化学清洗总结
13洗液清洗说明131SC1洗液1311颗粒硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒
13 洗液清洗说明
131 SC1洗液
1311 颗粒
硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm呈亲水性)该氧化膜NH4OH腐蚀腐蚀立发生氧化氧化腐蚀反复进行附着硅片表面颗粒腐蚀层落入清洗液
①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2O2浓度清洗液温度关
②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快H2O2浓度关
③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快达某浓度定值H202浓度越高值越
④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀
⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒率越低果时降低H2O2浓度抑制颗粒率降
⑥着清洗液温度升高颗粒率提高定温度达值
⑦颗粒率硅片表面腐蚀量关确保颗粒定量腐蚀
⑧超声波清洗时空化现象≥04μm颗粒兆声清洗时08Mhz加速度作≥02μm颗粒液温降40℃80℃超声清洗颗粒效果避免超声清洗晶片产生损伤
⑨清洗液中硅表面负电位颗粒负电位两者电排斥力作防止粒子晶片表面吸附部分粒子表面正电位两者电吸引力作粒子易晶片表面吸附
1312 金属杂质
①硅表面氧化腐蚀硅片表面金属杂质腐蚀层进入清洗液中
②清洗液中存氧化膜清洗时发生氧化反应生成氧化物绝值金属容易附着氧化膜AlFeZn等便易附着然氧化膜NiCu易附着 ③FeZnNiCu氢氧化物高pH值清洗液中溶时会附着然氧化膜 ④清洗硅表面金属浓度取决清洗液中金属浓度吸附速度清洗液中金属络合离子形态关
⑤清洗时硅表面金属脱附速度吸附速度金属元素特AlFeZn清洗液中元素浓度非常低话清洗硅片表面金属浓度便降选化学试剂时求特选金属浓度低超纯化学试剂
⑥清洗液温度越高晶片表面金属浓度越高兆声波清洗温度降利金属沾污
⑦机物
H2O2氧化作晶片表面机物分解成CO2H2O
⑧微粗糙度Ra
晶片表面Ra清洗液NH4OH组成关组成例越Ra变Ra02nm晶片NH4OH：H202：H2O115SC1清洗Ra增05nm控制晶片表面Ra必降低NH4OH组成例0515
⑨COP(晶体原生粒子缺陷)
CZ(直拉)硅单晶片反复清洗测定次清洗硅片表面颗粒≥2μm颗粒会增加外延晶片反复清洗会≥02μm颗粒增加
132 DHF
DHF清洗时SC1清洗时表面生成然氧化膜腐蚀掉Si腐蚀硅片外层
SiH键终端结构表面呈疏水性酸性溶液中硅表面呈负电位颗粒表面正电位两者间吸引力粒子容易附着晶片表面
①HF清洗表面然氧化膜附着然氧化膜金属次溶解清洗液中时DHF清洗抑制然氧化膜形成容易表面AlFeZnNi等金属然氧化膜溶解清洗液中部分Cu等贵金属(氧化原电位氢高)会附着硅表面DHF清洗附然氧化膜金属氢氧化物
②硅表面外层SiH键结构硅表面化学稳定清洗液中存Cu等贵金属离子难发生Si电子交换Cu等贵金属会附着裸硅表面液中存ClBr等阴离子会附着Si表面终端氢键完全方附着ClBr阴离子会帮助Cu离子Si电子交换Cu离子成金属Cu附着晶片表面
③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00337V)Si氧化原电位(E00857V)高Cu2+离子硅表面Si电子进行原变成金属Cu晶片表面析出方面金属Cu附着Si释放Cu附着相衡电子身氧化成SiO2
④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核Cu粒子核Si负电性Si吸引电子带负电位Cu离子带负电位Cu粒子核电子析出金属CuCu粒子样生长起Cu面断面供Cu附着相衡电子面生成Si02
⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀成坑腐蚀坑数量Cu粒子前Cu粒子量相腐蚀坑直径001～01cmCu粒子相知结晶引起粒子常称Mip(金属致拉子)
133 SC2洗液
(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中易发生酸性溶液中易发生具较强晶片表面金属力SC1洗Cu等金属晶片表面形成然氧化膜附着(特Al)问题未解决
(2)硅片表面SC2清洗表面Si部分O键终端结构形成成层然氧化膜呈亲水性
(3)晶片表面SiO2Si腐蚀达粒子效果
SC1SC2前中加入98H2SO430H2O2HFHF终结中高纯化表面阻止离子重新沾污稀HCl溶液中加氯乙酸极金属沾污表面活性剂加入降低硅表面增强表面纯化HF中时增加疏水面浸润性减少表面杂质粒子吸附
2 清洗技术改进
21 SC1液改进
a抑制SC1时表面Ra变应降低NH4OH组成NH4OHH202：H2000511Ra02nm硅片清洗值变APM洗DIW漂洗应低温进行
b兆声波清洗超微粒子时降低清洗液温度减少金属附着
cSC1液中添加表面活性剂清洗液表面张力63dyncm降19dyncm选低表面张力清洗液颗粒率稳定维持较高效率SC1液洗Ra变约清洗前2倍低表面张力清洗液Ra变化(基变)
dSC1液中加入HF控制pH值控制清洗液中金属络合离子状态抑制金属附着抑制Ra增COP发生
eSC1加入鳌合剂洗液中金属断形成赘合物利抑制金属表面附着
22 机物
(1)硅片表面附着机物完全表面然氧化层金属杂质清洗时首先应机物
(2)添加2~10ppmO3超净水清洗机物效室温进行清洗必进行废液处理SC1清洗效果更
23 DHF改进
231 HF+H202清洗
(1)HF 05+H2O2 10室温清洗防止DHF清洗中Cu等贵金属附着
(2)H202氧化作硅表面形成然氧化膜时HF作然氧化层腐蚀掉附着氧化膜金属溶解清洗液中APM清洗时附着晶片表面金属氢氧化物晶片表面然氧化膜会生长
(3)AlFeNi等金属DHF清洗样会附着晶片表面
(4)n+P+型硅表面腐蚀速度np型硅表面导致表面粗糙n+p+型硅片清洗
