一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液及其制备方法和设备与流程
本发明涉及晶圆酸洗，具体为一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液及其制备方法和设备。
背景技术：
1、晶圆玻璃载片坯料，通常简称为晶圆，是半导体制造中用于支撑电路图案的基底材料。这种材料通常由高纯度的硅或其他半导体材料制成，并经过精密加工以保持极高的平整度和光洁度。酸洗在半导体制造中起着至关重要的作用，在晶圆玻璃载片坯料的制备、运输和存储过程中，表面可能会沾染各种污染物，如尘埃、油脂、金属离子等。这些污染物如果不被及时去除，将严重影响后续半导体制造过程的良品率和产品质量。酸洗能够利用酸液的强腐蚀性，有效去除晶圆玻璃载片坯料表面的各种污染物，确保晶圆表面的洁净度。
2、现有中国专利(cn106753836a)，公开了一种晶圆背面清洗液，由下述重量配比的原料制成的：过氧化氢11-22，三乙醇胺15-19，螯合剂2-7，纯水100-220，乙酸16-20，柠檬酸12-15，甲酸9-10，苯甲醇25-30，对苯二甲醇17-23。本发明不仅制备方法简单，生产成本低，对环境没有污染，而且能够有效去除晶圆背面的污垢，不会对晶圆造成损伤。
3、上述技术方案中的清洗液在使用过程中难以渗入到晶圆表面的微小缝隙和凹陷中，与污染物紧密结合，对晶圆玻璃载片坯料进行清理，清洗效果达不到使用要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液及其制备方法和设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液，包括以下重量份的组分：氢氟酸50-100份、缓蚀剂50-100份、表面活性剂5-30份、螯合剂5-30份、去离子水50-200份、消泡剂10-20份、纳米粒子添加剂5-10份和高分子聚合物添加剂5-10份。
3、优选的，所述纳米粒子添加剂为纳米氧化铝微粒、纳米氧化锆微粒或碳纳米管微粒任一种。
4、优选的，所述高分子聚合物添加剂为聚苯乙烯高分子纳米粒子或聚甲基丙烯酸甲酯高分子纳米粒子任一种。
5、一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液的制备方法，包括以下步骤：
6、s1：准备原料，按照配方要求，准备所需的氢氟酸、缓蚀剂、表面活性剂、螯合剂、去离子水、消泡剂、纳米粒子添加剂和高分子聚合物添加剂原料；
7、s2：配制溶液，在合适的容器中，按照一定比例将氢氟酸、表面活性剂、螯合剂、去离子水、消泡剂混合，并充分搅拌均匀；
8、s3：调整ph值，根据清洗要求，加入缓蚀剂调整溶液的ph值；
9、s4：过滤：将配制好的酸洗液通过过滤器进行过滤，以去除其中的杂质和颗粒物；
10、s5：二次添加原料，添加纳米粒子添加剂和高分子聚合物添加剂至溶液中混合，并充分搅拌均匀；
11、s6：储存，将配置好的酸洗液储存在储存桶中进行密封保存。
12、优选的，s3中，进行ph值调整时，首先使用ph计测量溶液的初始ph值，根据测量结果和配方要求，缓慢加入适量的缓蚀剂，继续搅拌并测量ph值，直至达到目标值。
13、优选的，s5：二次添加原料过程中，少量多次得到加入纳米粒子添加剂和高分子聚合物添加剂，确保上一次添加的添加剂在溶液中均匀分散后，再进行下一次的添加搅拌。
14、一种设备，包括机架，所述机架上设有相互连通的搅拌区和过滤区，搅拌区与过滤区之间还设有液流控制装置和液流转运装置，液流控制装置用于控制搅拌区和过滤区之间的流液通断，液流转运装置用于将经过滤区后的流液转运至搅拌区。
