晶圆清洗为什么用双氧水

在半导体制造的精密世界里，每一个细微的步骤都关乎着芯片的性能与质量。而晶圆清洗，作为半导体工艺流程中的关键环节，其重要性不言而喻。其中，双氧水在这一过程中扮演了不可或缺的角色，它如同一位神奇的清洁使者，以其独特的化学性质和作用机制，为晶圆的纯净保驾护航。那么，晶圆清洗究竟为什么需要使用双氧水呢？

晶圆清洗过程中使用双氧水（过氧化氢，H₂O₂），主要有以下几方面原因：

强氧化性去污

去除有机物：晶圆在加工过程中会接触到各种有机物质，如光刻胶、人体皮肤油脂、机械油等，这些有机污染物会附着在晶圆表面，影响后续工艺。双氧水具有强氧化性，能将这些有机物氧化分解成二氧化碳和水等无害物质，从而有效去除晶圆表面的有机污染物，提高晶圆的清洁度。

去除金属杂质：在半导体制造过程中，晶圆表面可能会沾染金属离子等杂质。双氧水可以与金属发生氧化还原反应，将金属离子氧化，使其更容易被清洗液溶解和去除，从而提高晶圆的纯度。

辅助其他试剂作用

增强硫酸去碳化物能力：在SPM清洗工艺中，硫酸主要负责使有机物脱水碳化，而双氧水则将碳化物进一步氧化成气体，二者协同作用，更彻底地去除有机污染物。

调节溶液性质：双氧水的加入可以改变清洗液的氧化还原电位、酸碱度等化学性质，使其更适合清洗晶圆。例如，适当浓度的双氧水可以使清洗液保持良好的氧化性，增强对污染物的去除能力。

稳定溶液成分

防止硫酸挥发：硫酸具有较强的挥发性，在清洗过程中容易挥发损失，导致清洗液的浓度和成分发生变化，影响清洗效果的稳定性。而双氧水的挥发性相对较小，它的存在可以起到一定的稳定作用，减少硫酸的挥发，保持SPM清洗液的有效成分和浓度相对稳定，延长清洗液的使用寿命。

维持溶液活性：双氧水能够保持清洗液的氧化活性，使清洗液在一定时间内持续具有较好的清洗能力。这对于保证清洗过程的一致性和稳定性非常重要，有助于提高晶圆清洗的质量和效率。

双氧水凭借其强氧化性、辅助其他试剂作用以及稳定溶液成分的能力，在晶圆清洗过程中发挥着至关重要的作用，是确保晶圆表面清洁、提高半导体器件性能和质量的关键因素之一。