CN116453935A - 一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其涉及半导体清洗工艺领域，其包括对湿法清洗的改进，将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，揭掉外延硅面保护膜；进行有机溶剂兆声浸泡清洗，转移至纯水槽中，进行QDR清洗；将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，转移至纯水槽中，进行HQDR清洗；将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗；将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，转移至纯水槽中，进行QDR清洗；将碳化硅外延晶片进行离心甩干；本发明去除晶片表面污染物，控制晶片表面的颗粒数量、颗粒聚集程度，保证AFM数据合格，提高一次清洗的合格率，降低清洗成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体清洗工艺技术领域，特别涉及一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法。
背景技术
目前碳化硅是第三代半导体产业发展的重要基础材料，早期，对碳化硅外延材料没有对背面生长层及硅化物提出要求。为了解决背面生长层或硅化物对器件制造的影响，常规的清洗技术难以去除背面生长层或硅化物，目前只能用物理方法对背面进行CMP处理，这就需要对外延层进行贴膜保护，导致外延表面会有顽固有机物残留。
在现有技术中，对碳化硅采用湿法清洗和气相清洗相结合的方式进行清洗，但是上述方法一次性清洗合格率低，在原子力显微镜AFM检测下发现晶片表面存在许多小白点(贴膜保护对外延表面带来的有机污染，晶片表面有一定的粗糙度，膜表面分子级的有机成分吸附在晶片上，产生吸附现象，导致晶片表面颗粒超标，AFM数据异常)或者跳针现象(因表面存在白点导致跳针)，导致清洗效果不良，需要多次进行湿法清洗和气相清洗才能清洗干净，导致清洗的成本增加；同时清洗流程相对复杂，需要在不同设备和不同车间进行转移，转移过程容易造成污染，并且耗时长、成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法；其需要解决现有技术中清洗无法去除AFM白点现象以及一次清洗合格率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，包括以下步骤：
步骤S1：将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，然后揭掉碳化硅外延晶片的外延硅面保护膜；
步骤S2：对揭膜后的碳化硅外延晶片进行有机溶剂兆声浸泡清洗，其中有机溶剂的温度控制在25～35℃之间，处理时间控制在20min～50min之间；
步骤S3：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行第一次QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S4：将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，SPM药液的浸泡温度控制范围在110～150℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；
步骤S5：将碳化硅外延晶片转移至热纯水槽中，进行HQDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S6：将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，APM药液的浸泡温度控制范围在45～70℃之间，处理时间控制在10min～40min之间；
步骤S7：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S8：将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，DHF药液的浸泡温度控制范围在20～30℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；
步骤S9：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S10：将碳化硅外延晶片进行离心甩干。
作为优选的，所述步骤S2中的有机溶剂浓度范围在60％-99.9％，有机溶剂为丙酮溶液或异丙醇溶液。
作为优选的，所述步骤S2和步骤S6中的兆声清洗频率采用800-1200KHz变频方式，兆声波功率范围为600～800W之间，兆声传递方式为纵向液体传递。
