半导体化学清洗总结
半导体工艺化学实验报告

半导体工艺化学实验报告半导体工艺化学实验报告在我们平凡的日常里,报告的适用范围越来越广泛,报告包含标题、正文、结尾等。
其实写报告并没有想象中那么难,以下是帮大家的半导体工艺化学实验报告,仅供参考,希望能够帮助到大家。
实验名称:硅片的清洗实验目的:1.熟悉清洗设备2.掌握清洗流程以及清洗前预准备实验设备:1.半导体兆声清洗机(SFQ-1006T)2.SC-1;SC-2清洗的目的在于清除表面污染杂质,包括有机物和无机物。
这些杂质有的以原子状态或离子状态,有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。
有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。
无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等,严重影响少数载流子寿命和表面电导;碱金属如钠等,引起严重漏电;颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等,会导致各种缺陷。
清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。
我们这里所用的的`是化学清洗。
清洗对于微米及深亚微米超大规模集成电路的良率有着极大 ___。
SC-1及SC-2对于清除颗粒及金属颗粒有着显著的作用。
仪器准备:①烧杯的清洗、干燥②清洗机的预准备:开总闸门、开空气压缩机;开旋转总电源(清洗设备照明自动开启);将急停按钮旋转拉出,按下旁边电源键;缓慢开启超纯水开关,角度小于45o;根据需要给1#、2#槽加热,正式试验前提前一小时加热,加热上限为200o。
本次实验中选用了80℃为反应温度。
③SC-1及SC-2的配置:我们配制体积比例是1:2:5,所以选取溶液体积为160ml,对SC-1 NH4OH:H2O2:H2O=20:40:100ml,对SC-2 HCl:H2O2:H2O=20:40:100ml。
① 1#号槽中放入装入1号液的烧杯,待温度与槽中一样后,放入硅片,加热10min,然后超纯水清洗。
② 2#号槽中放入装入2号液的烧杯,待温度与槽中一样后,放入硅片,加热10min,然后超纯水清洗。
半导体干法清洗等离子体清洗原理

半导体干法清洗等离子体清洗原理
半导体干法清洗和等离子体清洗是用于清洗半导体器件和其他微电子元件的常见方法之一。
它们利用等离子体的物理和化学效应来去除器件表面的污染物和有机残留物。
半导体干法清洗通常使用气体(如氧气、氮气、氢气)作为清洗介质,通过等离子体的激发和化学反应来清除表面污染物。
清洗过程中,通过产生高能量的等离子体,气体分子被电离和激发,形成高能粒子和自由基。
这些高能粒子和自由基可以与污染物相互作用,使其分解、溶解或被转化为无害物质,从而实现清洗效果。
等离子体清洗是一种常见的半导体清洗方法,它利用低温等离子体的化学和物理效应来清除器件表面的污染物。
清洗过程中,器件被放置在等离子体反应室中,其中的气体被加电激发形成等离子体。
等离子体中的高能离子和自由基与表面污染物作用,引发化学反应和物理去除作用,将污染物从器件表面清除。
等离子体清洗具有多个优点,例如可以在低温下进行,避免器件损伤;可以去除各种类型的污染物,包括有机和无机污染物;具有较高的清洁效果和均匀性。
然而,等离子体清洗也存在一些限制,例如需要专门的设备和控制,以及对处理参数的精确控制。
总而言之,半导体干法清洗和等离子体清洗利用等离子体的物理和化学效应来清除器件表面的污染物。
它们是半导体器件制造和微电子工艺中重要的清洗技术,有助于保证器件质量和性能。
