半导体硅的清洗总结(标出重点了)
半导体工艺lp-概述说明以及解释
半导体工艺lp-概述说明以及解释1.引言1.1 概述半导体工艺(LP)是指在半导体制造过程中使用的一种工艺流程，旨在将半导体材料转化为各种电子器件，例如集成电路（IC）和二极管等。
随着人们对电子产品需求的不断增长，半导体工艺也在不断发展和完善。
半导体工艺(LP)的核心目标是控制半导体材料的结构和性质，以确保电子器件的可靠性和性能优良。
半导体材料通常是由硅（Si）等元素构成的，它们具有半导体特性，可以在一定条件下对电流进行控制。
因此，半导体工艺的关键在于如何通过不同的工艺步骤来精确地控制半导体材料的特性。
半导体工艺(LP)主要包括以下几个方面。
首先是半导体基片的准备，通过将硅片切割成适当的大小和形状，以便后续的工艺步骤。
接下来是半导体材料的清洗和化学处理，以去除表面的不纯物质，并改善材料的质量。
然后是沉积一层绝缘膜或者金属膜，以实现器件的绝缘和导电功能。
在这之后，通过光刻和蚀刻等步骤，将器件的结构和电路图案在半导体材料上进行精确的定义和制造。
最后是添加金属连接层和进行封装，以便将半导体芯片连接到外部电路系统。
尽管半导体工艺(LP)的流程非常复杂，但它是现代电子技术的重要组成部分。
通过不断优化工艺流程和开发新的半导体材料，人们能够制造出更小、更快和更高性能的半导体器件，推动了电子产品的创新和发展。
未来，随着新技术的出现，半导体工艺(LP)也将继续发展，为人们带来更多的惊喜和机遇。
1.2 文章结构文章结构部分是为了给读者提供一个整体的概览，让读者对整篇文章的结构和内容有一个清晰的了解。
在本文中，文章结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要是对整篇文章的背景和目的进行简要介绍。
在这一部分中，我们将概述半导体工艺lp的重要性和应用领域，并介绍本文的结构和内容安排。
正文部分是文章的核心，主要分为四个要点。
在这些要点中，我们将详细介绍半导体工艺lp的相关概念、原理、工艺流程以及相关技术。
我们将依次介绍第一个要点、第二个要点、第三个要点和第四个要点，以期能够全面而清晰地呈现半导体工艺lp的知识。
半导体制造工艺
1、《集成电路工艺基础》，王阳元等编著，高等教育出版社。 2、《微电子制造科学原理与工程技术》，Stephen A. Campbell
著，国外电子与通信教材系列，电子工业出版社。 3、《集成电路制造技术—原理与实践》，庄同曾编，电子工业出
版社。
先修课程
半导体物理 微电子器件
—— 课程内容 ——
学时：32学时
第一章 概论 第二章 器件技术基础 第三章 硅和硅片制备简述 第四章 集成电路制造工艺概况 第五章 氧化
—— 课程内容 ——
第六章 淀积 第七章 金属化 第八章 光刻原理和技术 第九章 刻蚀 第十章 扩散和离子注入 第十一章 化学机械平坦化
1
第一章 概论
§ 1.1 半导体产业介绍
晶体管的发明（1947年） 集成电路的发明（1959年）
体积大 笨重 功耗高 可靠性差
The First Transistor from Bell Labs
体积小 重量轻 功耗低 可靠性好
Inventors: Willian Schockley, Tohn Bardeen, Walter brattain
因此发明获得诺贝尔奖
Jack Kilby’s First Integrated Circuit
nMOSFET
VDD
G
S
DDLeabharlann GSVSS
n+
p+
p+
n+
n+
p+
p-well
n-type silicon substrate
Field oxide
7
第三章 硅和硅片制备
3.1 半导体级硅
（1）半导体级硅
金属氧化物半导体传感器的制备及应用
金属氧化物半导体传感器的制备及应用金属氧化物半导体传感器（Metal Oxide Semiconductor Sensor，简称MOS）是一种能够检测并响应气体的半导体器件，其主要通过检测周围环境气体的变化来实现气体控制和监测。
MOS传感器已广泛应用于空气污染监测、生物医学检测、室内空气质量检测等领域。
本文将从MOS传感器制备和应用两个方面来探讨其相关知识。
一、MOS传感器的制备1. 原理MOS传感器的制备基于其本质特征——半导体材料的氧化还原反应。
MOS传感器主要由金属氧化物和半导体两个部分组成，氧化物在阳极氧化下形成靶膜，将待检测气体暴露在此膜表面，因其吸附物的不同而改变电场。
这种改变由负载电路测出，通过对比实验数据，便可得知周围气体的相关信息。
2. 制备过程MOS传感器制备的过程相对复杂，具体步骤如下：1) 基板清洗。
由于MOS传感器采用半导体硅为基板，所以在制备前必须将其表面进行清洗，以免杂质产生。
2) 金属沉积。
在清洗好的半导体基片上沉积一层金属，常用的金属有铝、铜、铁等。
