硅片清洗與制絨1

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1、1硅片的清洗與制絨2硅片的化學清洗由硅棒、硅錠或硅帶所切割的硅片,表面可能沾污的雜質可歸納為三類：①油脂、松香、蠟、環(huán)氧樹脂、聚乙二醇等有機物；②金屬、金屬離子及一些無機化合物；③塵埃及其他顆粒（硅，碳化硅）等。硅片表面沾污的雜質3硅片的化學清洗顆粒沾污：運用物理方法，可采取機械擦洗或超聲波清洗技術來去除。超聲波清洗時，由于空洞現象，只能去除≥0.4μm顆粒。兆聲清洗時，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除≥0.2μm顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲洗硅片產生損傷。超聲清洗4硅片的化學清洗硅片化學清洗的主要目的是針對

2、上述可能存在的硅片表面雜質進行去除。常用的化學清洗劑有高純水、有機溶劑（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等）、濃酸、強堿以及高純中性洗滌劑等。常用的化學清洗劑5硅片的化學清洗（1）硫酸熱的濃硫酸對有機物有強烈的脫水炭化作用，采用濃硫酸能有效去除硅片表面有機物；（2）王水王水具有極強的氧化性、腐蝕性和強酸性，在清洗中主要利用王水的強氧化性；王水能溶解金等不活潑金屬是由于王水溶液中生成了氧化能力很強的初生態(tài)氯[Cl]和氯化亞硝酰；HNO3+HCl=NOCl+2[Cl]+2H2O幾種常用化學清洗劑的去污作用6硅片化學清洗（3）RCA洗液（堿性和酸性過氧化氫溶液）R

3、CAⅠ號（堿性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）：DIH2O：H2O2:NH4OH=5:1:1-5:2:1RCAⅡ號（酸性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）：DIH2O：H2O2:HCl=6:1:1-8:2:1RCA洗液使用方法：75－85oC，清洗時間10－20分鐘，清洗順序為先Ⅰ號后Ⅱ號。7硅片化學清洗IC行業(yè)硅片常規(guī)RCA清洗H2SO4/H2O2DIWaterRisingHF/DHFDIWaterRisingRCAⅠDIWaterRisingRCAⅡDIWaterRisingDry8硅片化學清洗作用：硫酸、過氧化氫溶液通過氧化作用對有機薄膜進行分解，從而完成有

4、機物去除。清洗過程，金屬雜質不能去除，繼續(xù)殘留在硅片表面或進入氧化層。溶液配比：H2SO4（98％）：H2O2(30%)=2:1-4:1。清洗方法：將溶液溫度加熱到100oC以上（130oC），將硅片置于溶液中，浸泡10－15分鐘，浸泡后的硅片先用大量去離子沖洗，隨后采用HF進行清洗。H2SO4/H2O29硅片化學清洗作用：去除硅表面氧化物，清洗后的表面形成Si－H鍵荷層。配制方法：40%HF與去離子水（DIWater）以1：10－1：1000比例混合。當比例為1：50－1：1000時，溶液又成為DHF。清洗方法：室溫條件下，將硅片置于酸液中浸泡1至數分鐘。HF和D

5、HF10硅片化學清洗作用：去除硅片表面有機物薄膜及其他表面雜質和表面粘附的微粒。配制方法：DIWater:NH4OH(30%):H2O2(30%)＝5:1:1-5:2:1清洗方法：把溶液溫度控制在70－90oC，將硅片置于溶液中浸泡10－20分鐘。RCAⅠ11硅片化學清洗作用機理：有機物薄膜主要是通過H2O2的氧化以及NH4OH的溶解而得以去除。在高的PH條件下（如10、11），H2O2是很強的氧化劑，使硅片表面發(fā)生氧化，而與此同時，NH4OH則慢慢地溶解所產生的氧化物。正是這種氧化-溶解，再氧化再溶解過程，SCⅠ洗液逐漸去除硅片表面的有機薄膜，硅片表面雜質微粒的去

6、除也是基于這種原理。RCAⅠ作用機理12硅片化學清洗作用機理：SCⅠ洗液還能去除硅片表面的部分金屬雜質，如ⅠB族，ⅡB族，及Au，Cu，Ni，Cd，Co和Cr等。金屬雜質的去除是通過金屬離子與NH3形成絡合物的形式去除。經SCⅠ洗液處理，硅片的表面粗糙度并不會得到改善。降低洗液中NH4OH的含量可以在保證清洗效果的同時，提高硅片的表面的光滑程度。通過超聲處理可以增強洗液對微粒的去除能力，同時，對硅片表面粗糙度的改善也具備一定的促進作用，而這種促進作用在洗液溫度較高時更為明顯。RCAⅠ作用機理13硅片化學清洗作用：去除硅片表面的金屬雜質，主要是堿金屬離子以及在SCⅠ清

7、洗過程中沒有去除的金屬雜質離子。洗液的配置：HCl(37%)：H2O2(30%)：DIWater=1：1：6～1：2：8清洗方法：保持溶液溫度在70～85℃，硅片在溶液中浸泡10～20min。RCAⅡ14硅片化學清洗作用機理：SCⅡ洗液并不能腐蝕氧化層以及硅，經SCⅡ洗液處理，會在硅片表面產生一層氫化氧化層。SCⅡ洗液盡管可以有效去除硅片中的金屬雜質離子，但是它并不能使硅片的表面粗糙程度得到改善，相反地，由于電位勢的相互作用，硅片表面的粗糙程度將變得更差。與SCⅠ洗液中H2O2的分解由金屬催化不同，在SCⅡ洗液中的H2O2分解非常迅速，在80℃下，約20min左