CN109277359B - 一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺。本工艺采用无蜡工艺进行锗片双面抛光后,采用稀释的氢氟酸溶液浸泡去除表面抛光液,采用稀释的洗净剂超声去除表面沾污,采用稀释的氨水溶液兆声清洗进一步去除表面颗粒,达到免清洗表面。本发明采用了高纯洗净剂和HF溶液相结合的方式,配合超声波清洗,有效去除了双面抛光锗片的表面沾污,达到了免清洗的表面要求,极大提高了红外用双面抛光片的表面质量。本发明操作简单、易于实现,降低了双面抛光锗片的清洗难度,易于实现批量化生产。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料加工技术,特别是涉及一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺。
背景技术
锗单晶具有良好的机械性能和导热性能,它的透射光谱范围为2-12μm,广泛应用于红外光学镜头以及保护红外光学镜头的红外光学窗口。60%以上的中低端红外光学镜头为锗单晶制造,50%以上的高端红外光学镜头为锗单晶制造。另外,锗在10.6μm处的吸收很小,是激光透镜、窗口和输出耦合镜的理想材料,还被用作各种红外滤波器的基底材料。目前国内红外光学需求的高端锗单晶抛光片为N型2-6英寸双面抛光片,厚度在300-600微米范围。通常厂家采用机械研磨的方法加工,加工面仍旧存在机械应力和亚微米损伤层,难以与国际水平相比。而采用CMP抛光工艺加工的锗片主要是用于太阳能电池用超薄锗衬底,加工工艺与双抛工艺不通用。另外,锗抛光片清洗不能采用常规的RCA清洗工艺,否则会造成表面氧化和严重腐蚀。
在高端锗双面抛光片加工中,采用CPM的抛光方式,若想表面达到免清洗工艺要求,只能采用单片清洗工艺,通过采用热硫酸+冷硫酸浸泡的清洗方式去除有机沾污和手印,再通过低温1#液去除表面沾污和颗粒,清洗工艺繁琐、效率低、安全性差。因此,通过改进清洗工艺,采用与IC级硅抛光片生产相近的工艺流程和通用设备,使红外用锗单晶抛光片表面达到免清洗要求,具有十分重要的现实意义。
发明内容
鉴于现有技术状况,针对锗双面抛光片的清洗难题,本发明提供一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺。高质量的抛光片表面要求:无雾、无沾污、无手印、无腐蚀、无斑痕、无抛光液,表面0.3微米及以上颗粒不大于10个。所以本工艺采用无蜡工艺进行锗片双面抛光,抛光后采用稀释的氢氟酸溶液浸泡去除表面抛光液,采用稀释的101高纯洗净剂溶液超声去除表面沾污和手印,采用稀释的氨水溶液兆声清洗进一步去除表面颗粒,达到免清洗表面的目的。
本发明采取的技术方案是:一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺,其特征是:采用无蜡工艺进行锗片双面抛光后,采用稀释的氢氟酸溶液浸泡去除表面抛光液,采用稀释的洗净剂超声去除表面沾污,采用稀释的氨水溶液兆声清洗进一步去除表面颗粒,达到免清洗表面,其工艺步骤如下:
(1)、将一面抛光好的锗片装入PFA花篮中,在稀释的氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗。
(2)、将锗片放入稀释的洗净剂中超声5min,超声温度控制在50-60℃,然后进行纯水冲洗。
(3)、将第二面抛光好的锗片在稀释的氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗。
(4)、将锗片依次放入两杯装有稀释的洗净剂溶液中,超声温度控制在50-60℃,每杯超声5min,然后在第3杯装有纯水中超声2min,再进行纯水冲洗。
(5)、将清洗后的锗片放入稀释的氨水溶液中兆声清洗10min,清洗温度为20-25℃,喷淋冲洗后甩干、检验。
本发明所述稀释的氢氟酸溶液的体积比为氢氟酸:纯水=1:10,氢氟酸浓度为49%。
本发明所述洗净剂为KILALA CLEAN101洗净剂,所述稀释的洗净剂溶液的体积比为KILALA CLEAN101洗净剂:纯水=1:10。
本发明所述稀释的氨水溶液的体积比为氨水:纯水=1:50,氨水浓度为25%。
