1.本发明涉及一种晶片无片盒清洗方法，属于晶片清洗技术领域。
背景技术：
2.半导体晶片的清洗方法常采用化学方法清洗，化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗晶片表面的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，使杂质从被清洗晶片的表面脱附，然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。化学清洗可分为湿法化学清洗和干法化学清洗，其中湿法化学清洗在半导体清洗工艺中仍处于主导地位。
3.湿法化学清洗包括溶液浸泡法
4.(1)溶液浸泡法。溶液浸泡法是将晶片浸泡在化学溶液中来达到清除表面污染的一种方法。它是湿法化学清洗中最常用的一种方法。选用不同的溶液可以达到清除晶片表面不同类型的污染杂质，如采用有机溶剂去除有机污染物，采用rca溶液清除有机、无机和金属离子等杂质。通常这种方法不能彻底去净晶片表面的杂质，所以在采用浸泡的同时常辅以加热、超声、搅拌等物理措施。
5.(2)兆声波清洗。兆声波清洗不但具有超声波清洗的优点，而且克服了它的不足。兆声波清洗是由高能(850khz)频振效应并结合化学清洗剂的化学反应对晶片进行清洗。在清洗时，溶液分子在兆声波的推动下作加速运动(最大瞬时速度可达到30cm/s)，以高速的流体波连续冲击晶片表面，使晶片表面附着的污染物和细小微粒被强制除去并进入到清洗液中。这种方法能同时起到机械擦片和化学清洗两种方法的作用。目前兆声波清洗方法已成为抛光片清洗的一种有效方法。
6.现有的晶片湿法清洗可以分为多槽式、旋转冲洗甩干以及单片腐蚀清洗三种方式。随着湿化学设备的不断升级改进，槽式清洗以其高效的工作方式具有重要地位。
7.为了适应晶片加工工艺中对晶片表面高洁净度的要求，湿化学清洗设备发展出了无片盒清洗的工艺。无片盒清洗与传统的料盒(花篮)清洗相比，清洗过程中晶片不受料盒(花篮)的遮挡，清洗效果有了很大的提升。
8.但是，上述清洗方法目前都较为单一；因此，开发一种具有多种清洗工艺组合的新清洗方法，是很有必要的。
技术实现要素：
9.本发明是针对现有技术存在的不足，从而提供了一种晶片无片盒清洗方法，具体技术方案如下：
10.一种晶片无片盒清洗方法，包括以下步骤：
11.将晶片依次进行c/c清洗、第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗、干燥；
12.所述晶片使用无片盒清洗设备进行清洗；
13.所述c/c清洗的清洗液为超纯水；所述c/c清洗采用的c/c清洗槽，其是常温超纯水浸泡喷淋+常温n2吹扫；目的是搬运机械手搬运晶片时与晶片接触的部分会接触药液，防止污染其他工艺及安全角度考虑采用此c/c清洗槽。
14.第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的清洗液均为氨水、双氧水和水的混合液；
15.第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的清洗液均为去离子水；
16.所述qdr清洗的清洗液为去离子水；
17.所述sc2清洗的清洗液为盐酸、双氧水和水的混合液。
18.作为上述技术方案的改进，所述c/c清洗的温度为15～25℃，第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的温度为80
±
5℃，第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的的温度为15～25℃，所述qdr清洗的温度为15～25℃，所述sc2清洗的温度为80
±
5℃。
19.作为上述技术方案的改进，第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗均采用清洗液循环模式，清洗液循环过程中采用过滤器进行循环过滤，采用在线浓度仪在线监测清洗液的浓度；当清洗液的浓度低于设定值，采用定量泵补充清洗液。
20.作为上述技术方案的改进，所述干燥的温度为30～80℃。
21.作为上述技术方案的改进，第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、第三次ofr清洗均采用兆声清洗。
22.作为上述技术方案的改进，所述兆声清洗的频率为950～1200khz。
23.作为上述技术方案的改进，第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1040khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1070khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1030khz。
24.作为上述技术方案的改进，所述无片盒清洗设备包括用来固定晶片的固定卡槽、用来驱动固定卡槽进行摇摆动作的摇摆驱动机构。
25.1、所有的清洗液都具有在线浓度分析功能，如采用在线浓度仪在线监测清洗液的浓度；当清洗液的浓度低于设定值，采用定量泵补充清洗液，保证工艺槽内清洗液浓度的均匀性，从而有助于增加晶片的良率。而传统作法是利用清洗时间及分批次进行定量定时补充，从而在后期存在清洗液浓度不均匀，造成晶片的良率下降。
26.2、在本发明中，sc1清洗为微刻蚀、络合清洗。在本发明中，sc1清洗时采用兆声清洗，清洗效果明显优于超声清洗。
27.在本发明中，sc1清洗能够将脏污颗粒缓慢溶解，主要去除粒径大于0.5μm的颗粒；随之，粒径小于0.5μm的颗粒数量也会增加；由于会发生络合反应，能有效去除一些金属，也就形成了清洁的氧化层。
28.3、采用ofr清洗是在溢流槽内持续通入常温的去离子水，采用兆声辅助清洗，能够最后将晶片表面给深度清洁，尤其是能够将前序sc1清洗所残留的药渍给完全清洗干净。
29.4、在本发明中，所述sc2清洗是离子络合清洗，主要用于生成可溶性离子络合物，去除碱金属离子、金属氢氧化物，将残留金属溶解，形成保护钝化的水合氧化物薄膜。在本发明中，所述sc2清洗的温度与sc1清洗的温度一样。由于在本发明中，只进行两次sc1清洗后就立即进行sc2清洗，中间并没有使用其他药剂进行进一步清洗，因此，在本发明中，sc2
清洗需要采用兆声清洗技术进一步提高清洗效果，如果在sc2清洗中采用常规超声清洗技术或复频超声清洗技术，则达不到清洗要求。
30.5、在本发明中，所述qdr清洗主要是1～5微米的颗粒给去除，尤其是将上一步工序中被兆声的sc2清洗所破碎化的颗粒给冲洗走。由于前道工序中已采用兆声的sc2清洗，因此，在qdr清洗只采用常规清洗即可满足清洗需要，清洗温度也为常温。
