RCA清洗技术原理深度解析,揭秘高效清洁背后的科学奥秘

1.

SC-1 清洗原理

SC-１清洗液由 NH4OH、H2O2和H2O 组成，由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜（SiO 2），呈亲水性， 硅片表面和粒子之间可用清洗液浸透。

由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的 Si被 NH 4 OH 腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。在 NH 4 OH 腐蚀硅片表面的同时，H 2 O 2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。

2.

SC-2 清洗原理

SC-2 清洗液由 HCl、H2O2 、和H2O组成，主要用于对硅片表面金属沾污的清洗。硅片表面金属的存在形式是多种多样的，它们可以以原子、氧化物、金属复合物、硅化物等形式存在于自然氧化膜表面、自然氧化膜内部、硅与氧化物的界面或硅内部。金属在溶液中的附着特性与 pH 值、 金属诱生氧化物作用、氧化还原电位、负电性、金属致氧化物形成焓以及化学试剂的氧化性等有关。在3<pH<5.6 的酸性溶液中，pH 值越低，金属越不易附着在硅片上。由于硅片表面的 Si及 SiO 2 不能被腐蚀，因此 SC-2 不能起到去除硅片表面颗粒的作用。另外，金属氧化物粒子具有很高的化学稳定性，即使 SC-2 这样强力酸性溶液中清洗 10 分钟也不易离子化，对于这样的金属氧化物粒子必须在粒子状态将它从硅片表面拉开，从而达到去除的目的。

3.

DHF 清洗原理

由于DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时 DHF 抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易的去除硅片表面的 AL、 Fe、 Zn、 Ni等金属， DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。随着自然氧化膜溶解到清洗液中 Cu 等贵金属(氧化还原电位比 H 高),会附着在裸硅表面即：

(1) 如果硅片最外层的硅都以H为终端,硅表面在化学上将是稳定的。即使清洗液中存在Cu等贵金属离子，也很难发生于 Si的电子交换，因此这些金属不会附着在硅片的表面；

(2) 如果清洗液中存在Cl等阴离子，就会附着在硅表面H 终端不完整的地方，附着的阴离子将会辅助Cu离子与 Si 的电子交换,使Cu离子成为Cu附着在硅片表面。用 DHF 清洗时将会把硅片表面的自然氧化膜腐蚀掉，而Si几乎不被腐蚀。用DHF 清洗后，硅片最外端的Si几乎都以H为终端， 故硅片呈疏水性。由于在酸性清洗液中，Si的ZETA电位为负，大部分颗粒的ZETA电位为正，两者的相互引力使颗粒很容易发生附着，因此,DHF 的清洗会使硅片表面的颗粒有所增加。