铅:327
锡:232
铅锡合金：(铅锑合金)以铅与锡为主要成份，辅之锑（增加硬度）和其它微量金属合成的有色金属，呈白灰色，有光泽，质软，富延展性。铅锡合金的熔点约为200～320℃；浇铸温度为380～480℃之间
ＤＺ１∶ＤＺ２∶水＝５～１５∶１～１０∶１００；其中ＤＺ１由如下摩尔比的组分组成：烷基苯磺酸钠∶五水偏硅酸钠∶焦磷酸四钾∶聚乙烯醇∶聚乙二醇∶水＝５∶７∶３∶７∶６∶７２；ＤＺ２由如下摩尔比的组分组成：氢氧化铵∶双氧水∶水＝５∶１５∶８０。本发明使用方法如下：将切割后的单晶硅片放在清洗剂中进行超声波清洗，其清洗时间为５分钟－２０分钟，清洗温度为４０℃－７０℃。本发明清洗时间、清洗温度与清洗剂中的ＤＺ１、ＤＺ２的浓度相协调，以达到有效去除由线切割单晶硅而产生的表面油脂及硅片内部金属杂质。
关于二次清洗工艺
想问问大家，对于扩散后产生的磷硅玻璃是怎么去除的，就我现在的了解，只是用一定浓度的HF 来去除，最近在资料上看到，SIO2和HF直接反应太快，不便于控制，因此不能单独用HF作为腐蚀剂。大家能谈谈自己的看法吗？氟化铵缓冲剂,氢氟酸用量的3-%5%,
硅片清洗原理与方法介绍
1 引言
硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后，表面已经受到严重的沾污，清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。
2 硅片清洗的常用方法与技术
在半导体器件生产中，大约有20％的工序和硅片清洗有关，而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的，这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段，以达到清洗的目的。
由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型，因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述
3．1 湿法化学清洗
化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，或伴以超声、加热、抽真空等物理措施，使杂质从被清除物体的表面脱附（解吸），然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗，其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位，因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。
3．1．1 常用化学试剂、洗液的性质
常用化学试剂及洗液的去污能力，对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响，根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。
3．1．2 溶液浸泡法
溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法，它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。
选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的，采用1号液（即SC1，包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的，采用2号液（即SC2，包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。
单纯的溶液浸泡法其效率往往不尽人意，所以在采用SC1浸泡的同时往往还辅以加热、超声或兆声波、摇摆等物理措施。
3．1．3 超声波清洗技术
超声波清洗是半导体工业中广泛应用的一种清洗方法，该方法的优点是：清洗效果好，操作简单，对于复杂的器件和容器也能清除，但该法也具有噪音较大、换能器易坏的缺点。
该法的清理原理如下：在强烈的超声波作用下（常用的超声波频率为20kHz到40kHz左右），液体介质内部会产生疏部和密部，疏部产生近乎真空的空腔泡，当空腔泡消失的瞬间，其附近便产生强大的局部压力，使分子内的化学键断裂，因此使硅片表面的杂质解吸。当超声波的频率和空腔泡的振动频率共振时，机械作用力达到最大，泡内积聚的大量热能，使温度升高，促进了化学反应的发生。
超声波清洗的效果与超声条件（如温度、压力、超声频率、功率等）有关，而且提高超声波功率往往有利于清洗效果的提高，但对于小于1μm的颗粒的去除效果并不太好。该法多用于清除硅片表面附着的大块污染和颗粒。
3．1．4 兆声波清洗技术
兆声波清洗不但保存了超声波清洗的优点，而且克服了它的不足。兆声波清洗的机理是由高能（850kHz）频振效应并结合化学清洗剂的化学反应对硅片进行清洗的。在清洗时，由换能器发出波长为1．5μm频率为0．8兆赫的高能声波。溶液分子在这种声波的推动下作加速运动，最大瞬时速度可达到30cm／s。因此形成不了超声波清洗那样的气泡，而只能以高速的流体波连续冲击晶片表面，使硅片表面附着的污染物和细小微粒被强制除去并进入到清洗液中。
兆声波清洗抛光片可去掉晶片表面上小于0．2μm的粒子，起到超声波起不到的作用。这种方法能同时起到机械擦片和化学清洗两种方法的作用。目前兆声波清洗方法已成为抛光片清洗的一种有效方法。
3．1．5 旋转喷淋法
旋转喷淋法是指利用机械方法将硅片以较高的速度旋转起来，在旋转过程中通过不断向硅片表面喷液体（高纯去离子水或其它清洗液）而达到清除硅片目的的一种方法。该方法利用所喷液体的溶解（或化学反应）作用来溶解硅片表面的沾污，同时利用高速旋转的离心作用，使溶有杂质的液体及时脱离硅片表面，这样硅片表面的液体总保持非常高的纯度。同时由于所喷液体与旋转的硅片
有较高的相对速度，所以会产生较大的冲击力达到清除吸附杂质的目的。
因此，可以说旋转喷淋法既有化学清洗、流体力学清洗的优点，又有高压擦洗的优点。同时该法还可以与硅片的甩干工序结合在一起进行。也就是在采用去离子水喷淋清洗一段时间后，停止喷水，而采用喷惰性气体，同时还可以通过提高旋转速度，增大离心力，使硅片表面很快脱水。 目前，上海合晶有一台FSI 清洗机就是采用这种清洗方式。
晶盟所使用的清洗方式介绍：
SC-1清洗：
⑴ 目的：主要是去除颗粒沾污（粒子）也能去除部分金属杂质。
⑵ 去除颗粒及有机物的原理：硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm 呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH 腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。由于H2O2的氧化作用，硅片表面的有机物会被分解成CO2和H2O 而被除去。
⑶反应方程式：Si+H2O2→ SiO2+H2O ；CxHyOz CO2+H2O
SC-2清洗： ⑴ 原理：清洗液中的金属附着现象在碱性清洗液中易发生，在酸性溶液中不易发生，并具有较强的去除晶片表面金属的能力，但经SC-1洗后虽能去除Cu 等金属，而晶片表面形成的自然氧化膜的附着（特别是Al ）问题还未解决。
硅片表面经SC-2液洗后，表面Si 大部分以 O 键为终端结构，形成一层自然氧化膜，呈亲水性。
由于晶片表面的SiO2和Si 不能被腐蚀，因此不能达到去除粒子的效果。
⑵相关化学反应方程式:
SC-2是H2O2和HCL 的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与氧以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。
Si+H2O2→ SiO2+H2O ；Zn+2HCL →ZnCL2+H2
Fe+2HCL →FeCL2+H2 ；Mg+2HCL →MgCL+H2
2AL+6HCL=2ALCL3+3H2
HF 清洗：
⑴、原理：
在DHF 洗时，可将由于用SC-1洗时表面生成的自然氧化膜腐蚀掉，而Si 几乎不被腐蚀。 硅片最外层的Si 几乎是以 H 键为终端结构，表面呈疏水性。
在酸性溶液中，硅表面呈负电位，颗粒表面为正电位，由于两者之间的吸引力，粒子容易附着在晶片表面。
用HF 清洗去除表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中，同时HF 清洗可抑制自然氧化膜的形成。故可容易去除表面的Al 、Fe 、Zn 、Ni 等金属。但随自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu 等贵金属（氧化还原电位比氢高），会附着在硅表面， HF 清洗也能去除附在自然氧化膜上的金属氢氧化物。
、反应方程式：
SiO2+6HF （aq ）→H2（g ）+SiF6（g ）+2H2O （g ）
4 结束语
随着半导体工业的发展，对硅片表面洁净度的要求也越来越高，这在一定程度上促进了硅片清洗技术的发展，也促进了人们对硅片清洗工艺的研究。
当前，湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位。但在今后，由于化学试剂的存放以及环境问题，湿法化学清洗技术的使用会逐渐减少。据测算，目前某些半导体工厂用于超纯水的H2O2 氧化
费用将接近30亿美元。为了降低成本，减少水的消耗是一方面，采用自动在线硅片清洗技术也是很重要的一方面。一种好的清洗方法应能带来以下益处：较高的电路成品率、低水耗、低污染、低设备成本。
