清洗硅片流程范文
硅片清洗水处理的经验分享
硅片清洗水处理的经验分享肆硅片清洗水处理的经验分享膇一、应用范围概述：袃电解电容器生产铝箔及工作件的清洗电子管生产电子管阴极涂敷碳酸盐配液显像管和阴极射线管生产配料用纯水黑白显像管荧光屏生产玻壳清洗、沉淀、湿润、洗膜、管颈清洗用纯水液晶显示器的生产屏面需用纯水清洗和用纯水配液晶体管生产中主要用于清洗硅片，另有少量用于药液配制集成电路生产中高纯水清洗硅片。
螈二、典型工艺流程螇预处理系统-反渗透系统-中间水箱-粗混合床-精混合床-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-精密过滤器-用水对象(≥18MΩ.CM)(传统工艺)羄预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥18MΩ.CM)(最新工艺)肁预处理-一级反渗透-加药机(PH 调节)-中间水箱-第二级反渗透(正电荷反渗膜)-纯水箱-纯水泵-EDI 装置-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm 精密过滤器-用水对象(≥17M Ω.CM) (最新工艺)蒁预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI 装置-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm 精密过滤器-用水对象(≥15M Ω.CM)(最新工艺) 薇处理系统-反渗透系统-中间水箱-纯水泵-粗混合床-精混合床-紫外线杀菌器-精密过滤器-用水对象(≥15M Ω.CM)(传统工艺) 肅三、达到标准莄纯化水标准，注射水标准显像管、液晶显示器用纯水水质(经验数据) 集成电路用纯水水质国家电子级纯水标准美国SEMI 标准羀四、硅片清洗 - 硅片清洗芇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。
硅片超声波 清洗技术
硅片超声波清洗技术在半导体材料的制备过程中，每一道工序都涉及到清洗，而且清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。
由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小，对于晶片表面沾污的要求更加严格，ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12um，金属污染小于1010atom/cm2。
晶片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。
因此，硅片的清洗引起了专业人士的重视。
以前很多厂家都用手洗的方法，这种方法人为的因素较多，一方面容易产生碎片，经济效益下降，另一方面手洗的硅片表面洁净度差，污染严重，使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。
所以，硅片的清洗技术引起了人们的重视，找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。
本文介绍了一种超声波清洗技术，其清洗硅片的效果显著，是一种值得推广的硅片清洗技术。
硅片表面污染的原因晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键，形成表面附近的自由力场，尤其磨片是在铸铁磨盘上进行，所以铁离子的污染就更加严重。
同时，由于磨料中的金刚砂粒径较大，造成磨片后的硅片破损层较大，悬挂键数目增多，极易吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等，造成磨片后的硅片易发生变花、发蓝、发黑等现象，使磨片不合格。
硅片清洗的目的就是要除去各类污染物，清洗的洁净程度直接决定着ULSI向更高集成度、可靠性、成品率发展，这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺，难度越来越大，可见半导体行业中清洗工艺的重要性。
图：硅片表面黑点的扫面电子显微镜照片实验及结果分析1.实验设备和试剂实验设备：SQX-3916硅片清洗机实验使用的试剂：有机碱、Q325-B清洗剂、活性剂、去离子水、助磨剂2.实验过程（1）超声波清洗的基本原理利用28KHz以上的电能，经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。
超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动，并不停地产生数以万计的微小气泡。
硅片清洗技术
硅片清洗
1.N2喷时使液体通过很小的喷口，使其形成很细的雾状，至硅片表面达到更好的清洗目的。
2.刷洗器主要用于硅片抛光后的清洗，可有效地去除硅片正反两面1μm以及更大的颗粒。
主要配置包括专用刷洗器、优化的化学清洗液及超纯水或者IPA。
在水动力条件下，颗粒被旋转的海绵状刷子赶出。
3.化学清洗
①溶解反应；②剥离去除
如：RCA清洗法
a、APM（SC-1）氨和双氧水→去除有机物与细颗粒；
b、HPM（SC-2）盐酸和双氧水→去除金属污染；
c、SPM 硫酸和双氧水→去除有机物、光刻胶
d、DHF 稀氢氟酸→去除薄氧化层
e、BHF 氢氟酸缓冲溶液→去除自然氧化膜
4.存在问题：①加热引起化学溶液蒸发使得溶液浓度发生变化；②对环境造成污染，成本高
5.将晶圆一片一片进行处理的工艺设备，是未来的一种趋势（随着晶圆直径的增大，无法确保晶圆表面清洗的均匀性）
6.对硅片进行干燥
硅表面存在悬空键（即硅共价键的未配对电子），硅表面是疏水性（即排斥水）。
当硅表面形成热氧化膜或自然氧化膜时，硅片会变得具有亲水性（即容易被水弄湿）。
注：水渍多发生在疏水性表面/有图形的地方/在甩干的时候/到干燥完毕时所需时间过长。
7.IPA(异丙醇）
8.马兰戈尼干燥（慢提拉）、罗塔戈尼干燥（旋转+N2）
9.污染物根据其发生情况分为四类：颗粒物、有机物、金属污染物和氧化物。
硅片表面污染及清洗机理
在半导体材料的制备过程中，每一道工序都涉及到清洗，而且清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。
