半导体硅片的化学清洗技术

半导体硅片的化学清洗技术

一. 硅片的化学清洗工艺原理
　　硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类：
　　A. 有机杂质沾污： 可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来
去除。
　　B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μm颗粒。
　　C. 金属离子沾污：必须采用化学的方法才能清洗其沾污，硅片表面金属杂质沾污有两大类：
　　a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
　　b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。
硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污，一般可按下述办法进行清洗去除沾污。
　　a. 使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
　　b. 用无害的小直径强正离子（如H+）来替代吸附在硅片表面的金
属离子，使之溶解于清洗液中。
　　c. 用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。
　　自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用，1978年RCA实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，例如 ：
⑴ 美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术。
⑵ 美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术。
⑶ 美国VERTEQ公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例Goldfinger Mach2清洗系统）。
⑷ 美国SSEC公司的双面檫洗技术（例M3304 DSS清洗系统）。
⑸ 日本提出无药液的电介离子水清洗技术（用电介超纯离子水清洗）使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。
⑹ 以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。
　　目前常用H2O2作强氧化剂，选用HCL作为H+的来源用于清除金属离子。
　　SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除。
　　由于溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。
　　为此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。
　　SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与氧以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。
　　在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的效果。