国际上抛光片的清洗标准是开盒即用（也就是经清洗封装后的抛光片，从片盒里取出后即可以投入到器件工艺中直接使用而不需要额外的清洗步骤）。国内硅片清洗多采用以湿法化学清洗为主的清洗工艺，由于设备、工艺方法等方面还比较落后，特别是超净环境往往达不到相应的级别，所以往往还达不到开盒即用的标准。
尽管到目前为止，非在线式硅片清洗技术已有了很大的发展，但是清洗设备本身所产生的污染问题却一直没能彻底解决，从而成为影响成品率的一个重要因素。因此人们迫切需要一种新方法，能够在线清除在硅片的取放、传输、升降、托盘旋转、设备抽气、排气以及反应室物理化学反应过程中所产生的污染。
总之，硅片清洗的发展趋势是全自动在线干法清洗技术，特别是随着硅片尺寸的大直径化，一些落后的非自动非在线清洗工艺必将被淘汰。
硅片超声波清洗技术
在半导体材料的制备过程中，每一道工序都涉及到清洗，而且清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小，对于晶片表面沾污的要求更加严格，ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12um，金属污染小于 1010atom/cm2。晶片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。因此，硅片的清洗引起了专业人士的重视。以前很多厂家都用手洗的方法，这种方法人为的因素较多，一方面容易产生碎片，经济效益下降，另一方面手洗的硅片表面洁净度差，污染严重，使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。所以，硅片的清洗技术引起了人们的重视，找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。本文介绍了一种超声波清洗技术，其清洗硅片的效果显著，是一种值得推广的硅片清洗技术。
硅片表面污染的原因
晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键，形成表面附近的自由力场，尤其磨片是在铸铁磨盘上进行，所以铁离子的污染就更加严重。同时，由于磨料中的金刚砂粒径较大，造成磨片后的硅片破损层较大，悬挂键数目增多，极易吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等，造成磨片后的硅片易发生变花、发蓝、发黑等现象，使磨片不合格。硅片清洗的目的就是要除去各类污染物，清洗的洁净程度直接决定着ULSI向更高集成度、可靠性、成品率发展，这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺，难度越来越大，可见半导体行业中清洗工艺的重要性。
图：硅片表面黑点的扫面电子显微镜照片
实验及结果分析
1.实验设备和试剂
实验设备：SQX-3916硅片清洗机
实验使用的试剂：有机碱、Q325-B清洗剂、活性剂、去离子水、助磨剂
2.实验过程
（1）超声波清洗的基本原理
利用28KHz以上的电能，经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动，并不停地产生数以万计的微小气泡。这些气泡是在超声波纵向传播的负压区形成及生长，而在正压区迅速闭合。这种微小气泡的形成、生成迅速闭合称为空化现象，在空化现象中气泡闭合时形成超过1000个大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压，像一连串小爆炸不停地轰击物体表面，使物体及缝隙中的污垢迅速剥落。这种空化侵蚀作用就是超声波清洗的基本原理。
（2）清洗工艺流程
自动上料→去离子水＋超声波清洗＋抛动→碱液＋超声波清洗＋抛动→去离子水＋超声波清洗＋抛动→碱液＋超声波清洗＋抛动→碱液＋超声波清洗＋抛动→去离子水＋超声波清洗＋抛动＋溢流→去离子水＋超声波清洗＋抛动＋溢流→自动下料
（3）清洗液的最佳配比的确定
取4″及500祄厚的硅片做十组实验，固定5分钟清洗时间及超声清洗的温度，见下面列表。
从表中观察不同条件下硅片表面，用荧光灯照射表面可清楚看出硅表面的洁净程度。因此得出清洗液的最佳配比为活性剂:清洗剂: 去离子水=0.10:1.00:7.0
通过实验发现当清洗剂的浓度越低，越有利于水的清洗，但清洗剂的浓度不能低于15%，否则清洗效果反而降低。
（4）超声清洗时间的确定
将磨片分为十组，以上述最佳配比为清洗液超声清洗，按不同的时间分为十批清洗，清洗时间分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10min。同时用去离子水代替清洗液同样条件下做对比实验，得出结论，清洗剂的清洗效果明显好于去离子水，而且超声清洗时间在3min清洗效果就已经比较理想了。
（5）超声清洗温度的确定
非离子表面活性剂在液固界面的吸附量随温度升高而增加。这是因为在低温时非离子表面活性剂与水完全混溶，亲水基聚氧乙烯与水形成的氢键能量低，当温度升高后，分子的热运动加剧，致使氢键破坏，使非离子表面活性剂在水中的溶解度下降，温度升高到一定值时，非离子表面活性剂从水溶液中析出变混浊，此温度即为浊点。因此温度升高时非离子表面活性剂逃离水的趋势增强，吸附量增大。温度对非离子表面活性剂的去污能力的影响是明显的，当温度接近于浊点时，清洗效果最好。通过实验得出30～50℃之间均可，但45℃为最佳。
（6）扫描电子显微镜的观察
通过扫描电子显微镜能谱分析可以得出：研磨片的表面黑点主要是颗粒污染物和碳元素聚集物。
3. 实验结果和讨论
（1）硅片经过磨片工序后，一直使硅片处于去离子水中浸泡状态，这样在经过清洗机清洗后表面洁净，在化抛后尤为明显，化抛后硅片表面相当光泽干净，使其合格率大大提高；若由于工艺需要测试硅片厚度或电阻率，使其脱离水后，在重新清洗后的硅片化抛时，表面大多数会出现暗花及不明显的污染痕迹，直观表面较差。
（2）清洗次数对清洗效果有很大影响，清洗次数多的硅片比清洗次数少的硅片表面光洁，这就要求在以后的探索中如何控制清洗液的时效性，如清洗四英寸硅片达500片时，需及时更换清洗液。
（3）适当加入有机碱，利用碱的腐蚀性，络合硅片表面的金属离子，以加快清洗的速度，提高清洗的效率。
硅片的清洗在半导体制作过程中十分重要，而磨片的清洗是所有清洗工序中最困难的。由于使用了清洗机，通过物理渗透作用，使污染颗粒脱离硅片表面，再通过超声波清洗的机械作用和化学腐蚀作用，最终去除污染颗粒，达到了清洗硅片的目的。
a.重金属掺杂
重金属掺杂是指在硅中扩入重金属杂质如金，铂等，目的是引入复合中心以减少少子寿命从而降低器件的反向恢复时间trr。重金属原子通过硅表面向器件内部扩散形成点缺陷，缺陷的形式有：间隙原子缺陷和替位原子缺陷。扩散之初，金属原子以间隙原子的形式快速进入半导体中，随后金属间隙原子会踢出并替位硅原子，形成重金属替位原子和硅间隙原子。这种金属原子与硅原子换位规程是可逆的，只有被踢出的硅间隙原子去除后才能形成稳定的重金属替位原子，这样才能在整个器件内部引入适当浓度的有效复合中心[11]。如图1-2所示，金、铂原子浓度分布为U型槽结构，这是因为表面区的硅间隙原子因高温外扩散而从硅片中消除掉。一般来讲，经过长时间的铂或者金扩散较易形成U型槽的分布[12]。
图1-2扩金、扩铂、电子辐照和氢、氦离子辐照产生缺陷浓度分布b.电子辐照电子辐照寿命控制技术是利用电子辐照在半导体内部感生缺陷作为复合中心，达到控制少子寿命的目的。所谓辐照，就是将制成的成品置于辐照场中，用高能电子进行轰击，辐照进入半导体的电子与硅原子碰撞并产生间隙缺陷和空穴等基本缺陷。基本缺陷与硅原子或缺陷之间会相互作用，产生次级缺陷。这些缺陷都极不稳定，通过200～300℃退火即会陆续完全消失。电子辐照主要形成氧空位、磷空位、双空位等缺陷，并相应的在硅禁带内形成各种深能级复合中心。电子辐射的特点是通过对电子注入剂量的调节能够精确的控制少子寿命，从而可以很好的协调器件诸电参数对少子寿命的不同要求，而且它可以在器件制造完成之后进行，使制作过程简单化、灵活化[13]。目前电子辐照能量选择在0.5～15 MeV之间，此能量范围内的电子可完全贯穿器件，在整个器件内部形成分布均匀的感生缺陷。但是电子辐照感生的缺陷不稳定，在较低温度下就会退化消失，因此电子辐照制成的器件长期稳定性不好，耗尽区内的载流子寿命由深能级缺陷决定，所以，与扩铂器件相比，电子辐照制成的器件漏电流偏大，目前还没有被广泛应用。
c.局域寿命控制技术
轻离子辐照作为目前唯一能够实现局域寿命可控的技术而受到广泛关注。所谓轻离子，主要是指H 轻离子辐照与电子辐照相似，都是利用辐照感生的缺陷作为复合中心来控制少子寿命。轻离子的质量较电子大，所以注入的射程较短。如图1-2所示，若轻离子的射程小于器件的轴向尺寸，就会在射程末端形成缺陷浓度比其他位置高得多的缺陷峰（即高浓度复合中心区），辐照表面与缺陷峰之间的缺陷密度只是缺陷峰处的10%～20%，称为缺陷拖尾。缺陷峰的位置可通过辐照的能量来控制。与传统寿命控制技术相比，轻离子辐照形成的缺陷峰的位置为器件性能的优化提供了新的设计自由度。除了辐照能量以外，辐照工艺的设计还包括准确地选定辐照剂量。然而，对器件仅进行一次轻离子辐照只能得到宽度固定的缺陷峰，因而不能形成任意的复合中心浓度分布。为了获得更大的设