半导体制程RCA清洗IC【半导体清洗】

1
工艺
2
清洗现场
清洗工艺介绍
1. 化学清洗、晶圆清洗是什么
2. 晶圆清洗的重要性 3. 晶圆清洗的研究内容 4. 晶圆清洗中的化学原料及作用 5. 晶圆清洗的RCA工艺
1. 化学清洗是什么
化学清洗是利用各种化学试剂和有机溶剂清除附着在 物体表面上的杂质的方法。在半导体行业,化学清洗是 指清除吸附在半导体、金属材料以及用具表面上的各种 有害杂质或油污的工艺过程。
STEP3 DHF
HF (0.5% - 2%) (30 sec)
STEP6 Rinse DI water (18MΩ.cm)
STEP5 SC1
(1:1:5) NH4OH + H2O2
+H2O (70C0 10min)
STEP4 Rinse DI water (18MΩ.cm)
STEP7 SC2
(1:1:5) HCL + H2O2
定时
1. 感性认识 —— 常规化学清洗台的操作
温度设定
1. 感性认识 —— 常规化学清洗台的操作
酸槽盖板打开
酸槽盖板放置
化学石英槽
1. 感性认识 —— 常规化学清洗台的操作
晶圆处理
晶圆、晶舟
1. 感性认识 —— 常规化学清洗台的操作
晶圆转移
清洗开始
1. 感性认识 —— 常规化学清洗台的操作
晶圆清洗
晶圆清洗是以整个批次或单一晶圆,藉由化学品的浸 泡或喷洒来去除脏污,并用超纯水来洗涤杂质,主要是 清除晶片表面所有的污染物,如微尘粒(Particle)、有机 物(Organic)、无机物、金属离子(Metal_Ions)等杂质
2. 晶圆清洗的重要性
在超大型集成电路(ULSI)制程中,晶圆清洗技术及洁净度,
半导体器件制造中的清洗技术研究

半导体器件制造中的清洗技术研究近年来,半导体器件制造技术的发展给人们的生活带来了巨大的变化。
从智能手机到笔记本电脑,从家用电器到工业自动化,嵌入式半导体器件的应用已经无处不在。
在这些半导体器件的制造过程中,清洗技术是一个非常关键的步骤。
本文将以半导体器件制造中的清洗技术研究为主题,对清洗技术的发展现状和未来趋势进行探讨。
第一部分:半导体器件的制造过程半导体器件的制造过程可以大致分为三个步骤:晶圆制备、芯片制作和封装封装。
其中,晶圆制备是制造过程中最为关键的一部分,需要对硅晶片进行加工,将其制成光刻图形的文件!,然后用掩模将光刻图形转移到晶圆上,形成芯片上的电路组件。
在以上两个步骤中,半导体芯片需要多次进行清洗,以去除杂质和处理涂覆的腐蚀剂。
这些清洗步骤的性能和效率直接影响到芯片的品质和制造成本。
第二部分:清洗技术的发展现状随着半导体制造过程的不断优化和升级,清洗技术也在不断发展和改进。
在过去的几十年中,清洗技术面临着许多挑战,如杂质的去除、电路的尺寸缩小、热处理和低压制造等问题,同时还需要考虑节能和减排的问题。
目前,在半导体器件制造中,一些常用的清洗技术包括化学和物理清洗。
化学清洗主要是利用酸碱反应将杂质和污垢分解和溶解,而物理清洗则是采用气体、水或高能量的激光束等物理方式将表面杂质去除。
如今,随着技术的发展,微型水射流、超声波和离子清洗等新型技术也开始被广泛应用到清洗半导体芯片的过程中。
除此之外,还有一些新兴的清洗技术开始出现。
例如等离子体清洗技术,它是通过等离子体在处理腐蚀剂时形成的氧化和还原的过程来进行清洗。
这种技术不仅不产生废水、废气和废液,而且能够降低废品率,提高效率。
第三部分:清洗技术的未来趋势清洗技术是半导体器件制造中最关键的一环,其技术的进步直接影响到半导体器件的成本和生产效率。
为了更好地适应未来市场需求,清洗技术也需要不断升级和改进。
一些专家预测,未来的清洗技术将更加趋向于绿色环保和智能化。
半导体陶瓷品常见的清洗方法

半导体陶瓷品常见的清洗方法
