CN110746889A - 一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，包括以下步骤：步骤S1、将抛光晶片所产生的抛光液中通入可挥发性氧化剂；步骤S2、进行粗滤；步骤S3、进行精滤；步骤S4、进行搅拌；步骤S5、pH调节，对抛光液桶中的回收液，用磷酸或氢氧化钠进行pH酸碱调节到适用的酸碱度；步骤S6、电解，用电极棒探测电极，将抛光液导入电解槽，电解提取金属收集，金属物质；步骤S7、清洗抛光液桶；步骤S8、检测。采用上述方案后，本发明通过重复使用回收的浆料，过滤大颗粒减少微划痕比例，对于质量有着明显的改善大幅度的提高抛光液的利用率。

Description

一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法
技术领域
本发明涉及抛光液后处理领域，尤其是涉及一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法。
背景技术
氮化镓基LED(Light Emitting Diode)的问世，打开了照明市场的新纪元，相比于传统的白炽灯和日光灯，LED具有寿命长、节能、安全等诸多优点，因此被广泛认为是第四代光源。在氮化镓外延过程中，晶格失配是外延层产生缺陷的主要原因，因此为了得到较好品质的外延层，现阶段通常使用与氮化镓晶格常数接近的单晶蓝宝石作为衬底。
制备蓝宝石衬底的流程主要分为切割、研磨、抛光三大领域。其中抛光(简称CMP)制程中最重要的两大组件便是抛光液和研磨垫。抛光液通常包含一些很细的氧化物粉末分散在溶液中，在CMP制程中，先让抛光液填充在研磨垫的空隙中，并提供了高转速的条件，同时控制下压的压力等其它参数，让晶圆在高速旋转下和研磨垫与抛光液中的粉粒发生作用而被研磨。此过程中，会产大量的直径比较大的杂质或其他固态颗粒溶入在抛光液中，导致抛光液不能直接再重复使用。因此，作为化学机械研磨工艺的最为主要的消耗材料，目前还没有既能过滤掉废弃抛光液中的杂质，又能减少对抛光液产生化学影响的循环再利用回收废弃抛光液的方法，从而造成大量抛光液的浪费，增大了CMP工艺的成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，包括以下步骤：
步骤S1、在抛光晶片所产生的抛光液中通入可挥发性氧化剂，用于氧化抛光液中的杂质，使杂质进行氧化而生成颗粒较大的氧化反应物；
步骤S2、进行粗滤，将S1的废液倒入沉淀槽，沉淀槽里有三层滤网，分别为A层、B层、C层，每层滤网为双层结构，上层孔径大于下层孔径，A、B、C层滤网之间间隔3mm，如：
第一层过滤网的孔径200-400μm，上层网孔400μm，下层网孔200μm，
第二层过滤网的孔径150-100μm，上层网孔径150μm，下层网孔径100μm，
第三层过滤网的孔径40-20μm，上层网孔40μm，下层网孔径20μm，用于初步过滤大颗粒物；
步骤S3、进行精滤，将S2过滤后的废液，分别用800目、1000目、1500目、2000目的筛网进行过滤，在过滤过程中进行超声微震动，以得到浆料所需的颗粒大小；
步骤S4、进行搅拌，将S3的过滤后的废液收集到抛光液桶中放入搅拌器进行搅拌，转速为30rpm/min，搅拌时间为10min，然后将转速降低到5rpm/min，保持匀速；
步骤S5、pH调节，对抛光液桶中的回收液，用磷酸或氢氧化钠进行pH酸碱调节到适用的酸碱度；
步骤S6、电解，用电极棒探测电极，将抛光液导入电解槽，电解提取金属，收集金属物质；
步骤S7、清洗抛光液桶，用高压水枪对桶壁进行清洗，然后进行烘干，确保废液无残留；
步骤S8、检测，将步骤S6的抛光液引入清洗后的抛光液桶里，检测是否符合原抛光液的标准。若不符合，则循环步骤S3-S7，直到符合使用要求。
进一步的，所述步骤S3的超声震动采用的是超声震动棒，震动频率为30-50KHz。
进一步的，所述步骤S4的搅拌器设有启动器和停止器，启动一次运行15min后停止。
进一步的，所述步骤S5的pH调节中每进行一次酸碱调试，需控制搅拌器进行一次搅拌分散。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，通过重复使用回收的浆料，过滤大颗粒减少微划痕比例，对于质量有着明显的改善大幅度的提高抛光液的利用率，加工成本可大幅的下降，保护环境和健康，危及健康的纳米颗粒从废水中过滤出去，改善水质减少消耗有价值且不可再生原料，节约重要资源。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法的流程图；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例
