硅片清洗原理与改进方法毕业论文(编辑修改稿)

硅片清洗原理与改进方法毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

括以下几方面 : 硅片加工成型过程中的污染 , 环境污染 , 水造成的污染 , 试剂带来的污染 , 工业气体造成的污染 , 工艺本身造成的污染 , 人体造成的污染等。 尽管硅片沾污杂质的来源不同 , 但它们通常可划分为几类 , 如表 1 所示。 表 1 硅片表面沾污杂质的分类 分类依据 沾污类别 沾污杂质的形态 微粒型污染质、膜层污染质 吸附力的性质 物理吸附型杂质、化学吸附型杂质 被吸附物质的存在形态 分子型、原子型、离子型吸附杂质 物化性质 有机沾污、无机盐、 金属离子 (原 子 ) 和机械微粒等 硅片清洗的一般程序 吸附在硅片表面上的杂质可分为分子型、离子型和原子型三种情况。 其中分子型杂质与硅片表面之间的吸附力较弱 , 清除这类杂质粒子比较容易。 它们多属油脂类杂质 , 具有疏水性的特点 , 对于清除离子型和原子型杂质具有掩蔽作用。 因此在对硅片进行化学清洗时 , 首先应该把它们清除干净。 离子型和原子型吸附的杂质属于化学吸附杂质 , 其吸附力都较强。 在一般情况下 , 原子 型吸附杂质的量较小 , 因此在化学清洗时 , 先清除掉离子型吸附杂质 , 然后再清除残存的 离子型杂质及原子型杂质。 最后用高纯去离子水将硅片冲冼干净 , 再加温烘干或甩干就可得到洁净表面的硅片。 综上所述 , 清洗硅片的一般工艺程序为 : 去分子→去离子→去原子→去离子水冲洗。 硅片清洗原理与改进方法 4 另外 , 为去除硅片表面的氧化层 , 常要增加一个稀氢氟酸浸泡步骤。 第二章 硅片清洗的常用方法与技术 湿法化学清洗 化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用 , 或伴以超声、加热、抽真空等物理措施 , 使杂质从被清除物体的表面脱附 (解吸 ) , 然后用大量高纯热、冷 去离子水冲洗 , 从而获得洁净表面的过程。 化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗 ,其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位 , 因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。 常用化学试剂、洗液的性质 常用化学试剂及洗液的去污能力 , 对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响 , 根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。 硅片清洗中常用的化学试剂和洗液主要有无机酸、氧化剂、络合剂、双氧水洗液、有机溶剂、合成洗涤剂、电子清洗剂等几大类 , 它们 在化学清洗中的主要作用或化学性质如表 2。 表 2 常用试剂、洗液的性质 (或作用 ) 类别 常用试剂或洗液 性质或作用 无机酸 盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水等 酸性、腐蚀性等 氧化剂 硝酸、浓硫酸、重铬酸钾、双氧水等 氧化还原作用 络合剂 盐酸、氢氟酸、氟化铵、氨水等 络合作用 , 有利于去除金属杂质 双氧水洗剂 1 号液、 2 号液、 3 号液 强氧化性 , 可去无机及有机沾污 有机溶 剂 三氯甲烷、三氯乙稀、甲苯、乙醇、丙酮等 相似相溶原理 , 去除有机沾污 合成洗涤剂 主要成分为表面活性剂 , 如 表面活性剂乳化作用 硅片清洗原理与改进方法 5 洗涤剂 6053 等 电子清洗剂 DZ2 DZ2 DZ2 DZ2DZ25 电子清洗剂 分别可去除各类沾污 溶液浸泡法 溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法 , 它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。 它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。 选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。 如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的 , 采用 1 号液浸泡来达到清除有机、无机和金属离子、原子型污染杂质的目的。 单纯的溶液浸泡法其效率往往不尽人意 ,所以在采用浸泡的同时往往还辅以 加热、超声、搅拌等物理措施。 机械擦洗法 当硅片表面沾有微粒或有机残渣时常用擦片的方法清洗。 机械擦洗法一般可分为手工擦洗和擦片机擦洗两种方法。 手工擦洗是最简单的一种擦洗方法 , 一般用不锈钢镊子夹取浸有甲苯、丙酮、无水乙醇等有机溶剂的棉球 , 在硅片表面沿同一方向轻擦 , 以去除蜡膜、灰尘、残胶或其它固体颗粒。 但此法易造成划伤 , 污染严重。 用于擦洗的擦片机又可分为纯机械性擦刷的擦片机和高压擦片机等。 纯机械性擦刷的擦片机利用机械旋转 , 使软羊毛刷或刷辊擦刷硅片表面。 该法 较手工擦洗造成的硅片划伤大大减轻。 而高压擦片机由于无机械磨擦 , 则不会划伤硅片表面 , 而且可以达到清除槽痕里的沾污。 擦片机擦洗是硅片擦洗的趋势。 超声波清洗技术 超声波清洗是半导体工业中广泛应用的一种清洗方法 , 该方法的优点是 : 清洗效果好 , 操作简单 , 对于复杂的器件和容器也能清除 , 但该法也具有噪音较大、换能器易坏的缺点。 该法的清理原理如下 : 在强烈的超声波作用下 (常用的超声波频率为硅片清洗原理与改进方法 6 20kHz 到 40kHz 左右 ) , 液体介质内部会产生疏部和密部 , 疏部产生近乎真空 的空腔泡 , 当空腔泡消失的瞬间 , 其附近便产生强大的局部压力 , 使分子内的化学键断裂 , 因此使硅片表面的杂质解吸。 当超声波的频率和空腔泡的振动频率共振时 , 机械作用力达到最大 , 泡内积聚的大量热能 , 使温度升高 , 促进了化学反应的发生。 超声波清洗的效果与超声条件 (如温度、压力、超声频率、功率等 ) 有关 , 而且提高超声波功率往往有利。