31.6、最后，再进行一次ofr清洗，在溢流槽内持续通入常温的去离子水，采用兆声辅助清洗，能够最后将晶片表面给深度清洁，最终将晶片给完全清洗干净。
32.7、sc1清洗重复使用，能有效的提高颗粒的清洗效果。
33.8、多批次的兆声波振荡与sc1清洗配合，提升了晶片表面颗粒剥离速度。
34.9、sc2清洗与qdr清洗，使用大水量清洗，能有效去除金属残留。
35.10、在本发明中，摇摆功能搭配在药液与水槽中，增加晶片与溶液的相对运动，更有效地提高了晶片表面颗粒的剥离速度。
36.相对于常规使用花篮的清洗技术来说，在本发明中，由于晶片使用无片盒清洗设备进行清洗，再加上整个清洗流程主要是sc1清洗、sc2清洗的配合清洗，整个清洗流程短，清洗效率高，清洗效果好。
37.11、最后，所述干燥的温度为30～80℃，可使用热氮气进行干燥。
38.本发明的有益效果：
39.相比于现有技术来说，本发明通过对现有无片盒清洗技术的进一步优化，主要是通过对sc1清洗、sc2清洗与其余清洗流程搭配组合，清洗流程短，操作简便；本发明能够有效清除晶片(8寸及以上尺寸)表面的颗粒，减少表面颗粒、污物以及金属残留物的残留量，大幅提高晶片品质。最终清洗效果能够达到：
40.颗粒指标≥0.16μm10ea，颗粒指标≥0.12μm20ea；
41.清洗后的晶片表面总金属含量≤1e10atoms/cm2，金属包括16类(na，al，k，ca，ti，cr，mn，fe，co，ni，cu，zn，au，ag，v，hg)。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.实施例1
44.将预清洗后的晶片依次进行c/c清洗、第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗、干燥。其中，预清洗后的晶片表面颗粒指标≥0.2μm10ea，颗粒指标≥0.16μm20ea。
45.所述晶片使用无片盒清洗设备进行清洗；所述c/c清洗的清洗液为超纯水；第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的清洗液均为氨水、双氧水和水的混合液；第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的清洗液均为去离子水；所述qdr清洗的清洗液为去离子水；所述sc2清洗的清洗液为盐酸、双氧水和水的混合液。
46.所述c/c清洗的温度为15～25℃，第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的温度为80℃，第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的的温度为15℃，所述qdr清洗的温度为
15℃，所述sc2清洗的温度为80℃。
47.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗均采用清洗液循环模式，清洗液循环过程中采用过滤器进行循环过滤，采用在线浓度仪在线监测清洗液的浓度；当清洗液的浓度低于设定值，采用定量泵补充清洗液。
48.所述干燥的温度为50℃。
49.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、第三次ofr清洗均采用兆声清洗。
50.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1040khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1070khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1030khz。
51.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
52.颗粒指标≥0.16μm10ea，颗粒指标≥0.12μm20ea；清洗后的晶片表面总金属含量≤1e10atoms/cm2，金属包括16类(na，al，k，ca，ti，cr，mn，fe，co，ni，cu，zn，au，ag，v，hg)。
53.实施例2
54.将预清洗后的晶片依次进行c/c清洗、第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗、干燥。其中，预清洗后的晶片表面颗粒指标≥0.2μm10ea，颗粒指标≥0.16μm20ea。
55.所述晶片使用无片盒清洗设备进行清洗；所述c/c清洗的清洗液为超纯水；第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的清洗液均为氨水、双氧水和水的混合液；第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的清洗液均为去离子水；所述qdr清洗的清洗液为去离子水；所述sc2清洗的清洗液为盐酸、双氧水和水的混合液。
56.所述c/c清洗的温度为15～25℃，第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的温度为80℃，第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的的温度为20℃，所述qdr清洗的温度为20℃，所述sc2清洗的温度为80℃。
57.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗均采用清洗液循环模式，清洗液循环过程中采用过滤器进行循环过滤，采用在线浓度仪在线监测清洗液的浓度；当清洗液的浓度低于设定值，采用定量泵补充清洗液。
58.所述干燥的温度为65℃。
59.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、第三次ofr清洗均采用兆声清洗。
60.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1040khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1070khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1030khz。
61.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
62.颗粒指标≥0.16μm10ea，颗粒指标≥0.12μm20ea；清洗后的晶片表面总金属含量
≤1e10atoms/cm2，金属包括16类(na，al，k，ca，ti，cr，mn，fe，co，ni，cu，zn，au，ag，v，hg)。
63.实施例3
