專利名稱：鍺酸鉍晶片的清洗工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍺酸鉍晶片的清洗工藝，屬于晶片加工處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鍺酸鉍(Bi4Ge3O12)晶體是一種性能優(yōu)異的人工合成閃爍晶體材料，具有發(fā)光效率高、能量分辨率高、化學性能穩(wěn)定、發(fā)射光譜與光電轉(zhuǎn)換器件光譜響應相匹配等優(yōu)點，常被制成探測器應用于核物理、高能物理、空間科學、核醫(yī)學、地質(zhì)勘察、天文物理等領(lǐng)域。切割后的鍺酸鉍晶片表面通常粘附有較多的切割刀具粉末、切割環(huán)境中的粉塵、鍺酸鉍晶體碎片、粘貼膠、油污等污染物。目前對切割后鍺酸鉍晶片清洗通常采用較為簡單的清洗步驟，包括二級去離子水沖洗、異丙醇等有機溶液超聲清洗等。經(jīng)過這些清洗步驟獲得鍺酸鉍晶片表面仍然殘留大量的污染物，這些污染物的存在會影響后續(xù)的加工質(zhì)量以及所制備器件的性能。因此，對切割后的鍺酸鉍晶片進行深度清洗處理就很有必要。據(jù)我們所查閱專利資料，目前還沒有切割后鍺酸鉍晶片表面深度清洗工藝的報道。傳統(tǒng)的半導體晶片清洗工藝中，通常采用具有腐蝕性的酸或堿溶液對切割后晶片進行腐蝕清洗。例如，專利申請?zhí)枮?01210061167.X的專利公開了一種硅片的清洗工藝。該硅片清洗工藝采用硝酸、氫氟酸、冰乙酸和去離子水混合溶液作為腐蝕溶液對硅片表面存在的無機物進行腐蝕清洗。采用類似的清洗工藝對切割后鍺酸鉍晶片進行清洗存在以下不足之處:
(1)對鍺酸鉍晶體造成腐蝕:鍺酸鉍晶體極易溶解于鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸，因此在采用這些無機酸清除表面無機物過程中對晶體不可避免的形成腐蝕；
(2)改變鍺酸鉍晶 片的面形:由于清洗中的鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸對鍺酸鉍晶片有很強的腐蝕性，會改變切割完成晶片的面形，從而使其無法達到后續(xù)工序中對面形參數(shù)的要求；
(3)造成環(huán)境污染和增加排污成本:鹽酸、硝酸等無機酸具有揮發(fā)性，會對環(huán)境造成污染；此外，這些無機酸腐蝕性很強，需要采用專門的回收工藝進行處理，這也無形中增加了晶體加工的成本。

發(fā)明內(nèi)容
面對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明旨在提供一種清洗效果良好、對晶片腐蝕小、操作簡單、成本低、環(huán)境污染小的清洗工藝，以對切割后的鍺酸鉍晶片進行有效的清洗。在此，本發(fā)明提供一種鍺酸鉍晶片的清洗工藝，所述清洗工藝包括:
采用二級去離子水對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面粘附力較弱的大塊污染物的初步清洗步驟；
采用航空煤油對所 述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面有機物油污的第二清洗步驟；采用CCI4溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以進一步去除表面有機物油污的第三清洗步驟；采用15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面無機物污染物的第四清洗步驟；以及
對所述鍺酸鉍晶片進行吹干處理的干燥步驟。
本發(fā)明依次采用航空煤油和CCl4溶液能有效去除鍺酸鉍晶片的表面有機物油污，采用15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液對鍺酸鉍晶片進行清洗能夠有效去除表面無機物污染物，是一種對鍺酸鉍晶片進行深度清洗的工藝，清洗效果良好；而且采用腐蝕性較弱的丙酸，相對于現(xiàn)有技術(shù)采用的腐蝕性很強的鹽酸等無機酸，一方面保證了清洗液對鍺酸鉍晶片腐蝕性很小，另一方面降低了清洗液對環(huán)境的污染，此外也降低了清洗廢液的處理成本。較佳地，所述初步清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:采用二級去離子水沖洗；在60°C二級去離子水中浸泡5分鐘以上；以及用鑷子去除側(cè)面的粘貼膠。