硅片晶圓清洗方式

更新時(shí)間：2023-12-20

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半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴(yán)格清洗。微量污染也會(huì)導(dǎo)致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染雜質(zhì)，包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。這些雜質(zhì)有的以原子狀態(tài)或離子狀態(tài)，有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面。有機(jī)污染包括光刻膠、有機(jī)溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來(lái)的油脂或纖維。無(wú)機(jī)污染包括重金屬金、銅、鐵、鉻等，嚴(yán)重影響少數(shù)載流子壽命和表面電導(dǎo)；堿金屬如鈉等，引起嚴(yán)重漏電；顆粒污染包括硅渣、塵埃、細(xì)菌、微生物、有機(jī)膠體纖維等，會(huì)導(dǎo)致各種缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。

物理清洗

物理清洗有三種方法。①刷洗或擦洗:可除去顆粒污染和大多數(shù)粘在片子上的薄膜。②高壓清洗：是用液體噴射片子表面，噴嘴的壓力高達(dá)幾百個(gè)大氣壓。高壓清洗靠噴射作用，片子不易產(chǎn)生劃痕和損傷。但高壓噴射會(huì)產(chǎn)生靜電作用，靠調(diào)節(jié)噴嘴到片子的距離、角度或加入防靜電劑加以避免。③超聲波清洗：超聲波聲能傳入溶液,靠氣蝕作用洗掉片子上的污染。但是,從有圖形的片子上除去小于 1微米顆粒則比較困難。將頻率提高到超高頻頻段，清洗效果更好。

化學(xué)清洗

化學(xué)清洗是為了除去原子、離子不可見(jiàn)的污染,方法較多,有溶劑萃取、酸洗（硫酸、硝酸、王水、各種混合酸等）和等離子體法等。其中雙氧水體系清洗方法效果好，環(huán)境污染小。一般方法是將硅片先用成分比為H2SO4:H2O2=5:1或4:1的酸性液清洗。清洗液的強(qiáng)氧化性,將有機(jī)物分解而除去；用超純水沖洗后,再用成分比為H2O:H2O2:NH4OH=5:2:1或5:1:1或7:2:1的堿性清洗液清洗,由于H2O2的氧化作用和NH4OH的絡(luò)合作用，許多金屬離子形成穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物而溶于水；然后使用成分比為H2O:H2O2:HCL=7:2:1或5:2:1的酸性清洗液，由于H2O2的氧化作用和鹽酸的溶解，以及氯離子的絡(luò)合性，許多金屬生成溶于水的絡(luò)離子，從而達(dá)到清洗的目的。

放射示蹤原子分析和質(zhì)譜分析表明，采用雙氧水體系清洗硅片，同時(shí)所用的全部化學(xué)試劑 H2O2、NH4OH、HCl能夠揮發(fā)掉。用H2SO4和H2O2清洗硅片時(shí)，在硅片表面會(huì)留下約2×1010原子每平方厘米的硫原子，用后一種酸性清洗液時(shí)可以被清除。用H2O2體系清洗硅片無(wú)殘留物，有害性小，也有利于工人健康和環(huán)境保護(hù)。硅片清洗中用各步清洗液處理后，都要用超純水沖洗。

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