半导体陶瓷品是一种常见的材料,在工业和科研领域中被广泛
应用。
清洗半导体陶瓷品是非常重要的,因为清洁的表面有助于保
持其性能和延长使用寿命。
以下是常见的清洗方法:
1. 物理清洗,物理清洗是通过机械手段去除表面的杂质和污垢。
常见的物理清洗方法包括用软布或海绵轻轻擦拭表面,或者使用气
体喷射或超声波清洗。
这些方法能够有效地去除表面的灰尘和污垢,但对于较为顽固的污渍可能效果有限。
2. 化学清洗,化学清洗是使用化学溶剂或清洗剂来去除表面的
污垢。
常见的化学清洗方法包括浸泡、喷洒或刷洗表面,使用酒精、丙酮、醋酸或其他有机溶剂。
这些化学清洗剂能够有效地溶解油脂
和有机污垢,但在使用时需要注意安全,避免对人体和环境造成伤害。
3. 高温清洗,高温清洗是利用高温来去除表面的污垢。
半导体
陶瓷品通常能够耐受较高的温度,因此可以通过加热的方式将污垢
去除。
常见的高温清洗方法包括烘烤、煅烧或蒸汽清洗。
高温清洗
能够有效地去除一些较为顽固的污垢,但需要注意控制清洗温度,
避免对材料造成损害。
4. 离子清洗,离子清洗是利用离子束轰击表面去除污垢的方法。
这种清洗方法常用于半导体制造过程中,能够去除表面的有机和无
机污染物,提高材料的纯度和清洁度。
总的来说,清洗半导体陶瓷品需要根据具体的污垢情况和材料
特性选择合适的清洗方法。
在清洗过程中,需要注意保护好自己和
环境,选择合适的清洗剂和工艺参数,以确保清洗效果和材料的安
全性。
半导体设备制造中的清洗技术总结

半导体设备制造中的清洗技术总结在半导体设备制造过程中,清洗技术是至关重要的步骤之一。
清洗技术的目的是去除制造过程中产生的污染物,确保设备的表面洁净,以保证半导体器件的质量和性能。
本文将对半导体设备制造中的清洗技术进行总结和探讨。
首先,我们将介绍清洗技术在半导体设备制造中的重要性。
清洗技术可以有效地去除制造过程中产生的有害物质和污染物,如油脂、金属屑、灰尘等。
这些污染物如果不及时清洗,将对半导体器件的性能和可靠性产生严重的影响。
清洗技术还可以提高设备的表面纯洁度,减少器件制造过程中的缺陷率,提高设备的寿命和稳定性。
其次,我们将详细介绍半导体设备制造中常见的清洗技术。
目前,常用的清洗技术包括机械清洗、物理清洗和化学清洗。
机械清洗是利用机械力和磨擦来去除表面污染物,常见的机械清洗方法包括超声波清洗和喷淋清洗。
物理清洗是利用物理原理去除表面污染物,常见的物理清洗方法包括离子束清洗和等离子体清洗。
化学清洗是利用化学药剂来去除污染物,常见的化学清洗方法包括酸洗、溶剂清洗和氧化清洗。
不同的清洗技术有不同的适用范围和效果,选择合适的清洗技术是确保设备清洗效果的关键。
然后,我们将讨论清洗技术在半导体设备制造中的应用。
清洗技术广泛应用于半导体器件制造的各个环节,包括晶圆切割、芯片制造和封装过程。
在晶圆切割过程中,清洗技术可以去除切割过程中产生的金属屑和切割液,确保晶圆的纯洁度。
在芯片制造过程中,清洗技术可以去除光刻胶、蚀刻剂等化学物质,净化芯片表面,提高后续工艺的可靠性。
在封装过程中,清洗技术可以去除封装材料和焊接剂残留,确保芯片与封装材料之间的良好接触。
此外,我们还将分析清洗技术在半导体设备制造中面临的挑战和发展趋势。
随着半导体器件尺寸的不断缩小和制造工艺的不断发展,清洗技术也面临着新的挑战。
首先,新一代半导体器件制造工艺对清洗技术提出了更高的要求,如更高的清洗效率、更低的损伤率等。
其次,清洗过程中产生的废水和废液也对环境造成了一定的影响,如何实现清洗过程的绿色化和回收利用成为了新的研究方向。
半导体材料清洗方法总结

半导体材料清洗方法总结《半导体材料清洗方法总结》嘿,朋友们!今天咱来聊聊半导体材料清洗这档子事儿。
