高新研磨后晶片的清洗技术与流程

高新研磨后晶片的清洗技术与流程

1.本发明涉及半导体材料技术领域,尤其涉及一种研磨后晶片的清洗方法。

背景技术:

2.磷化铟晶片是重要的化合物半导体材料,具有电子迁移率高、耐辐射性能好、禁带宽度大、热导率高、击穿电场高等优点,其在光子领域(波长为1000nm以上的发射和探测能力)和射频领域(高频rf应用中的高速和低噪声性能)中占有重要的地位。对于军事通信、雷达和辐射测量等性能驱动型利基市场以及自动测试设备的首选,在微波、毫米波电路及高速数字集成电路的制备中是首选的衬底材料。并且在5g通信时代,对比其他半导体材料而言,磷化铟材料的性能更好,尽管现如今磷化铟材料的技术受到其他半导体材料技术的挑战,但是凭借其优越的性能,依旧是未来半导体材料的主流材料,并且对于产品性能的提高和更高的追求,未来对于磷化铟技术的开发与提升,拥有更广阔的发展前景。
3.磷化铟晶片是由磷化铟晶棒进行加工而成,在加工的过程中,会在晶片的表面产生锯纹,晶片内部产生内应力,并且晶片切割后,其厚度较产品具有很大的差距。在切片后,抛光之前需要进行研磨处理,主要是修复表面的锯纹、锯线以及表面细小的划伤、划痕等损伤,调节表面的平整度与表面内应力,研磨后的晶片经过简单的清洗即进行后续的腐蚀工序。
4.但是在实际生产过程中,经过研磨后,研磨液的残留物、研磨掉的晶片本身的材料,以及研磨盘上的磨损料形成混合物,附着在晶片表面,仅经过简单的清洗根本清洗不掉,而在实际生产过程中也发现磷化铟晶片在进行多次腐蚀之后,一些晶片上出现未清洗干净的情况,即使调节腐蚀的时间以及清洗时间后,情况并未出现任何改观,经过查找发现是研磨后的晶片清洗不干净,晶片上残留着研磨液杂质等附着物导致,可见,现在急需提出一种能够对研磨后的磷化铟晶片清洗干净的清洗方法。

技术实现要素:

