半导体硅片rca清洗技术-2011

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1、半导体硅片RCA清洗技术RCA清洗法:RCA清洗技术具体工艺RCA清洗法:自从20世纪70年代RCA清洗法问世之后，几十年来被世界各国广泛采用。它的基本步骤最初只包括碱性氧化和酸性氧化两步，但目前使用的RCA清洗大多包括四步，即先用含硫酸的酸性过氧化氢进行酸性氧化清洗，再用含胺的弱碱性过氧化氢进行碱性氧化清洗，接着用稀的氢氟酸溶液进行清洗，最后用含盐酸的酸性过氧化氢进行酸性氧化清洗，在每次清洗中间都要用超纯水（DI水）进行漂洗，最后再用低沸点有机溶剂进行干燥。RCA清洗技术具体工艺大致如下：第一步，使用的

2、试剂为SPM（是Surfuric/PeroxideMix的简称），SPM试剂又称为SC-3试剂（是StandardClean-3的简称）。SC-3试剂是由H2SO4-H2O2-H2O组成（其中H2SO4与H2O2的体积比为1：3），用SC-3试剂在100~130℃温度下对硅片进行清洗是用于去除有机物的典型工艺。第二步，使用的试剂为APM（是Ammonia/PeroxideMix和简称），APM试剂又称SC-1试剂（是StandardClean-1的简称）。SC-1试剂是由NH4OH-H2O2-H2O组成，

3、三者的比例为（1：1：5）~（1：2：7），清洗时的温度为65~80℃；SC-1试剂清洗的主要作用是碱性氧化，去除硅片上的颗粒，并可氧化及去除表面少量的有机物和Au、Ag、Cu、Ni、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染；温度控制在80℃以下是为减少因氨和过氧化氢挥发造成的损失。第三步，通常称为DHF工艺是采用氢氟酸（HF）或稀氢氟酸（DHF）清洗，HF：H2O的体积比为1：（2~10），处理温度在20~25℃。是利用氢氟酸能够溶解二氧化硅的特性，把在上步清洗过程中生成的硅片表面氧化层去除，同时将吸附在氧

4、化层上的微粒及金属去除。还有在去除氧化层的同时在硅晶圆表面形成硅氢键而使硅表面呈疏水性的作用（氢氟酸原液的浓度是49%）。第四步，使用的是HPM试剂（HPM是Hydrochloric/PeroxideMix的简称），HPM试剂又称SC-2试剂。SC-2试剂由HCL-H2O2-H2O组成（三种物质的比例由1：1：6到1：2：8），清洗时的温度控制在65~80℃。它的主要作用是酸性氧化，能溶解多种不被氨络合的金属离子，以及不溶解于氨水、但可溶解在盐酸中的Al（OH）3、Fe（OH）3、Mg（OH）2和Zn（O

5、H）2等物质，所以对Al3+、Fe3+、Mg2+、Zn2+等离子的去除有较好效果。温度控制在80℃以下是为减少因盐酸和过氧化氢挥发造成的损失。RCA清洗2009-07-1413:11RCA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/H2O2120～150℃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

6、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。（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/H

7、2O2/H2O30～80℃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。在NH4OH腐蚀硅片表面的同时，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。（4）HPM(SC-2)：HCl/H2O2/H2O65～85℃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

8、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。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