你可别小瞧了这清洗,它就像是给半导体材料做了个豪华SPA 一样重要!半导体材料那可是电子世界的宝贝疙瘩,但它们也容易沾上些不招人待见的脏东西。
想象一下,就好比你新买的豪车被溅上了泥巴,那不得赶紧洗干净呀!清洗半导体材料也是一样的道理,只有把它们弄干净了,才能让它们好好发挥作用。
先说说常用的湿法清洗吧。
这就像是给半导体材料泡个舒舒服服的澡。
各种化学溶液就像是神奇的泡泡浴液,能把那些脏东西一点点地溶解掉。
不过可得小心点,就像你洗澡水温度不能太高也不能太低一样,这溶液的配比和温度都得把握好,不然可能会把材料给“烫伤”或者“冻感冒”哦!还有,冲洗的时候也得温柔点,可别把材料给冲坏了。
然后呢,还有干法清洗。
这就有点像用强力吹风机把脏东西给吹跑。
它的好处是速度快,不用像湿法那样等半天让材料泡澡。
但是呢,也不能乱吹,得掌握好风向和力度,不然脏东西可能会到处乱飞,反而弄得更脏了。
其实清洗半导体材料就跟咱打扫房间似的,得细心、耐心。
有时候一个小灰尘没弄干净,可能就会影响整个电子设备的性能。
所以啊,做清洗工作的大哥大姐们可得瞪大眼睛,别放过任何一个小脏点。
记得我有一次看人家清洗半导体材料,那场面就像在做高级手术。
工作人员戴着口罩、手套,小心翼翼地操作着,生怕出一点差错。
我当时就想,这可不是一般人能干的活儿啊,得有一双火眼金睛和一双超级稳定的手。
总之,半导体材料清洗可不是一件简单的事儿。
它需要技术、经验,还需要一点点幽默感来缓解压力。
下次你再看到那些小小的半导体芯片,想象一下它们背后经历过的豪华SPA,是不是会觉得它们更可爱、更神奇了呢?希望我的这点小总结能让大家对半导体材料清洗有更深刻的理解和感受,让我们一起为电子世界的干净整洁努力吧!。
半导体化学清洗原理及应用

半导体化学清洗原理及应用半导体化学清洗是半导体制造过程中的重要环节,其目的是去除半导体表面的杂质和污染物,以保证器件的性能和可靠性。
化学清洗主要通过溶液中的化学反应来溶解和去除表面附着的污染物,能够高效、精确地清洗半导体表面。
半导体化学清洗的原理主要包括表面吸附和化学反应两个方面。
表面吸附是指待处理半导体表面上的杂质和污染物与清洗溶液中的活性成分相互作用,形成一层吸附膜;而化学反应是指清洗溶液中的化学物质与吸附膜中的污染物发生化学反应,从而将其溶解和去除。
半导体化学清洗的主要应用领域包括以下几个方面:1. 去除有机物污染:在半导体制造过程中,由于设备、环境等复杂因素,表面往往会附着一些有机物污染物,如油脂、胺类、树脂等。
这些有机物会严重影响器件的电性能和绝缘性能,因此需要进行化学清洗来去除它们。
2. 去除无机盐和无机酸残留:在半导体制造过程中,常常使用一些无机盐和无机酸来进行腐蚀、蚀刻和清洗等处理,但这些化学物质可能会残留在器件表面,导致器件性能不稳定或故障。
半导体化学清洗可以针对特定的无机盐和无机酸进行溶解和去除,确保器件表面干净。
3. 去除金属离子污染:金属离子污染是半导体制造过程中常见的问题,如铁、铜、锌等金属离子会附着在半导体表面,严重影响器件的电学性能和可靠性。
半导体化学清洗可以运用络合剂、还原剂等化学物质与金属离子发生反应,将其溶解和去除。
4. 去除表面氧化层:半导体在氧气和水蒸气的作用下,表面很容易形成氧化层,而氧化层会改变半导体的电学特性。
化学清洗可以使用一些还原剂来将氧化层还原为基底材料,恢复器件的性能。
5. 去除微粒污染:微粒污染是制造过程中常见的问题,会附着在器件表面,导致短路或故障。
化学清洗可以通过气泡和涡流等作用,将微粒从器件表面清除。
半导体化学清洗技术的发展为半导体器件的制造和封装提供了可靠的保障。
同时,随着半导体工艺的不断发展,对清洗的要求也越来越高,如去除更低浓度的污染物、减小对环境的影响等。
