第五章硅片加工-_硅片清洗
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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、王水一氢氟酸一去离子水(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F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:2AI+6HCI=2AICI3+3H2 TAI2O3+6HCI=2AICI3+3H2OCu+2H2SO4= CuSO4 +SC2 T +2H2O2Ag+2H2SO4=2Ag2SO4+SO2+2H2OCu+4HNO3= Cu(NO32 +2NO2 +2H2OAg+4HNO3= AgNO3+2NO2+2H2OAu+4HCI+HNO3=H[AuCI4]+NO T +2H2OSiO2+4HF=SiF4 T +2H2O如果HF 过量则反应为:SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2OH2O2的作用:在酸性环境中作还原剂,在碱性环境中作氧化剂。
硅材料加工中的硅片清洗技术教程硅片清洗是硅材料加工过程中的重要环节之一,它直接影响到硅片的质量和性能。
在硅材料的加工过程中,硅片表面会附着各种有害物质,包括灰尘、油污、光刻胶等。
若不进行适当的清洗处理,这些污染物会严重影响硅片的电性能、光学性能以及其他性能指标。
因此,掌握合适的硅片清洗技术,并运用正确的方法清洗硅片,对于确保硅材料加工的质量和稳定性至关重要。
本文将向读者介绍一些常见的硅片清洗技术,并提供一些实用的清洗步骤和注意事项,以供参考。
常见的硅片清洗技术1. 碱性清洗技术碱性清洗技术是目前应用最广泛的硅片清洗技术之一。
其原理是利用碱性溶液的腐蚀性,将硅片表面的污染物溶解掉。
碱性清洗液一般选用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化铵(NH4OH)等碱性溶液。
清洗时,将硅片浸泡在碱性溶液中,通过机械搅拌或超声波震荡等方法加速清洗过程。
碱性清洗技术适用于去除硅片表面的有机物、无机污染物以及光刻胶等。
2. 酸性清洗技术酸性清洗技术主要用于去除硅片表面的金属杂质和氧化物等。
常用的酸性溶液有氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)等。
与碱性清洗不同,酸性清洗在清洗过程中要注意反应速度和清洗时间,以免对硅片造成深度腐蚀或毁坏。
3. 气体清洗技术气体清洗技术是一种对硅片进行无接触清洗的方法。
常用的气体包括氮气(N2)、氦气(He)和氩气(Ar)等。
气体清洗方法有两种:气体溶剂用于直接除去硅片表面的污染物,而气体辅助溶剂则通过溶剂蒸发、溅射等方式清洗硅片。
该技术的优点是避免了接触清洗可能带来的机械损伤,并且能够清洗到微米级别的细小尘埃。
实用清洗步骤和注意事项1. 预处理在进行硅片清洗之前,必须进行预处理步骤来减少不必要的腐蚀和污染。
首先,将硅片浸泡在纯水中去除尘埃和颗粒物,并通过超声波清洗去除表面吸附的杂质。
其次,使用有机溶剂去除表面的油污,如酒精、丙酮等。
最后,使用纯水进行冲洗,确保硅片表面干净。
2. 碱性清洗将经过预处理步骤的硅片浸泡在碱性清洗液中,进行机械搅拌或超声波震荡,清洗5-10分钟。
清洗硅片流程以清洗硅片流程为标题,我们将详细介绍硅片清洗的步骤和方法。
硅片清洗是半导体制造过程中非常关键的一环,因为只有确保硅片表面的干净和纯净,才能保证器件的性能和质量。
下面将详细介绍硅片清洗的步骤和方法。
一、去除有机污染物1. 酸洗:将硅片浸泡在稀酸溶液中,如氢氟酸、硝酸等,以去除有机污染物。
酸洗可以将有机物氧化并去除,但需要注意控制酸浓度和浸泡时间,以免对硅片造成损害。
2. 碱洗:将硅片浸泡在强碱溶液中,如氢氧化钠溶液,以去除酸洗过程中残留的酸性物质和有机污染物。
碱洗还可以去除硅片表面的金属离子和杂质,提高硅片的纯净度。
二、去除无机污染物1. 酸洗:将硅片浸泡在浓酸溶液中,如氢氟酸、硝酸等,以去除无机污染物。
酸洗可以将金属离子和无机杂质溶解掉,并去除硅片表面的氧化物层,使硅片表面更加纯净。
2. 碱洗:将硅片浸泡在强碱溶液中,如氢氧化钠溶液,以去除酸洗过程中残留的酸性物质和无机污染物。
碱洗还可以去除硅片表面的金属离子和杂质,提高硅片的纯净度。
三、超纯水清洗1. 浸泡:将硅片浸泡在超纯水中,可以去除酸洗和碱洗过程中的残留物和离子。
超纯水要经过多级过滤和去离子处理,确保其纯净度达到要求。
2. 喷淋:使用超纯水进行喷淋,可以有效清洗硅片表面的微小颗粒和污染物。
喷淋时要注意水流的速度和角度,以避免对硅片表面造成损伤。
四、干燥1. 自然干燥:将硅片放置在洁净的环境中,通过自然蒸发的方式使其干燥。
这种方法适用于对时间要求不严格的情况。
2. 热干燥:将硅片放入烘箱或使用氮气吹干,以加快干燥速度。
热干燥可以去除硅片表面的水分,避免水分残留导致的氧化和污染。
五、质量检查在清洗完成后,需要对硅片进行质量检查,以确保清洗效果符合要求。
常用的质量检查方法包括显微镜观察、表面轮廓仪测量等。
六、封装保护清洗完成后的硅片需要进行封装保护,以防止再次受到污染和损伤。
常用的封装方法包括真空封装、氮气封装等。
以上就是硅片清洗的流程和方法介绍。
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。
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。
一种硅片清洗方法
硅片清洗是一种常见的半导体制造过程,下面介绍一种常用的硅片清洗方法:
1. 涂覆溶液:将硅片浸泡在有机溶剂中,如酒精或去离子水中,以去除表面的有机物污染。
可以使用喷涂或浸泡的方式涂覆整个硅片表面。
2. 去离子水冲洗:使用去离子水冲洗硅片,以去除溶剂中残留的有机污染物。
可以使用喷头或浸泡硅片进行冲洗,确保硅片表面的彻底清洁。
3. 吸气烘干:将硅片放入高温烘箱中,使用吹风机或真空泵吹除硅片表面残余的水分,以避免水滴残留在硅片表面。
4. 大气浸没:将硅片置于酸性或碱性溶液中(如HF酸、HCl酸、NH4OH溶液),以去除表面的金属或无机污染物。
注意安全操作,避免接触皮肤和吸入有害气体,使用防护手套和面罩。
5. 再次冲洗和烘干:使用去离子水再次冲洗硅片,以去除残留的化学溶液。
然后进行吸气烘干,确保硅片完全干燥。
6. 高温退火:将硅片放入高温烘箱中进行退火,以去除表面残余的有机或无机污染物,并恢复硅片的结晶结构和电子性能。
请注意,以上方法仅适用于硅片清洗的一般过程,具体清洗方法可能因应用领域或需求而有所不同。
在进行硅片清洗时,应仔细阅读所使用材料的安全说明和操作指南,并遵循相关的操作规程和标准。
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。
CL2+UV(〈400nm〉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。