作为优选的，所述步骤S3、步骤S7和步骤S9中QDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，超纯水温度在20～30℃之间，所述QDR清洗包括进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。
作为优选的，所述步骤S5中HQDR清洗开始时槽内为热超纯水，所述热水温度在50～70℃之间，后续为常温超纯水，温度在20～30℃之间，进行温度阶梯式降温，所述HQDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，所述HQDR清洗包括热水进水、常温进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。
作为优选的，所述步骤S4中，SPM药液比例：98％浓硫酸：30％-32％过氧化氢＝3:1至5:2。
作为优选的，所述步骤S6中，APM药液比例：28％-30％氨水溶液：30％-32％过氧化氢：纯水＝1:1:5至1:1:6。
作为优选的，所述步骤S8中，DHF药液比例：49％氢氟酸溶液：纯水＝1:50至1：100。
作为优选的，所述步骤S10的甩干过程使用氮气进行吹扫，甩干时间5～8分钟；将碳化硅外延晶片进行1200rpm转速甩干。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明主要用于去除晶片表面黏着的颗粒物、无机污染物、有机污染物及其它强吸附性物质；其中晶片表面具有一定的粗糙度，膜表面分子级的有机成分(粘胶)吸附在晶片上，产生吸附现象，造成有机污染，本发明重点是对湿法清洗的改进，清洗去除晶片表面的有机污染物，控制晶片表面的颗粒数量、颗粒聚集程度，保证AFM数据合格，提高一次清洗的合格率，并且降低清洗成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法的步骤示意图；
图2是本发明提供的QDR或者HQDR清洗方法的原理图；
图3是一号样品碳化硅外延晶片使用现有技术的清洗方法清洗后的颗粒图像；
图4是一号样品碳化硅外延晶片使用现有技术的清洗方法清洗后的AFM图像以及数据；
图5是一号样品碳化硅外延晶片使用本发明的清洗方法清洗后的颗粒图像；
图6是一号样品碳化硅外延晶片使用本发明的清洗方法清洗后的AFM图像以及数据；
图7是二号样品碳化硅外延晶片使用现有技术的清洗方法清洗后的颗粒图像；
图8是二号样品碳化硅外延晶片使用现有技术的清洗方法清洗后的AFM图像以及数据；
图9是二号样品碳化硅外延晶片使用本发明的清洗方法清洗后的颗粒图像；
图10是二号样品碳化硅外延晶片使用本发明的清洗方法清洗后的AFM图像以及数据；
图11是碳化硅外延晶片在APM药液中处理时间不同的颗粒数量。
具体实施方式
下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本发明保护的范围。
湿法清洗工作是在不破坏晶片表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液清除残留在晶片上之微尘、金属离子及有机物之杂质。湿法清洗采用液体化学溶剂和纯水；氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物及金属离子污染。
实施例一
请参考图1，本发明提供了一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法。
步骤S1：将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，然后揭掉碳化硅外延晶片的外延硅面保护膜；
步骤S2：对揭膜后的碳化硅外延晶片进行有机溶剂兆声浸泡清洗，其中有机溶剂的温度控制在25～35℃之间，处理时间控制在20min～50min之间；
作为优选的，有机溶剂可采用丙酮溶液或异丙醇溶液，于其他实施例中也可以采用其他有机溶剂，故不以此为限，另外，有机溶剂浓度范围在60％-99.9％，高浓度的有机溶剂可以有效溶解碳化硅外延晶片表面的有机物，为下一步有机物剥离提供前提条件。兆声频率采用800-1200KHz变频方式，兆声波功率范围为600～800W，兆声传递方式为纵向液体传递。兆声波处理产生的空化作用，可以为碳化硅外延晶片表面溶解的有机物提供动力使得有机物更容易剥离碳化硅外延晶片，并溶解于有机溶剂中。
步骤S3：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行第一次QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗主要用于去除碳化硅外延晶片微粒杂质和残留化学药液，使碳化硅外延晶片表面洁净，避免污染下一步SPM药液浸泡的SPM药液。
如图2所示，所述QDR清洗是晶片湿法清洗中最重要的一个清洗工艺模块，主要由喷淋槽、溢流槽、匀流板、快排汽缸体、喷嘴喷管、管路和管件等组成。所述QDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，超纯水温度在20～30℃之间，所述QDR清洗包括五个步骤，分别为进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。
