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    硅片清洗劑的清洗方法

    日期:2019/3/8 14:35:36 | 人氣:242 | TAG

    硅片清洗劑廣泛應用于光伏,電子等行業硅片清洗;由于硅片在運輸過程中會有所污染,表面潔凈度不是很高,對即將進行的腐蝕與刻蝕產生很大的影響,所以首先要對硅片表面進行一系列的清洗操作。清洗的一般思路首先是去除表面的有機沾污,然后溶解氧化膜,因為氧化層是“沾污陷進”,會引起外延缺陷;再去除顆粒、金屬等,同時使硅片的表面鈍化。

    RCA清洗法

    RCA清洗法又稱工業標準濕法清洗工藝,是由美國無線電公司(RCA)的Kem和Puotinen等人于20世紀60年代提出后,由此得名。

    RCA濕法清洗由兩種不同的化學溶液組成,主要洗液成分見表2.1,表2.2,表2.3。

    SPM具有很高的金屬氧化能力,可將金屬氧化后溶于清洗液中,并能將有機物氧化生成二氧化碳和水。用SPM清洗硅片可以去除表面的種有機沾污和部分金屬,當沾污特別嚴重時,難以去除干凈。

    DHF(HF),可以去除硅片表面的自然氧化膜,同時抑制氧化膜的形成。易去除硅表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬,也可以去除自然氧化膜上的氫氧化物。在自然那氧化膜被腐蝕掉時,硅片幾乎不被腐蝕。

    基礎的RCA清洗劑配方

    SC-1清洗液是能去除顆粒和有機物質的堿性溶液。由于過氧化氫為強氧化劑,能氧化硅片表面和顆粒。顆粒上的氧化層能提供消散機制,分裂并溶解顆粒,破壞顆粒和硅片表面之間的附著力,而脫離硅表面。過氧化氫的氧化效應也在硅片表面形成一個保護層,阻止顆粒重新粘附在硅片表面。隨后將硅片放入到10%的HF溶液中浸泡2分鐘,可以將硅片表面自然生成的氧化膜去除并抑制氧化膜再次形成,同時HF酸還可以將附著在氧化膜上的金屬污染物溶解掉。

    SC-2濕法清洗工藝用于去除硅片表面的金屬。用高氧化能力和低PH值的溶液,才能去除表面的金屬粘污。此時,金屬被氧化成為離子并溶于酸液中,金屬和有機物粘污中的電子被清洗液俘獲并氧化。因此電離的金屬溶于溶液中,而有機雜質被分解。這就是RCA清洗方法的機理。繼續用HF在室溫下清洗硅片2分鐘,最后用去離子水超聲清洗數次去除殘留的洗液。

    RCA清洗劑配方

    改進的RCA清洗工藝溶液配比

    RCA-1(H2O/NH4OH/H2O2)型洗液:硅片表面的自然氧化層(SiO2)和Si被NH4OH腐蝕,因此附著在硅片表面的顆粒便分散于清洗液中,從而去除表面的顆粒。在NH4OH腐蝕硅表面的同時,H2O2又在氧化硅表面形成新的氧化膜。

    RCA-2(H2O/HCl/H2O2):用于除去硅片表面的Na、Fe、Mg等金屬沾污,在室溫下就能除去Fe和Zn。

    改進的RCA清洗劑配方

    HF/O3清洗法

    HF/O3槽式清洗法

    因為臭氧的還原電勢比硫酸、鹽酸、雙氧水都高,因此用臭氧超凈水去除有機物及金屬的方法,效率比用傳統的SC、SPM、RCA等高。此外,該方法在室溫下清洗,不用進行廢液處理,因此比傳統方法占有絕大優勢。

    德國ASTEC公司設計了一套基于HF/O3清洗的工藝,稱為ACD。該法由清洗和干燥兩部分組成,廣泛用于Φ300mm硅片的清洗。清洗步驟:清洗—純水沖洗—干燥,可同時加入純水、HF、O3、表面活性劑,超聲波清洗。

    HF/O3單片清洗法

    日本索尼公司研制的HF/O3單片旋轉式清洗法,可以有效去除硅表面的有機沾污、無機沾污、金屬沾污等。此設備上有三路供液系統,可同時將HF酸、溶解油臭氧的超純水、超純水供應到硅片中心。在此過程中,首先將HF酸、溶解油臭氧的超純水交替供應到硅片中心,每種試劑供應約10s交替一次,接著供應純水進行沖洗。最后用旋轉干燥法對硅片進行干燥,為避免旋轉干燥法給硅片表面帶來水跡,可以改用氮氣吹。

    熱態洗硅成膜劑

    熱態洗硅成膜劑,包括A劑和B劑,A劑包含強堿性催化劑5%~35%、無機溶劑65%~95%,顯色劑微量,原料總和為100%;B劑包含分析純磷酸三鈉03%~3%、分析純聯氨0.05%~2%,與兩種無機溶劑,其原料總和為100%;使用時由A劑和B劑按照體積比1:10的比例混合使用,混合后溶液比重為1.008g/ml~1.031g/ml。


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