[发明专利]一种多线切割后的碳化硅晶片清洗方法

说明书

本发明公开了一种多线切割后的碳化硅晶片清洗方法，将装有碳化硅晶片的承载花蓝依次经过清洗前预处理、QDR鼓泡及快排、市水超声清洗、药液超声清洗、市水超声漂洗和热风干燥等多个工艺步骤实现多线切割后的碳化硅晶片清洗。本发明解决了现有多线切割后碳化硅晶片手工逐片擦拭清洗的弊端，可一次实现多片碳化硅晶片的自动化清洗；此外，清洗药液制作简单，并且使用后的药液可经过处理后重复使用，降低清洗成本，经济效益和环保效益获得明显提高。

技术领域

本发明涉及一种多线切割后的碳化硅晶片清洗方法。

背景技术

碳化硅是第三代半导体材料，与第一代半导体材料硅，第二代半导体材料砷化镓、磷化铟相比，它具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势，可有效突破传统硅基功率半导体器件及其材料的物理极限，特别适用于 5G 射频器件和高电压功率器件。碳化硅晶体已在智能电网、电动汽车、轨道交通、新能源并网、开关电源、工业电机以及家用电器等领域得到应用，并展现出良好的发展前景，碳化硅晶体目前已成为国内外投资热点。碳化硅晶体制备目前以PVT法为主，长出的碳化硅晶体需经过多线切割、研磨、抛光等加工工序，获得的单晶薄片作为衬底材料，经过外延生长、器件制造等环节，方可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件。每一道加工工序结束后都需要对碳化硅晶片进行清洗，晶片清洗是碳化硅晶片加工和器件生产中至关重要的环节。由于碳化硅硬度较大，目前碳化硅晶体多线切割基本上都是使用金刚石砂浆，切割后晶片与晶片之间紧密相粘，分开后表面布满大量的污渍如图1所示，污渍中以金刚石和碳化硅微粉为主，还有少量有机物。目前碳化硅晶片的清洗已有相关专利CN201010179864.6、CN201810466773.7和CN201811302593.1等，但这些专利基本上是针对研磨、抛光后的晶片，清洗后洁净度要求高，在清洗前这些晶片表面污渍相对较少，专利中的清洗方法主要用于清除肉眼不可见的有机及无机颗粒。多线切割后的清洗主要是为了满足下一步双面研磨前的无肉眼可见污渍的要求，洁净度要求比研磨抛光后的洁净度要求低，这些专利中大量使用纯水、高纯气体和多种酸碱，完全不适合多线切割后的晶片清洗。目前对于多线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，清洗质量不稳定。随着市场对碳化硅衬底片需求的飞速增长，这种方式已远远不能满足大批量生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线切割后的碳化硅晶片清洗方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多线切割后的碳化硅晶片清洗方法，多线切割后的碳化硅晶片依次经过如下工艺步骤：

S1，清洗前预处理：酸液浸泡碳化硅晶片，酸液为体积浓度为2～6%盐酸溶液，浸泡时间为30～60min；

S2，一号QDR槽鼓泡及快排，所述的鼓泡气源为压缩空气，压缩空气压力为0.1～0.6Mpa，鼓泡时间60～120S，使用中水，温度20～50℃，快排１～3次；

S3，二号槽市水超声清洗，超声频率28Hz，超声时间10～20min，水温20～50℃；

S4，三号槽药液超声清洗，超声频率28Hz，超声时间10～20min，药液温度50～80℃；

S5，四号槽药液超声清洗，超声频率40Hz，超声时间10～20min，药液温度50～80℃，其中的药液为质量百分浓度为0.5%-3%的NaOH溶液；

S6，五号槽市水超声溢流漂洗，超声频率40Hz，超声时间3～5min，水温20～50℃,溢流速度3～10升／min；

S7，六号槽热风干燥。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：碳化硅晶片通过清洗前预处理、QDR槽鼓泡快排，多频率超声清洗结合，能够实现多线切割后的碳化硅晶片的批量清洗，清洗效果满足下一道双面磨工序的洁净度要求。预处理药液和清洗药液配制简单，预处理后的药液可重复使用，清洗后的废液处理后也可多次重复使用，可有效减少药液的使用量，此外工艺简单，可实现自动化清洗， 清洗质量、经济效益和环保效益可获得明显提高。

附图说明