半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法技术

本发明专利技术提供半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法，采用一定比例的氢氧化钾、双氧水与水的混合溶液A清洗去除单晶硅托盘表面氮化铝薄膜，KOH在混合液中起到去除单晶硅表面沉积ALN的作用，而H2O2在混合液中起到保护单晶硅的作用，浸泡过程单晶硅清洗侵蚀量大约为0.005mm左右；并采用体积分数为3.4％的氢氟酸作为刻蚀溶液B，通过HF的刻蚀作用，可以有效降低并控制溶液A对单晶硅托盘表面晶界性能的影响，同时清洗损耗和产品质量均可以得到很好的控制，具有成本低、损耗量低、洁净度高、均匀性好等优点。

Cleaning and removing method for AlN film on semiconductor 12 inch silicon wafer tray

The present invention provides a cleaning and removing method of aluminum nitride film on the surface of 12 inch single crystal silicon tray. A certain proportion of potassium hydroxide, hydrogen peroxide and water mixed solution A is used to clean and remove aluminum nitride film on the surface of single crystal silicon tray. KOH removes the deposition of ALN on the surface of single crystal silicon in the mixed solution, while H2O2 removes the deposition of ALN on the surface of single crystal silicon in the mixed solution. To protect single crystal silicon, the cleaning erosion of single crystal silicon during immersion is about 0.005mm, and 3.4% hydrofluoric acid is used as etching solution B. Through HF etching, the effect of solution A on the grain boundary properties of single crystal silicon tray can be effectively reduced and controlled, and the cleaning loss and product quality can be controlled simultaneously. It has the advantages of low cost, low loss, high cleanliness and good uniformity.

