新的硅片清洗技术
出处:pan9599 发布于:2007-04-29 10:07:50
A.新清洗液的开发使用
1).APM清洗
a. 为抑制SC-1时表面Ra变大,应降低NH4OH组成比,例:
NH4OH:H2O2:H2O = 0.05:1:1
当Ra = 0.2nm的硅片清洗后其值不变,在APM洗后的D1W漂洗应在低温下进行。
b. 可使用兆声波清洗去除超微粒子,同时可降低清洗液温度,减少金属附着。
c. 在SC-1液中添加界面活性剂、可使清洗液的表面张力从6.3dyn/cm下降到19 dyn/cm。
选用低表面张力的清洗液,可使颗粒去除率稳定,维持较高的去除效率。
使用SC-1液洗,其Ra变大,约是清洗前的2倍。用低表面张力的清洗液,其Ra变化不大(基本不变)。
d. 在SC-1液中加入HF,控制其PH值,可控制清洗液中金属络合离子的状态,抑制金属的再附着,也可抑制Ra的增大和COP的发生。
e. 在SC-1加入螯合剂,可使洗液中的金属不断形成螯合物,有利抑制金属的表面的附着。
2).去除有机物: O3 + H2O
3).SC-1液的改进: SC-1 + 界面活性剂
SC-1 + HF
SC-1 + 螯合剂
4).DHF的改进:
DHF + 氧化剂(例HF+H2O2)
DHF + 阴离子界面活性剂
DHF + 络合剂
DHF + 螯合剂
5)酸系统溶液:
HNO3 + H2O2、
HNO3 + HF + H2O2、
HF + HCL
6).其它: 电介超纯去离子水
B. O3+H2O清洗
1).如硅片表面附着有机物,就不能完全去除表面的自然氧化层和金属杂质,因此清洗时首先应去除有机物。
2).据报道在用添加2-10 ppm O3 的超净水清洗,对去除有机物很有效,可在室温进行清洗,不必进行废液处理,比SC-1清洗有很多优点。
C. HF + H2O2清洗
1. 据报道用HF 0.5 % + H2O2 10 %,在室温下清洗,可防止DHF清洗中的Cu等贵金属的附着。
2. 由于H2O2氧化作用,可在硅表面形成自然氧化膜,同时又因HF的作用将自然氧化层腐蚀掉,附着在氧化膜上的金属可溶解到清洗液中,并随去离子水的冲洗而被排除。
在APM清洗时附着在晶片表面的金属氢氧化物也可被去除。晶片表面的自然氧化膜不会再生长。
3. Al、Fe、Ni等金属同DHF清洗一样,不会附着在晶片表面。
4. 对n+、P+ 型硅表面的腐蚀速度比n、p 型硅表面大得多,可
导致表面粗糙,因而不适合使用于n+、P+ 型的硅片清洗。
5. 添加强氧化剂H2O2(E0=1.776V),比Cu2+ 离子优先从Si中夺取电子,因此硅表面由于H2O2 被氧化,Cu以Cu2+ 离子状态存在于清洗液中。即使硅表面附着金属Cu,也会从氧化剂H2O2 夺取电子呈离子化。硅表面被氧化,形成一层自然氧化膜。因此Cu2+ 离子和Si电子交换很难发生,并越来越不易附着。
D. DHF + 界面活性剂的清洗
据报道在HF 0.5%的DHF液中加入界面活性剂,其清洗效果与HF + H2O2清洗有相同效果。
据报道在DHF液,硅表面为负电位,粒子表面为正电位,当加入阴离子界面活性剂,可使得硅表面和粒子表面的电位为同符号,即粒子表面电位由正变为负,与硅片表面正电位同符号,使硅片表面和粒子表面之间产生电的排斥力,因此可防止粒子的再附着。
F. 以HF / O3 为基础的硅片化学清洗技术
此清洗工艺是以德国ASTEC公司的AD-(ASTEC-Drying) 而闻名于世。其HF/O3 清洗、干燥均在一个工艺槽内完成,。而传统工艺则须经多道工艺以达到去除金属污染、冲洗和干燥的目的。在HF / O3清洗、干燥工艺后形成的硅片H表面 (H-terminal) 在其以后的工艺流程中可按要求在臭氧气相中被重新氧化.
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