5.针对上述问题,本发明的目的在于公开一种研磨后晶片的清洗方法,在晶片腐蚀前,能够有效去除晶片表面的研磨液杂质等附着物,增加晶片表面的洁净度,进而提高腐蚀时晶片掉量的均匀性。
6.具体的,本发明的一种研磨后晶片的清洗方法,所述清洗方法是将晶片经过金属清洗剂清洗完成后,再先后分别使用碱溶液和酸溶液各清洗一次。
7.由于磷化铟晶片特殊的性质,传统的只使用金属清洗剂的方式,并不能清洗干净晶片表面的深层附着物,且由于研磨结束后,晶片表面含有大量的研磨液和磨料的混合杂质,如果直接使用碱溶液清洗或酸溶液清洗,晶片表面附着的混合杂质会影响晶片表面氧化层、晶片和碱溶液或酸溶液的反应,不仅浪费清洗溶液,且清洗效率不高、清洗效果不好,因此,本申请先使用金属清洗剂清洗掉大部分杂质,再使用碱溶液,清洗掉晶片表面杂质的同时,消减晶片本身的材料,最后使用酸溶液,中和掉晶片表面的碱溶液,并进一步去除杂
质,达到增加晶片表面洁净度的效果。
8.进一步,所述碱溶液为氢氧化钠溶液和双氧水的混合溶液,所述氢氧化钠溶液和双氧水的体积比为57%~60%:40%~43%。
9.进一步,所述氢氧化钠溶液的质量浓度为2.5%。
10.进一步,所述酸溶液为柠檬酸溶液和稀硫酸溶液的混合溶液,所述柠檬酸溶液和稀硫酸溶液的体积比为5~6:1。
11.进一步,所述柠檬酸溶液的质量分数为60%~75%,所述稀硫酸溶液的质量分数为20%~30%。
12.进一步,所述清洗方法具体包括以下步骤:
13.预清洗:将研磨后的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
14.一次清洗:配制体积浓度为5-20%的金属清洗剂溶液,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,不断抖动晶片,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
15.二次清洗:分别量取氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中进行第二次清洗,清洗完成后,用去离子水进行冲洗2-3min;
16.三次清洗:分别量取柠檬酸溶液和稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将二次清洗完成后的晶片置于酸溶液中进行第三次清洗,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
17.进一步,所述一次清洗的温度为70-90℃,清洗时间为10-15min。
18.进一步,所述二次清洗的温度为25-30℃,清洗时间为30-60s。
19.进一步,所述一次清洗的温度为25-30℃,清洗时间为30-40s。
20.本发明的有益效果:
21.本发明公开了一种研磨后晶片的清洗方法,先使用金属清洗剂,去除晶片表面容易脱落的杂质,再使用碱溶液除去表面剩余的残留物,最后通过酸溶液清洗中和碱溶液清洗过程中残留在晶片表面的碱,并且清洗晶片表面的悬浮物,使其沉淀,从而达到有效去除晶片表面杂质,增加晶片洁净度的效果。
具体实施方式
22.以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明:
23.本发明的一种研磨后晶片的清洗方法,将研磨后的晶片经过金属清洗剂清洗完成后,再先后分别使用碱溶液和酸溶液各清洗一次,具体如下:
24.实施例一
25.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
26.一次清洗:配制体积浓度为15%的金属清洗剂溶液,金属清洗剂选择北京东洋化工有限公司所生产的东洋金属清洗剂,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于80℃的温度下,让整片晶片都浸泡在溶液中,不断抖动晶片清洗15min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中3min;
27.二次清洗:按照57%:43%的体积比,分别量取质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中,于30℃温度下,进行第二次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水进行冲洗浸泡3min;
28.三次清洗:按照5:1的体积比分别量取质量分数为65%的柠檬酸溶液和质量分数为30%的稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将二次清洗完成后的晶片置于酸溶液中,于28℃温度下,进行第三次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
29.实施例二
30.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
31.一次清洗:配制体积浓度为5%的金属清洗剂溶液,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于90℃的温度下,让整片晶片都浸泡再溶液中,不断抖动晶片清洗12min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
32.二次清洗:按照60%:40%的体积比,分别量取质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中,于30℃温度下,进行第二次清洗,清洗60s,清洗完成后,用去离子水进行冲洗2min;
33.三次清洗:按照6:1的体积比分别量取质量分数为75%的柠檬酸溶液和质量分数为20%的稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将二次清洗完成后的晶片置于酸溶液中,于25℃温度下,进行第三次清洗,清洗40s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
34.实施例三
35.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
36.一次清洗:配制体积浓度为20%的金属清洗剂溶液,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于70℃的温度下,让整片晶片都浸泡再溶液中,不断抖动晶片清洗10min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
37.二次清洗:按照55%:45%的体积比,分别量取质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中,于25℃温度下,进行第二次清洗,清洗40s,清洗完成后,用去离子水进行冲洗3min;
38.三次清洗:按照5:1的体积比分别量取质量分数为70%的柠檬酸溶液和质量分数为25%的稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将二次清洗完成后的晶片置于酸溶液中,于25℃温度下,进行第三次清洗,清洗35s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
39.对比例一
40.本对比例和实施例一相比,其不同之处在于,本对比例在使用省略了酸溶液清洗的步骤,具体为:
41.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
