第一篇：前后清洗總結(jié)

前后清洗總結(jié)

前清洗【清洗制絨】

一、制絨流程

單晶：預(yù)處理——制絨（NaOH）——酸洗（HF，HCL）——熱水慢提拉——熱水烘干 多晶：制絨——漂洗——堿洗——漂洗——酸洗——漂洗——烘干

二、原理

單晶：利用堿（NaOH)、異丙醇（IPA）與睡的混合液對(duì)單晶硅片的各項(xiàng)異性腐蝕，在表面形成類似“金字塔”狀的絨面，有效增加硅片對(duì)入射太陽光的吸收，從而提高光生電流密度。多晶：由于多晶晶體排列雜亂，無法利用堿液對(duì)硅晶體的各項(xiàng)異性腐蝕進(jìn)行制絨，所以要用酸溶液對(duì)硅晶體進(jìn)行各項(xiàng)同性腐蝕。即通過硝酸與氫氟酸的混合溶液對(duì)硅片表面腐蝕進(jìn)行制絨。

三、影響制絨面質(zhì)量的關(guān)鍵因素

單晶：堿的濃度、反應(yīng)溫度、添加劑濃度、IPA濃度、NaSiO3濃度、體系流動(dòng)性、硅片表面原始狀態(tài)。

多晶：HF濃度、制絨溫度、腐蝕時(shí)間、制絨液壽命、反應(yīng)連續(xù)性、HNO3濃度、溶液流動(dòng)性、原硅片表面損傷層狀態(tài)。

四、監(jiān)控手段

單晶：減薄量、反射率、絨面尺寸、顏色一致性、擴(kuò)散后外觀 多晶：減薄量、反射率、網(wǎng)紋等級(jí)、擴(kuò)散后外觀

五、用到的化學(xué)品

單晶：NaOH、HF，HCL（酸洗）、IPA（異丙醇）

多晶：NaOH（堿洗）、HCL+HF（酸洗）、HNO3（硝酸）

六、硅片表面處理的目的

1、去除硅片表面的機(jī)械損傷層（來自硅棒切割的物理損傷）

2、清楚表面油污和金屬雜質(zhì)

3、形成起伏不平的絨面，增加對(duì)太陽光的吸收，增加PN結(jié)面積，提高短路電流（ISC),最終提高電池轉(zhuǎn)換效率。

七、預(yù)處理

目的：去除硅片表面的機(jī)械損傷層，油污等，減少白斑、白點(diǎn)的產(chǎn)生，為制絨創(chuàng)造一個(gè)良好的反應(yīng)環(huán)境。

漂洗：利用去離子水將硅片表面的殘留化學(xué)品漂洗干凈。

八、單晶堿制絨會(huì)出現(xiàn)哪些不良及相應(yīng)處理

色差：由于反應(yīng)速率不一致引起的絨面大小不一。

發(fā)白：表面清洗劑殘留阻礙反應(yīng)，而發(fā)白部分絨面極小。劃痕：切片損傷

指紋?。褐饕獮椴僮鲉栴}及所使用的手套問題。雨點(diǎn)：反應(yīng)較快，產(chǎn)生的氫氣泡不能及時(shí)排出。

九、前后清洗有哪些槽 制絨槽、堿洗槽、酸洗槽。

十、影響腐蝕量的因素

溶液溫度、反應(yīng)時(shí)間、溶液濃度。后清洗【刻蝕】

一、刻蝕目的

去除擴(kuò)散后硅片四周的N型硅，防止漏電。

二、原理：SiO2+6HF→H2[SiF6]+2H2O

在擴(kuò)散工藝中，在硅片表面形成一種含有磷元素的二氧化硅——磷硅玻璃，利用HF能夠溶解二氧化硅的特性，溶解表面的二氧化硅和磷的混合物，使得硅片表面上下絕緣，防止漏電。

三、工藝流程

上料—刻蝕—水洗—堿洗—水洗—酸洗—水洗—風(fēng)干—下料

四、刻蝕所用的化學(xué)品

硝酸（HNO3）、氫氟酸（HF）、硫酸（H2SO4）、氫氧化鈉（NaOH）

五、各槽的作用

①刻蝕槽：硝酸將硅氧化生成二氧化硅，氫氟酸與二氧化硅的反應(yīng)生成物進(jìn)入溶液，硫酸不參加反應(yīng)，增大溶液的粘度，增大溶液與PSG薄層間的張力和溶液的密度。②堿槽：中和硅片殘留的酸液，去除多孔硅。

③HF槽：去磷硅玻璃、中和硅片表面殘留的堿液。④水洗槽：洗去硅片表明殘留液。

六、去磷硅玻璃（P、P2O5、SiO2）

目的：①磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮，導(dǎo)致電流的降低和功率的衰減。②：死層的存在大大增加了發(fā)射區(qū)電子的復(fù)合，會(huì)導(dǎo)致少子壽命的降低，進(jìn)而降低了VOC和ISC。

③磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差。

七、質(zhì)量控制點(diǎn)

1、減薄量（一天測(cè)一次）a、前清洗（制絨前-制絨后）單：0.45~0.78g 多：0.36~0.42g b、后清洗（刻蝕前-刻蝕后）單：0.05~0.07g 多：0.06~0.08g

2、反射率（一天測(cè)多次）

單：10.35~11.65（一天測(cè)三次，一次拿三片）（4、5、7、8、10）多：24.5~26.5（一天測(cè)五次，一次拿五片）

3、邊阻（一次）＞1.5KΩ 正常

0.8KΩ~1.5KΩ調(diào)整

＜0.8KΩ停產(chǎn) 注：前清洗要測(cè)減薄和反射率

后清洗要測(cè)減薄和邊阻值擴(kuò)散學(xué)習(xí)報(bào)告

一、擴(kuò)散的目的：形成PN結(jié)

PN結(jié)的制造：①不是兩塊P型和N型的半導(dǎo)體接觸

②必須使一塊完整的半導(dǎo)體晶體的一部分是P型區(qū)域，一部分是N型區(qū)域

③在晶體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)P型和N型半導(dǎo)體的接觸

二、影響擴(kuò)散的因素

(1)POCl3濃度

（2）擴(kuò)散溫度

（3）擴(kuò)散時(shí)間

N型區(qū)域磷濃度和擴(kuò)散結(jié)深共同決定著方塊電阻的大小

方塊電阻：表面為正方形的半導(dǎo)體薄層在電流方向所呈現(xiàn)的電阻。

—即是反映擴(kuò)散層質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求的重要工藝指標(biāo)之一。

—標(biāo)志擴(kuò)散到半導(dǎo)體中的雜質(zhì)總量的一個(gè)重要指數(shù)。

三、擴(kuò)散的原理（三氯氧磷在600℃高溫下分解生成五氯化磷和五氧化二磷）

化學(xué)反應(yīng)：POCl3在高溫下（＞600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5)

四、擴(kuò)散的操作流程

上料→插片→進(jìn)舟→擴(kuò)散→推舟→在線測(cè)方塊電阻→卸片。

注：測(cè)試如有偏差，按工藝規(guī)定在四探針測(cè)試儀上進(jìn)行離線測(cè)試，如離線測(cè)試確認(rèn)偏差應(yīng)及時(shí)反饋技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。

五、測(cè)量方塊電阻方法：①在線測(cè)試儀器—Semilab

②離線測(cè)試儀器—四探針測(cè)試儀

如果發(fā)現(xiàn)方阻不正常的片子該怎么做？

超OOC（控制限）反饋技術(shù)調(diào)整

超OOS(規(guī)范限）反饋技術(shù)

六、擴(kuò)散的工藝

多晶UNIF—90A中心值90±5

警戒線80和100 單晶MONO—70B中心值80±5

警戒線70和90 超OOC，反饋技術(shù)調(diào)整，并跟蹤調(diào)整的結(jié)果。

超OOS，反饋技術(shù)若需換源手動(dòng)則可流入下道工序，若其他原因則返工。

七、單多晶擴(kuò)散返工挑選標(biāo)準(zhǔn)

單晶：方阻異常和嚴(yán)重?zé)?、石英舟舟印、卡齒印 多晶：方阻超范圍、擴(kuò)散不完全或燒焦。注：常用的擴(kuò)散方法有三種

我公司采用三氯氧磷（P0Cl3）液態(tài)源擴(kuò)散方式。

巡檢在擴(kuò)散過程中抽測(cè)時(shí)應(yīng)注意單晶和多晶、一二線、三四線、五六線的抽片順序。

PECVD學(xué)習(xí)報(bào)告

一、PECVD：全稱為“Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositien”即等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積。解釋：PECVD是借助微波反射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。

二、目的：

（一）鍍減反射薄膜→可以有效降低光的反射率。

（二）表面鈍化作用→增加少子壽命，進(jìn)而增加3ISC和VOC。

↓

即在表面形成一道膜，有助于在燒結(jié)中保護(hù)PN結(jié)。

三、原理：3SiH4+4HN3→Si3N4+12H2↑

沉積工藝中產(chǎn)生的H和氫離子使得晶片的氫鈍化性良好，根據(jù)改變硅烷（SiH4）對(duì)氨的比率，來得到不同的折射指標(biāo)。

四、工藝及折射率

單晶L3、L4

SN—2

2.07±0.04/0.05 多晶L1、L2、L5、L6

N6

2.23±0.04/0.05

五、PECVD異常案例分析

1、鍍膜后整舟色差片

原因：舟使用次數(shù)超過工藝規(guī)定的使用次數(shù)

措施：按工藝要求舟使用的次數(shù)或鍍膜出現(xiàn)差片時(shí)進(jìn)行清洗 巡檢：①關(guān)注舟使用次數(shù)，鍍膜后是否出現(xiàn)批量色差片

②查看舟使用記錄，填寫是否規(guī)范

③查看洗舟房《石墨舟清洗記錄表》記錄是否完善，清洗烘干時(shí)間是否按照工藝要求執(zhí)行，清洗吹干后是否進(jìn)行拆洗。

2、鍍膜出現(xiàn)整舟金黃片

原因：返工片重新鍍膜，工藝時(shí)間輸入出錯(cuò)，造成二次鍍膜。措施：由于技術(shù)員輸入返工片的鍍膜時(shí)間

巡檢：巡查時(shí)關(guān)注返工片的類型和數(shù)量，是否有批量同類返工片。是否有批量黃金片，及時(shí)反饋技術(shù)確認(rèn)原因。

六、PE需要點(diǎn)檢的項(xiàng)目

（1）返工片情況

色差

紅片

白片

白斑白點(diǎn)

過刻

臟污

花片（2）石墨舟使用情況①使用100次成出現(xiàn)批量色差片，記錄表單

②石墨舟破損→統(tǒng)計(jì)播報(bào)（3）設(shè)備維修掛牌，運(yùn)行狀況（4）測(cè)試折射率

七、PE改數(shù)據(jù)

第二篇：半導(dǎo)體化學(xué)清洗總結(jié)

化學(xué)清洗總結(jié)

1.3各洗液的清洗說明；1.3.1SC-1洗液；1.3.1.1去除顆粒；硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm；①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2；②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快；③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，；④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕；⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒

1.3

各洗液的清洗說明

1.3.1

SC-1洗液

1.3.1.1

去除顆粒

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm呈親水性)，該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。

①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫度無關(guān)。

②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關(guān)。

③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，到達(dá)某一濃度后為一定值，H202濃度越高這一值越小。

④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。

⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時(shí)降低H2O2濃度可抑制顆粒的去除率的下降。

⑥隨著清洗液溫度升高，顆粒去除率也提高在一定溫度下可達(dá)最大值。

⑦顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關(guān)為確保顆粒的去除要有一定量以上的腐蝕。

⑧超聲波清洗時(shí)由于空化現(xiàn)象只能去除≥0.4μm顆粒。兆聲清洗時(shí)由于0.8Mhz的加速度作用能去除≥0.2μm顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲清洗對(duì)晶片產(chǎn)生損傷。

⑨在清洗液中硅表面為負(fù)電位有些顆粒也為負(fù)電位，由于兩者的電的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。

1.3.1.2

去除金屬雜質(zhì)

①由于硅表面氧化和腐蝕，硅片表面的金屬雜質(zhì)，隨腐蝕層而進(jìn)入清洗液中。

②由于清洗液中存在氧化膜或清洗時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化物的自由能的絕對(duì)值大的金屬容易附著在氧化膜上。如:Al、Fe、Zn等便易附著在自然氧化膜上而Ni、Cu則不易附著。