由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小，对于晶片表面沾污的要求更加严格，ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m20.12um，金属污染小于 1010atom/cm2。
晶片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。
因此，硅片的清洗引起了专业人士的重视。
以前很多厂家都用手洗的方法，这种方法人为的因素较多，一方面容易产生碎片，经济效益下降，另一方面手洗的硅片表面洁净度差，污染严重，使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。
所以，硅片的清洗技术引起了人们的重视，找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。
本文介绍了一种超声波清洗技术，其清洗硅片的效果显著，是一种值得推广的硅片清洗技术。
硅片表面污染的原因：晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键，形成表面附近的自由力场，尤其磨片是在铸铁磨盘上进行，所以铁离子的污染就更加严重。
同时，由于磨料中的金刚砂粒径较大，造成磨片后的硅片破损层较大，悬挂键数目增多，极易吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等，造成磨片后的硅片易发生变花、发蓝、发黑等现象，使磨片不合格。
硅片清洗的目的就是要除去各类污染物，清洗的洁净程度直接决定着ULSI向更高集成度、可靠性、成品率发展，这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺，难度越来越大，可见半导体行业中清洗工艺的重要性。
实验及结果分析 1.实验设备和试剂实验设备：TE-6000硅片清洗机实验使用的试剂：有机碱、Q325-B清洗剂、活性剂、去离子水、助磨剂 2.实验过程（1）超声波清洗的基本原理利用28KHz以上的电能，经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。
超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动，并不停地产生数以万计的微小气泡。
硅片加工-硅片清洗
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硅片分类
根据用途和纯度要求，硅片可分为电 子级、太阳能级、化学级等不同级别 ，不同级别的硅片在纯度、厚度、电 阻率等方面有不同的要求。
硅片表面污染物的种类和来源
表面污染物种类
硅片表面常见的污染物包括尘埃、金属离子、有机物、化学 残留物等，这些污染物可能来源于原料、加工过程或环境因 素。
表面污染物来源
06 硅片清洗的应用与发展趋 势
硅片清洗在光伏产业中的应用
硅片作为光伏电池的主要材料，其表面清洁度对光伏电池的性能至关重要。清洗 硅片可以去除表面的杂质和污染物，提高硅片的反射率和转换效率，从而提高光 伏电池的发电效率。
在光伏产业中，硅片清洗技术不断发展，从传统的手工清洗、超声波清洗到自动 清洗和机器人清洗，清洗效率和清洁度不断提高，为光伏产业的发展提供了有力 支持。
喷淋法
总结词
通过喷嘴将清洗液喷洒在硅片表面，利用高速水流将污渍冲刷掉。
详细描述
喷淋法适用于大面积硅片的清洗，能够快速去除硅片表面的污渍和残留物。喷嘴 的角度、距离和清洗液的流量都会影响清洗效果，需要根据实际情况进行调整。
超声波清洗法
总结词
利用超声波在清洗液中产生的高频振动，使污渍与硅片表面分离。
要指标。
表面粗糙度
硅片表面的粗糙度影响其光学 和电学性能，需控制在一定范 围内。
腐蚀度
清洗过程中对硅片的腐蚀程度 ，需控制在最低限度。
清洗效率
单位时间内清洗一定数量硅片 的速率，是衡量清洗效率的指
标。
硅片清洗质量检测的方法与设备
目视检测
颗粒计数器
表面粗糙度仪
化学分析
通过肉眼观察硅片表面， 判断其清洁度和表面质
硅片预清洗作业指导书
Q/GCL-CZWF 常州协鑫光伏科技有限公司企业标准Q/GCL-CZWF 40439—2010 硅片预清洗生产作业指导书2010-5-17发布 2010-5-17实施常州协鑫光伏科技有限公司发布Q/GCL-CZWF 40439-2010受控状态：受控目录1范围.............................................................................................................................................. - 1 -2 引用标准...................................................................................................................................... - 1 -3 定义............................................................................................................................................ - 1 -4 工作职责.................................................................................................................................... - 1 -5 操作程序.................................................................................................................................... - 2 -6 