CN113675073A - 一种晶片的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶片清洗方法，包括：将晶片依次进行DIW清洗、SPM清洗、HQDR清洗、QDR1清洗、QDR2清洗、高浓度SC1清洗、QDR3清洗、DHF清洗、QDR4清洗、低等浓度SC1清洗、QDR5清洗、SC2清洗和QDR6清洗。本发明提供的清洗方法对具体污物针对性强，从脏污去除原理上设计了清洗流程，清洗流程简短，无操作危险。
Description
技术领域
本发明属于晶片技术领域，尤其涉及一种晶片的清洗方法。
背景技术
初步加工的晶片表面有较多脏污颗粒，要想实现晶片最大、最有效的利用率，需要将晶片表面的颗粒去除掉。目前晶片的主流清洗工艺是采用湿法清洗，优良的湿法清洗工艺需有效去除晶片表面的各种沾污，同时不对晶片表面产生损伤或严重刻蚀，也不会粘黏各种残留，生产使用简单、安全。
晶片表面沾污主要为无机物、有机化合物、合金化的污物，晶片表面浅表层还有部分与晶片融为一体的脏污，这部分是晶片表面氧化后嵌入氧化层的脏污。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶片的清洗方法，本发明提供的晶片清洗方法清洗晶片后颗粒残留量少，表面、浅表层洁净度高。
本发明提供了一种晶片清洗方法，包括：
将晶片依次进行DIW清洗、SPM清洗、HQDR清洗、QDR1清洗、QDR2清洗、高浓度SC1清洗、QDR3清洗、DHF清洗、QDR4清洗、低等浓度SC1清洗、QDR5清洗、SC2清洗和QDR6清洗；
所述SPM清洗的试剂包括：H2SO4和H2O2；
所述高浓度SC1清洗和低浓度SC1清洗的试剂包括：NH4OH、H2O2和H2O；
所述DHF清洗的试剂包括：HF和H2O；
所述SC2清洗的试剂包括：HCl、H2O2和H2O。
优选的，所述DIW清洗的时间为30～60min；流量为0.5～1L/min。
优选的，所述SPM清洗的温度为90～140℃，时间为8～15min。
优选的，所述高浓度SC1清洗的温度为50～75℃，时间为5～15min。
优选的，所述DHF清洗的时间为15s～10min；温度为室温。
优选的，所述低浓度SC1清洗的温度为50～75℃，时间为5～15min。
优选的，所述SC2清洗的温度为70～80℃，时间为5～15min。
优选的，所述QDR6清洗完成后还包括：
将清洗后的晶片干燥；
所述干燥的温度为30～50℃。
优选的，所述SPM清洗的试剂中H2SO4和H2O2的体积比为(2～5):1。
优选的，所述高浓度SC1清洗的试剂中NH4OH、H2O2和H2O的体积比为1:(1～2):(5～6)；
所述低浓度SC1清洗的试剂中NH4OH、H2O2和H2O的体积比为(0.1～0.5)：1：5。
本发明中改进的传统湿法化学清洗工艺清洗的方式包括浸泡式化学清洗和/或喷洗式单槽化学清洗；采用的清洗剂选自硫酸-双氧水混合液(SPM)、氨水-双氧水-水的混合液(SC1)、盐酸-双氧水-水的混合液(SC2)、氢氟酸-水的混合液(DHF)中的一种或多种或不同浓度的药液；上述清洗剂能够氧化、溶解、络合去除Wafer表面的有机沾污、无机污染物和金属离子。
本发明优先采用DIW预处理，可将晶片表面的有机或部分无机的脏污浸泡软化，便于后续腐蚀清洗；采用SPM后结合脏污颗粒大小，采用不同超声频率逐级清除不同尺寸颗粒；同时，DHF之后再次使用SC1清洗，可有效去除之前一系列操作生成的氧化层；最后，采用不同浓度的SC1清洗晶片，有针对性去除极细小的吸附颗粒。最终，达到晶片表面颗粒较少残留的目的，提高晶片表面洁净度，极大提高晶片的可有效使用面积，提高晶片的可用面积利用率。
相比于现有技术，本发明的湿法清洗流程从清洗原理上进行流程设计，清洗流程短，操作简便；本发明结合晶片湿法清洗原理，具有针对性的分步、循环处理晶片表面污染物，减少颗粒、污物、金属离子的残留量，大幅提高晶片品质。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的方法晶片清洗后≥0.18μm颗粒的测试结果图片；
图2为本发明实施例2提供的方法晶片清洗后≥0.18μm颗粒的测试结果图片。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种晶片清洗方法，包括：
将晶片依次进行DIW清洗、SPM清洗、HQDR清洗、QDR1清洗、QDR2清洗、高浓度SC1清洗、QDR3清洗、DHF清洗、QDR4清洗、低等浓度SC1清洗、QDR5清洗、SC2清洗和QDR6清洗。
在本发明中，所述晶片的优选为碳化硅晶片和/或硅晶片。
在本发明中，所述晶片优选为研磨抛光、清洗处理后的晶片。
在本发明中，所述研磨抛光过程中优选包括：双面研磨、双面粗磨、双面精修和双面抛光。
在本发明中，所述研磨抛光后优选使晶体的表面粗糙度≤1微米。
在本发明中，所述清洗处理过程中优选采用碱液去除晶片表面有机物和部分无机物的清洗方式。
在本发明中，所述晶片清洗过程中清洗的方式优选为槽式清洗；所述晶片清洗的过程中清洗方式优选选自超声清洗、兆声清洗、湿法氧化清洗、刻蚀腐蚀清洗和络合清洗中的一种或多种。
在本发明中，所述DIW清洗的试剂优选为水，更优选为去离子水，所述去离子水的电阻率优选为16～20MΩ·cm，更优选为17～19MΩ·cm，最优选为18MΩ·cm；所述去离子水中颗粒≥0.05微米的颗粒数优选为36个/ml，一级重金属(Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Au、Ag、Hg)、二级碱金属(Li、Na、K)、轻元素(Mg、Al、Ca、C、S、Cl、F)含量优选满足≤5E10atoms/cm2。
在本发明中，所述DIW清洗优选为缓慢冲洗。在本发明中，所述DIW清洗的时间优选为30～60min，更优选为40～50min，最优选为45min；流量优选为0.5～1L/min，更优选为0.6～0.9L/min，最优选为0.7～0.8L/min；温度优选为常温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃。
本发明采用DIW清洗，用去离子水冲洗后，将晶片表面脏污软化后再进行后续步骤清洗。
在本发明中，所述SPM清洗用于去除晶片表面大部分的有机污染物，为湿法氧化清洗，通过氧化腐蚀原理去除晶片表面大部分的有机污染物。晶片表面主要存在有机膜，一般的有机膜是疏水性的，会阻止其他清洗液到达晶片表面，所以清洗处理必须要将表层有机膜处理掉。
在本发明中，所述SPM清洗的试剂包括：H2SO4和H2O2。
在本发明中，所述H2SO4质量浓度优选为96～98％，更优选为97～98％，最优选为98％；所述H2O2的质量浓度为25～35％，更优选为28～32％，最优选为31％。
在本发明中，所述H2SO4和H2O2的体积比优选为(2～5):1，更优选为(3～4):1，最优选为3.5:1。
在本发明中，所述SPM清洗的温度优选为90～140℃，更优选为100～130℃，最优选为110～120℃；清洗时间优选为8～15min，更优选为9～14min，更优选为10～13min，最优选为11～12min。
在本发明中，所述SPM清洗过程中优选晶片完全浸没清洗试剂，通过循环泵循环冲洗晶片。
在本发明中，所述HQDR清洗用于将氧化后的大颗粒冲洗掉，主要去除＞5微米的颗粒，将黏附在晶片表面的SPM残留液、脏污颗粒冲刷掉，同时利用低频率的超声将大块脏污冲击破碎，加快脏污的脱落。
在本发明中，所述HQDR清洗指的是Hot DIW的清洗。
在本发明中，所述HQDR清洗优选为浸泡清洗。在本发明中，所述HQDR清洗优选为超声清洗，超声频率优选为20～30kHZ，更优选为22～28kHZ，最优选为24～26kHZ；清洗温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃，最优选为70℃；清洗时间优选为5～8min，更优选为6～7min。
在本发明中，所述QDR为quick dump rinse的缩写。
在本发明中，所述QDR1清洗主要是将2～5微米的颗粒去除掉。
在本发明中，所述QDR1清洗的溶剂与DIW清洗的溶剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述QDR1清洗优选为超声清洗，更优选为将晶片放置在水槽中进行超声清洗；超声频率优选为30～50kHZ，更优选为35～45kHZ，最优选为40kHZ；清洗温度优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃；清洗时间优选为3～5min，更优选为4min。
在本发明中，所述QDR1清洗优选采用喷淋式单槽清洗间隔处理两次，每次清洗完优选使用快排冲洗槽(QDR，quick dump rinse)的方式冲洗晶片表面松动的污物。
在本发明中，所述QDR1清洗主要去除上一步破碎化的颗粒，特定超声波的频率处理对应尺寸的颗粒，这一步主要去除尺寸在2～5微米的颗粒，使用快排冲洗槽的方式冲洗晶片表面松动的污物，并将颗粒使用DIW带走。
在本发明中，所述QDR2清洗主要是将1～5微米的颗粒去除掉，同时也进一步软化晶片表面的脏污物，便于下一步对颗粒的去除。
在本发明中，所述QDR2清洗溶剂与DIW清洗的溶剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述QDR2清洗优选为超声清洗，更优选为将晶片放置在水槽中进行超声清洗；超声频率优选为70～90kHZ，更优选为75～85kHZ，最优选为80kHZ；清洗温度优选为室温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃；清洗的时间优选为3～5min，更优选为4min。
在本发明中，所述SC1清洗为微刻蚀、络合清洗。在本发明中，所述高浓度SC1清洗的试剂包括：NH4OH、H2O2和H2O。
在本发明中，所述NH4OH、H2O2和H2O的体积比优选为1:(1～2):(5～6)，更优选为1:(1.2～1.8):(5.2～5.8)，最优选为1:(1.4～1.6):(5.4～5.6)。
在本发明中，所述高浓度SC1清洗的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；时间优选为5～15min，更优选为8～12min，最优选为10min；所述清洗优选为超声清洗；所述超声清洗的频率优选为160～180kHZ，更优选为165～175kHZ，最优选为170kHZ。
在本发明中，所述高浓度SC1清洗能够将脏污颗粒缓慢溶解，主要去除＞0.5微米的颗粒，相应增加＜0.5微米的颗粒数量，再利用本身的络合反应去除金属，同时可有效溶解晶片表面SiO2，形成新的、无脏污的氧化层，具有自身清洁的效果。
在本发明中，通过SPM清洗后的晶片表面依然存在疏水的有机膜，高浓度SC1清洗与SPM清洗相结合，对于去除表面有机膜及粘附脏污有较强的清洗效果，尤其针对有机物污染严重的晶片，需要100℃以上的SPM清洗和80℃的高浓度SC1清洗相结合处理。
在本发明中，所述QDR3清洗会有临界粘层，使颗粒受外压力而内部爆破，兆声清洗的兆声波主要用于去除0.1～0.3微米的小颗粒。
在本发明中，所述QDR3清洗溶剂与DIW清洗溶剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述QDR3清洗优选为兆声清洗，兆声频率优选为740～760kHZ，更优选为745～755kHZ，最优选为750kHZ；清洗的温度优选为室温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃；清洗的时间优选为3～5min，更优选为4min。
在本发明中，所述DHF清洗为微刻蚀剥离清洗，主要将晶片表面嵌入式的脏污颗粒、表面浅氧化层内的颗粒微刻蚀，进一步清洁晶片表面。在本发明中，所述DHF清洗过程中游离H+是刻蚀的主体，将晶片表面腐蚀，加快晶片表面的暴露，将含有金属或非金属污物的SiO2热生长层腐蚀剥离。
在本发明中，所述DHF清洗的试剂包括：HF和H2O。
在本发明中，所述HF和H2O的体积比优选为1:(20～50)，更优选为1:(30～40)，最优选为1:35。
在本发明中，所述DHF清洗的时间优选为15s～10min，更优选为30s～8min，更优选为1～6min，更优选为2～5min，最优选为3～4min；温度优选为室温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃。
在本发明中，所述QDR4清洗能够去除晶片表面残留DHF药渍，H2O2的作用为进一步加快晶片表面的氧化腐蚀，进一步去除晶片表面的脏污。
在本发明中，所述QDR4清洗溶剂与DIW清洗的溶剂一致，在此不再赘述。在本发明中，所述QDR4清洗的溶剂中优选还含有H2O2；所述H2O2的质量优选为溶剂质量的8～12％，更优选为9～11％。最优选为10％。
在本发明中，所述QDR4清洗的时间优选为5～15min，更优选为8～12min，最优选为10min；清洗的温度优选为室温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃。
在本发明中，所述低浓度SC1清洗能够去除小于0.5微米的颗粒。在本发明中，所述低浓度SC1清洗的试剂包括：NH4OH、H2O2和H2O。
在本发明中，所述NH4OH、H2O2和H2O的体积比优选为(0.1～0.5)：1：5，更优选为(0.2～0.4)：1：5，最优选为0.3：1：5。
在本发明中，低浓度的SC1处理试剂具有表面活性剂的功效，能有效去除有机物，低浓度的SC1试剂有助于去除小于0.5微米的颗粒，同时较低浓度的SC1试剂也能够避免硅片表面因为不均匀的局部微刻蚀而产生一定的微粗糙度，既保护晶片表面不产生严重腐蚀，又能有效去除表面粘附颗粒。
在本发明中，所述低浓度SC1清洗的温度优选为50～75℃，更优选为55～70℃，最优选为60～65℃；清洗的时间优选为5～15min，更优选为8～12min，最优选为10min；所述清洗优选为兆声清洗，兆声频率优选为740～760kHZ，更优选为745～755kHZ，最优选为750kHZ。
在本发明中，所述QDR5清洗主要是将将SC1处理后的颗粒冲击下来用DIW带走，有助于颗粒的进一步去除。
在本发明中，所述QDR5清洗溶剂与DIW清洗的溶剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述QDR5清洗优选为兆声清洗，兆声频率优选为740～760kHZ，更优选为745～755kHZ，最优选为750kHZ；清洗时间优选为3～7min，更优选为4～6min，最优选为5min；清洗温度优选为室温，更优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃。
在本发明中，所述SC2清洗为离子络合清洗，主要用于生成可溶性离子络合物，去除碱金属离子、金属氢氧化物，将残留金属溶解，形成保护钝化的水合氧化物薄膜。
在本发明中，所述SC2清洗的试剂包括：HCl、H2O2和H2O。
在本发明中，所述HCl、H2O2和H2O的体积比优选为1：1：(5～10)，更优选为1：1：(6～9)，最优选为1：1：(7～8)。
在本发明中，所述SC2清洗的温度优选为70～80℃，更优选为72～78℃，最优选为74～76℃；清洗的时间优选为5～15min，更优选为8～12min，最优选为10min。
在本发明中，所述QDR6清洗用于将残留在晶片表面的脏污药液、离子络合金属物等药液冲洗干净。
在本发明中，所述QDR6清洗溶剂与DIW清洗的溶剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述QDR6清洗的时间优选为3～7min，更优选为4～6min，最优选为5min；清洗的温度优选为20～30℃，更优选为22～28℃，最优选为24～26℃。
在本发明中，所述硫酸、双氧水、氨水、盐酸和氢氟酸的纯度优选为电子级。
在本发明中，所述QDR6清洗完成后优选还包括：
将清洗后的晶片进行干燥。
在本发明中，所述干燥的温度优选为30～50℃，更优选为35～45℃，最优选为40℃；干燥的时间优选为3～15min，更优选为5～12min，最优选为8～10min。在本发明中，所述干燥的方法优选为旋转干燥；所述旋转干燥的转速优选为600～1000rpm，更优选为700～900rpm，最优选为800rpm；所述旋转干燥使用的气体优选为热氮气，更优选为过滤后的热氮气。
本发明提供了一种对传统湿法清洗工艺改进的晶片清洗方法，包括以下步骤：将研磨抛光清洗处理后的晶片进行改良的湿法清洗工艺清洗，改良的湿法清洗流程为DIW清洗，SPM清洗，HQDR清洗，QDR1清洗，QDR2清洗，高浓度SC1清洗，QDR3清洗，DHF清洗，QDR4清洗，低等浓度SC1清洗，QDR5清洗，SC2清洗，QDR6清洗，旋转干燥。
本发明中改进的传统湿法化学清洗工艺清洗的方式包括浸泡式化学清洗和/或喷洗式单槽化学清洗；采用的清洗剂选自硫酸-双氧水混合液(SPM)、氨水-双氧水-水的混合液(SC1)、盐酸-双氧水-水的混合液(SC2)、氢氟酸-水的混合液(DHF)中的一种或多种或不同浓度的药液；上述清洗剂能够氧化、溶解、络合去除Wafer表面的有机沾污、无机污染物和金属离子。
相比于现有技术，本发明的湿法清洗流程从清洗原理上进行流程设计，清洗流程短，操作简便；本发明结合晶片湿法清洗原理，具有针对性的分步、循环处理晶片表面污染物，减少颗粒、污物、金属离子的残留量，大幅提高晶片品质。
本发明提供的晶片清洗流程对污物清洗针对性强，从脏污去除原理上设计清洗流程，清洗流程简短，无操作危险。实验结果表明：清洗后的晶片≥0.18μm颗粒平均可达100个/片以内。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种对传统湿法清洗工艺改进的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
采用双面研磨、双面粗磨、双面精修和双面抛光的表面粗糙度≤1微米的，经过碱液清洗的碳化硅片作为晶片。
将晶片使用DIW缓慢冲洗，清洗时间30min，流量0.5L/min，温度常温，试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水。
将DIW冲洗后的晶片使用SPM处理，试剂：H2SO4(质量浓度为98％)、H2O2(质量浓度为31％)用量分别为13.33L、6.67L，温度为100℃，处理时间12min，晶片完全浸没，通过循环泵循环冲洗晶片。湿氧化剂可有效去除晶片表面有机沾污，而其中的过氧化物的氧化反应起到至关重要的作用。
进一步将晶片浸泡在HQDR中进行清洗处理，超声频率为25kHZ，温度80℃，HQDR恒温控制DIW温度为80℃(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)。这一步可有效去除难以洗掉的脏污药液，同时将表面残留有机物进一步碎化，主要使＞5微米的颗粒脱落，减少大颗粒残留。
紧接着将HQDR处理过的晶片进行QDR1处理(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，超声频率为40kHZ，温度为室温，处理时间5min，这一步主要是去除2～5微米的颗粒，主要采用喷淋式单槽清洗间隔处理2次，每次清洗完，使用快排冲洗槽(QDR，quick dumprinse，下同)的方式冲洗晶片表面松动的污物。
再将晶片进行QDR2清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，超声频率为80kHZ，温度为室温，处理时间5min，主要用于去除1～5μm的颗粒。
处理后的晶片进行SC1清洗，SC1清洗的药液组成配比为：NH4OH、H2O2和H2O的体积比为1：2：6，温度为50℃，时间为15min，超声频率为170kHZ，这一清洗方式会将脏污颗粒缓慢溶解，主要去除＞0.5微米的颗粒，相应增加＜0.5微米的颗粒数量，再利用本身的络合反应去除金属，同时可有效溶解晶片表面SiO2，形成新的、无脏污的氧化层，具有自身清洁的效果。
进一步将晶片进行QDR3清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，兆声频率为750kHZ，温度为室温，处理时间5min，主要用于去除细小颗粒。
将晶片再进行DHF清洗，DHF清洗的药液组成配比为：HF和H2O的体积比为1：20，温度为室温，时间为5min，主要将晶片表面嵌入式的脏污颗粒、表面浅氧化层内的颗粒微刻蚀，进一步清洁晶片表面。
紧接着将晶片进行QDR4清洗(试剂为电阻率为18MΩc·m的去离子水)10min，温度为室温，主要用于去除晶片表面残留DHF药渍。
QDR4清洗后的晶片，再次使用SC1清洗，SC1清洗的药液组成配比为：NH4OH、H2O2和H2O的体积比为0.1：1：5，温度为70℃，时间为10min，低浓度的SC1主要去除小于0.5微米的颗粒。
随后晶片再经QDR5清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)处理，处理时间5min，温度为室温，兆声频率为750kHZ，这一操作主要是将SC1处理后的颗粒冲击下来，用DIW带走。
此后晶片再经过SC2处理，SC2清洗的药液组成配比为：HCl、H2O2和H2O的体积比为1：1：8，温度为75℃，时间为8min，主要用于生成可溶性离子络合物，去除碱金属离子、金属氢氧化物。
经过SC2处理后的晶片使用QDR6清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，温度为常温，处理时间5min，将残留在晶片表面的离子络合物等药液冲洗干净。
最后湿晶片经过热氮旋干，处理方式为过滤后的干燥热氮气，温度40℃，转速900rpm，处理时间为10min。
采用Candela表面缺陷检测仪进行检测，清洗前晶片表面的＞0.18微米的颗粒为24191个/片，经过上述清洗处理的晶片较传统工艺可将＞0.18微米的颗粒控制至54个/片，如图1所示。
实施例2
采用双面研磨、双面粗磨、双面精修和双面抛光的表面粗糙度≤1微米的，经过碱液清洗的硅片作为晶片。
将晶片使用DIW缓慢冲洗，清洗时间1h，流量0.7L/min，温度常温；试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水。。
DIW冲洗后的晶片使用SPM处理，试剂H2SO4(质量浓度为98％)、H2O2(质量浓度为31％)用量分别为16L、4L，温度为110℃，处理时间10min，晶片完全浸没，循环泵将药液循环冲洗晶片表面；此时晶片表面主要存在有机膜，一般的有机膜是疏水性的，会阻止其他清洗液到达晶片表面，所以第一步药液处理必须要将表层有机膜处理掉。
进一步将晶片浸泡在HQDR中(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，超声频率为25kHZ，温度75℃；HQDR恒温控制DIW温度为75℃。HQDR的主要目的是将黏附在晶片表面的SPM残留液、脏污颗粒冲刷掉，同时利用低频率的超声将大块脏污冲击破碎，加快脏污的脱落。
紧接着将HQDR处理过的晶片进行QDR1处理(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，超声频率为40kHZ，温度室温，处理时间10min，这一步主要是去除上一步破碎化的颗粒，特定超声波的频率处理对应尺寸的颗粒，这一步主要去除尺寸在2～5微米的颗粒，使用快排冲洗槽的方式冲洗晶片表面松动的污物，并将颗粒使用DIW带走。
再将晶片进行QDR2清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，超声频率为80kHZ，温度室温，处理时间10min，经过QDR2处理，晶片表面1～5μm的脏污颗粒被去除掉，同时也进一步软化晶片表面的脏污物，便于下一步对颗粒的去除。
之后晶片经过SC1清洗，SC1清洗的药液组成配比为：NH4OH、H2O2和H2O的体积比为1：1：5，温度为80℃，时间为7min，超声频率为170kHZ，通过SPM处理后的晶片表面依然存在疏水的有机膜，SC1与SPM相结合，对于去除表面有机膜及粘附脏污有较强的清洗效果，尤其针对有机物污染严重的晶片，需要100℃以上的SPM和80℃的SC1相结合处理。
进一步将晶片进行QDR3清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，兆声频率为750kHZ，温度室温，处理时间5min，会有0.61微米的临界粘层，使颗粒受外压力而内部爆破，750kHZ的兆声波主要用于去除0.1～0.3微米的小颗粒。
将晶片再进行DHF清洗，DHF清洗的药液组成配比为：HF和H2O的体积比为1：20，温度为室温，时间为5min，DHF中游离H+是刻蚀的主体，将晶片表面腐蚀，加快晶片表面的暴露，将含有金属或非金属污物的SiO2热生长层腐蚀剥离。
紧接着将晶片进行QDR4(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水，还含有一定量的H2O2，H2O2在试剂中的质量含量为10％)清洗10min，温度室温，主要用于去除晶片表面残留DHF药渍，H2O2的作用为进一步加快晶片表面的氧化腐蚀，进一步去除晶片表面的脏污。
QDR4清洗后的晶片，再次使用SC1清洗，SC1清洗的药液组成配比为：NH4OH、H2O2和H2O的体积比为0.5：1：5，温度为70℃，时间为10min，低浓度的SC1具有表面活性剂的功效，能有效去除有机物，低浓度的SC1有助于去除小于0.5微米的颗粒，同时较低浓度的SC1也能够避免硅片表面因为不均匀的局部微刻蚀而产生一定的微粗糙度，既保护晶片表面不产生严重腐蚀，又能有效去除表面粘附颗粒。
随后晶片再经QDR5清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)处理，处理时间5min，温度室温，兆声频率为750kHZ，这一操作有助于晶片颗粒的进一步去除。
此后晶片再经过SC2处理，SC2清洗的药液组成配比为：HCl、H2O2和H2O的体积为1：1：7，温度为50～70℃都可，温度不需要精确控制，处理时间为9min，有助于去除碱金属离子，金属氢氧化物，将残留金属溶解，形成保护钝化的水合氧化物薄膜。
经过SC2处理后的晶片使用QDR6清洗(试剂为电阻率为18MΩ·cm的去离子水)，温度为常温，处理时间5min，主要将残留在晶片表面的脏污药液、络合金属物冲洗干净。
最后湿晶片经过热氮旋干，处理方式为过滤后的干燥热氮气，温度40℃，转速1000rpm，处理时间为12min。
按照实施例1的方法进行检测，清洗前晶片表面的＞0.18微米的颗粒为21680个/片；经过上述处理的晶片较传统工艺可将＞0.18微米的颗粒控制至36个/片，如图2所示。
由以上实施例可知，本发明中改进的传统湿法化学清洗工艺清洗的方式包括浸泡式化学清洗和/或喷洗式单槽化学清洗；采用的清洗剂选自硫酸-双氧水混合液(SPM)、氨水-双氧水-水的混合液(SC1)、盐酸-双氧水-水的混合液(SC2)、氢氟酸-水的混合液(DHF)中的一种或多种或不同浓度的药液；上述清洗剂能够氧化、溶解、络合去除Wafer表面的有机沾污、无机污染物和金属离子。
相比于现有技术，本发明的湿法清洗流程从清洗原理上进行流程设计，清洗流程短，操作简便；本发明结合晶片湿法清洗原理，具有针对性的分步、循环处理晶片表面污染物，减少颗粒、污物、金属离子的残留量，大幅提高晶片品质。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶片清洗方法，包括：
将晶片依次进行DIW清洗、SPM清洗、HQDR清洗、QDR1清洗、QDR2清洗、高浓度SC1清洗、QDR3清洗、DHF清洗、QDR4清洗、低等浓度SC1清洗、QDR5清洗、SC2清洗和QDR6清洗；
所述SPM清洗的试剂包括：H2SO4和H2O2；
所述高浓度SC1清洗和低浓度SC1清洗的试剂包括：NH4OH、H2O2和H2O；
所述DHF清洗的试剂包括：HF和H2O；
所述SC2清洗的试剂包括：HCl、H2O2和H2O。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DIW清洗的时间为30～60min；流量为0.5～1L/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SPM清洗的温度为90～140℃，时间为8～15min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高浓度SC1清洗的温度为50～75℃，时间为5～15min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DHF清洗的时间为15s～10min；温度为室温。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低浓度SC1清洗的温度为50～75℃，时间为5～15min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SC2清洗的温度为70～80℃，时间为5～15min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述QDR6清洗完成后还包括：
将清洗后的晶片干燥；
所述干燥的温度为30～50℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SPM清洗的试剂中H2SO4和H2O2的体积比为(2～5):1。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高浓度SC1清洗的试剂中NH4OH、H2O2和H2O的体积比为1:(1～2):(5～6)；
所述低浓度SC1清洗的试剂中NH4OH、H2O2和H2O的体积比为(0.1～0.5)：1：5。
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