晶圆清洗的常用方法有哪些

知道，晶圆需要清洗。而且清洗工序不止一道，那么我们来说点啥呢？当然又是一个尝试知识，你们知道晶圆需要清洗。但是你们知道常见的晶圆清洗方法有哪些吗？

一、RCA标准清洗法

原理

RCA（Radio Corporation of America）标准清洗法是最早也是最基本的晶圆清洗方法。它利用化学物质的氧化性和还原性，通过多个步骤去除晶圆表面的不同污染物。

通常包括两个主要步骤：第一步是用酸性溶液（如HF/DHF混合液，其中HF是氢氟酸，DHF是氟化铵）去除晶圆表面的 native oxide（自然氧化层）和颗粒；第二步是用碱性溶液（如NH₃·H₂O/H₂O₂/DH₂O混合液，NH₃·H₂O是氨水，H₂O₂是过氧化氢）去除有机污染物。

优缺点

使用的化学试剂具有腐蚀性，可能会对晶圆表面造成损伤，尤其对于新型材料和结构的晶圆，这种损伤可能更为明显。

清洗过程产生的废液较多，处理这些废液成本较高且对环境有一定的污染。

技术成熟，清洗效果比较稳定，能够有效去除多种污染物。

适用范围广，对不同类型的晶圆污染物都有一定的清洗能力。

二、兆声波清洗法

原理

兆声波清洗是利用频率在0.5 - 5MHz之间的超声波进行清洗。当超声波在液体中传播时，会产生正负压强交替的声压。在负压区域，液体中的微泡会生长并形成空化现象；当正压来临，微泡会瞬间破裂，产生强大的冲击力和微射流。

这种冲击力和微射流能够有效地去除晶圆表面的颗粒和污染物，而且不会对晶圆表面造成损伤。

优缺点

设备成本较高，需要有产生兆声波的专用设备。

清洗参数（如超声波频率、功率、清洗时间等）需要精确控制，否则可能会影响清洗效果或导致晶圆表面损伤。

清洗效果好，尤其是对于去除微小颗粒非常有效。

非接触式清洗，减少了对晶圆表面造成机械损伤的可能性。

三、化学机械抛光（CMP）后清洗

原理

在化学机械抛光过程中，晶圆表面会被研磨平整，但同时也会残留一些研磨液中的颗粒、化学物质等污染物。CMP后清洗主要是通过化学试剂与物理作用相结合的方式去除这些残留物。

一般会采用酸性或碱性的清洗液，在特定的温度和搅拌条件下进行清洗，以溶解和去除污染物，并且可能会结合超声波、刷洗等辅助手段增强清洗效果。

优缺点

清洗过程相对复杂，需要综合考虑CMP工艺的影响，避免对晶圆表面造成新的损伤。

清洗后的废水处理比较复杂，因为清洗液中含有从CMP过程中带来的特殊化学物质。

能够有效去除CMP过程中产生的复杂污染物，保证晶圆表面的清洁度。

可以根据CMP工艺的特点和污染物种类选择合适的清洗液和清洗参数。

四、干式清洗法

原理

干式清洗法主要包括等离子体清洗和紫外线清洗等。等离子体清洗是利用等离子体中的活性粒子与晶圆表面的污染物发生反应，生成挥发性物质，从而达到清洗的目的。

例如，采用氧气等离子体可以氧化分解晶圆表面的有机污染物；采用氩气等离子体可以通过物理轰击去除晶圆表面的颗粒。紫外线清洗则是利用紫外线的高能量破坏有机物分子的化学键，使有机物分解为可挥发的小分子，进而被去除。

优缺点

设备复杂，运行成本高，需要有产生等离子体或紫外线的专用设备，并且设备的维护要求也较高。

清洗效果可能受到晶圆表面性质和污染物种类的限制，不是对所有污染物都能有效清洗。

不使用液体化学试剂，避免了因化学试剂引入而造成的二次污染。

对于一些对液体敏感的晶圆或污染物有较好的清洗效果。

其实，不管是什么清洗方法不变的永远是我们清洗目的。通过清洗，我们是希望能去除晶圆表面的杂质、颗粒和有机物，以确保芯片的质量和性能。