[发明专利]一种单晶碳化硅衬底晶片清洗方法

说明书

本发明公开了一种单晶碳化硅衬底晶片清洗方法，包括以下步骤：步骤S10，冲洗处理：将抛光后的单晶碳化硅衬底晶片放到陶瓷盘中，调整水压调节阀，使水通过尖嘴喷水口打在陶瓷盘上的晶片，控制水流量去除晶体表面残留的抛光液和大颗粒的金属粒子等污染物；步骤S20，低频纯水超声处理；步骤S30，药液处理；步骤S40，QDR处理。本发明整道清洗制程后可以达到晶片表面0.5um的颗粒度≤1000，合格率在90％以上，对比现行的清洗效果有显著的提升，送入无尘室进行最终清洗，晶片的通过率相对原工艺提升13％～18％，因来料颗粒度减少且稳定性高，使得无尘室清洗机药剂寿命延长25％～30％。

技术领域

本发明涉及碳化硅衬底晶片加工技术领域，具体涉及一种单晶碳化硅衬底晶片清洗方法。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料，其具有禁带宽度大，击穿场强，热导率大，电子饱和漂移速度高，抗辐射能力强和良好化学稳定性等特性，成为新一代的电子器件关键材料。在节能减排、国防建设、电子信息等方面有着可催生出上万亿的市场。同时碳化硅与制作大功率微波、电力电子、光电子器件的重要材料GaN之间具有非常小的晶格失配和热膨胀系数差，使得碳化硅成为新一代宽禁带半导体器件的重要衬底材料。

碳化硅晶片作为衬底材料其表面的洁净度直接影响后段图形化及外延加工的良率及最终器件的性能稳定性。碳化硅晶体加工的工艺包含线切、研磨、倒角、退火、铜抛、抛光和100级无尘室清洗。且每道加工过程都有相应的清洗工序用于去除晶片表面的脏污和金属离子后进行下一道工序。而抛光是衬底加工中的最后一道对晶片的加工，抛光后清洗的效果直接决定无尘室晶片清洗的来料情况及最终衬底表面的洁净度品质。

抛光后的晶片表面残留抛光液、金属离子等污染物。传统的抛光后清洗方法是抛光后加工后从陶瓷盘上取下晶片，经过多槽的药液清洗，图1中1、3、5；搭配多槽的QDR清洗，图1中2、4、6，整个清洗制程用时在1～2小时。由于晶片表面残留的污染物特性与污染物的颗粒大小呈多样性，所以传统的清洗存在制程时间长，药液用量多，清洗后晶片表面的颗粒度数量波动大等问题。

因此，需要一种清洗制程时间短、清洗剂用量少，清洗后晶片表面颗粒少、各晶片间稳定性高的单晶碳化硅衬底晶片清洁的方法。

发明内容

本发明针对上述碳化硅衬底晶片抛光后清洗的问题，提供一种单晶碳化硅衬底晶片清洁的方法，通过增加前道预清洗的方法，减少药液槽及QDR槽的数量的新的清洗方法去除晶片表面的赃物颗粒；减少整个清洗的制程时间，减少清洗剂的用量及减少清洗后晶片表面的颗粒及提高清洗后各晶片间的稳定性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种单晶碳化硅衬底晶片清洗方法，包括以下步骤：

步骤S10，冲洗处理：将抛光后的单晶碳化硅衬底晶片放到陶瓷盘中，调整水压调节阀，使水通过尖嘴喷水口打在陶瓷盘上的晶片，控制水流量去除晶体表面残留的抛光液和大颗粒的金属粒子等污染物，通过转动陶瓷盘使水扫过陶瓷盘上晶片的每个位置；

步骤S20，低频纯水超声处理：将步骤S10冲洗后的单晶碳化硅衬底晶片放入低频纯水超声槽，进一步去除单晶碳化硅衬底晶片表面的大颗粒的污染物；

步骤S30，药液处理：将步骤S20低频纯水超声处理后的单晶碳化硅衬底晶片放入药液槽中，使用清洗剂清洗小颗粒的污染物；

步骤S40，QDR处理：将步骤S30药液处理后的单晶碳化硅衬底晶片放入QDR槽中，进行单晶碳化硅衬底晶片的表面清洗及残余清洗。

进一步的，步骤S10中，冲洗处理的装置包括：水压调节阀、扁平式喷水口、陶瓷盘。

进一步的，步骤S10中，尖嘴喷水口处套有扁平式的喷水口。

进一步的，步骤S10中，冲洗时间为2min～8min。