(5)添加强氧化剂H202(E1776V)Cu2+离子优先5i中夺取电子硅表面H202氧化CuCu2+离子状态存清洗液中硅表面附着金属Cu会氧化剂H202夺取电子呈离子化硅表面氧化形成层然氧化膜Cu2+离子5i电子交换难发生越越易附着
232 DHF+表面活性剂清洗
HF 05DHF液中加入表面活性剂清洗效果HF+H202清洗相
233 DHF+阴离子表面活性剂清洗
DHF液中硅表面负电位粒子表面正电位加入阴离子表面活性剂硅表面粒子表面电位符号粒子表面电位正变负硅片表面正电位符号硅片表面粒子表面间产生电排斥力防止粒子附着
24 ACD清洗
241 AC清洗
标准AC清洗中时纯水HF03表面活性剂兆声波03具非常强氧化性硅片表面机沾污氧化CO2H2O达表面机物目时迅速硅片表面形成层致密氧化膜HF效硅片表面金属沾污时03氧化形成氧化膜腐蚀掉腐蚀掉氧化膜时附着氧化膜颗粒掉兆声波颗粒效率更高表面活性剂防止已清洗掉颗粒重新吸附硅片表面
242 AD清洗
AD干燥法中样HF03整工艺程分液体中反应气相处理两部分 首先硅片放入充满HF03干燥槽中定时间反应硅片慢慢抬出液面HF酸作硅片表面呈疏水性硅片抬出液面时动达干燥效果
干燥槽方安装组03喷嘴硅片抬出水面高浓度03直接接触进硅片表面形成层致密氧化膜
采AD干燥法时效金属沾污该干燥法配合清洗工艺干燥程身会带颗粒沾污
25酸系统溶液
251 SE洗液
HNO3（60）：HF(002501)SE硅片表面铁沾污降常规清洗工艺十分种金属沾污均1010原子cm2增加微粗糙度种洗液硅腐蚀速率二氧化硅快10倍HF含量成正清洗硅片表面1nm然氧化层
252 CSE洗液
HNO3：HF：H2O250：（05~09）：（495~491）35℃3~5minCSE清洗硅片表面没然氧化层微粗糙度较SE清洗降低硅腐蚀速率赖HF浓度样利工艺控制HF浓度控制01时效果较
3 种清洗方案
31 硅片衬底常规清洗方法
① 三氯乙烯（脂）80℃ 15分钟
② 丙酮甲醇20℃次2分钟
③ 离子水流洗2分钟
④ 2号液(4∶1∶1) 90℃10分钟
⑤ 离子水流洗2分钟
⑥ 擦片(擦片机)
⑦ 离子水5分钟
⑧ 1号液(4∶1∶1) 90~95℃ 10分钟
⑨ 离子水流洗5分钟
⑩ 稀盐酸(50∶1) 25分钟
11 离子水流洗5分钟
12 甩干(硅片)
该方案清洗步骤先油接着杂质中10步进步残余杂质(碱金属离子)
32 DZ1DZ2清洗半导体衬底方法
① 离子水洗
② DZ1 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
③ 离子水洗(5分钟)
④ DZ2 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
⑤ 离子水洗(5分钟)
⑥ 甩干氮气吹干
该方案中电子清洗剂代方案中酸碱双氧水等化学试剂清洗效果致方案相
33 硅抛光片般清洗方法
① 钠清洗剂加热煮三次
② 热离子水洗
③ 3号液
④ 热离子水洗
⑤ 离子水洗
⑥ 稀氢氟酸漂洗
⑦ 离子水洗
⑧ 1号液
⑨ 离子水洗
⑩ 甩干
抛光方式(蜡蜡)抛光片种类型污染杂质沾污情况相清洗侧重点相述清洗步骤采否清洗次数少相
34某化学清洗流程
试剂配均体积机试剂均分析级试剂部分试剂浓度w(H2O2)≥20w(HF)≥40w(H2SO4)95~98
① 脂
三氯乙烯溶液中旋转清洗3次次3 min异丙醇中旋转清洗3次次3 min离子水漂洗3次高纯氮气吹干
② 氧化
新配H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min70℃温水中漂洗3 min(避免Si表面骤冷出现裂纹)离子水中漂洗2次次3 min
③ 刻蚀
HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蚀3 minC2H5OH中漂洗3次次3 min高纯氮气吹干
化学清洗样品快速传入真空系统H钝化硅表面空气中维持分钟重新氧化清洗Si片时进入超高真空系统清洗Si片放入水C2H5OH中延缓表面氧化速度避免清洗表面空气中杂质污染
1 传统RCA清洗法
11 清洗液
111 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）
120～150℃清洗 10min左右SPM具高氧化力金属氧化溶清洗液中机物氧化生成CO2H2OSPM清洗硅片硅片表面重机沾污部分金属机物沾污特严重时会机物碳化难SPM清洗硅片表面会残留硫化物硫化物难粒子水洗掉Ohnishi提出SPFM(H2SO4H2O2HF)溶液表面硫化物转化氟化物效洗掉臭氧氧化性H2O2氧化性强臭氧取代H2O2(H2SO4O3H2O称SOM溶液)降低H2SO4量反应温度H2SO4(98)H2O2(30)41
112 DHF（HF(H2O2)∶H2O）
20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层金属沾污DHF清洗表面氧化层附着金属连氧化层起落入清洗液中容易硅片表面AlFeZnNi等金属充分CuHF：H2O21：50
113 APM(SC1)（号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）
65～80℃清洗约10min 粒子部分机物部分金属H2O2作硅片表面层然氧化膜(Si02)呈亲水性硅片表面粒子间清洗液浸透硅片表面然氧化层硅片表面SiNH4OH腐蚀附着硅片表面颗粒便落入清洗液中达粒子目溶液会增加硅片表面粗糙度Fe Zn Ni等金属会离子性非离子性金属氢氧化物形式附着硅片表面降低硅片表面Cu附着体积(1
∶1∶5)~(1∶2∶7)NH4OH (27 )H2O2(30)H2O组成热溶液稀释化学试剂中水占例1∶5增1∶50配合超声清洗更短时间达相更清洗效果
SC1清洗稀酸(HCl∶H2O1∶104)处理金属杂质颗粒收良效果稀释HF溶液短时间浸渍SC1形成水合氧化物膜常常SC1原始溶液浓度110稀释溶液清洗避免表面粗糙降低产品成减少环境影响
114 HPM(SC2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O）
65～85℃清洗约10min硅片表面钠铁镁等金属沾污室温HPMFeZnH2O2会硅片表面氧化HCl会腐蚀硅片表面会硅片表面