计自由度，可对器件进行多次辐照以形成任意的复合中心浓度分布。实验证明，多次轻离子辐照或轻离子与电子结合辐照均能得到比单次轻离子辐照更优的器件性能折衷[14]。但是，多次辐照结合使用的成本很高，大大限制了其应用。采用n型直拉单晶硅，原始片厚约为270±5μm，直径76mm。采用美国Filmtronics公司纸源P60在1250oC温度下进行磷预淀积，接着背面喷砂去除约15μm，再利用B40纸源在1250oC温度下进行硼淀积和磷推进，形成P＋N＋结构。铂源采用的是美国Filmtronics公司铂液态源Pt920，然后进行旋转涂覆。双面喷砂清洗后，分成若干组进行铂扩散试验。在不同温度不同时间条件下在专用石英管中进行扩散，以得到不同的trr。各组试验片扩铂后再进行台面腐蚀，低压化学气相淀积(LPCVD)钝化，玻璃钝化，双面化学镀镍金形成欧姆接触等工序。最后将硅片切割成面积为1.71mm2的正方形芯片进行测试。部分芯片封装成DO-41的形式以便进行VF的测试以及可靠性测试。
样品制备采用标准GPP流程，工艺流程图如图3-1所示：
图3-1铂扩散二极管工艺流程图
铂扩散温度和时间对trr的影响
本文选用铂液态源进行旋转涂覆，经过多次实验，得到了如图3-3所示三种电阻率样品的铂扩散温度与trr之间的关系曲线，实验中扩散时间设定为60分钟。图3-3不同电阻率样品trr与铂扩散温度关系从图3-3中可看出，扩散时间一定的条件下，随着铂扩散温度的升高，反向恢复时间trr 呈线性下降趋势，并且相同扩散温度条件下，电阻率越小的样品trr值越小。根据扩散理论可知，铂在硅中的扩散同时包括间隙式扩散和替位式扩散两种机制，而这两种扩散机制的扩散系数均是温度的函数，温度越高，扩散系数越大。同时铂在硅中的固溶度随温度变化也比较剧烈，随着温度的升高，固溶度显著增大。所以，温度越高，扩入硅中的复合中心浓度越大，从而使trr越小。铂在硅中的固溶度除了受到温度的影响之外，还与衬底的导电类型，掺杂浓度以及晶体缺陷等因素密切相关。铂的固溶度随着本底掺杂浓度的增加而增大，在相同温度条件下，本底电阻率越小，铂的固溶度越大，从而trr越小
图3-4所示的是扩散温度分别为为930oC和870oC的条件下，电阻率为40Ω?cm样品的trr与铂扩散时间之间的关系。从图中可看出，随着铂扩散时间的增加，trr值逐渐减小。在930oC时，trr 减小幅度不明显；870oC时，trr减小幅度较大。说明在较高温度条件下，增加扩散时间对trr的改善不大，而在较低温度扩散条件下，调整扩散时间能够对trr产生较为明显的影响。由于铂的扩散系数和固溶度随温度的升高显著变大，在温度较高时，铂能够在很短的时间内扩透整个硅片，达到接近饱和的浓度值，所以再增加铂扩散时间对铂浓度的改善很小。因此，随着铂扩散时间的增加，trr的改变不大。而铂扩散温度较低时的扩散系数较小，因此扩散时间越长，扩入硅中的铂浓度越大，trr减小幅度较大。由于铂的扩散系数和固溶度随温度的升高显著变大，在温度较高时，铂能够在很短的时间内扩透整个硅片，达到接近饱和的浓度值，所以再增加铂扩散时间对铂浓度的改善很小。因此，随着铂扩散时间的增加，trr的改变不大。而铂扩散温度较低时的扩散系数较小，因
此扩散时间越长，扩入硅中的铂浓度越大，trr减小幅度较大。磷预淀积。目的是形成高浓度的N+层，以便获得较好的欧姆接触，并在基区较短的情况下提高反向击穿电压。为了达到以上目的，要求扩入的磷具有尽可能高的表面浓度和深结。本工艺采用纸源扩散，纸源扩散属于恒定表面源扩散，杂质呈余误差函数分布[41]。扩散系数是温度和时间的函数，扩散温度越高，扩散时间越长，结越深而表面浓度也越高。本实验采用两步扩散预淀积后形成了N+NN+结构.为了硼扩散能够在晶格完美、电阻率均匀的N型衬底上进行，必须去掉一面的N+层，本实验在磷扩散后采用喷砂的方法去除约15～20μm的厚度。硼扩散及磷再分布。目的是形成P+N结，推进磷淀积深度控制基区宽度，本实验中采用硼纸源进行扩散。在快恢复二极管中，高浓度的N＋层是为了得到较好的欧姆接触，而高浓度的P＋层是为了形成PN结。实际对快恢复二极管电特性影响较大的是基区的宽度，所以在基区宽度达到要求的前提下，磷扩散深度和硼扩散深度可以灵活调整。总的原则是，尽量使磷的扩散深度较大一些，这样硼的深度可以相对减小一些，对改善挖槽后的碎片率有一定的好处。铂扩散。扩铂是快恢复二极管制造中最关键的工序。铂作为有效的复合中心控制少子寿命，因此铂扩散的浓度以及均匀性直接影响快恢复二极管的反向恢复时间特性。铂在硅中的扩散，一般认为是以间隙式-替位分解扩散方式进行的，而这两种扩散机制的扩散系数均是温度的函数，即温度越高，扩散系数越大。同时铂在硅中的固溶度随温度变化也比较剧烈，随着温度的升高，固溶度显著增大[42]。所以，需要选择合适的扩散温度和时间来获得符合要求的trr。本文采用Filmtronics公司的铂源Pt920用异丙醇稀释后涂覆在硅片表面进行扩散。扩散温度范围在850～940℃之间。所得的trr值根据铂扩散温度和时间的不同而不同。台面腐蚀。目的是形成表面造型的正斜角从而提高击穿电压。为了要提高反向击穿电压，必须避免过早出现表面击穿。击穿电压是表面条件的灵敏函数，采用一种正斜角的结构能够使表面上的最大电场始终低于体内的最大电场。而且，对于所有的正倾斜角，电场强度的计算示出，从表面到体内的方向上，电场从表面的值单调地增加到体内的值，从而确保表面击穿始终后于体内击穿。因而，对于所有高压结都选择这一技术[43]。图3-2所示的是正斜角的结构图，图中Xj是PN结反偏时的空间电荷区扩展宽度，当具有正斜角的结构时，斜面部分的空间电荷区为了保持电荷平衡而上翘，此时空间电荷区在表面的扩展宽度时Xj1。由于Xj1大于Xj，所以斜面处的电场强度小于体内，从而能够使体内击穿电压高于体表击穿电压。本工艺中采用湿法腐蚀的方法挖槽获得正斜角造型。实验证明，槽越深获得的反向击穿电压越大。实践中可以适当
调整挖槽深度来改善反向击穿减压的大小。钝化保护。目的是保护挖槽后斜面上的PN结，增强器件对外来离子玷污的阻断能力，控制和稳定半导体表面的电特性以及防止器件在使用时受到机械和化学的损伤。最常用的硅半导体器件表面的钝化层是二氧化硅膜。但二氧化硅膜是多孔性的结构，因而有它固有的缺点，即缺乏抗碱金属离子的迁移和防止水汽或者其他杂质（如铝，氧等）渗透的能力，往往使器件或电路性能变坏甚至失效。氮化硅膜相比二氧化硅具有针孔密度低、极硬耐磨、对可动离子（如Na＋）有非常强的阻挡能力、疏水性强等优点[44]。但是作为在硅上直接生长的第一钝化层将导致较高且随时间而变化的电荷密度。从C-V特性曲线的分析表明，在Si3N4-Si表面存在大量的正电荷，它会对器件的P型表面引起严重的反型。这种表面态对表面附近运送中的载流子可以起着陷阱或复合中心作用，从而使器件性能变坏，器件的增益降低，这就是Si3N4不能作作Si上第一钝化层的原因[45]。因此，理想的方法是在氮化硅之下淀积一层其他物质的薄膜。本文中采用LPCVD系统进行氮化硅膜的淀积。钝化层淀积完毕之后进行玻璃钝化。钝化之后的器件表面漏电流大大减小，控制在80 nA以内；器件的耐高温特性强；可靠性较好，器件能够通过150℃高温，长达168小时的高温反偏实验。0000000000
硅片生产工艺流程及注意要点 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始，到清洁的抛光片结束，以能够在绝好的环境中使用。期间，从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外，整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始，最终在10级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类：能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能；能减少不期望的表面损伤的数量；或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的，因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中，每一步骤都会得到详细介绍。 表1.1 硅片加工过程步骤 1.切片 2.激光标识 3.倒角 4.磨片 5.腐蚀 6.背损伤 7.边缘镜面抛光 8.预热清洗 9.抵抗稳定——退火 10.背封 11.粘片 12.抛光 13.检查前清洗 14.外观检查
15.金属清洗 16.擦片 17.激光检查 18.包装/货运 切片（class 500k） 硅片加工的介绍中，从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗，也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。为了尽量得到最好的硅片，硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小，对硅片的损伤也最小，并且允许硅片的翘曲也是最小。 切片是一个相对较脏的过程，可以描述为一个研磨的过程，这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。 硅片切割完成后，所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。在这清除和清洗过程中，很重要的一点就是保持硅片的顺序，因为这时它们还没有被标识区分。 激光标识(Class 500k) 在晶棒被切割成一片片硅片之后，硅片会被用激光刻上标识。一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码，因而能知道硅片的正确位置。这一编码应是统一的，用来识别硅片并知道它的来源。编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。保持这样的追溯是很重要的，因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。编号需刻的足够深，从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。在硅片上刻下编码后，即使硅片有遗漏，也能追溯到原来位置，而且如果趋向明了，那么就可以采
