorzugsweise wird vor dem ersten Schritt mittels der Absaugeinrichtung
Die jeweiligen Behältnisse, in denen die Präkursoren gelagert beziehungsweise aufgenommen sind, sind beispielsweise Bestandteile des Bubblers
Der zuvor genannte Ätzvorgang und der zuvor genannte Abscheidevorgang sind jeweilige Prozesse oder Schritte, wobei diese Prozesse das Entfernen der Metalloxide und die Herstellung von sauberen konformalen Metallschichten umfassen, an denen der beispielsweise als Löt- und/oder Schweißmaterial ausgebildete Reparaturwerkstoff besonders gut haftet.The aforementioned etching process and the aforementioned deposition process are respective processes or steps, which processes include the removal of the metal oxides and the production of clean conformal metal layers to which the repair material formed, for example, as a soldering and / or welding material adheres particularly well.
Um die Metalloxide besonders vorteilhaft entfernen zu können, werden beispielsweise, insbesondere bei dem ersten Schritt, der Reaktionsraum
Pyridinhydrofluorid ist zwar giftig und wirkt ätzend, ist aber nicht so gefährlich wie HF-Gas an sich oder Flusssäure. Flusssäure hat zudem den Nachteil, dass es sich um eine wässrige Lösung von gasförmigem Fluorwasserstoff handelt, die bei 112 Grad Celsius siedet. Dabei bilden sich azeotrope Gemische. Dies bedeutet, dass der Dampf die gleiche Zusammensetzung wie die flüssige Phase hat (circa 38 Prozent reines HF und 62 Prozent Wasser). Zusätzlich zu beziehungsweise neben dem HF-Gas wird auch noch Wasserdampf in den Reaktionsraum
Da das Einleiten des HF-Gases und somit ein in den Reaktionsraum
Nickel-Superlegierungen, aus welchen beispielsweise die zuvor genannten Bauteile für Gasturbinen gebildet sind, wobei beispielsweise das Substrat
Anschließend werden beispielsweise überschüssige HF-Gasmoleküle und Wasserdampfmoleküle sowie bei 200 Grad Celsius bis 400 Grad Celsius flüchtige Fluoride wie Molybdän-Fluorid, Wolfram-Fluorid, Titan-Fluorid und Bor-Fluorid mittels der Absaugeinrichtung
Wie zuvor beschrieben sind der erste Schritt, der zweite Schritt, der dritte Schritt und der vierte Schritt Bestandteile des auch als Ätzzyklus bezeichneten Ätzvorgangs beziehungsweise bilden den Ätzvorgang, welcher beispielsweise mehrmals wiederholt werden kann. Der jeweilige Schritt des Ätzvorgangs ist ein Einwirkungsschritt, welcher bei dem jeweiligen Ätzvorgang jeweils vollständig abläuft, das heißt die Moleküle des Fluorwasserstoff- und des Trimethylaluminium-Gases werden chemisorbiert und reagieren mit den Sauerstoff-Atomen der Metalloxide und den Fluorid-Atomen der Metallfluoride, bis die Oxidoberfläche und die Fluoridoberfläche vollständig belegt ist. Danach finden keine weiteren Adsorptionsvorgänge auf den Oxid- und Fluoridflächen mehr statt. Der Ätzvorgang ist unter diesen Reaktionsbedingungen selbstbegrenzend, das heißt die Menge des in jedem Reaktionszyklus abgeätzten Metalloxids ist konstant. Die zu ätzende Oxidschicht nimmt mit jedem nachfolgenden Zyklus ab.As described above, the first step, the second step, the third step and the fourth step are components of the etching process, also referred to as the etching cycle, or form the etching process, which can be repeated several times, for example. The respective step of the etching process is an exposure step, which in each case proceeds completely in the respective etching process, that is, the molecules of the hydrogen fluoride and the trimethylaluminum gas are chemisorbed and react with the oxygen atoms of the metal oxides and the fluoride atoms of the metal fluorides, to the oxide surface and the fluoride surface is fully occupied. Thereafter, no further adsorption processes take place on the oxide and fluoride surfaces. The etching process is self-limiting under these reaction conditions, that is, the amount of metal oxide etched in each reaction cycle is constant. The oxide layer to be etched decreases with each successive cycle.
Die gesamte Reaktion des Ätzvorgangs für die nicht flüchtigen Metallfluoride lautet beispielsweise:
Die Anzahl der notwendigen Prozesszyklen, die Einwirkzeit der Ätzreaktanten, sowie die Mengenbelegung an HF-Gas und Trimethylaluminium pro Flächeneinheit und Zyklus richtet sich nach der Schwere der Materialschädigung und somit nach Riss-Tiefe und damit verbundener Metalloxid-Dicke und Reaktionsfähigkeit des Werkstoffes.The number of necessary process cycles, the contact time of the Ätzreaktanten, as well as the quantity of HF gas and trimethylaluminum per unit area and cycle depends on the severity of material damage and thus crack depth and associated metal oxide thickness and reactivity of the material.
