本发明属于半导体制造，具体涉及一种用于去除半导体表面残胶的方法及其应用。
背景技术：
1、自石墨烯、氮化硼、过渡金属二硫化物(tmds)等二维材料被开创性的发现并研究以来，二维材料机械解理技术作为能够通过非生长方式快速获得不同层数二维材料的方法，在最近十几年间被各大实验室推广及应用。在二维材料与半导体界面相关研究中，需要把机械解理后的二维材料通过转移装置转移到半导体表面。二维材料机械解理技术通常有两种方式，第一种方式是先用透明胶带或蓝膜胶带粘着需要解理的二维材料，多次对折撕开后将解理完成的二维材料贴合到半导体表面，用以后续的研究。第二种方式是先将事先解理好的二维材料用胶带贴合到si基材料表面，再通过表面涂敷有pva或pmma等粘性胶的pdms薄膜，把解理好的二维材料通过转移台转移到目标半导体表面上用于研究。
2、但是无论通过哪一种方式，应用二维材料机械解理技术解理二维材料并转移样品后，都不可避免的会在半导体表面产生大量杂质与胶水状物质，这些胶水状物质与杂质会严重影响半导体表面性质。并且考虑到在转移途中可能会出现转移失败等现象，无论样品转移成功与否，半导体表面均会残留胶与杂质，导致半导体很难再反复利用。尤其是第二种方式，所使用的si基底材料都不可避免的被消耗浪费。在小规模研究试验中，产生的需要清洗的半导体基材的数量较少，通常不宜采用常规工业清洗晶圆的技术，因为工业化的清洗方法较为复杂，对清洗仪器的精密度要求高，会导致不必要的成本增加。目前，通常是采用水浴加热的方式去除这些半导体基材表面的胶状物质，但是水浴法清洗效果较差，胶状物质的去除效果不令人满意，也无法有效的清洗掉其他杂质，导致这些半导体基底的再利用可能会影响研究结果。或者，针对无法彻底清洗的半导体材料，通常只能直接废弃，导致严重的浪费。
技术实现思路
1、为解决上述全部或者部分技术问题，本发明提供以下的技术方案：
2、本发明的目的之一在于提供一种用于去除半导体材料表面残胶的方法，包括：
3、s1：对具有残胶的半导体材料进行表面撕胶处理，包括在半导体材料表面覆设胶水层，所述胶水层至少覆盖残胶的位置，在所述胶水层干燥的状态下将所述胶水层撕去；
4、s2：对经过s1处理的半导体材料进行刮擦处理；
5、s3：将经过s2处理的半导体材料置于第一清洗剂中并使第一清洗剂至少没过半导体材料具有残胶的表面，从而对半导体材料进行清洗，获得表面基本洁净的半导体材料；
6、s4：对经过s3处理的半导体材料进行退火处理，获得表面洁净的半导体材料。
7、本发明提供的方法能够彻底清除半导体材料表面的残胶以及其他杂质，且不造成半导体材料的损伤；相较于常规的工业清洗晶圆的复杂技术，本发明提供的方法简单便捷，对仪器设备、试剂要求较低，适合小规模研究试验、生产所导致的具有残胶和杂质的半导体材料的清洁，特别是针对实验室制备二维材料-半导体样品后，用来彻底清除转移失败或被消耗样品表面的残胶以及杂质，使半导体基底能够循环使用，解决现有技术中直接废弃导致的浪费严重问题，或者清洁不彻底影响研究效果的问题。当然该方法也普适于其他途径获得的表面具有残胶的半导体材料。
8、在部分实施例中，形成所述胶水层的胶水包括pva(聚乙烯醇)和/或pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)，但不限于此，可以设想到，其他胶水溶液形成的胶水层也能实现在撕胶过程中去除部分残胶的目的，由于二维材料解理转移采用的胶水一般为pva、pmma，从不引入其他杂质成分的方面考虑，优选采用pva胶或者pmma胶。另外，通过效果对比发现，相较于pmma胶，采用pva胶进行表面撕膜的效果更优，能够使大部分原本的残胶和杂质与pva薄膜一同撕下，且覆设的pva薄膜能够完整撕除，不易残留在半导体表面。因此，在部分优选实施例中，所述胶水包括pva，特别是由pva饱和溶液形成的胶水层。
9、在部分实施例中，所述胶水还包括体积占比为5～7％的乙醇、体积占比9％以下的甘油和1.8～2.45wt％的明胶粉。在胶水中加入乙醇、甘油和明胶粉能够使形成的胶水层更为柔韧，并且使胶水层不过分牢固黏贴在半导体材料表面，撕膜的时候不易产生胶膜断链问题；而且三者复配使用时的效果更好，若单独采用其中的一种或者其中的两种，对柔韧性的改善不显著。甘油的加入量在9％体积占比以下较为合适，例如1～9％。
10、在部分实施例中，所述表面撕胶处理具体包括：在半导体材料具有残胶的整个表面覆设胶水以形成覆盖整个表面的胶水层，然后对所述胶水层进行加温干燥形成干燥的胶水层，再将所述胶水层撕去。在半导体的整个表面覆设胶水层不易引入气泡和过多空隙，撕胶效果更优；快速干燥能够使胶与半导体材料之间贴合的更为均匀和牢固。加温能够加速干燥，相较于室温自然干燥，加温促使胶水层和表面残胶之间因范德华力的作用而结合的更为紧密，使残胶更易在撕胶的过程中被去除。
11、在部分实施例中，针对胶水的溶剂为水的情况，加温干燥的温度为75-100℃，干燥时间为5-10min。
12、在胶水含有乙醇的实施例中，所述加温干燥的温度为40-55℃，干燥时间例如为8～10min。该情况下烘干温度不宜过高，否则会导致乙醇的快速挥发而影响胶水层的柔韧性。
13、在部分实施例中，所述刮擦处理具体包括：采用平头刮板对所述半导体材料表面进行一次或者多次刮擦，所述平头刮板与半导体材料表面接触的部分设置有擦拭材料，所述擦拭材料浸润有第二清洁剂。
14、在部分实施例中，所述第二清洁剂包括丙酮。
