引言

碳化硅（SiC）作為新一代半導(dǎo)體材料，因其出色的物理和化學(xué)特性，在功率電子、高頻通信、高溫及輻射環(huán)境等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，在SiC外延片的制備過(guò)程中，揭膜后的臟污問(wèn)題一直是影響外延片質(zhì)量和后續(xù)器件性能的關(guān)鍵因素。臟污主要包括顆粒物、有機(jī)物、無(wú)機(jī)化合物以及重金屬離子等，它們可能來(lái)源于外延生長(zhǎng)過(guò)程中的反應(yīng)副產(chǎn)物、空氣中的污染物或處理過(guò)程中的殘留物。為了獲得高質(zhì)量、高可靠性的SiC外延片，必須采取有效的清洗方法去除這些臟污。本文將介紹一種創(chuàng)新的去除碳化硅外延片揭膜后臟污的清洗方法，該方法結(jié)合了多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，旨在高效地去除臟污，同時(shí)保護(hù)外延片的表面質(zhì)量。

清洗方法概述

該方法主要包括以下步驟：有機(jī)藥液浸泡、SPM藥液浸泡、氨水藥液浸泡和自動(dòng)式晶片雙面清洗。每個(gè)步驟都經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保良好的清洗效果和zui低的損傷風(fēng)險(xiǎn)。

有機(jī)藥液浸泡

將碳化硅外延片置于含有丙酮和無(wú)水乙醇的混合溶液中浸泡。丙酮具有優(yōu)異的溶解能力，能有效去除有機(jī)物和油脂；無(wú)水乙醇則用于進(jìn)一步清洗和干燥。

控制丙酮和無(wú)水乙醇的溫度分別在40～60℃和20～30℃之間，處理時(shí)間各控制在5～15分鐘。溫度控制有助于提高清洗效率和減少損傷。

將清洗后的外延片轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行一次QDR（Quick Drain and Rinse，快速排放和沖洗）清洗處理，以去除殘留的有機(jī)藥液。

SPM藥液浸泡

將外延片置于SPM（Sulfuric Acid and Peroxide Mix，硫酸和過(guò)氧化氫混合物）藥液中浸泡。SPM藥液具有強(qiáng)氧化性，能有效去除無(wú)機(jī)化合物和重金屬離子。

控制SPM藥液的溫度在110～130℃之間，藥液比例為98%濃硫酸與30%-32%過(guò)氧化氫按3:1或7:3的比例混合，處理時(shí)間控制在15～30分鐘。

將清洗后的外延片再次轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行第二次QDR清洗處理。

氨水藥液浸泡

將外延片置于氨水藥液中浸泡。氨水藥液能進(jìn)一步去除殘留的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，同時(shí)有助于中和前面的強(qiáng)酸處理。

控制氨水藥液的溫度在55～75℃之間，藥液比例為氨水溶液、過(guò)氧化氫和去離子水純水按1:2:8或1:1:7的比例混合，處理時(shí)間控制在15～30分鐘。

將清洗后的外延片轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行第三次QDR清洗處理。

自動(dòng)式晶片雙面清洗

采用自動(dòng)式晶片清洗設(shè)備，對(duì)外延片進(jìn)行雙面清洗。該步驟結(jié)合了水和高純氮?dú)獾亩黧w注入噴氣式霧狀清洗，以及去離子水和HF藥液的沖洗。

使用中心旋轉(zhuǎn)吸盤固定外延片，并以800-1200rpm的高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)注入水和高純氮?dú)膺M(jìn)行清洗，時(shí)間控制在60-80秒。水和高純氮?dú)獾膲毫刂圃?0-50psi之間。

分別用去離子水和2-4%的HF藥液對(duì)外延片兩面進(jìn)行沖洗，循環(huán)2-4次，以去除表面的自然氧化膜和殘留物。

增加轉(zhuǎn)速至1500-2000rpm，通過(guò)高轉(zhuǎn)速甩干外延片表面的水分。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高效去除臟污：結(jié)合多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，能有效去除碳化硅外延片表面的顆粒物、有機(jī)物、無(wú)機(jī)化合物和重金屬離子等臟污。

保護(hù)表面質(zhì)量：通過(guò)精確控制藥液溫度、比例和處理時(shí)間，以及采用溫和的清洗方式，zui大限度地減少對(duì)外延片表面的損傷。

提高良品率：有效的清洗方法有助于減少外延片在后續(xù)工藝中的缺陷和失效，從而提高良品率和生產(chǎn)效率。

環(huán)保節(jié)能：該方法采用的化學(xué)藥液可以回收再利用，減少?gòu)U水排放，符合環(huán)保要求。同時(shí)，高效的清洗方式也有助于節(jié)約能源。

應(yīng)用前景

該方法在碳化硅外延片制備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著SiC半導(dǎo)體材料技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)高質(zhì)量、高可靠性的SiC外延片的需求日益增長(zhǎng)。通過(guò)采用該方法，可以顯著提高SiC外延片的質(zhì)量和性能，為制造高性能、高可靠性的SiC器件提供有力支持。此外，該方法還適用于其他半導(dǎo)體材料的外延片清洗過(guò)程，具有廣泛的適用性和推廣價(jià)值。

結(jié)論

去除碳化硅外延片揭膜后的臟污是確保外延片質(zhì)量和后續(xù)器件性能的關(guān)鍵步驟。通過(guò)采用創(chuàng)新的清洗方法，結(jié)合多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，可以高效地去除臟污，同時(shí)保護(hù)外延片的表面質(zhì)量。該方法在SiC外延片制備領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，有助于推動(dòng)SiC半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)。

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相比傳統(tǒng)上下雙探頭對(duì)射掃描方式；可一次性測(cè)量所有平面度及厚度參數(shù)。

1，靈活適用更復(fù)雜的材料，從輕摻到重?fù)?P 型硅 (P++)，碳化硅，藍(lán)寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測(cè)）

粗糙的晶圓表面，（點(diǎn)掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測(cè)方案，不易受到光譜中相鄰單位的串?dāng)_噪聲影響，因而對(duì)測(cè)量粗糙表面晶圓）

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過(guò)對(duì)偏振效應(yīng)的補(bǔ)償，加強(qiáng)對(duì)低反射晶圓表面測(cè)量的信噪比）

絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時(shí)測(cè)量多 層 結(jié) 構(gòu)，厚 度 可 從μm級(jí)到數(shù)百μm 級(jí)不等。 

可用于測(cè)量各類薄膜厚度，厚度薄度可低至 4 μm ，精度可達(dá)1nm。

2，可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在復(fù)雜工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，充分提高重復(fù)性測(cè)量能力。

3，采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，一改過(guò)去傳統(tǒng)SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長(zhǎng)度短，而重度依賴“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的情況。優(yōu)秀的抗干擾，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，同時(shí)也可兼容匹配EFEM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線自動(dòng)化集成測(cè)量。

4，靈活的運(yùn)動(dòng)控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測(cè)量。