Im Folgenden wird der Abscheidevorgang näher erläutert. Im Rahmen des Abscheidevorgangs wird wenigstens eine insbesondere als Metallschicht ausgebildete Schutzschicht auf dem Substrat
- Bis(N,N'-Di-t-Butylazetamidinato)Nickel(II), (99.99%-Ni)Puratrem
- Als der Kobalt-Präkursor wird beispielsweise verwendet: Bis(N,N'-Di-i-Propylazetamidinato)Kobalt(II),min.98%
- Bis (N, N'-di-t-butylazetamidinato) nickel (II), (99.99% Ni) puratrem
- As the cobalt precursor, for example, there is used: bis (N, N'-di-i-propylazetamidinato) cobalt (II), min.98%
Bei den genannten Metall-Präkursoren handelt es sich um Metallkomplexe mit Amidinat-Liganden, die zwei organische Kohlenstoffradikale an den Amidinat-Stickstoffatomen enthalten und im koordinierten, metallierten Zustand viergliedrig gespannte Chelatringstrukturen bilden.
Somit zeigt
Da die Zersetzungstemperatur für den Nickel- und den Kobalt-Amidinat-Komplex bei circa 300 Grad Celsius liegt, sollte die Temperatur in dem Reaktionsraum
Um die Kobalt- und Nickel-Amidinate als Dampf auf das Substrat
In dem jeweiligen Bubbler wird die jeweilige Kobalt- oder Nickel-Amidinat-Lösung über ihre Verdampfungstemperatur auf 100 Grad Celsius bis 200 Grad Celsius erhitzt und mit Stickstoff als Präkursor-Nebel pneumatisch über die Leitung
Beispielsweise bei einem zweiten Schritt werden überschüssige Metall-Amidinat-Moleküle und eventuell vorhandene flüchtige Reaktions-Nebenprodukte mittels der Absaugeinrichtung
Beispielsweise bei dem dritten Schritt wird der Wasserstoff als zweiter Reaktant in den Reaktionsraum
Beispielsweise bei dem vierten Schritt werden die volatilen Reaktionsprodukte Acetamidin und 2-Propan, sowie überschüssiger Wasserstoff abgepumpt beziehungsweise mittels der Absaugeinrichtung
Der fünfte Schritt, der sechste Schritt, der siebte Schritt und der achte Schritt vereinigen sich zu dem auch als Abscheidezyklus bezeichneten Abscheidevorgang, welcher mehrmals wiederholt werden kann. Die Metall-Amidinate und der Wasserstoff werden im Wechsel in den Reaktionsraum
In
Zur Bildung der atomaren Lage
Wie bei dem Ätzvorgang sorgen auch bei dem Abscheidevorgang die jeweiligen Ventile
Das jeweilige, mittels der Absaugeinrichtung
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Ätzvorgang und/oder der Abscheidevorgang durch eine Ultraschall-Einwirkung unterstützt wird, welche auf das Substrat
Ferner ist es möglich, die Reaktivität des HF-Gases durch Erzeugung eines Plasmas in dem Reaktionsraum
Die Reaktivität des Wasserstoffes bei der Abscheidung der Metalle kann durch die Zündung einer Gasentladung beschleunigt werden. Das Plasma wird nur während der Wasserstoffphase erzeugt, falls die Temperatur des Substrats
Zur Entfernung überschüssiger Präkursoren und Nebenprodukte werden beispielsweise Gettermaterialien als Filter, insbesondere als die Filter
Die gasförmigen Metall-Präkursoren und organischen Nebenprodukte werden auf der Oberfläche von Aktivkohle beispielsweise des Aktivkohlefilters absorbiert.The gaseous metal precursors and organic by-products are absorbed on the surface of activated carbon of, for example, the activated carbon filter.
Insgesamt ist erkennbar, dass das Substrat
Das Ätzen der Metall-Oxide und die Abscheidung der Metallschicht finden in Teilschritten statt. Überschüssige Reaktionsteilnehmer und Nebenprodukte werden nach jedem Reaktionsschritt abgesaugt, und das zu behandelnde Substrat
- - kontrollierter und steuerbarer Einsatz von Chemikalien, damit geringerer Einsatz von umweltbelastenden Chemikalien wie beispielsweise Fluorwasserstoff
- - überschüssiger Fluorwasserstoff wird chemisch mittels wenigstens eines Filters gebunden und gelangt nicht an die Umwelt
- - hochreine, konform gut benetzbare Rissoberfläche bis in die Spitzen für eine strukturelle Konstruktionsreparatur mit Löt- oder Schweißmaterial
- - Digitalisierung des Reinigungs- und Beschichtungsprozesses durch rechnergestützte Steuerung und Kontrolle der Präkursor-Einsatzmengen und -verbrauchsmengen über die
Ventile 32a -h und Sensoren möglich.
