半导体蓝宝石晶片清洗介绍--华林科纳CSE

清洗环境  % `- K4 M2 z" c$ |7 [/ k) g
整个蓝宝石的加工环境对最终蓝宝石晶片的表面质量有很大的影响,对开盒即用的蓝宝石晶片,通常抛光、清洗需要在100级以下的净化室中进行,最后的净化和封装需要在10级的净化台中进行。同时操作人员需要着防尘服,人员进入净化室要经过风淋处理。
清洗工艺  ( b$ Y, O$ M) w, r
针对开盒即用蓝宝石晶片的表面质量要求, 根据上述的净化原理, 对切割、磨削、研磨、抛光等不同工序的晶片清洗工艺进行了优化, 由于抛光后的清洗是最复杂的清洗, 也是要求最高的最后一道净化工序, 清洗后就封装, 交用户进行GaN 外延生长。所以这里详细分析抛光后蓝宝石晶片的清洗方法, 抛光后的蓝宝石晶片的具体清洗工艺和清洗剂的配方如下:
a 抛光后的蓝宝石晶片在50℃-60℃的三氯乙烷中用兆声波清洗15分钟；
b 在20℃-25℃的丙酮中清洗2分钟；
c 用去离子水流清洗2分钟；  ) r$ l4 l' A9 ?. c) L; `$ D
d 在80℃-90℃的2号液（该清洗剂各组分的体积比是1:4:20）中，兆声波清洗10分钟； 
e 用去离子水流清洗2分钟； 
f 擦蓝宝石晶片（可用擦片机）； 
g 在90℃-95℃的1号液（该清洗剂各组分的体积比是1:5:30）中，兆声波清洗10分钟；  / @/ h" }6 [8 J: ~( J
h 用去离子水流清洗5分钟；  : ]" K& I0 I7 k+ B& s# j5 p
i 在100℃的硫酸和硝酸的混合溶液中（两酸的体积比是1:1），浸泡10分钟；
j 用去离子水流清洗5分钟； 2 S$ o& q6 a6 z0 B
k 甩干蓝宝石晶片。0 F1 V2 x! a# v4 M; Q2 A
清洗效果 
根据上面优化后的清洗工艺和清洗剂的配方, 对抛光后的2英寸蓝宝石晶片净化效果分析如下。具体的净化试验条件是:晶片为Ø50.8 mm*0.3mm 蓝宝石晶片;去离子水的电阻率为18 MΩ•cm;兆声清洗机为HPQ - 200 型; 蓝宝石抛光机为日本产LMP- 36型; 颗粒检测设备为激光检测器LS - 5000型; 蓝宝石晶片表面微观形貌由产自美国DI(Digital Instruments)公司生产的Nanoscope IIIA 型原子力显微镜(Atomic Force Microscope简称AFM )检测。对一组25片Φ50.8 mm的蓝宝石晶片清洗, 然后进行检测, 蓝宝石晶片表面的最大颗粒长度方向尺寸0.13μm, 颗粒总数最多为8个/片, 最少为2个/片。清洗后蓝宝石抛光面的AFM 检测结果反映其表面粗糙度Ra为0.275nm。' q5 P% o3 a- d1 N. y* a6 K
小结  3 P6 w, q; i4 h& m0 V
这里提出的蓝宝石晶片净化工艺和清洗剂的配方, 对蓝宝石晶片进行清洗, 能够使表面微粒长度尺寸小于0.13μm, 颗粒总数小于8个/片, 已经满足了GaN外延生长的表面质量要求。 

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