【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，尤其涉及一种碳化硅衬底的清洗方法。
技术介绍
1、随着中国半导体制造业的不断发展，sic作为第三代半导体材料，在冶金、化工、半导体制造等工业领域中得到了广泛的应用。在sic衬底制备过程中为了达到更好的抛光研磨效果和防止加工过程中sic衬底随意移动导致碎片问题的出现，一般会使用液体蜡将sic衬底固定在陶瓷盘上，然后再进行机械抛光和化学机械抛光。抛光后的sic衬底表面会附着各种杂质、磨抛液、蜡质残留等污染物，污染物的残留会严重影响器件的性能和可靠性。
2、目前，行业内常用的去除sic衬底表面污染物的方法是在化学机械抛光后用水枪冲洗陶瓷盘，高温下片，然后采用去蜡清洗和rca清洗的组合方式进行清洗，这种清洗组合方案对去蜡清洗的温度、清洗能力和清洗液寿命有着较高的要求。高温下片可使蜡质完全熔化，便于sic衬底从陶瓷盘脱离，但是，温度过高容易使蜡质水分损耗过快，从而导致蜡质变干变硬的速度更快。而且，在sic衬底清洗传输过程中多数环节需要卡塞传输，导致了清洗液和sic衬底边缘不能充分接触，从而影响了sic衬底边缘的清洗效果。再者，由于常规的去蜡清洗工艺多采用高浓度去蜡水进行抛动清洗，去蜡水中残留蜡质较多且不易分层，导致清洗液使用一段时间后比较浑浊，清洗能力明显降低，为了达到较好的清洗效果需要频繁更换清洗液。高温下片和频繁更换清洗液，不但明显增加了sic衬底的生产成本，且能耗较高，产生较多废液，对环境不友好。因此，如何有效去除sic衬底边缘残留蜡，且有效降低清洁液使用量、降低清洗能耗，是目前sic衬底生产工
技术实现思路
1、针对现有技术中sic衬底边缘残留蜡不能彻底去除，以及清洗液使用量大、能耗高的问题，本专利技术提供一种碳化硅衬底的清洗方法。本专利技术通过将化学机械抛光后的sic衬底经高压水冲洗后，进行预清洗工艺，再采用低温下片的方式进行两步去蜡，最终实现了sic衬底边缘残留蜡的彻底去除，且有效降低了生产能耗，增加了去蜡清洗液及后续清洗液的使用寿命，具有较高的推广应用价值。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种碳化硅衬底的清洗方法，所述碳化硅衬底为经化学机械抛光后的粘附在陶瓷盘上的碳化硅衬底，所述清洗方法包括以下步骤：
4、s1，将待清洗的碳化硅衬底进行高压水冲洗，将冲洗后的碳化硅衬底依次经双氧水溶液和异丙醇溶液超声浸泡后，进行下片，分离碳化硅衬底与陶瓷盘，得到碳化硅衬底ι；所述下片温度为30℃～40℃；
5、s2，将所述碳化硅衬底ι放入异丙醇中，升温，超声浸泡，得碳化硅衬底ⅱ；
6、s3，将所述碳化硅衬底ⅱ经高压水冲洗后，放入去蜡水和水的混合溶液中，升温，超声浸泡，得碳化硅衬底ⅲ；
7、s4，将所述碳化硅衬底ⅲ经高压水冲洗后，放入去蜡水、双氧水和水的混合溶液中，升温，超声浸泡，得碳化硅衬底ⅳ；
8、s5，将所述碳化硅衬底ⅳ进行超纯水变频超声清洗，得洁净碳化硅衬底。
9、相对于现有技术，本专利技术提供的碳化硅衬底的清洗方法，在去蜡清洗之前增设预清洗工艺，首先采用双氧水超声浸泡的方法去除陶瓷盘及碳化硅衬底表面残留的抛光液、强吸附性物质和大颗粒，然后采用异丙醇浸泡陶瓷盘及碳化硅衬底，溶解表面和边缘的蜡质，去除表面蜡质的同时减小碳化硅衬底与陶瓷盘间的蜡质的吸附性，进而有利于实现低温下片，避免高温蜡干结增加清洗难度；接下来，再进行二次异丙醇溶液水浴加热浸泡去除蜡质，最后采用两步去蜡清洗工艺和超纯水变频超声清洗工艺，实现了碳化硅衬底无死角去除残留物的目的；除此之外，由于增加的预清洗工艺减轻了后续去蜡清洗的压力，使得去蜡清洗液及后续清洗液的使用寿命延长1.6～2倍，有效降低了生产能耗和成本，且降低了清洗废液的产生量，是一种高效绿色环保的碳化硅衬底的清洗方法，具有较高的推广应用价值。
10、需要说明的是，在采用本方案上述清洗工艺后，即可进行常规的rca清洗，rca清洗后的碳化硅衬底即可进行后续的加工处理。
11、进一步地，步骤s1中，所述高压水冲洗的冲洗压力为2mpa～3mpa，冲洗时间为3min～6min，冲洗方式为双面旋转冲洗，旋转冲洗时碳化硅衬底与水平面的夹角为45°～90°。
12、优选的冲洗方法可有效去除陶瓷盘和碳化硅衬底表面的残留抛光液，且可实现无死角清洗的目的。
13、需要说明的是，在高压水枪旋转冲洗时，碳化硅衬底与水平面的夹角可在45°～90°之间变，也可以维持固定角度进行旋转，具体可根据实际情况进行选择。
14、进一步地，步骤s1中，所述双氧水溶液为体积比1:20～1:30的双氧水和水的混合溶液。
15、进一步地，步骤s1中，双氧水溶液的超声浸泡功率为30khz～60khz，超声浸泡的时间为10min～20min。
16、优选的双氧水浸泡条件，可充分去除陶瓷盘及碳化硅衬底表面的有机物和颗粒。
17、需要说明的是，步骤s1和s4中，所述双氧水为市售质量浓度为30％～32％的双氧水。
18、进一步地，步骤s1中，所述异丙醇溶液为体积比1:2～2:5的异丙醇和水的混合溶液。
19、进一步地，步骤s1中，异丙醇溶液的超声浸泡功率为30khz～60khz，超声浸泡的时间为3min～5min。
20、优选的异丙醇浸泡的条件，可有效去除陶瓷盘及碳化硅衬底表面的蜡质，并减少陶瓷盘与碳化硅衬底间蜡质的吸附性，为实现低温下片提供条件。
21、具体地，步骤s1中，双氧水溶液浸泡和异丙醇溶液浸泡时，可通过固定卡扣将陶瓷盘竖直浸泡在双氧水溶液或异丙醇溶液中，按照化学机械抛光结束的顺序依次进行浸泡。双氧水溶液的更换频率为每80～100盘更换一次，异丙醇溶液的更换频率为每20～25盘更换一次，以保证清洗效果。
22、需要说明的是，步骤s1中，双氧水溶液浸泡和异丙醇溶液浸泡的温度均为室温。
23、需要说明的是，步骤s1中，每次浸泡结束后都先进行高压水冲洗后再进入下一工序，其中，所述高压水冲洗的冲洗压力均为2mpa～3mpa，冲洗时间均为3min～6min，冲洗方式均为双面旋转冲洗，旋转冲洗时碳化硅衬底与水平面的夹角为45°～90°。
24、进一步地，步骤s2中，所述异丙醇放置在石英烧杯中，水浴加热。
25、进一步地，步骤s2中，所述超声浸泡的功率为60khz～100khz，超声浸泡的时间为12min～36min，超声浸泡的温度为50℃～60℃。
26、进一步地，步骤s2中，超声浸泡过程中每隔3min～6min，绕碳化硅衬底ι的中轴线旋转60°～90°。
27、优选的异丙醇二次浸泡的条件，可充分软化碳化硅衬底表面以及边缘处残留的蜡质，为后续去蜡水无死角去除残留蜡质提供先决条件。
28、具体地，进行二次异丙醇浸泡时，将碳化钴衬底装入卡塞中，然后放入装有异丙醇溶液的石英量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，所述碳化硅衬底为经化学机械抛光后的粘附在陶瓷盘上的碳化硅衬底，所述清洗方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S1中，所述高压水冲洗的冲洗压力为2MPa～3MPa，冲洗时间为3min～6min，冲洗方式为双面旋转冲洗，旋转冲洗时碳化硅衬底与水平面的夹角为45°～90°；和/或
3.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S1中，所述异丙醇溶液为体积比1:2～2:5的异丙醇和水的混合溶液；和/或
4.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S2中，所述超声浸泡的功率为60KHz～100KHz，超声浸泡的时间为12min～36min，超声浸泡的温度为50℃～60℃。
5.如权利要求1或4所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S2中，超声浸泡过程中每隔3min～6min，绕碳化硅衬底Ι的中轴线旋转60°～90°。
6.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S3中，所述去蜡水包括如下质量百分含
7.如权利要求1或6所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S3中，所述去蜡水与去离子水的体积比为1:15～1:20；和/或
8.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S4中，所述去蜡水包括如下质量百分含量的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚5％～15％，烷醇酰胺聚氧乙烷醚5％～15％，聚二甲基硅氧烷3％～10％，聚乙二醇2％～10％，硬脂酸3％～10％，余量为去离子水。
9.如权利要求1或8所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S4中，所述去蜡水、双氧水与去离子水的体积比为1:1:18～1:1:38；和/或
10.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤S2至步骤S4中，每次清洗结束后均需进行超纯水变频超声清洗，所述变频超声清洗的具体工艺为：先于30KHz～40KHz超声2min～5min，再于60KHz～100KHz超声3min～5min，重复循环超声2～4次。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，所述碳化硅衬底为经化学机械抛光后的粘附在陶瓷盘上的碳化硅衬底，所述清洗方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤s1中，所述高压水冲洗的冲洗压力为2mpa～3mpa，冲洗时间为3min～6min，冲洗方式为双面旋转冲洗，旋转冲洗时碳化硅衬底与水平面的夹角为45°～90°；和/或
3.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤s1中，所述异丙醇溶液为体积比1:2～2:5的异丙醇和水的混合溶液；和/或
4.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤s2中，所述超声浸泡的功率为60khz～100khz，超声浸泡的时间为12min～36min，超声浸泡的温度为50℃～60℃。
5.如权利要求1或4所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤s2中，超声浸泡过程中每隔3min～6min，绕碳化硅衬底ι的中轴线旋转60°～90°。
6.如权利要求1所述的碳化硅衬底的清洗方法，其特征在于，步骤s3中，所述去蜡水包括如下质量百分含量的组分：脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔景光，郑向光，汤欢，
申请(专利权)人：河北同光半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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