- - Controlled and controllable use of chemicals, so less use of polluting chemicals such as hydrogen fluoride
- - Excess hydrogen fluoride is chemically bound by means of at least one filter and does not reach the environment
- - Highly clean, conformable, well wettable crack surface right down to the tips for a structural design repair with soldering or welding material
- - Digitization of the cleaning and coating process by computer-aided control and control of the precursor input quantities and consumption quantities via the
valves 32a -H and sensors possible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2011/057829 A1 [0002]WO 2011/057829 A1 [0002]
- WO 2010/051174 A1 [0003]WO 2010/051174 A1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017223600.0A DE102017223600A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method and apparatus for cleaning a material damage substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017223600.0A DE102017223600A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method and apparatus for cleaning a material damage substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102017223600A1 true DE102017223600A1 (en) | 2019-06-27 |
Family
ID=66768334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102017223600.0A Withdrawn DE102017223600A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method and apparatus for cleaning a material damage substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017223600A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021110631A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for processing at least one semiconductor substrate |
| EP4480672A1 (en) * | 2023-06-16 | 2024-12-25 | RTX Corporation | Repair process using plasma etching |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010051174A1 (en) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | General Electric Company | System and apparatus for fluoride ion cleaning |
| WO2011057829A1 (en) | 2009-11-11 | 2011-05-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Reinforced fluoride-ion cleaning of contaminated cracks |
| EP3243927A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-15 | Versum Materials US, LLC | Delivery container with flow distributor |
| US20170345665A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Tokyo Electron Limited | Atomic layer etching systems and methods |
-
2017
- 2017-12-21 DE DE102017223600.0A patent/DE102017223600A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010051174A1 (en) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | General Electric Company | System and apparatus for fluoride ion cleaning |
| WO2011057829A1 (en) | 2009-11-11 | 2011-05-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Reinforced fluoride-ion cleaning of contaminated cracks |
| EP3243927A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-15 | Versum Materials US, LLC | Delivery container with flow distributor |
| US20170345665A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Tokyo Electron Limited | Atomic layer etching systems and methods |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021110631A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for processing at least one semiconductor substrate |
| EP4480672A1 (en) * | 2023-06-16 | 2024-12-25 | RTX Corporation | Repair process using plasma etching |
| US12392244B2 (en) | 2023-06-16 | 2025-08-19 | Rtx Corporation | Repair process using plasma etching |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60038250T2 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR MINIMIZING PARASITIC CVD DURING ATOMIC LAYER COATING | |
| DE69315496T2 (en) | Process for the treatment of an active material | |
| DE69938535T2 (en) | Vapor phase process for the production of aluminide | |
| DE60310070T2 (en) | MOLDING TOOL, METHOD FOR PRODUCING A TOOL TOOL, AND MEMORY MEDIA MADE BY THE USE OF THE TOOLING TOOL | |
| EP2030669B1 (en) | Method for manufacturing a hydrogen-permeable membrane and hydrogen-permeable membrane | |
| DE60015725T2 (en) | Production of materials | |
| AT397328B (en) | METHOD FOR PRODUCING ELECTRICALLY CONDUCTIVE STRUCTURES ON NON-CONDUCTORS | |
| DE2330545B2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DEPOSITING CARBIDES BY EVAPORATION | |
| DE69719507T2 (en) | METHOD FOR USING A NON-VAPORIZABLE GETTER | |
| DE102017211539A1 (en) | A method for removing a contamination layer by an atomic layer etching process | |
| CN103717403B (en) | The structure comprising thin primer film and the stencil printing version comprising thin primer film | |
| WO2018046650A1 (en) | Cvd reactor and method for cleaning a cvd reactor | |
| DE102017223600A1 (en) | Method and apparatus for cleaning a material damage substrate | |
| EP2631025A1 (en) | Plasma spray method | |
| Crick et al. | CVD of copper and copper oxide thin films via the in situ reduction of copper (ii) nitrate—a route to conformal superhydrophobic coatings | |
| EP1727925B1 (en) | Method for forming thin silicon nitride layers on the surface of substrates | |
| DE102008064134A1 (en) | Method and device for coating objects by means of a low-pressure plasma | |
| Tsunemi et al. | Paint removal from aluminum and composite substrate of aircraft by laser ablation using TEA CO2 lasers | |
| WO2019068770A1 (en) | Room-temperature plasma-assisted inkjet-printing of a liquid mod ink on a porous substrate | |
| EP1849886A1 (en) | Apparatus and method for plasma enhanced deposition of hard material layers | |
| Kaufman et al. | Atmosphere driven transition in surface wettability of femtosecond laser processed silver | |
| DE69231293T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PLASMA COATING | |
| EP1522603A1 (en) | Method for coating an object and object | |
| DE102009023472A1 (en) | Coating plant and coating process | |
| EP0425623A1 (en) | PROCESS FOR APPLYING A CERAMIC MATERIAL. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |