CN116936348A - 一种晶片表面的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体表面净化技术领域,涉及一种晶片表面的清洗方法,包括依次使用碱性清洗液、酸性清洗液、SPM清洗液清洗、SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液、臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗的步骤,在使用SPM清洗液清洗步骤中,使用兆声震荡和刷头刷洗。使用本发明的清洗方法清洗后的晶片,使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低至少50个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率至少95%,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.08×10¹⁰atoms/cm2。
Description
技术领域
本发明属于半导体表面净化技术领域,涉及一种晶片表面的清洗方法,适宜晶片表面颗粒及一些杂质清洗洁净。
背景技术
以SiC为代表的第三代宽带隙半导体材料,是发展大功率、高频高温、抗强辐射蓝光激光器和紫外探测器等技术的核心。SiC晶体具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速率大、临界击穿电场高、介电常数低、化学稳定性好等特点,是电力电子领域Si的首选替代品,在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等领域有着广泛的应用前景。
晶片制程中需要一些有机物和无机物参与完成,另外,制作过程总是在人的参与下在净化室中进行,这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。根据污染物发生的情况,大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。对于制作应用器件的晶片表面洁净度要求非常高,在晶片表面残留的颗粒、有机物、金属污染物及氧化物等污染物,因此通常在使用或出厂前,对晶片进行一系列清洗过程。目前行业内大多使用RCA湿式化学清洗技术来进行晶片清洗,通过调整清洗液的配比、清洗温度、清洗时间等工艺来达到不同的清洗效果。然而,利用现有技术清洗后的晶片上往往有少量颗粒无法被清理干净,无法达到晶片出厂表面清洁度标准,清洗效果不够理想。
因此,需要开发一种能够实现晶片表面高洁净度的清洗方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点,提供一种晶片表面的清洗方法,
本发明采用的技术方案如下:
一种晶片表面的清洗方法,包括依次使用碱性清洗液、酸性清洗液、SPM清洗液清洗、SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液、臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗的步骤,在使用SPM清洗液清洗步骤中,使用兆声震荡和刷头刷洗。
具体地,包括如下步骤:
S-1.晶片使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
S-2.冲洗碱洗清洗液清洗后的晶片;
S-3.冲洗后的晶片使用酸性清洗剂进行清洗,同时进行超声振荡;
S-4.冲洗酸洗清洗液清洗后的晶片;
S-5.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-6.刷洗后的晶片使用SPM清洗液进行清洗,同时使用刷头与兆声震荡,进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗;
S-7.步骤S-6清洗后的晶片依次使用SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液进行清洗;
S-8.冲洗步骤S-7清洗后的晶片;
S-9.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-10.刷洗后的晶片依次使用臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗,冲洗,得到清洗完成的晶片。
作为优选,步骤S-6中的刷头采用PTFE、FEP、PFA等任意一种耐腐蚀材质制成的刷头。
作为优选,所述刷头上的刷毛直径为0.05~0.1mm。
作为优选,所述刷头上刷毛的分布密度为5~20根/cm2。
作为优选,步骤S-6中的所述兆声震荡的兆声频率为800~900KHZ,兆声震荡时间为5~15min。
作为优选,步骤S-6中,在SPM清洗液中加入混洗颗粒,所述混洗颗粒的粒径为10~30nm。
作为优选,所述混洗颗粒为陶瓷颗粒、二氧化硅颗粒、PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合。
作为优选,所述混洗颗粒采用PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合。
作为优选,步骤S-1中,所述超声振荡的功率为180~230W,频率为32~36kHz。
通过实施上述技术方案,清洗后的晶片,使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低至少50个以内/片,≥0 .13μm颗粒一次去除率至少95%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0 .08×10¹0atoms/cm2。
附图说明
图1为本发明所述清洗方法的流程图;
图2为采用实施例1清洗方法得到的晶片使用表面缺陷检测仪测定结果图;
图3为采用实施例2清洗方法得到的晶片使用表面缺陷检测仪测定结果图;
图4为采用实施例4清洗方法得到的晶片使用表面缺陷检测仪测定结果图;
图5为采用对比例1清洗方法得到的晶片使用表面缺陷检测仪测定结果图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外,下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。因此,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开的一种晶片表面的清洗方法,在现有的RCA湿法清洗工艺基础上进行改进,参见图1,包括如下步骤:
S-1.晶片使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
S-2.冲洗碱洗清洗液清洗后的晶片;
S-3.冲洗后的晶片使用酸性清洗剂进行清洗,同时进行超声振荡;
S-4.冲洗酸洗清洗液清洗后的晶片;
S-5.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-6.刷洗后的晶片使用SPM清洗液进行清洗,同时使用刷头与兆声震荡,进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗;
S-7.步骤S-6清洗后的晶片依次使用SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液进行清洗;
S-8.冲洗步骤S-7清洗后的晶片;
S-9.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-10.刷洗后的晶片依次使用臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗,冲洗,得到清洗完成的晶片。
改进点之一在于:
将化学清洗、超兆声清洗与物理清洗相结合,在用清洗液清洗的同时,开启兆声震荡,并同时采用刷头进行刷洗。
化学清洗、超兆声清洗与物理清洗都是晶片清洗中会使用到的清洗方式,本发明将其三者结合,在本领域的技术人员看来,是简单的。但是,实际上,晶片清洗过程是一个复杂又矛盾的过程,体现在其一,清洗步骤复杂,需要使用到酸性清洗液、碱性清洗液、SPM清洗液、SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液等多种清洗液,同时,有需要选择性在步骤中借助超声或兆声震荡;其二在于,各清洗步骤的清洗程度的把控难度大,清洗力度不彻底,难以达到理想的清洗效果,清洗过度,容易损坏晶片,影响晶片的性能。
在这种情况下,本发明对化学清洗、兆声清洗与物理清洗相结合用于哪一步骤中进行了探究,发明人发现,在步骤S-6中,也就是使用SPM清洗液进行清洗时,增加兆声震荡与物理清洗,不会对晶片造成损伤,而且具有意料之外的清洗效果,该清洗效果,比在任何其它步骤,例如步骤S-1、S-3、S-7、S-10中增加兆声震荡与物理清洗,都要好。
本发明还将物理清洗选择刷头刷洗,通常认为刷洗对晶片的质量是不利的,在晶片的清洗过程中,通常是采用没有接触式作用力的清洗方式,例如清洗液、超声震荡等,物理清洗也多采用例如机械振动的方式。本发明在步骤S-6中,采用刷头进行刷洗,显示对晶片质量并没有损伤。
改进点之二在于:
在改进点之一的基础上,对刷头上的刷毛进行优选,尤其是刷毛的直径和分布密度,刷毛直径为0.05~0.1mm,刷毛的分布密度为5~20根/cm2。无论是刷毛的直径还是刷毛的密度,都对清洗效果有显著影响。直径在0.1mm以上,清洗效果差,而且对晶片具有一定的损伤,在0.05mm以下,无法保证清洗效果。刷毛密度过小,刷毛直径的间隙大,无法达到理想的刷洗效果,尤其是在晶片上粘附力强的杂质。刷毛密度过大,清洗效果也不佳。
对刷毛的选择并不是独立的,综合清洗效果,发明人发现,刷毛的选择还与兆声震荡的兆声频率是相关的,当为兆声频率800~900KHZ时,与上述直径和密度范围内的刷毛配合,具有更优的清洗效果。
改进点之三在于:
在改进点之一的基础上,在步骤S-6的SPM清洗液中,加入特定粒径的混洗颗粒,有助于提高清洗效果。所述混洗颗粒的粒径优选在10-30nm之间。混洗颗粒需要耐腐蚀,优选为陶瓷颗粒、二氧化硅颗粒、PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合。
在上述优选颗粒的基础上,进行了进一步研究,发现使用陶瓷颗粒、二氧化硅颗粒,虽然清洗效果有提高,但是晶片性能受到影响,而采用PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合,没有出现该问题。
实施例1:
一种晶片表面的清洗方法,以Sic Wafer衬底的清洗为例,包括如下步骤:
S-1. Sic Wafer衬底使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
将Sic Wafer衬底浸泡在碱性清洗液中10min,同时开启超声振荡器,碱性清洗液为质量浓度为15%的氢氧化钠溶液,超声功率为200W,频率为35kHz。
S-2. 碱性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-3. 冲洗后的Sic Wafer衬底使用酸性清洗剂进行超声震荡处理,酸性清洗剂采用质量浓度为5%的硫酸溶液,超声功率为200W,频率为35kHz,药液温度55℃,超声时长10min,去离子水喷淋冲洗10min。
S-4. 酸性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-5. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中 (12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液),同时使用防腐蚀的PTFE材质制成的刷头(刷毛直径为0.05mm,分布密度为约10根/平方厘米)与兆声震荡器(兆声频率为900KHZ,兆声震荡时间为10min),进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗,清洗时间10min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。
S-7. 将Sic Wafer衬底浸泡SC1 清洗液(7000mL氨水、6500mL双氧水和2000mL超纯水的混合液)、SC2清洗液(5500mL盐酸、6500mL双氧水和3500mL超纯水的混合液)、DHF清洗液(2000mL氢氟酸和13600mL超纯水的混合液)药液分别采用浸泡式化学清洗,各5min,每次药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物。
S-8. 使用常温的去离子水喷淋冲洗步骤S-7清洗后的Sic Wafer衬底10min。
S-9. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-10. 刷洗后的Sic Wafer衬底依次使用O3水,SC1 (9000mL氨水、45000mL水的混合液) ,DHF(3000mL氢氟酸和12000mL水的混合液)药液,采用喷淋式单槽化学清洗,间隔处理2次,每次药液清洗完,使用QDR冲洗Wafer表面残留污物,得到清洗完成的Sic Wafer衬底。
使用表面缺陷检测仪测定,检测结果如图2所示,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低52个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达95.22%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.08×10¹0atoms/cm2。
实施例2:
一种晶片表面的清洗方法,以Sic Wafer衬底的清洗为例,包括如下步骤:
S-1. Sic Wafer衬底使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
将Sic Wafer衬底浸泡在碱性清洗液中10min,同时开启超声振荡器,碱性清洗液为质量浓度为15%的氢氧化钠溶液,超声功率为200W,频率为35kHz。
S-2. 碱性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-3. 冲洗后的Sic Wafer衬底使用酸性清洗剂进行超声震荡处理,酸性清洗剂采用质量浓度为5%的硫酸溶液,超声功率为200W,频率为35kHz,药液温度55℃,超声时长10min,去离子水喷淋冲洗10min。
S-4. 酸性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-5. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中 (12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液),同时使用防腐蚀的PTFE材质制成的刷头(刷毛直径为0.08mm,分布密度为约15根/平方厘米)与兆声震荡器(兆声频率为850KHZ,兆声震荡时间为15min),进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗,清洗时间15min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。
S-7. 将Sic Wafer衬底浸泡SC1 清洗液(7000mL氨水、6500mL双氧水和2000mL超纯水的混合液)、SC2清洗液(5500mL盐酸、6500mL双氧水和3500mL超纯水的混合液)、DHF清洗液(2000mL氢氟酸和13600mL超纯水的混合液)药液分别采用浸泡式化学清洗,各5min,每次药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物。
S-8. 使用常温的去离子水喷淋冲洗步骤S-7清洗后的Sic Wafer衬底10min。
S-9. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-10. 刷洗后的Sic Wafer衬底依次使用O3水(二氧化碳、氧气、纯水臭氧浓度大于30ppm),SC1 (9000mL氨水、45000mL水的混合液) ,DHF(3000mL氢氟酸和12000mL水的混合液)药液,采用喷淋式单槽化学清洗,间隔处理2次,每次药液清洗完,使用QDR冲洗Wafer表面残留污物,得到清洗完成的Sic Wafer衬底。
使用表面缺陷检测仪测定,检测结果如图3所示,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低54个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达95.52%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.08×10¹0atoms/cm2。
实施例3:
一种晶片表面的清洗方法,以Sic Wafer衬底的清洗为例,包括如下步骤:
S-1. Sic Wafer衬底使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
将Sic Wafer衬底浸泡在碱性清洗液中10min,同时开启超声振荡器,碱性清洗液为质量浓度为15%的氢氧化钠溶液,超声功率为200W,频率为35kHz。
S-2. 碱性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-3. 冲洗后的Sic Wafer衬底使用酸性清洗剂进行超声震荡处理,酸性清洗剂采用质量浓度为5%的硫酸溶液,超声功率为200W,频率为35kHz,药液温度55℃,超声时长10min,去离子水喷淋冲洗10min。
S-4. 酸性清洗液浸泡清洗后的Sic Wafer衬底使用常温的去离子水喷淋冲洗10min。
S-5. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中 (12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液),同时使用防腐蚀的PTFE材质制成的刷头(刷毛直径为0.06mm,分布密度为约20根/平方厘米)与兆声震荡器(兆声频率为900KHZ,兆声震荡时间为10min),进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗,清洗时间10min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。
相较于前面的实施例,在该步骤中,在SPM清洗液中加入粒径为
S-7. 将Sic Wafer衬底浸泡SC1清洗液 (7000mL氨水、6500mL双氧水和2000mL超纯水的混合液)、SC2清洗液(5500mL盐酸、6500mL双氧水和3500mL超纯水的混合液)、DHF清洗液(2000mL氢氟酸和13600mL超纯水的混合液)药液分别采用浸泡式化学清洗,各5min,每次药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物。
S-8. 使用常温的去离子水喷淋冲洗步骤S-7清洗后的Sic Wafer衬底10min。