較佳地，所述第二清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:放入航空煤油中超聲清洗15分鐘以上以去除表面有機物油污；放入10% 30%的Decon清洗液和超純?nèi)ルx子水混合溶液中超聲清洗15分鐘以上以去除殘留的航空煤油；以及放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的10% 30%的Decon清洗液和超純?nèi)ルx子水混合溶液。較佳地，所述第三清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:放入CCl4溶液中超聲清洗30分鐘以上以進一步去除表面有機物油污；放入丙酮溶液中超聲清洗30分鐘以上以去除殘留的CCl4溶液；放入60°C乙醇溶液中超聲清洗30分鐘以上以去除殘留的丙酮；以及放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的乙醇。較佳地，所述第四清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:放入60°C的15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液中浸泡30分鐘以上，再超聲清洗15分鐘以上；以及放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液。優(yōu)選地，將所述第二清洗步驟至所述第四清洗步驟重復兩次以上。較佳地，所述干燥步驟是將清洗完畢的鍺酸鉍晶片采用高純N2吹干。在本發(fā)明中，所述鑷子優(yōu)選采用防止鑷子尖角對所述鍺酸鉍晶片劃傷的膠質(zhì)鑷子。
具體實施例方式參照下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應理解，下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。本發(fā)明提供的鍺酸鉍晶片的清洗工藝，其清洗步驟按順序可包含如下十二步:第一步:初步清洗；第二步:航空煤油超聲清洗；第三步:清洗液I超聲清洗；第四步:超純水溢流；第五步=CCl4超聲清洗；第六步:丙酮超聲清洗；第七步:乙醇超聲清洗；第八步:超純水溢流；第九步:清洗液II超聲清洗；第十步:超純水溢流；第^^一步:重復第六至第十步兩次以上；第十二步:吹干。其中，初步清洗是為了去除鍺酸鉍表面明顯的粘附力較弱的大塊污染物；第二步的航空煤油超聲清洗是為了去除晶片表面大分子有機物油污，而第三步的清洗液I超聲清洗和第四步的純水溢流依次是為了去除作為清洗劑引入的航空煤油和清洗液I ;第五步的CCl4超聲清洗是為了去除鍺酸鉍晶片表面較大分子有機物油污，而第六步的清丙酮超聲清洗、第七步的乙醇超聲清洗和第八步的純水溢流依次是為了去除作為清洗劑引入的CC14、丙酮和乙醇；第九步的清洗液II超聲清洗是為了去除鍺酸鉍晶片表面的無機污染物，而第十步的超純水溢流為了去除作為清洗劑引入的清洗液II。應理解，丙酮清洗、乙醇清洗、超純水溢流是梯度設(shè)計的清洗引入的清洗劑，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照需要做適當改變。此夕卜，還應理解，在第十一步重復第六至第十步也不是必需的，而是為了達到更好的清洗效果而設(shè)置的，可以根據(jù)需要而設(shè)置重復次數(shù)，優(yōu)選兩次以上。本發(fā)明通過以上步驟對鍺酸鉍晶片上的污染物進行處理使得本發(fā)明具有如下特別之處。(1)針對鍺酸鉍晶片上的不同類型污染物采用不同的步驟進行分別加以清洗。首先是對鍺酸鉍表面明顯的粘附力較弱的大塊污染物進行清洗，包括:第一步中對切割完成的鍺酸鉍晶片進行初步清洗，具體為:(a)將鍺酸鉍晶片采用二級去離子水沖洗去除表面粘附力較差的大塊污染物；(b)在60°C二級去離子水中浸泡5分鐘以上，使得晶片表面粘貼膠軟化；(C)用膠質(zhì)鑷子去除側(cè)面的粘貼膠。其次是對鍺酸鉍晶片表面有機物油污進行清洗，包括:第二步中將鍺酸鉍晶片采用航空煤油超聲清洗15分鐘以上，去除晶片表面大分子有機物油污；第三步中將鍺酸鉍晶片采用清洗液I超聲清洗15分鐘以上，去除前一步引入的航空煤油；第四步將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上，去除前一步中引入的清洗液I ;第五步中將鍺酸鉍晶片放入CCl4溶液中超聲清洗30分鐘以上，去除鍺酸鉍晶片表面較大分子有機物油污；第六步將鍺酸鉍晶片放入丙酮溶液中超聲清洗30分鐘以上，去除前一步中引入的CCl4 ;第七步將鍺酸鉍晶片放入60°C乙醇溶液中超聲清洗30分鐘以上，去除前一步中引入的丙酮；第八步將將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上，去除前一步中引入的乙醇。