37硅片化学清洗总结
SiH键终端结构表面呈疏水性酸①HF清洗表面然氧化膜附着然②硅表面外层SiH键结构硅表面化学③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀133SC2洗液(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中
SiH键终端结构表面呈疏水性酸性溶液中硅表面呈负电位颗粒表面正电位两者间吸引力粒子容易附着晶片表面
①HF清洗表面然氧化膜附着然氧化膜金属次溶解清洗液中时DHF清洗抑制然氧化膜形成容易表面AlFeZnNi等金属然氧化膜溶解清洗液中部分Cu等贵金属(氧化原电位氢高)会附着硅表面DHF清洗附然氧化膜金属氢氧化物
②硅表面外层SiH键结构硅表面化学稳定清洗液中存Cu等贵金属离子难发生Si电子交换Cu等贵金属会附着裸硅表面液中存ClBr等阴离子会附着Si表面终端氢键完全方附着ClBr阴离子会帮助Cu离子Si电子交换Cu离子成金属Cu附着晶片表面
③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00337V)Si氧化原电位(E00857V)高Cu2+离子硅表面Si电子进行原变成金属Cu晶片表面析出方面金属Cu附着Si释放Cu附着相衡电子身氧化成SiO2
④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核Cu粒子核Si负电性Si吸引电子带负电位Cu离子带负电位Cu粒子核电子析出金属CuCu粒子样生长起Cu面断面供Cu附着相衡电子面生成Si02
⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀成坑腐蚀坑数量Cu粒子前Cu粒子量相腐蚀坑直径001～01cmCu粒子相知结晶引起粒子常称Mip(金属致拉子)
133 SC2洗液
(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中易发生酸性溶液中易发生具较强晶片表面金属力SC1洗Cu等金属晶片表面形成然氧化膜附着(特Al)问题未解决
(2)硅片表面SC2清洗表面Si部分O键终端结构形成成层然氧化膜呈亲水性
(3)晶片表面SiO2Si腐蚀达粒子效果
SC1SC2前中加入98H2SO430H2O2HFHF终结中高纯化表面阻止离子重新沾污稀HCl溶液中加氯乙酸极金属沾污表面活性剂加入降低硅表面增强表面纯化HF中时增加疏水面浸润性减少表面杂质粒子吸附
2 清洗技术改进
21 SC1液改进
a抑制SC1时表面Ra变应降低NH4OH组成NH4OHH202：H2000511Ra02nm硅片清洗值变APM洗DIW漂洗应低温进行
b兆声波清洗超微粒子时降低清洗液温度减少金属附着
cSC1液中添加表面活性剂清洗液表面张力63dyncm降19dyncm选低表面张力清洗液颗粒率稳定维持较高效率SC1液洗Ra变约清洗前2倍低表面张力清洗液Ra变化(基变)
dSC1液中加入HF控制pH值控制清洗液中金属络合离子状态抑制金属附着抑制Ra增COP发生
eSC1加入鳌合剂洗液中金属断形成赘合物利抑制金属表面附着
22 机物
(1)硅片表面附着机物完全表面然氧化层金属杂质清洗时首先应机物
(2)添加2~10ppmO3超净水清洗机物效室温进行清洗必进行废液处理SC1清洗效果更
23 DHF改进
231 HF+H202清洗
(1)HF 05+H2O2 10室温清洗防止DHF清洗中Cu等贵金属附着
(2)H202氧化作硅表面形成然氧化膜时HF作然氧化层腐蚀掉附着氧化膜金属溶解清洗液中APM清洗时附着晶片表面金属氢氧化物晶片表面然氧化膜会生长
(3)AlFeNi等金属DHF清洗样会附着晶片表面
(4)n+P+型硅表面腐蚀速度np型硅表面导致表面粗糙n+p+型硅片清洗
(5)添加强氧化剂H202(E1776V)Cu2+离子优先5i中夺取电子硅表面H202氧化CuCu2+离子状态存清洗液中硅表面附着金属Cu会氧化剂H202夺取电子呈离子化硅表面氧化形成层然氧化膜Cu2+离子5i电子交换难发生越越易附着
232 DHF+表面活性剂清洗
HF 05DHF液中加入表面活性剂清洗效果HF+H202清洗相
233 DHF+阴离子表面活性剂清洗
DHF液中硅表面负电位粒子表面正电位加入阴离子表面活性剂硅表面粒子表面电位符号粒子表面电位正变负硅片表面正电位符号硅片表面粒子表面间产生电排斥力防止粒子附着
24 ACD清洗
241 AC清洗
标准AC清洗中时纯水HF03表面活性剂兆声波03具非常强氧化性硅片表面机沾污氧化CO2H2O达表面机物目时迅速硅片表面形成层致密氧化膜HF效硅片表面金属沾污时03氧化形成氧化膜腐蚀掉腐蚀掉氧化膜时附着氧化膜颗粒掉兆声波颗粒效率更高表面活性剂防止已清洗掉颗粒重新吸附硅片表面
242 AD清洗
AD干燥法中样HF03整工艺程分液体中反应气相处理两部分 首先硅片放入充满HF03干燥槽中定时间反应硅片慢慢抬出液面HF酸作硅片表面呈疏水性硅片抬出液面时动达干燥效果
干燥槽方安装组03喷嘴硅片抬出水面高浓度03直接接触进硅片表面形成层致密氧化膜
采AD干燥法时效金属沾污该干燥法配合清洗工艺干燥程身会带颗粒沾污
25酸系统溶液
251 SE洗液
HNO3（60）：HF(002501)SE硅片表面铁沾污降常规清洗工艺十分种金属沾污均1010原子cm2增加微粗糙度种洗液硅腐蚀速率二氧化硅快10倍HF含量成正清洗硅片表面1nm然氧化层
252 CSE洗液
HNO3：HF：H2O250：（05~09）：（495~491）35℃3~5minCSE清洗硅片表面没然氧化层微粗糙度较SE清洗降低硅腐蚀速率赖HF浓度样利工艺控制HF浓度控制01时效果较
3 种清洗方案
31 硅片衬底常规清洗方法
① 三氯乙烯（脂）80℃ 15分钟
② 丙酮甲醇20℃次2分钟
③ 离子水流洗2分钟
④ 2号液(4∶1∶1) 90℃10分钟
⑤ 离子水流洗2分钟
⑥ 擦片(擦片机)
⑦ 离子水5分钟
⑧ 1号液(4∶1∶1) 90~95℃ 10分钟
⑨ 离子水流洗5分钟
⑩ 稀盐酸(50∶1) 25分钟
11 离子水流洗5分钟
12 甩干(硅片)
该方案清洗步骤先油接着杂质中10步进步残余杂质(碱金属离子)
