CN109860024B - 一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法，属于半导体加工技术领域。所述方法包括用清洗液清洗的晶片经清洁干燥处理，即制得表面颗粒度低的晶片；所述清洁干燥步骤包括气体冲洗和/或甩干，所述甩干至少包括第一次甩干和第二次甩干；所述第一次甩干的温度大于第二次甩干的温度。通过本申请的方法能有效去除晶片如碳化硅晶片表面的颗粒污染物，使得晶片表面的颗粒度小于50个，且晶片表面无水渍，提高了晶片产品的质量，并提高了晶片通过率，减少了杂质嵌入晶片的内部以影响晶片的电子性能的概率，降低了成本，降低了晶片表面的损伤。

Description

一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法

技术领域

本申请涉及一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法，属于半导体加工技术领域。

背景技术

碳化硅单晶是最重要的第三代半导体材料之一，因其具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性质，而被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。

提供的碳化硅晶片往往要经过机械削磨或化学腐蚀工艺，才能使碳化硅晶片的表面光洁平坦，但是碳化硅晶片在研磨后，碳化硅晶片的表面会附着有微粒子，微粒子会成为污染物颗粒，必须从碳化硅晶片表面完全去除才能保持碳化硅电子器件的可靠性。

现有技术中碳化硅晶片清洗结构后都是采用一次甩干，导致碳化硅晶片无法甩净，需要反复清洗，且甩干后，碳化硅晶片表面颗粒度大约为100～300个，而且碳化硅晶片表面水渍明显。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种在晶片被研磨、切割和/或抛光后从晶片表面上清除颗粒污染物的清洁方法，可提高晶片通过率，减少杂质嵌入晶片的内部以影响晶片的电子性能，降低成本，减少原材料的消耗，降低晶片表面的损伤。

本申请提供一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法，其特征在于，将用清洗液清洗的晶片经清洁干燥处理，即制得表面颗粒度低的晶片；所述清洁干燥步骤包括气体冲洗和/或甩干，所述甩干至少包括第一次甩干和第二次甩干；所述第一次甩干的温度大于第二次甩干的温度。

可选地，所述第一次甩干的温度40-60℃；所述第二次甩干的温度为15-35℃。进一步地，所述第一次甩干的温度45-55℃；所述第二次甩干的温度为20-30℃。更进一步地，所述第一次甩干的温度50℃；所述第二次甩干的温度为25℃。

可选地，所述第一次甩干的转速1800-2200r/min，时间2-5min，加热温度40-60℃。进一步地，所述第一次甩干的转速1900-2100r/min，时间3-4min，加热温度45-55℃。更进一步地，所述第一次甩干的转速2000r/min，时间3.5min，加热温度50℃。

可选地，所述第二次甩干的转速500-1000r/min，时间3-8min，15-35℃。进一步地，所述第二次甩干的转速600-900r/min，时间4-7min，20-30℃。更进一步地，所述第二次甩干的转速750r/min，时间5.5min，25℃。

可选地，所述气体冲洗使用的气体为非活性气体，所述气体冲洗的压力为1-1.3MPa；优选地，所述气体冲洗使用的气体为氮气。进一步地，所述气体冲洗的压力为1.1-1.2MPa；可选地所述气体的纯度大于99％。

进一步地，气体冲洗的温度为室温。本申请的所述的室温为10-35℃，优选地，所述气体冲洗的温度为25℃，时间为10-20min。

可选地，所述清洗液清洗的晶片的步骤包括使用将清洗液冲洗晶片的流量100-150L/小时，时间2-4min。优选地，所述清洗液为水。进一步地，所述清洗液为纯净水。

可选地，所述气体冲洗使用的设备为热氮烘干机，所述甩干使用甩干机。

作为一种实施方式，所述一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法，其特征在于，包括：

1)冲洗：冲水流量为100-150L/h，冲洗时间2-4min；

2)气体吹净：使用氮气冲洗晶片1-1.3MPa，吹净温度为室温，时间10-20min；

3)甩干：第一次甩干：转速1800-2200r/min，时间2-5min，加热温度40-60℃；第二次甩干：低转速甩干，转速500-1000r/min，时间3-8min，不加热。

可选地，所述的晶片包括经过化学腐蚀处理制得；优选地，所述晶片为碳化硅晶片。

本申请的有益效果如下：

利用本申请的方法能有效去除碳化硅晶片表面的颗粒污染物，颗粒度小于50个，表面无水渍，提高了产品的质量，并提高了晶片通过率；通过冲洗、气体吹净、第一次甩干和第二次甩干等步骤减少了引入杂质嵌入晶片的内部以影响晶片的电子性能，降低了成本，降低了晶片表面的损伤。

附图说明

图1为实施例1得到的碳化硅晶片1#的表面检测图。

图2为实施例2得到的碳化硅晶片2#的表面检测图。

图3为对比例1制备的对比碳化硅晶片D1#的表面检测图。

图4为对比例1制备的对比碳化硅晶片D2#的表面检测图。

图5为对比例1制备的对比碳化硅晶片D3#的表面检测图。

图6对比例1制备的对比碳化硅晶片D4#的表面检测图。

图7为对比例1制备的对比碳化硅晶片D5#的表面检测图。

图中，1为颗粒，2为划痕，3为水渍。

具体实施方式

本申请的实施例中使用的冲洗装置为华伟机电公司的超声波清洗机型号的超声冲洗装置。

本申请的实施例中使用的甩干装置为中国电子科技公司的CX型号的甩干机。

本申请的实施例中使用的气体吹净装置为中国电子科技公司的热氮烘干机。

本申请的实施例中分析方法如下：

利用美国公司的CS920型号的表面检测仪器进行晶片表面的检测分析。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买，其中碳化硅晶片为实验室制备并经过清洗处理制得的。