步骤S4：将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，SPM药液的浸泡温度控制范围在110～150℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；其中SPM药液比例：98％浓硫酸：30％-32％过氧化氢＝3:1至5:2。
SPM药液具有强氧化性，可以有效去除碳化硅外延晶片表面的有机物、无机化合物、重金属离子如Hg、Ge等。另外，提高SPM药液的温度，可以提高SPM药液的氧化性，从而可以提高碳化硅外延晶片的清洗效果，故本实施例的SPM药液浸泡温度优选控制在110～150℃之间。
步骤S5：将碳化硅外延晶片转移至热纯水槽中，进行HQDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
所述步骤S5中HQDR清洗开始时槽内为热超纯水，所述热水温度在50～70℃之间，后续为常温超纯水，温度在20～30℃之间，进行温度阶梯式降温，防止晶片因热胀冷缩造成碎片，所述HQDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间；
如图2所示，所述HQDR清洗包括热水进水、常温进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。所述HQDR清洗主要用于去除碳化硅表面微粒杂质和残留化学药液，使碳化硅表面洁净，避免污染下一步APM药液浸泡的APM药液。
步骤S6：将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，APM药液的浸泡温度控制范围在45～70℃之间，处理时间控制在10min～40min之间；其中APM药液比例：28％-30％氨水溶液：30％-32％过氧化氢：纯水＝1:1:5至1:1:6。
在APM药液浸泡的过程中，碳化硅外延晶片表面由于过氧化氢的氧化作用容易生成氧化膜，该氧化膜又被氨水腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在晶片表面的颗粒和金属等等也随腐蚀层而落入清洗液内。兆声频率采用800-1200KHz变频方式，兆声波功率范围为600～800W，兆声传递方式为纵向液体传递，兆声波处理可以为碳化硅外延晶片表面溶解的氧化膜提供动力，使得氧化膜更容易剥离碳化硅外延晶片表面并溶解于APM药液中。APM药液浸泡主要是为了剥离碳化硅外延晶片表面的阳离子和颗粒。
步骤S7：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，超纯水温度在20～30℃之间，快速倾倒冲洗QDR清洗(QDR含进水、溢流、鼓泡、喷淋、快排)，主要用于去除碳化硅外延晶片微粒杂质和残留化学药液，使碳化硅外延晶片表面洁净，避免污染下一步DHF药液浸泡的DHF药液。
步骤S8：将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，DHF药液的浸泡温度控制范围在20～30℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；其中DHF药液比例：49％氢氟酸溶液：纯水＝1:50至1：100。
在DHF药液浸泡的过程中，碳化硅外延晶片表面由于HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中，同时DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金属，可控制清洗液中金属络合离子的状态抑制金属的再附着，也可抑制Ra(微粗糙度)的增大和COP(晶体的原生粒子缺陷)的发生。
步骤S9：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，超纯水温度在20～30℃之间，快速倾倒冲洗QDR清洗(QDR含进水、溢流、鼓泡、喷淋、快排)，主要用于去除碳化硅外延晶片微粒杂质和残留化学药液，使碳化硅外延晶片表面洁净。
步骤S10：将碳化硅外延晶片进行离心甩干。具体的，将碳化硅外延晶片进行1200rpm转速甩干；甩干过程使用氮气进行吹扫，甩干时间5～8分钟。
请参阅图1，可以明显看出本实施例的清洗方法只使用湿法清洗，可以在同一车间或者设备中完成，不需要进行车间转移，极大缩短清洗的时间和成本。
实施例二
将一号样品碳化硅外延晶片使用现有技术进行清洗，作为对比例一。如图3所示，一号样品碳化硅外延晶片清洗后的晶片表面颗粒数为244；如图4所示，一号样品碳化硅外延晶片清洗后的AFM图像可以很明显看出在20μm的图像上具有多个小白点，Ra(微粗糙度)数值为0.213mm。
将一号样品碳化硅外延晶片使用如下清洗方法进行清洗，作为实施例二。
步骤S1：将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，然后揭掉碳化硅外延晶片的外延硅面保护膜。