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化学清洗总结1.3各洗液的清洗说明;1.3.1SC-1洗液;1.3.1.1去除颗粒;硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6mm;①自然氧化膜约0.6nm厚,其与NH4OH、H2;②SiO2的腐蚀速度随NH4OH的浓度升高而加快;③Si的腐蚀速度,随NH4OH的浓度升高而快当,;④NH4OH促进腐蚀,H2O2阻碍腐蚀;⑤若H2O2的浓度一定,NH4OH浓度越低,颗粒1.3各洗液的清洗说明1.3.1SC-1洗液1.3.1.1去除颗粒硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6mm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。
①自然氧化膜约0.6nm厚,其与NH4OH、H2O2浓度及清洗液温度无关。
②SiO2的腐蚀速度随NH4OH的浓度升高而加快,其与H2O2的浓度无关。
③Si的腐蚀速度,随NH4OH的浓度升高而快当,到达某一浓度后为一定值,H202浓度越高这一值越小。
④NH4OH促进腐蚀,H2O2阻碍腐蚀。
⑤若H2O2的浓度一定,NH4OH浓度越低,颗粒去除率也越低,如果同时降低H2O2浓度可抑制颗粒的去除率的下降。
⑥随着清洗液温度升高,颗粒去除率也提高在一定温度下可达最大值。
⑦颗粒去除率与硅片表面腐蚀量有关为确保颗粒的去除要有一定量以上的腐蚀。
⑧超声波清洗时由于空化现象只能去除≥0.4μm颗粒。
兆声清洗时由于0.8Mhz的加速度作用能去除≥0.2μm颗粒,即使液温下降到40℃也能得到与80℃超声清洗去除颗粒的效果,而且又可避免超声清洗对晶片产生损伤。
⑨在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位,由于两者的电的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附,但也有部分粒子表面是正电位,由于两者电的吸引力作用,粒子易向晶片表面吸附。
1.3.1.2去除金属杂质①由于硅表面氧化和腐蚀,硅片表面的金属杂质,随腐蚀层而进入清洗液中。
②由于清洗液中存在氧化膜或清洗时发生氧化反应,生成氧化物的自由能的绝对值大的金属容易附着在氧化膜上。
如:Al、Fe、Zn等便易附着在自然氧化膜上而Ni、Cu则不易附着。
③Fe、Zn、Ni、Cu的氢氧化物在高pH值清洗液中是不可溶的有时会附着在自然氧化膜上。
④清洗后硅表面的金属浓度取决于清洗液中的金属浓度。
其吸附速度与清洗液中的金属络合离子的形态无关。
⑤清洗时,硅表面的金属的脱附速度与吸附速度因各金属元素的不同而不同。
特别是对Al、Fe、Zn。
若清洗液中这些元素浓度不是非常低的话清洗后的硅片表面的金属浓度便不能下降。
对此在选用化学试剂时按要求特别要选用金属浓度低的超纯化学试剂。
⑥清洗液温度越高,晶片表面的金属浓度就越高。
若使用兆声波清洗可使温度下降有利去除金属沾污。
⑦去除有机物由于H2O2的氧化作用,晶片表面的有机物被分解成CO2、H2O而被去除。
⑧微粗糙度Ra晶片表面Ra与清洗液的NH4OH组成比有关,组成比例越大,其Ra变大。
Ra为0.2nm 的晶片在NH4OH:H202:H2O=1:1:5的SC-1清洗后Ra可增大至0.5nm。
为控制晶片表面Ra有必要降低NH4OH的组成比例如0.5:1:5。
⑨COP(晶体的原生粒子缺陷)对于CZ(直拉)硅单晶片经反复清洗后经测定每次清洗后硅片表面的颗粒≥2μm的颗粒会增加,但对外延晶片,即使反复清洗也不会使≥0.2μm的颗粒增加。