3) 退火。
将沉积了金属的基板在高温下进行退火，可以消除金属层与基板之间的应变差。
4) 氧化。
在金属层上氧化成阻挡层，保证后续电流只能从半导体侧注入，而阻止金属侧的电流加入。
5) 接触阳极/ 阳极氧化。
在氧化的铝层上形成铝阳极，通过阳极氧化处理，生成微米级的氧化铝靶膜。
6) 样品制备。
将样品放入靶膜内暴露，并用负载电路测量微小电压信号的变化。
二、MOS传感器的应用MOS传感器在生活中应用广泛，例如在室内环境检测、生物医学实验和空气污染监测等领域经常被使用。
这里简单介绍一下MOS传感器在汽车尾气中的应用。
汽车尾气是环境污染的重要来源之一，其中含有废气、有毒气体等多种有害气体。
MOS传感器可以快速检测并监测汽车尾气中的有害气体，以帮助减少环境污染。
具体步骤如下：1) 采集尾气。
第一步，将汽车发动机排放的尾气样品采集到采样器中。
半导体碳化硅(sic) 关键设备和材料技术进展的详解
半导体碳化硅(sic) 关键设备和材料技术进展的详解下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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半导体设备使用操作指南
半导体设备使用操作指南第1章设备概述与安全操作准则 (3)1.1 设备简介及主要功能参数 (3)1.1.1 设备简介 (3)1.1.2 主要功能参数 (4)1.2 安全操作注意事项 (4)1.2.1 操作前准备 (4)1.2.2 操作过程中注意事项 (4)1.2.3 操作后注意事项 (4)1.3 紧急情况处理 (4)1.3.1 电气火灾 (4)1.3.2 化学品泄漏 (5)1.3.3 设备故障 (5)1.3.4 人员伤害 (5)第2章设备开机与关机操作 (5)2.1 开机前准备 (5)2.2 开机操作流程 (5)2.3 关机操作流程 (6)第3章设备基本操作与调整 (6)3.1 设备操作界面介绍 (6)3.2 设备运行模式选择 (6)3.3 参数调整与优化 (7)第4章芯片装载与卸载 (7)4.1 芯片装载操作步骤 (7)4.1.1 准备工作 (7)4.1.2 装载芯片 (8)4.1.3 检查芯片 (8)4.2 芯片卸载操作步骤 (8)4.2.1 准备工作 (8)4.2.2 卸载芯片 (8)4.2.3 检查设备 (8)4.3 芯片装载与卸载注意事项 (8)第5章设备维护与保养 (8)5.1 设备日常清洁与保养 (8)5.1.1 日常清洁 (9)5.1.2 日常保养 (9)5.2 设备关键部件的检查与更换 (9)5.2.1 关键部件检查 (9)5.2.2 关键部件更换 (9)5.3 设备故障排除与维修 (9)5.3.1 故障排除 (9)5.3.2 设备维修 (10)第6章晶圆加工操作流程 (10)6.1 晶圆加工基本步骤 (10)6.1.1 载入晶圆 (10)6.1.2 清洗晶圆 (10)6.1.3 晶圆预处理 (10)6.1.4 光刻 (10)6.1.5 刻蚀 (10)6.1.6 离子注入 (10)6.1.7 化学气相沉积 (10)6.1.8 平坦化 (10)6.1.9 镀膜 (11)6.1.10 光刻、刻蚀（重复步骤） (11)6.1.11 去胶 (11)6.1.12 检验 (11)6.1.13 取出晶圆 (11)6.2 晶圆加工参数设置 (11)6.2.1 设备参数 (11)6.2.2 工艺参数 (11)6.2.3 光刻参数 (11)6.2.4 刻蚀参数 (11)6.2.5 离子注入参数 (11)6.2.6 化学气相沉积参数 (11)6.3 晶圆加工质量控制 (11)6.3.1 设备维护 (11)6.3.2 工艺监控 (11)6.3.3 晶圆检测 (12)6.3.4 数据记录与分析 (12)6.3.5 质量反馈机制 (12)第7章腐蚀与清洗工艺操作 (12)7.1 腐蚀工艺操作步骤 (12)7.1.1 准备工作 (12)7.1.2 腐蚀操作流程 (12)7.2 清洗工艺操作步骤 (12)7.2.1 准备工作 (12)7.2.2 清洗操作流程 (12)7.3 腐蚀与清洗工艺参数优化 (13)7.3.1 腐蚀参数优化 (13)7.3.2 清洗参数优化 (13)第8章光刻工艺操作 (13)8.1 光刻工艺基本步骤 (13)8.1.1 清洗硅片 (13)8.1.2 涂覆光刻胶 (13)8.1.3 前烘 (14)8.1.4 曝光 (14)8.1.5 显影 (14)8.1.6 蚀刻 (14)8.1.7 去胶 (14)8.2 光刻胶涂覆与曝光操作 (14)8.2.1 光刻胶涂覆 (14)8.2.2 曝光操作 (14)8.3 显影与蚀刻工艺操作 (14)8.3.1 显影操作 (14)8.3.2 蚀刻操作 (15)第9章焊接与封装工艺操作 (15)9.1 