一种晶圆材料清洗方法与流程

本发明涉及半导体工艺领域，具体涉及一种晶圆材料清洗方法。

背景技术：

1、在制作光伏电池和集成电路制造工艺中，晶圆材料清洗时获得高质量集成电路与光伏电池的必备工艺，在清洗过程中用于去除附着在晶圆材料上残余的化学杂质。

2、晶圆材料在制造时，需要经过研磨、研削等工艺处理，在处理过程中，会用到包含有铝和硅屑的研磨液，导致包含有金属研削屑和研磨粒子的细微金属离子残留在硅片的表面，洗净时难以去除，影响硅片的品质。

3、在清除影响晶圆材料杂质的方式，往往是通过使用多次sc-1清洗液、去离子水及臭氧水等药液进行清洗处理，不仅造成清洗液资源的浪费，最后晶圆材料的清洗效果也不够彻底，仍然残留有杂质在晶圆材料的表面。

4、因此，有必要提出一种新的晶圆材料清洗方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种晶圆材料清洗方法，通过本发明解决传统清洗效率不高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所述的一种晶圆材料清洗方法，包括如下步骤：

3、步骤1，将所述晶圆材料放入第一清洗槽内的第一清洗液中浸泡4min至6min，然后打开设置在所述第一清洗槽槽底的排液阀门进行排液，并在所述排液阀门排液的同时，打开安装在第一清洗槽上方的4根喷管对晶圆材料进行喷淋，同时通过兆声波清洗3分钟-4分钟，其中，

4、所述喷管呈两两平行设置，构成一个正方形的喷管结构，每根喷管的喷淋水量为30~301/min，并在每根喷管上安装有若干喷嘴，对晶圆材料进行清洗，所述喷嘴包括喷嘴本体（100）与喷嘴模块（200），所述喷嘴模块（200）包括高压开关单元（t1）、低压输出单元(t2)、低压开关单元(t3)以及第一二极管(d1)，其中，

5、所述高压开关单元（t1）与所述喷嘴模块的电磁线圈（l）的一端电连接，用于控制所述嘴模块开启脉冲电流的大小，并开启所述喷嘴本体（100），所述低压输出单元(t2)与所述高压开关单元(t1)电连接所述喷嘴模块(200)的电磁线圈(l)的同一端，用于控制喷嘴模块维持电流，并维持所述喷嘴本体的开启状态，所述低压开关单元(t3)与所述喷嘴模块的电磁线圈（l）的另一端电连接，用于控制所述喷嘴本体(100)关闭，所述第一二极管(d1)的阳极接地，所述第一二极管(d1)的阴极接所述喷嘴模块的电磁线圈(l)，用于为所述高压开关单元(t1)和低压开关单元(t3)断开后的喷嘴电磁线圈提供续流通道；

6、步骤2，将步骤1清洗后的晶圆材料放入第一水槽内进行清洗，清除晶圆材料表面附着的第一清洗液；

7、步骤3，将步骤2清洗后的晶圆材料放入第二清洗槽内的第二清洗液进行浸泡，并通过兆声波清洗3分钟至4分钟，其中，所述第二清洗液包括臭氧水;

8、步骤4，将步骤3清洗后的晶圆材料放入第二水槽内进行清洗，清除晶圆材料表面附着的第二清洗液；

9、步骤5，将步骤4清洗后的晶圆材料放入第三清洗槽内的第三清洗液中进行浸泡，以去除晶圆材料表面的氧化膜，再送入第三水槽进行最终清洗；

10、步骤6，将步骤5中清洗后的晶圆材料传输至干燥槽内，以使所述干燥槽始终维持在50℃至60℃的温度对晶圆材料表面残留的水分进行干燥。

11、进一步地，所述高压开关单元t1包括第二二极管d2与高压场效应管q1，其中，所述高压场效应管q1的漏极与高电压源vh电连接，所述高压场效应管q1的栅极与第一输入信号源p1电连接，所述高压场效应管q1的源极与所述第二二极管d2的正极电连接，所述第二二极管d2的负极与所述喷嘴模块的电磁线圈l的一端电连接；

12、所述低压输出单元t2包括第三二极管d3与低压场效应管q2，其中，所述低压场效应管q2的源极与所述第三二极管d3电连接，所述低压场效应管q2的漏极与低电压源vl电连接，所述低压场效应管q2的栅极与第二输入信号源p2电连接；

13、所述低压开关单元t3包括第四二极管d4与低位开关场效应管q3，其中，所述低位开关场效应管q3的源极与所述第四二极管d4电连接，所述低位开关场效应管q3的漏极与所述喷嘴模块的电磁线圈l电连接，所述低位开关场效应管q3的栅极与第三输入信号源p3电连接。

