半导体清洗的核心在于去除晶圆表面的各种污染物,并保持晶圆表面的洁净度和电性能。具体原理包括:
物理清洗:利用机械力(如超声波)或压力(如喷淋)去除颗粒物。
化学清洗:通过化学反应去除有机物和金属离子。
等离子清洗:利用等离子体中的活性粒子与污染物反应,从而去除污染物。表面改性:通过化学或物理方法改变晶圆表面的性质,以提高后续工艺的效果。
1.预清洗
去离子水(DI Water)冲洗:使用高纯度的去离子水初步去除晶圆表面的颗粒和松散污染物。这一步骤是为了去除大颗粒和易于去除的杂质,为后续的深度清洗做准备。
超声波清洗:将晶圆置于装有去离子水的超声波槽中,通过超声波产生的空化效应,破坏颗粒与晶圆表面的结合力,从而去除颗粒。
化学清洗
去除有机物:
丙酮清洗:使用丙酮溶解油脂和其他有机物。氨水/过氧化氢混合液(SC-1):使用氨水和过氧化氢的混合液去除有机物。SC-1的典型配比为NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:5,温度在20°C左右。
去除金属离子:
硝酸清洗:使用硝酸去除金属离子。
盐酸/过氧化氢混合液(SC-2):使用盐酸和过氧化氢的混合液去除金属离子。SC-2的典型配比为HCl:H2O2:H2O = 1:1:6,温度在80°C左右。
去除氧化物:
氢氟酸(HF):使用氢氟酸去除晶圆表面的氧化层。HF的典型配比为HF:H2O = 1:50,温度在室温左右。
3.终清洗
去离子水冲洗:使用去离子水冲洗晶圆,确保表面无残留的化学物质。
臭氧水清洗:使用臭氧水(O3/H2O)进一步氧化并去除残留的有机物和金属离子。
旋转甩干:在高速旋转下,利用离心力去除晶圆表面的液体。
氮气吹扫:使用氮气吹扫晶圆表面,确保表面干燥,防止水痕留下。