本发明具有的优点和有益效果是:采用本工艺,可以实现锗单晶双面抛光片的机械化自动清洗,避免了单片清洗效率低、洗硫酸容易发生安全事故的风险,保证了抛光片清洗效果的一致性和稳定性。采用单片清洗工艺,每小时只能清洗10片抛光片,且一次清洗成品率与操作人员熟练度密切相关;采用本工艺清洗,每小时可以实现清洗锗片75片,效率提升了7.5倍,一次清洗合格率稳定在90%以上。这对于降低生产成本,提高产能,从抢占市场份额具有重要意义。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例:锗单晶片:N型<111>掺锑,电阻率为:1-40Ω·㎝,直径:100mm,厚度:500±20μm,双面抛光。具体实施步骤如下:
1、配制清洗液:配制氢氟酸溶液:49%氢氟酸:纯水=1:10,氢氟酸浓度为49%;稀释101高纯洗净剂:KILALA CLEAN 101洗净剂:纯水=1:20,KILALA CLEAN 101高纯洗净剂主要成分为二乙醇胺、氢氧化四甲基胺;配制氨水溶液:25%氨水:纯水=1:50,氨水浓度为25%。
2、双面抛光流程为:正面—背面—正面,操作员佩戴洁净乳胶手套,第一次正面抛光后,在氢氟酸溶液中浸泡5min,冲洗后开始抛光背面。
3、将抛光好背面的锗片装入25片的PFA花篮中,在氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗。
4、将锗片放入稀释的101高纯洗净剂溶液中超声5min,超声温度控制在50℃,然后进行纯水冲洗。
5、进行第二次正面抛光,抛光时间小于5min,抛光后在氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗。
6、将锗片依次放入两杯装有稀释的洗净剂溶液中,超声温度控制在50℃,每杯超声5min,然后在第3杯装有纯水中超声2min,再进行纯水冲洗。
7、将清洗后的锗片放入氨水溶液中兆声清洗10min,清洗温度为22℃,喷淋冲洗后甩干、检验。
技术效果检验:锗单晶双面抛光片采用本工艺清洗,清洗后表面强光灯下检验无雾、无沾污、无手印、无腐蚀、无斑痕、无抛光液,表面0.3微米及以上颗粒小于10个,一次清洗成品率达到90%,日产量达到1000片。
该检验结果表明:采用本工艺,可以在与IC级硅单晶抛光片相同的清洗设备上实现锗抛光片的机械化自动清洗,工艺稳定,效率高。
本发明采用了101高纯洗净剂和HF溶液相结合的方式,配合超声波清洗,有效去除了双面抛光锗片的表面沾污,达到了免清洗的表面要求,极大提高了红外镜头用锗单晶双面抛光片的表面质量。本工艺操作简单、易于实现,降低了双面抛光锗片的清洗难度,易于实现批量化生产。
Claims (1)
1.一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺,其特征是:采用无蜡工艺进行锗片双面抛光后,采用稀释的氢氟酸溶液浸泡去除表面抛光液,采用稀释的洗净剂超声去除表面沾污,采用稀释的氨水溶液兆声清洗进一步去除表面颗粒,达到免清洗表面,其工艺步骤如下:
(1)、将一面抛光好的锗片装入PFA花篮中,在稀释的氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗;
(2)、将锗片放入稀释的洗净剂中超声5min,超声温度控制在50-60℃,然后进行纯水冲洗;
(3)、将第二面抛光好的锗片在稀释的氢氟酸溶液中浸泡5min,然后进行纯水冲洗;
(4)、将锗片依次放入两杯装有稀释的洗净剂溶液中,超声温度控制在50-60℃,每杯超声5min,然后在第3杯装有纯水中超声2min,再进行纯水冲洗;
(5)、将清洗后的锗片放入稀释的氨水溶液中兆声清洗10min,清洗温度为20-25℃,喷淋冲洗后甩干、检验;
所述稀释的氢氟酸溶液的体积比为氢氟酸:纯水=1:10,氢氟酸浓度为49%;
洗净剂为KILALA CLEAN 101洗净剂,KILALA CLEAN 101洗净剂成分为二乙醇胺、氢氧化四甲基胺;
所述稀释的洗净剂溶液的体积比为KILALA CLEAN 101洗净剂:纯水=1:10;
所述稀释的氨水溶液的体积比为氨水:纯水=1:50,氨水浓度为25%。
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