32 DZ1DZ2清洗半导体衬底方法
① 离子水洗
② DZ1 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
③ 离子水洗(5分钟)
④ DZ2 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
⑤ 离子水洗(5分钟)
⑥ 甩干氮气吹干
该方案中电子清洗剂代方案中酸碱双氧水等化学试剂清洗效果致方案相
33 硅抛光片般清洗方法
① 钠清洗剂加热煮三次
② 热离子水洗
③ 3号液
④ 热离子水洗
⑤ 离子水洗
⑥ 稀氢氟酸漂洗
⑦ 离子水洗
⑧ 1号液
⑨ 离子水洗
⑩ 甩干
抛光方式(蜡蜡)抛光片种类型污染杂质沾污情况相清洗侧重点相述清洗步骤采否清洗次数少相
34某化学清洗流程
试剂配均体积机试剂均分析级试剂部分试剂浓度w(H2O2)≥20w(HF)≥40w(H2SO4)95~98
① 脂
三氯乙烯溶液中旋转清洗3次次3 min异丙醇中旋转清洗3次次3 min离子水漂洗3次高纯氮气吹干
② 氧化
新配H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min70℃温水中漂洗3 min(避免Si表面骤冷出现裂纹)离子水中漂洗2次次3 min
③ 刻蚀
HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蚀3 minC2H5OH中漂洗3次次3 min高纯氮气吹干
化学清洗样品快速传入真空系统H钝化硅表面空气中维持分钟重新氧化清洗Si片时进入超高真空系统清洗Si片放入水C2H5OH中延缓表面氧化速度避免清洗表面空气中杂质污染
1 传统RCA清洗法
11 清洗液
111 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）
120～150℃清洗 10min左右SPM具高氧化力金属氧化溶清洗液中机物氧化生成CO2H2OSPM清洗硅片硅片表面重机沾污部分金属机物沾污特严重时会机物碳化难SPM清洗硅片表面会残留硫化物硫化物难粒子水洗掉Ohnishi提出SPFM(H2SO4H2O2HF)溶液表面硫化物转化氟化物效洗掉臭氧氧化性H2O2氧化性强臭氧取代H2O2(H2SO4O3H2O称SOM溶液)降低H2SO4量反应温度H2SO4(98)H2O2(30)41
112 DHF（HF(H2O2)∶H2O）
20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层金属沾污DHF清洗表面氧化层附着金属连氧化层起落入清洗液中容易硅片表面AlFeZnNi等金属充分CuHF：H2O21：50
113 APM(SC1)（号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）
65～80℃清洗约10min 粒子部分机物部分金属H2O2作硅片表面层然氧化膜(Si02)呈亲水性硅片表面粒子间清洗液浸透硅片表面然氧化层硅片表面SiNH4OH腐蚀附着硅片表面颗粒便落入清洗液中达粒子目溶液会增加硅片表面粗糙度Fe Zn Ni等金属会离子性非离子性金属氢氧化物形式附着硅片表面降低硅片表面Cu附着体积(1∶1∶5)~(1∶2∶7)NH4OH (27 )H2O2(30)H2O组成热溶液稀释化学试剂中水占例1∶5增1∶50配合超声清洗更短时间达相更清洗效果
SC1清洗稀酸(HCl∶H2O1∶104)处理金属杂质颗粒收良效果稀释HF溶液短时间浸渍SC1形成水合氧化物膜常常SC1原始溶液浓度110稀释溶液清洗避免表面粗糙降低产品成减少环境影响
114 HPM(SC2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O）
65～85℃清洗约10min硅片表面钠铁镁等金属沾污室温HPMFeZnH2O2会硅片表面氧化HCl会腐蚀硅片表面会硅片表面
微粗糙度发生变化(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)H2O2(30)HCl(37)水组成热混合溶液含见残渣严重沾污晶片热H2SO4H2O(2∶1)混合物进行预清洗
12 传统RCA清洗流程
13 洗液清洗说明
131 SC1洗液
1311 颗粒
硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm呈亲水性)该氧化膜NH4OH腐蚀腐蚀立发生氧化氧化腐蚀反复进行附着硅片表面颗粒腐蚀层落入清洗液
①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2O2浓度清洗液温度关
②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快H2O2浓度关
③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快达某浓度定值H202浓度越高值越
④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀
⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒率越低果时降低H2O2浓度抑制颗粒率降
⑥着清洗液温度升高颗粒率提高定温度达值
⑦颗粒率硅片表面腐蚀量关确保颗粒定量腐蚀
⑧超声波清洗时空化现象≥04μm颗粒兆声清洗时08Mhz加速度作≥02μm颗粒液温降40℃80℃超声清洗颗粒效果避免超声清洗晶片产生损伤
⑨清洗液中硅表面负电位颗粒负电位两者电排斥力作防止粒子晶片表面吸附部分粒子表面正电位两者电吸引力作粒子易晶片表面吸附
1312 金属杂质
①硅表面氧化腐蚀硅片表面金属杂质腐蚀层进入清洗液中
②清洗液中存氧化膜清洗时发生氧化反应生成氧化物绝值金属容易附着氧化膜AlFeZn等便易附着然氧化膜NiCu易附着 ③FeZnNiCu氢氧化物高pH值清洗液中溶时会附着然氧化膜 ④清洗硅表面金属浓度取决清洗液中金属浓度吸附速度清洗液中金属络合离子形态关
⑤清洗时硅表面金属脱附速度吸附速度金属元素特AlFeZn清洗液中元素浓度非常低话清洗硅片表面金属浓度便降选化学试剂时求特选金属浓度低超纯化学试剂