③Fe、Zn、Ni、Cu的氫氧化物在高pH值清洗液中是不可溶的有時(shí)會(huì)附著在自然氧化膜上。

④清洗后硅表面的金屬濃度取決于清洗液中的金屬濃度。其吸附速度與清洗液中的金屬絡(luò)合離子的形態(tài)無關(guān)。

⑤清洗時(shí)，硅表面的金屬的脫附速度與吸附速度因各金屬元素的不同而不同。特別是對(duì)Al、Fe、Zn。若清洗液中這些元素濃度不是非常低的話清洗后的硅片表面的金屬濃度便不能下降。對(duì)此在選用化學(xué)試劑時(shí)按要求特別要選用金屬濃度低的超純化學(xué)試劑。

⑥清洗液溫度越高，晶片表面的金屬濃度就越高。若使用兆聲波清洗可使溫度下降有利去除金屬沾污。

⑦去除有機(jī)物

由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有機(jī)物被分解成CO2、H2O而被去除。

⑧微粗糙度Ra

晶片表面Ra與清洗液的NH4OH組成比有關(guān)，組成比例越大，其Ra變大。Ra為0.2nm的晶片在NH4OH：H202：H2O=1:1:5的SC-1清洗后Ra可增大至0.5nm。為控制晶片表面Ra有必要降低NH4OH的組成比例如0.5:1:5。

⑨COP(晶體的原生粒子缺陷)

對(duì)于CZ(直拉)硅單晶片經(jīng)反復(fù)清洗后經(jīng)測(cè)定每次清洗后硅片表面的顆?！?μm的顆粒會(huì)增加，但對(duì)外延晶片，即使反復(fù)清洗也不會(huì)使≥0.2μm的顆粒增加。

1.3.2

DHF

在DHF清洗時(shí)將用SC-1清洗時(shí)表面生成的自然氧化膜腐蝕掉，Si幾乎不被腐蝕；硅片最外層的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸性溶液中硅表面呈負(fù)電位，顆粒表面為正電位，由于兩者之間的吸引力粒子容易附著在晶片表面。

①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然氧化膜上的金屬再一次溶解到清洗液中，同時(shí)DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬。但隨自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等貴金屬(氧化還原電位比氫高)，會(huì)附著在硅表面，DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。

②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是穩(wěn)定的，即使清洗液中存在Cu等貴金屬離子也很難發(fā)生Si的電子交換，因Cu等貴金屬也不會(huì)附著在裸硅表面。但是如液中存在Cl-、Br-等陰離子，它們會(huì)附著于Si表面的終端氫鍵不完全地方，附著的Cl-、Br-陰離子會(huì)幫助Cu離子與Si電子交換，使Cu離子成為金屬Cu而附著在晶片表面。

③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0.337V)比Si的氧化還原電位(E0=-0.857V)高得多，因此Cu2+離子從硅表面的Si得到電子進(jìn)行還原，變成金屬Cu從晶片表面析出；另一方面被金屬Cu附著的Si釋放與Cu的附著相平衡的電子，自身被氧化成SiO2。

④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核。這個(gè)Cu粒子核比Si的負(fù)電性大，從Si吸引電子而帶負(fù)電位，后來Cu離子從帶負(fù)電位的Cu粒子核得到電子析出金屬Cu，Cu粒子就這樣生長(zhǎng)起來。Cu下面的斷一面供給與Cu的附著相平衡的電子一面生成Si02。

⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕成小坑，其腐蝕小坑數(shù)量與去除Cu粒子前的Cu粒子量相當(dāng)腐蝕小坑直徑為0.01～0.1cm，與Cu粒子大小也相當(dāng)，由此可知這是由結(jié)晶引起的粒子，常稱為Mip(金屬致拉子)。

1.3.3

SC-2洗液

(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中易發(fā)生，在酸性溶液中不易發(fā)生，并具有較強(qiáng)的去除晶片表面金屬的能力，但經(jīng)SC-1洗后雖能去除Cu等金屬，但晶片表面形成的自然氧化膜的附著(特別是Al)問題還未解決。

(2)硅片表面經(jīng)SC-2清洗后，表面Si大部分以O(shè)鍵為終端結(jié)構(gòu)，形成成一層自然氧化膜，呈親水性。

(3)由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蝕，因此不能達(dá)到去除粒子的效果。

如在SC-1和SC-2的前、中、后加入98%的H2SO4、30%的H2O2和HF。HF終結(jié)中可得到高純化表面，阻止離子的重新沾污。在稀HCl溶液中加氯乙酸，可極好地除去金屬沾污。表面活性劑的加入，可降低硅表面的自由能，增強(qiáng)其表面純化。它在HF中使用時(shí)，可增加疏水面的浸潤(rùn)性，以減少表面對(duì)雜質(zhì)粒子的吸附。

清洗技術(shù)的改進(jìn)

2.1

SC-1液的改進(jìn)

a.為抑制SC-1時(shí)表面Ra變大，應(yīng)降低NH4OH組成比即NH4OH:H202：H20=0.05:1:1，當(dāng)Ra=0.2nm的硅片清洗后其值不變?cè)贏PM洗后的DIW漂洗應(yīng)在低溫下進(jìn)行。

b.可使用兆聲波清洗去除超微粒子，同時(shí)可降低清洗液溫度，減少金屬附著。

c.SC-1液中添加表面活性劑、可使清洗液的表面張力從6.3dyn/cm下降到19dyn/cm。選用低表面張力的清洗液可使顆粒去除率穩(wěn)定維持較高的去除效率。使用SC-1液洗，其Ra變大，約是清洗前的2倍。用低表面張力的清洗液，其Ra變化不大(基本不變)。

d.SC-1液中加入HF，控制其pH值，可控制清洗液中金屬絡(luò)合離子的狀態(tài)抑制金屬的再附著，也可抑制Ra的增大和COP的發(fā)生。

e.SC-1加入鰲合劑可使洗液中的金屬不斷形成贅合物有利于抑制金屬的表面的附著。

2.2

有機(jī)物的去除

(1)如硅片表面附著有機(jī)物，就不能完全去除表面的自然氧化層和金屬雜質(zhì)，因此清洗時(shí)首先應(yīng)去除有機(jī)物。

(2)添加2~10ppmO3超凈水清洗對(duì)去除有機(jī)物很有效，可在室溫進(jìn)行清洗而不必進(jìn)行廢液處理，比SC-1清洗的效果更好。

2.3

DHF的改進(jìn)

2.3.1

HF+H202清洗

(1)HF

0.5%+H2O2

10%可在室溫下清洗可防止DHF清洗中的Cu等貴金屬附著。

(2)由于H202氧化作用可在硅表面形成自然氧化膜，同時(shí)又因HF的作用將自然氧化層腐蝕掉，附著在氧化膜上的金屬被溶解到清洗液中。在APM清洗時(shí)附著在晶片表面的金屬氫氧化物也可被去除。晶片表面的自然氧化膜不會(huì)再生長(zhǎng)。

(3)Al、Fe、Ni等金屬同DHF清洗一樣，不會(huì)附著在晶片表面。

(4)對(duì)n+、P+型硅表面的腐蝕速度比n、p型硅表面大得多，可導(dǎo)致表面粗糙因而不能使用于n+、p+型硅片清洗。

(5)添加強(qiáng)氧化劑H202(E。=1.776V)，比Cu2+離子優(yōu)先從5i中奪取電子，因此硅表面由于H202被氧化，Cu以Cu2+離子狀態(tài)存在于清洗液中。即使硅表面附著金屬Cu也會(huì)從氧化劑H202奪取電子呈離子化。硅表面被氧化形成一層自然氧化膜。因此Cu2+離子和5i電子交換很難發(fā)生，并越來越不易附著。

2.3.2

DHF+表面活性劑清洗

在HF

0.5%的DHF液中加入表面活性劑，其清洗效果與HF+H202清洗相同。

2.3.3

DHF+陰離子表面活性劑清洗

在DHF液中，硅表面為負(fù)電位，粒子表面為正電位，當(dāng)加入陰離子表面活性劑，可使得硅表面和粒子表面的電位為同符號(hào)，即粒子表面電位由正變?yōu)樨?fù)，與硅片表面正電位同符號(hào)，使硅片表面和粒子表面之間產(chǎn)生電的排斥力，可以防止粒子的再附著。

2.4

ACD清洗

2.4.1

AC清洗

在標(biāo)準(zhǔn)的AC清洗中，將同時(shí)使用純水、HF，03，表面活性劑與兆聲波。由于03具有非常強(qiáng)的氧化性，可以將硅片表面的有機(jī)沾污氧化為CO2和H2O，達(dá)到去除表面有機(jī)物的目的，同時(shí)可以迅速在硅片表面形成一層致密的氧化膜；HF可以有效的去除硅片表面的金屬沾污，同時(shí)將03氧化形成的氧化膜腐蝕掉，在腐蝕掉氧化膜的同時(shí)，可以將附著在氧化膜上的顆粒去除掉，兆聲波的使用將使顆粒去除的效率更高，而表面活性劑的使用，可以防止已經(jīng)清洗掉的顆粒重新吸附在硅片表面。

2.4.2

AD清洗

在AD干燥法中，同樣使用HF與03。整個(gè)工藝過程可以分為液體中反應(yīng)與氣相處理兩部分。

首先將硅片放入充滿HF/03的干燥槽中，經(jīng)過一定時(shí)間的反應(yīng)后，硅片將被慢慢地抬出液面；由于HF酸的作用，硅片表面將呈疏水性，因此，在硅片被抬出液面的同時(shí)，將自動(dòng)達(dá)到干燥的效果。

在干燥槽的上方安裝有一組03的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的03直接接觸，進(jìn)而在硅片表面形成一層致密的氧化膜。

在采用AD干燥法的同時(shí)，可以有效地去除金屬沾污。該干燥法可以配合其他清洗工藝來共同使用，干燥過程本身不會(huì)帶來顆粒沾污。

2.5酸系統(tǒng)溶液

2.5.1

SE洗液

HNO3（60%）：HF(0.025%一0.1%)，SE能使硅片表面的鐵沾污降至常規(guī)清洗工藝的十分之一，各種金屬沾污均小于1010原子/cm2，不增加微粗糙度。這種洗液對(duì)硅的腐蝕速率比對(duì)二氧化硅快10倍，且與HF含量成正比，清洗后硅片表面有1nm的自然氧化層。

2.5.2

CSE洗液

HNO3：HF：H2O2=50：（0.5~0.9）：（49.5~49.1），35℃，3~5min。用CSE清洗的硅片表面沒有自然氧化層，微粗糙度較SE清洗的降低；對(duì)硅的腐蝕速率不依賴于HF的濃度，這樣有利于工藝控制。當(dāng)HF濃度控制在0.1%時(shí)效果較好。

幾種的清洗方案

3.1

硅片襯底的常規(guī)清洗方法

①

三氯乙烯（除脂）80℃，15分鐘；

②

丙酮、甲醇20℃，依次2分鐘；

③

去離子水流洗2分鐘；

④

2號(hào)液(4∶1∶1)

90℃，10分鐘；

⑤

去離子水流洗2分鐘；

⑥

擦片(用擦片機(jī))；

⑦

去離子水沖5分鐘；

⑧

1號(hào)液(4∶1∶1)

90~95℃，10分鐘；

⑨

去離子水流洗5分鐘；

⑩

稀鹽酸(50∶1)，2.5分鐘；

去離子水流洗5分鐘；

甩干(硅片)。

該方案的清洗步驟為:先去油，接著去除雜質(zhì)，其中10步用于進(jìn)一步去除殘余的雜質(zhì)(主要是堿金屬離子)。

3.2

DZ-1、DZ-2清洗半導(dǎo)體襯底的方法

①

去離子水沖洗；

②

DZ-1

(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘；

③

去離子水沖洗(5分鐘)；

④

DZ-2

(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘；

⑤

去離子水沖洗(5分鐘)；

⑥

甩干或氮?dú)獯蹈伞?/p>

該方案中用電子清洗劑代替方案一中的酸堿及雙氧水等化學(xué)試劑，清洗效果大致與方案一相當(dāng)。

3.3

硅拋光片的一般清洗方法

①

無鈉清洗劑加熱煮三次；

②

熱去離子水沖洗；

③

3號(hào)液；

④

熱去離子水沖洗；

⑤

去離子水沖洗；

⑥

稀氫氟酸漂洗；

⑦

去離子水沖洗；

⑧

1號(hào)液；

⑨

去離子水沖洗；

⑩

甩干。

對(duì)于用不同的拋光方式(有蠟或無蠟)得到的拋光片，其被各種類型的污染雜質(zhì)沾污的情況各不相同，清洗的側(cè)重點(diǎn)也就各不相同，因此上述各清洗步驟的采用與否及清洗次數(shù)的多少也就各不相同。

3.4某一化學(xué)清洗流程

以下所有試劑配比均為體積比。所用有機(jī)試劑均是分析級(jí)試劑。部分試劑的濃度如下:w(H2O2)≥20%；w(HF)≥40%；w(H2SO4):95~98%.①