半导体IC清洗技术 李仁 （中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京 101601） 摘要：介绍了半导体IC制程中存在的各种污染物类型及其对IC制程的影响和各种污染物的去除方法, 并对湿法和干法清洗的特点及去除效果进行了分析比较。 关键词：湿法清洗；RCA清洗；稀释化学法；IMEC清洗法；单晶片清洗；干法清洗 中图分类号：TN305.97 文献标识码：B 文章编号：1003-353X(2003)09-0044-04 1前言 半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺（离子注入、扩散、外延生长及光刻）为基础逐渐发展起来，由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外，集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。 2污染物杂质的分类 IC制程中需要一些有机物和无机物参与完成，另外，制作过程总是在人的参与下在净化室中进行，这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。根据污染物发生的情况，大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。 2.1 颗粒 颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒粘附在硅表面，影响下一工序几何特征的形成及电特性。根据颗粒与表面的粘附情况分析，其粘附力虽然表现出多样化，但主要是范德瓦尔斯吸引力，所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切，逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积，最终将其去除。
硅片的清洗与制绒 The manuscript was revised on the evening of 2021
硅片的清洗与制绒 导语：硅片在经过一系列的加工程序之后需要进行清洗，清洗的目的是要消除吸附在硅片表面的各类污染物，并制做能够减少表面太阳光反射的绒面结构（制绒），且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。制绒是制造晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。有效的绒面结构使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高电池的性能。 一．清洗 1.清洗的目的 经切片、研磨、倒角、抛光等多道工序加工成的硅片，其表面已吸附了各种杂质，如颗粒、金属粒子、硅粉粉尘及有机杂质，在进 行扩散前需要进行清洗，消除各类污染物，且清洗的洁净程度直接影响着电池片的成品率和可靠率。清洗主要是利用NaOH、HF、HCL等化学液对硅片进行腐蚀处理，完成如下的工艺： ①去除硅片表面的机械损伤层。 ②对硅片的表面进行凹凸面(金字塔绒面）处理，增加光在太阳电池片表面的折射次数，利于太阳电池片对光的吸收，以达到电池片 对太阳能价值的最大利用率。 ③清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质。
图1 金属杂质对电池性能的影响 2．清洗的原理 ①HF去除硅片表面氧化层。 ②HCl去除硅片表面金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质，铝、镁等活泼金属及其
它氧化物。但不能溶解铜、银、金等不活泼的金属以及二氧化硅等难溶物质。 3．安全提示 NaOH 、HCl 、HF 都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟，送医院就医。 二．制绒 1.制绒的目的和原理 目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc ），最终提高电池的光电转换效 率。 原理：①单晶硅：制绒是晶硅电池的第一道工艺，又称“表面织构化”。对于单 晶硅来说，制绒是利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀，在硅表面形成无数 的四面方锥体。目前工业化生产中通常是根据单晶硅片的各项异性特点采用 碱与醇的混合溶液对<100>晶面进行腐蚀，从而在单晶硅片表面形成类似“金 字塔”状的绒面，如图2 所示。 ②多晶硅：利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性，对硅进行氧化和络合剥离，导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀，从而形成类似“凹陷坑”状的绒面，如图3所示。
关于半导体硅材料的清洗方法探究 【摘要】在半导体这一领域内极为关键的一大步骤即对半导体原料实施清洁，这关系到半导体原料本身的质量与下游一类产品自身的特性。文章就对现阶段硅片关键的清洁方式相应的工作理念、清洁成效、运用面积等特征实施探究，并指出了各式清洁方式相关的优势、不足。生产企业应依据具体的生产状况与产品规定选取适宜的清洁方式。 【关键词】清洗方法；半导体硅材料；运用；分析 1.前言 从上个世纪中期，民众就意识到了干净的衬底表层在半导体微电子型元件内的必要性。而大范围集成型电路的持续进步、集成程度持续增强、线宽持续变小，就对硅片表层的干净程度予以了更多规定。硅片本身的干净程度对领域的进步无可或缺，因为细小污物潜藏，集成型电路在制作期间会丢失一半。如果半导体原料表层有痕量型杂质，在高温期间就会分散、传播，进到半导体原料中，伤害元件。所以，务必要在低温前后全方位消除表层的杂质。 2.国内半导体硅原料的进步进程 上个世纪五十年代，我国就把快速提升国内半导体这一领域当作急迫事宜归入到国务院公布的十二年科技进步规
划内，并构建了许多半导体试验室，以对半导体硅原料实施研发。那时，国内与西方各国差不多一同起步。至六十年代，逐步实施了工业型生产，并构建了很多半导体原料厂。国内硅产业自无至有，自试验室至工业化，迈入了迅速进步的轨道，不单具备研究处，还具备优良的生产企业，稳固了国内硅原料这一领域的根基。那时，国内硅原料的研发、工业化层次与日本这一国家的硅原料层次一致。至七十年代，因为被电子核心论与全民大办电子所制约，我国变成了无次序、盲目地进步，低层次多次构建，生产企业猛增。因为生产企业遍布、投入不多、面积不大、技术层次较低，其成果即产品本身质量较低、投入较大，产品无法售出，使得很多生产企业只有停产，导致资源被过多耗费，同时，减缓了国内硅原料这一领域的进步态势。 后来，我国对微电子这一领域报以了极大的注重。国务院构建了电子型计算机与大范围集成型电路领导团队。此间，国内硅原料这一领域二次收获了迅速进步的机遇[1]。虽然西方各国对国内实施技术型封锁，但是，在国内硅原料这一领域所有工作者的努力之下，很好地给国内的银河计算机一类关键科研与项目予以了更多新兴原料，给国内微电子与国防这类领域、讯息事务的进步予以了大量扶持。至八十年代，国内半导体硅这一领域面对着自计划经济这一机制变换成市场经济这一难题。而半导体硅原料在这时已实施了市场
硅片清洗原理与方法介绍 1引言 硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后，表面已经受到严重的沾污，清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。 2硅片清洗的常用方法与技术 在半导体器件生产中，大约有20％的工序和硅片清洗有关，而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的，这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段，以达到清洗的目的。 由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型，因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述 3．1湿法化学清洗 化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，或伴以超声、加热、抽真空等物理措施，使杂质从被清除物体的表面脱附（解吸），然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗，其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位，因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。 3．1．1常用化学试剂、洗液的性质 常用化学试剂及洗液的去污能力，对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响，根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。