42.一次清洗:配制体积浓度为15%的金属清洗剂溶液,金属清洗剂选择北京东洋化工有限公司所生产的东洋金属清洗剂,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于80℃的温度下,让整片晶片都浸泡在溶液中,不断抖动晶片清洗15min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中3min;
43.二次清洗:按照57%:43%的体积比,分别量取质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中,于30℃温度下,进行第二次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
44.对比例二
45.本对比例和实施例一相比,其不同之处在于,本对比例在使用省略了碱溶液清洗的步骤,具体为:
46.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
47.一次清洗:配制体积浓度为15%的金属清洗剂溶液,金属清洗剂选择北京东洋化工有限公司所生产的东洋金属清洗剂,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于80℃的温度下,让整片晶片都浸泡在溶液中,不断抖动晶片清洗15min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中3min;
48.二次清洗:按照5:1的体积比分别量取质量分数为65%的柠檬酸溶液和质量分数为30%的稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将一次清洗完成后的晶片置于酸溶液中,于28℃温度下,进行第二次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
49.对比例三
50.本对比例和实施例一相比,其不同之处在于,本对比例仅使用金属清洗剂对晶片进行清洗,具体为:
51.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
52.一次清洗:配制体积浓度为15%的金属清洗剂溶液,金属清洗剂选择北京东洋化工有限公司所生产的东洋金属清洗剂,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,于80℃的温度下,让整片晶片都浸泡在溶液中,不断抖动晶片清洗15min,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,即可进入下一工序。
53.对比例四
54.本对比例和实施例一相比,其不同之处在于,本对比例省略了金属清洗剂清洗的步骤,具体为:
55.预清洗:选取同一条晶棒上的晶片20片,先将晶片进行研磨后,将研磨过的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;
56.一次清洗:按照57%:43%的体积比,分别量取质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中,于
30℃温度下,进行第一次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水进行冲洗浸泡3min;
57.二次清洗:按照5:1的体积比分别量取质量分数为65%的柠檬酸溶液和质量分数为30%的稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将一次清洗完成后的晶片置于酸溶液中,于28℃温度下,进行第二次清洗,清洗30s,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。
58.对实施例一~实施例三,对比例一~对比例四清洗完成后的晶片进行腐蚀,同时以研磨后不进行清洗,直接进行腐蚀的晶片作为空白对照,晶片腐蚀方法为:
59.按照双氧水80%,硫酸5%,冰醋酸5%,盐酸10%的配比,配制得到腐蚀液,将清洗完成的晶片置于腐蚀液中,于28℃的温度下,腐蚀2min,腐蚀完成后将晶片取出,用去离子水清洗干净后,浸泡于酒精中脱水,烘干,得到晶片样本。
60.对得到的晶片样本的掉量和表面情况清洗检测,检测结果如表1所示
61.表1
[0062][0063][0064]
由表1可以看出,采用本发明的研磨后晶片的清洗方法,能够在一定程度上保证后续的晶片腐蚀的质量,且通过实施例和对比例的对比可以看出,本发明的清洗方法,各步骤之间缺一不可,相辅相成,最终达到对晶片清洗干净的技术效果。
[0065]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征:
1.一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述清洗方法是将晶片经过金属清洗剂清洗完成后,再先后分别使用碱溶液和酸溶液各清洗一次。2.根据权利要求1所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述碱溶液为氢氧化钠溶液和双氧水的混合溶液,所述氢氧化钠溶液和双氧水的体积比为57%~60%:40%~43%。3.根据权利要求2所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述氢氧化钠溶液的质量浓度为2.5%。4.根据权利要求1所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述酸溶液为柠檬酸溶液和稀硫酸溶液的混合溶液,所述柠檬酸溶液和稀硫酸溶液的体积比为5~6:1。5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述清洗方法具体包括以下步骤:预清洗:将研磨后的晶片表面用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;一次清洗:配制体积浓度为5-20%的金属清洗剂溶液,将晶片从去离子水中捞出,置于金属清洗剂溶液中,不断抖动晶片,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,浸泡于去离子水中;二次清洗:分别量取氢氧化钠溶液和双氧水,搅拌混合均匀后配制得到碱溶液,将经过一次清洗的晶片从去离子水中捞出,置于碱溶液中进行第二次清洗,清洗完成后,用去离子水进行冲洗2-3min;三次清洗:分别量取柠檬酸溶液和稀硫酸溶液,搅拌混合均匀配制得到酸溶液,将二次清洗完成后的晶片置于酸溶液中进行第三次清洗,清洗完成后,用去离子水冲洗干净,即可进入下一工序。6.根据权利要求5所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述一次清洗的温度为70-90℃,清洗时间为10-15min。7.根据权利要求5所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述二次清洗的温度为25-30℃,清洗时间为30-60s。8.根据权利要求5所述的一种研磨后晶片的清洗方法,其特征在于,所述一次清洗的温度为25-30℃,清洗时间为30-40s。
技术总结
本发明公开了一种研磨后晶片的清洗方法,涉及半导体材料技术领域。本发明的一种研磨后晶片的清洗方法,所述清洗方法是将晶片经过金属清洗剂清洗完成后,再先后分别使用碱溶液和酸溶液各清洗一次,具体为:将研磨后的晶片表面用去离子水冲洗干净,置于金属清洗剂溶液中,不断抖动晶片,清洗完成后,取出用去离子水冲洗干净后,置于碱溶液中进行第二次清洗,清洗完成后,用去离子水进行冲洗2

技术开发人、权利持有人:周一 毕洪伟

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