除脂

三氯乙烯溶液中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3

min；異丙醇中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3

min；去離子水漂洗3次；高純氮?dú)獯蹈桑?/p>

②

氧化

在新配的H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3

min；在70℃溫水中漂洗3

min(避免Si表面因驟冷出現(xiàn)裂紋)；去離子水中漂洗2次，每次3

min；

③

刻蝕

HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蝕3

min；C2H5OH中漂洗3次，每次3

min；高純氮?dú)獯蹈伞?/p>

化學(xué)清洗后，把樣品快速傳入真空系統(tǒng)，這是因?yàn)镠鈍化的硅表面在空氣中只能維持幾分鐘內(nèi)不被重新氧化。若清洗后的Si片不能及時(shí)進(jìn)入超高真空系統(tǒng)，可將清洗后的Si片放入無水C2H5OH中，這既可以延緩表面被氧化的速度，又可以避免清洗后的表面被空氣中的雜質(zhì)所污染。

傳統(tǒng)的RCA清洗法

1.1

主要清洗液

1.1.1

SPM（三號(hào)液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）

在120～150℃清洗

10min左右，SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機(jī)物氧化生成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬，但是當(dāng)有機(jī)物沾污特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使有機(jī)物碳化而難以去除。經(jīng)SPM清洗后，硅片表面會(huì)殘留有硫化物，這些硫化物很難用去粒子水沖洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物轉(zhuǎn)化為氟化物而有效地沖洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性強(qiáng)，可用臭氧來取代H2O2(H2SO4/O3/H2O稱為SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反應(yīng)溫度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1

1.1.2

DHF（HF(H2O2)∶H2O）

在20～25℃清洗30s

腐蝕表面氧化層，去除金屬沾污，DHF清洗可去除表面氧化層，使其上附著的金屬連同氧化層一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，F(xiàn)e，Zn，Ni等金屬，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。

1.1.3

APM(SC-1)（一號(hào)液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）

在65～80℃清洗約10min

主要去除粒子、部分有機(jī)物及部分金屬。由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(Si02)，呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH4OH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。此溶液會(huì)增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金屬會(huì)以離子性和非離子性的金屬氫氧化物的形式附著在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附著。體積比為(1

∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH

(27

%)、H2O2(30%)和H2O組成的熱溶液。稀釋化學(xué)試劑中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超聲清洗，可在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相當(dāng)或更好的清洗效果。

SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O為1∶104)處理，在去除金屬雜質(zhì)和顆粒上可收到良好的效果，也可以用稀釋的HF溶液短時(shí)間浸漬，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液濃度1/10的稀釋溶液清洗，以避免表面粗糙，降低產(chǎn)品成本，以及減少對(duì)環(huán)境的影響。

1.1.4

HPM(SC-2)（二號(hào)液）（HCl∶H2O2∶H2O）

在65～85℃清洗約10min用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。H2O2會(huì)使硅片表面氧化，但是HCl不會(huì)腐蝕硅片表面，所以不會(huì)使硅片表面

37硅片的化學(xué)清洗總結(jié)的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸；①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然；②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是；③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0；④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核；⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕；1.3.3SC-2洗液；(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸性溶液中硅表面呈負(fù)電位，顆粒表面為正電位，由于兩者之間的吸引力粒子容易附著在晶片表面。

①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然氧化膜上的金屬再一次溶解到清洗液中，同時(shí)DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬。但隨自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等貴金屬(氧化還原電位比氫高)，會(huì)附著在硅表面，DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。

②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是穩(wěn)定的，即使清洗液中存在Cu等貴金屬離子也很難發(fā)生Si的電子交換，因Cu等貴金屬也不會(huì)附著在裸硅表面。但是如液中存在Cl-、Br-等陰離子，它們會(huì)附著于Si表面的終端氫鍵不完全地方，附著的Cl-、Br-陰離子會(huì)幫助Cu離子與Si電子交換，使Cu離子成為金屬Cu而附著在晶片表面。

③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0.337V)比Si的氧化還原電位(E0=-0.857V)高得多，因此Cu2+離子從硅表面的Si得到電子進(jìn)行還原，變成金屬Cu從晶片表面析出；另一方面被金屬Cu附著的Si釋放與Cu的附著相平衡的電子，自身被氧化成SiO2。

④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核。這個(gè)Cu粒子核比Si的負(fù)電性大，從Si吸引電子而帶負(fù)電位，后來Cu離子從帶負(fù)電位的Cu粒子核得到電子析出金屬Cu，Cu粒子就這樣生長(zhǎng)起來。Cu下面的斷一面供給與Cu的附著相平衡的電子一面生成Si02。

⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕成小坑，其腐蝕小坑數(shù)量與去除Cu粒子前的Cu粒子量相當(dāng)腐蝕小坑直徑為0.01～0.1cm，與Cu粒子大小也相當(dāng)，由此可知這是由結(jié)晶引起的粒子，常稱為Mip(金屬致拉子)。

1.3.3

SC-2洗液

(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中易發(fā)生，在酸性溶液中不易發(fā)生，并具有較強(qiáng)的去除晶片表面金屬的能力，但經(jīng)SC-1洗后雖能去除Cu等金屬，但晶片表面形成的自然氧化膜的附著(特別是Al)問題還未解決。

(2)硅片表面經(jīng)SC-2清洗后，表面Si大部分以O(shè)鍵為終端結(jié)構(gòu)，形成成一層自然氧化膜，呈親水性。

(3)由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蝕，因此不能達(dá)到去除粒子的效果。

如在SC-1和SC-2的前、中、后加入98%的H2SO4、30%的H2O2和HF。HF終結(jié)中可得到高純化表面，阻止離子的重新沾污。在稀HCl溶液中加氯乙酸，可極好地除去金屬沾污。表面活性劑的加入，可降低硅表面的自由能，增強(qiáng)其表面純化。它在HF中使用時(shí)，可增加疏水面的浸潤(rùn)性，以減少表面對(duì)雜質(zhì)粒子的吸附。

清洗技術(shù)的改進(jìn)

2.1

SC-1液的改進(jìn)

a.為抑制SC-1時(shí)表面Ra變大，應(yīng)降低NH4OH組成比即NH4OH:H202：H20=0.05:1:1，當(dāng)Ra=0.2nm的硅片清洗后其值不變?cè)贏PM洗后的DIW漂洗應(yīng)在低溫下進(jìn)行。

b.可使用兆聲波清洗去除超微粒子，同時(shí)可降低清洗液溫度，減少金屬附著。

c.SC-1液中添加表面活性劑、可使清洗液的表面張力從6.3dyn/cm下降到19dyn/cm。選用低表面張力的清洗液可使顆粒去除率穩(wěn)定維持較高的去除效率。使用SC-1液洗，其Ra變大，約是清洗前的2倍。用低表面張力的清洗液，其Ra變化不大(基本不變)。

d.SC-1液中加入HF，控制其pH值，可控制清洗液中金屬絡(luò)合離子的狀態(tài)抑制金屬的再附著，也可抑制Ra的增大和COP的發(fā)生。

e.SC-1加入鰲合劑可使洗液中的金屬不斷形成贅合物有利于抑制金屬的表面的附著。

2.2

有機(jī)物的去除

(1)如硅片表面附著有機(jī)物，就不能完全去除表面的自然氧化層和金屬雜質(zhì)，因此清洗時(shí)首先應(yīng)去除有機(jī)物。

(2)添加2~10ppmO3超凈水清洗對(duì)去除有機(jī)物很有效，可在室溫進(jìn)行清洗而不必進(jìn)行廢液處理，比SC-1清洗的效果更好。

2.3

DHF的改進(jìn)

2.3.1

HF+H202清洗

(1)HF

0.5%+H2O2

10%可在室溫下清洗可防止DHF清洗中的Cu等貴金屬附著。

(2)由于H202氧化作用可在硅表面形成自然氧化膜，同時(shí)又因HF的作用將自然氧化層腐蝕掉，附著在氧化膜上的金屬被溶解到清洗液中。在APM清洗時(shí)附著在晶片表面的金屬氫氧化物也可被去除。晶片表面的自然氧化膜不會(huì)再生長(zhǎng)。

(3)Al、Fe、Ni等金屬同DHF清洗一樣，不會(huì)附著在晶片表面。

(4)對(duì)n+、P+型硅表面的腐蝕速度比n、p型硅表面大得多，可導(dǎo)致表面粗糙因而不能使用于n+、p+型硅片清洗。

(5)添加強(qiáng)氧化劑H202(E。=1.776V)，比Cu2+離子優(yōu)先從5i中奪取電子，因此硅表面由于H202被氧化，Cu以Cu2+離子狀態(tài)存在于清洗液中。即使硅表面附著金屬Cu也會(huì)從氧化劑H202奪取電子呈離子化。硅表面被氧化形成一層自然氧化膜。因此Cu2+離子和5i電子交換很難發(fā)生，并越來越不易附著。

2.3.2

DHF+表面活性劑清洗

在HF

0.5%的DHF液中加入表面活性劑，其清洗效果與HF+H202清洗相同。

2.3.3

DHF+陰離子表面活性劑清洗

在DHF液中，硅表面為負(fù)電位，粒子表面為正電位，當(dāng)加入陰離子表面活性劑，可使得硅表面和粒子表面的電位為同符號(hào)，即粒子表面電位由正變?yōu)樨?fù)，與硅片表面正電位同符號(hào)，使硅片表面和粒子表面之間產(chǎn)生電的排斥力，可以防止粒子的再附著。

2.4

ACD清洗

2.4.1

AC清洗

在標(biāo)準(zhǔn)的AC清洗中，將同時(shí)使用純水、HF，03，表面活性劑與兆聲波。由于03具有非常強(qiáng)的氧化性，可以將硅片表面的有機(jī)沾污氧化為CO2和H2O，達(dá)到去除表面有機(jī)物的目的，同時(shí)可以迅速在硅片表面形成一層致密的氧化膜；HF可以有效的去除硅片表面的金屬沾污，同時(shí)將03氧化形成的氧化膜腐蝕掉，在腐蝕掉氧化膜的同時(shí)，可以將附著在氧化膜上的顆粒去除掉，兆聲波的使用將使顆粒去除的效率更高，而表面活性劑的使用，可以防止已經(jīng)清洗掉的顆粒重新吸附在硅片表面。

2.4.2

AD清洗

在AD干燥法中，同樣使用HF與03。整個(gè)工藝過程可以分為液體中反應(yīng)與氣相處理兩部分。

首先將硅片放入充滿HF/03的干燥槽中，經(jīng)過一定時(shí)間的反應(yīng)后，硅片將被慢慢地抬出液面；由于HF酸的作用，硅片表面將呈疏水性，因此，在硅片被抬出液面的同時(shí)，將自動(dòng)達(dá)到干燥的效果。

在干燥槽的上方安裝有一組03的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的03直接接觸，進(jìn)而在硅片表面形成一層致密的氧化膜。

在采用AD干燥法的同時(shí)，可以有效地去除金屬沾污。該干燥法可以配合其他清洗工藝來共同使用，干燥過程本身不會(huì)帶來顆粒沾污。

2.5酸系統(tǒng)溶液

2.5.1

SE洗液

HNO3（60%）：HF(0.025%一0.1%)，SE能使硅片表面的鐵沾污降至常規(guī)清洗工藝的十分之一，各種金屬沾污均小于1010原子/cm2，不增加微粗糙度。這種洗液對(duì)硅的腐蝕速率比對(duì)二氧化硅快10倍，且與HF含量成正比，清洗后硅片表面有1nm的自然氧化層。

2.5.2

CSE洗液

HNO3：HF：H2O2=50：（0.5~0.9）：（49.5~49.1），35℃，3~5min。用CSE清洗的硅片表面沒有自然氧化層，微粗糙度較SE清洗的降低；對(duì)硅的腐蝕速率不依賴于HF的濃度，這樣有利于工藝控制。當(dāng)HF濃度控制在0.1%時(shí)效果較好。

幾種的清洗方案

3.1

硅片襯底的常規(guī)清洗方法

①

三氯乙烯（除脂）80℃，15分鐘；

②

丙酮、甲醇20℃，依次2分鐘；

③

去離子水流洗2分鐘；

④

2號(hào)液(4∶1∶1)

90℃，10分鐘；

⑤

去離子水流洗2分鐘；

⑥

擦片(用擦片機(jī))；

⑦

去離子水沖5分鐘；

⑧

1號(hào)液(4∶1∶1)