表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液 3．1．2溶液浸泡法 溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法，它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。 选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的，采用1号液（即SC1，包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的，采用2号液（即SC2，包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O）浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。 单纯的溶液浸泡法其效率往往不尽人意，所以在采用SC1浸泡的同时往往还辅以加热、超声或兆声波、摇摆等物理措施。
化学清洗总结 1.3各洗液的清洗说明；1.3.1SC-1洗液；1.3.1.1去除颗粒；硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6mm；①自然氧化膜约0.6nm厚，其与NH4OH、H2；②SiO2的腐蚀速度随NH4OH的浓度升高而加快；③Si的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而快当，；④NH4OH促进腐蚀，H2O2阻碍腐蚀；⑤若H2O2的浓度一定，NH4OH浓度越低，颗粒 1.3 各洗液的清洗说明 1.3.1 SC-1洗液 1.3.1.1 去除颗粒 硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6mm呈亲水性)，该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。 ①自然氧化膜约0.6nm厚，其与NH4OH、H2O2浓度及清洗液温度无关。 ②SiO2的腐蚀速度随NH4OH的浓度升高而加快，其与H2O2的浓度无关。 ③Si的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而快当，到达某一浓度后为一定值，H202浓度越高这一值越小。 ④NH4OH促进腐蚀，H2O2阻碍腐蚀。 ⑤若H2O2的浓度一定，NH4OH浓度越低，颗粒去除率也越低，如果同时降低H2O2浓度可抑制颗粒的去除率的下降。 ⑥随着清洗液温度升高，颗粒去除率也提高在一定温度下可达最大值。 ⑦颗粒去除率与硅片表面腐蚀量有关为确保颗粒的去除要有一定量以上的腐蚀。 ⑧超声波清洗时由于空化现象只能去除≥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，而且又可避免超声清洗对晶片产生损伤。 ⑨在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。
硅片清洗及原理 硅片的清洗很重要，它影响电池的转换效率，如器件的性能中反向电流迅速加大及器件失效等。因此硅片的清洗很重要，下面主要介绍清洗的作用和清洗的原理。 清洗的作用 1.在太阳能材料制备过程中，在硅表面涂有一层具有良好性能的减反射薄膜，有害的杂质离子进入二氧化硅层，会降低绝缘性能，清洗后绝缘性能会更好。 2.在等离子边缘腐蚀中，如果有油污、水气、灰尘和其它杂质存在，会影响器件的质量，清洗后质量大大提高。 3.硅片中杂质离子会影响P-N 结的性能，引起P-N 结的击穿电压降低和表面漏电，影响P-N 结的性能。 4.在硅片外延工艺中，杂质的存在会影响硅片的电阻率不稳定。 清洗的原理 要了解清洗的原理，首先必须了解杂质的类型，杂质分为三类：一类是分子型杂质，包括加工中的一些有机物；二类是离子型杂质，包括腐蚀过程中的钠离子、氯离子、氟离子等；三是原子型杂质，如金、铁、铜和铬等一些重金属杂质。目前最常用的清洗方法有：化学清洗法、超声清洗法和真空高温处理法。 1.目前的化学清洗步骤有两种： （1）有机溶剂（甲苯、丙酮、酒精等）→去离子水→无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、王水）→氢氟酸→去离子水 （2）碱性过氧化氢溶液→去离子水→酸性过氧化氢溶液→去离子水 下面讨论各种步骤中试剂的作用。 a.有机溶剂在清洗中的作用 用于硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中，甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蜡等有机物杂质。所利用的原理是“相似相溶”。 b.无机酸在清洗中的作用 硅片中的杂质如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质，只能用无机酸除去。有关的反应如下：
半导体硅片RCA清洗技术 传统的RCA清洗技术：所用清洗装置大多是多槽浸泡式清洗系统 清洗工序：SC-1 →DHF →SC-2 1. SC-1清洗去除颗粒： ⑴目的：主要是去除颗粒沾污（粒子）也能去除部分金属杂质。 ⑵去除颗粒的原理： 硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。 ①自然氧化膜约0.6nm厚，其与NH4OH、H2O2浓度及清洗液温 度无关。 ②SiO2的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而加快，其与H2O2的浓度无关。 ③Si的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而快，当到达某一浓度后为一定值，H2O2浓度越高这一值越小。 ④NH4OH促进腐蚀，H2O2阻碍腐蚀。 ⑤若H2O2的浓度一定，NH4OH浓度越低，颗粒去除率也越低，如果同时降低H2O2浓度,可抑制颗粒的去除率的下降。 ⑥随着清洗洗液温度升高，颗粒去除率也提高，在一定温度下可达最大值。 ⑦颗粒去除率与硅片表面腐蚀量有关，为确保颗粒的去除要有一定量以上的腐蚀。 ⑧超声波清洗时，由于空洞现象，只能去除≥0.4 μm 颗粒。兆声清洗时，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除≥0.2 μm 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晶片产生损伤。 ⑨在清洗液中，硅表面为负电位，有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用，可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。 ⑶. 去除金属杂质的原理：
硅片清洗的方法 一、硅片清洗的重要性 硅片清洗是半导体器件制造中最重要最频繁的步骤，而且其效率将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性。 现在人们已研制出了很多种可用于硅片清洗的工艺方法和技术，常见的有：湿法化学清洗、超声清洗法、兆声清洗法、鼓泡清洗法、擦洗法、高压喷射法、离心喷射法、流体力学法、流体动力学法、干法清洗、微集射束流法、激光束清洗、冷凝喷雾技术、气相清洗、非浸润液体喷射法、硅片在线真空清洗技术、RCA标准清洗、等离子体清洗、原位水冲洗法等。这些方法和技术现已广泛应用于硅片加工和器件制造中的硅片清洗。 表面沾污指硅表面上沉积有粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物等的一种或几种。超纯表面定义为没有沾污的表面, 或者是超出检测量极限的表面。 二、硅片的表面状态与洁净度问题： 硅片的真实表面由于暴露在环境气氛中发生氧化及吸附，其表面往往有一层很薄的自然氧化层，厚度为几个埃、几十个埃甚至上百埃。真实的硅片表面是内表面和外表面的总合，内表面是硅与自然氧化层的界面，。外表面是自然氧化层与环境气氛的界面，它也存在一些表面能级，并吸附一些污染杂质原子，而且不同程度地受到内表面能级的影响，可以与内表面交换电荷，外表面的吸附现象是复杂的。 完好的硅片清洗总是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜层，代之以氧化物的、氯化物的或其它挥发元素(或分子)的连续无害膜层，即具有原子均质的膜层。硅片表面达到原子均质的程度越高．洁净度越高。 三、硅片表面沾污杂质的来源和分类： 在硅片加工及器件制造过程中，所有与硅片接麓的外部媒介都是硅片沾污杂质的可能来源。这主要包括以下几方面：硅片加工成型过程中的污染，环境污染，水造成的污染，试剂带来的污染，工业气体造成的污染，工艺本身造成的污染，人体造成的污染等。