⑥清洗液温度越高晶片表面金属浓度越高兆声波清洗温度降利金属沾污
⑦机物
H2O2氧化作晶片表面机物分解成CO2H2O
⑧微粗糙度Ra
晶片表面Ra清洗液NH4OH组成关组成例越Ra变Ra02nm晶片NH4OH：H202：H2O115SC1清洗Ra增05nm控制晶片表面Ra必降低NH4OH组成例0515
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13洗液清洗说明131SC1洗液1311颗粒硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒
13 洗液清洗说明
131 SC1洗液
1311 颗粒
硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm呈亲水性)该氧化膜NH4OH腐蚀腐蚀立发生氧化氧化腐蚀反复进行附着硅片表面颗粒腐蚀层落入清洗液
①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2O2浓度清洗液温度关
②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快H2O2浓度关
③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快达某浓度定值H202浓度越高值越
④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀
⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒率越低果时降低H2O2浓度抑制颗粒率降
⑥着清洗液温度升高颗粒率提高定温度达值
⑦颗粒率硅片表面腐蚀量关确保颗粒定量腐蚀
⑧超声波清洗时空化现象≥04μm颗粒兆声清洗时08Mhz加速度作≥02μm颗粒液温降40℃80℃超声清洗颗粒效果避免超声清洗晶片产生损伤
⑨清洗液中硅表面负电位颗粒负电位两者电排斥力作防止粒子晶片表面吸附部分粒子表面正电位两者电吸引力作粒子易晶片表面吸附
1312 金属杂质
①硅表面氧化腐蚀硅片表面金属杂质腐蚀层进入清洗液中
②清洗液中存氧化膜清洗时发生氧化反应生成氧化物绝值金属容易附着氧化膜AlFeZn等便易附着然氧化膜NiCu易附着 ③FeZnNiCu氢氧化物高pH值清洗液中溶时会附着然氧化膜 ④清洗硅表面金属浓度取决清洗液中金属浓度吸附速度清洗液中金属络合离子形态关
⑤清洗时硅表面金属脱附速度吸附速度金属元素特AlFeZn清洗液中元素浓度非常低话清洗硅片表面金属浓度便降选化学试剂时求特选金属浓度低超纯化学试剂
⑥清洗液温度越高晶片表面金属浓度越高兆声波清洗温度降利金属沾污
⑦机物
H2O2氧化作晶片表面机物分解成CO2H2O
⑧微粗糙度Ra
晶片表面Ra清洗液NH4OH组成关组成例越Ra变Ra02nm晶片NH4OH：H202：H2O115SC1清洗Ra增05nm控制晶片表面Ra必降低NH4OH组成例0515
⑨COP(晶体原生粒子缺陷)
CZ(直拉)硅单晶片反复清洗测定次清洗硅片表面颗粒≥2μm颗粒会增加外延晶片反复清洗会≥02μm颗粒增加
132 DHF
DHF清洗时SC1清洗时表面生成然氧化膜腐蚀掉Si腐蚀硅片外层
SiH键终端结构表面呈疏水性酸性溶液中硅表面呈负电位颗粒表面正电位两者间吸引力粒子容易附着晶片表面
①HF清洗表面然氧化膜附着然氧化膜金属次溶解清洗液中时DHF清洗抑制然氧化膜形成容易表面AlFeZnNi等金属然氧化膜溶解清洗液中部分Cu等贵金属(氧化原电位氢高)会附着硅表面DHF清洗附然氧化膜金属氢氧化物
②硅表面外层SiH键结构硅表面化学稳定清洗液中存Cu等贵金属离子难发生Si电子交换Cu等贵金属会附着裸硅表面液中存ClBr等阴离子会附着Si表面终端氢键完全方附着ClBr阴离子会帮助Cu离子Si电子交换Cu离子成金属Cu附着晶片表面
③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00337V)Si氧化原电位(E00857V)高Cu2+离子硅表面Si电子进行原变成金属Cu晶片表面析出方面金属Cu附着Si释放Cu附着相衡电子身氧化成SiO2
④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核Cu粒子核Si负电性Si吸引电子带负电位Cu离子带负电位Cu粒子核电子析出金属CuCu粒子样生长起Cu面断面供Cu附着相衡电子面生成Si02
⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀成坑腐蚀坑数量Cu粒子前Cu粒子量相腐蚀坑直径001～01cmCu粒子相知结晶引起粒子常称Mip(金属致拉子)
133 SC2洗液
(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中易发生酸性溶液中易发生具较强晶片表面金属力SC1洗Cu等金属晶片表面形成然氧化膜附着(特Al)问题未解决
(2)硅片表面SC2清洗表面Si部分O键终端结构形成成层然氧化膜呈亲水性
(3)晶片表面SiO2Si腐蚀达粒子效果
SC1SC2前中加入98H2SO430H2O2HFHF终结中高纯化表面阻止离子重新沾污稀HCl溶液中加氯乙酸极金属沾污表面活性剂加入降低硅表面增强表面纯化HF中时增加疏水面浸润性减少表面杂质粒子吸附
2 清洗技术改进
21 SC1液改进
a抑制SC1时表面Ra变应降低NH4OH组成NH4OHH202：H2000511Ra02nm硅片清洗值变APM洗DIW漂洗应低温进行
b兆声波清洗超微粒子时降低清洗液温度减少金属附着
cSC1液中添加表面活性剂清洗液表面张力63dyncm降19dyncm选低表面张力清洗液颗粒率稳定维持较高效率SC1液洗Ra变约清洗前2倍低表面张力清洗液Ra变化(基变)
dSC1液中加入HF控制pH值控制清洗液中金属络合离子状态抑制金属附着抑制Ra增COP发生
eSC1加入鳌合剂洗液中金属断形成赘合物利抑制金属表面附着
22 机物
(1)硅片表面附着机物完全表面然氧化层金属杂质清洗时首先应机物
(2)添加2~10ppmO3超净水清洗机物效室温进行清洗必进行废液处理SC1清洗效果更
23 DHF改进
