面的微粗糙度发生变化。

(1∶1∶6)~ (2∶1∶8)的 H2O2(30%)、HCl(37%)和水组成的热混合溶液。

对 含 有 可 见 残 渣 的 严 重 沾 污 的 晶 片 ， 可 用 热

H2SO4-H2O(2∶1) 混 合 物 进 行 预 清 洗 。

1.2

 

传

统

的

RCA

清

洗

流

程

1.3

 

各

洗

液

的

清

洗

说

明

1.3.1

 

SC-1

洗

液

1.3.1.1

 

去

除

颗

粒

硅片表面由于

H2O2 氧化作用生成氧化膜(约 6mm 呈亲水性)，该氧化膜又被 NH4OH 腐蚀，

腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入
清

洗

液

内

。

① 自 然 氧 化 膜 约 0.6nm 厚 ， 其 与 NH4OH 、 H2O2 浓 度 及 清 洗 液 温 度 无 关 。
②SiO2 的 腐 蚀 速 度 随 NH4OH 的 浓 度 升 高 而 加 快 ， 其 与 H2O2 的 浓 度 无 关 。
③Si 的腐蚀速度，随 NH4OH 的浓度升高而快当，到达某一浓度后为一定值，H202 浓度越高
这

一

值

越

小

。

④NH4OH

促

进

腐

蚀

，

H2O2

阻

碍

腐

蚀

。

⑤ 若 H2O2 的浓度一定，NH4OH 浓度越低，颗粒去除率也越低，如果同时降低 H2O2 浓度可
抑

制

颗

粒

的

去

除

率

的

下

降

。

⑥ 随 着 清 洗 液 温 度 升 高 ， 颗 粒 去 除 率 也 提 高 在 一 定 温 度 下 可 达 最 大 值 。
⑦ 颗 粒 去 除 率 与 硅 片 表 面 腐 蚀 量 有 关 为 确 保 颗 粒 的 去 除 要 有 一 定 量 以 上 的 腐 蚀 。
⑧

≥

超声波清洗时由于空化现象只能去除

0.4μm 颗粒。兆声清洗时由于 0.8Mhz 的加速度作用

≥

能去除

0.2μm 颗粒，即使液温下降到 40℃也能得到与 80℃超声清洗去除颗粒的效果，而且

又

可

避

免

超

声

清

洗

对

晶

片

产

生

损

伤

。

⑨ 在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位，由于两者的电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电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面
吸

附

。

1.3.1.2

 

去

除

金

属

杂

质

      ① 由 于 硅 表 面 氧 化 和 腐 蚀 ， 硅 片 表 面 的 金 属 杂 质 ， 随 腐 蚀 层 而 进 入 清 洗 液 中 。
    ② 由于清洗液中存在氧化膜或清洗时发生氧化反应，生成氧化物的自由能的绝对值大的金属
容易附着在氧化膜上。如

:Al、Fe、Zn 等便易附着在自然氧化膜上而 Ni、Cu 则不易附着。

③Fe、Zn、Ni、Cu 的氢氧化物在高 pH 值清洗液中是不可溶的有时会附着在自然氧化膜上。
④ 清洗后硅表面的金属浓度取决于清洗液中的金属浓度。其吸附速度与清洗液中的金属络合离
子

的

形

态

无

关

。

⑤ 清洗时，硅表面的金属的脱附速度与吸附速度因各金属元素的不同而不同。特别是对
Al、Fe、Zn。若清洗液中这些元素浓度不是非常低的话清洗后的硅片表面的金属浓度便不能下
降 。 对 此 在 选 用 化 学 试 剂 时 按 要 求 特 别 要 选 用 金 属 浓 度 低 的 超 纯 化 学 试 剂 。
⑥ 清洗液温度越高，晶片表面的金属浓度就越高。若使用兆声波清洗可使温度下降有利去除金
属

沾

污

。

⑦

去

除

有

机

物

由 于

H2O2 的 氧 化 作 用 ， 晶 片 表 面 的 有 机 物 被 分 解 成 CO2 、 H2O 而 被 去 除 。

⑧

微

粗

糙

度

Ra

晶片表面

Ra 与清洗液的 NH4OH 组成比有关，组成比例越大，其 Ra 变大。Ra 为 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。为控制晶片表面

Ra

有

必

要

降

低

NH4OH

的

组

成

比

例

如

0.5:1:5

。