14、进一步地，将喷嘴本体的形状设计为梯形时，所述喷嘴本体的喷水压为0.3-0.4mpa,将喷嘴本体的形状设计为三角形时，所述喷水压为0.5-0.6mp，以针对不同待清洗的晶圆材料调整水压清洗强度。

15、进一步地，所述第一清洗液包括羟化四甲胺（tmah）和乙二胺四乙酸（edta）以及sc-1清洗液，其中，所述羟化四甲胺（tmah、所述乙二胺四乙酸（edta）以及sc-1清洗液是按照1：1：5的比例配制而成。

16、进一步地，所述步骤5中的第三清洗液的组成成分包括氟化氢。

17、进一步地，所述步骤1中，每20分钟自动补充0.4l的所述第一清洗液至第一清洗槽内，每20分钟自动补充0.4l的第二清洗液到所述第二清洗槽内。

18、进一步地，所述第二清洗液中的臭氧浓度为1~80ppm。

19、进一步地，分别往所述第一水槽、所述第二水槽以及所述第三水槽注入30l的去离子水。

20、进一步地，所述第一水槽内的去离子水温度控制在45℃至50℃，所述第二水槽内的离子水温度控制在40℃至45℃，所述第三水槽内的离子水温度控制在40℃至45℃。

21、有益效果：

22、本发明所述的一种晶圆材料清洗方法，通过在第一清洗槽上设置多根喷管，并在喷管上设置多个喷嘴的方式，能够更高效且有针对性地对晶圆材料进行清洗，提高了晶圆材料的清洗效果，保证了晶圆材料清洗后的品质要求。

技术特征：

1.一种晶圆材料清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述高压开关单元（t1）包括第二二极管（d2）与高压场效应管(q1)，其中，所述高压场效应管(q1)的漏极与高电压源（vh）电连接，所述高压场效应管(q1)的栅极与第一输入信号源（p1）电连接，所述高压场效应管(q1)的源极与所述第二二极管(d2)的正极电连接，所述第二二极管(d2)的负极与所述喷嘴模块的电磁线圈(l)的一端电连接；

3.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，将喷嘴本体的形状设计为梯形时，所述喷嘴本体的喷水压为0.3-0.4mpa,将喷嘴的形状设计为三角形时，所述喷水压为0.5-0.6mp，以针对不同待清洗的晶圆材料调整水压清洗强度。

4.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液包括羟化四甲胺（tmah）和乙二胺四乙酸（edta）以及sc-1清洗液，其中，所述羟化四甲胺（tmah、所述乙二胺四乙酸（edta）以及sc-1清洗液是按照1：1：5的比例配制而成。

5.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述步骤5中的第三清洗液的组成成分包括氟化氢。

6.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述步骤1中，每20分钟自动补充0.4l的所述第一清洗液至第一清洗槽内，每20分钟自动补充0.4l的第二清洗液到所述第二清洗槽内。

7.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述第二清洗液中的臭氧浓度为1~80ppm。

8.根据权利要求1所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，分别往所述第一水槽、所述第二水槽以及所述第三水槽注入30l的去离子水。

9.根据权利要求9所述的晶圆材料清洗方法，其特征在于，所述第一水槽内的去离子水温度控制在45℃至50℃，所述第二水槽内的离子水温度控制在40℃至45℃，所述第三水槽内的离子水温度控制在40℃至45℃。

技术总结
本发明所述的一种晶圆材料清洗方法，涉及半导体工艺领域，包括:步骤1，将晶圆材料放入第一清洗槽内的第一清洗液中浸泡，并同时辅以兆声波清洗；步骤2，将步骤1清洗后的晶圆材料放入第一水槽内进行清洗；步骤3，将步骤2清洗后的晶圆材料放入第二清洗槽内的第二清洗液浸泡，并辅以兆声波清洗；步骤4，将步骤3清洗后的晶圆材料放入第二水槽内进行清洗；步骤5，将步骤4清洗后的晶圆材料放入第三清洗槽内的第三清洗液中浸泡，再送入第三水槽进行清洗；步骤6，将步骤5中清洗后的晶圆材料传输至干燥槽内对晶圆材料表面残留的水分进行干燥。本发明通过对清洗工艺、温度、时间以及兆声波的实时控制，提高了晶圆材料的清洗效果。

技术研发人员：谈耀忠,张俊宝,陈猛
受保护的技术使用者：上海超硅半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14