硅片清洗工艺采用 RCA方法,这是半导体行业硅片的标准清 洗步骤:
1) 配制溶液( 1:20,本次 100ml2000ml )
2) 硅片支架清洗、吹干待用
3) 取硅片放于支架上,按照顺序放好
4) 配 3#液(硫酸: H2O2=3:1 ,本次 660ml :220ml ),硫酸最后加,同时另一容器煮水
5) 用 3#液煮洗, 15min ,加热至 250 ℃,拎起支架稍凉片刻
6) 将支架放到热水中,冲水
7) 配制 1#液(氨水:H2O2:H2O=1:1:5-1:1:7 ),前两者倒入热水中, 加热 75~85℃,
时间 10~20min (时间不可太长,因为氨水对硅有腐蚀作用,利用络合作用去除重金
属杂质),取出硅片支架,放入 1#液, 15min ,取出放到热水中,冲水
8) 配制 2#液( HCl :H2O2:H2O =1:1:5,本次 240ml240ml1200ml )前两者倒入热
水中。
9) 取出硅片,放入 2#液, 15min ,取出放热水中,冲水。
10) 10%的 (1:20 ,本次 100ml2000ml) 时间 5~10s ,去除硅表面氧化层 11) 去离子水冲洗时间 20min
* RCA标准清洗法 是 1965 年由 Kern 和 Puotinen 等人在 N.J.Princeton 的 RCA实验室首创的, 并由此而得名。
RCA是一种典型的、至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法,该清洗法主要包括以下几种清洗液。
(1)SPM:H2SO4 /H2O2 120~150℃ 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 CO 2 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。
(2)HF(DHF):HF(DHF)20~25℃ DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜,因此,附着在自然氧化膜上的金
属将被溶解到清洗液中,同时 DHF 抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的 Al,Fe,Zn,
Ni 等金属, DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。用 DHF清洗时,在自然氧化膜被腐蚀掉
时,硅片表面的硅几乎不被腐蚀。
(3)APM (SC-1):NH4OH/H2O2 /H2O 30 ~80℃由于 H2O2 的作用,硅片表面有一层自然氧化膜 (SiO2),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 NH 4OH 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。在 NH4OH 腐蚀硅片表面的
同时, H2O 2 又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
(4)HPM (SC-2:) HCl/H2O2/H2 O 65~85℃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。
清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污,因为有机物会遮盖部分硅片表面,从而使氧化膜和与之
相关的沾污难以去除; 然后溶解氧化膜, 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、
金属等沾污,同时使硅片表面钝化。