CN103878145B - 一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，包括如下步骤：使用由磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；对清洗后的硅酸镓镧晶片进行漂净并甩干；使用由氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；对清洗后的硅酸镓镧晶片漂净并甩干；将漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干。利用本发明，压缩酸性清洗流程的时间并延长碱性清洗流程的时间，同时利用更为有效的兆声清洗替代传统的超声清洗，解决了切割处理后硅酸镓镧晶片的清洗问题，提高了硅酸镓镧晶片表面的清洁度，取得了较好的清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，以解决切割处理后硅酸镓镧晶片的清洗问题，提高硅酸镓镧晶片表面的清洁度。
背景技术
目前声表面波器件一般使用铌酸锂、钽酸锂或石英等压电材料作为衬底，但是这些材料也存在各自的缺点：铌酸锂和钽酸锂的热稳定性较差；石英晶体的机电耦合系数较小，使基于石英衬底的SAW器件具有带宽小、插入损耗大等缺点，并且石英在573℃附近时会发生α-β相变而失去压电性能，从而不适用于高温传感器。自20世纪90年代中期发现硅酸镓镧(langasite，La3Ga5SiO14，LGS)晶体在声表面波和体波方面的潜在应用以来，这种晶体迅速成为压电领域广泛关注的研究对象。作为一种新型压电晶体，硅酸镓镧晶体具有适中的机电耦合系数、良好的温度稳定性，能够满足SAW器件对基片材料的基本要求。
目前制作基于硅酸镓镧晶体的器件主要借鉴硅集成电路的制作工艺，但是由于硅酸镓镧晶体的材料特性不同于单晶硅，简单套用硅集成电路的相关工艺的方法是行不通的。因此需要在硅集成电路制作工艺的基础上做出符合硅酸镓镧材料特性的修改。例如，单晶硅不易溶于各种强酸溶液，传统的硅集成电路清洗工艺中多采用强酸性溶液作为清洗试剂进行清洗。
图1为不同的酸溶液对硅酸镓镧晶片的腐蚀情况的示意图，如图1所示，各种强酸溶液都会对硅酸镓镧晶体造成相应的腐蚀，并且腐蚀速率均较高。因此，需要对传统的清洗工艺进行改良以适用于硅酸镓镧晶体。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，以解决切割处理后硅酸镓镧晶片的清洗问题，提高硅酸镓镧晶片表面的清洁度。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，包括如下步骤：
步骤1：使用由磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；
步骤2：对清洗后的硅酸镓镧晶片进行漂净并甩干；
步骤3：使用由氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；
步骤4：对清洗后的硅酸镓镧晶片漂净并甩干；
步骤5：将漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干。
上述方案中，步骤1中所述磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液中H3PO4∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1∶50～100。
上述方案中，步骤1中所述兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为10分钟。
上述方案中，步骤2中所述对硅酸镓镧晶片进行漂净，采用去离子水常温漂洗，漂洗时间为10分钟。
上述方案中，步骤3中所述氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比为1∶2∶50～100。
上述方案中，步骤3中所述兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为50分钟。
上述方案中，步骤4中所述对硅酸镓镧晶片进行漂净，采用去离子水常温漂洗，漂洗时间为10分钟。
上述方案中，步骤5中所述对硅酸镓镧晶片进行烘干，采用设备为烘箱，烘干温度控制为40～90℃，烘干时间为20～30分钟。
(三)有益效果
本发明提供的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，是针对硅酸镓镧晶体的特点，对传统的清洗工艺进行了改进，在传统半导体晶圆清洗方法的基础之上，压缩酸性清洗流程的时间并延长碱性清洗流程的时间，同时利用更为有效的兆声清洗替代传统的超声清洗，解决了切割处理后硅酸镓镧晶片的清洗问题，提高了硅酸镓镧晶片表面的清洁度，取得了较好的清洗效果。
附图说明
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图对本发明做详细描述，其中：
图1是不同的酸溶液对硅酸镓镧晶片的腐蚀情况的示意图。
图2是典型的传统硅集成电路工业中常用的清洗工艺流程图。
图3是本发明提供的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法流程图。
图4是采用本发明清洗前后硅酸镓镧晶片表面的光学显微镜测试图片。
