CN113257660B - 一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，包括如下步骤：步骤一，一次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，机械手将硅片放入一次清洗槽内，超声波清洗；清洗剂包括质量百分比含量为20‑30％的NH4OH以及质量百分比含量＜1％有机羧酸，清洗剂的余量为水；步骤二，二次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，将硅片放入二次清洗槽内超声波清洗；步骤三，用机械手将硅片放入三次清洗槽，三次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗；步骤四，用机械手将三次清洗槽内的硅片取出，放入四次清洗槽，四次清洗槽内注入去离子水。本发明在清洗剂中含有有机羧酸，能够通过鳌合作用和硅片上携带的金属离子鳌合，且不会与硅片表面的氧化层反应。

Description

一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法
技术领域
本发明涉及硅片处理技术领域，具体涉及一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法。
背景技术
边缘无端处理的硅片是指硅片边缘在前段工序倒角后，不再对边缘进行处理，导致边缘较粗糙，后续APCVD成膜时，硅片表面生长一层氧化层(SiO2)，二氧化硅分子会在边缘粗糙处不规则堆叠，形成不致密的边缘氧化层。
在HF去除硅片表面金属的过程中，利用硅片表面氧化层(SiO2)和HF发生化学反应，使得在氧化层中的金属杂质一并溶解到清洗液中，从而达到去金属的目的。而无端处理的硅片在表面氧化层发生反应的同时，硅片边缘处不规则氧化层部分会被剥离掉落在硅片表面，导致表面大量群集颗粒不良。
目前缺乏一种既能保证金属问题，又不会破坏边缘氧化层，且适用于边缘无端处理的硅片清洗方式。
发明内容
本发明是为解决上述技术问题而进行的，通过改良清洗方法，兼顾了金属问题又不会破坏边缘氧化层，提供了一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，一次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，机械手将硅片放入一次清洗槽内，超声波清洗4-5分钟；
所述清洗剂包括质量百分比含量为20-30％的NH4OH以及质量百分比含量＜1％有机羧酸，所述清洗剂的余量为水；
步骤二，二次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，机械手将硅片从一次清洗槽内取出，放入二次清洗槽内，超声波清洗4-5分钟；
步骤三，用机械手将二次清洗槽内的硅片取出，放入三次清洗槽，三次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗4-5分钟；
步骤四，用机械手将三次清洗槽内的硅片取出，放入四次清洗槽，四次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗4-5分钟；
步骤五，硅片从水中慢提拉达到去除多余水分的效果，再配合红外线进行烘干，时间为4-5分钟。
本发明通过优化硅片APCVD工艺之后的清洗方法，在清洗混合液中含有有机羧酸，能够通过鳌合作用和硅片表面的金属离子鳌合，且不会与氧化层反应。螯合作用形成稳定的水溶性螯合物可溶于水，也不会附着在硅片上。
进一步优选的，步骤一，还包括一存储有双氧水的双氧水药液槽；
所述双氧水药液槽与一次清洗槽以及二次清洗槽导通。
便于向清洗槽内注入双氧水。
进一步优选的，还包括一个可拆卸的容量为20L的清洗剂桶；
清洗剂桶的出液口与自动补液流量泵的进口导通，所述自动补液流量泵的出口通过供液管路分别与一次清洗槽以及二次清洗槽导通，所述供液管路上安装有电磁阀。
通过流量泵便于自动加液。
进一步优选的，步骤一中，每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到一次清洗槽内；
步骤二中，每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到二次清洗槽内。
清洗剂和双氧水可以连续使用5小时，期间因为清洗剂会有消耗，需要定时补充，设置每30分钟利用上述流量泵自动补充0.3L MC1到清洗槽，避免清洗剂药液随着清洗时间浓度逐渐减少。
避免清洗剂随着清洗时间浓度逐渐减少。
进一步优选的，步骤一，初始状态下，一次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水；
步骤二，初始状态下，二次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水。
进一步优选的，步骤一中，一次清洗的时间为5分钟，一次清洗溶液的温度为60℃-70℃。
进一步优选的，步骤二中，二次清洗的时间为5分钟，二次清洗溶液的温度为60℃-70℃。
进一步优选的，步骤三中，去离子水的温度为常温。
进一步优选的，步骤四中，去离子水的温度为常温。
双氧水的质量百分比浓度为31％。
进一步优选地，所述有机羧酸可以是至少含有1个羧基的羧酸。
清洗剂可以选取目前市售的产品。比如生产厂家为三菱生产的MC1清洗剂。
本发明的有益效果：1)改良清洗方法，兼顾了金属问题又不会破坏边缘氧化层。2)自动补液泵可以随时断开，不清洗无端品时，可以断开。适用于多种产品的切换清洗。
附图说明
图1为传统硅片清洗后的Sp-1扫描图；
图2为传统硅片清洗后硅片边缘放大100倍的示意图；
图3为本发明的方法清洗后的Sp-1扫描图；
图4为本发明的方法清洗后硅片边缘放大100倍的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图和实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，包括如下步骤：
