常用的清洗方法

目前最常用的清洗方法有：化学清洗法、超声清洗法和真空高温处理法。

1．化学清洗法

目前常用的化学清洗步骤有：

（1）有机溶剂（甲苯、丙酮、酒精等）→去离子水→无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、王水）→氢氟酸→去离子水

（2）碱性过氧化氢溶液→去离子水→酸性过氧化氢溶液→去离子水

下面讨论各种步骤中试剂的作用。

（1）有机溶剂在清洗中的作用。用于硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中，甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蜡等有机物杂质。所利用的原理是“相似相溶”。

（2）无机酸在清洗中的作用。

硅片中的杂质如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质，只能用无机酸除去。有关的反应如下：

如果HF过量则反应为

H2O2的作用：在酸性环境中做还原剂，在碱性环境中做氧化剂。在硅片清洗中对一些难溶物质转化为易溶物质。如：

（3）RCA清洗方法及原理

在生产中，对于硅片表面的清洗中常用RCA方法及基于RCA清洗方法的改进，RCA清洗方法分为Ⅰ号清洗剂（APM）和Ⅱ号清洗剂（HPM）。Ⅰ号清洗剂（APM）的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的氨水按体积比为：5∶1∶1至5∶2∶1；Ⅱ号清洗剂（HPM）的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的盐酸按体积比为：6∶1∶1至8∶2∶1。其清洗原理是：氨分子、氯离子等与重金属离子如：铜离子、铁离子等形成稳定的络合物如：

清洗时，一般应在75～85℃条件下清洗、清洗15分钟左右，然后用去离子水冲洗干净。Ⅰ号清洗剂（APM）和Ⅱ号清洗剂（HPM）有如下优点：

①这两种清洗剂能很好地清洗硅片上残存的蜡、松香等有机物及一些重金属如金、铜等杂质；

②相比其他清洗剂，可以减少钠离子的污染；

③相比浓硝酸、浓硫酸、王水及铬酸洗液，这两种清洗液对环境的污染很小，操作相对方便。

2．超声波在清洗中的作用

目前在半导体生产清洗过程中已经广泛采用超声波清洗技术。超声波清洗有以下优点：

（1）清洗效果好，清洗手续简单，减少了由于复杂的化学清洗过程中而带来的杂质的可能性；

（2）对一些形状复杂的容器或器件也能清洗。

超声波清洗的缺点是当超声波的作用较大时，由于振动摩擦，可能使硅片表面产生划道等损伤。

超声波产生的原理：高频振荡器产生超声频电流，传给换能器，当换能器产生超声振动时，超声振动就通过与换能器连接的液体容器底部而传播到液体内，在液体中产生超声波。

3．真空高温处理的清洗作用

硅片经过化学清洗和超声波清洗后，还需要将硅片真空高温处理，再进行外延生长。

真空高温处理的优点：

（1）由于硅片处于真空状态，因而减少了空气中灰尘的沾污；

（2）硅片表面可能吸附的一些气体和溶剂分子的挥发性增加，因而真空高温易除去；

（3）硅片可能沾污的一些固体杂质在真空高温条件下，易发生分解而除去。