硅片表面污染類型及清洗方法

硅片經(jīng)過線切割機的切割加工后，其表面已受到嚴重沾污，要達到工業(yè)應(yīng)用標準，就必須經(jīng)過嚴格的清洗工序。由于切割帶來的嚴重污染，其表面的清洗工序也必然需要比較復(fù)雜和精細的工藝流程。

一、硅片污染分類

具體來說硅片表面沾污大致可分為三類∶

1、有機雜質(zhì)沾污∶ 可通過有機試劑的溶解作用，結(jié)合兆聲波清洗技術(shù)來去除。

2、顆粒沾污∶運用物理的方法可采機械擦洗或兆聲波清洗技術(shù)來去除粒徑 ≥0.4 μm 顆粒，利用兆聲波可去除 ≥ 0.2 μum 顆粒。

3、金屬離子沾污∶ 該污染必須采用化學的方法才能將其清洗掉。硅片表面金屬雜質(zhì)沾污又可分為兩大類∶

（1）、沾污離子或原子通過吸附分散附著在硅片表面。

（2）、帶正電的金屬離子得到電子后面附著（尤如“電鍍”）到硅片表面。

二、硅片表面污染的清洗技術(shù)與方法

硅拋光片的化學清洗目的就在于去除這種沾污，使得硅片達到工業(yè)應(yīng)用的標準。自 1970 年美國 RCA 實驗室提出的浸泡式 RCA 化學清洗工藝得到了廣泛應(yīng)用，1978年 RCA 實驗室又推出兆聲清洗工藝，近幾年來以 RCA 清洗理論為基礎(chǔ)的各種清洗技術(shù)不斷被開發(fā)出來。

目前在實際的硅片切割清洗過程中，一般按按下述辦法進行清洗以去除沾污。

1、用 H2O2 作強氧化劑，使“電鍍”附著到硅表面的金屬離子氧化成金屬，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。

2、用無害的小直徑強正離子（如 H+），一般用 HCL 作為 H+的來源，替代吸附在硅片表面的金屬離子，使其溶解于清洗液中，從而清除金屬離子。

3、用大量去離子水進行超聲波清洗，以排除溶液中的金屬離子。

由于SC-1 是 H2O2 和 NH4OH的堿性溶液，通過 H2O2 的強氧化和 NH4OH 的溶解作用，使有機物沾污變成水溶性化合物，隨去離子水的沖洗而被排除;同時溶液具有強氧化性和絡(luò)合性，能氧化 Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg 等，使其變成高價離子，然后進一步與堿作用，生成可溶性絡(luò)合物而隨去離子水的沖洗而被去除。因此用 SC-1 液清洗拋光片既能去除有機沾污，亦能去除某些金屬沾污。在使用 SC-1液時結(jié)合使用兆聲波來清洗可獲得更好的清洗效果。

另外 SC-2 是 H2O2 和 HCL 的酸性溶液，具有極強的氧化性和絡(luò)合性，能與氧化以前的金屬作用生成鹽隨去離子水沖洗而被去除。被氧化的金屬離子與 CL-作用生成的可溶性絡(luò)合物亦隨去離子水沖洗而被去除。

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設(shè)備用途∶

清洗槽用于6/8時兼容，集成電路制造工藝的最終清洗。配合LOAD and UNLOAD的上下料，實現(xiàn)干追干出，每批次50枚Cassette Type的高效清洗。共有三種工藝槽，三水槽+一個干燥單元∶

1個DHF清洗槽、1個OF槽、1個SC-1槽、1個QDR槽、1個SC-2槽、1個QDR槽、1個干燥槽。設(shè)備功能∶

Chemical BATH∶ 自勤換酸，自勤洗槽，自勤槽內(nèi)配比。DIW BATH： Pre Flow and After Change Function。S/D∶ 6/8 Inch 自勤換位，旋干。

機械手臂∶Chuck Open/Close Type，Speed ‰可控夔勤;

Scheduler∶ 排程計算，實現(xiàn)多批次同峙清洗，不登生Process Over Time。Safety∶ Door，TEMP，LEVEL，Exhaust.。。等等INTERLOCK Safety。設(shè)備工藝流程∶

進貨區(qū)（LOAD）→DHF（100∶1）→OF 槽→SC-1 槽→QDR 槽→SC-2 槽→QDR槽→S/D 槽→→出貨區(qū)（UNLOAD）

High WPH Type∶ AWB200-T。雙Cassette 50 枚/槽。6/8 inch 兼容Cassette Type。

前面式機械手臂∶ ARM-1、ARM-2、ARM-3 共三套。機臺上部設(shè)有高效過濾器（FFU）。

工藝技術(shù)指標∶

1.該設(shè)備應(yīng)實現(xiàn)全自動作業(yè)，可自動過程控制工藝、沖水及干燥全套作業(yè)，并具備自動供液、自勤洗槽、SC1-1槽帶有兆聲; 可編程選擇工藝槽及工藝時間進行清洗。

2.通過DHF/SC-1/SC-2完成最終清洗工藝，對圓片表面沾污及顆粒實現(xiàn)有效清洗。顆粒要求0.2um，0.16um作為參考，金屬1E10。 3. N2過濾精度∶ 0.01μm。

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