硅片清洗主要内容讲解 1、清洗的基本概念和目的。 硅片加工的目的是为器件生产制作一个清洁完美符合要求的使用表面，所谓清洗，就是清洗硅片的表面，去除附着在硅片上的污染物。 2、硅片清洗室的管理与维护； （1）人员流动的管理和清洁室的作业人数。 （2）清洗室内物品器具的管理。 （3）清洗室内其它影响清洗质量因素的管理维护。如；空气过滤系统、防静电处理、温度与湿度系统等！ 3、硅片表面沾污的类型； （！）有机杂质沾污；如；胶黏剂、石蜡、油脂等。 （2）颗粒类型杂质沾污；一般来自加工中磨料和环境中的尘粒。 （3）金属杂质沾污；由生产加工的设备引起的金属杂质沾污。 4、硅片清洗处理方法分类； 硅片清洗处理方法分为湿法清洗和干法清洗两大类。而湿法清洗又分为化学清洗和物理清洗两种方法。 化学清洗——利用各种化学试剂对各种杂质的腐蚀、溶解、氧化及络合等作用去除硅片表面的沾污。 物理清洗——硅片的物理清洗法主要指的是利用超声波和兆声波清洗方法。 5、化学清洗的各种试剂的性质应用和分级； （1）有机溶剂清洗；有机溶剂能去除硅片表面的有机杂质沾污。主要溶液有；甲苯、丙酮、乙醇等。根据其性质须在使用甲苯、丙酮后在使用乙醇进行处理，最后在用水冲洗。（2）无机酸及氧化还原清洗；无机酸试剂主要为；盐酸（HCI）、硝酸（HNO3）、硫酸（H2SO4）、氢氟酸（HF）以及过氧化氢（H2O2）—双氧水。其中过氧化氢主要用于氧化还原清洗。 其它试剂按其本省性质进行应用清洗。硅片金属清洗主要是利用了它们的强酸性、强腐蚀性、强氧化性的特性从而达到去除表面金属沾污的目的。 （3）化学清洗的分级主要分为优级纯、分析纯和化学纯三个级别。视清洗的种类和场合进行合理选择。通常硅片切割片和研磨片的清洗可以使用分析纯试剂，抛光片须用优级纯试剂。具体试剂分类有国家规定标准。 6、超声波清洗原理、结构和应用要素； 原理—提供高频率的震荡波在溶剂中产生气泡和空化效应，利用液体中气泡破裂所产生的冲击来波达到清洗目地。 结构—系统主要有超声电源、清洗槽和换能器三个基本单元组成。电源用来产生高频率震荡信号，换能器将其转换成高频率机械震荡波，也就是超声波。清洗槽是放清洗液 和工作的容器。 要素—1、超声频率；频率越低产生的空化效应越强但方向性差。频率高后方向性强但空化效应弱，所产生的气泡冲击力就弱。造成清洗就弱。超声波清洗只能去除≥0.4um 的颗粒。兆声波能去除≥0.2um的颗粒。 2、超声波功率密度；密度越高空化效应越强，速度越快，清洗效果越好。但对于精 密、表面光洁度甚高的工件长时间清洗会对物体表面产生“空化”腐蚀。 3、超声波清洗介质；是指采用超声波清洗时的溶液，也就是清洗液。一般用于超声 清洗的有化学溶剂清洗液和水基清洗液两种。现在清洗工艺为了更好的效果一般采 用两者按比例相结合的方式清洗。 4、超声波清洗温度；因各种清洗剂中的化学成分不同，其分子最佳清洗的温度也不
硅片超声波清洗机结构特点： 采用三套独立的电脑控制机械臂自动化作业???????? 采用第三代最新技术，全面完善的防酸防腐措施，保护到机器每一个角落 最新全自动补液技术 独特的硅片干燥前处理技术，保证硅片干燥不留任何水痕 成熟的硅片干燥工艺，多种先进技术集于一身 彩色大屏幕人机界面操作，方便参数设置及多工艺方式转换 清洗工艺： 上料→碱腐蚀→纯水漂洗→酸碱腐蚀→纯水漂洗→喷淋漂洗→酸中和→纯水漂洗→碱中和→纯水漂洗→烘干→下料? 适用范围： 各种规格的单晶硅、多晶硅太阳能电池硅片的制绒清洗 XT-1300SG太阳能硅片制绒超声波清洗机 ■ 采用三套独立的电脑控制机械臂自动化作业 ■ 采用第三代最新技术，全面完善的防酸防腐措施，保护到机器每一个角落 ■ 最新全自动补液技术 ■ 独特的硅片干燥前处理技术，保证硅片干燥不留任何水痕 ■ 成熟的硅片干燥工艺，多种先进技术集于一身 ■ 彩色大屏幕人机界面操作，方便参数设置及多工艺方式转换 清洗工艺：上料→碱腐蚀→纯水漂洗→酸碱腐蚀→纯水漂洗→喷淋漂洗→酸中和→纯水漂洗→碱中和→纯水漂洗→烘干→下料 清洗工件：各种规格的单晶硅、多晶硅太阳能电池硅片的制绒清洗 清洗溶剂：水基清洗剂 产品特点：单机械手或多机械手组合，实现工位工艺要求。PLC全程序控制与触摸屏操作界面，操作便利。自动上下料台，准确上卸工件。净化烘干槽，独特的烘干前处理技术，工作干燥无水渍。全封闭外壳与抽风系统，确保良好工作环境。具备抛动清洗功能，保证清洗均匀。全封闭外壳与抽风系统，确保良好工作环境。1 ）适合单晶硅片研磨、切割后的批量清洗，多晶硅片线剧切片后的大批量清洗。
硅片的化学清洗总结 硅片清洗的一般原则是首先去除表面的有机沾污；然后溶解氧化层(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、金属沾污，同时使表面钝化。 清洗硅片的清洗溶液必须具备以下两种功能:(1)去除硅片表面的污染物。溶液应具有高氧化能力，可将金属氧化后溶解于清洗液中，同时可将有机物氧化为CO2和H2O；(2)防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性，使二者存在相斥的作用。在碱性溶液中，硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在，有利于去除颗粒；在酸性溶液中，硅片表面以负的Z电势存在，而多数的微粒子是以正的Z电势存在，不利于颗粒的去除。 1 传统的RCA清洗法 1.1 主要清洗液 1.1.1 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O） 在120～150℃清洗10min左右，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CO2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。经SPM清洗后，硅片表面会残留有硫化物，这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物转化为氟化物而有效地冲洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性强，可用臭氧来取代H2O2(H2SO4/O3/H2O称为SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反应温度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1 1.1.2 DHF（HF(H2O2)∶H2O） 在20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层，去除金属沾污，DHF清洗可去除表面氧化层，使其上附着的金属连同氧化层一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。 1.1.3 APM(SC-1)（一号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O） 在65～80℃清洗约10min 主要去除粒子、部分有机物及部分金属。由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(Si02)，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NH4OH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。此溶液会增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金属会以离子性和非离子性的金属氢氧化物的形式附着在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附着。体积比为(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH (27 %)、H2O2(30%)和H2O组成的热溶液。稀释化学试剂中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超声清洗，可在更短时间内达到相当或更好的清洗效果。 SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O为1∶104)处理，在去除金属杂质和颗粒上可收到良好的效果，也可以用稀释的HF溶液短时间浸渍，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液浓度1/10的稀释溶液清洗，以避免表面粗糙，降低产品成本，以及减少对环境的影响。 1.1.4 HPM(SC-2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O） 在65～85℃清洗约10min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。H2O2会使硅片表面氧化，但是HCl不会腐蚀硅片表面，所以不会使硅片表面的微粗糙度发生变化。(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)的H2O2(30%)、HCl(37%)和水组成的热混合溶液。对含有可见残渣的严重沾污的晶片，可用热H2SO4-H2O(2∶1)混合物进行预清洗。 1.2 传统的RCA清洗流程