1.3.2DHF在DHF清洗时将用SC-1清洗时表面生成的自然氧化膜腐蚀掉,Si几乎不被腐蚀;硅片最外层的Si几乎是以H键为终端结构.表面呈疏水性;在酸性溶液中硅表面呈负电位,颗粒表面为正电位,由于两者之间的吸引力粒子容易附着在晶片表面。
①用HF清洗去除表面的自然氧化膜,因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中,同时DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金属。
但随自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等贵金属(氧化还原电位比氢高),会附着在硅表面,DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金属氢氧化物。
②如硅表面外层的Si以H键结构,硅表面在化学上是稳定的,即使清洗液中存在Cu 等贵金属离子也很难发生Si的电子交换,因Cu等贵金属也不会附着在裸硅表面。
但是如液中存在Cl-、Br-等阴离子,它们会附着于Si表面的终端氢键不完全地方,附着的Cl-、Br-阴离子会帮助Cu离子与Si电子交换,使Cu离子成为金属Cu而附着在晶片表面。
③因溶液中的Cu2+离子的氧化还原电位(E0=0.337V)比Si的氧化还原电位(E0=-0.857V)高得多,因此Cu2+离子从硅表面的Si得到电子进行还原,变成金属Cu从晶片表面析出;另一方面被金属Cu附着的Si释放与Cu的附着相平衡的电子,自身被氧化成SiO2。
④从晶片表面析出的金属Cu形成Cu粒子的核。
这个Cu粒子核比Si的负电性大,从Si吸引电子而带负电位,后来Cu离子从带负电位的Cu粒子核得到电子析出金属Cu,Cu 粒子就这样生长起来。
Cu下面的断一面供给与Cu的附着相平衡的电子一面生成Si02。
⑤在硅片表面形成的SiO2,在DHF清洗后被腐蚀成小坑,其腐蚀小坑数量与去除Cu 粒子前的Cu粒子量相当腐蚀小坑直径为0.01~0.1cm,与Cu粒子大小也相当,由此可知这是由结晶引起的粒子,常称为Mip(金属致拉子)。
1.3.3SC-2洗液(1)清洗液中的金属附着现象在碱性清洗液中易发生,在酸性溶液中不易发生,并具有较强的去除晶片表面金属的能力,但经SC-1洗后虽能去除Cu等金属,但晶片表面形成的自然氧化膜的附着(特别是Al)问题还未解决。
(2)硅片表面经SC-2清洗后,表面Si大部分以O键为终端结构,形成成一层自然氧化膜,呈亲水性。
(3)由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蚀,因此不能达到去除粒子的效果。
如在SC-1和SC-2的前、中、后加入98%的H2SO4、30%的H2O2和HF。
HF终结中可得到高纯化表面,阻止离子的重新沾污。
在稀HCl溶液中加氯乙酸,可极好地除去金属沾污。
表面活性剂的加入,可降低硅表面的自由能,增强其表面纯化。
它在HF中使用时,可增加疏水面的浸润性,以减少表面对杂质粒子的吸附。
2清洗技术的改进2.1SC-1液的改进a.为抑制SC-1时表面Ra变大,应降低NH4OH组成比即NH4OH:H202:H20=0.05:1:1,当Ra=0.2nm的硅片清洗后其值不变在APM洗后的DIW漂洗应在低温下进行。
b.可使用兆声波清洗去除超微粒子,同时可降低清洗液温度,减少金属附着。
c.SC-1液中添加表面活性剂、可使清洗液的表面张力从6.3dyn/cm下降到19dyn/cm。
选用低表面张力的清洗液可使颗粒去除率稳定维持较高的去除效率。
使用SC-1液洗,其Ra变大,约是清洗前的2倍。
用低表面张力的清洗液,其Ra变化不大(基本不变)。
