⑨COP(

晶

体

的

原

生

粒

子

缺

陷

)

对于

CZ(直拉)

≥

硅单晶片经反复清洗后经测定每次清洗后硅片表面的颗粒

2μm 的颗粒会增加，

≥

但对外延晶片，即使反复清洗也不会使

0.2μm 的颗粒增加。

1.3.2

DHF

在

DHF 清洗时将用 SC-1 清洗时表面生成的自然氧化膜腐蚀掉，Si 几乎不被腐蚀；硅片最外层

的

Si 几乎是以 H 键为终端结构.表面呈疏水性；在酸性溶液中硅表面呈负电位，颗粒表面为正

电位，由于两者之间的吸引力粒子容易附着在晶片表面。
① 用 HF 清洗去除表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中，
同时

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 等金属。但随自

然氧化膜溶解到清洗液中一部分

Cu 等贵金属(氧化还原电位比氢高)，会附着在硅表面，DHF

清洗也能去除附在自然氧化膜上的金属氢氧化物。
② 如硅表面外层的 Si 以 H 键结构，硅表面在化学上是稳定的，即使清洗液中存在 Cu 等贵金属
离子也很难发生

Si 的电子交换，因 Cu 等贵金属也不会附着在裸硅表面。但是如液中存在

Cl-、Br-等阴离子，它们会附着于 Si 表面的终端氢键不完全地方，附着的 Cl-、Br-阴离子会帮
助

Cu 离子与 Si 电子交换，使 Cu 离子成为金属 Cu 而附着在晶片表面。

③ 因溶液中的 Cu2+离子的氧化还原电位(E0=0.337V)比 Si 的氧化还原电位(E0=-0.857V)
高得多，因此

Cu2+离子从硅表面的 Si 得到电子进行还原，变成金属 Cu 从晶片表面析出；另

一方面被金属

Cu 附着的 Si 释放与 Cu 的附着相平衡的电子，自身被氧化成 SiO2 。

④ 从晶片表面析出的金属 Cu 形成 Cu 粒子的核。这个 Cu 粒子核比 Si 的负电性大，从 Si 吸引
电子而带负电位，后来

Cu 离子从带负电位的 Cu 粒子核得到电子析出金属 Cu，Cu 粒子就这

样生长起来。

Cu 下面的断一面供给与 Cu 的附着相平衡的电子一面生成 Si02 。

⑤ 在硅片表面形成的 SiO2，在 DHF 清洗后被腐蚀成小坑，其腐蚀小坑数量与去除 Cu 粒子前
的

Cu 粒子量相当腐蚀小坑直径为 0.01～0.1cm，与 Cu 粒子大小也相当，由此可知这是由结

晶

引

起

的

粒

子

，

常

称

为

Mip(

金

属

致

拉

子

)

。

1.3.3

SC-2

洗

液

(1)清洗液中的金属附着现象在碱性清洗液中易发生，在酸性溶液中不易发生，并具有较强的去
除晶片表面金属的能力，但经

SC-1 洗后虽能去除 Cu 等金属，但晶片表面形成的自然氧化膜的

附

着

(

特

别

是

Al)

问

题

还

未

解

决

。

(2)硅片表面经 SC-2 清洗后，表面 Si 大部分以 O 键为终端结构，形成成一层自然氧化膜，呈
亲

水

性

。

(3) 由于晶片表面的 SiO2 和 Si 不能被腐蚀，因此不能达到去除粒子的效果。
如在

SC-1 和 SC-2 的前、中、后加入 98%的 H2SO4、30%的 H2O2 和 HF。HF 终结中可得

到高纯化表面，阻止离子的重新沾污。在稀

HCl 溶液中加氯乙酸，可极好地除去金属沾污。表

面活性剂的加入，可降低硅表面的自由能，增强其表面纯化。它在

HF 中使用时，可增加疏水

面

的

浸

润

性

，

以

减

少

表

面

对

杂

质

粒

子

的

吸

附

。

清

洗

技

术

的

改

进

2.1

SC-1

液

的

改

进

a.为抑制 SC-1 时表面 Ra 变大，应降低 NH4OH 组成比即 NH4OH:H202：H20=0.05:1:1，
当

Ra=0.2nm 的硅片清洗后其值不变在 APM 洗后的 DIW 漂洗应在低温下进行。

b. 可使用兆声波清洗去除超微粒子，同时可降低清洗液温度，减少金属附着。
c.SC-1 液中添加表面活性剂、可使清洗液的表面张力从 6.3dyn/cm 下降到 19dyn/cm。选用
低表面张力的清洗液可使颗粒去除率稳定维持较高的去除效率。使用

SC-1 液洗，其 Ra 变大，

约是清洗前的

2 倍。用低表面张力的清洗液，其 Ra 变化不大 ( 基本不变 ) 。

d.SC-1 液中加入 HF，控制其 pH 值，可控制清洗液中金属络合离子的状态抑制金属的再附着，