一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法及系统与流程

1.本发明属于半导体设备技术领域，具体涉及一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法及系统。


背景技术：

2.分子束外延（mbe）技术是一种在半导体衬底上进行原子层量级精度半导体材料生长的薄膜外延技术。生长时，半导体衬底被衬底托板固定在生长腔体中央，源材料通过热蒸发以分子束的形式进入生长腔体，在半导体衬底表面附着，反应，形成新的外延表面并叠层生长。为了保证外延材料的纯度及晶体质量，生长腔体需要保持超高真空状态，外延表面也需要维持清洁。然而，随着使用时间的增加，腔体内部游离的源材料分子逐渐在衬底托板上累积，最终形成固形物，容易污染衬底边缘，导致外延材料纯度低，晶体质量差。为了适应外延过程中高温和超高真空的条件，衬底托班由高纯热压钼板加工而成，源材料成本昂贵，不适合一次性使用。因此需要一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法，使其可以被循环使用。
3.目前传统的用于分子束外延的衬底托板清洗方法主要是使用酸性化学品清洗，尤其是含有大量氯及溴元素的酸性溶液，有毒且易挥发，对人体的健康危害较大。
4.因此，基于上述技术问题需要设计一种新的用于分子束外延的衬底托板的清洗方法及系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法及系统。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法，包括：将衬底托板浸泡在混合溶液中；将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗；将衬底托板清洗干净；将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中；以及将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫。
7.进一步，所述将衬底托板浸泡在混合溶液中的方法包括：将衬底托板放入聚四氟乙烯容器，并在聚四氟乙烯容器中加入双氧水，使双氧水没过衬底托板后，再加入氢氧化钠，使得衬底托板浸泡第一预设时间，浸泡后放入纯水过滤。
8.进一步，所述将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗的方法包括：将过滤后的衬底托板放入超声水洗仪，清洗第二预设时间。
9.进一步，所述将衬底托板清洗干净的方法包括：重复将衬底托板浸泡在混合溶液中，并将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水
洗预设次数。
10.进一步，所述将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中的方法包括：将清洗干净的衬底托板放入聚四氟乙烯容器，并在聚四氟乙烯容器加盐酸浸泡第三预设时间。
11.进一步，所述将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫的方法包括：将浸泡在盐酸中的衬底托板放入超声水洗仪，超声水洗第四预设时间；将超声水洗的衬底托板放入乙醇溶液中，转移至超净工作台，用氮气吹干并保存。
12.进一步，所述衬底托板适于采用钼制成。
13.进一步，所述混合溶液包括：双氧水和氢氧化钠。
14.另一方面，本发明还提供一种用于分子束外延的衬底托板的清洗系统，包括：浸泡装置、清洗装置和吹扫装置；所述浸泡装置适于对衬底托板进行浸泡；所述清洗装置适于对衬底托板进行清洗；所述吹扫装置适于对衬底托板吹干并保存。
15.本发明的有益效果是，本发明通过将衬底托板浸泡在混合溶液中；将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗；将衬底托板清洗干净；将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中；以及将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫，采用双氧水和氢氧化钠浸泡衬底托板，避免了使用挥发性化学品，大大减少了对操作人员的健康影响，同时使用超声水洗配合化学浸泡重复进行多次，使衬底托板表面最终可以达到高的洁净程度，有利于分子束外延半导体薄膜生长的材料质量。
16.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明的一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法的流程图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1如图1所示，本发明提供了一种用于分子束外延的衬底托板的清洗方法，包括：将