步骤S2：对揭膜后的碳化硅外延晶片进行有机溶剂兆声浸泡清洗，其中有机溶剂的温度为25℃，处理时间为20min；所述有机溶剂为丙酮溶液浓度为60％；兆声频率采用800KHz的变频方式，兆声波功率为600W，兆声传递方式为纵向液体传递。
步骤S3：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为3次，处理时间为5min，超纯水温度为20℃。
步骤S4：将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，SPM药液的浸泡温度为110℃，处理时间为20min；其中SPM药液比例：98％浓硫酸：30％过氧化氢＝5:2。
步骤S5：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行HQDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
所述步骤S5中HQDR清洗开始时槽内为热超纯水，所述热水温度为50℃后续为常温超纯水，温度为20℃，进行温度阶梯式降温，防止晶片因热胀冷缩造成碎片，所述HQDR清洗的循环周期为3次，处理时间为5min。
步骤S6：将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，APM药液的浸泡温度为45℃，处理时间为10min；其中APM药液比例：28％氨水溶液：30％过氧化氢：纯水＝1:1:6；兆声频率采用800KHz的变频方式，兆声波功率为600W，兆声传递方式为纵向液体传递。
步骤S7：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为3次，处理时间为5min，超纯水温度为20℃。
步骤S8：将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，DHF药液的浸泡温度为20℃，处理时间为20min；其中DHF药液比例：49％氢氟酸溶液：纯水＝1：100。
步骤S9：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为3次，处理时间为5min，超纯水温度为20℃。
步骤S10：将碳化硅外延晶片进行1200rpm转速甩干；甩干过程使用氮气进行吹扫，甩干时间为5分钟。
如图5所示，所述一号样品碳化硅外延晶片的晶片清洗后表面颗粒数为21；如图6所示，所述一号样品碳化硅外延晶片的AFM图像可以很明显看出在20μm的图像上也没有白点，Ra(微粗糙度)数值为0.173mm。
由此可见，实施例二的晶片表面的颗粒数量降低，清洁能力显著提高，具体提高了10倍左右；晶片表面没有小白点，AFM的数据合格，还降低了晶片表面的粗糙度。
实施例三
将二号样品碳化硅外延晶片使用现有技术进行清洗，作为对比例二。如图7所示，二号样品碳化硅外延晶片清洗后的晶片表面颗粒数为149；如图8所示，二号样品碳化硅外延晶片清洗后的AFM图像可以很明显看出在10μm的图像上具有多个线性白点；Ra(微粗糙度)数值为0.273mm。
将二号样品碳化硅外延晶片使用如下清洗方法进行清洗，作为实施例三。
步骤S1：将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，然后揭掉碳化硅外延晶片的外延硅面保护膜。
步骤S2：对揭膜后的碳化硅外延晶片进行有机溶剂兆声浸泡清洗，其中有机溶剂的温度为35℃，处理时间为50min；所述有机溶剂为丙酮溶液浓度为99.9％；兆声频率采用1200KHz的变频方式，兆声波功率为800W，兆声传递方式为纵向液体传递。
步骤S3：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为5次，处理时间为15min，超纯水温度为30℃。
步骤S4：将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，SPM药液的浸泡温度为150℃，处理时间为40min；其中SPM药液比例：98％浓硫酸：30％过氧化氢＝3:1。
步骤S5：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行HQDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
所述步骤S5中HQDR清洗开始时槽内为热超纯水，所述热水温度为70℃后续为常温超纯水，温度为30℃，进行温度阶梯式降温，防止晶片因热胀冷缩造成碎片，所述HQDR清洗的循环周期为5次，处理时间为15min。
步骤S6：将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，APM药液的浸泡温度为70℃，处理时间为40min；其中APM药液比例：30％氨水溶液：32％过氧化氢：纯水＝1:1:5；兆声频率采用1200KHz的变频方式，兆声波功率为800W，兆声传递方式为纵向液体传递。