S-9. 对Sic Wafer衬底正反两面进行物理刷洗。
S-10. 刷洗后的Sic Wafer衬底依次使用O3水(二氧化碳、氧气、纯水臭氧浓度大于30ppm),SC1 (9000mL氨水、45000mL水的混合液) ,DHF(3000mL氢氟酸和12000mL水的混合液)药液,采用喷淋式单槽化学清洗,间隔处理2次,每次药液清洗完,使用QDR冲洗Wafer表面残留污物,得到清洗完成的Sic Wafer衬底。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低52个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达96.01%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.07×10¹0atoms/cm2。
实施例4:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6的SPM清洗液中加入混洗颗粒,混洗颗粒采用10-12nm之间的PTFE颗粒。
使用表面缺陷检测仪测定,检测结果如图4所示,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低68个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达98.82%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.04×10¹0atoms/cm2。
实施例5:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6的SPM清洗液中加入混洗颗粒,混洗颗粒采用10-12nm之间的二氧化硅颗粒。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低65个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达97.34%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.05×10¹0atoms/cm2。
实施例6:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6的SPM清洗液中加入混洗颗粒,混洗颗粒采用12-15nm之间的陶瓷颗粒。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低62个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达97.15%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.05×10¹0atoms/cm2。
实施例7:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6的SPM清洗液中加入混洗颗粒,混洗颗粒采用20-25nm之间的FEP颗粒。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低66个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达98.64%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.04×10¹0atoms/cm2。
实施例8:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6的SPM清洗液中加入混洗颗粒,混洗颗粒采用20-25nm之间的PFA颗粒。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低66个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达98.69%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.04×10¹0atoms/cm2。
对比例1:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6中不使用刷头刷洗与兆声震荡的结合,也即S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中(12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液)进行清洗,清洗时间10min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。该方案也是本具体实施方法中所说的“传统工艺”,作为各实施例的对比基础。
使用表面缺陷检测仪测定,检测结果参见图5,≥0.13μm颗粒一次去除率达89.71%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.2×10¹0atoms/cm2。
对比例2:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6中不使用刷头刷洗与兆声震荡的结合,延长清洗时间,也即S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中(12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液)进行清洗,清洗时间20min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低8个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达90.03%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.2×10¹0atoms/cm2。