90~95℃，10分鐘；

⑨

去離子水流洗5分鐘；

⑩

稀鹽酸(50∶1)，2.5分鐘；

去離子水流洗5分鐘；

甩干(硅片)。

該方案的清洗步驟為:先去油，接著去除雜質(zhì)，其中10步用于進(jìn)一步去除殘余的雜質(zhì)(主要是堿金屬離子)。

3.2

DZ-1、DZ-2清洗半導(dǎo)體襯底的方法

①

去離子水沖洗；

②

DZ-1

(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘；

③

去離子水沖洗(5分鐘)；

④

DZ-2

(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘；

⑤

去離子水沖洗(5分鐘)；

⑥

甩干或氮?dú)獯蹈伞?/p>

該方案中用電子清洗劑代替方案一中的酸堿及雙氧水等化學(xué)試劑，清洗效果大致與方案一相當(dāng)。

3.3

硅拋光片的一般清洗方法

①

無鈉清洗劑加熱煮三次；

②

熱去離子水沖洗；

③

3號(hào)液；

④

熱去離子水沖洗；

⑤

去離子水沖洗；

⑥

稀氫氟酸漂洗；

⑦

去離子水沖洗；

⑧

1號(hào)液；

⑨

去離子水沖洗；

⑩

甩干。

對(duì)于用不同的拋光方式(有蠟或無蠟)得到的拋光片，其被各種類型的污染雜質(zhì)沾污的情況各不相同，清洗的側(cè)重點(diǎn)也就各不相同，因此上述各清洗步驟的采用與否及清洗次數(shù)的多少也就各不相同。

3.4某一化學(xué)清洗流程

以下所有試劑配比均為體積比。所用有機(jī)試劑均是分析級(jí)試劑。部分試劑的濃度如下:w(H2O2)≥20%；w(HF)≥40%；w(H2SO4):95~98%.①

除脂

三氯乙烯溶液中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3

min；異丙醇中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3

min；去離子水漂洗3次；高純氮?dú)獯蹈桑?/p>

②

氧化

在新配的H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3

min；在70℃溫水中漂洗3

min(避免Si表面因驟冷出現(xiàn)裂紋)；去離子水中漂洗2次，每次3

min；

③

刻蝕

HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蝕3

min；C2H5OH中漂洗3次，每次3

min；高純氮?dú)獯蹈伞?/p>

化學(xué)清洗后，把樣品快速傳入真空系統(tǒng)，這是因?yàn)镠鈍化的硅表面在空氣中只能維持幾分鐘內(nèi)不被重新氧化。若清洗后的Si片不能及時(shí)進(jìn)入超高真空系統(tǒng)，可將清洗后的Si片放入無水C2H5OH中，這既可以延緩表面被氧化的速度，又可以避免清洗后的表面被空氣中的雜質(zhì)所污染。

傳統(tǒng)的RCA清洗法

1.1

主要清洗液

1.1.1

SPM（三號(hào)液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）

在120～150℃清洗

10min左右，SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機(jī)物氧化生成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬，但是當(dāng)有機(jī)物沾污特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使有機(jī)物碳化而難以去除。經(jīng)SPM清洗后，硅片表面會(huì)殘留有硫化物，這些硫化物很難用去粒子水沖洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物轉(zhuǎn)化為氟化物而有效地沖洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性強(qiáng)，可用臭氧來取代H2O2(H2SO4/O3/H2O稱為SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反應(yīng)溫度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1

1.1.2

DHF（HF(H2O2)∶H2O）

在20～25℃清洗30s

腐蝕表面氧化層，去除金屬沾污，DHF清洗可去除表面氧化層，使其上附著的金屬連同氧化層一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，F(xiàn)e，Zn，Ni等金屬，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。

1.1.3

APM(SC-1)（一號(hào)液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）

在65～80℃清洗約10min

主要去除粒子、部分有機(jī)物及部分金屬。由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(Si02)，呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH4OH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。此溶液會(huì)增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金屬會(huì)以離子性和非離子性的金屬氫氧化物的形式附著在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附著。體積比為(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH

(27

%)、H2O2(30%)和H2O組成的熱溶液。稀釋化學(xué)試劑中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超聲清洗，可在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相當(dāng)或更好的清洗效果。

SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O為1∶104)處理，在去除金屬雜質(zhì)和顆粒上可收到良好的效果，也可以用稀釋的HF溶液短時(shí)間浸漬，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液濃度1/10的稀釋溶液清洗，以避免表面粗糙，降低產(chǎn)品成本，以及減少對(duì)環(huán)境的影響。

1.1.4

HPM(SC-2)（二號(hào)液）（HCl∶H2O2∶H2O）

在65～85℃清洗約10min用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。H2O2會(huì)使硅片表面氧化，但是HCl不會(huì)腐蝕硅片表面，所以不會(huì)使硅片表面的微粗糙度發(fā)生變化。(1∶1∶6)~

(2∶1∶8)的H2O2(30%)、HCl(37%)和水組成的熱混合溶液。對(duì)含有可見殘?jiān)膰?yán)重沾污的晶片，可用熱H2SO4-H2O(2∶1)混合物進(jìn)行預(yù)清洗。

1.2

傳統(tǒng)的RCA清洗流程

1.3

各洗液的清洗說明

1.3.1

SC-1洗液

1.3.1.1

去除顆粒

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm呈親水性)，該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。

①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫度無關(guān)。

②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關(guān)。

③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，到達(dá)某一濃度后為一定值，H202濃度越高這一值越小。

④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。

⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時(shí)降低H2O2濃度可抑制顆粒的去除率的下降。

⑥隨著清洗液溫度升高，顆粒去除率也提高在一定溫度下可達(dá)最大值。

⑦顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關(guān)為確保顆粒的去除要有一定量以上的腐蝕。

⑧超聲波清洗時(shí)由于空化現(xiàn)象只能去除≥0.4μm顆粒。兆聲清洗時(shí)由于0.8Mhz的加速度作用能去除≥0.2μm顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲清洗對(duì)晶片產(chǎn)生損傷。

⑨在清洗液中硅表面為負(fù)電位有些顆粒也為負(fù)電位，由于兩者的電的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。

1.3.1.2

去除金屬雜質(zhì)

①由于硅表面氧化和腐蝕，硅片表面的金屬雜質(zhì)，隨腐蝕層而進(jìn)入清洗液中。

②由于清洗液中存在氧化膜或清洗時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化物的自由能的絕對(duì)值大的金屬容易附著在氧化膜上。如:Al、Fe、Zn等便易附著在自然氧化膜上而Ni、Cu則不易附著。

③Fe、Zn、Ni、Cu的氫氧化物在高pH值清洗液中是不可溶的有時(shí)會(huì)附著在自然氧化膜上。

④清洗后硅表面的金屬濃度取決于清洗液中的金屬濃度。其吸附速度與清洗液中的金屬絡(luò)合離子的形態(tài)無關(guān)。

⑤清洗時(shí)，硅表面的金屬的脫附速度與吸附速度因各金屬元素的不同而不同。特別是對(duì)Al、Fe、Zn。若清洗液中這些元素濃度不是非常低的話清洗后的硅片表面的金屬濃度便不能下降。對(duì)此在選用化學(xué)試劑時(shí)按要求特別要選用金屬濃度低的超純化學(xué)試劑。

⑥清洗液溫度越高，晶片表面的金屬濃度就越高。若使用兆聲波清洗可使溫度下降有利去除金屬沾污。

⑦去除有機(jī)物

由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有機(jī)物被分解成CO2、H2O而被去除。

⑧微粗糙度Ra

晶片表面Ra與清洗液的NH4OH組成比有關(guān)，組成比例越大，其Ra變大。Ra為0.2nm的晶片在NH4OH：H202：H2O=1:1:5的SC-1清洗后Ra可增大至0.5nm。為控制晶片表面Ra有必要降低NH4OH的組成比例如0.5:1:5。

第三篇：二硫磺清洗總結(jié)

二硫磺裝置FeS鈍化清洗

工作總結(jié)

淄博吉泰工貿(mào)有限公司 二○一○年三月

二硫磺裝置FeS鈍化清洗工作總結(jié)

一、煉油裝置進(jìn)行FeS 鈍化清洗的目的

煉油廠在煉制含硫原油時(shí)，常減壓蒸餾裝置、催化裂化裝置、重油加工裝置、加氫裝置、氣體分離、脫硫等裝置會(huì)產(chǎn)生大量的FeS，F(xiàn)eS吸附在煉油廠的設(shè)備和管道上，裝置正常操作時(shí)不會(huì)帶來大的問題，但在停工打開設(shè)備時(shí)，F(xiàn)eS與空氣中的氧接觸能發(fā)生強(qiáng)氧化還原反應(yīng)并放出大量的熱,熱量積累后引發(fā)自燃，造成火災(zāi)和爆炸事故，大多數(shù)煉油廠都有過地表設(shè)備或內(nèi)部設(shè)備發(fā)生FeS 自燃的經(jīng)歷。在含有殘留油氣和空氣的條件下,塔、管線、儲(chǔ)罐和換熱器的內(nèi)部發(fā)生自燃或爆炸事故的后果是極具破壞性的。此外,設(shè)備與管道內(nèi)的H2S 很容易對(duì)檢修人員造成人身傷害和環(huán)境污染,因此,需要在檢修前對(duì)設(shè)備與管道進(jìn)行FeS的鈍化清洗，防止設(shè)備在打開人孔時(shí)自燃，消除H2S、RSH等異味；清除FeS、H2S，達(dá)到進(jìn)人條件。

2010年3月6日，按廠部要求，淄博吉泰工貿(mào)有限公司對(duì)二硫磺裝置的急冷塔C201、吸收塔C202、再生塔C203, D101A酸氣罐、D202酸氣罐以及以上設(shè)備的附帶設(shè)備等進(jìn)行FeS鈍化清洗。

二、藥劑及使用方法

l、JT-1型多功能FeS鈍化劑：由淄博吉泰工貿(mào)有限公司生產(chǎn)，該劑可高效快速地除去設(shè)備上的FeS、Fe203等無機(jī)垢，同時(shí)吸收設(shè)備內(nèi)的H2S、RSH，消除異味，清洗殘液對(duì)環(huán)保無不利影響。

其主要物化指標(biāo)為： 項(xiàng) 目 密度/g.cm-3，20℃

外觀

技術(shù)指標(biāo) ≥1.05 淺黃色

試驗(yàn)方法 GB/T 1884 目測(cè)

配量：BY-1—1多功能FeS鈍化劑與水按1～10比例配制使用。

2、藥劑用量：急冷塔C201系統(tǒng)計(jì)劃用劑3噸，吸收塔C202、再生塔C203系統(tǒng)計(jì)劃用劑5噸, D101A酸氣罐計(jì)劃用劑1噸，合計(jì)約9噸。

三、FeS鈍化清洗方案

準(zhǔn)備工作

停工過程中，對(duì)設(shè)備須進(jìn)行退胺液、水洗及高溫蒸汽吹掃，除去內(nèi)部集結(jié)的油垢、污垢；

清洗方案確定后，在交付淄博吉泰工貿(mào)公司前按清洗方案所確定的流程改通，各設(shè)備內(nèi)提前注入一定的水量，注意設(shè)備內(nèi)的注水量一定要控制在安全線以下，防止水溢流或竄入其它部位。

多年未進(jìn)行清洗的設(shè)備，車間在停工過程中應(yīng)徹底吹掃、水洗、蒸汽汽提干凈，除去內(nèi)部集結(jié)的殘留物等，保證下一步清洗工作的順利進(jìn)行；

凡清洗設(shè)備富含脫硫胺液MDEA的，要將設(shè)備內(nèi)殘存的胺液徹底放空排盡，并按停工程序徹底吹掃、水洗、蒸汽汽提干凈；

對(duì)內(nèi)部積累的硫化物可能較多的設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)一定要有安全監(jiān)護(hù)人員和措施，否則不準(zhǔn)施工。

注水及添加藥劑流程需要取得車間及有關(guān)部門的同意方可進(jìn)行操作； 清洗過程中請(qǐng)車間派1～2名工藝或當(dāng)班人員給予協(xié)助。保證清洗過程中水、電、汽的正常供給；

設(shè)備清洗前、中、后，確認(rèn)與設(shè)清洗備相連部位隔離情況： 注劑及鈍化清洗方案

（一）二硫磺胺液吸收塔C202與再生塔203系統(tǒng)（含D202）

1.配管

拆塔C203底放空線（DN80）閥門下法蘭，接臨時(shí)接線至注劑泵和藥劑槽；

2.加水

清洗前請(qǐng)車間將清洗設(shè)備與不參與清洗的設(shè)備隔離，將新鮮水通過回流泵P204注入C203，保證C203底部液位達(dá)80%。水循環(huán)時(shí)如水量不足需及時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)水；