步骤S7：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为5次，处理时间为15min，超纯水温度为30℃。
步骤S8：将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，DHF药液的浸泡温度为30℃，处理时间为40min；其中DHF药液比例：49％氢氟酸溶液：纯水＝1：50。
步骤S9：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；所述QDR清洗的循环周期为5次，处理时间为15min，超纯水温度为30℃。
步骤S10：将碳化硅外延晶片进行1200rpm转速甩干；甩干过程使用氮气进行吹扫，甩干时间为8分钟。
如图9所示，所述二号样品碳化硅外延晶片的晶片清洗后表面颗粒数为9；如图10所示，所述二号样品碳化硅外延晶片的AFM图像可以很明显看出在10μm的图像上也没有白点，Ra(微粗糙度)数值为0.153mm。
由此可见，实施例三的晶片表面的颗粒数量降低，清洁能力显著提高，具体提高了15倍左右；晶片表面没有小白点，AFM的数据合格，还降低了晶片表面的粗糙度。
从上述实验数据对比可以得出：本发明提供的清洗方法可以去除碳化硅外延晶片表面黏着的磨抛液、表面的无机污染物、表面部分有机污染物及其它强吸附性物质；还可以降低晶片表面的粗糙度，控制晶片表面的颗粒数量、颗粒聚集程度，消除晶片表面的小白点，保证AFM数据的合格，提高一次清洗的合格率。
实施例四
请参阅下表，表1为本实施例的清洗方法和现有技术清洗方法的实验数据对比。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 先使用以前清洗方法的颗粒数量 | 148 | 149 | 464 | 162 | 171 | 135 |
| 先使用以前清洗方法的AFM(Range/mm) | 13.947 | 29.556 | 15.195 | 4.898 | 5.899 | 26.541 |
| 先使用以前清洗方法的AFM(Ra/mm) | 0.222 | 0.223 | 0.273 | 0.269 | 0.289 | 0.213 |
| 先使用以前清洗方法的AFM(Rq/mm) | 0.328 | 0.794 | 0.675 | 0.408 | 0.440 | 0.481 |
| 再使用本专利清洗方法后的颗粒数量 | 21 | 62 | 39 | 15 | 32 | 18 |
| 再使用本专利清洗方法后的AFM(Range/mm) | 3.178 | 4.460 | 2.103 | 2.476 | 1.520 | 2.041 |
| 再使用本专利清洗方法后的AFM(Ra/mm) | 0.159 | 0.172 | 0.153 | 0.153 | 0.146 | 0.173 |
| 再使用本专利清洗方法后的AFM(Rq/mm) | 0.205 | 0.225 | 0.192 | 0.192 | 0.183 | 0.217 |
| 直接使用本专利清洗方法后的颗粒数量 | 14 | 35 | 16 | 70 | ||
| 直接使用本专利清洗方法后的AFM(Range/mm) | 1.342 | 1.704 | 1.995 | 2.181 | ||
| 直接使用本专利清洗方法后的AFM(Ra/mm) | 0.123 | 0.142 | 0.165 | 0.203 | ||
| 直接使用本专利清洗方法后的AFM(Rq/mm) | 0.154 | 0.178 | 0.207 | 0.254 |
表1
请参阅表1，可知现有技术的清洗效果较差，晶片表面颗粒数总数最大为464，最小为135。晶片表面颗粒数数据的极差和方差较大，清洗效果容易不稳定。使用本技术方案清洗的碳化硅外延晶片表面颗粒总数最大为70，最小为14，该方法清洗的碳化硅晶片表面颗粒数更少，清洗得更干净，而且晶片表面颗粒数数据的极差和方差较小，从而表明本技术方案的清洗方法比较稳定，清洗效果良好。
在APM药液中温度越低，过氧化氢的氧化作用容易生成氧化膜速度较慢，整体氨水腐蚀氧化膜比较慢，适合颗粒较轻微的碳化硅晶片清洗，药液寿命长，可清洗的碳化硅晶片数量多，可节约成本。反之则反，温度越高，过氧化氢的氧化作用容易生成氧化膜速度较快，整体氨水腐蚀氧化膜比较快，适合颗粒较严重的碳化硅晶片清洗，药液寿命短，可清洗的碳化硅晶片数量少。
过氧化氢的氧化作用容易生成氧化膜，温度决定了氧化膜生成的效率，该氧化膜又被氨水腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行。但是温度过高，氨水容易挥发，降低药液的有效成分，导致碳化硅晶片无法清洗干净，颗粒超标。
最适宜温度根据清洗对象的沾污程度及设备环境条件不同进行调整，一般最适合温度为60度。
如图11和表2所示，在APM药液中处理时间的长短根据晶片的沾污程度来决定，如晶片沾污程度低，可以减少药液浸泡时间，节约成本；如沾污程度高，颗粒多，污染物严重，需要增加药液浸泡时间，从而达到清洗效果。