衬底托板浸泡在混合溶液中；将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗；将衬底托板清洗干净；将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中；以及将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫，采用双氧水和氢氧化钠浸泡衬底托板，避免了使用挥发性化学品，大大减少了对操作人员的健康影响，同时使用超声水洗配合化学浸泡重复进行多次，使衬底托板表面最终可以达到高的洁净程度，有利于分子束外延半导体薄膜生长的材料质量；通过化学清洗使用过的衬底托板，使衬底托板可被重复使用，降低了分子束外延生长的成本，并且通过设计衬底托板清洗流程，避免了有毒化学品的使用，提高了操作的安全性。
22.在本实施例中，所述将衬底托板浸泡在混合溶液中的方法包括：将衬底托板放入聚四氟乙烯容器，并在聚四氟乙烯容器中加入双氧水，使双氧水没过衬底托板后，再加入少量氢氧化钠，使得衬底托板浸泡第一预设时间，待其表面无剧烈反应后放入纯水过滤（无剧烈反应的判断条件可以是：衬底托板表面无气泡放出，双氧水转为橙红色且颜色不再加深）；有效清洁衬底托板表面的同时保证人体安全的目的。通过化学清洗使用过的衬底托板，使衬底托板可被重复使用，降低了分子束外延生长的成本。
23.在本实施例中，所述将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗的方法包括：将过滤后的衬底托板放入超声水洗仪，清洗第二预设时间（清洗若干分钟）；通过超声水洗可以对衬底托板上残留的混合溶液进行去除，避免混合溶液残留在衬底托板上在衬底托板进行盐酸浸泡时影响浸泡的效果。
24.在本实施例中，所述将衬底托板清洗干净的方法包括：重复将衬底托板浸泡在混合溶液中，并将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗预设次数；重复多次对衬底托板进行混合溶液浸泡和超声水洗可以确保衬底托板的清洗效果。
25.在本实施例中，所述将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中的方法包括：将清洗干净的衬底托板放入聚四氟乙烯容器，并在聚四氟乙烯容器加盐酸浸泡第三预设时间（浸泡若干小时）；通过盐酸浸泡可以使得衬底托板上杂质星期去除的更加彻底。
26.在本实施例中，所述将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫的方法包括：将浸泡在盐酸中的衬底托板放入超声水洗仪，超声水洗第四预设时间（超声水洗若干分钟）；通过超声水洗可以将衬底托板残留的盐酸清洗，避免盐酸的残留；将超声水洗的衬底托板放入乙醇溶液中，转移至超净工作台，用氮气吹干并保存，将衬底托板吹干后保存避免潮湿的衬底托板在存放过程中影响质量。
27.在本实施例中，所述衬底托板适于采用钼制成。
28.在本实施例中，所述混合溶液包括：双氧水和氢氧化钠。
29.具体的，将衬底托板放入聚四氟乙烯容器，加约200ml双氧水，没过衬底托板即可，加入5g氢氧化钠，浸泡约10分钟，待其表面无剧烈反应后放入纯水过滤；将过滤后的衬底托板放入超声水洗仪，超声水洗30分钟；重复上述过程若干次直至衬底托板表面清洗干净（双氧水浸泡10分钟和超声水洗30分钟循环多次）；将待清洗的衬底托板放入聚四氟乙烯容器，加盐酸浸泡12小时；将盐酸浸泡后的钼托放入超声水洗仪，超声水洗30分钟；将清洗后的衬底托板放入乙醇溶液中，转移至超净工作台，用氮气吹干并保存。
30.实施例2在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种采用实施例1中用于分子束外延的衬底托板的清洗方法的用于分子束外延的衬底托板的清洗系统，包括：浸泡装置、清洗装置
（超声水洗仪）和吹扫装置；所述浸泡装置适于对衬底托板进行浸泡；所述清洗装置适于对衬底托板进行清洗；所述吹扫装置适于对衬底托板吹干并保存；各装置的工作配合在实施例1中已经详细描述，在本实施例中不再赘述。
31.综上所述，本发明通过将衬底托板浸泡在混合溶液中；将浸泡过混合溶液的衬底托板进行超声水洗；将衬底托板清洗干净；将清洗干净的衬底托板浸泡在盐酸中；以及将浸泡在盐酸中的衬底托板清洗后进行吹扫，采用双氧水和氢氧化钠浸泡衬底托板，避免了使用挥发性化学品，大大减少了对操作人员的健康影响，同时使用超声水洗配合化学浸泡重复进行多次，使衬底托板表面最终可以达到高的洁净程度，有利于分子束外延半导体薄膜生长的材料质量。
32.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
33.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
34.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
35.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。