硅片的化学清洗工艺 硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类：A. 有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。 B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 C. 金属离子沾污：必须采用化学的方法才能清洗其沾污。硅片表面金属杂质沾污有两大类： a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污，一般可按下述办法进行清洗去除沾污。a. 使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 b. 用无害的小直径强正离子（如H+）来替代吸附在硅片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。 c. 用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用，1978年RCA 实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，例如：⑴美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术。⑵美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术。⑶美国VERTEQ公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例Goldfinger Mach2清洗系统）。⑷美国SSEC公司的双面檫洗技术（例M3304 DSS清洗系统）。⑸曰本提出无药液的电介离子水清洗技术（用电介超纯离子水清洗）使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。⑹以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。目前常用H2O2作强氧化剂，选用HCL作为H+的来源用于清除金属离子。SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除。由于溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。为此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与氧以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的效果。
清洗工程机械零件的方法 清洗工程机械零件是保养工程机械的必要方式之一。工程机械零件油污主要是由不可皂化油与灰尘、杂质等形成的。不可皂化油不能与强碱起作用，如各种矿物油、润滑油，均不能溶于水，但可溶于有机溶剂。去除此类油污有化学和电化学两种方法；常用的清洗液为有机溶剂、碱性溶液和化学清洗液等；清洗方式有人工清洗和机械清洗两种。 1．三种清洗液(1)有机溶剂。常见的有煤油、轻柴油、汽油、丙酮、酒精和三氯乙烯等。用这种溶解方式除油，可溶解各种油脂。优点是不需加热、使用简便、对金属无损伤、清洗效果好。缺点是多数为易燃物、成本高、适于精密件和不宜用热碱溶液清洗的零件，如塑料、尼龙、牛皮、毡质零件等。但需注意橡胶件不能用有机溶剂清洗。 (2)碱性溶液。碱性溶液是碱或碱性盐的水溶液，它利用乳化剂对不可皂化油的乳化作用除油，是一种应用最广的除污清洗液。 乳化作用是一种液体形成极小的细粒后，均匀分布在另一种液体中。在碱溶液中加入乳化剂形成乳化液，能降低油膜的表面张力和附着力，使油膜破碎成极小的油滴后，不再回到金属表面，以去除油污。常用的乳化剂有肥皂、水玻璃(硅酸钠)、骨胶、树胶、三乙醇胺、合成洗涤剂等。需注意的是清洗不同材料的零件应采用不同的清洗液。碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用，尤其对铝的腐蚀性较强。 用碱性溶液清洗时，一般需将溶液加热到80~90℃。除油后用热水冲洗，去掉表面残留碱液，防止零件被腐蚀。 (3)化学清洗液。是一种化学合成的水基金属清洗剂配置的水溶液，金属清洗剂中以表面活性剂为主，具有很强的去污能力。另外，清洗剂中还有一些辅助剂，能提高或增加金属清洗剂的防腐、防锈、去积炭等综合性能。 原理是清洗剂配成的清洗液先湿润零件表面，然后渗入污物与零件接触界面，使污物从零件表面上脱落、分散，或溶解于清洗液中，或在零件表面形成乳化液、悬浮液，达到清洗零件的目的。 常见的配置化学清洗液的清洗剂有水基金属清洗剂、金属清洗剂、高效金属清洗剂、金属清洗剂、洗净剂、洗油剂、液态金属清洗剂。 上述清洗剂的配制方法、浓度、清洗温度和加热措施，均须严格遵守其说明书的要求。手工清洗时更应严格控制温度，可用毛刷、擦布清洗。若有严重的油污或积炭时，可用钢丝刷刷洗。清洗前应经一定的时间浸泡，满足湿润、浸透的需要。清洗可分为粗洗和精洗，清洗后的清洗液若油污不严重时可撇去上层飘浮油污，再次使用。 2．五种清洗方法(1)擦洗。将零件放入装有柴油、煤油或其他清洗液的容器中，用棉纱擦洗或用毛刷刷洗。这种方法操作简便、设备简单，但效率低，适用于单件小批小型零件。一般情况下不宜用汽油，因其有溶脂性，会损害人的健康且易造成火灾。 (2)煮洗。将配置好的溶液和被清洗的零件一起放入用钢板焊制尺寸适当的清洗池中，用池下炉灶将其加温至80~90℃，煮洗3~5min即可。 (3)喷洗。将具有一定压力和温度的清洗液喷射到零件表面以清除油污。此方法清洗效果好，生产效率高，但设备复杂，适于清洗形状不太复杂、表面有严重油垢的零件。 (4)振动清洗。将待清洗的零件放在振动清洗机的清洗篮或清洗架上，并浸没在清洗液中，通过清洗机产生振动模拟人工漂涮动作和清洗液的化学作用去除油污。 (5)超声清洗。靠清洗液的化学作用与引入清洗液中的超声波振荡共同作用，以去除油污。注意事项：应根据油污的成因及特点合理选择清洗方法，以保证零件的正常使用，避免清洗对零件造成腐蚀或损伤，防止污染环境及零件的后续污损。
一.硅片的化学清洗工艺原理 硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类： A.有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。 B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 C. 金属离子沾污：必须采用化学的方法才能清洗其沾污，硅片表面金属杂质沾污有两大类： a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。 b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污，一般可按下述办法进行清洗去除沾污。 a.使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 b.用无害的小直径强正离子（如H+）来替代吸附在硅片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。 c. 用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。 自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用，1978年RCA实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，例如：美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术。美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术。⑶美国VERTEQ 公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例Goldfinger Mach2清洗系统）。⑷美国SSEC公司的双面檫洗技术（例M3304 DSS清洗系统）。⑸日本提出无药液的电介离子水清洗技术（用电介超纯离子水清洗）使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。⑹以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。 目前常用H2O2作强氧化剂，选用HCL作为H+的来源用于清除金属离子 SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除。 由于溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。为此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。 SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与氧以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的效果。 二. RCA清洗技术 传统的RCA清洗技术：所用清洗装置大多是多槽浸泡式清洗系统 清洗工序：SC-1 → DHF → SC-2 1. SC-1清洗去除颗粒：⑴目的：主要是去除颗粒沾污（粒子）也能去除部分金属杂质。