231 HF+H202清洗
(1)HF 05+H2O2 10室温清洗防止DHF清洗中Cu等贵金属附着
(2)H202氧化作硅表面形成然氧化膜时HF作然氧化层腐蚀掉附着氧化膜金属溶解清洗液中APM清洗时附着晶片表面金属氢氧化物晶片表面然氧化膜会生长
(3)AlFeNi等金属DHF清洗样会附着晶片表面
(4)n+P+型硅表面腐蚀速度np型硅表面导致表面粗糙n+p+型硅片清洗
(5)添加强氧化剂H202(E1776V)Cu2+离子优先5i中夺取电子硅表面H202氧化CuCu2+离子状态存清洗液中硅表面附着金属Cu会氧化剂H202夺取电子呈离子化硅表面氧化形成层然氧化膜Cu2+离子5i电子交换难发生越越易附着
232 DHF+表面活性剂清洗
HF 05DHF液中加入表面活性剂清洗效果HF+H202清洗相
233 DHF+阴离子表面活性剂清洗
DHF液中硅表面负电位粒子表面正电位加入阴离子表面活性剂硅表面粒子表面电位符号粒子表面电位正变负硅片表面正电位符号硅片表面粒子表面间产生电排斥力防止粒子附着
24 ACD清洗
241 AC清洗
标准AC清洗中时纯水HF03表面活性剂兆声波03具非常强氧化性硅片表面机沾污氧化CO2H2O达表面机物目时迅速硅片表面形成层致密氧化膜HF效硅片表面金属沾污时03氧化形成氧化膜腐蚀掉腐蚀掉氧化膜时附着氧化膜颗粒掉兆声波颗粒效率更高表面活性剂防止已清洗掉颗粒重新吸附硅片表面
242 AD清洗
AD干燥法中样HF03整工艺程分液体中反应气相处理两部分 首先硅片放入充满HF03干燥槽中定时间反应硅片慢慢抬出液面HF酸作硅片表面呈疏水性硅片抬出液面时动达干燥效果
干燥槽方安装组03喷嘴硅片抬出水面高浓度03直接接触进硅片表面形成层致密氧化膜
采AD干燥法时效金属沾污该干燥法配合清洗工艺干燥程身会带颗粒沾污
25酸系统溶液
251 SE洗液
HNO3（60）：HF(002501)SE硅片表面铁沾污降常规清洗工艺十分种金属沾污均1010原子cm2增加微粗糙度种洗液硅腐蚀速率二氧化硅快10倍HF含量成正清洗硅片表面1nm然氧化层
252 CSE洗液
HNO3：HF：H2O250：（05~09）：（495~491）35℃3~5minCSE清洗硅片表面没然氧化层微粗糙度较SE清洗降低硅腐蚀速率赖HF浓度样利工艺控制HF浓度控制01时效果较
3 种清洗方案
31 硅片衬底常规清洗方法
① 三氯乙烯（脂）80℃ 15分钟
② 丙酮甲醇20℃次2分钟
③ 离子水流洗2分钟
④ 2号液(4∶1∶1) 90℃10分钟
⑤ 离子水流洗2分钟
⑥ 擦片(擦片机)
⑦ 离子水5分钟
⑧ 1号液(4∶1∶1) 90~95℃ 10分钟
⑨ 离子水流洗5分钟
⑩ 稀盐酸(50∶1) 25分钟
11 离子水流洗5分钟
12 甩干(硅片)
该方案清洗步骤先油接着杂质中10步进步残余杂质(碱金属离子)
32 DZ1DZ2清洗半导体衬底方法
① 离子水洗
② DZ1 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
③ 离子水洗(5分钟)
④ DZ2 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
⑤ 离子水洗(5分钟)
⑥ 甩干氮气吹干
该方案中电子清洗剂代方案中酸碱双氧水等化学试剂清洗效果致方案相
33 硅抛光片般清洗方法
① 钠清洗剂加热煮三次
② 热离子水洗
③ 3号液
④ 热离子水洗
⑤ 离子水洗
⑥ 稀氢氟酸漂洗
⑦ 离子水洗
⑧ 1号液
⑨ 离子水洗
⑩ 甩干
抛光方式(蜡蜡)抛光片种类型污染杂质沾污情况相清洗侧重点相述清洗步骤采否清洗次数少相
34某化学清洗流程
试剂配均体积机试剂均分析级试剂部分试剂浓度w(H2O2)≥20w(HF)≥40w(H2SO4)95~98
① 脂
三氯乙烯溶液中旋转清洗3次次3 min异丙醇中旋转清洗3次次3 min离子水漂洗3次高纯氮气吹干
② 氧化
新配H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min70℃温水中漂洗3 min(避免Si表面骤冷出现裂纹)离子水中漂洗2次次3 min
③ 刻蚀
HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蚀3 minC2H5OH中漂洗3次次3 min高纯氮气吹干
化学清洗样品快速传入真空系统H钝化硅表面空气中维持分钟重新氧化清洗Si片时进入超高真空系统清洗Si片放入水C2H5OH中延缓表面氧化速度避免清洗表面空气中杂质污染
1 传统RCA清洗法
11 清洗液
111 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）
120～150℃清洗 10min左右SPM具高氧化力金属氧化溶清洗液中机物氧化生成CO2H2OSPM清洗硅片硅片表面重机沾污部分金属机物沾污特严重时会机物碳化难SPM清洗硅片表面会残留硫化物硫化物难粒子水洗掉Ohnishi提出SPFM(H2SO4H2O2HF)溶液表面硫化物转化氟化物效洗掉臭氧氧化性H2O2氧化性强臭氧取代H2O2(H2SO4O3H2O称SOM溶液)降低H2SO4量反应温度H2SO4(98)H2O2(30)41
112 DHF（HF(H2O2)∶H2O）
20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层金属沾污DHF清洗表面氧化层附着金属连氧化层起落入清洗液中容易硅片表面AlFeZnNi等金属充分CuHF：H2O21：50
113 APM(SC1)（号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）
65～80℃清洗约10min 粒子部分机物部分金属H2O2作硅片表面层然氧化膜(Si02)呈亲水性硅片表面粒子间清洗液浸透硅片表面然氧化层硅片表面SiNH4OH腐蚀附着硅片表面颗粒便落入清洗液中达粒子目溶液会增加硅片表面粗糙度Fe Zn Ni等金属会离子性非离子性金属氢氧化物形式附着硅片表面降低硅片表面Cu附着体积(1
∶1∶5)~(1∶2∶7)NH4OH (27 )H2O2(30)H2O组成热溶液稀释化学试剂中水占例1∶5增1∶50配合超声清洗更短时间达相更清洗效果