图5是采用本发明清洗前后对硅酸镓镧晶片进行原子力显微镜(AFM)测试的图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是不同的酸溶液对硅酸镓镧晶片的腐蚀情况的示意图，显示出各种酸溶液对硅酸镓镧晶片均有一定的腐蚀效果，但是磷酸对硅酸镓镧晶体的腐蚀性远低于传统清洗溶液中常用的盐酸。
图2是典型的传统硅集成电路工业中常用的清洗工艺流程图，由图2中可见，在传统的清洗工艺流程中，常采用盐酸作为酸性清洗液的主要成分，且酸性清洗液清洗时间长于碱性清洗液清洗时间，如用此过程清洗会造成硅酸镓镧晶片的腐蚀，并且传统的清洗流程中采用超声清洗方法，超声清洗的效果不如兆声清洗的效果。
图3是本发明提供的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法流程图，该方法是针对硅酸镓镧晶体的特点，对传统的清洗工艺进行改进，在图2典型的传统半导体晶圆清洗方法的基础之上，采用对硅酸镓镧晶体腐蚀性较小的磷酸代替腐蚀性较强的盐酸；减少了酸性清洗的时间，且延长了碱性清洗的时间；并利用更为有效的兆声清洗替代传统的超声清洗，具体包括以下步骡：
步骤1：使用由磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗，其中，清洗液中H3PO4∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1∶50～100，采用的清洗方法为兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为10分钟；
步骤2：将步骤1清洗后的晶片采用去离子水进行漂净并甩干，其中，漂洗时间为10分钟；
步骤3：使用由氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗，其中，清洗液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比为1∶2∶50～100，采用的清洗方法为兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为50分钟；
步骤4：将步骤3清洗后的晶片采用去离子水进行漂净并甩干，其中，漂洗时间为10分钟；
步骤5：将步骤4漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干，其中，烘干温度控制为40～90℃，烘干时间为20～30分钟，即整个清洗过程完毕。
本发明采用碱性过氧化氢清洗液和兆声清洗方法对硅酸镓镧晶片进行清洗，综合利用了物理和化学方法进行清洗，有效地提高了硅酸镓镧晶片表面的清洁度。
如图4所示，图4是采用本发明清洗前后硅酸镓镧晶片表面的光学显微镜测试图片。从图4可以看出，采用本发明提供的清洗方法对硅酸镓镧晶片进行清洗后，污染物数量下降，清洁度提高，因此，本发明提供的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法具有很好的清洗效果及很高的洁净度。
图5是采用本发明清洗前后对硅酸镓镧晶片进行原子力显微镜(AFM)测试的图片，从图5可以看出，本发明提供的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，未对硅酸镓镧晶片造成损伤，取得了很好的清洗效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：使用由磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；
步骤2：对清洗后的硅酸镓镧晶片进行漂净并甩干；
步骤3：使用由氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；
步骤4：对清洗后的硅酸镓镧晶片漂净并甩干；
步骤5：将漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干。
2.如权利要求1所述的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，步骤1中所述兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为10分钟。
3.如权利要求1所述的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，步骤2中所述对清洗后的硅酸镓镧晶片进行漂净，采用去离子水常温漂洗，漂洗时间为10分钟。
4.如权利要求1所述的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，步骤3中所述兆声清洗，清洗时温度为50～60℃，清洗时间为50分钟。
5.如权利要求1所述的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，步骤4中所述对清洗后的硅酸镓镧晶片漂净，采用去离子水常温漂洗，漂洗时间为10分钟。
6.如权利要求1所述的对硅酸镓镧晶片进行清洗的方法，其特征在于，步骤5中所述将漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干，烘干温度控制为40～90℃，烘干时间为20～30分钟。
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