参考图1，一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，包括以下步骤：
步骤S1、在抛光晶片所产生的抛光液中通入可挥发性氧化剂，用于氧化抛光液中的杂质，使杂质进行氧化而生成颗粒较大的氧化反应物；
步骤S2、进行粗滤，将S1的废液倒入沉淀槽，沉淀槽里有三层滤网，分别为A层、B层、C层，每层滤网为双层结构，上层孔径大于下层孔径，A、B、C层滤网之间间隔3mm，如：
第一层过滤网的孔径200-400μm，上层网孔400μm，下层网孔200μm，
第二层过滤网的孔径150-100μm，上层网孔径150μm，下层网孔径100μm，
第三层过滤网的孔径40-20μm，上层网孔40μm，下层网孔径20μm，用于初步过滤大颗粒物；
步骤S3、进行精滤，将S2过滤后的废液，分别用800目、1000目、1500目、2000目的筛网进行过滤，在过滤过程中进行超声微震动，以得到浆料所需的颗粒大小；
步骤S4、进行搅拌，将S3的过滤后的废液收集到抛光液桶中放入搅拌器进行搅拌，转速为30rpm/min，搅拌时间为10min，然后将转速降低到5rpm/min，保持匀速；
步骤S5、pH调节，对抛光液桶中的回收液，用磷酸或氢氧化钠进行pH酸碱调节到适用的酸碱度；
步骤S6、电解，用电极棒探测电极，将抛光液导入电解槽，电解提取金属，收集金属物质；
步骤S7、清洗抛光液桶，用高压水枪对桶壁进行清洗，然后进行烘干，确保废液无残留；
步骤S8、检测，将步骤S6的抛光液引入清洗后的抛光液桶里，检测是否符合原抛光液的标准。若不符合，则循环步骤S3-S7，直到符合使用要求。进一步的，步骤S3的超声震动采用的是超声震动棒，震动频率为30-50KHz，步骤S4的搅拌器设有启动器和停止器，启动一次运行15min后停止，步骤S5的pH调节中每进行一次酸碱调试，需控制搅拌器进行一次搅拌分散。本发明提供的一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，通过重复使用回收的浆料，过滤大颗粒减少微划痕比例，对于质量有着明显的改善大幅度的提高抛光液的利用率，加工成本可大幅的下降，保护环境和健康，危及健康的纳米颗粒从废水中过滤出去，改善水质减少消耗有价值且不可再生原料，节约重要资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、将抛光晶片所产生的抛光液中通入可挥发性氧化剂，用于氧化抛光液中的杂质，使杂质进行氧化而生成颗粒较大的氧化反应物；
步骤S2、进行粗滤，将S1的废液倒入沉淀槽，沉淀槽里有三层滤网，分别为A层、B层、C层，每层滤网为双层结构，上层孔径大于下层孔径，A、B、C层滤网之间间隔3mm，如：
第一层过滤网的孔径200-400μm，上层网孔400μm，下层网孔200μm，
第二层过滤网的孔径150-100μm，上层网孔径150μm，下层网孔径100μm，
第三层过滤网的孔径40-20μm，上层网孔40μm，下层网孔径20μm，
用于初步过滤大颗粒物；
步骤S3、进行精滤，将S2过滤后的废液，分别用800目、1000目、1500目、2000目的筛网进行过滤，在过滤过程中进行超声微震动，以得到浆料所需的颗粒大小；
步骤S4、进行搅拌，将S3的过滤后的废液收集到抛光液桶中放入搅拌器进行搅拌，转速为30rpm/min，搅拌时间为10min，然后将转速降低到5rpm/min，保持匀速；
步骤S5、pH调节，对抛光液桶中的回收液，用磷酸或氢氧化钠进行pH酸碱调节到适用的酸碱度；
步骤S6、电解，用电极棒探测电极，将抛光液导入电解槽，电解提取金属，收集金属物质；
步骤S7、清洗抛光液桶，用高压水枪对桶壁进行清洗，然后进行烘干，确保废液无残留；
步骤S8、检测，将步骤S6的抛光液引入清洗后的抛光液桶里，检测是否符合原抛光液的标准。若不符合，则循环步骤S3-S7，直到符合使用要求。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，其特征在于：所述步骤S3的超声震动采用的是超声震动棒，震动频率为30-50KHz。
3.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，其特征在于：所述步骤S4的搅拌器设有启动器和停止器，启动一次运行15min后停止。
4.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工过程中抛光液循环利用的方法，其特征在于：所述步骤S5的pH调节中每进行一次酸碱调试，需控制搅拌器进行一次搅拌分散。
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