d.SC-1液中加入HF,控制其pH值,可控制清洗液中金属络合离子的状态抑制金属的再附着,也可抑制Ra的增大和COP的发生。
e.SC-1加入鳌合剂可使洗液中的金属不断形成赘合物有利于抑制金属的表面的附着。
2.2有机物的去除(1)如硅片表面附着有机物,就不能完全去除表面的自然氧化层和金属杂质,因此清洗时首先应去除有机物。
(2)添加2~10ppmO3超净水清洗对去除有机物很有效,可在室温进行清洗而不必进行废液处理,比SC-1清洗的效果更好。
2.3DHF的改进2.3.1HF+H202清洗(1)HF0.5%+H2O210%可在室温下清洗可防止DHF清洗中的Cu等贵金属附着。
(2)由于H202氧化作用可在硅表面形成自然氧化膜,同时又因HF的作用将自然氧化层腐蚀掉,附着在氧化膜上的金属被溶解到清洗液中。
在APM清洗时附着在晶片表面的金属氢氧化物也可被去除。
晶片表面的自然氧化膜不会再生长。
(3)Al、Fe、Ni等金属同DHF清洗一样,不会附着在晶片表面。
(4)对n+、P+型硅表面的腐蚀速度比n、p型硅表面大得多,可导致表面粗糙因而不能使用于n+、p+型硅片清洗。
(5)添加强氧化剂H202(E。
=1.776V),比Cu2+离子优先从5i中夺取电子,因此硅表面由于H202被氧化,Cu以Cu2+离子状态存在于清洗液中。
即使硅表面附着金属Cu也会从氧化剂H202夺取电子呈离子化。
硅表面被氧化形成一层自然氧化膜。
因此Cu2+离子和5i电子交换很难发生,并越来越不易附着。
2.3.2DHF+表面活性剂清洗在HF0.5%的DHF液中加入表面活性剂,其清洗效果与HF+H202清洗相同。
2.3.3DHF+阴离子表面活性剂清洗在DHF液中,硅表面为负电位,粒子表面为正电位,当加入阴离子表面活性剂,可使得硅表面和粒子表面的电位为同符号,即粒子表面电位由正变为负,与硅片表面正电位同符号,使硅片表面和粒子表面之间产生电的排斥力,可以防止粒子的再附着。
2.4ACD清洗2.4.1AC清洗在标准的AC清洗中,将同时使用纯水、HF,03,表面活性剂与兆声波。
由于03具有非常强的氧化性,可以将硅片表面的有机沾污氧化为CO2和H2O,达到去除表面有机物的目的,同时可以迅速在硅片表面形成一层致密的氧化膜;HF可以有效的去除硅片表面的金属沾污,同时将03氧化形成的氧化膜腐蚀掉,在腐蚀掉氧化膜的同时,可以将附着在氧化膜上的颗粒去除掉,兆声波的使用将使颗粒去除的效率更高,而表面活性剂的使用,可以防止已经清洗掉的颗粒重新吸附在硅片表面。
2.4.2AD清洗在AD干燥法中,同样使用HF与03。
整个工艺过程可以分为液体中反应与气相处理两部分。
首先将硅片放入充满HF/03的干燥槽中,经过一定时间的反应后,硅片将被慢慢地抬出液面;由于HF酸的作用,硅片表面将呈疏水性,因此,在硅片被抬出液面的同时,将自动达到干燥的效果。
在干燥槽的上方安装有一组03的喷嘴,使得硅片被抬出水面后就与高浓度的03直接接触,进而在硅片表面形成一层致密的氧化膜。
在采用AD干燥法的同时,可以有效地去除金属沾污。
该干燥法可以配合其他清洗工艺来共同使用,干燥过程本身不会带来颗粒沾污。
2.5酸系统溶液2.5.1SE洗液HNO3(60%):HF(0.025%一0.1%),SE能使硅片表面的铁沾污降至常规清洗工艺的十分之一,各种金属沾污均小于1010原子/cm2,不增加微粗糙度。
这种洗液对硅的腐蚀速率比对二氧化硅快10倍,且与HF含量成正比,清洗后硅片表面有1nm的自然氧化层。
2.5.2CSE洗液HNO3:HF:H2O2=50:(0.5~0.9):(49.5~49.1),35℃,3~5min。
用CSE清洗的硅片表面没有自然氧化层,微粗糙度较SE清洗的降低;对硅的腐蚀速率不依赖于HF的浓度,这样有利于工艺控制。