3.加劑流程

從臨時(shí)接線處注劑進(jìn)入C203系統(tǒng)，用劑4.4噸；

D202罐及P204A、B出口線采用浸泡方式，從D202罐底放空閥處注劑注水，用劑0.6噸。

4.清洗循環(huán)流程

塔C203底注劑完成后，由二硫磺車間按生產(chǎn)流程進(jìn)行循環(huán)清洗。

5.排放流程 從C203底部放空處、臨時(shí)施工三通跨線處放空；

（二）二硫磺急冷塔C201 1．配管

拆P201/B泵入口線上DN40彎頭連接管，接臨時(shí)泵;2．加水流程

清洗前請(qǐng)車間將該系統(tǒng)隔離，由P-201入口新鮮水線向C201注水至80%液位。建立水循環(huán)，如水量不足需向C201內(nèi)補(bǔ)水；

3.加劑流程

從臨時(shí)接線處注劑進(jìn)入C201底； 4.清洗循環(huán)流程

P201入口→P201出口→A204/1、2、3→E201→ C201頂→C201底，→P201入口,進(jìn)行循環(huán)；

5.排放流程

從C201底部放空處放空。

（三）二硫磺D101罐

配管

接帶三通的15米臨時(shí)管線至D101頂部放空線(DN40)； 接消防水向罐D(zhuǎn)101內(nèi)注水、藥劑，浸泡； 四.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

鈍化液循環(huán)或浸泡6～8小時(shí)后，鈍化液循環(huán)結(jié)束，鈍化工作結(jié)束，停泵。報(bào)安環(huán)部，由安環(huán)部安排采樣檢測(cè)清洗液的COD、氨氮、硫化物等指標(biāo)，符合要求方可排放。五.質(zhì)量要求

化學(xué)處理完畢，設(shè)備在檢修過程中不發(fā)生FeS鈍的自燃問題；清洗后設(shè)備達(dá)到進(jìn)人條件。六.清洗

2010年3月6日10：00至7日6：00，二硫磺裝置陸續(xù)將D-101，C-201系統(tǒng)，C-202、C-203系統(tǒng)等交付鈍化，施工人員按預(yù)定計(jì)劃分別對(duì)交付的設(shè)備進(jìn)行管線連接，然后分別按清洗方案進(jìn)行清洗鈍化，各塔器、罐、管線、冷換設(shè)備清洗鈍化完畢后，車間采樣送環(huán)保檢測(cè)分析COD、硫化物，氨氮，符合排放要求。8日人孔打開后進(jìn)行檢查，清洗效果良好，塔及容器內(nèi)的FeS鈍化的比較徹底，H2S、小分子RSH等吸附較好，部分清洗部位系統(tǒng)檢查照片如下：

二硫磺的照片都用

七.結(jié)語

1、本次檢修由淄博吉泰工貿(mào)有限公司對(duì)二硫磺裝置的急冷塔C201、吸收塔C202、再生塔C203, D101A酸氣罐、D202酸氣罐以及以上設(shè)備的附帶設(shè)備等進(jìn)行FeS鈍化清洗。期間得到了車間、廠設(shè)備部、安環(huán)部、生產(chǎn)技術(shù)部等單位的大力支持褐幫助，使我們圓滿完成了鈍化工作，在此表示衷心的謝意。

2、二硫磺裝置所有清洗鈍化部位的人孔打開后，會(huì)同車間有關(guān)人員對(duì)清洗 情況進(jìn)行了檢查，塔壁、人孔壁、容器等部位清洗的都比較干凈，塔內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有積存油泥，未出現(xiàn)著火情況，達(dá)到了FeS鈍化清洗的目的。

第四篇：清洗方案總結(jié)

2.3

自潔工藝方案 通過研發(fā)和技術(shù)投入，生產(chǎn)能夠自我清潔的光伏組件或配套系統(tǒng)。例如：可以利用靜電除去塵埃，將其“吹到”電池板的邊緣。能在兩分鐘的循環(huán)里除去90%的塵埃，除塵效果明顯。此種方案效果明顯，后期運(yùn)營維護(hù)方便。但成本高，不適合大規(guī)模利用。自潔方案目前大多用于太空，后續(xù)隨著成本的降低亦可用于地面光伏電站。3無管道水洗方案詳解 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際參與、進(jìn)度控制和用量統(tǒng)計(jì)，得出光伏組件無管道水洗的一系列改進(jìn)方案和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。3.1工具、設(shè)備配置 圖3-1光伏組件清洗專用車圖3-2光伏組件清洗專用四通轉(zhuǎn)換頭 3.1.1主要設(shè)備 主要設(shè)備有：專用改裝水車（帶水箱、增壓裝置等），容量10m3左右，具體如圖3-1所示。3.1.2輔助工具 四通轉(zhuǎn)換接頭：簡(jiǎn)易原理如圖3-2所示。其中，中間出水管的截面積為周邊兩個(gè)出水管的1/2~1/3。輸水管道：4~6分管，抗壓，戶外使用；根據(jù)光伏陣列的長(zhǎng)度選擇軟管的長(zhǎng)度，中間長(zhǎng)度為陣列長(zhǎng)度的1/3，兩邊的軟管長(zhǎng)度為陣列長(zhǎng)度的1/2，這樣能保證整個(gè)陣列都可以一次性清洗到位，并且三處同步進(jìn)行，提高工作效率；然而，邊緣兩個(gè)軟管的長(zhǎng)度比中間長(zhǎng)，出水量會(huì)相對(duì)變慢，為保證出水量大致相同，才使得四通轉(zhuǎn)換接頭中間出水管徑比周邊的小?？烧{(diào)噴嘴：清洗人員可以根據(jù)組件表面程度，控制出水量，保證正常清洗的前提下，更好的節(jié)約水資源；噴嘴多采用扇形出水方式。長(zhǎng)柄長(zhǎng)度可調(diào)型雨刮：屬清洗玻璃專用工具，具體見圖3-3。雨衣、雨褲、雨靴和膠皮手套一套，用做防水，特別在冬天清洗組件時(shí)尤為需要。3.2人員配置 水洗人員3人，擦拭人員3人，駕駛員1人，共7人。其中，擦拭人員工作量比較大，易疲勞，須定期和水洗人員交換作業(yè)；擦拭人員還負(fù)責(zé)指揮清洗車的移動(dòng)和停止以及水管的排布，3人中可選一位做現(xiàn)場(chǎng)指揮，提高工作效率。圖3-3清洗人員配套裝備——長(zhǎng)柄長(zhǎng)度可調(diào)型雨刮 3.3

清洗方法與流程 選用扇形噴嘴，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)光伏組件表面狀況，調(diào)節(jié)水壓至易清洗掉污垢即可，一般6kg的壓力較為適宜。注意對(duì)鳥糞及未清理徹底的EVA殘留物的清洗。因?yàn)?，它們的存在?huì)引起“

熱斑效應(yīng)”。清洗時(shí)，可以在水沖狀態(tài)下用雨刮用力擦拭即可清除。冬季清洗時(shí)間設(shè)定在每日上午9:00陽光充足時(shí)，根據(jù)室外溫度確定清洗結(jié)束時(shí)間，防止氣溫過低而結(jié)冰，造成污垢堆積。清潔時(shí)，注意不要踩在面板上，不要用金屬等堅(jiān)硬物刮蹭難以除掉的污垢，勿在面板很熱的時(shí)候?qū)⒗渌畤娫谏厦?。如果表面有油污等難以清理之處，采用上述方式清洗后，再配合清洗液或者工業(yè)酒精對(duì)局部進(jìn)行擦拭，達(dá)到清洗效果。3.3.1固定式光伏組件的清洗 由于固定式組件的朝向和傾角統(tǒng)一，便于大規(guī)模清洗。具體如圖3-4所示。圖3-4(a)固定式光伏組件清洗 圖3-4(b)固定式光伏組件清洗 圖3-4固定式光伏組件清洗 圖3-5平單軸跟蹤式光伏組件清洗 3.3.2跟蹤式光伏組件的清洗 跟蹤式的清洗和固定式大同小異，只是在清洗之前要進(jìn)行傾角的調(diào)整，使之處于最易清洗的朝向和角度。平單軸跟蹤系統(tǒng)和聯(lián)動(dòng)平單軸跟蹤系統(tǒng)由于陣列較短，需要前后穿插進(jìn)行清洗；后方的清洗人員需注意與前方的清洗人員錯(cuò)位，以免將水濺至對(duì)方。雙軸跟蹤較高，需要采用大一管徑的水管進(jìn)行集中、強(qiáng)力沖洗。人員配置：駕駛員1人，沖洗人員1人，管道扶正等輔助人員1人，共3人；具體如圖3-5和圖3-6所示。必要時(shí)，可借助登高設(shè)備，如圖3-7

。圖3-6雙軸跟蹤式光伏組件清洗 4清洗前后發(fā)電量對(duì)比分析 清洗對(duì)光伏電站帶來最大的收益便是提高發(fā)電量。但由于不同地點(diǎn)、不同季節(jié)，污垢對(duì)光伏組件的影響不同，清洗前后周邊環(huán)境的變化對(duì)數(shù)據(jù)比較帶來很多干擾因素，業(yè)內(nèi)對(duì)此事的研究也很少。以廣州市為例，放置在戶外一個(gè)月或三個(gè)月的光伏組件，由于空氣中的灰塵沉積在組件玻璃上使玻璃的透過率降低1.3%~4%。灰塵主要影響波長(zhǎng)在450nm~880nm光的透過率，而這個(gè)波段對(duì)太陽電池是非常重要的；計(jì)算表明清洗可帶來約2.61kWh/kWp的發(fā)電量提高；在不同的季節(jié)，灰塵在光伏組件上的沉積量不同，相應(yīng)的清洗對(duì)發(fā)電量提高量也有所區(qū)別。根據(jù)不同季節(jié)和不同地點(diǎn)可以采用不定期的清洗減小灰塵在光伏組件上的沉積，從而減小灰塵對(duì)光伏電站發(fā)電量的影響。清洗對(duì)光伏電站發(fā)電量提高及清洗周期的合理選擇需要長(zhǎng)期的觀察得到一般規(guī)律，同時(shí)也要注意結(jié)合周邊環(huán)境具體分析清洗的周期。5組件清洗發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)析 隨著大型光伏并網(wǎng)電站建設(shè)與運(yùn)營的興起，光伏組件清洗技術(shù)也會(huì)得到較快的發(fā)展。而且未來的趨勢(shì)一定是機(jī)械化程度大，人工操作幾率少。5.1機(jī)械化程度高 未來針對(duì)不同類型的電站會(huì)出現(xiàn)各具特色的高機(jī)械化光伏組件清洗裝置。針對(duì)地面光伏電站會(huì)產(chǎn)生自行式光伏組件清洗裝置。它的設(shè)計(jì)思路初步是將移動(dòng)、儲(chǔ)水、清洗和擦拭合為一體的高機(jī)械化裝置。光伏組件先后經(jīng)過沖洗、擦拭和再?zèng)_洗的過程達(dá)到潔凈目的。只需駕駛員和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)人員2位即可獨(dú)立完成光伏組件清洗工作，如圖5-1所示。

