磷化铟晶片清洗方法及半导体晶片清洗装置与流程

本申请涉及半导体制造，尤其涉及一种磷化铟晶片清洗方法及半导体晶片清洗装置。

背景技术：

1、磷化铟是重要的iii-v族化合物半导体材料之一，因其众多的优越性使之在激光器、发光二极管、探测器、光放大器、光通信、微波器件、毫米波器件、抗辐射太阳能电池等许多技术领域都有广泛应用，具有不可替代性。随着半导体器件制作工艺的不断发展，器件尺寸越来越小，利用效率越来越高，半导体衬底的质量尤其是晶片表面的质量对器件的可靠性和稳定性的影响也越来越大。而清洗晶片时晶片加工过程中的一个重要工序，对获得高质量表面的晶片至关重要。清洗的目的是要去除前序工序的各种残留物质，已获得洁净的晶片表面，为后续生产提供基础。

2、目前针对于磷化铟晶片的清洗，主要是采用过氧化氢、浓硫酸、柠檬酸等腐蚀性较强的化学试剂进行清洗。这些化学试剂在一定比例作用下，可以有效清洗干净晶片表面经过切片、研磨和抛光等工序残留下来的有机物质和其他污染物。但这些强腐蚀性物质在对晶片进行清洗的过程中会发生化学反应，容易出现氧化层过厚、表面粗糙等问题，进而影响后续加工产品的性能质量。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种磷化铟晶片清洗方法及半导体晶片清洗装置，能够优化磷化铟晶片的清洗质量。

2、第一方面，本申请提供了一种磷化铟晶片清洗方法，所述方法包括：

3、通入惰性气体，并以第一兆声波频率喷淋去离子水对晶片进行兆声波清洗；

4、喷淋弱碱性清洗液清洗所述晶片；

5、通入惰性气体，并以第二兆声波频率喷淋去离子水对所述晶片进行兆声波清洗；所述第二兆声波频率高于所述第一兆声波频率，且所述第一兆声波频率及所述第二兆声波频率均与去离子水的清洗温度呈负相关关系；

6、喷淋冰醋酸溶液清洗所述晶片；所述冰醋酸溶液的清洗温度与去离子水的清洗温度呈正相关关系；

7、通入惰性气体，并以所述第二兆声波频率喷淋去离子水对所述晶片进行兆声波清洗；

8、持续通入惰性气体，并对所述晶片进行干燥处理。

9、在其中一个实施例中，所述第一兆声波频率为500khz-600khz，所述第二兆声波频率为800khz-1mhz。

10、在其中一个实施例中，采用去离子水喷淋清洗所述晶片的清洗温度为1-4℃。

11、在其中一个实施例中，采用冰醋酸溶液清洗所述晶片的清洗温度为18-20℃。

12、在其中一个实施例中，所述弱碱性清洗液为过氧化氢溶液与氢氧化铵溶液的混合物。

13、在其中一个实施例中，所述弱碱性清洗液的成分包括：28-60份去离子水、1份过氧化氢以及1份氢氧化铵；

14、所述弱碱性清洗液的浓度与所述第一兆声波频率及所述第二兆声波频率呈负相关关系。

15、在其中一个实施例中，所述惰性气体包括氮气。

16、在其中一个实施例中，在采用去离子水进行清洗时以100rpm-120rpm的转速旋转所述晶片进行清洗，且清洗转速与去离子水的清洗温度呈负相关关系。

17、在其中一个实施例中，在对所述晶片进行干燥处理时以3000rpm-3500rpm的转速旋转所述晶片进行甩干，且干燥转速与去离子水的清洗温度呈负相关关系。

18、本申请提供的磷化铟晶片清洗方法，通过较低的第一兆声波频率喷淋去离子水对晶片上因前序工艺产生的大颗粒进行清洗，随后再进行化学清洗，依次采用弱碱性清洗液和冰醋酸溶液对晶片进行化学清洗，在每一次化学清洗后以稍高的第二兆声波频率喷淋去离子水清洗残留的化学品和小颗粒物，并在每一次化学清洗前后均通入惰性气体排除清洗空间内氧气，减少清洗过程中晶片表面的氧化反应，降低晶片表面氧化层的厚度，并通过腐蚀性更低的弱碱性清洗液和冰醋酸溶液进行化学清洗，通过配合兆声波清洗来实现减少腐蚀程度的同时保证清洁程度更干净，优化晶片表面的粗糙度，提高磷化铟晶片的清洗质量。

19、第二方面，本申请提供了一种半导体晶片清洗装置，包括：底座、旋转轴、支撑台、支撑件、驱动组件及清洗喷头；

20、所述旋转轴的一端固定于所述底座上，另一端固定于所述支撑台的第一面上，所述旋转轴用于受所述驱动组件的驱动进行旋转，以驱动所述支撑台进行旋转；

21、所述支撑台的第二面环形布设三个以上支撑件；

22、所述支撑件的第一端固定于所述支撑台的第二面，所述支撑件的第二端设有阶梯状卡口；

23、所述清洗喷头呈伞状，所述清洗喷头的内凹面均匀开设有多个第一喷淋口，所述清洗喷头的内凹面中心处开设有第二喷淋口，所述第一喷淋口与所述清洗喷头的第一通路连通，所述第二喷淋口与所述清洗喷头的第二通路连接，所述第二通路设有兆声波发生器。

24、本申请提供的半导体晶片清洗装置，能够将晶片的边缘通过支撑台上环形布设的三个以上支撑件的阶梯状卡口进行固定，将晶片悬空架设在支撑台上方，通过伞状的清洗喷头内凹面的多个第一喷淋口，配合旋转轴进行旋转清洗，能够更全面地对晶片进行喷淋清洗，清洗喷涂中心处开设的第二喷淋口能够为晶片清洗辅以兆声波清洗，对第二通路通入的清洗液进行兆声波处理，优化清洗效果，能够支持本申请提供的磷化铟晶片清洗方法进行磷化铟晶片清洗，提高晶片清洗质量。

技术特征：

1.一种磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，所述第一兆声波频率为500khz-600khz，所述第二兆声波频率为800khz-1mhz。

3.根据权利要求1或2所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，采用去离子水喷淋清洗所述晶片的清洗温度为1-4℃。

4.根据权利要求3所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，采用冰醋酸溶液清洗所述晶片的清洗温度为18-20℃。

5.根据权利要求1或2所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，所述弱碱性清洗液为过氧化氢溶液与氢氧化铵溶液的混合物。

6.根据权利要求5所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，所述弱碱性清洗液的成分包括：28-60份去离子水、1份过氧化氢以及1份氢氧化铵；

7.根据权利要求1所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气。

8.根据权利要求1所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，在采用去离子水进行清洗时以100rpm-120rpm的转速旋转所述晶片进行清洗，且清洗转速与去离子水的清洗温度呈负相关关系。

9.根据权利要求1所述的磷化铟晶片清洗方法，其特征在于，在对所述晶片进行干燥处理时以3000rpm-3500rpm的转速旋转所述晶片进行甩干，且干燥转速与去离子水的清洗温度呈负相关关系。

10.一种半导体晶片清洗装置，其特征在于，包括：底座、旋转轴、支撑台、支撑件、驱动组件及清洗喷头；

技术总结
本申请提供了一种磷化铟晶片清洗方法及半导体晶片清洗装置。该方法包括：通入惰性气体，并以第一兆声波频率喷淋去离子水对晶片进行兆声波清洗；喷淋弱碱性清洗液清洗晶片；通入惰性气体，并以第二兆声波频率喷淋去离子水对晶片进行兆声波清洗；第二兆声波频率高于第一兆声波频率，且第一兆声波频率及第二兆声波频率均与去离子水的清洗温度呈负相关关系；喷淋冰醋酸溶液清洗晶片；冰醋酸溶液的清洗温度与去离子水的清洗温度呈正相关关系；通入惰性气体，并以第二兆声波频率喷淋去离子水对晶片进行兆声波清洗；持续通入惰性气体，并对晶片进行干燥处理。本申请能够优化磷化铟晶片的清洗质量。

技术研发人员：王金灵,周铁军,田玉莲,毕宏岩
受保护的技术使用者：广东先导微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22