步骤一，初始状态下，一次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水，双氧水的质量百分比浓度为31％，温度加热至60℃-70℃；
机械手将硅片放入一次清洗槽内，超声波清洗4-5分钟；
每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到一次清洗槽内；
清洗剂包括质量百分比含量为20-30％的NH4OH以及质量百分比含量＜1％有机羧酸，清洗剂的余量为水；
步骤二，初始状态下，二次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水，双氧水的质量百分比浓度为31％，温度加热至60℃-70℃；
机械手将硅片从一次清洗槽内取出，放入二次清洗槽内，超声波清洗5分钟；
每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到二次清洗槽内；
步骤三，用机械手将二次清洗槽内的硅片取出，放入三次清洗槽，三次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗5分钟；
步骤四，用机械手将三次清洗槽内的硅片取出，放入四次清洗槽，四次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗5分钟；
步骤五，硅片从水中慢提拉达到去除多余水分的效果，再配合红外线进行烘干，时间为5分钟。
本发明通过优化硅片APCVD工艺之后的清洗方法，在清洗混合液中含有有机羧酸，能够通过鳌合作用和硅片表面的金属离子鳌合，且不会与氧化层反应。螯合作用形成稳定的水溶性螯合物可溶于水，也不会附着在硅片上。
步骤一，还包括一存储有双氧水的双氧水药液槽；双氧水药液槽与一次清洗槽以及二次清洗槽导通。便于向清洗槽内注入氨水。
还包括一存储有清洗剂的清洗剂桶；清洗剂桶的出液口与自动补液流量泵的进口导通，自动补液流量泵的出口通过供液管路分别与一次清洗槽以及二次清洗槽导通，供液管路上安装有电磁阀。通过流量泵便于自动加液。
对比试验例：一次清洗槽以及二次清洗槽内注入NH4OH和H2O2的药液。经5小时连续使用后，硅片表面的Al金属水平会超高，达到10E10Atoms/cm2左右。参见图2，采用显微镜把边缘放大100倍，可以看到边缘氧化层不完整，脱落到硅片表面。Sp-1扫描图显示如图1，从边缘向硅片内部发散不良群集颗粒。
使用本专利的清洗方法后只有2E10Atoms/cm2左右。明显降低了Al的金属污染水平。参见图4，采用显微镜把边缘放大100倍，可以看到边缘氧化层完整无脱落，不会影响硅片表面。Sp-1扫描图显示如图3，没有不良群集颗粒。
详见下表：
Figure BDA0003017706130000041
本发明的有益效果：1)改良清洗方法，兼顾了金属问题又不会破坏边缘氧化层。2)自动补液泵可以随时断开，不清洗无端品时，可以断开。适用于多种产品的切换清洗。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，一次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，机械手将硅片放入一次清洗槽内，超声波清洗4-5分钟；
所述清洗剂包括质量百分比含量为20-30％的NH4OH以及质量百分比含量＜1％有机羧酸，所述清洗剂的余量为水；
步骤二，二次清洗槽内注入清洗剂以及双氧水，机械手将硅片从一次清洗槽内取出，放入二次清洗槽内，超声波清洗4-5分钟；
步骤三，用机械手将二次清洗槽内的硅片取出，放入三次清洗槽，三次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗4-5分钟；
步骤四，用机械手将三次清洗槽内的硅片取出，放入四次清洗槽，四次清洗槽内注入去离子水，超声波清洗4-5分钟；
步骤五，硅片从水中慢提拉达到去除多余水分的效果，再配合红外线进行烘干，时间为4-5分钟；
还包括一存储有清洗剂的清洗剂桶；
清洗剂桶的出液口与自动补液流量泵的进口导通，所述自动补液流量泵的出口通过供液管路分别与一次清洗槽以及二次清洗槽导通，所述供液管路上安装有电磁阀；
步骤一中，每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到一次清洗槽内；
步骤二中，每30分钟自动补充0.3L的清洗剂到二次清洗槽内；
步骤一，初始状态下，一次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水；
步骤二，初始状态下，二次清洗槽内注入27.75L的去离子水，然后注入1.5L的清洗剂以及0.75L的双氧水。
2.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：步骤一，还包括一存储有双氧水的双氧水药液槽；
所述双氧水药液槽与一次清洗槽以及二次清洗槽导通。
3.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：步骤一中，一次清洗的时间为5分钟，一次清洗溶液的温度为60℃-70℃。
4.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：步骤二中，二次清洗的时间为5分钟，二次清洗溶液的温度为60℃-70℃。
5.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：步骤三中，去离子水的温度为常温。
6.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：步骤四中，去离子水的温度为常温。
7.根据权利要求1所述的一种对应边缘无端处理的硅片的清洗方法，其特征在于：双氧水的质量百分比浓度为31％。
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