《硅片的清洗与制绒》PPT课件

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1、1硅片的清洗与制绒2硅片的化学清洗由硅棒、硅锭或硅带所切割的硅片,表面可能沾污的杂质可归纳为三类：①油脂、松香、蜡、环氧树脂、聚乙二醇等有机物；②金属、金属离子及一些无机化合物；③尘埃及其他颗粒（硅，碳化硅）等。硅片表面沾污的杂质3硅片的化学清洗颗粒沾污：运用物理方法，可采取机械擦洗或超声波清洗技术来去除。超声波清洗时，由于空洞现象，只能去除≥0.4μm颗粒。兆声清洗时，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除≥0.2μm颗粒，即使液温下降到40℃也能得到与80℃超声清洗去除颗粒的效果，而且又可避免超声洗硅片产生损伤。超声清洗4硅片的化学清洗硅

2、片化学清洗的主要目的是针对上述可能存在的硅片表面杂质进行去除。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等）、浓酸、强碱以及高纯中性洗涤剂等。常用的化学清洗剂5硅片的化学清洗（1）硫酸热的浓硫酸对有机物有强烈的脱水炭化作用，采用浓硫酸能有效去除硅片表面有机物；（2）王水王水具有极强的氧化性、腐蚀性和强酸性，在清洗中主要利用王水的强氧化性；王水能溶解金等不活泼金属是由于王水溶液中生成了氧化能力很强的初生态氯[Cl]和氯化亚硝酰；HNO3+HCl=NOCl+2[Cl]+2H2O几种常用化学清洗剂的去污作用6硅片

3、化学清洗（3）RCA洗液（碱性和酸性过氧化氢溶液）RCAⅠ号（碱性过氧化氢溶液），配比如下（体积比）：DIH2O：H2O2:NH4OH=5:1:1-5:2:1RCAⅡ号（酸性过氧化氢溶液），配比如下（体积比）：DIH2O：H2O2:HCl=6:1:1-8:2:1RCA洗液使用方法：75－85oC，清洗时间10－20分钟，清洗顺序为先Ⅰ号后Ⅱ号。7硅片化学清洗IC行业硅片常规RCA清洗H2SO4/H2O2DIWaterRisingHF/DHFDIWaterRisingRCAⅠDIWaterRisingRCAⅡDIWaterRisingDry8

4、硅片化学清洗作用：硫酸、过氧化氢溶液通过氧化作用对有机薄膜进行分解，从而完成有机物去除。清洗过程，金属杂质不能去除，继续残留在硅片表面或进入氧化层。溶液配比：H2SO4（98％）：H2O2(30%)=2:1-4:1。清洗方法：将溶液温度加热到100oC以上（130oC），将硅片置于溶液中，浸泡10－15分钟，浸泡后的硅片先用大量去离子冲洗，随后采用HF进行清洗。H2SO4/H2O29硅片化学清洗作用：去除硅表面氧化物，清洗后的表面形成Si－H键荷层。配制方法：40%HF与去离子水（DIWater）以1：10－1：1000比例混合。当比例为1

5、：50－1：1000时，溶液又成为DHF。清洗方法：室温条件下，将硅片置于酸液中浸泡1至数分钟。HF和DHF10硅片化学清洗作用：去除硅片表面有机物薄膜及其他表面杂质和表面粘附的微粒。配制方法：DIWater:NH4OH(30%):H2O2(30%)＝5:1:1-5:2:1清洗方法：把溶液温度控制在70－90oC，将硅片置于溶液中浸泡10－20分钟。RCAⅠ11硅片化学清洗作用机理：有机物薄膜主要是通过H2O2的氧化以及NH4OH的溶解而得以去除。在高的PH条件下（如10、11），H2O2是很强的氧化剂，使硅片表面发生氧化，而与此同时，NH

6、4OH则慢慢地溶解所产生的氧化物。正是这种氧化-溶解，再氧化再溶解过程，SCⅠ洗液逐渐去除硅片表面的有机薄膜，硅片表面杂质微粒的去除也是基于这种原理。RCAⅠ作用机理12硅片化学清洗作用机理：SCⅠ洗液还能去除硅片表面的部分金属杂质，如ⅠB族，ⅡB族，及Au，Cu，Ni，Cd，Co和Cr等。金属杂质的去除是通过金属离子与NH3形成络合物的形式去除。经SCⅠ洗液处理，硅片的表面粗糙度并不会得到改善。降低洗液中NH4OH的含量可以在保证清洗效果的同时，提高硅片的表面的光滑程度。通过超声处理可以增强洗液对微粒的去除能力，同时，对硅片表面粗糙度的改

7、善也具备一定的促进作用，而这种促进作用在洗液温度较高时更为明显。RCAⅠ作用机理13硅片化学清洗作用：去除硅片表面的金属杂质，主要是碱金属离子以及在SCⅠ清洗过程中没有去除的金属杂质离子。洗液的配置：HCl(37%)：H2O2(30%)：DIWater=1：1：6～1：2：8清洗方法：保持溶液温度在70～85℃，硅片在溶液中浸泡10～20min。RCAⅡ14硅片化学清洗作用机理：SCⅡ洗液并不能腐蚀氧化层以及硅，经SCⅡ洗液处理，会在硅片表面产生一层氢化氧化层。SCⅡ洗液尽管可以有效去除硅片中的金属杂质离子，但是它并不能使硅片的表面粗糙程度

8、得到改善，相反地，由于电位势的相互作用，硅片表面的粗糙程度将变得更差。与SCⅠ洗液中H2O2的分解由金属催化不同，在SCⅡ洗液中的H2O2分解非常迅速，在80℃下，约20min左