RCA清洗简介

工业标准湿法清洗工艺称作为RCA清洗工艺，是由美国无线电公司（RCA）于20世纪60年代提出，首次发表于1970年。RCA清洗主要是由两种不同的化学液组成：1号标准清洗液（SC1）和2号标准清洗液（SC2）。

配方

1号标准清洗液是 NH4OH/H2O2/H2O(氨水/双氧水/水)按照1:1:5的比例混合。

2号标准清洗液是 HCL/H2O2/H2O(盐酸/双氧水/水)按照1:1:6的比例混合。

这两种化学溶液都是以双氧水作为基础。

后期优化

随着清洗工艺日益精进，SPM（H2SO4/H2O2）按照5:1-2:1比例混合的溶液被引进。之后，稀释氢氟酸(DHF)也被引入。

RCA清洗原理

1号标准清洗液

SC1清洗液是碱性溶液，能够去除颗粒、金属和有机物质。对于颗粒，SC1主要通过氧化颗粒和电化学的排斥力达到清洁晶片的效果。

（1）双氧水是强氧化剂，能够氧化碳化硅表面的颗粒，部分颗粒直接分解；

（2）氢氧化铵是碱性溶液，其氢氧根能够轻微腐蚀氧化硅使颗粒下方与碳化硅脱离，并在晶片表面和颗粒上集聚负电荷，如Fig2。

（3）晶片表面和颗粒上的负电荷相互排斥，使颗粒从硅片表面脱离进入SC1溶液。同时，负电荷又阻止了颗粒在硅片上的重新附着，如Fig3。

2号标准清洗液

SC2清洗液是酸性溶液，主要作用是去除金属离子。作用机理是使晶片表面的金属形成可溶盐而被去除。

（1）双氧水是强氧化剂，能够氧化碳化硅表面的金属；

（2）盐酸与金属离子生成可溶性氯化物而溶解。

H2SO4+H2O2 (Piranha)

H2SO4能够去除金属以及有机物。在进行RCA清洗前，如果晶片表面附带有机物污染，会造成表面疏水，使后续的RCA清洗效果降低。所以使用 H2SO4+ H2O2按照5:1-2:1比例的混合液加温至120℃左右去除。

（1）硫酸使有机物脱水碳化；

（2）双氧水将碳化物氧化成 CO 或者 CO2气体。

稀释氢氟酸（DHF）

稀释氢氟酸（H2O:HF=100:1~20:1）常被用于去除晶片表面的氧化膜，同时将吸附在氧化膜上的微粒和部分金属离子溶解于化学剂中。

由于工艺上的不同，DHF或被用于SPM后、或SC1后、或SC2后，甚至多道DHF被引入RCA清洗中。大部分公司将RCA清洗中的DHF设置于SPM后。标准的RCA清洗流程如下：

Fig4：RCA清洗流程

影响RCA清洗的因素

外界因素、设备、工艺条件等，均会影响RCA清洗的效果。在此，从工艺条件方面，列举了以下影响因素：

溶液温度的上下浮动；

溶液成分浓度的变化；

溶液颗粒的不断增多；

清洗时溶液是否流动；

晶片表面溶液的冲洗。