半導體清洗的核心在于去除晶圓表面的各種污染物,并保持晶圓表面的潔凈度和電性能。具體原理包括:
物理清洗:利用機械力(如超聲波)或壓力(如噴淋)去除顆粒物。
化學清洗:通過化學反應去除有機物和金屬離子。
等離子清洗:利用等離子體中的活性粒子與污染物反應,從而去除污染物。表面改性:通過化學或物理方法改變晶圓表面的性質,以提高后續工藝的效果。
1.預清洗
去離子水(DI Water)沖洗:使用高純度的去離子水初步去除晶圓表面的顆粒和松散污染物。這一步驟是為了去除大顆粒和易于去除的雜質,為后續的深度清洗做準備。
超聲波清洗:將晶圓置于裝有去離子水的超聲波槽中,通過超聲波產生的空化效應,破壞顆粒與晶圓表面的結合力,從而去除顆粒。
化學清洗
去除有機物:
丙酮清洗:使用丙酮溶解油脂和其他有機物。氨水/過氧化氫混合液(SC-1):使用氨水和過氧化氫的混合液去除有機物。SC-1的典型配比為NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:5,溫度在20°C左右。
去除金屬離子:
硝酸清洗:使用硝酸去除金屬離子。
鹽酸/過氧化氫混合液(SC-2):使用鹽酸和過氧化氫的混合液去除金屬離子。SC-2的典型配比為HCl:H2O2:H2O = 1:1:6,溫度在80°C左右。
去除氧化物:
氫氟酸(HF):使用氫氟酸去除晶圓表面的氧化層。HF的典型配比為HF:H2O = 1:50,溫度在室溫左右。
3.終清洗
去離子水沖洗:使用去離子水沖洗晶圓,確保表面無殘留的化學物質。
臭氧水清洗:使用臭氧水(O3/H2O)進一步氧化并去除殘留的有機物和金屬離子。
旋轉甩干:在高速旋轉下,利用離心力去除晶圓表面的液體。
氮氣吹掃:使用氮氣吹掃晶圓表面,確保表面干燥,防止水痕留下。