圖3-7高空清洗作業(yè)車圖5-1地面電站自行式光伏組件清洗裝置 圖5-2BIPV自行式光伏組件清洗裝置 針對(duì)BIPV（光伏建筑一體化）電站，可采用自行式光伏組件清洗裝置，包括支架，支架上有清洗機(jī)構(gòu)以及使清洗機(jī)構(gòu)移動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，支架上還有太陽能電池、蓄電裝置和控制裝置。太陽能電池連接蓄電裝置，由太陽能電池向蓄電裝置充電，蓄電裝置在控制裝置的控制下向毛刷輥動(dòng)力機(jī)構(gòu)和行走輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供電源，水噴淋管道位于太陽能光伏組件的上方。這種理念利用自身裝配的太陽能設(shè)備提供電源對(duì)建筑上的光伏組件表面進(jìn)行清洗，避免水管和電源線給清洗裝置造成的障礙，并且運(yùn)行更安全。國內(nèi)有幾家公司經(jīng)過研發(fā)、攻關(guān)，已經(jīng)生產(chǎn)出此類裝置，效果圖如圖5-2所示。由于需求量和規(guī)模都很小，此臺(tái)設(shè)備的售價(jià)居高不下，大約￥20萬元/臺(tái)。此種設(shè)計(jì)理念也可應(yīng)用于地面光伏電站的清洗（鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌的制作成本比BIPV的要高）。5.2自潔技術(shù)的快速發(fā)展 6 在荒漠化光伏并網(wǎng)電站中，清洗電池板會(huì)花大量時(shí)間，需要昂貴的設(shè)備，并且消耗大量水，在沙漠中水是一種寶貴資源。有了自潔技術(shù)，太陽能電池板就能自動(dòng)清潔，不需要水或勞動(dòng)力。各國也在花費(fèi)人力物力尋找各類自潔技術(shù)。例如，靜電除塵技術(shù)已經(jīng)較為完善，除塵效果明顯。但當(dāng)塵埃變得潮濕泥濘時(shí)，這套技術(shù)就無法起效，因此需要在下雨前啟動(dòng)除塵。使用自潔納米材料的光伏組件也具有自潔功能，納米材料酥松表面的有機(jī)污垢，易于雨水沖刷實(shí)現(xiàn)自清潔。膜層具有超親水性能，雨水成水幕狀，雨水沖刷能力變強(qiáng)，杜絕水珠吸附空氣中灰塵。還有靠震動(dòng)整塊電池板抖落灰塵的技術(shù)。用此方法更簡(jiǎn)單，而且不需對(duì)光伏組件改動(dòng)太多。但是它在去除顆粒方面相比靜電除塵的效果差。此外，有對(duì)著電池板吹空氣，或者增加不粘層來實(shí)現(xiàn)自潔功能。自潔技術(shù)的發(fā)展需要將生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，才更具有競(jìng)爭(zhēng)力，最好將其控制在太陽能電池板總成本的1%以下。參考文獻(xiàn) [1]日本太陽光發(fā)電協(xié)會(huì)編；劉樹民，宏偉譯.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工.北京：科學(xué)出版社，2006[2]陳菊芳.薄膜太陽電池發(fā)電性能研究和HIT太陽電池優(yōu)化模擬(博士論文).中山大學(xué).2009.71~82 [3]AhmadY.Al-Hasan.Anewcorrelationfordirectbeamsolarradiationreceivedbyphotovoltaicpanelwithsanddustaccumulatedonitssurface.SolarEnergy，1998，63，323-333 [4]AliMEl-nashar.Seasonaleffectofdustdepositiononafieldofevacuatedtubecollectorsontheperformanceofasolardesalinationplant.Desalination，2009，239，6-81 [5]鄭軍.光伏組件加工實(shí)訓(xùn).北京：電子工業(yè)出版社，2010，130~143

第五篇：半導(dǎo)體化學(xué)清洗總結(jié)概要

化學(xué)清洗總結(jié)

1.3各洗液的清洗說明；1.3.1SC-1洗液；1.3.1.1去除顆粒；硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm；①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2；②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快；③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，；④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕；⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒

1.3 各洗液的清洗說明 1.3.1 SC-1洗液 1.3.1.1 去除顆粒

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm呈親水性)，該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。

①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫度無關(guān)。②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關(guān)。

③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，到達(dá)某一濃度后為一定值，H202濃度越高這一值越小。

④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。

⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時(shí)降低H2O2濃度可抑制顆粒的去除率的下降。

⑥隨著清洗液溫度升高，顆粒去除率也提高在一定溫度下可達(dá)最大值。

⑦顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關(guān)為確保顆粒的去除要有一定量以上的腐蝕。⑧超聲波清洗時(shí)由于空化現(xiàn)象只能去除≥0.4μm顆粒。兆聲清洗時(shí)由于0.8Mhz的加速度作用能去除≥0.2μm顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲清洗對(duì)晶片產(chǎn)生損傷。

⑨在清洗液中硅表面為負(fù)電位有些顆粒也為負(fù)電位，由于兩者的電的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。1.3.1.2 去除金屬雜質(zhì)

①由于硅表面氧化和腐蝕，硅片表面的金屬雜質(zhì)，隨腐蝕層而進(jìn)入清洗液中。②由于清洗液中存在氧化膜或清洗時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化物的自由能的絕對(duì)值大的金屬容易附著在氧化膜上。如:Al、Fe、Zn等便易附著在自然氧化膜上而Ni、Cu則不易附著。③Fe、Zn、Ni、Cu的氫氧化物在高pH值清洗液中是不可溶的有時(shí)會(huì)附著在自然氧化膜上。④清洗后硅表面的金屬濃度取決于清洗液中的金屬濃度。其吸附速度與清洗液中的金屬絡(luò)合離子的形態(tài)無關(guān)。

⑤清洗時(shí)，硅表面的金屬的脫附速度與吸附速度因各金屬元素的不同而不同。特別是對(duì)Al、Fe、Zn。若清洗液中這些元素濃度不是非常低的話清洗后的硅片表面的金屬濃度便不能下降。對(duì)此在選用化學(xué)試劑時(shí)按要求特別要選用金屬濃度低的超純化學(xué)試劑。

⑥清洗液溫度越高，晶片表面的金屬濃度就越高。若使用兆聲波清洗可使溫度下降有利去除金屬沾污。

⑦去除有機(jī)物

由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有機(jī)物被分解成CO2、H2O而被去除。⑧微粗糙度Ra 晶片表面Ra與清洗液的NH4OH組成比有關(guān)，組成比例越大，其Ra變大。Ra為0.2nm的晶片在NH4OH：H202：H2O=1:1:5的SC-1清洗后Ra可增大至0.5nm。為控制晶片表面Ra有必要降低NH4OH的組成比例如0.5:1:5。

⑨COP(晶體的原生粒子缺陷)對(duì)于CZ(直拉)硅單晶片經(jīng)反復(fù)清洗后經(jīng)測(cè)定每次清洗后硅片表面的顆粒≥2μm的顆粒會(huì)增加，但對(duì)外延晶片，即使反復(fù)清洗也不會(huì)使≥0.2μm的顆粒增加。

1.3.2 DHF 在DHF清洗時(shí)將用SC-1清洗時(shí)表面生成的自然氧化膜腐蝕掉，Si幾乎不被腐蝕；硅片最外層 的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸性溶液中硅表面呈負(fù)電位，顆粒表面為正電位，由于兩者之間的吸引力粒子容易附著在晶片表面。

①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然氧化膜上的金屬再一次溶解到清洗液中，同時(shí)DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬。但隨自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等貴金屬(氧化還原電位比氫高)，會(huì)附著在硅表面，DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。

②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是穩(wěn)定的，即使清洗液中存在Cu等貴金屬離子也很難發(fā)生Si的電子交換，因Cu等貴金屬也不會(huì)附著在裸硅表面。但是如液中存在Cl-、Br-等陰離子，它們會(huì)附著于Si表面的終端氫鍵不完全地方，附著的Cl-、Br-陰離子會(huì)幫助Cu離子與Si電子交換，使Cu離子成為金屬Cu而附著在晶片表面。

③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0.337V)比Si的氧化還原電位(E0=-0.857V)高得多，因此Cu2+離子從硅表面的Si得到電子進(jìn)行還原，變成金屬Cu從晶片表面析出；另一方面被金屬Cu附著的Si釋放與Cu的附著相平衡的電子，自身被氧化成SiO2。

④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核。這個(gè)Cu粒子核比Si的負(fù)電性大，從Si吸引電子而帶負(fù)電位，后來Cu離子從帶負(fù)電位的Cu粒子核得到電子析出金屬Cu，Cu粒子就這樣生長(zhǎng)起來。Cu下面的斷一面供給與Cu的附著相平衡的電子一面生成Si02。

⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕成小坑，其腐蝕小坑數(shù)量與去除Cu粒子前的Cu粒子量相當(dāng)腐蝕小坑直徑為0.01～0.1cm，與Cu粒子大小也相當(dāng)，由此可知這是由結(jié)晶引起的粒子，常稱為Mip(金屬致拉子)。

1.3.3 SC-2洗液

(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中易發(fā)生，在酸性溶液中不易發(fā)生，并具有較強(qiáng)的去除晶片表面金屬的能力，但經(jīng)SC-1洗后雖能去除Cu等金屬，但晶片表面形成的自然氧化膜的附著(特別是Al)問題還未解決。

(2)硅片表面經(jīng)SC-2清洗后，表面Si大部分以O(shè)鍵為終端結(jié)構(gòu)，形成成一層自然氧化膜，呈親水性。

(3)由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蝕，因此不能達(dá)到去除粒子的效果。如在SC-1和SC-2的前、中、后加入98%的H2SO4、30%的H2O2和HF。HF終結(jié)中可得到高純化表面，阻止離子的重新沾污。在稀HCl溶液中加氯乙酸，可極好地除去金屬沾污。表面活性劑的加入，可降低硅表面的自由能，增強(qiáng)其表面純化。它在HF中使用時(shí)，可增加疏水面的浸潤(rùn)性，以減少表面對(duì)雜質(zhì)粒子的吸附。清洗技術(shù)的改進(jìn) 2.1 SC-1液的改進(jìn) a.為抑制SC-1時(shí)表面Ra變大，應(yīng)降低NH4OH組成比即NH4OH:H202：H20=0.05:1:1，當(dāng)Ra=0.2nm的硅片清洗后其值不變?cè)贏PM洗后的DIW漂洗應(yīng)在低溫下進(jìn)行。

b.可使用兆聲波清洗去除超微粒子，同時(shí)可降低清洗液溫度，減少金屬附著。c.SC-1液中添加表面活性劑、可使清洗液的表面張力從6.3dyn/cm下降到19dyn/cm。選用低表面張力的清洗液可使顆粒去除率穩(wěn)定維持較高的去除效率。使用SC-1液洗，其Ra變大，約是清洗前的2倍。用低表面張力的清洗液，其Ra變化不大(基本不變)。

d.SC-1液中加入HF，控制其pH值，可控制清洗液中金屬絡(luò)合離子的狀態(tài)抑制金屬的再附著，也可抑制Ra的增大和COP的發(fā)生。

e.SC-1加入鰲合劑可使洗液中的金屬不斷形成贅合物有利于抑制金屬的表面的附著。2.2 有機(jī)物的去除

(1)如硅片表面附著有機(jī)物，就不能完全去除表面的自然氧化層和金屬雜質(zhì)，因此清洗時(shí)首先應(yīng)去除有機(jī)物。

(2)添加2~10ppmO3超凈水清洗對(duì)去除有機(jī)物很有效，可在室溫進(jìn)行清洗而不必進(jìn)行廢液處理，比SC-1清洗的效果更好。

2.3 DHF的改進(jìn) 2.3.1 HF+H202清洗

(1)HF 0.5%+H2O2 10%可在室溫下清洗可防止DHF清洗中的Cu等貴金屬附著。(2)由于H202氧化作用可在硅表面形成自然氧化膜，同時(shí)又因HF的作用將自然氧化層腐蝕掉，附著在氧化膜上的金屬被溶解到清洗液中。在APM清洗時(shí)附著在晶片表面的金屬氫氧化物也可被去除。晶片表面的自然氧化膜不會(huì)再生長(zhǎng)。

(3)Al、Fe、Ni等金屬同DHF清洗一樣，不會(huì)附著在晶片表面。

(4)對(duì)n+、P+型硅表面的腐蝕速度比n、p型硅表面大得多，可導(dǎo)致表面粗糙因而不能使用于n+、p+型硅片清洗。

(5)添加強(qiáng)氧化劑H202(E。=1.776V)，比Cu2+離子優(yōu)先從5i中奪取電子，因此硅表面由于H202被氧化，Cu以Cu2+離子狀態(tài)存在于清洗液中。即使硅表面附著金屬Cu也會(huì)從氧化劑H202奪取電子呈離子化。硅表面被氧化形成一層自然氧化膜。因此Cu2+離子和5i電子交換很難發(fā)生，并越來越不易附著。2.3.2 DHF+表面活性劑清洗

在HF 0.5%的DHF液中加入表面活性劑，其清洗效果與HF+H202清洗相同。2.3.3 DHF+陰離子表面活性劑清洗

在DHF液中，硅表面為負(fù)電位，粒子表面為正電位，當(dāng)加入陰離子表面活性劑，可使得硅表面和粒子表面的電位為同符號(hào)，即粒子表面電位由正變?yōu)樨?fù)，與硅片表面正電位同符號(hào)，使硅片表面和粒子表面之間產(chǎn)生電的排斥力，可以防止粒子的再附著。

2.4 ACD清洗 2.4.1 AC清洗

在標(biāo)準(zhǔn)的AC清洗中，將同時(shí)使用純水、HF，03，表面活性劑與兆聲波。由于03具有非常強(qiáng)的氧化性，可以將硅片表面的有機(jī)沾污氧化為CO2和H2O，達(dá)到去除表面有機(jī)物的目的，同時(shí)可以迅速在硅片表面形成一層致密的氧化膜；HF可以有效的去除硅片表面的金屬沾污，同時(shí)將03氧化形成的氧化膜腐蝕掉，在腐蝕掉氧化膜的同時(shí)，可以將附著在氧化膜上的顆粒去除掉，兆聲波的使用將使顆粒去除的效率更高，而表面活性劑的使用，可以防止已經(jīng)清洗掉的顆粒重新吸附在硅片表面。