然后對鍺酸鉍晶片表面無機物污染物進行清洗，包括:第九步中將鍺酸鉍晶片放A 60°C清洗液II中浸泡30分鐘以上，然后再超聲清洗15分鐘以上，去除鍺酸鉍晶片表面的無機污染物如金屬刀具粉末、磨削液粉末、環(huán)境中無機物粉塵等；第十步中將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上，去除前一步中引入的清洗液II。最后對鍺酸鉍晶片進行吹干處理，包括:第十二步將清洗完畢鍺酸鉍晶片采用高純N2吹干。為了達到更好的清洗效果，本清洗工藝優(yōu)選重復步驟，包括:第十一步，重復第六至第十步兩次以上。(2)本發(fā)明中，清洗液I優(yōu)選采用采用獨特的溶液配比，例如濃度為10% 30%的Decon和去離子水混合溶液。(3)本發(fā)明中，清洗液II優(yōu)選采用獨特的溶液配比，例如濃度為15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水溶液。(4)本發(fā)明中，采用腐蝕性較弱的丙酸代替腐蝕性很強的鹽酸等無機酸。一方面保證了清洗液對鍺酸鉍晶片腐蝕性很小，另一方面降低了清洗液對環(huán)境的污染，此外也降低了清洗廢液的處理成本。(5)清洗過程中對溶液進行加熱處理。在第七步和第九步中對乙醇和清洗液II加熱至60°C，使鍺酸鉍晶片清洗達到更好的效果。
采用本發(fā)明對切割后的鍺酸鉍晶片表面進行清洗處理，可以在保證晶片面形的情況下對其表層污染物進行有效的去除，具有清洗效果良好、對晶片腐蝕小、操作簡單、成本低、環(huán)境污染小的優(yōu)點。下面進一步例舉實施例以詳細說明本發(fā)明的示例清洗工藝。應理解，下述實施例是為了更好地說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。即、對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不偏離權(quán)利要求的宗旨和范圍時，可以有多重形式和細節(jié)的變化。實施例1: 一種鍺酸鉍晶片的清洗工藝
以切割后的鍺酸鉍晶片為清洗對象，其具體的操作步驟按照以下順序進行:
第一步:初步清洗，清除晶片表面明顯的粘附力較弱的大塊污染物:對切割完成的鍺酸鉍晶片進行初步清洗，包括:首先將鍺酸鉍晶片采用二級去離子水沖洗，然后在60°C二級去離子水中浸泡5分鐘以上，最后用鑷子去除側(cè)面的粘貼膠；
第二步:航空煤油超聲清洗，去除晶片表面大分子有機物油污:將鍺酸鉍晶片放入航空煤油中超聲清洗15分鐘以上；
第三步:清洗液I超聲清洗，去除前一步引入的航空煤油:將鍺酸鉍晶片放入清洗液I中超聲清洗15分鐘以上；
第四步:超純水溢流，去除前一步中引入的清洗液1:將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上；
第五步:0:14超聲清洗，去除晶片中較大分子有機物油污:將鍺酸鉍晶片放入CCl4溶液中超聲清洗30分鐘以上；
第六步:丙酮超聲清洗，去除前一步中引入的CCl4:將鍺酸鉍晶片放入丙酮溶液中超聲清洗30分鐘以上；
第七步:乙醇超聲清洗，去除前一步中引入的丙酮:將鍺酸鉍晶片放入60°C乙醇溶液中超聲清洗30分鐘以上；
第八步:超純水溢流，去除前一步中引入的乙醇:將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上；
第九步:清洗液II超聲清洗，晶片表面的無機污染物如金屬刀具粉末、磨削液粉末、環(huán)境中無機物粉塵等:將鍺酸鉍晶片放入60°C清洗液II中浸泡30分鐘以上，然后再超聲清洗15分鐘以上；
第十步:超純水溢流，去除前一步中引入的清洗液I1:將鍺酸鉍晶片放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上；
第十一步:重復第六至第十步2次以上；
第十二步:吹干:將清洗完畢鍺酸鉍晶片采用高純N2吹干；
上述清洗工藝中所述的清洗液I是指濃度為10% 30%的Decon和去離子水混合溶液，清洗液II是指濃度為15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水溶液。產(chǎn)業(yè)應用性:本發(fā)明提供的鍺酸鉍晶片清洗工藝，具有清洗效果良好、對晶片腐蝕小、操作簡單、成本低、環(huán)境污染小的優(yōu)點，適合規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的產(chǎn)業(yè)應用前景。
權(quán)利要求