其它事项.................................................................................................................................... - 4 -7 检查与考核................................................................................................................................ - 4 -8 表格与记录.................................................................................................................................. - 4 -9 附录............................................................................................................................................ - 4 -附加说明............................................................................................................ 错误！未定义书签。
硅片加工硅片清洗
化学吸附的特点：
1）吸附稳定牢固，不易脱离。
2）只吸附单原子层，而且至多吸附满整个表 层。这是因为只能在近距离成化学键。
3）对吸附原子的种类有选择性。比如Si表层 吸附O原子较容易。
4）表面原子密度越大，吸附越强。比如硅 （111）面的化学吸附能力最强。
物理吸附区
此区域无法化学吸附 表面化学吸附的原子
经过强氧化剂氧化，有机物的大分子被分解 为小分子，甚至CO2和H2O并且附带水溶性 基团，如-OH,从而增强水溶性，而容易去 除。
处理有机物的方法选择
大量有机物：选择溶剂，或者表面活性剂 少量有机物：氧化
b.去除金属——无机酸的湿化学腐蚀 无机酸种类： (1) 强酸性： 浓HCL、稀 H2SO4 (2) 强氧化性：浓HNO3， 浓H2SO4 (3) 强腐蚀性：HF酸
颗粒——超声分散，而脱离表面
溶解硅表面，附带去除
2 硅片清洗的方法与原理
清洗方法分为两类： 1）湿法清洗：√ A: 化学清洗： 腐蚀性反应（腐蚀表层的硅）
B: 物理清洗: 分子态溶解，活性剂分散等 2）干法清洗
气相反应，气相冲洗 清洗过程中的环境洁净度
硅片清洗
干法清洗 气体清洗
湿法清洗
即溶液中清洗
简单说，环境越干净，杂质少，物理吸附量 就少，反之，吸附量就大，因此，环境洁净 是物理吸附的主要途径。
项目 吸附力 选择性 吸附层 吸附活化
能
吸附温度
可逆性
物理吸附 范德华力 所有杂质
多层
<4kJ/mol 小
低温，吸附很快 高温，吸附减慢
可逆 易去除
化学吸附 化学键力 可反应杂质
单层
>40kJ/mol大
2）1961年到1971年，研究清楚了污染的形成 机理和清洗的原理。而且Kern发明了RCA清 洗方法，主要由SC-1和SC-2两种清洗液。这 是硅片清洗技术发展的重要里程碑。
硅片清洗工艺
硅片清洗工艺硅片表面的沾污主要有三类：1、有机杂质沾污2、金属离子沾污通过吸附在硅片表面氧化层上或利用金属离子与硅片表面之间的电荷交换（犹如“电镀”）而直接键合在硅表面上3、颗粒主要来自硅片加工制程及化学品。
硅片的加工过程中有很多硅片清洗步骤，其中最为关键的是在抛光制程后的硅片清洗过程，因为这直接决定了硅片表面的最终洁净度。
硅拋光片的最终清洗一般采用多槽浸泡式化学清洗方式，即RCA清洗。
SC-1溶液（1号液）主要用于去除颗粒和有机物沾污，也能去除部分金属杂质。
其原理是：硅片表面被H2 02氧化而产生氧化膜，同时氧化膜又被NH40H腐蚀，腐蚀后又被氧化，如此反复进行。
附着在硅片表面的颗粒也随着氧化膜不断地被腐蚀而脱离，从硅片表面进人清洗溶液。
有机物类的沾污在H2 02的强氧化作用及NH4 0H的溶解作用下，转化为水溶性化合物进入清洗溶液，经去离子水冲洗后得以去除。
SC-1溶液的强氧化性能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Fe、Ca、Mg等使其成为高价金属离子，高价金属离子再与碱进一步作用而转变为可溶性络合物，经去离子水冲洗后得以去除。
在清洗过程中，结合使用超声波（去除粒径不小于0.4微米的颗粒）或兆声波（去除粒径不大于0.2微米的颗粒）可获得更好的去除颗粒效果。
SC-2溶液（2号液）是H2 02和HCI的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，可去除碱金属离子，Cu及Au等残留金属，Al( OH)3、Fe(oH)3、Mg (OH)2及Zn (OH)2等氢氧化物的金属离子。
经过SC-2溶液清洗后的硅片表面的Si原子大多数是以Si-o键终结，从而在硅片表面形成了自然氧化层。
硅片表面也因此呈现为亲水性，早期硅片脫水和干燥多采用离心甩干技术。
近年来，在异丙醇(IPA)脱水和干燥技术的基础上，开发出多种利用马兰戈尼效应的脱水和干燥技术，现已广泛用于大直径硅片的最终清洗中。
为了确保硅片表面质量，防止再次沾污，便于保管和运输，需要对清洗好的硅片进行包装。
硅片清洗原理与方法综述
2.4硅片清洗的一般程序杂质可以分为分子型，离子型和原子型三种情况。
分子型大多为油脂类的杂质，有疏水性。
离子和原子型为化学吸附杂质，其吸附力较强。
所以步骤为去分子→去离子→去原子→去离子水清洗。
另外为了取出硅片表面的氧化层，常要增加一个稀氢氟酸浸泡步骤。
3.1湿法化学清洗利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或融解作用，或伴以超声，加热，抽真空等物理措施，使杂事从被清除的物体的表面脱附，然后用大量的高纯热，冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。
