1.SC-1 清洗原理
SC-1清洗液由 NH4OH、H2O2和H2O 組成,由于H2O2的作用,硅片表面有一層自然氧化膜(SiO 2),呈親水性, 硅片表面和粒子之間可用清洗液浸透。
由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的 Si被 NH 4 OH 腐蝕,因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中,從而達(dá)到去除粒子的目的。在 NH 4 OH 腐蝕硅片表面的同時(shí),H 2 O 2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
2.SC-2 清洗原理
SC-2 清洗液由 HCl、H2O2 、和H2O組成,主要用于對(duì)硅片表面金屬沾污的清洗。硅片表面金屬的存在形式是多種多樣的,它們可以以原子、氧化物、金屬?gòu)?fù)合物、硅化物等形式存在于自然氧化膜表面、自然氧化膜內(nèi)部、硅與氧化物的界面或硅內(nèi)部。金屬在溶液中的附著特性與 pH 值、 金屬誘生氧化物作用、氧化還原電位、負(fù)電性、金屬致氧化物形成焓以及化學(xué)試劑的氧化性等有關(guān)。在3<pH<5.6 的酸性溶液中,pH 值越低,金屬越不易附著在硅片上。由于硅片表面的 Si及 SiO 2 不能被腐蝕,因此 SC-2 不能起到去除硅片表面顆粒的作用。另外,金屬氧化物粒子具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,即使 SC-2 這樣強(qiáng)力酸性溶液中清洗 10 分鐘也不易離子化,對(duì)于這樣的金屬氧化物粒子必須在粒子狀態(tài)將它從硅片表面拉開(kāi),從而達(dá)到去除的目的。
3.DHF 清洗原理
由于DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜,因此附著在自然氧化膜上的金屬將被溶解到清洗液中,同時(shí) DHF 抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易的去除硅片表面的 AL、 Fe、 Zn、 Ni等金屬, DHF也可以去除附著在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。隨著自然氧化膜溶解到清洗液中 Cu 等貴金屬(氧化還原電位比 H 高),會(huì)附著在裸硅表面即:
(1) 如果硅片最外層的硅都以H為終端,硅表面在化學(xué)上將是穩(wěn)定的。即使清洗液中存在Cu等貴金屬離子,也很難發(fā)生于 Si的電子交換,因此這些金屬不會(huì)附著在硅片的表面;
(2) 如果清洗液中存在Cl等陰離子,就會(huì)附著在硅表面H 終端不完整的地方,附著的陰離子將會(huì)輔助Cu離子與 Si 的電子交換,使Cu離子成為Cu附著在硅片表面。用 DHF 清洗時(shí)將會(huì)把硅片表面的自然氧化膜腐蝕掉,而Si幾乎不被腐蝕。用DHF 清洗后,硅片最外端的Si幾乎都以H為終端, 故硅片呈疏水性。由于在酸性清洗液中,Si的ZETA電位為負(fù),大部分顆粒的ZETA電位為正,兩者的相互引力使顆粒很容易發(fā)生附著,因此,DHF 的清洗會(huì)使硅片表面的顆粒有所增加。
原標(biāo)題:RCA 清洗技術(shù)原理