焊接工艺操作步骤 (15)9.1.1 准备工作 (15)9.1.2 焊接操作 (15)9.1.3 焊接后处理 (15)9.2 封装工艺操作步骤 (15)9.2.1 准备工作 (15)9.2.2 封装操作 (16)9.2.3 封装后处理 (16)9.3 焊接与封装质量检测 (16)9.3.1 焊接质量检测 (16)9.3.2 封装质量检测 (16)第10章设备数据备份与恢复 (16)10.1 数据备份操作步骤 (16)10.1.1 准备工作 (16)10.1.2 启动备份程序 (16)10.1.3 选择备份内容 (16)10.1.4 设置备份参数 (17)10.1.5 开始备份 (17)10.1.6 完成备份 (17)10.2 数据恢复操作步骤 (17)10.2.1 准备工作 (17)10.2.2 启动恢复程序 (17)10.2.3 选择恢复内容 (17)10.2.4 设置恢复参数 (17)10.2.5 开始恢复 (17)10.2.6 完成恢复 (17)10.3 数据备份与恢复注意事项 (18)第1章设备概述与安全操作准则1.1 设备简介及主要功能参数1.1.1 设备简介本文所指半导体设备，主要是指用于半导体制造领域的各类设备，如清洗设备、涂胶设备、显影设备、蚀刻设备和掺杂设备等。
苏州大学半导体工艺复习期末复习
苏州⼤学半导体⼯艺复习期末复习半导体⼯艺期末复习针对性总结第⼀部分：论述题1、集成电路的⼯艺集成：晶体⽣长（外延）、薄膜氧化、⽓相沉积、光刻、扩散、离⼦注⼊、刻蚀以及⾦属化等。
☆2、⼯艺⽬的：①形成薄膜：化学反应，PVD，CVD，旋涂，电镀；②光刻：实现图形的过渡转移；③刻蚀：最后的图形转移；④改变薄膜：注⼊，扩散，退⽕；3、单晶硅制备的⽅法：直拉法、磁控直拉技术、悬浮区熔法（FZ）。
☆4、直拉法的关键步骤以及优缺点（1）关键步骤：熔硅、引晶、收颈、放肩、等径⽣长、收晶。
熔硅：将坩埚内多晶料全部熔化；引晶：先预热籽晶达到结晶温度后引出结晶；收颈：排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸；放肩：略降低温度（15-42℃），让晶体逐渐长到所需的直接为⽌；等径⽣长：提⾼拉速收肩，收肩后保持晶体直径不变，就是等径⽣长；收晶：拉速不变、升⾼熔体温度或熔体温度不变、加速拉速，使晶体脱离熔体液⾯。
（2）优点：①所⽣长单晶的直径较⼤，成本相对较低；②通过热场调整及晶体转速、坩埚转速等⼯艺参数的优化，可较好控制电阻率径向均匀性。
（3）缺点：⽯英坩埚内壁被熔硅侵蚀及⽯墨保温加热元件的影响，易引⼊氧、碳等杂质，不易⽣长⾼电阻率的单晶。
5、磁控直拉技术的优点：①减少温度波动；②减轻熔硅与坩埚作⽤；③降低了缺陷密度，氧的含量；④使扩散层厚度增⼤；⑤提⾼了电阻分布的均匀性。
6、悬浮区熔法制备单晶体：特点：①不需要坩埚，污染少；②制备的单晶硅杂质浓度⽐直拉法更低；③主要⽤于需要⾼电阻率材料的器件。
缺点：单晶直径不及CZ法☆7、晶体⽣长产⽣的缺陷种类及影响种类：点缺陷、线缺陷、⾯缺陷、体缺陷；影响：点缺陷…… 影响杂质的扩散运动；线缺陷…… ⾦属杂质容易在线缺陷处析出，劣化器件性能；⾯缺陷…… 不能⽤于制作集成电路；体缺陷…… 不能⽤于制作集成电路。
8、外延⽣长①常⽤的外延技术：化学⽓相淀积（CVD）、分⼦束外延（MBE）。
《半导体制造过程的批间控制和性能监控》随笔
《半导体制造过程的批间控制和性能监控》读书札记目录一、内容描述 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 研究目的与意义 (3)二、半导体制造过程概述 (4)2.1 半导体制造流程 (6)2.2 每个阶段的工艺要点 (7)三、批间控制的重要性 (9)3.1 影响产品质量的因素 (10)3.2 如何实现有效的批间控制 (11)四、性能监控在半导体制造中的作用 (12)4.1 性能监控的定义与目的 (13)4.2 监控方法与技术 (15)五、批间控制和性能监控的策略与技术 (16)5.1 控制策略 (18)5.2 监控技术 (19)5.2.1 预测性维护 (21)5.2.2 实时监控系统 (22)六、实际案例分析 (23)6.1 国内外半导体制造企业的案例 (25)6.2 案例分析 (26)七、挑战与未来趋势 (27)7.1 当前面临的挑战 (28)7.2 未来发展趋势与展望 (30)八、结论 (31)8.1 研究成果总结 (33)8.2 对未来研究的建议 (33)一、内容描述《半导体制造过程的批间控制和性能监控》是一本深入探讨半导体制造领域中质量控制与性能监测的重要著作。
本书通过对半导体制造过程的全面剖析，揭示了批间控制的关键性和性能监控的重要性。
本书共分为七个章节，详细阐述了半导体制造过程中从原材料到最终产品的全方位控制策略。