硅片超声波清洗技术 在半导体材料的制备过程中，每一道工序都涉及到清洗，而且清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小，对于晶片表面沾污的要求更加严格，ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12um，金属污染小于1010atom/cm2。晶片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。因此，硅片的清洗引起了专业人士的重视。以前很多厂家都用手洗的方法，这种方法人为的因素较多，一方面容易产生碎片，经济效益下降，另一方面手洗的硅片表面洁净度差，污染严重，使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。所以，硅片的清洗技术引起了人们的重视，找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。本文介绍了一种超声波清洗技术，其清洗硅片的效果显著，是一种值得推广的硅片清洗技术。 硅片表面污染的原因 晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键，形成表面附近的自由力场，尤其磨片是在铸铁磨盘上进行，所以铁离子的污染就更加严重。同时，由于磨料中的金刚砂粒径较大，造成磨片后的硅片破损层较大，悬挂键数目增多，极易吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等，造成磨片后的硅片易发生变花、发蓝、发黑等现象，使磨片不合格。硅片清洗的目的就是要除去各类污染物，清洗的洁净程度直接决定着ULSI向更高集成度、可靠性、成品率发展，这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺，难度越来越大，可见半导体行业中清洗工艺的重要性。 图：硅片表面黑点的扫面电子显微镜照片 实验及结果分析 1.实验设备和试剂 实验设备：SQX-3916硅片清洗机 实验使用的试剂：有机碱、Q325-B清洗剂、活性剂、去离子水、助磨剂 2.实验过程 （1）超声波清洗的基本原理 利用28KHz以上的电能，经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动，并不停地产生数以万计的微小气泡。这些气泡是在超声波纵向传播的负压区形成及生长，而在正压区迅速闭合。这种微小气泡的形成、生成迅速闭合称为空化现象，在空化现象中气泡闭合时形成超过1000个大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压，像一连串小爆炸不停地轰击物体表面，使物体及缝
半导体硅的清洗总结(标出重点了)
硅片的化学清洗总结 硅片清洗的一般原则是首先去除表面的有机沾污；然后溶解氧化层(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、金属沾污，同时使表面钝化。 清洗硅片的清洗溶液必须具备以下两种功能:(1)去除硅片表面的污染物。溶液应具有高氧化能力，可将金属氧化后溶解于清洗液中，同时可将有机物氧化为CO2和H2O；(2)防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性，使二者存在相斥的作用。在碱性溶液中，硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在，有利于去除颗粒；在酸性溶液中，硅片表面以负的Z电势存在，而多数的微粒子是以正的Z电势存在，不利于颗粒的去除。 1 传统的RCA清洗法 1.1 主要清洗液 1.1.1 SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O） 在120～150℃清洗10min左右，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CO2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。经SPM清洗后，硅片表面会残留有硫化物，这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物转化为氟化物而有效地冲洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性强，可用臭氧来取代H2O2(H2SO4/O3/H2O称为SOM 溶液)，以降低H2SO4的用量和反应温度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1 1.1.2 DHF（HF(H2O2)∶H2O） 在20～25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层，去除金属沾污，DHF清洗可去除表面氧化层，使其上附着的金属连同氧化层一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni 等金属，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。 1.1.3 APM(SC-1)（一号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O） 在65～80℃清洗约10min 主要去除粒子、部分有机物及部分金属。由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(Si02)，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NH4OH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。此溶液会增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金属会以离子性和非离子性的金属氢氧化物的形式附着在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附着。体积比为(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH (27 %)、H2O2(30%)和H2O组成的热溶液。稀释化学试剂中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超声清洗，可在更短时间内达到相当或更好的清洗效果。 SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O为1∶104)处理，在去除金属杂质和颗粒上可收到良好的效果，也可以用稀释的HF溶液短时间浸渍，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液浓度1/10的稀释溶液清洗，以避免表面粗糙，降低产品成本，以及减少对环境的影响。 1.1.4 HPM(SC-2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O） 在65～85℃清洗约10min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。H2O2会使硅片表面氧化，但是HCl不会腐蚀硅片表面，所以不会使硅片表面的微粗糙度发生变化。(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)的H2O2(30%)、HCl(37%)和水组成的热混合溶液。对含有可见残渣的严重沾污的晶片，可用热H2SO4-H2O(2∶1)混合物进行预清洗。 1.2 传统的RCA清洗流程
硅片清洗技术进展 一、序言半导体硅作为现代电子工业的基础材料己有半个世纪的历史，随着亚微米及深亚微米超大规模集成电路（ULSI）遵循着“摩尔定律”迅速发展，设计线宽急剧减小，基体表面的亚微米污物足以导致大量缺陷产生并对生产领域造成一系列影响，给硅片表面质量提出了越来越苛刻的要求。硅片表面的颗粒、有机物、金属、吸附分子、微粗糙度、自然氧化层等严重影响器件性能，清洗不佳引起的器件失效已超过集成电路制造中总损失的一半。因此，硅片清洗技术成为硅晶片加工和超大规模集成电路工艺研究的一大热点。本文在分析硅片表面污染物基础上，对硅片目前流行的清洗工艺原理作概述，并介绍其最新进展 [1] 。 二、硅片加工表面污染类型在硅片加工及器件制造过程中，所有与硅片接触的外部媒介都是硅片沾污的可能来源。这主要包括以下几方面：硅片加工成型过程中的污染、环境污染、水造成的污染、试剂带来的污染、工业气体带来的污染、工艺本身带来的污染、人体造成的污染等。其污染主要有以下几种类型[1] ：（1）颗粒沾污；（2）有机物沾污；（3）金属离子沾污；（4）自然氧化层沾污。 三、硅片清洗的主要方法 到目前为止，清洗方法可分为许多种，工业生产种使用较多 的有：RCA青洗法、超声波清洗法、兆声波清洗法、机械刷片法 等。下面对以上几种方法作简要说明：
（一）RCA清洗法 RCA由Werner Kern 于1965 年在N.J.Princeton 的RCA实 验室首创，并由此得名。RCA清洗是一种典型湿式化学清洗，在各种清洗方法中仍占主导地位。国内外已有多篇文章用不同的分析方法证实了RCA的有效性。RCA清洗主要用于清除有机表面膜、粒子和金属沾污。 该清洗方法存在诸多弊端：如硅片表面清洗涉及到许多化学试剂；其处理均在高温过程中进行，要消耗大量的液体化学品和超纯水；同时要消耗大量空气来抑制化学品蒸发，使之不扩散到洁净室；由于化学试剂的作用，加大了硅片的粗糙度[2] 。 （二）机械刷片法刷片方法被认为是去除化学机械抛光液残余 物的方法之一。 早期的尼龙刷子和高压水溅射对硅片有很大的损坏。后来用PVA （聚乙烯醇）支撑的刷子可以不算还硅片表面并达到去除颗粒的效果。但是刷片方法也存在一些缺点，比如：保存时间短；且逐片刷洗效率很低；刷子凹槽内颗粒对表面有划伤可能；设备也比较昂贵；对去除硅片表面的金属杂质沾污没有作用；在机械刷洗过程中，抛光片表面去除颗粒的同时，又被刷洗液中的金属杂质沾污；抛光片会受到刷子的污染， 这对提高抛光片表面质量很不利[3] 。 （三）超声波清洗超声波清洗是半导体工业中广泛应用的一种清洗方法[4] 。超声波清洗的主要机理是超声波空化效应、辐射压和声流。超声波清洗具有清洗速度快、质量高，不受清洗件表面复杂形状的限制，易于实现遥控和自动化的优点。但也存在着缺点：超声波清洗