[發(fā)明專利]一種以拋代洗的藍(lán)寶石襯底晶片表面潔凈方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310362887.4
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103521474A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭偉艷;曾錫強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 曾錫強(qiáng)
• 主分類號: B08B3/08
• 分類號: B08B3/08;B08B3/10;B24B29/02;H01L21/3065
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于CMP后晶片表面的潔凈技術(shù)，尤其涉及一種以拋代洗的藍(lán)寶石襯底材料表面潔凈方法。

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背景技術(shù)

????作為繼Si、GaAs之后的第三代半導(dǎo)體材料的GaN，無疑成為LED芯片制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的里程碑，目前大力發(fā)展氮化鎵基LED發(fā)光材料已經(jīng)成為進(jìn)年來的照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和重點(diǎn)。由于GaN很難制備體材料，必須在其它襯底材料上生長薄膜，因此對于GaN基的LED芯片的制造，襯底的選擇是首要考慮的因素。GaN的襯底材料有多種，包括藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鎂、氧化鋅等，在眾多材料中，藍(lán)寶石襯底材料成為成本和工藝可行性的首選材料。目前隨著節(jié)能減排及綠色能源的再次提出，作為制作發(fā)光器件襯底的藍(lán)寶石晶片加工成為人們研究的焦點(diǎn)。

藍(lán)寶石襯底晶片材料是由最初的三氧化二鋁顆粒轉(zhuǎn)化為光滑的薄晶片，整個過程中經(jīng)過長晶、掏棒、切片、退火、研磨、拋光等幾十道工序，每經(jīng)過一次工序的加工，藍(lán)寶石襯底晶片都進(jìn)行了一次加工污染，因此藍(lán)寶石襯底晶片材料的每個加工程序后都需要進(jìn)行清洗，而且每步的清洗結(jié)果都直接影響下一步的加工工序的難度，影響著產(chǎn)品質(zhì)量的提高。尤其作為表面處理技術(shù)之一的拋光后表面潔凈技術(shù)尤其重要。

目前藍(lán)寶石襯底批量生產(chǎn)后晶片表面能量高、表面張力大、殘留拋光液分布不均、沾污金屬離子和殘存顆粒等現(xiàn)象都有出現(xiàn)。從而降低了藍(lán)寶石襯底晶片的成品率，進(jìn)而影響后續(xù)器件的加工。

化學(xué)機(jī)械拋光后藍(lán)寶石晶片表面的污染主要有殘留拋光液、磨料顆粒以及其它顆粒、有機(jī)物和金屬離子污染等幾大污染，所以藍(lán)寶石襯底材料拋光后的清洗一般按以上三大類來進(jìn)行。

目前藍(lán)寶石襯底的清洗方法有很多，如傳統(tǒng)的RCA清洗、超聲清洗、兆聲清洗、機(jī)械擦洗以及旋轉(zhuǎn)噴淋清洗、等離子體清洗、激光束清洗等。清洗技術(shù)發(fā)展至今，但通常適用于工業(yè)生產(chǎn)的還是傳統(tǒng)溶液浸泡來進(jìn)行清洗，一般步驟多，消耗化學(xué)品和去離子水也多，且強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑的使用不但操作危險，且易揮發(fā)造成環(huán)境污染，以及對操作人員身體造成傷害等。

中國專利公布號CN102632055A，公布日2012年8月15日，名稱為一種藍(lán)寶石襯底的清洗方法，該申請案公開了一種藍(lán)寶石襯底的清洗方法，將經(jīng)過除有機(jī)雜質(zhì)、無機(jī)金屬雜質(zhì)清洗后的藍(lán)寶石襯底材料在電子純的有機(jī)溶劑中兆聲波清洗，用電子級超純水清洗，用氨水、過氧化氫、水組成的混合液清洗，用強(qiáng)酸清洗。其不足之處在于，所用清洗方法中消耗化學(xué)品和去離子水多，且強(qiáng)酸的使用不但操作危險且易揮發(fā)造成環(huán)境污染。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有藍(lán)寶石清洗技術(shù)步驟多，消耗化學(xué)品和去離子水多，且強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑的使用不但操作危險，且易揮發(fā)造成環(huán)境污染，以及對操作人員身體造成傷害的缺陷而提供一種環(huán)保、降低成本、保護(hù)操作人員的以拋代洗的藍(lán)寶石襯底材料表面潔凈方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種以拋代洗的藍(lán)寶石襯底材料表面潔凈方法，所述表面潔凈方法包括以下步驟：

a）藍(lán)寶石襯底材料在拋光工序結(jié)束拋光后，將氧化液通入拋光機(jī)進(jìn)行二次拋光，壓力為0.05-0.1MPa，流量500-700mL/min，拋光時間為120-150s；所述氧化液中的有效成分為電解金剛石膜所得的陽極強(qiáng)氧化液；

b）再將螯合劑與表面活性劑配制成的清洗液通入拋光機(jī)進(jìn)行再次拋光，壓力為0.05-0.1MPa，流量為500-700mL/min，拋光時間為120-150s；

c）最后通入去離子水進(jìn)行水拋，壓力位0.04-0.06MPa，流量為900-1200mL/min，時間120-180s；

d）將清洗完的藍(lán)寶石襯底材料從拋光機(jī)內(nèi)取出，在甩干機(jī)內(nèi)通入氮?dú)馑Ω伞⒋蹈伞?/p>

在本技術(shù)方案中，在拋光后將通入的拋光液停止，更改為通入氧化液與清洗液，同時改變相應(yīng)的壓力、轉(zhuǎn)速與氧化液與清洗液流量即可進(jìn)行拋光后藍(lán)寶石晶片的清洗。主要是由于假如藍(lán)寶石晶片拋光時磨料濃度較高，拋光后拋光液殘留嚴(yán)重，且拋光后擱置較長時間后再清洗，會導(dǎo)致拋光液磨料以及拋光液成分殘留在晶片表面，并由物理吸附轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附的形式吸附在表面，使得清洗難度增加。要注意的是拋光液所通的管路與氧化液或清洗液所通的管路要分開，獨(dú)立使用。