15、在部分实施例中，所述擦拭材料为无尘擦拭纸。
16、在部分实施例中，在多次刮擦过程中，对所述擦拭材料进行更换。
17、在部分实施例中，所述方法还包括：在所述刮擦完成后，对经过刮擦处理的半导体材料进行超声清洗，然后再进行所述的s3。
18、在部分实施例中，所述第一清洁剂包括水和/或丙酮。
19、在部分实施例中，将所述半导体材料置于第一清洗剂中并调节温度为50～60℃。
20、在部分实施例中，所述s3具体包括：
21、s3a：将半导体材料置于含有水的第一清洁剂中，然后加热至55～75℃，并维持45～65min，以去除至少部分的pva残胶；
22、s3b：将半导体材料置于含有丙酮的第一清洁剂中进行一次或者多次的加热清洗，每次加热清洗温度为45～75℃，并维持30～40min，以去除至少部分的pmma残胶；
23、其中，针对残胶含有pva但不含有pmma的情况，仅执行s3a，针对残胶含有pmma但不含有pva的情况，仅执行s3b；针对残胶同时含有pva和pmma的情况，执行s3a和s3b，s3a、s3b顺序不受限制。
24、在部分实施例中，针对残胶含有pmma的情况，在加热之前，将半导体材料置于常温丙酮中并静置一次或者多次，每次静置时间为30n40min，每次静置时更换丙酮。先采用常温丙酮，再采用丙酮加热清洗能够最大限度去除表面残留的pmma。
25、在部分实施例中，所述退火处理的温度为450-500℃，升温速度为5-15℃/min，保温时间为1.5-2h。
26、在部分实施例中，所述退火处理采用的气氛包括惰性气氛。优选的，退火采用的气氛为氢气和惰性气体的混合气氛。例如，可以先通入15-20min的纯氩气赶气，然后再通氢气和氩气的混合气氛，在所述混合气酚中完成升温和退火。氢气和惰性气体的混合气氛能够在400℃以上的高温中有效去除表面残留胶物，并且其中的氢气可以优先饱和半导体材料(例如硅、锗材料)表面的悬挂键，以及减少表面复合中心。
27、在部分实施例中，所述混合气氛中氢气和氩气的体积比为35：65～60：40。
28、在部分实施例中，所述惰性气体为氩气和/或氦气。
29、在部分实施例中，所述退火处理中气氛的通入速率为1500-2500sccm。
30、在部分实施例中，所述半导体材料包括第一代半导体材料、第二代半导体材料、第三代半导体材料，例如si基材料、砷化镓材料或氮化镓材料。
31、本发明的目的之二在于提供上述任一项技术方案所述的方法在清除二维材料机械解理转移用半导体基材表面残胶中的应用。
32、与现有技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：
33、(1)本发明提供的方法能够彻底清除半导体材料表面的残胶以及其他杂质，且不造成半导体材料的损伤；相较于常规的工业清洗晶圆等半导体的复杂技术，本发明提供的方法简单便捷，对仪器设备、试剂要求较低，适合小规模研究试验、生产所导致的具有残胶和杂质的半导体材料的清洁，特别是针对实验室制备二维材料-半导体样品后，用来彻底清除二维材料转移失败或被消耗样品表面的残胶以及杂质，使半导体基底能够循环使用，解决现有技术中直接废弃导致的浪费严重问题，或者清洁不彻底影响后续效果的问题；
34、(2)进一步的，本发明在胶水中加入乙醇、甘油和明胶粉，能够形成柔韧度适中的胶水层而达到良好的撕膜效果；
35、(3)进一步的，本发明发现在胶水层的干燥处理中，相较于常温晾干，对其进行加温烘干能够提高残胶的去除效果，这可能是由于在加温过程中能够促使胶水层和表面残胶之间因范德华力的作用而结合的更为紧密，使残胶更易在撕胶的过程中被去除。
1.一种用于去除半导体材料表面残胶的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：形成所述胶水层的胶水包括pva和/或pmma；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面撕胶处理具体包括：在半导体材料具有残胶的整个表面覆设胶水以形成覆盖整个表面的胶水层，然后对所述胶水层进行加温干燥形成干燥的胶水层，再将所述胶水层撕去；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刮擦处理具体包括：采用平头刮板对所述半导体材料表面进行一次或者多次刮擦，所述平头刮板与半导体材料表面接触的部分设置有擦拭材料，所述擦拭材料浸润有第二清洁剂；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一清洁剂包括水和/或丙酮；
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述s3具体包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：针对残胶含有pmma的情况，在加热之前，将半导体材料置于常温丙酮中并静置一次或者多次，每次静置时间为30-40min，每次静置时更换丙酮。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述退火处理的温度为450-500℃，升温速度为5～15℃/min，保温时间为1.5-2h；
9.权利要求1～8所述的方法，其特征在于：所述半导体材料为si基材料、砷化镓材料或氮化镓材料。
10.权利要求1～9所述的方法在清除二维材料机械解理转移用半导体基材表面残胶中的应用。
