RCA清洗具体工艺

RCA清洗法:自从20世纪70年代RCA清洗法问世之后,几十年来被世界各国广泛采用。它的基本步骤最初只包括碱性氧化和酸性氧化两步,但目前使用的RCA清洗大多包括四步,即先用含硫酸的酸性过氧化氢进行酸性氧化清洗,再用含胺的弱碱性过氧化氢进行碱性氧化清洗,接着用稀的氢氟酸溶液进行清洗,最后用含盐酸的酸性过氧化氢进行酸性氧化清洗,在每次清洗中间都要用超纯水(DI水)进行漂洗,最后再用低沸点有机溶剂进行干燥。

RCA清洗技术具体工艺大致如下:

第一步,使用的试剂为SPM(是Surfuric/Peroxide Mix的简称),SPM试剂又称为SC-3试剂(是Standard Clean-3的简称)。SC-3试剂是由H2SO4-H2O2-H2O组成(其中H2SO4与H2O2的体积比为1:3),用SC-3试剂在100~130℃温度下对硅片进行清洗是用于去除有机物的典型工艺。

第二步,使用的试剂为APM(是Ammonia/Peroxide Mix和简称),APM试剂又称SC-1试剂(是Standard Clean-1的简称)。SC-1试剂是由NH4OH -H2O2-H2O组成,三者的比例为(1:1:5)~(1:2:7),清洗时的温度为65~80℃;SC-1试剂清洗的主要作用是碱性氧化,去除硅片上的颗粒,并可氧化及去除表面少量的有机物和Au、Ag、Cu、Ni、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染;温度控制在80℃以下是为减少因氨和过氧化氢挥发造成的损失。

第三步,通常称为DHF工艺是采用氢氟酸(HF)或稀氢氟酸(DHF)清洗,HF:H2O的体积比为1:(2~10),处理温度在20~25℃。是利用氢氟酸能够溶解二氧化硅的特性,把在上步清洗过程中生成的硅片表面氧化层去除,同时将吸附在氧化层上的微粒及金属去除。还有在去除氧化层的同时在硅晶圆表面形成硅氢键而使硅表面呈疏水性的作用(氢氟酸原液的浓度是49%)。

第四步,使用的是HPM试剂(HPM是Hydrochloric/Peroxide Mix的简称),HPM试剂又称SC-2试剂。SC-2试剂由HCL-H2O2-H2O组成(三种物质的比例由1:1:6到1:2:8),清洗时的温度控制在65~80℃。它的主要作用是酸性氧化,能溶解多种不被氨络合的金属离子,以及不溶解于氨水、但可溶解在盐酸中的Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2和Zn(OH)2等物质,所以对Al3+、Fe3+、Mg2+、Zn2+等离子的去除有较好效果。温度控制在80℃以下是为减少因盐酸和过氧化氢挥发造成的损失。