2.4.2 AD清洗

在AD干燥法中，同樣使用HF與03。整個(gè)工藝過程可以分為液體中反應(yīng)與氣相處理兩部分。首先將硅片放入充滿HF/03的干燥槽中，經(jīng)過一定時(shí)間的反應(yīng)后，硅片將被慢慢地抬出液面；由于HF酸的作用，硅片表面將呈疏水性，因此，在硅片被抬出液面的同時(shí)，將自動(dòng)達(dá)到干燥的效果。

在干燥槽的上方安裝有一組03的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的03直接接觸，進(jìn)而在硅片表面形成一層致密的氧化膜。

在采用AD干燥法的同時(shí)，可以有效地去除金屬沾污。該干燥法可以配合其他清洗工藝來共同使用，干燥過程本身不會(huì)帶來顆粒沾污。

2.5酸系統(tǒng)溶液 2.5.1 SE洗液

HNO3（60%）：HF(0.025%一0.1%)，SE能使硅片表面的鐵沾污降至常規(guī)清洗工藝的十分之一，各種金屬沾污均小于1010原子/cm2，不增加微粗糙度。這種洗液對(duì)硅的腐蝕速率比對(duì)二氧化硅快10倍，且與HF含量成正比，清洗后硅片表面有1nm的自然氧化層。2.5.2 CSE洗液

HNO3：HF：H2O2=50：（0.5~0.9）：（49.5~49.1），35℃，3~5min。用CSE清洗的硅片表面沒有自然氧化層，微粗糙度較SE清洗的降低；對(duì)硅的腐蝕速率不依賴于HF的濃度，這樣有利于工藝控制。當(dāng)HF濃度控制在0.1%時(shí)效果較好。幾種的清洗方案

3.1 硅片襯底的常規(guī)清洗方法

① 三氯乙烯（除脂）80℃，15分鐘； ② 丙酮、甲醇20℃，依次2分鐘； ③ 去離子水流洗2分鐘；

④ 2號(hào)液(4∶1∶1)90℃，10分鐘； ⑤ 去離子水流洗2分鐘； ⑥ 擦片(用擦片機(jī))； ⑦ 去離子水沖5分鐘；

⑧ 1號(hào)液(4∶1∶1)90~95℃，10分鐘； ⑨ 去離子水流洗5分鐘； ⑩ 稀鹽酸(50∶1)，2.5分鐘； 11 去離子水流洗5分鐘； 12 甩干(硅片)。

該方案的清洗步驟為:先去油，接著去除雜質(zhì)，其中10步用于進(jìn)一步去除殘余的雜質(zhì)(主要是堿金屬離子)。

3.2 DZ-

1、DZ-2清洗半導(dǎo)體襯底的方法 ① 去離子水沖洗；

② DZ-1(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘； ③ 去離子水沖洗(5分鐘)；

④ DZ-2(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘； ⑤ 去離子水沖洗(5分鐘)； ⑥ 甩干或氮?dú)獯蹈伞?/p>

該方案中用電子清洗劑代替方案一中的酸堿及雙氧水等化學(xué)試劑，清洗效果大致與方案一相當(dāng)。

3.3 硅拋光片的一般清洗方法 ① 無鈉清洗劑加熱煮三次； ② 熱去離子水沖洗； ③ 3號(hào)液；

④ 熱去離子水沖洗； ⑤ 去離子水沖洗； ⑥ 稀氫氟酸漂洗； ⑦ 去離子水沖洗； ⑧ 1號(hào)液； ⑨ 去離子水沖洗； ⑩ 甩干。

對(duì)于用不同的拋光方式(有蠟或無蠟)得到的拋光片，其被各種類型的污染雜質(zhì)沾污的情況各不相同，清洗的側(cè)重點(diǎn)也就各不相同，因此上述各清洗步驟的采用與否及清洗次數(shù)的多少也就各不相同。

3.4某一化學(xué)清洗流程

以下所有試劑配比均為體積比。所用有機(jī)試劑均是分析級(jí)試劑。部分試劑的濃度如下:w(H2O2)≥20%；w(HF)≥40%；w(H2SO4):95~98%.① 除脂 三氯乙烯溶液中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3 min；異丙醇中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3 min；去離子水漂洗3次；高純氮?dú)獯蹈桑?/p>

② 氧化

在新配的H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min；在70℃溫水中漂洗3 min(避免Si表面因驟冷出現(xiàn)裂紋)；去離子水中漂洗2次，每次3 min；

③ 刻蝕

HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蝕3 min；C2H5OH中漂洗3次，每次3 min；高純氮?dú)獯蹈伞?/p>

化學(xué)清洗后，把樣品快速傳入真空系統(tǒng)，這是因?yàn)镠鈍化的硅表面在空氣中只能維持幾分鐘內(nèi)不被重新氧化。若清洗后的Si片不能及時(shí)進(jìn)入超高真空系統(tǒng)，可將清洗后的Si片放入無水C2H5OH中，這既可以延緩表面被氧化的速度，又可以避免清洗后的表面被空氣中的雜質(zhì)所污染。傳統(tǒng)的RCA清洗法 1.1 主要清洗液

1.1.1 SPM（三號(hào)液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）

在120～150℃清洗 10min左右，SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機(jī)物氧化生成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬，但是當(dāng)有機(jī)物沾污特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使有機(jī)物碳化而難以去除。經(jīng)SPM清洗后，硅片表面會(huì)殘留有硫化物，這些硫化物很難用去粒子水沖洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物轉(zhuǎn)化為氟化物而有效地沖洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性強(qiáng)，可用臭氧來取代H2O2(H2SO4/O3/H2O稱為SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反應(yīng)溫度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1 1.1.2 DHF（HF(H2O2)∶H2O）

在20～25℃清洗30s 腐蝕表面氧化層，去除金屬沾污，DHF清洗可去除表面氧化層，使其上附著的金屬連同氧化層一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，F(xiàn)e，Zn，Ni等金屬，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。

1.1.3 APM(SC-1)（一號(hào)液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）

在65～80℃清洗約10min 主要去除粒子、部分有機(jī)物及部分金屬。由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(Si02)，呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH4OH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。此溶液會(huì)增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金屬會(huì)以離子性和非離子性的金屬氫氧化物的形式附著在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附著。體積比為(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH(27 %)、H2O2(30%)和H2O組成的熱溶液。稀釋化學(xué)試劑中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超聲清洗，可在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相當(dāng)或更好的清洗效果。

SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O為1∶104)處理，在去除金屬雜質(zhì)和顆粒上可收到良好的效果，也可以用稀釋的HF溶液短時(shí)間浸漬，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液濃度1/10的稀釋溶液清洗，以避免表面粗糙，降低產(chǎn)品成本，以及減少對(duì)環(huán)境的影響。

1.1.4 HPM(SC-2)（二號(hào)液）（HCl∶H2O2∶H2O）

在65～85℃清洗約10min用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。H2O2會(huì)使硅片表面氧化，但是HCl不會(huì)腐蝕硅片表面，所以不會(huì)使硅片表面

37硅片的化學(xué)清洗總結(jié) 的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸；①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然；②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是；③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0；④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核；⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕；1.3.3SC-2洗液；(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中 的Si幾乎是以H鍵為終端結(jié)構(gòu).表面呈疏水性；在酸性溶液中硅表面呈負(fù)電位，顆粒表面為正電位，由于兩者之間的吸引力粒子容易附著在晶片表面。

①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附著在自然氧化膜上的金屬再一次溶解到清洗液中，同時(shí)DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬。但隨自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等貴金屬(氧化還原電位比氫高)，會(huì)附著在硅表面，DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。

②如硅表面外層的Si以H鍵結(jié)構(gòu)，硅表面在化學(xué)上是穩(wěn)定的，即使清洗液中存在Cu等貴金屬離子也很難發(fā)生Si的電子交換，因Cu等貴金屬也不會(huì)附著在裸硅表面。但是如液中存在Cl-、Br-等陰離子，它們會(huì)附著于Si表面的終端氫鍵不完全地方，附著的Cl-、Br-陰離子會(huì)幫助Cu離子與Si電子交換，使Cu離子成為金屬Cu而附著在晶片表面。③因溶液中的Cu2+離子的氧化還原電位(E0=0.337V)比Si的氧化還原電位(E0=-0.857V)高得多，因此Cu2+離子從硅表面的Si得到電子進(jìn)行還原，變成金屬Cu從晶片表面析出；另一方面被金屬Cu附著的Si釋放與Cu的附著相平衡的電子，自身被氧化成SiO2。

④從晶片表面析出的金屬Cu形成Cu粒子的核。這個(gè)Cu粒子核比Si的負(fù)電性大，從Si吸引電子而帶負(fù)電位，后來Cu離子從帶負(fù)電位的Cu粒子核得到電子析出金屬Cu，Cu粒子就這樣生長(zhǎng)起來。Cu下面的斷一面供給與Cu的附著相平衡的電子一面生成Si02。

⑤在硅片表面形成的SiO2，在DHF清洗后被腐蝕成小坑，其腐蝕小坑數(shù)量與去除Cu粒子前的Cu粒子量相當(dāng)腐蝕小坑直徑為0.01～0.1cm，與Cu粒子大小也相當(dāng)，由此可知這是由結(jié)晶引起的粒子，常稱為Mip(金屬致拉子)。

1.3.3 SC-2洗液

(1)清洗液中的金屬附著現(xiàn)象在堿性清洗液中易發(fā)生，在酸性溶液中不易發(fā)生，并具有較強(qiáng)的去除晶片表面金屬的能力，但經(jīng)SC-1洗后雖能去除Cu等金屬，但晶片表面形成的自然氧化膜的附著(特別是Al)問題還未解決。

(2)硅片表面經(jīng)SC-2清洗后，表面Si大部分以O(shè)鍵為終端結(jié)構(gòu)，形成成一層自然氧化膜，呈親水性。

(3)由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蝕，因此不能達(dá)到去除粒子的效果。如在SC-1和SC-2的前、中、后加入98%的H2SO4、30%的H2O2和HF。HF終結(jié)中可得到高純化表面，阻止離子的重新沾污。在稀HCl溶液中加氯乙酸，可極好地除去金屬沾污。表面活性劑的加入，可降低硅表面的自由能，增強(qiáng)其表面純化。它在HF中使用時(shí)，可增加疏水面的浸潤(rùn)性，以減少表面對(duì)雜質(zhì)粒子的吸附。清洗技術(shù)的改進(jìn) 2.1 SC-1液的改進(jìn)

a.為抑制SC-1時(shí)表面Ra變大，應(yīng)降低NH4OH組成比即NH4OH:H202：H20=0.05:1:1，當(dāng)Ra=0.2nm的硅片清洗后其值不變?cè)贏PM洗后的DIW漂洗應(yīng)在低溫下進(jìn)行。

b.可使用兆聲波清洗去除超微粒子，同時(shí)可降低清洗液溫度，減少金屬附著。c.SC-1液中添加表面活性劑、可使清洗液的表面張力從6.3dyn/cm下降到19dyn/cm。選用低表面張力的清洗液可使顆粒去除率穩(wěn)定維持較高的去除效率。使用SC-1液洗，其Ra變大，約是清洗前的2倍。用低表面張力的清洗液，其Ra變化不大(基本不變)。d.SC-1液中加入HF，控制其pH值，可控制清洗液中金屬絡(luò)合離子的狀態(tài)抑制金屬的再附著，也可抑制Ra的增大和COP的發(fā)生。

e.SC-1加入鰲合劑可使洗液中的金屬不斷形成贅合物有利于抑制金屬的表面的附著。2.2 有機(jī)物的去除

(1)如硅片表面附著有機(jī)物，就不能完全去除表面的自然氧化層和金屬雜質(zhì)，因此清洗時(shí)首先應(yīng)去除有機(jī)物。

(2)添加2~10ppmO3超凈水清洗對(duì)去除有機(jī)物很有效，可在室溫進(jìn)行清洗而不必進(jìn)行廢液處理，比SC-1清洗的效果更好。

2.3 DHF的改進(jìn) 2.3.1 HF+H202清洗

(1)HF 0.5%+H2O2 10%可在室溫下清洗可防止DHF清洗中的Cu等貴金屬附著。(2)由于H202氧化作用可在硅表面形成自然氧化膜，同時(shí)又因HF的作用將自然氧化層腐蝕掉，附著在氧化膜上的金屬被溶解到清洗液中。在APM清洗時(shí)附著在晶片表面的金屬氫氧化物也可被去除。晶片表面的自然氧化膜不會(huì)再生長(zhǎng)。

(3)Al、Fe、Ni等金屬同DHF清洗一樣，不會(huì)附著在晶片表面。

(4)對(duì)n+、P+型硅表面的腐蝕速度比n、p型硅表面大得多，可導(dǎo)致表面粗糙因而不能使用于n+、p+型硅片清洗。

(5)添加強(qiáng)氧化劑H202(E。=1.776V)，比Cu2+離子優(yōu)先從5i中奪取電子，因此硅表面由于H202被氧化，Cu以Cu2+離子狀態(tài)存在于清洗液中。即使硅表面附著金屬Cu也會(huì)從氧化劑H202奪取電子呈離子化。硅表面被氧化形成一層自然氧化膜。因此Cu2+離子和5i電子交換很難發(fā)生，并越來越不易附著。