3.1.1常用化学试剂及洗液的性质3.1.2溶液浸泡法最简单，最常用的方法，但是效率往往不及如人意，所以往往伴以加热，超声，搅拌等物理措施。
3.13机械擦洗法高压擦片机由于无机械摩擦，则不会划伤硅片的表面，而且可以达到清除槽痕里的沾污。
3.14超声波清洗技术其优点是：清洗效果号，操作简单，对于复杂的器件和容器也能清洗。
原理：在频率为20kHz到40kHz的超声波的作用下，液体介质内部会产生疏部和密部，疏部产生近乎真空的空腔泡，当空腔泡消失的瞬间，其附近便产生强大的局部压力。
使分子内部的化学键断裂，一次使硅片表面的杂质解吸。
当超声波的频率和空腔泡的振动频率共振时，机械作用力达到最大，泡内积聚的大量热能，时温度升高，促进了化学反应的发生。
它的效果与温度，压力，超声频率，功率等有关，小于1μm的颗粒的去除效果的并不太好。
3.15兆声波清洗技术机理：又高能（850khz）频振效应并结合化学清洗剂的化学反应对硅片进行清洗的。
在清洗的时候，由换能器发出不哦成为1.5μm频率为0.8兆赫的高能声波。
溶液分子产生瞬时速度为30cm/s的流体波。
它可以去处小于0.2μm的粒子。
3.16旋转喷林法用机械的方法将硅片以较高的速度旋转起来，在旋转的过程中通过不断的向其表面喷液体（高纯度去离子水或其他清洗液）而达到清除硅片目的的方法。
它可以和甩干的工序结合在一起进行。
硅片清洗原理与方法介绍
硅片清洗原理与方法介绍1引言硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后，表面已经受到严重的沾污，清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。
2硅片清洗的常用方法与技术在半导体器件生产中，大约有20％的工序和硅片清洗有关，而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的，这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段，以达到清洗的目的。
由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型，因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述3．1湿法化学清洗化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，或伴以超声、加热、抽真空等物理措施，使杂质从被清除物体的表面脱附（解吸），然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。
化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗，其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位，因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。
3．1．1常用化学试剂、洗液的性质常用化学试剂及洗液的去污能力，对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响，根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。
CL2+UV（〈400nm〉表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液3．1．2溶液浸泡法溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法，它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。
它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。
选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。
如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的，采用1号液（即SC1，包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的，采用2号液（即SC2，包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。
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清洗硅片流程范文
清洗硅片是硅片制造过程中的一个重要环节，它的目的是去除硅片表
面的污染物，保证硅片的质量和性能。
下面将详细介绍硅片清洗的工艺流程。
硅片清洗的工艺流程一般包括前处理、主洗、后处理和干燥四个阶段，具体步骤如下：
1.前处理阶段：
a.硅片初洗：使用超纯水将硅片表面的有机和无机杂质去除。
b.预处理：将硅片浸泡在一定比例的氢氟酸和氢氧化铵溶液中，去除
硅片表面的氧化物。
c.去胶：将硅片放入含氨氢氧化溶液中，去除硅片表面的胶层。
2.主洗阶段：
a.去除有机污染物：使用有机溶剂如丙酮、甲醇等将硅片表面的有机
污染物去除。
b.去除无机杂质：使用浓硝酸、浓盐酸等溶液去除硅片表面的无机杂质。
c.触媒清洗：在温度较高的酸性氢氟酸溶液中浸泡硅片，去除表面的
金属杂质。
3.后处理阶段：
a.热溶液清洗：使用温度较高的氢氧化钠溶液将硅片表面的有机和无
机杂质溶解。
b.氧化除铜：使用硝酸和硫酸混合溶液去除硅片表面的铜杂质。
c.高纯水清洗：使用超纯水冲洗硅片，去除残留的污染物。
4.干燥阶段：
a.自然风干：将清洗完成的硅片放置在自然环境下风干。
b.烘干：使用烘箱对硅片进行加热干燥。
c.还原气氛干燥：将硅片放入氢气氛下进行干燥，以去除水分残留。
需要注意的是，硅片清洗的过程需要在洁净室环境下进行，以避免二次污染。
此外，清洗剂的选用要根据实际情况确定，以确保清洗效果的同时不对硅片产生腐蚀。
总结一下，硅片清洗的流程包括前处理、主洗、后处理和干燥四个阶段，每个阶段都有特定的工艺步骤和使用的溶液。
通过这一系列的操作，可有效去除硅片表面的污染物，确保硅片的质量和性能。