对比例3:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6中不使用刷头刷洗,仅采用兆声震荡,也即S-6.将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中(12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液)进行清洗,同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ,兆声震荡时间为10min),清洗时间10min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低24个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达93.47%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.1×10¹0atoms/cm2。
对比例4:
与实施例1的区别在于,在步骤S-6中不使用刷头刷洗与兆声震荡的结合,也即S-6. 将Sic Wafer衬底浸泡入SPM清洗液中(12000mL的硫酸和3000mL双氧水的混合液)进行清洗,清洗时间10min。药液清洗完,使用去离子水冲洗Sic Wafer衬底表面残留污物,冲洗时同时使用兆声震荡器(兆声频率为900KHZ)。而在步骤S-7中使用刷头刷洗与兆声震荡的结合,S-7. 将Sic Wafer衬底浸泡SC1 清洗液(7000mL氨水、6500mL双氧水和2000mL超纯水的混合液)、SC2清洗液(5500mL盐酸、6500mL双氧水和3500mL超纯水的混合液)、DHF清洗液(2000mL氢氟酸和13600mL超纯水的混合液)药液分别采用浸泡式化学清洗,各5min。浸泡清洗的同时使用防腐蚀的PTFE材质制成的刷头(刷毛直径为0.05mm,分布密度为约10根/平方厘米)与兆声震荡器(兆声频率为900KHZ,兆声震荡时间为10min),进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗,清洗时间与浸泡清洗时间一致。每次药液清洗完,使用去离子水冲洗SicWafer衬底表面残留污物。
使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低26个以内/片,≥0.13μm颗粒一次去除率达93.88%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.1×10¹0atoms/cm2。
传统工艺的清洗,≥0.13μm颗粒一次去除率达89.71%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0.2×10¹0atoms/cm2。采用上述各实施例的清洗方法,清洗后的晶片,使用表面缺陷检测仪测定,≥0.3μm的颗粒较传统工艺平均降低至少50个以内/片,≥0 .13μm颗粒一次去除率至少95%。通过ICP-MS测定,钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、银离子、锡离子、钨离子、铅离子残留量低至0 .08×10¹0atoms/cm2。清洗效果具有明显的提升。
Claims (10)
1.一种晶片表面的清洗方法,包括依次使用碱性清洗液、酸性清洗液、SPM清洗液清洗、SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液、臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗的步骤,其特征在于,在使用SPM清洗液清洗的步骤中,使用兆声震荡和刷头刷洗。
2.根据权利要求1所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,包括如下步骤:
S-1.晶片使用碱性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
S-2.冲洗碱洗清洗液清洗后的晶片;
S-3.冲洗后的晶片使用酸性清洗液进行清洗,同时进行超声振荡;
S-4.冲洗酸洗清洗液清洗后的晶片;
S-5.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-6.刷洗后的晶片使用SPM清洗液进行清洗,同时使用刷头刷洗与兆声震荡,进行物理、浸泡式化学和高频震荡组合的混合清洗;
S-7.步骤S-6清洗后的晶片依次使用SC1清洗液、SC2清洗液、DHF清洗液进行清洗;
S-8.冲洗步骤S-7清洗后的晶片;
S-9.冲洗后的晶片进行双面刷洗;
S-10.刷洗后的晶片依次使用臭氧水、SC1清洗液、DHF清洗液进行清洗,冲洗,得到清洗完成的晶片。
3.根据权利要求2所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,步骤S-6中的刷头采用PTFE、FEP、PFA中的任一种材质制成的刷头。
4.根据权利要求3所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,所述刷头上的刷毛直径为0.05~0.1mm。
5.根据权利要求4所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,所述刷头上刷毛的分布密度为5~20根/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,步骤S-6中的所述兆声震荡的兆声频率为800~900KHZ,兆声震荡时间为5~15min。
7.根据权利要求2所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,步骤S-6中,在SPM清洗液中加入混洗颗粒,所述混洗颗粒的粒径为10-30nm。
8.根据权利要求7所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,所述混洗颗粒采用陶瓷颗粒、二氧化硅颗粒、PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合。
9.根据权利要求8所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,所述混洗颗粒采用PTFE颗粒、FEP颗粒或PFA颗粒中任一种或多种混合。
10.根据权利要求2所述的一种晶片表面的清洗方法,其特征在于,步骤S-1中,所述超声振荡的功率为180~230W,频率为32~36kHz。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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