SC1清洗稀酸(HCl∶H2O1∶104)处理金属杂质颗粒收良效果稀释HF溶液短时间浸渍SC1形成水合氧化物膜常常SC1原始溶液浓度110稀释溶液清洗避免表面粗糙降低产品成减少环境影响
114 HPM(SC2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O）
65～85℃清洗约10min硅片表面钠铁镁等金属沾污室温HPMFeZnH2O2会硅片表面氧化HCl会腐蚀硅片表面会硅片表面
37硅片化学清洗总结
SiH键终端结构表面呈疏水性酸①HF清洗表面然氧化膜附着然②硅表面外层SiH键结构硅表面化学③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀133SC2洗液(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中
SiH键终端结构表面呈疏水性酸性溶液中硅表面呈负电位颗粒表面正电位两者间吸引力粒子容易附着晶片表面
①HF清洗表面然氧化膜附着然氧化膜金属次溶解清洗液中时DHF清洗抑制然氧化膜形成容易表面AlFeZnNi等金属然氧化膜溶解清洗液中部分Cu等贵金属(氧化原电位氢高)会附着硅表面DHF清洗附然氧化膜金属氢氧化物
②硅表面外层SiH键结构硅表面化学稳定清洗液中存Cu等贵金属离子难发生Si电子交换Cu等贵金属会附着裸硅表面液中存ClBr等阴离子会附着Si表面终端氢键完全方附着ClBr阴离子会帮助Cu离子Si电子交换Cu离子成金属Cu附着晶片表面
③溶液中Cu2+离子氧化原电位(E00337V)Si氧化原电位(E00857V)高Cu2+离子硅表面Si电子进行原变成金属Cu晶片表面析出方面金属Cu附着Si释放Cu附着相衡电子身氧化成SiO2
④晶片表面析出金属Cu形成Cu粒子核Cu粒子核Si负电性Si吸引电子带负电位Cu离子带负电位Cu粒子核电子析出金属CuCu粒子样生长起Cu面断面供Cu附着相衡电子面生成Si02
⑤硅片表面形成SiO2DHF清洗腐蚀成坑腐蚀坑数量Cu粒子前Cu粒子量相腐蚀坑直径001～01cmCu粒子相知结晶引起粒子常称Mip(金属致拉子)
133 SC2洗液
(1)清洗液中金属附着现象碱性清洗液中易发生酸性溶液中易发生具较强晶片表面金属力SC1洗Cu等金属晶片表面形成然氧化膜附着(特Al)问题未解决
(2)硅片表面SC2清洗表面Si部分O键终端结构形成成层然氧化膜呈亲水性
(3)晶片表面SiO2Si腐蚀达粒子效果
SC1SC2前中加入98H2SO430H2O2HFHF终结中高纯化表面阻止离子重新沾污稀HCl溶液中加氯乙酸极金属沾污表面活性剂加入降低硅表面增强表面纯化HF中时增加疏水面浸润性减少表面杂质粒子吸附
2 清洗技术改进
21 SC1液改进
a抑制SC1时表面Ra变应降低NH4OH组成NH4OHH202：H2000511Ra02nm硅片清洗值变APM洗DIW漂洗应低温进行
b兆声波清洗超微粒子时降低清洗液温度减少金属附着
cSC1液中添加表面活性剂清洗液表面张力63dyncm降19dyncm选低表面张力清洗液颗粒率稳定维持较高效率SC1液洗Ra变约清洗前2倍低表面张力清洗液Ra变化(基变)
dSC1液中加入HF控制pH值控制清洗液中金属络合离子状态抑制金属附着抑制Ra增COP发生
eSC1加入鳌合剂洗液中金属断形成赘合物利抑制金属表面附着
22 机物
(1)硅片表面附着机物完全表面然氧化层金属杂质清洗时首先应机物
(2)添加2~10ppmO3超净水清洗机物效室温进行清洗必进行废液处理SC1清洗效果更
23 DHF改进
231 HF+H202清洗
(1)HF 05+H2O2 10室温清洗防止DHF清洗中Cu等贵金属附着
(2)H202氧化作硅表面形成然氧化膜时HF作然氧化层腐蚀掉附着氧化膜金属溶解清洗液中APM清洗时附着晶片表面金属氢氧化物晶片表面然氧化膜会生长
(3)AlFeNi等金属DHF清洗样会附着晶片表面
(4)n+P+型硅表面腐蚀速度np型硅表面导致表面粗糙n+p+型硅片清洗
(5)添加强氧化剂H202(E1776V)Cu2+离子优先5i中夺取电子硅表面H202氧化CuCu2+离子状态存清洗液中硅表面附着金属Cu会氧化剂H202夺取电子呈离子化硅表面氧化形成层然氧化膜Cu2+离子5i电子交换难发生越越易附着
232 DHF+表面活性剂清洗
HF 05DHF液中加入表面活性剂清洗效果HF+H202清洗相
233 DHF+阴离子表面活性剂清洗
DHF液中硅表面负电位粒子表面正电位加入阴离子表面活性剂硅表面粒子表面电位符号粒子表面电位正变负硅片表面正电位符号硅片表面粒子表面间产生电排斥力防止粒子附着
24 ACD清洗
241 AC清洗
标准AC清洗中时纯水HF03表面活性剂兆声波03具非常强氧化性硅片表面机沾污氧化CO2H2O达表面机物目时迅速硅片表面形成层致密氧化膜HF效硅片表面金属沾污时03氧化形成氧化膜腐蚀掉腐蚀掉氧化膜时附着氧化膜颗粒掉兆声波颗粒效率更高表面活性剂防止已清洗掉颗粒重新吸附硅片表面
242 AD清洗
AD干燥法中样HF03整工艺程分液体中反应气相处理两部分 首先硅片放入充满HF03干燥槽中定时间反应硅片慢慢抬出液面HF酸作硅片表面呈疏水性硅片抬出液面时动达干燥效果
干燥槽方安装组03喷嘴硅片抬出水面高浓度03直接接触进硅片表面形成层致密氧化膜
采AD干燥法时效金属沾污该干燥法配合清洗工艺干燥程身会带颗粒沾污
25酸系统溶液
251 SE洗液
HNO3（60）：HF(002501)SE硅片表面铁沾污降常规清洗工艺十分种金属沾污均1010原子cm2增加微粗糙度种洗液硅腐蚀速率二氧化硅快10倍HF含量成正清洗硅片表面1nm然氧化层
252 CSE洗液
HNO3：HF：H2O250：（05~09）：（495~491）35℃3~5minCSE清洗硅片表面没然氧化层微粗糙度较SE清洗降低硅腐蚀速率赖HF浓度样利工艺控制HF浓度控制01时效果较
3 种清洗方案
31 硅片衬底常规清洗方法
① 三氯乙烯（脂）80℃ 15分钟
② 丙酮甲醇20℃次2分钟
③ 离子水流洗2分钟
④ 2号液(4∶1∶1) 90℃10分钟
⑤ 离子水流洗2分钟
⑥ 擦片(擦片机)
⑦ 离子水5分钟
⑧ 1号液(4∶1∶1) 90~95℃ 10分钟
⑨ 离子水流洗5分钟
⑩ 稀盐酸(50∶1) 25分钟
11 离子水流洗5分钟