2.3.2 DHF+表面活性劑清洗

在HF 0.5%的DHF液中加入表面活性劑，其清洗效果與HF+H202清洗相同。2.3.3 DHF+陰離子表面活性劑清洗

在DHF液中，硅表面為負(fù)電位，粒子表面為正電位，當(dāng)加入陰離子表面活性劑，可使得硅表面和粒子表面的電位為同符號(hào)，即粒子表面電位由正變?yōu)樨?fù)，與硅片表面正電位同符號(hào)，使硅片表面和粒子表面之間產(chǎn)生電的排斥力，可以防止粒子的再附著。2.4 ACD清洗 2.4.1 AC清洗

在標(biāo)準(zhǔn)的AC清洗中，將同時(shí)使用純水、HF，03，表面活性劑與兆聲波。由于03具有非常強(qiáng)的氧化性，可以將硅片表面的有機(jī)沾污氧化為CO2和H2O，達(dá)到去除表面有機(jī)物的目的，同時(shí)可以迅速在硅片表面形成一層致密的氧化膜；HF可以有效的去除硅片表面的金屬沾污，同時(shí)將03氧化形成的氧化膜腐蝕掉，在腐蝕掉氧化膜的同時(shí)，可以將附著在氧化膜上的顆粒去除掉，兆聲波的使用將使顆粒去除的效率更高，而表面活性劑的使用，可以防止已經(jīng)清洗掉的顆粒重新吸附在硅片表面。

2.4.2 AD清洗

在AD干燥法中，同樣使用HF與03。整個(gè)工藝過程可以分為液體中反應(yīng)與氣相處理兩部分。首先將硅片放入充滿HF/03的干燥槽中，經(jīng)過一定時(shí)間的反應(yīng)后，硅片將被慢慢地抬出液面；由于HF酸的作用，硅片表面將呈疏水性，因此，在硅片被抬出液面的同時(shí)，將自動(dòng)達(dá)到干燥的效果。

在干燥槽的上方安裝有一組03的噴嘴，使得硅片被抬出水面后就與高濃度的03直接接觸，進(jìn)而在硅片表面形成一層致密的氧化膜。

在采用AD干燥法的同時(shí)，可以有效地去除金屬沾污。該干燥法可以配合其他清洗工藝來共同使用，干燥過程本身不會(huì)帶來顆粒沾污。

2.5酸系統(tǒng)溶液 2.5.1 SE洗液

HNO3（60%）：HF(0.025%一0.1%)，SE能使硅片表面的鐵沾污降至常規(guī)清洗工藝的十分之一，各種金屬沾污均小于1010原子/cm2，不增加微粗糙度。這種洗液對(duì)硅的腐蝕速率比對(duì)二氧化硅快10倍，且與HF含量成正比，清洗后硅片表面有1nm的自然氧化層。

2.5.2 CSE洗液

HNO3：HF：H2O2=50：（0.5~0.9）：（49.5~49.1），35℃，3~5min。用CSE清洗的硅片表面沒有自然氧化層，微粗糙度較SE清洗的降低；對(duì)硅的腐蝕速率不依賴于HF的濃度，這樣有利于工藝控制。當(dāng)HF濃度控制在0.1%時(shí)效果較好。幾種的清洗方案

3.1 硅片襯底的常規(guī)清洗方法 ① 三氯乙烯（除脂）80℃，15分鐘； ② 丙酮、甲醇20℃，依次2分鐘； ③ 去離子水流洗2分鐘；

④ 2號(hào)液(4∶1∶1)90℃，10分鐘； ⑤ 去離子水流洗2分鐘； ⑥ 擦片(用擦片機(jī))； ⑦ 去離子水沖5分鐘；

⑧ 1號(hào)液(4∶1∶1)90~95℃，10分鐘； ⑨ 去離子水流洗5分鐘； ⑩ 稀鹽酸(50∶1)，2.5分鐘； 11 去離子水流洗5分鐘； 12 甩干(硅片)。

該方案的清洗步驟為:先去油，接著去除雜質(zhì)，其中10步用于進(jìn)一步去除殘余的雜質(zhì)(主要是堿金屬離子)。

3.2 DZ-

1、DZ-2清洗半導(dǎo)體襯底的方法 ① 去離子水沖洗；

② DZ-1(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘； ③ 去離子水沖洗(5分鐘)；

④ DZ-2(95∶5)，50~60℃超聲10分鐘； ⑤ 去離子水沖洗(5分鐘)； ⑥ 甩干或氮?dú)獯蹈伞?/p>

該方案中用電子清洗劑代替方案一中的酸堿及雙氧水等化學(xué)試劑，清洗效果大致與方案一相當(dāng)。3.3 硅拋光片的一般清洗方法 ① 無鈉清洗劑加熱煮三次； ② 熱去離子水沖洗； ③ 3號(hào)液；

④ 熱去離子水沖洗； ⑤ 去離子水沖洗； ⑥ 稀氫氟酸漂洗； ⑦ 去離子水沖洗； ⑧ 1號(hào)液； ⑨ 去離子水沖洗； ⑩ 甩干。

對(duì)于用不同的拋光方式(有蠟或無蠟)得到的拋光片，其被各種類型的污染雜質(zhì)沾污的情況各不相同，清洗的側(cè)重點(diǎn)也就各不相同，因此上述各清洗步驟的采用與否及清洗次數(shù)的多少也就各不相同。

3.4某一化學(xué)清洗流程

以下所有試劑配比均為體積比。所用有機(jī)試劑均是分析級(jí)試劑。部分試劑的濃度如下:w(H2O2)≥20%；w(HF)≥40%；w(H2SO4):95~98%.① 除脂

三氯乙烯溶液中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3 min；異丙醇中旋轉(zhuǎn)清洗3次，每次3 min；去離子水漂洗3次；高純氮?dú)獯蹈桑?/p>

② 氧化

在新配的H2SO4∶H2O2(1∶1)溶液中氧化3 min；在70℃溫水中漂洗3 min(避免Si表面因驟冷出現(xiàn)裂紋)；去離子水中漂洗2次，每次3 min；

③ 刻蝕 HF∶C2H5OH(1∶10)溶液中刻蝕3 min；C2H5OH中漂洗3次，每次3 min；高純氮?dú)獯蹈伞?/p>

化學(xué)清洗后，把樣品快速傳入真空系統(tǒng)，這是因?yàn)镠鈍化的硅表面在空氣中只能維持幾分鐘內(nèi)不被重新氧化。若清洗后的Si片不能及時(shí)進(jìn)入超高真空系統(tǒng)，可將清洗后的Si片放入無水C2H5OH中，這既可以延緩表面被氧化的速度，又可以避免清洗后的表面被空氣中的雜質(zhì)所污染。傳統(tǒng)的RCA清洗法 1.1 主要清洗液

1.1.1 SPM（三號(hào)液）（H2SO4∶H2O2∶H2O）

在120～150℃清洗 10min左右，SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機(jī)物氧化生成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬，但是當(dāng)有機(jī)物沾污特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使有機(jī)物碳化而難以去除。經(jīng)SPM清洗后，硅片表面會(huì)殘留有硫化物，這些硫化物很難用去粒子水沖洗掉。由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液，可使表面的硫化物轉(zhuǎn)化為氟化物而有效地沖洗掉。由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性強(qiáng)，可用臭氧來取代H2O2(H2SO4/O3/H2O稱為SOM溶液)，以降低H2SO4的用量和反應(yīng)溫度。H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:1 1.1.2 DHF（HF(H2O2)∶H2O）

在20～25℃清洗30s 腐蝕表面氧化層，去除金屬沾污，DHF清洗可去除表面氧化層，使其上附著的金屬連同氧化層一起落入清洗液中，可以很容易地去除硅片表面的Al，F(xiàn)e，Zn，Ni等金屬，但不能充分地去除Cu。HF：H2O2=1：50。

1.1.3 APM(SC-1)（一號(hào)液）（NH4OH∶H2O2∶H2O）

在65～80℃清洗約10min 主要去除粒子、部分有機(jī)物及部分金屬。由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(Si02)，呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH4OH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。此溶液會(huì)增加硅片表面的粗糙度。Fe，Zn，Ni等金屬會(huì)以離子性和非離子性的金屬氫氧化物的形式附著在硅片表面，能降低硅片表面的Cu的附著。體積比為(1∶1∶5)~(1∶2∶7)的NH4OH(27 %)、H2O2(30%)和H2O組成的熱溶液。稀釋化學(xué)試劑中把水所占的比例由1∶5增至1∶50，配合超聲清洗，可在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相當(dāng)或更好的清洗效果。

SC-1清洗后再用很稀的酸(HCl∶H2O為1∶104)處理，在去除金屬雜質(zhì)和顆粒上可收到良好的效果，也可以用稀釋的HF溶液短時(shí)間浸漬，以去除在SC-1形成的水合氧化物膜。最后，常常用SC-1原始溶液濃度1/10的稀釋溶液清洗，以避免表面粗糙，降低產(chǎn)品成本，以及減少對(duì)環(huán)境的影響。

1.1.4 HPM(SC-2)（二號(hào)液）（HCl∶H2O2∶H2O）

在65～85℃清洗約10min用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。H2O2會(huì)使硅片表面氧化，但是HCl不會(huì)腐蝕硅片表面，所以不會(huì)使硅片表面 的微粗糙度發(fā)生變化。(1∶1∶6)~(2∶1∶8)的H2O2(30%)、HCl(37%)和水組成的熱混合溶液。對(duì)含有可見殘?jiān)膰?yán)重沾污的晶片，可用熱H2SO4-H2O(2∶1)混合物進(jìn)行預(yù)清洗。

1.2 傳統(tǒng)的RCA清洗流程 1.3 各洗液的清洗說明 1.3.1 SC-1洗液 1.3.1.1 去除顆粒

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6mm呈親水性)，該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。

①自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫度無關(guān)。②SiO2的腐蝕速度隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關(guān)。

③Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快當(dāng)，到達(dá)某一濃度后為一定值，H202濃度越高這一值越小。

④NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。

⑤若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時(shí)降低H2O2濃度可抑制顆粒的去除率的下降。

⑥隨著清洗液溫度升高，顆粒去除率也提高在一定溫度下可達(dá)最大值。

⑦顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關(guān)為確保顆粒的去除要有一定量以上的腐蝕。⑧超聲波清洗時(shí)由于空化現(xiàn)象只能去除≥0.4μm顆粒。兆聲清洗時(shí)由于0.8Mhz的加速度作用能去除≥0.2μm顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲清洗對(duì)晶片產(chǎn)生損傷。

⑨在清洗液中硅表面為負(fù)電位有些顆粒也為負(fù)電位，由于兩者的電的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。

1.3.1.2 去除金屬雜質(zhì)

①由于硅表面氧化和腐蝕，硅片表面的金屬雜質(zhì)，隨腐蝕層而進(jìn)入清洗液中。②由于清洗液中存在氧化膜或清洗時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化物的自由能的絕對(duì)值大的金屬容易附著在氧化膜上。如:Al、Fe、Zn等便易附著在自然氧化膜上而Ni、Cu則不易附著。③Fe、Zn、Ni、Cu的氫氧化物在高pH值清洗液中是不可溶的有時(shí)會(huì)附著在自然氧化膜上。④清洗后硅表面的金屬濃度取決于清洗液中的金屬濃度。其吸附速度與清洗液中的金屬絡(luò)合離子的形態(tài)無關(guān)。

⑤清洗時(shí)，硅表面的金屬的脫附速度與吸附速度因各金屬元素的不同而不同。特別是對(duì)Al、Fe、Zn。若清洗液中這些元素濃度不是非常低的話清洗后的硅片表面的金屬濃度便不能下降。對(duì)此在選用化學(xué)試劑時(shí)按要求特別要選用金屬濃度低的超純化學(xué)試劑。

⑥清洗液溫度越高，晶片表面的金屬濃度就越高。若使用兆聲波清洗可使溫度下降有利去除金屬沾污。

⑦去除有機(jī)物

由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有機(jī)物被分解成CO2、H2O而被去除。⑧微粗糙度Ra 晶片表面Ra與清洗液的NH4OH組成比有關(guān)，組成比例越大，其Ra變大。Ra為0.2nm的晶片在NH4OH：H202：H2O=1:1:5的SC-1清洗后Ra可增大至0.5nm。為控制晶片表面Ra有必要降低NH4OH的組成比例如0.5:1:5。