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硅片清洗剂的清洗工艺有哪些

hechuanche

2013/04/12

1、硅片清洗剂概述

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硅片清洗剂广泛应用于光伏，电子等行业硅片清洗；由于硅片在运输过程中会有所污染，表面洁净度不是很高，对即将进行的腐蚀与刻蚀产生很大的影响，所以首先要对硅片表面进行一系列的清洗操作。清洗的一般思路首先是去除表面的有机沾污，然后溶解氧化膜，因为氧化层是“沾污陷进”，会引起外延缺陷；再去除颗粒、金属等，同时使硅片的表面钝化。

目前多采用传统的RCA清洗方法，不仅可以去除硅片表面的金属、有机物等，还可以去除小颗粒等污染物。

2、清洗工艺
2.1RCA清洗法

RCA清洗法又称工业标准湿法清洗工艺，是由美国无线电公司(RCA)的Kem和Puotinen等人于20世纪60年代提出后，由此得名。

RCA湿法清洗由两种不同的化学溶液组成，主要洗液成分见表2.1，表2.2，表2.3。

SPM具有很高的金属氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能将有机物氧化生成二氧化碳和水。用SPM清洗硅片可以去除表面的种有机沾污和部分金属，当沾污特别严重时，难以去除干净。

DHF（HF），可以去除硅片表面的自然氧化膜，同时抑制氧化膜的形成。易去除硅表面的Al、Fe、Zn、Ni等金属，也可以去除自然氧化膜上的氢氧化物。在自然那氧化膜被腐蚀掉时，硅片几乎不被腐蚀。
　　表2.1 基础的RCA清洗剂配方

[url=http://baike.baidu.com/picview/history/41383373/0/9d82d158ccbf6c81b1086181bd3eb13533fa409f.html]

SC-1清洗液是能去除颗粒和有机物质的碱性溶液。由于过氧化氢为强氧化剂，能氧化硅片表面和颗粒。颗粒上的氧化层能提供消散机制，分裂并溶解颗粒，破坏颗粒和硅片表面之间的附着力，而脱离硅表面。过氧化氢的氧化效应也在硅片表面形成一个保护层，阻止颗粒重新粘附在硅片表面。随后将硅片放入到10%的HF溶液中浸泡2分钟，可以将硅片表面自然生成的氧化膜去除并抑制氧化膜再次形成，同时HF酸还可以将附着在氧化膜上的金属污染物溶解掉。

SC-2湿法清洗工艺用于去除硅片表面的金属。用高氧化能力和低PH值的溶液，才能去除表面的金属粘污。此时，金属被氧化成为离子并溶于酸液中，金属和有机物粘污中的电子被清洗液俘获并氧化。因此电离的金属溶于溶液中，而有机杂质被分解。这就是RCA清洗方法的机理。继续用HF在室温下清洗硅片2分钟，最后用去离子水超声清洗数次去除残留的洗液。
　　表2.2 RCA清洗剂配方

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改进的RCA清洗工艺溶液配比见表2.3。

RCA-1（H2O/NH4OH/H2O2）型洗液：硅片表面的自然氧化层（SiO2）和Si被NH4OH腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便分散于清洗液中，从而去除表面的颗粒。在NH4OH腐蚀硅表面的同时，H2O2又在氧化硅表面形成新的氧化膜。

RCA-2（H2O/HCl/H2O2）：用于除去硅片表面的Na、Fe、Mg等金属沾污，在室温下就能除去Fe和Zn。
　　表2.3 改进的RCA清洗剂配方

[url=http://baike.baidu.com/picview/history/41383373/0/0dd7912397dda1445e6521dbb3b7d0a20cf4866f.html]

2.2HF/O3清洗法

2.2.1 HF/O3槽式清洗法

因为臭氧的还原电势比硫酸、盐酸、双氧水都高，因此用臭氧超净水去除有机物及金属的方法，效率比用传统的SC、SPM、RCA等高。此外，该方法在室温下清洗，不用进行废液处理，因此比传统方法占有绝大优势。

德国ASTEC公司设计了一套基于HF/O3清洗的工艺，称为ACD。该法由清洗和干燥两部分组成，广泛用于Φ300mm硅片的清洗。清洗步骤：清洗—纯水冲洗—干燥，可同时加入纯水、HF、O3、表面活性剂，超声波清洗。

2.2.2 HF/O3单片清洗法

日本索尼公司研制的HF/O3单片旋转式清洗法，可以有效去除硅表面的有机沾污、无机沾污、金属沾污等。此设备上有三路供液系统，可同时将HF酸、溶解油臭氧的超纯水、超纯水供应到硅片中心。在此过程中，首先将HF酸、溶解油臭氧的超纯水交替供应到硅片中心，每种试剂供应约10s交替一次，接着供应纯水进行冲洗。最后用旋转干燥法对硅片进行干燥，为避免旋转干燥法给硅片表面带来水迹，可以改用氮气吹。

2.3热态洗硅成膜剂

热态洗硅成膜剂，包括A剂和B剂，A剂包含强碱性催化剂5%~35%、无机溶剂65%~95%，显色剂微量，原料总和为100%；B剂包含分析纯磷酸三钠03%~3%、分析纯联氨0.05%~2%，与两种无机溶剂，其原料总和为100%；使用时由A剂和B剂按照体积比1:10的比例混合使用，混合后溶液比重为1.008g/ml~1.031g/ml。

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云☆飘☆逸

第1楼2013/04/30

应助达人

这个不怎么涉及啊？

0

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