专利名称：一种硅晶片背面金属化前清洗的清洗液和清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件分立生产领域，尤其涉及一种硅晶片背面金属化前清洗的清洗液和清洗方法。
背景技术：
在半导体分立器件的背面金属化工艺为:贴膜、减薄、硅腐蚀、揭膜、清洗、背面金属化。背面金属化前清洗硅晶片需要去除背面中的自然氧化层，并且还需要去除正面硅晶片揭膜后的残留。目前，业界在背面金属化前清洗的清洗液主要使用的是稀释的氢氟酸来用作清洗液，由于稀释的氢氟酸溶液本身对金属和二氧化硅腐蚀速率的选择比高，工艺过程中在背面自然氧化层腐蚀的同时，对正面的金属腐蚀过多，造成栅极和源极之间的漏电。为解决此问题业界常用药液手工对背面进行擦拭的方式来进行，由于采用手工操作，存在一定的安全性和工艺控制问题，同时这种方法只能去除硅晶片背面的自然氧化层，而不能去除正面揭膜后的残留，会对后续的打线和封装带来隐患。本申请人在实现本申请发明的过程中，发现上述技术中的至少存在如下技术问题:在现有技术中，使用稀释的氢氟酸来用作为半导体器件背面金属化前的清洗液会造成正面的金属腐蚀过多。进而使得半导体器件的栅极和源极之间漏电。若用药液手工对背面进行擦拭的方式来进行，这种方法只能去除硅晶片背面的自然氧化层，而不能去除正面揭膜后的残留。
发明内容
本发明提供一种硅晶片背面金属化前清洗的清洗液和清洗方法，用以解决现有技术中在清洗工艺过程中对硅晶片自然氧化层腐蚀的同时对正面的金属腐蚀过多以及手工清洗不能去除正面揭膜残留的技术问题。本发明的技术方案如下:一种清洗液，用于硅晶片背面金属化前的清洗，所述清洗液是用于对所述硅晶片背面的氧化层进行去除的无机溶液，和用于降低所述无机溶液去除所述氧化层速度的有机溶液的混合液，其中，所述无机溶液和所述有机溶液间能相互溶解且不发生化学反应。所述清洗液为BOE刻蚀液与醋酸的混合液。所述清洗液为氟化氢溶液和乙二醇的混合液。所述清洗液为BOE刻蚀液与乙二醇的混合液。所述乙二醇与BOE刻蚀液的体积比为14/1 18/1间的任一比值。所述乙二醇与BOE刻蚀液的体积比为16/1。一种硅晶片背面金属化前的清洗方法，包括如下步骤:使用清洗液浸泡所述硅晶片，其中所述清洗液用于对所述硅晶片背面的氧化层进行去除的无机溶液，和用于降低所述无机溶液去除所述氧化层速度的有机溶液的混合液，其中，所述无机溶液和所述有机溶液间能相互溶解且不发生化学反应的；对浸泡后的所述硅晶片进行冲洗；对冲洗完成后的所述硅晶片进行甩干干燥。所述硅晶片的浸泡工艺时间为IOOs 140s。所述对浸泡后的所述硅晶片进行冲洗按如下步骤进行:步骤一，将冲水槽中的水快排；步骤二，冲水槽上下给水；步骤三，排出冲水槽中的水；重复执行所述步骤二和步骤三至少一次。本发明提供一种硅晶片背面金属化前清洗的清洗液和清洗方法的有益效果是:降低金属和二氧化硅的选择比。实现了在去除自然氧化层的同时极大的减少对正面金属腐蚀，大大地提高硅晶片的良品率。解决了采用手工作业方式不能去除正面揭膜后残留及其存在的安全性问题。
图1为本发明实施例一种硅晶片背面金属化前清洗的方法流程图；图2为本发明硅晶片浸泡完成后进行冲洗的方法示意图。
具体实施例方式为了使得本发明的目的、技术方案更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。本发明提供一种硅晶片背面金属化前清洗的清洗液，其中，清洗液为刻蚀液BOE与乙二醇(分子式为=C2H6O2)的混合液，所述乙二醇与刻蚀液BOE的体积比为14/1 18/1之间的任一比值。所述刻蚀液BOE是由浓度为40 %的NH4F (氟化铵)溶液和浓度为49.2 %的HF (氟化氢)溶液按照7/1的体积比混合。为了使得溶液的清洗效果更加明显，所述乙二醇EG浓度在98%以上。应用制作好的清洗液清洗所述硅晶片时，首先将混合好的清洗液倒入清洗槽内，并将硅腐蚀和揭膜工艺完成后的硅晶片放入到装有所述清洗液的清洗槽内进行浸泡。通过刻蚀液BOE与减薄以及揭膜工艺后的硅晶片上的自然氧化层反应，从而将硅晶片上的自然氧化层腐蚀，进而去除掉了自然氧化层，同时在硅晶片放入到清洗液槽中浸泡过程中，正面金属揭膜后残留在正面金属上的残留物会溶解在清洗液当中。经过大量的实验表明，在化学反应中加入乙二醇，提升了上述化学反应的速率均匀性，因此乙二醇对整个反应体系起到了缓冲作用和稳定了化学反应体系的作用。在乙二醇的缓冲作用下极大限度的减小刻蚀液BOE对硅晶片的正面金属的腐蚀，从而实现了清洗液在清洗时金属对二氧化硅的选择比从传统的53.85降低到了 8，因此清洗液在清洗自然氧化层时对正面金属腐蚀很少，从而大大拓宽了硅晶片加工的工艺窗口，并且在不腐蚀正面金属的前提下去除了正面金属揭膜残留。
当然所述乙二醇EG与刻蚀液BOE按照体积比为16/1的比例混合是本发明给出的一个优选的实施例，例如，乙二醇EG与刻蚀液BOE的比例可以是按照体积比为14/1到18/1之间的任一比例进行混合，经过大量的实验表明，在此区间比例下，化学反应体系稳定，并且化学反应速率的均匀性也很稳定。在本发明中所述清洗液可以是BOE刻蚀液与醋酸的混合溶液，也可以实现对硅晶片自然氧化层的去除，并同时也能去除正面金属揭膜后的残留。其中溶液比例按照实际使用时进行调整。在本发明中还可以是氢氟酸与乙二醇的混合溶液，也可以实现对硅晶片自然氧化层的去除，并同时也能去除正面金属揭膜后的残留。其中溶液比例按照实际使用时进行调
