background image

③ Fe、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 实验结果:
a. 据报道如表面 Fe 浓度分别是 1011、1012、1013 原子/cm2 三种硅片放在 SC-1 液中清洗后,
三种硅片

Fe 浓度均变成 1010 原子/cm2。若放进被 Fe 污染的 SC-1 清洗液中清洗后,结果浓

度均变成

1013/cm2。

b. 用 Fe 浓度为 1ppb 的 SC-1 液,不断变化温度,清洗后硅片表面的 Fe 浓度随清洗时间延
长而升高。
  对应于某温度洗

1000 秒后,Fe 浓度可上升到恒定值达 1012~4×1012 原子/cm2。将表面

Fe 浓度为 1012 原子/cm2 硅片,放在浓度为 1ppb 的 SC-1 液中清洗,表面 Fe 浓度随清洗时
间延长而下降,对应于某一温度的

SC-1 液洗 1000 秒后,可下降到恒定值达

4×1010~6×1010 原子/cm2。这一浓度值随清洗温度的升高而升高。
  从上述实验数据表明:硅表面的金属浓度是与

SC-1 清洗液中的金属浓度相对应。晶片

表面的金属的脱附与吸附是同时进行的。
  即在清洗时,硅片表面的金属吸附与脱附速度差随时间的变化到达到一恒定值。
  以上实验结果表明: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。
c. 用 Ni 浓度为 100ppb 的 SC-1 清洗液,不断变化液温,硅片表面的 Ni 浓度在短时间内到
达一恒定值、即达

1012~3×1012 原子/cm2。这一数值与上述 Fe 浓度 1ppb 的 SC-1 液清洗后表

Fe 浓度相同。

  这表明

Ni 脱附速度大,在短时间内脱附和吸附就达到平衡。

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。
例如使用美国

Ashland 试剂,其 CR-MB 级的金属离子浓度一般是:H2O2 <10ppb 、HCL 

10ppb、NH4OH <10ppb、H2SO4<10ppb

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。
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

,在 NH4OH: H2O2: H2O =1:1:5 的 SC-1 液清洗后,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,例用 0.5:1:5
⑨ COP(晶体的原生粒子缺陷)。

CZ 硅片经反复清洗后,经测定每次清洗后硅片表面的颗粒 ≥2 μm 的颗粒会增加,但对

外延晶片,即使反复清洗也不会使

 ≥0.2 μm 颗粒增加。据近几年实验表明,以前认为增加的

粒子其实是由腐蚀作用而形成的小坑。在进行颗粒测量时误将小坑也作粒子计入。
小坑的形成是由单晶缺陷引起,因此称这类粒子为

COP(晶体的原生粒子缺陷)。

据介绍直径

200 mm 硅片按 SEMI 要求:

256 兆 ≥ 0.13 μm,<10 个/ 片,相当 COP 约 40 个。