12 甩干(硅片)
该方案清洗步骤先油接着杂质中10步进步残余杂质(碱金属离子)
32 DZ1DZ2清洗半导体衬底方法
① 离子水洗
② DZ1 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
③ 离子水洗(5分钟)
④ DZ2 (95∶5) 50~60℃超声10分钟
⑤ 离子水洗(5分钟)
⑥ 甩干氮气吹干
该方案中电子清洗剂代方案中酸碱双氧水等化学试剂清洗效果致方案相
33 硅抛光片般清洗方法
① 钠清洗剂加热煮三次
② 热离子水洗
③ 3号液
④ 热离子水洗
⑤ 离子水洗
⑥ 稀氢氟酸漂洗
⑦ 离子水洗
⑧ 1号液
⑨ 离子水洗
⑩ 甩干
抛光方式(蜡蜡)抛光片种类型污染杂质沾污情况相清洗侧重点相述清洗步骤采否清洗次数少相
34某化学清洗流程
试剂配均体积机试剂均分析级试剂部分试剂浓度w(H2O2)≥20w(HF)≥40w(H2SO4)95~98
① 脂
三氯乙烯溶液中旋转清洗3次次3 min异丙醇中旋转清洗3次次3 min离子水漂洗3次高纯氮气吹干
② 氧化
新配H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min70℃温水中漂洗3 min(避免Si表面骤冷出现裂纹)离子水中漂洗2次次3 min
③ 刻蚀
HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蚀3 minC2H5OH中漂洗3次次3 min高纯氮气吹干
化学清洗样品快速传入真空系统H钝化硅表面空气中维持分钟重新氧化清洗Si片时进入超高真空系统清洗Si片放入水C2H5OH中延缓表面氧化速度避免清洗表面空气中杂质污染
1 传统RCA清洗法
11 清洗液
111 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）
120～150℃清洗 10min左右SPM具高氧化力金属氧化溶清洗液中机物氧化生成CO2H2OSPM清洗硅片硅片表面重机沾污部分金属机物沾污特严重时会机物碳化难SPM清洗硅片表面会残留硫化物硫化物难粒子水洗掉Ohnishi提出SPFM(H2SO4H2O2HF)溶液表面硫化物转化氟化物效洗掉臭氧氧化性H2O2氧化性强臭氧取代H2O2(H2SO4O3H2O称SOM溶液)降低H2SO4量反应温度H2SO4(98)H2O2(30)41
112 DHF（HF(H2O2)∶H2O）
20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层金属沾污DHF清洗表面氧化层附着金属连氧化层起落入清洗液中容易硅片表面AlFeZnNi等金属充分CuHF：H2O21：50
113 APM(SC1)（号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）
65～80℃清洗约10min 粒子部分机物部分金属H2O2作硅片表面层然氧化膜(Si02)呈亲水性硅片表面粒子间清洗液浸透硅片表面然氧化层硅片表面SiNH4OH腐蚀附着硅片表面颗粒便落入清洗液中达粒子目溶液会增加硅片表面粗糙度Fe Zn Ni等金属会离子性非离子性金属氢氧化物形式附着硅片表面降低硅片表面Cu附着体积(1∶1∶5)~(1∶2∶7)NH4OH (27 )H2O2(30)H2O组成热溶液稀释化学试剂中水占例1∶5增1∶50配合超声清洗更短时间达相更清洗效果
SC1清洗稀酸(HCl∶H2O1∶104)处理金属杂质颗粒收良效果稀释HF溶液短时间浸渍SC1形成水合氧化物膜常常SC1原始溶液浓度110稀释溶液清洗避免表面粗糙降低产品成减少环境影响
114 HPM(SC2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O）
65～85℃清洗约10min硅片表面钠铁镁等金属沾污室温HPMFeZnH2O2会硅片表面氧化HCl会腐蚀硅片表面会硅片表面
微粗糙度发生变化(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)H2O2(30)HCl(37)水组成热混合溶液含见残渣严重沾污晶片热H2SO4H2O(2∶1)混合物进行预清洗
12 传统RCA清洗流程
13 洗液清洗说明
131 SC1洗液
1311 颗粒
硅片表面H2O2氧化作生成氧化膜(约6mm呈亲水性)该氧化膜NH4OH腐蚀腐蚀立发生氧化氧化腐蚀反复进行附着硅片表面颗粒腐蚀层落入清洗液
①然氧化膜约06nm厚NH4OHH2O2浓度清洗液温度关
②SiO2腐蚀速度NH4OH浓度升高加快H2O2浓度关
③Si腐蚀速度NH4OH浓度升高快达某浓度定值H202浓度越高值越
④NH4OH促进腐蚀H2O2阻碍腐蚀
⑤H2O2浓度定NH4OH浓度越低颗粒率越低果时降低H2O2浓度抑制颗粒率降
⑥着清洗液温度升高颗粒率提高定温度达值
⑦颗粒率硅片表面腐蚀量关确保颗粒定量腐蚀
⑧超声波清洗时空化现象≥04μm颗粒兆声清洗时08Mhz加速度作≥02μm颗粒液温降40℃80℃超声清洗颗粒效果避免超声清洗晶片产生损伤
⑨清洗液中硅表面负电位颗粒负电位两者电排斥力作防止粒子晶片表面吸附部分粒子表面正电位两者电吸引力作粒子易晶片表面吸附
1312 金属杂质
①硅表面氧化腐蚀硅片表面金属杂质腐蚀层进入清洗液中
②清洗液中存氧化膜清洗时发生氧化反应生成氧化物绝值金属容易附着氧化膜AlFeZn等便易附着然氧化膜NiCu易附着 ③FeZnNiCu氢氧化物高pH值清洗液中溶时会附着然氧化膜 ④清洗硅表面金属浓度取决清洗液中金属浓度吸附速度清洗液中金属络合离子形态关
⑤清洗时硅表面金属脱附速度吸附速度金属元素特AlFeZn清洗液中元素浓度非常低话清洗硅片表面金属浓度便降选化学试剂时求特选金属浓度低超纯化学试剂
⑥清洗液温度越高晶片表面金属浓度越高兆声波清洗温度降利金属沾污
⑦机物
H2O2氧化作晶片表面机物分解成CO2H2O
⑧微粗糙度Ra
晶片表面Ra清洗液NH4OH组成关组成例越Ra变Ra02nm晶片NH4OH：H202：H2O115SC1清洗Ra增05nm控制晶片表面Ra必降低NH4OH组成例0515
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