氨水具有腐蚀性，如果时间过长，氨水腐蚀晶片表面过长，影响药液有效性，影响后续碳化硅晶片的清洗质量，浪费成本。
| 1 | 2 | 3 | |
| 浸泡10分钟的颗粒数量 | 233 | 324 | 470 |
| 浸泡20分钟的前段药液清洗晶片的颗粒数量 | 169 | 51 | 112 |
| 浸泡20分钟的后段药液清洗晶片的颗粒数量 | 117 | 102 | 119 |
| 浸泡40分钟的前段药液清洗晶片的颗粒数量 | 46 | 54 | 37 |
| 浸泡40分钟的后段药液清洗晶片的颗粒数量 | 278 | 358 | 401 |
表2
本实施例中，一个批次药液浸泡处理若干片碳化硅晶片，前面处理的1/3碳化硅晶片为前段药液清洗的碳化硅晶片，最后处理的1/3碳化硅晶片为后段药液清洗的碳化硅晶片，中间处理的1/3碳化硅晶片为中段药液清洗的碳化硅晶片；图11的目的是为了证明一个批次药液在浸泡处理若干片碳化硅晶片范围内，只要总清洗数量不超过上述数量，则碳化硅晶片的清洗都可以合格。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：将CMP后的碳化硅外延晶片去颗粒清洗，然后揭掉碳化硅外延晶片的外延硅面保护膜；
步骤S2：对揭膜后的碳化硅外延晶片进行有机溶剂兆声浸泡清洗，其中有机溶剂的温度控制在25～35℃之间，处理时间控制在20min～50min之间；
步骤S3：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行第一次QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S4：将碳化硅外延晶片进行SPM药液浸泡，SPM药液的浸泡温度控制范围在110～150℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；
步骤S5：将碳化硅外延晶片转移至热纯水槽中，进行HQDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S6：将碳化硅外延晶片进行APM药液兆声浸泡，APM药液的浸泡温度控制范围在45～70℃之间，处理时间控制在10min～40min之间；
步骤S7：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S8：将碳化硅外延晶片DHF药液浸泡，DHF药液的浸泡温度控制范围在20～30℃之间，处理时间控制在20min～40min之间；
步骤S9：将碳化硅外延晶片转移至纯水槽中，进行QDR清洗，并在清洗过程中晶片低速旋转；
步骤S10：将碳化硅外延晶片进行离心甩干。
2.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S2中的有机溶剂浓度范围在60％-99.9％，有机溶剂为丙酮溶液或异丙醇溶液。
3.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S6中的兆声清洗频率采用800-1200KHz变频方式，兆声波功率范围为600～800W之间，兆声传递方式为纵向液体传递。
4.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S3、步骤S7和步骤S9中QDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，超纯水温度在20～30℃之间，所述QDR清洗包括进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。
5.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S5中HQDR清洗开始时槽内为热超纯水，所述热水温度在50～70℃之间，后续为常温超纯水，温度在20～30℃之间，进行温度阶梯式降温，所述HQDR清洗的循环周期为3-5次，处理时间控制在5min～15min之间，所述HQDR清洗包括热水进水、常温进水、溢流、鼓泡、喷淋以及快排。
6.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S4中，SPM药液比例：98％浓硫酸：30％-32％过氧化氢＝3:1至5:2。
7.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S6中，APM药液比例：28％-30％氨水溶液：30％-32％过氧化氢：纯水＝1:1:5至1:1:6。
8.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S8中，DHF药液比例：49％氢氟酸溶液：纯水＝1:50至1：100。
9.根据权利要求1所述的一种高效碳化硅外延晶片硅面贴膜后的清洗方法，其特征在于：所述步骤S10的甩干过程使用氮气进行吹扫，甩干时间5～8分钟；将碳化硅外延晶片进行1200rpm转速甩干。
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