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一种GaAs晶圆切割液的制作方法

花匠小妙招
2025-01-18 09:46

一种GaAs晶圆切割液的制作方法
一种gaas晶圆切割液
技术领域
1.本发明涉及一种gaas晶圆切割液，属于光电子器件的表面精密加工领域。

背景技术：

2.gaas是一种重要的半导体材料，gaas可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料，用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等；用gaas制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。
3.在gaas芯片制备工艺中，需要将经过光刻、镀膜、减薄等工艺制程后的整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒，是半导体发光二极管芯片制备工艺中不可或缺的一道工序。gaas晶圆切割过程：将晶圆固定在切割台上，用晶片切割机的刀片从晶圆上切出砷化镓芯片，在切割gaas晶圆时，切割工艺过程中产生的残渣颗粒，会粘附到晶圆表面和侧壁。这些残渣颗粒一旦与晶圆接触，则很难在后续的清洗工艺中去除，会导致芯片产品良率下降。目前普遍使用的残渣清洁方法是：在切割过程中，将去离子水高压喷洒在切割区域和高速旋转的刀片上，将切割过程中产生的残渣冲掉。然而，利用这种方法仅能够将较大的残渣颗粒冲走，仍有一些细小的残渣无法被冲走。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆切割液，用于半导体晶圆切割制程，降低细小残渣的残留，提高晶圆切割过程中的清洁效果。
5.本发明采用的技术方案为：一种gaas晶圆切割液，该切割液的组分及其质量分数如下：
[0006][0007]
余量为超纯水；
[0008]
所述低聚皂化合物为低聚皂化合物的结构通式为：
[0009]
其中：4≤n≤18。
[0010]
所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、c12
‑
c16仲烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸盐、仲烷基
苯磺酸纳，2,5,8,11
‑
四甲基
‑6‑
十二碳炔
‑
5,8
‑
二醇聚氧乙烯醚或2,5,8,11
‑
四甲基
‑5‑
癸炔
‑
5,8
‑
二醇聚氧乙烯醚。
[0011]
所述分散剂为马来酸/丙烯酸共聚物、马来酸/烯烃共聚物、改性聚丙烯酸钠盐、改性聚丙烯酸、阳离子聚乙烯胺亚胺、苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素或羟乙基纤维素。
[0012]
所述螯合剂为柠檬酸、葡萄糖酸、戊二酸、乙二胺四乙酸、n
‑
羟乙基乙胺三乙酸、氨基三亚甲基膦酸、氨基三甲叉膦酸。
[0013]
所述增溶剂为乙二醇丙醚、二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇己醚。
[0014]
所述抑菌剂为苯氧乙醇、苯酚、卡松或季铵盐型阳离子表面活性剂。
[0015]
所述酸碱调节剂为氢氧化钾、氨水、三乙醇胺、单乙醇胺、二甘醇胺或三乙胺。
[0016]
本发明的有益效果为：在gaas晶圆切割过程中，刀片高速旋转与晶圆表面剧烈摩擦，由于使用的水为18兆欧超纯水，因此摩擦产生的静电荷可以在晶片上累积。切割产生的碎屑也会由于静电吸引而牢牢吸附在晶圆表面，导致后续无法清洗干净，因此在切割过程中将静电电荷释放掉是十分重要的。
[0017]
通过控制ph在8
‑
9，使切割产生硅碎屑表面具有负电荷，该切割液使用的低聚皂化合物在溶液中电离形成负电荷基团，其同时还具有类似表面活性剂的两亲性结构，使其能够在晶圆表面形成定向排列的吸附层，其带有负电荷的基团朝外，与带有负电荷的硅碎屑之间形成斥力，从而阻挡硅碎屑与晶圆表面直接接触，避免了硅碎屑对晶圆造成的污染。
附图说明
[0018]
图1是实施例1中切割液切割后gaas晶圆颗粒残留图，(图中无颗粒残留)。
[0019]
图2是对比例1中切割液切割后gaas晶圆颗粒残留图，(圈中为颗粒残留)。
具体实施方式
[0020]
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以下实施例所限定。
[0021]
表1实施例1
‑
14切割液的组分及含量
[0022]
[0023]
[0024][0025]
实施例1
‑
14的制备方法为：将一定量超纯水加入反应釜中，开动搅拌；按质量比加入低聚皂类化合物，搅拌3
‑
5分钟；按质量比加入分散剂，搅拌5分钟；按质量比加入润湿剂，搅拌5分钟；按质量比加入螯合剂，搅拌5分钟；按质量比加入增溶剂，搅拌5分钟；按质量比加入抑菌剂，搅拌5分钟；按质量比加入酸碱调节剂，搅拌至透明，即得晶圆切割液。
[0026]
对比例1
[0027][0028]
对比例1的制备方法为在超纯水中依次按比例加入壬基酚局氧乙烯醚、氧化聚乙烯(分子量50万)、柠檬酸、乙二醇甲醚、苯氧乙醇、二甘醇胺，搅拌至透明即得。
[0029]
对比例2
[0030][0031]
对比例2的制备方法为在超纯水中依次按比例加入仲烷基苯磺酸、羧甲基纤维素(分子量10万)、柠檬酸、乙二醇甲醚、苯氧乙醇、二甘醇胺，搅拌至透明即得。
[0032]
实施例15颗粒残留检测
[0033]
以下实施例的效果检测均采用以下方法：以disco 322晶圆切割机切割4寸gaas晶圆，切割液稀释倍数为2000倍，以金相显微镜观察切割后的晶圆表面是否有颗粒残留；取切割后的废水样品，以icp检测其中金属离子含量。
[0034]
表2实施例1
‑
10与对比例1的颗粒残留结果
[0035][0036]
其中：icp最低检出限为0.2ppm，低于检出限结果记为n.d.
[0037]
切割后有无颗粒残留对比图如图1和图2所示，图1是实施例1中切割液切割后金相显微镜观察切割后的晶圆表面，图中可见晶圆表面干净无颗粒残留；图2是对比例1中切割液切割后的晶圆表面，图中圈出的部分有颗粒残留。