晶圆的清洗分为湿法清洗和干法清洗,今天主要给大家介绍湿法清洗中的一种:RCA清洗工艺!
RCA标准清洗法是1965年由Kern和Puotinen 等人在NJPrinceton的RCA实验室首创的,并由此而得名。RCA是一种典型的、至今仍普遍使用的湿式化学清洗法,主要作用是清除晶圆表面的有机沾污、颗粒、金属沾污等,为后续工艺过程提供洁净的晶圆表面。
首先是SPM清洗,然后DHF清洗,再SC-1清洗,最后SC-2清洗,因此在机台上,会配置很多化学液,涉及到的清洗药液主要有:SPM、DHF、APM(SC-1)和HPM(SC-2)。
1、SPM:H2SO4 /H2O2,120~150℃ 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/H2O2 /H2O 30~80℃ 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/H2O,65~85℃ 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。
RCA清洗对于实现半导体制造的清洁度、一致性和过程控制至关重要。然而,RCA Clean 的有效性取决于所使用设备的可靠性。所以,性能稳定而且清洗干净的RCA半导体清洗设备才是重中之重!