半導(dǎo)體硅片的化學(xué)清洗技術(shù)(已修改)
2025-08-17 20:49 本頁面
【正文】 半導(dǎo)體硅片的化學(xué)清洗技術(shù)一. 硅片的化學(xué)清洗工藝原理 硅片經(jīng)過不同工序加工后，其表面已受到嚴(yán)重沾污，一般講硅片表面沾污大致可分在三類：A. 有機(jī)雜質(zhì)沾污： 可通過有機(jī)試劑的溶解作用，結(jié)合超聲波清洗技術(shù)來去除。B. 顆粒沾污：運(yùn)用物理的方法可采機(jī)械擦洗或超聲波清洗技術(shù)來去除粒徑 ≥ μm顆粒，利用兆聲波可去除 ≥ μm顆粒。C. 金屬離子沾污：必須采用化學(xué)的方法才能清洗其沾污，硅片表面金屬雜質(zhì)沾污有兩大類：a. 一類是沾污離子或原子通過吸附分散附著在硅片表面。b. 另一類是帶正電的金屬離子得到電子后面附著（尤如“電鍍”）到硅片表面。硅拋光片的化學(xué)清洗目的就在于要去除這種沾污，一般可按下述辦法進(jìn)行清洗去除沾污。a. 使用強(qiáng)氧化劑使“電鍍”附著到硅表面的金屬離子、氧化成金屬，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。b. 用無害的小直徑強(qiáng)正離子（如H+）來替代吸附在硅片表面的金屬離子，使之溶解于清洗液中。c. 用大量去離水進(jìn)行超聲波清洗，以排除溶液中的金屬離子?！ ∽?970年美國RCA實(shí)驗(yàn)室提出的浸泡式RCA化學(xué)清洗工藝得到了廣泛應(yīng)用，1978年RCA實(shí)驗(yàn)室又推出兆聲清洗工藝，近幾年來以RCA清洗理論為基礎(chǔ)的各種清洗技術(shù)不斷被開發(fā)出來，例如 ：⑴ 美國FSI公司推出離心噴淋式化學(xué)清洗技術(shù)。⑵ 美國原CFM公司推出的FullFlow systems封閉式溢流型清洗技術(shù)。⑶ 美國VERTEQ公司推出的介于浸泡與封閉式之間的化學(xué)清洗技術(shù)（例Goldfinger Mach2清洗系統(tǒng)）。⑷ 美國SSEC公司的雙面檫洗技術(shù)（例M3304 DSS清洗系統(tǒng)）。 ⑸ 曰本提出無藥液的電介離子水清洗技術(shù)（用電介超純離子水清洗）使拋光片表面潔凈技術(shù)達(dá)到了新的水平。⑹ 以HF / O3為基礎(chǔ)的硅片化學(xué)清洗技術(shù)。目前常用H2O2作強(qiáng)氧化劑，選用HCL作為H+的來源用于清除金屬離子。SC1是H2O2和NH4OH的堿性溶液，通過H2O2的強(qiáng)氧化和NH4OH的溶解作用，使有機(jī)物沾污變成水溶性化合物，隨去離子水的沖洗而被排除。由于溶液具有強(qiáng)氧化性和絡(luò)合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等使其變成高價(jià)離子，然后進(jìn)一步與堿作用，生成可溶性絡(luò)合物而隨去離子水的沖洗而被去除?！ 榇擞肧C1液清洗拋光片既能去除有機(jī)沾污，亦能去除某些金屬沾污。 SC2是H2O2和HCL的酸性溶液，它具有極強(qiáng)的氧化性和絡(luò)合性，能與氧以前的金屬作用生成鹽隨去離子水沖洗而被去除。被氧化的金屬離子與CL作用生成的可溶性絡(luò)合物亦隨去離子水沖洗而被去除?！ ≡谑褂肧C1液時(shí)結(jié)合使用兆聲波來清洗可獲得更好的效果。二. RCA清洗技術(shù) 傳統(tǒng)的RCA清洗技術(shù)：所用清洗裝置大多是多槽浸泡式清洗系統(tǒng) 清洗工序： SC1 → DHF → SC2 1. SC1清洗去除顆粒：⑴ 目的：主要是去除顆粒沾污（粒子）也能去除部分金屬雜質(zhì)。⑵ 去除顆粒的原理： 硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（約6nm呈親水性），該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因
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