“批间控制”主要介绍了如何在生产过程中确保产品质量的一致性和稳定性，通过精确的工艺参数控制、严格的质量检测以及有效的设备维护，实现了对制造过程的全面监控和管理。
“性能监控”则侧重于评估半导体产品的性能指标，包括电学性能、光学性能和机械性能等，并通过实时数据采集和分析，及时发现潜在问题并采取相应措施，确保产品在满足性能要求的同时，也符合质量标准。
1.1 背景介绍随着信息技术的飞速发展，半导体作为现代电子产业的核心组成部分，其制造工艺和技术水平日益受到重视。
半导体制造是一个高度复杂且精细的过程，涉及多个环节和多种材料，任何环节的微小变化都可能影响到最终产品的性能和质量。
半导体制造技术复习总结
半导体制造技术复习总结半导体制造技术复习总结第⼀章半导体产业介绍1、集成电路制造的不同阶段：硅⽚制备、硅⽚制造、硅⽚测试/拣选、装配与封装、终测；2、硅⽚制造：清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂；3、半导体趋势：提⾼芯⽚性能、提⾼芯⽚可靠性、降低芯⽚价格；4、摩尔定律：⼀个芯⽚上的晶体管数量⼤约每18个⽉翻⼀倍。
5、半导体趋势：①提⾼芯⽚性能：a关键尺⼨（CD）－等⽐例缩⼩（Scale down)b每块芯⽚上的元件数－更多 c 功耗－更⼩②提⾼芯⽚可靠性： a⽆颗粒净化间的使⽤ b控制化学试剂纯度c分析制造⼯艺 d硅⽚检测和微芯⽚测试e芯⽚制造商成⽴联盟以提⾼系统可靠性③降低芯⽚价格：a.50年下降1亿倍 b减少特征尺⼨＋增加硅⽚直径c半导体市场的⼤幅度增长（规模经济）第⼆章半导体材料特性6、最常见、最重要半导体材料－硅：a.硅的丰裕度 b.更⾼的熔化温度允许更宽的⼯艺容限c.更宽的⼯作温度范围d.氧化硅的⾃然⽣成7、GaAs的优点：a.⽐硅更⾼的电⼦迁移率; b.减少寄⽣电容和信号损耗; c.集成电路的速度⽐硅制成的电路更快; d.材料电阻率更⼤，在GaAs衬底上制造的半导体器件之间很容易实现隔离，不会产⽣电学性能的损失；e.⽐硅有更⾼的抗辐射性能。
GaAs的缺点： a.缺乏天然氧化物；b.材料的脆性； c.由于镓的相对匮乏和提纯⼯艺中的能量消耗，GaAs的成本相当于硅的10倍； d.砷的剧毒性需要在设备、⼯艺和废物清除设施中特别控制。
第三章器件技术8、等⽐例缩⼩:所有尺⼨和电压都必须在通过设计模型应⽤时统⼀缩⼩。
第四章硅和硅⽚制备9、⽤来做芯⽚的⾼纯硅称为半导体级硅(semiconductor-grade silicon, SGS)或电⼦级硅西门⼦⼯艺：1.⽤碳加热硅⽯来制备冶⾦级硅SiC(s)+SiO2(s) Si(l)+SIO(g)+CO(g)2.将冶⾦级硅提纯以⽣成三氯硅烷Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)3.通过三氯硅烷和氢⽓反应来⽣成SGS SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g)10、单晶硅⽣长：把多晶块转变成⼀个⼤单晶，并给予正确的定向和适量的N型或P型掺杂，叫做晶体⽣长。
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硅片的化学清洗总结硅片清洗的一般原则是首先去除表面的有机沾污；然后溶解氧化层(因为氧化层是“沾污陷阱”，也会引入外延缺陷)；最后再去除颗粒、金属沾污，同时使表面钝化。
清洗硅片的清洗溶液必须具备以下两种功能:(1)去除硅片表面的污染物。
溶液应具有高氧化能力，可将金属氧化后溶解于清洗液中，同时可将有机物氧化为CO2和H2O；(2)防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。
这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性，使二者存在相斥的作用。
在碱性溶液中，硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在，有利于去除颗粒；在酸性溶液中，硅片表面以负的Z电势存在，而多数的微粒子是以正的Z电势存在，不利于颗粒的去除。
1 传统的RCA清洗法1.1 主要清洗液1.1.1 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）在120～150℃清洗10min左右，SPM具有很高的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成CO2和H2O。
用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属，但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。
