[發明專利]一種多線切割后的碳化硅晶片清洗方法

在審

• 申請號: 202111157025.9
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113857140A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 王升;陳輝;李有群;賀賢漢
• 申請（專利權）人: 安徽微芯長江半導體材料有限公司
• 主分類號: B08B3/08
• 分類號: B08B3/08;B08B3/10;B08B3/12;B08B3/04
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所(普通合伙) 34105
• 代理人: 李坤

本發明公開了一種多線切割后的碳化硅晶片清洗方法，將裝有碳化硅晶片的承載花藍依次經過清洗前預處理、QDR鼓泡及快排、市水超聲清洗、藥液超聲清洗、市水超聲漂洗和熱風干燥等多個工藝步驟實現多線切割后的碳化硅晶片清洗。本發明解決了現有多線切割后碳化硅晶片手工逐片擦拭清洗的弊端，可一次實現多片碳化硅晶片的自動化清洗；此外，清洗藥液制作簡單，并且使用后的藥液可經過處理后重復使用，降低清洗成本，經濟效益和環保效益獲得明顯提高。

技術領域

本發明涉及一種多線切割后的碳化硅晶片清洗方法。

背景技術

碳化硅是第三代半導體材料，與第一代半導體材料硅，第二代半導體材料砷化鎵、磷化銦相比，它具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率等性能優勢，可有效突破傳統硅基功率半導體器件及其材料的物理極限，特別適用于 5G 射頻器件和高電壓功率器件。碳化硅晶體已在智能電網、電動汽車、軌道交通、新能源并網、開關電源、工業電機以及家用電器等領域得到應用，并展現出良好的發展前景，碳化硅晶體目前已成為國內外投資熱點。碳化硅晶體制備目前以PVT法為主，長出的碳化硅晶體需經過多線切割、研磨、拋光等加工工序，獲得的單晶薄片作為襯底材料，經過外延生長、器件制造等環節，方可制成碳化硅基功率器件和微波射頻器件。每一道加工工序結束后都需要對碳化硅晶片進行清洗，晶片清洗是碳化硅晶片加工和器件生產中至關重要的環節。由于碳化硅硬度較大，目前碳化硅晶體多線切割基本上都是使用金剛石砂漿，切割后晶片與晶片之間緊密相粘，分開后表面布滿大量的污漬如圖1所示，污漬中以金剛石和碳化硅微粉為主，還有少量有機物。目前碳化硅晶片的清洗已有相關專利CN201010179864.6、CN201810466773.7和CN201811302593.1等，但這些專利基本上是針對研磨、拋光后的晶片，清洗后潔凈度要求高，在清洗前這些晶片表面污漬相對較少，專利中的清洗方法主要用于清除肉眼不可見的有機及無機顆粒。多線切割后的清洗主要是為了滿足下一步雙面研磨前的無肉眼可見污漬的要求，潔凈度要求比研磨拋光后的潔凈度要求低，這些專利中大量使用純水、高純氣體和多種酸堿，完全不適合多線切割后的晶片清洗。目前對于多線切割后的晶片清洗基本上都是采用手工擦拭清洗的方式，效率低，清洗質量不穩定。隨著市場對碳化硅襯底片需求的飛速增長，這種方式已遠遠不能滿足大批量生產的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多線切割后的碳化硅晶片清洗方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種多線切割后的碳化硅晶片清洗方法，多線切割后的碳化硅晶片依次經過如下工藝步驟：

S1，清洗前預處理：酸液浸泡碳化硅晶片，酸液為體積濃度為2～6%鹽酸溶液，浸泡時間為30～60min；

S2，一號QDR槽鼓泡及快排，所述的鼓泡氣源為壓縮空氣，壓縮空氣壓力為0.1～0.6Mpa，鼓泡時間60～120S，使用中水，溫度20～50℃，快排１～3次；

S3，二號槽市水超聲清洗，超聲頻率28Hz，超聲時間10～20min，水溫20～50℃；

S4，三號槽藥液超聲清洗，超聲頻率28Hz，超聲時間10～20min，藥液溫度50～80℃；

S5，四號槽藥液超聲清洗，超聲頻率40Hz，超聲時間10～20min，藥液溫度50～80℃，其中的藥液為質量百分濃度為0.5%-3%的NaOH溶液；

S6，五號槽市水超聲溢流漂洗，超聲頻率40Hz，超聲時間3～5min，水溫20～50℃,溢流速度3～10升／min；

S7，六號槽熱風干燥。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：碳化硅晶片通過清洗前預處理、QDR槽鼓泡快排，多頻率超聲清洗結合，能夠實現多線切割后的碳化硅晶片的批量清洗，清洗效果滿足下一道雙面磨工序的潔凈度要求。預處理藥液和清洗藥液配制簡單，預處理后的藥液可重復使用，清洗后的廢液處理后也可多次重復使用，可有效減少藥液的使用量，此外工藝簡單，可實現自動化清洗， 清洗質量、經濟效益和環保效益可獲得明顯提高。

附圖說明