硅片的清洗與制絨-一次清洗培訓材料-修改(已修改)
2025-01-25 04:55 本頁面
【正文】 1 硅片的清洗與制絨 電池技術部 2022年 12月 2 硅片的化學清洗 由硅棒、硅錠或硅帶所切割的硅片 ,表面可能沾污的雜質(zhì)可歸納為三類： ① 油脂、松香、蠟、聚乙二醇等有機物； ② 金屬、金屬離子及一些無機化合物； ③ 塵埃及其他顆粒（硅，碳化硅）等。 ? 硅片表面沾污的雜質(zhì) 3 硅片的化學清洗 顆粒沾污：運用物理方法，可采取機械擦洗或超聲波清洗技術來去除。 超聲波清洗時，由于空洞現(xiàn)象，只能去除 ≥ μm 顆粒。兆聲清洗時，由于 ，能去除 ≥ μm 顆粒，即使液溫下降到 40℃ 也能得到與 80℃ 超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲洗硅片產(chǎn)生損傷。 ? 超聲清洗 4 硅片的化學清洗 硅片化學清洗的主要目的是針對上述可能存在的硅片表面雜質(zhì)進行去除。常用的化學清洗劑有高純水、有機溶劑（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等）、濃酸、強堿以及高純中性洗滌劑等。 ? 常用的化學清洗劑 5 硅片的化學清洗 （ 1）硫酸 熱的濃硫酸對有機物有強烈的脫水炭化作用，采用濃硫酸能有效去除硅片表面有機物； （ 2）王水 王水具有極強的氧化性、腐蝕性和強酸性，在清洗中主要利用王水的強氧化性； 王水能溶解金等不活潑金屬是由于王水溶液中生成了氧化能力很強的初生態(tài)氯 [Cl]和氯化亞硝酰； HNO3+HCl=NOCl+2[Cl]+2H2O ? 幾種常用化學清洗劑的去污作用 6 硅片化學清洗 （ 3） RCA洗液 （堿性和酸性過氧化氫溶液） RCAⅠ 號（堿性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）： DI H2O： H2O2:NH4OH=5:1:15:2:1 RCAⅡ 號（酸性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）： DI H2O： H2O2:HCl=6:1:18:2:1 RCA洗液使用方法： 75－ 85oC，清洗時間 10－ 20分鐘，清洗順序為先 Ⅰ 號后 Ⅱ 號。 7 硅片化學清洗 ? IC行業(yè)硅片常規(guī) RCA清洗 H2SO4/H2O2 DI Water Rising HF/DHF DI Water Rising RCA Ⅰ DI Water Rising RCA Ⅱ DI Water Rising Dry 8 硅片化學清洗 作用：硫酸、過氧化氫溶液通過氧化作用對有機薄膜進行分解，從而完成有機物去除。清洗過程，金屬雜質(zhì)不能去除，繼續(xù)殘留在硅片表面或進入氧化層。 溶液配比： H2SO4（ 98％）： H2O2(30%)=2:14:1。 清洗方法：將溶液溫度加熱到 100oC以上（ 130oC），將硅片臵于溶液中，浸泡 10－ 15分鐘，浸泡后的硅片先用大量去離子沖洗，隨后采用 HF進行清洗。 ? H2SO4/H2O2 9 硅片化學清洗 作用： 去除硅表面氧化物，清洗后的表面形成 Si－ H鍵荷層。 配制方法： 40%HF與去離子水（ DI Water）以 1： 10－ 1： 1000比例混合。當比例為 1： 50－ 1： 1000時，溶液又成為 DHF。 清洗方法： 室溫條件下，將硅片臵于酸液中浸泡 1至數(shù)分鐘。 ? HF和 DHF 10 硅片化學清洗 作用： 去除硅片表面有機物薄膜及其他表面雜質(zhì)和表面粘附的微粒。 配制方法： DI Water:NH4OH(30%):H2O2(30%)＝ 5:1:15:2:1 清洗方法： 把溶液溫度控制在 70－ 90oC，將硅片臵于溶液中浸泡10－ 20分鐘。 ? RCA Ⅰ 11 硅片化學清洗 作用機理： 有機物薄膜主要是通過 H2O2的氧化以及 NH4OH的溶解而得以去除。在高的 PH條件下（如 11），H2O2是很強的氧化劑，使硅片表面發(fā)生氧化，而與此同時， NH4OH則慢慢地溶解所產(chǎn)生的氧化物。正是這種氧化 溶解，再氧化再溶解過程， SC Ⅰ 洗液逐漸去除硅片表面的有機薄膜，硅片表面雜質(zhì)微粒的去除也是基于這種原理。 ? RCA Ⅰ 作用機理 12 硅片化學清洗 作用機理： SC Ⅰ 洗液還能去除硅片表面的部分金屬雜質(zhì)，如ⅠB 族， ⅡB 族，及 Au， Cu， Ni， Cd， Co和 Cr等。金屬雜質(zhì)的去除是通過金屬離子與 NH3形成絡合物的形式去除。 經(jīng) SC Ⅰ 洗液處理，硅片的表面粗糙度并不會得到改善。降低洗液中 NH4OH的含量可以在保證清洗效果的同時，提高硅片的表面的光滑程度。通過超聲處理可以增強洗液對微粒的去除能力，同時，對硅片表面粗糙度的改善也具備一定的促進作用，而這種促進作用在洗液溫度較高時更為明顯。 ? RCA Ⅰ 作用機理 13 硅片化學清洗 作用： 去除硅片表面的金屬雜質(zhì)，主要是堿金屬離子以及在SCⅠ 清洗過程中沒有去除的金屬雜質(zhì)離子。 洗液的配臵： HCl(37%)： H2O2(30%)： DI Water=1： 1： 6～ 1： 2： 8 清洗方法： 保持溶液溫度在 70～ 85℃ ，硅片在溶液中浸泡 10～20min。 ? RCA Ⅱ 14 硅片化學清洗 作用機理： SCⅡ 洗液并不能腐蝕氧化層以及
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