
介绍
半导体制造业面临的最大挑战之一是硅的表面污染。最常见的是,硅晶片被污染只是因为它们暴露在空气中,空气中含有大量的有机颗粒污染物。由于强大的静电力,这些污染物牢固地结合在硅片表面,给半导体制造业带来了许多令人头疼的问题。
为了正常工作,硅晶片必须完全没有任何污染物。然而,去除这些污染物并不是最简单的任务,因为硅片非常脆弱。因此,半导体制造企业必须坚持精心制定的清洗计划,以确保晶片表面恢复到清洁状态,同时保持最小的损坏风险。
为了最有效地清洗硅晶片,硅制造商推荐以下清洗步骤:
第一步:溶剂清洗
半导体制造商已经通过使用溶剂成功地从硅晶片表面去除了油和有机残留物。虽然溶剂确实可以去除这些污染物,但是溶剂本身也会在晶圆表面留下残留物。为此,实施双溶剂方法以确保晶片回到无污染状态。溶剂清洗方法总结如下:
准备两个浴槽,一个玻璃容器装满丙酮,另一个装满甲醇。
将丙酮容器放在加热板上,并将丙酮加热至不超过55c的温度。
一旦加热,将硅片浸泡在丙酮浴中10分钟。
丙酮浴结束后,取出硅片,放入甲醇容器中5分钟。
时间一到,将晶片从甲醇中取出,用去离子水冲洗。
用氮气吹干硅片。
步骤2:清洁RCA-1
通过混合5份去离子水和1份氢氧化铵(27%)开始准备RCA罐。
将RCA容器放在加热板上,并将溶液加热至约70c。
一旦达到该温度,将容器从热板上移开,并加入1份过氧化氢(30%)。一两分钟后,溶液会冒泡。
一旦溶液开始冒泡,浸泡硅片大约15分钟。
时间到后,将晶圆从RCA槽中取出,放入盛有去离子水的容器中,换几次水,彻底冲洗溶液。
在此过程之后,将晶片从容器中取出,放入流动的水中,以确保水面上没有残留物粘在晶片上。
第三步:浸泡在氢氟酸中
然后,半导体制造商进行最后一步,HF浸泡,从硅片表面去除二氧化硅。需要注意的是,HF是一种危险的化学物质,因此硅树脂制造商建议在这一步骤中始终佩戴防护设备,如厚手套和护目镜。HF浸渍工艺总结如下:
将480毫升水与20毫升氢氟酸混合,制成氢氟酸浸泡容器。始终使用聚丙烯烧杯而不是玻璃烧杯,因为众所周知,当HF与任何玻璃材料接触时会发生危险的反应。
溶液生成后,浸泡硅片2分钟。
时间到了,取出晶片,在流动的去离子水中冲洗。
润湿性测试通过将去离子水倒在晶片表面上来进行。如果水变成小珠子滚下来,你就知道表面是疏水的,没有氧化物。
用氮气吹干硅片。
实施硅制造商推荐的上述步骤将有助于半导体制造行业的企业克服硅片污染的挑战。
编辑:唐子红