经SPM清洗后，硅片表面会残留有硫化物，这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。
由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物转化为氟化物而有效地冲洗掉。
由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性强，可用臭氧来取代H2O2(H2SO4/O3/H2O称为SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反应温度。
H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:11.1.2 DHF（HF(H2O2)∶H2O）在20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层，去除金属沾污，DHF清洗可去除表面氧化层，使其上附着的金属连同氧化层一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，但不能充分地去除Cu。
HF：H2O2=1：50。
1.1.3 APM(SC-1)（一号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）在65～80℃清洗约10min 主要去除粒子、部分有机物及部分金属。
由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(Si02)，呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。
由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的Si被NH4OH腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。
此溶液会增加硅片表面的粗糙度。
Fe，Zn，Ni等金属会以离子性和非离子性的金属氢氧化物的形式附着在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附着。
体积比为(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH (27 %)、H2O2(30%)和H2O组成的热溶液。
稀释化学试剂中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超声清洗，可在更短时间内达到相当或更好的清洗效果。
SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O为1∶104)处理，在去除金属杂质和颗粒上可收到良好的效果，也可以用稀释的HF溶液短时间浸渍，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。
最后，常常用SC-1原始溶液浓度1/10的稀释溶液清洗，以避免表面粗糙，降低产品成本，以及减少对环境的影响。
1.1.4 HPM(SC-2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O）在65～85℃清洗约10min用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污，。
在室温下HPM就能除去Fe和Zn。
H2O2会使硅片表面氧化，但是HCl不会腐蚀硅片表面，所以不会使硅片表面的微粗糙度发生变化。
(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)的H2O2(30%)、HCl(37%)和水组成的热混合溶液。
对含有可见残渣的严重沾污的晶片，可用热H2SO4-H2O(2∶1)混合物进行预清洗。
1.2 传统的RCA清洗流程1.3 各洗液的清洗说明1.3.1 SC-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。
1.3.2 DHF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)。
1.3.3 SC-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2.1 SC-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。
2.3 DHF的改进2.3.1 HF+H202清洗(1)HF 0.5%+H2O2 10%可在室温下清洗可防止DHF清洗中的Cu等贵金属附着。