15、优选的，所述机架上设有第一台面和第二台面，所述搅拌区内设有搅拌器和搅拌筒，搅拌筒设在第一台面和第二台面之间，搅拌筒与第一台面之间还设有升降台，所述搅拌器安装在升降台上，所述第一台面的顶部安装有升降器，升降器的轴伸端向下穿透第一台面与升降台固定连接，第一台面上开设有与搅拌器配合的让位孔，升降器设在让位孔四周，所述搅拌器的轴伸端向下穿透升降台连接一搅拌轴，搅拌轴伸入搅拌筒内且搅拌轴上均匀设有叶片；所述过滤区内设有滤盘，滤盘开口朝上且滤盘内安装有过滤膜，所述搅拌筒的底端固定连接有阀体且阀体通过支架与机架固定连接，所述滤盘安装在阀体的底端，搅拌筒顶部的一侧设有循环口，滤盘的底端还连接有出液口，所述液流转运装置用于将出液口的液流转运至循环口。
16、优选的，所述液流转运装置包括存储站和酸洗泵，所述存储站为一活塞腔，活塞腔内设有活塞头；所述活塞腔的一端插入有活塞杆，活塞杆的一端与活塞头固定连接且位于活塞腔内的活塞杆上套设有复位弹簧，活塞腔的另一端同时设有进液孔和出液孔；酸洗泵的进口端与所述出液口之间通过第一引管连接，酸洗泵的出口端与进液孔之间通过第二引管连接，出液孔与循环口通过第三引管连接，进液孔上设有与液流方向一致的单向阀，出液孔上设有控制阀。
17、优选的，所述阀体的进出端均设有螺纹接头，所述搅拌筒的底端设有与对应螺纹接头相连的第一螺纹槽，所述滤盘的开口上设有与对应螺纹接头相连的第二螺纹槽。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19、本发明通过在晶圆玻璃载片坯料酸洗液中的氢氟酸去除晶圆玻璃载片表面的金属离子和氧化物。缓蚀剂调节溶液的ph值，减少氢氟酸对晶圆玻璃载片的腐蚀作用，同时提高清洗效果，表面活性剂降低溶液的表面张力，增强溶液对晶圆玻璃载片表面的润湿性和渗透性，螯合剂与金属离子结合形成稳定的络合物，有助于去除金属污染物，去离子水作为溶剂，确保酸洗液中无杂质和离子干扰，消泡剂防止在搅拌和过滤过程中产生大量泡沫，影响操作效率和酸洗液质量，纳米粒子添加剂深入到晶圆表面的微小缝隙和凹陷中，与污染物紧密结合，对晶圆玻璃载片坯料进行清理增强酸洗液的清洁能力配合高分子聚合物添加剂用于调节溶液的粘度，改善清洗效果或保护晶圆玻璃载片表面。
20、附图说明
21、图1为本发明实施例提供的酸洗液制备方法的流程图；
22、图2为本发明实施例提供的设备的立体图；
23、图3为本发明实施例提供的设备的剖视图；
24、图4为图3中a处的放大结构示意图；
25、图5为本发明实施例提供一种实施方式的示意图。
技术特征：
1.一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液，其特征在于：包括以下重量份的组分：氢氟酸50-100份、缓蚀剂50-100份、表面活性剂5-30份、螯合剂5-30份、去离子水50-200份、消泡剂10-20份、纳米粒子添加剂5-10份和高分子聚合物添加剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液，其特征在于：所述纳米粒子添加剂为纳米氧化铝微粒、纳米氧化锆微粒或碳纳米管微粒任一种。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液，其特征在于：所述高分子聚合物添加剂为聚苯乙烯高分子纳米粒子或聚甲基丙烯酸甲酯高分子纳米粒子任一种。
4.一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液的制备方法，其特征在于：用于制备上述权利要求1至3中任一项所述的一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液的制备方法，其特征在于：s3中，进行ph值调整时，首先使用ph计测量溶液的初始ph值，根据测量结果和配方要求，缓慢加入适量的缓蚀剂，继续搅拌并测量ph值，直至达到目标值。