難
iF.0经过大量实验表明，所述BOE刻蚀液与乙二醇的混合溶液对硅晶片的清洗效果最佳。由图1所示，本发明提供了一种硅晶片背面金属化清洗的清洗方法，将经减薄工艺和揭膜工艺后的硅晶片放入到注有清洗液的浸泡槽中按照拟定的工艺时间进行浸泡；将浸泡完成后的硅晶片放入到冲水槽中冲水；将冲水完成后的硅晶片放入到甩干机中进行甩干干燥。其中所述清洗液为刻蚀液BOE和乙二醇EG按照体积比为14/1 18/1之间的比例混合，并且所述乙二醇的浓度为98%以上。其中所述刻蚀液是由浓度为40%的NH4F(氟化铵)溶液和浓度为49.2%的HF(氟化氢)溶液按照7/1的体积比混合而成的溶液。经过大量实验表明，所述硅晶片在浸泡工艺中的浸泡时间保持在IOOs 140s之间，在此浸泡时间之内可以使得在正面金属在很小腐蚀程度的情况下硅晶片的自然氧化层可以有效的去除。如图2所示为硅晶片浸泡完成后进行冲洗的示意图，在本申请的清洗方法的冲洗步骤中具体包括:步骤一，将浸泡完成之后的硅晶片放入到注满水的冲水槽中，并且将冲水槽中的水通过冲水槽下端的排水口快排，直至冲水槽中的水排完。步骤二，冲水槽下端的注水口和位于冲水槽上端并且并排与左右两端的喷嘴同时向冲水槽中注水，直至冲水槽中注满水。步骤三，打开冲水槽下端的排水口并且同时打开冲水槽上端的喷嘴，直至冲水槽中的水排完，关闭嗔嘴。最后将冲水步骤中的步骤二和步骤三重复执行多次，在实际的应用环境中的次数至少8次。在此冲水步骤中的第一步将冲水槽中的水快排是将槽中的水快速的排出，通过这种快排可以使得粘着在硅晶片表面所残留的清洗液基本都能被水冲出冲水槽，从而使得在浸泡完成之后的硅晶片在冲洗的过程中冲洗更加快捷以及彻底。通过所述硅晶片背面金属化前的清洗液和清洗方法，实现了降低金属和二氧化硅的选择比。从而在去除自然氧化层的同时极大的减少对正面金属腐蚀，大大地提高硅晶片的良品率。解决了采用手工作业方式不能去除正面揭膜后残留及其存在的安全性问题。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种清洗液，用于硅晶片背面金属化前的清洗，其特征在于，所述清洗液是用于对所述硅晶片背面的氧化层进行去除的无机溶液，和用于降低所述无机溶液去除所述氧化层速度的有机溶液的混合液，其中，所述无机溶液和所述有机溶液间能相互溶解且不发生化学反应。
2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液为BOE刻蚀液与醋酸的混合液。
3.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液为氟化氢溶液和乙二醇的混合液。
4.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液为BOE刻蚀液与乙二醇的混合液。
5.如权利要求4所述的清洗液，其特征在于，所述乙二醇与BOE刻蚀液的体积比为14/1 18/1间的任一比值。
6.如权利要求5所述的清洗液，其特征在于，所述乙二醇与BOE刻蚀液的体积比为16/1。
7.一种硅晶片背面金属化前的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤； 使用清洗液浸泡所述硅晶片，其中所述清洗液用于对所述硅晶片背面的氧化层进行去除的无机溶液，和用于降低所述无机溶液去除所述氧化层速度的有机溶液的混合液，其中，所述无机溶液和所述有机溶液间能相互溶解且不发生化学反应的； 对浸泡后的所述硅晶片进行冲洗； 对冲洗完成后的所述硅晶片进行甩干干燥。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述硅晶片的浸泡工艺时间为IOOs 140s。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对浸泡后的所述硅晶片进行冲洗按如下步骤进行: 步骤一，将冲水槽中的水快排； 步骤二，冲水槽上下给水； 步骤三，排出冲水槽中的水； 重复执行所述步骤二和步骤三至少一次。
全文摘要
本发明公开一种硅晶片的背面金属化前清洗的清洗液和清洗方法，应用于半导体器件生产领域。所述清洗液是用于对所述硅晶片背面的氧化层进行去除的无机溶液，和用于降低所述无机溶液去除所述氧化层速度的有机溶液的混合液，其中，所述无机溶液和所述有机溶液间能相互溶解且不发生化学反应。使用所述的清洗液浸泡所述硅晶片，对浸泡后的所述硅晶片进行冲洗，对冲洗完成后的所述硅晶片进行甩干干燥。通过所述清洗溶液以及清洗方法清洗可以有效的降低现有技术的清洗方法中金属和二氧化硅的选择比，大大地提高产品的良品率以及解决了采用手工作业方式不能去除正面揭膜后残留及其存在的安全性问题。
文档编号B08B3/08GK103157620SQ201110418280
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者林国胜 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司