【技术实现步骤摘要】
半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法
本专利技术涉及一种半导体器件表面清洗方法，具体涉及半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法。
技术介绍
半导体单晶硅作为硅的单晶体结构，具有光学性能好、禁带宽度低、热稳定性好等优点，是光、电、热的优良载体，在半导体集成电路、太阳能发电等方面应用非常广泛。同时，以单晶硅为基础制作的硅材质托盘应用于蓝宝石衬底材料及窗口材料的生产过程中，可以大幅度提高生产过程的稳定性，降低光学、电学缺陷的产生概率。氮化铝(AlN)应用于半导体中属于宽禁带半导体材料，具有禁带宽度宽、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高以及抗辐射能力高等优点，但其较高的化学惰性使对其清洗及洗净再生过程产生了一定的难度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法，采用一定比例的氢氧化钾(KOH)、双氧水(H2O2)与水(H2O)的混合溶液(溶液A)清洗去除单晶硅托盘表面氮化铝薄膜，KOH在混合液中起到去除单晶硅表面沉积ALN的作用，而H2O2在混合液中起到保护单晶硅的作用，浸泡过程单晶硅清洗侵蚀量大约为0.005mm左右；并采用体积分数为3.4％的氢氟酸(HF)作为刻蚀药液(溶液B)，通过HF的刻蚀作用，可以有效降低并控制溶液A对单晶硅托盘表面晶界性能的影响，同时清洗损耗和产品质量均可以得到很好的控制，具有成本低、损耗量低、洁净度高、均匀性好等优点。本专利技术的技术方案是：半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法，具体步骤如下：步骤一、选取两个聚丙烯材料制作的浸泡容器，步骤二、在第一个浸泡容器中加入溶液A，所述溶液A按照氢氧化钾:双氧水:去离子水＝4.5～5.5:1:45～55的质量比例配取；步骤三、在第二个浸泡容器中加入溶液B，所述溶液B是由氢氟酸和去离子水配置而成的体积分数为3.4％的氢氟酸溶液；步骤四、将表面附有氮化铝薄膜的半导体12英寸单晶硅托盘放置于溶液A中，浸泡22～28分钟，浸泡过程中控制浸泡温度在40～60摄氏度之间；其目的在于防止反应过程中温度上升过高而造成本体损伤；步骤五、将步骤四中表面氮化铝薄膜反应结束后的单晶硅托盘从浸泡容器中取出，在去离子水中进行漂洗和纯水浸泡；其目的是去除部件表面可能残留的化学物质。步骤六、将步骤五中经过纯水浸泡后的单晶硅托盘衬底放入溶液B中，刻蚀3～5分钟后取出；步骤七、将步骤六中经过取出的单晶硅托盘放置于去离子水超声波清洗设备中进行超声波清洗；步骤八、将步骤七中超声波清洗后的单晶硅托盘取出，吹干，完成清洗。进一步的，步骤二中所述溶液A按照氢氧化钾:双氧水:去离子水＝5:1:50的质量比例配取。进一步的，步骤五中，将步骤四中表面氮化铝薄膜反应结束后的单晶硅托盘从浸泡容器中取出，在10兆欧以上的去离子水中进行漂洗和纯水浸泡，纯水浸泡时间为10分钟，温度30～40摄氏度。进一步的，步骤七中，将步骤六中经过取出的单晶硅托盘放置于去离子水超声波清洗设备中进行超声波清洗，超声波功率为8w/inch，超声波清洗时间为15分钟。本专利技术的有益效果是：采用一定比例的氢氧化钾(KOH)、双氧水(H2O2)与水(H2O)的混合溶液(溶液A)清洗去除单晶硅托盘表面氮化铝薄膜，KOH在混合液中起到去除单晶硅表面沉积ALN的作用，而H2O2在混合液中起到保护单晶硅的作用，浸泡过程单晶硅清洗侵蚀量大约为0.005mm左右；并采用体积分数为3.4％的氢氟酸(HF)作为刻蚀药液(溶液B)，通过HF的刻蚀作用，可以有效降低并控制溶液A对单晶硅托盘表面晶界性能的影响，同时清洗损耗和产品质量均可以得到很好的控制，具有成本低、损耗量低、洁净度高、均匀性好等优点。具体实施方式本专利技术提及的半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝(AlN)薄膜的清洗方法，采用氢氧化钾做为化学清洗试剂，双氧水作为氧化促进剂，去离子水作为溶剂，具体实施过程如下：1.选取适当体积的聚丙烯(PP)材料制作的浸泡容器，如12英寸单晶硅盘的尺寸为直径300mm、厚度小于1.4mm，需要选取的容器尺寸可以为长500mm、宽500mm、高500mm，同时因12英寸单晶硅片本身精度要求比较高，条件允许情况下可以装载在专用的硅片盒(cassette)中；2.在耐酸碱PP容器中按照KOH:H2O2:H2O＝5:1:50的质量比例配取适当体积的化学试剂(溶液A)，如分别称取KOH1千克，双氧水0.2千克，去离子水10千克，加入耐酸碱PP容器中，混合并充分溶解；3.另外取一个耐酸碱PP容器，在其中加入适量的氢氟酸和去离子水，配置成体积分数为3.4％的氢氟酸溶液(溶液B)，如分别量取500毫升体积分数为68％的氢氟酸，9500毫升去离子水，加入耐酸碱PP容器中，混合并搅拌均匀；4.将表面附着厚度约10微米的氮化铝薄膜的12英寸单晶硅托盘放置于溶液A中，浸泡25分钟，浸泡过程中注意控制浸泡温度在40～60摄氏度之间，其目的在于防止反应过程中温度上升过高而造成本体损伤；5.将表面氮化铝薄膜反应结束后的单晶硅托盘从浸泡容器中取出，在10兆欧以上的去离子水中进行漂洗和纯水浸泡，其目的是去除部件表面可能残留的化学物质，纯水浸泡时间为10分钟，温度30～40摄氏度；6.将纯水浸泡后的单晶硅托盘衬底放入溶液B中，刻蚀3～5分钟后取出；7.将步骤6取出的单晶硅托盘放置于去离子水超声波清洗设备中进行超声波清洗，超声波功率为8w/inch，超声波清洗时间为15分钟；8.将超声波清洗后的单晶硅托盘取出，吹干，检查部件表面清洗效果，外观均匀、无彩色、无色差，即可基本判断为清洗合格。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、选取两个聚丙烯材料制作的浸泡容器；步骤二、在第一个浸泡容器中加入溶液A，所述溶液A按照氢氧化钾:双氧水:去离子水＝4.5～5.5:1:45～55的质量比例配取；步骤三、在第二个浸泡容器中加入溶液B，所述溶液B是由氢氟酸和去离子水配置而成的体积分数为3.4％的氢氟酸溶液；步骤四、将表面附有氮化铝薄膜的半导体12英寸单晶硅托盘放置于溶液A中，浸泡22～28分钟，浸泡过程中控制浸泡温度在40～60摄氏度之间；步骤五、将步骤四中表面氮化铝薄膜反应结束后的单晶硅托盘从浸泡容器中取出，在去离子水中进行漂洗和纯水浸泡；步骤六、将步骤五中经过纯水浸泡后的单晶硅托盘衬底放入溶液B中，刻蚀3～5分钟后取出；步骤七、将步骤六中经过取出的单晶硅托盘放置于去离子水超声波清洗设备中进行超声波清洗；步骤八、将步骤七中超声波清洗后的单晶硅托盘取出，吹干，完成清洗。

【技术特征摘要】
1.半导体12英寸单晶硅托盘表面氮化铝薄膜的清洗去除方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、选取两个聚丙烯材料制作的浸泡容器；步骤二、在第一个浸泡容器中加入溶液A，所述溶液A按照氢氧化钾:双氧水:去离子水＝4.5～5.5:1:45～55的质量比例配取；步骤三、在第二个浸泡容器中加入溶液B，所述溶液B是由氢氟酸和去离子水配置而成的体积分数为3.4％的氢氟酸溶液；步骤四、将表面附有氮化铝薄膜的半导体12英寸单晶硅托盘放置于溶液A中，浸泡22～28分钟，浸泡过程中控制浸泡温度在40～60摄氏度之间；步骤五、将步骤四中表面氮化铝薄膜反应结束后的单晶硅托盘从浸泡容器中取出，在去离子水中进行漂洗和纯水浸泡；步骤六、将步骤五中经过纯水浸泡后的单晶硅托盘衬底放入溶液B中，刻蚀3～5分钟后取出；步骤七、将步骤六中经过取出的单晶硅托盘放置于去离子水超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢国云，贺贤汉，惠朝先，翟黎明，
申请(专利权)人：上海申和热磁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31