6.根据权利要求4所述的一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液的制备方法，其特征在于：s5：二次添加原料过程中，少量多次得到加入纳米粒子添加剂和高分子聚合物添加剂，确保上一次添加的添加剂在溶液中均匀分散后，再进行下一次的添加搅拌。
7.一种设备，用于根据上述权利要求4所述的制备方法制备晶圆玻璃载片坯料酸洗液，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上设有相互连通的搅拌区和过滤区，搅拌区与过滤区之间还设有液流控制装置和液流转运装置，液流控制装置用于控制搅拌区和过滤区之间的液流通断，液流转运装置用于将经过滤区后的流液转运至搅拌区。
8.根据权利要求7所述的一种设备，其特征在于：所述机架(1)上设有第一台面(2)和第二台面(3)，所述搅拌区内设有搅拌器(8)和搅拌筒(9)，搅拌筒(9)设在第一台面(2)和第二台面(3)之间，搅拌筒(9)与第一台面(2)之间还设有升降台(4)，所述搅拌器(8)安装在升降台(4)上，所述第一台面(2)的顶部安装有升降器(7)，升降器(7)的轴伸端向下穿透第一台面(2)与升降台(4)固定连接，第一台面(2)上开设有与搅拌器(8)配合的让位孔(201)，升降器(7)设在让位孔(201)四周，所述搅拌器(8)的轴伸端向下穿透升降台(4)连接一搅拌轴(10)，搅拌轴(10)伸入搅拌筒(9)内且搅拌轴(10)上均匀设有叶片(11)；所述过滤区内设有滤盘(21)，滤盘(21)开口朝上且滤盘(21)内安装有过滤膜(22)，所述搅拌筒(9)的底端固定连接有阀体(5)且阀体(5)通过支架与机架(1)固定连接，所述滤盘(21)安装在阀体(5)的底端，搅拌筒(9)顶部的一侧设有循环口(901)，滤盘(21)的底端还连接有出液口(2101)，所述液流转运装置用于将出液口(2101)的液流转运至循环口(901)。
9.根据权利要求8所述的一种设备，其特征在于：所述液流转运装置包括存储站和酸洗泵(6)，所述存储站为一活塞腔(12)，活塞腔(12)内设有活塞头(16)；所述活塞腔(12)的一端插入有活塞杆(17)，活塞杆(17)的一端与活塞头(16)固定连接且位于活塞腔(12)内的活塞杆(17)上套设有复位弹簧(18)，活塞腔(12)的另一端同时设有进液孔(1201)和出液孔(1202)；酸洗泵(6)的进口端与所述出液口(2101)之间通过第一引管(13)连接，酸洗泵(6)的出口端与进液孔(1201)之间通过第二引管(14)连接，出液孔(1202)与循环口(901)通过第三引管(15)连接，进液孔(1201)上设有与液流方向一致的单向阀(20)，出液孔(1202)上设有控制阀(19)。
10.根据权利要求8所述的一种设备，其特征在于：所述阀体(5)的进出端均设有螺纹接头，所述搅拌筒(9)的底端设有与对应螺纹接头相连的第一螺纹槽(501)，所述滤盘(21)的开口上设有与对应螺纹接头相连的第二螺纹槽(502)。
技术总结
本发明涉及晶圆酸洗技术领域，公开了一种晶圆玻璃载片坯料酸洗液及其制备方法和设备，包括以下组分：氢氟酸、缓蚀剂、表面活性剂、螯合剂、去离子水、消泡剂、纳米粒子添加剂和高分子聚合物添加剂，本发明消泡剂防止在搅拌和过滤过程中产生大量泡沫，影响操作效率和酸洗液质量，纳米粒子添加剂深入到晶圆表面的微小缝隙和凹陷中，与污染物紧密结合，对晶圆玻璃载片坯料进行清理增强酸洗液的清洁能力配合高分子聚合物添加剂用于调节溶液的粘度，改善清洗效果或保护晶圆玻璃载片表面。
技术研发人员：周旭,梁超,李正华,员英杰,王华野
受保护的技术使用者：熠铎科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5