1.一種鍺酸鉍晶片的清洗工藝，其特征在于，所述清洗工藝包括: 采用二級去離子水對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面粘附力較弱的大塊污染物的初步清洗步驟； 采用航空煤油對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面有機物油污的第二清洗步驟；采用CCI4溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以進一步去除鍺酸鉍晶片表面有機物油污的第三清洗步驟； 采用15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面無機物污染物的第四清洗步驟；以及 對所述鍺酸鉍晶片進行吹干處理的干燥步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗工藝，其特征在于，所述初步清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理: 采用二級去離子水沖洗； 在60°C二級去離子水中浸泡5分鐘以上；以及 用鑷子去除側(cè)面的粘貼膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的清洗工藝，其特征在于，所述第二清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:放入航空煤油中超聲清洗15分鐘以上以去除表面有機物油污； 放入10% 30%的Decon清洗液和超純?nèi)ルx子水混合溶液中超聲清洗15分鐘以上以去除殘留的航空煤油；以及 放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的10% 30%的Decon清洗液和超純?nèi)ルx子水混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的清洗工藝，其特征在于，所述第三清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理:放入CCl4溶液中超聲清洗30分鐘以上以進一步去除鍺酸鉍晶片表面有機物油污； 放入丙酮溶液中超聲清洗30分鐘以上以去除殘留的CCl4溶液； 放入60°C乙醇溶液中超聲清洗30分鐘以上以去除殘留的丙酮；以及 放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的乙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的清洗工藝，其特征在于，所述第四清洗步驟包括對所述鍺酸鉍晶片依次進行如下處理: 放入60°C的15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液中浸泡30分鐘以上，再超聲清洗15分鐘以上；以及 放入超純?nèi)ルx子水中溢流15分鐘以上以去除殘留的15% 25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的清洗工藝，其特征在于，將所述第二清洗步驟至所述第四清洗步驟重復兩次以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的清洗工藝，其特征在于，所述干燥步驟是將清洗完畢的鍺酸鉍晶片采用高純N2吹干。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的清洗工藝，其特征在于，所述鑷子是防止鑷子尖角對所述鍺酸鉍晶片劃傷的膠質(zhì)鑷子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍺酸鉍晶片的清洗工藝，所述清洗工藝包括采用二級去離子水對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面粘附力較弱的大塊污染物的初步清洗步驟；采用航空煤油對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面有機物油污的第二清洗步驟；采用CCl4溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以進一步去除鍺酸鉍晶片表面有機物油污的第三清洗步驟；采用15%～25%的丙酸和超純?nèi)ルx子水混合溶液對所述鍺酸鉍晶片進行清洗以去除表面無機物污染物的第四清洗步驟；以及對所述鍺酸鉍晶片進行吹干處理的干燥步驟。
文檔編號B08B3/12GK103230894SQ20131012416
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者卓世異, 黃維, 王樂星, 莊擊勇, 陳輝 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所, 上海硅酸鹽研究所中試基地