64.将预清洗后的晶片依次进行c/c清洗、第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗、干燥。其中，预清洗后的晶片表面颗粒指标≥0.2μm10ea，颗粒指标≥0.16μm20ea。
65.所述晶片使用无片盒清洗设备进行清洗；所述c/c清洗的清洗液为超纯水；第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的清洗液均为氨水、双氧水和水的混合液；第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的清洗液均为去离子水；所述qdr清洗的清洗液为去离子水；所述sc2清洗的清洗液为盐酸、双氧水和水的混合液。
66.所述c/c清洗的温度为15～25℃，第一次sc1清洗和第二次sc1清洗的温度为80℃，第一次ofr清洗、第二次ofr清洗和第三次ofr清洗的的温度为25℃，所述qdr清洗的温度为25℃，所述sc2清洗的温度为80℃。
67.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、qdr清洗、第三次ofr清洗均采用清洗液循环模式，清洗液循环过程中采用过滤器进行循环过滤，采用在线浓度仪在线监测清洗液的浓度；当清洗液的浓度低于设定值，采用定量泵补充清洗液。
68.所述干燥的温度为80℃。
69.第一次sc1清洗、第二次sc1清洗、第一次ofr清洗、第二次ofr清洗、sc2清洗、第三次ofr清洗均采用兆声清洗。
70.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1040khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1070khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1030khz。
71.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
72.颗粒指标≥0.16μm10ea，颗粒指标≥0.12μm20ea；清洗后的晶片表面总金属含量≤1e10atoms/cm2，金属包括16类(na，al，k，ca，ti，cr，mn，fe，co，ni，cu，zn，au，ag，v，hg)。
73.《颗粒清洗效果表征试验》
74.1、在8寸晶片上涂覆40nm(60、80、100、200nm)的聚苯乙烯胶乳颗粒，制成待清洗晶片。其中，8寸晶片是经过预清洗，预清洗后其表面总金属含量≥300e10atoms/cm2，金属包括16类(na，al，k，ca，ti，cr，mn，fe，co，ni，cu，zn，au，ag，v，hg)。
75.2、按照不同的清洗工艺进行清洗，清洗时间均为1h。
76.3、通过颗粒测量仪器测量的晶片上的颗粒数量。
77.清洗工艺1：与实施例1不同之处为：仅兆声清洗的频率设置不同，本实施例的设置如下：
78.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为960khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为960khz。
79.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
80.清洗后的晶片表面金属1含量为5～10e10atoms/cm2，金属1包括5类(cu，cr，fe，ni，zn)；清洗后的晶片表面金属2含量为10～15e10atoms/cm2，金属2包括4类(na，al，k，ca)。
81.清洗工艺2：与实施例1不同之处为：仅兆声清洗的频率设置不同，本实施例的设置如下：
82.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz。
83.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
84.清洗后的晶片表面金属1含量为3～5e10atoms/cm2，金属1包括5类(cu，cr，fe，ni，zn)；清洗后的晶片表面金属2含量为10～15e10atoms/cm2，金属2包括4类(na，al，k，ca)。
85.清洗工艺3：与实施例1不同之处为：仅兆声清洗的频率设置不同，本实施例的设置如下：
86.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为960khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1020khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1050khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为1080khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1110khz。
87.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
88.清洗后的晶片表面金属1含量为5～10e10atoms/cm2，金属1包括5类(cu，cr，fe，ni，zn)；清洗后的晶片表面金属2含量为10～15e10atoms/cm2，金属2包括4类(na，al，k，ca)。
89.清洗工艺4：与实施例1不同之处为：仅兆声清洗的频率设置不同，本实施例的设置如下：
90.第一次sc1清洗时，兆声清洗的频率为1110khz；第二次sc1清洗时，兆声清洗的频率为1080khz；第一次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1050khz；第二次ofr清洗时，兆声清洗的频率为1020khz；sc2清洗时，兆声清洗的频率为990khz；第三次ofr清洗时，兆声清洗的频率为960khz。
91.清洗后，对晶片表面的颗粒物进行检测，达到颗粒指标：
92.清洗后的晶片表面金属1含量为5～10e10atoms/cm2，金属1包括5类(cu，cr，fe，ni，zn)；清洗后的晶片表面金属2含量为15～20e10atoms/cm2，金属2包括4类(na，al，k，ca)。
93.通过实施例1、清洗工艺1～4可知，在采用兆声清洗时，不同次序的清洗工序所采用的兆声频率，当兆声频率在特定频率时，能够对特定的金属(如cu，cr，fe，ni，zn，na，al，k，ca等)清除效果达到最优。
94.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。