下面结合实施例和附图详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例和附图。

实施例1碳化硅晶片1#

将制备的表面颗粒度为300-500的碳化硅晶片初品，用冲洗装置冲洗，然后用热氮烘干机吹净，最后在甩干机内甩干，具体包括以下步骤：

(1)冲洗：将碳化硅晶片初品放入冲洗装置内，冲洗装置的冲水流量为120L/h，冲洗时间为3min；

(2)气体吹净：将步骤(1)处理得到的碳化硅晶片用热氮烘干机吹净，吹净的氮气压力为1.2MP，吹净的温度为室温，吹净时间为15min。氮气的纯度为99.9％

(3)甩干：将步骤(2)处理得到的碳化硅晶片放入甩干机内进行两次甩干，第一次甩干条件：转速2000r/min，时间3min，加热温度50℃；第二次甩干条件：转速600r/min，时间6min，室温，即制得低颗粒度的碳化硅晶片1#。

将碳化硅晶片1#进行表面颗粒测试，测试结果如图1所示，碳化硅晶片1#表面洁净，其表面的颗粒度低于20个，符合质量要求。

实施例2碳化硅晶片2#

制备碳化硅晶片2#，与碳化硅晶片1#的制备方法不同之处在于：

(1)冲洗：冲水流量为100L/h，冲洗时间为2min；

(2)气体吹净：吹净氮气压力为1MP，吹净温度为室温，吹净加热时间为10min。

(3)甩干：第一次甩干：转速1800r/min，时间2min，加热温度40℃；第二次甩干：转速500r/min，时间3min，室温，即制得低颗粒度的碳化硅晶片2#。

将碳化硅晶片2#进行表面颗粒测试，测试结果如图2所示，碳化硅晶片2#表面洁净，其表面的颗粒度低于50个，符合质量要求。

实施例3碳化硅晶片3#

制备碳化硅晶片3#，与碳化硅晶片1#的制备方法不同之处在于：

(1)冲洗：冲水流量为150L/h，冲洗时间为4min；

(2)气体吹净：吹净氮气压力为1.3MP，吹净温度为室温，吹净加热时间为20min。

(3)甩干：第一次甩干：转速2200r/min，时间5min，加热温度60℃；第二次甩干：转速1000r/min，时间8min，室温，即制得低颗粒度的碳化硅晶片3#。

将碳化硅晶片3#进行表面颗粒测试，碳化硅晶片3#表面洁净，其表面的颗粒度低于50个，符合质量要求。

对比例1对比碳化硅晶片D1#-D5#

制备对比碳化硅晶片D1#-D5#，其制备方法与碳化硅晶片1#不同之处在于表1。

表1对比碳化硅晶片D1#-D5#的清洁方法

对本申请的实施例1-3制备的碳化硅晶片1#-3#和对比例1制备的对比碳化硅晶片D1-D5#分别进行碳化硅晶片的表面检测。以碳化硅晶片1#-2#和对比碳化硅晶片D1-D5#的表面检测为例进行说明。碳化硅晶片1#-2#的表面检测图1、2所示，碳化硅晶片1#-2#表面无水渍3，表面颗粒1的数量小于50个。对比碳化硅晶片D1#、D2#的表面检测图3、4所示，气体吹净加热温度、压力较低时，碳化硅晶片表面会残留水渍3，气体吹净氮气压力过大，碳化硅晶片表面会残留大量颗粒1。对比碳化硅晶片D3#的表面检测图5，由其可知只进行一次甩干的碳化硅晶片的表面颗粒1较多。对比碳化硅晶片D4#的表面检测颗粒图6可知两次甩干的条件不同对碳化硅晶片表面的颗粒1度的影响不同。对比碳化硅晶片D5#的表面测试的缺陷图7可知三次甩干后的碳化硅晶片表面的颗粒增多，由于多次甩干造成。

碳化硅晶片2#和对比碳化硅晶片1#-2#中的划痕2为碳化硅晶片在进行本申请的清洁方法之前划伤。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的任何修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种降低晶片表面颗粒度的清洁方法，其特征在于，包括：

将用清洗液清洗的晶片经清洁干燥处理，即制得表面颗粒度低的晶片；所述清洁干燥步骤包括气体冲洗和甩干，所述甩干包括第一次甩干和第二次甩干；所述第一次甩干的温度大于第二次甩干的温度，所述第一次甩干的转速2000r/min，时间3min，加热温度50℃，所述第二次甩干的转速600r/min，时间6min，25℃；

所述清洗液清洗晶片的步骤包括使用清洗液冲洗晶片，所述清洗液的流量120L/小时，冲洗时间3min；

所述气体冲洗使用的气体为非活性气体，所述气体冲洗的压力为1.2Mpa，所述气体冲洗的温度为25℃，时间为15min；

所述晶片为碳化硅晶片，上述清洁 干燥处理后的所述晶片的表面颗粒度低于20个。

2.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述气体冲洗使用的气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述清洗液为水。

4.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述气体冲洗使用热氮烘干机，所述甩干使用甩干机。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的清洁方法，其特征在于，所述的晶片包括经过化学腐蚀处理制得。

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