大部分的清洗方法可粗略地分為濕法清洗和干法清洗,過去的三十年中,濕法清洗一直是晶片技術(shù)咨詢的主流,它是利用溶劑、各種酸堿、表面活性劑和水,通過腐蝕、溶解、化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)入溶液和冷熱)中洗等方法去除晶片表面的沾污物,每次使用化學(xué)試劑后都應(yīng)用超純水清洗,以去除化學(xué)試劑的殘留物。雖然沒有哪一種清洗方法可以適用于所有的清洗要求,但三十年來濕法清洗已形成了自己典型的清洗順序。
(1)常用化學(xué)試劑、清洗液的性質(zhì)
化學(xué)試劑及清洗液的去污能力,對于濕法化學(xué)清洗的清洗效率有決定性的影9向,濕法化學(xué)清洗的首要步驟是根據(jù)硅片清洗目的和要求選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖颓逑匆骸9杵逑粗谐S玫幕瘜W(xué)試劑和清洗液主要有無機(jī)酸、氧化劑、絡(luò)合劑、雙氧水清洗液、有機(jī)溶劑、合成洗滌劑、電子清洗劑等幾大類。它們在化學(xué)清洗中的主要作用或化學(xué)性質(zhì)見表1。
(2)溶液浸泡法
溶液浸泡法就是通過將要清除的硅片放入溶液中浸泡來達(dá)到清除表面污染的目的的一種方法,它是濕法化學(xué)清洗中最常用的一種方法。它主要是通過溶液與硅片表面的污染雜質(zhì)在浸泡過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及溶解作用來達(dá)到清除硅片表面雜質(zhì)的目的。選用不同的溶液來浸泡硅片可以達(dá)到清除不同類型表面污染雜質(zhì)的目的。單純的溶液浸泡法效率往往不盡人意,所以在采用浸泡的同時往往還輔以加熱、超聲、攪拌等物理措施。
(3)機(jī)械擦洗法
當(dāng)硅片表面沾有微?;蛴袡C(jī)殘?jiān)鼤r常用擦片的方法清洗。刷片法被認(rèn)為是去除化學(xué)機(jī)械拋光液殘余物的最有效的方法之一。這種清洗方法在日本、韓國和臺灣非常普遍,在歐洲和美國也獲得廣泛應(yīng)用。機(jī)械擦洗法一般分為手工擦洗法和機(jī)械擦洗法兩種方法。
手工擦洗法是最簡單的一種擦洗法,一般用鑷子夾取浸有甲苯、丙酮、無水乙醇等有機(jī)溶劑的棉球,在硅片表面沿著同一方向輕擦,以去除蠟?zāi)?、灰塵、殘膠司其他固體顆粒。但此法易造成劃傷,污染嚴(yán)重。
用于擦洗的擦片機(jī)又可分為純機(jī)械性擦刷的擦片機(jī)和高壓擦片機(jī)等。純機(jī)械性擦片機(jī)利用機(jī)械旋轉(zhuǎn),使軟羊毛刷或刷輥擦刷硅片表面。該法較手工擦洗造成的硅片劃傷大大減輕。而高壓擦片機(jī)由于無機(jī)械摩擦,則會劃傷硅片表面,而且可以達(dá)到清除槽痕里的沾污,硅片機(jī)擦洗是硅片擦洗的趨勢。
(4)超聲波清洗法
超聲波清洗是牛導(dǎo)體工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種清洗法,該方法的優(yōu)點(diǎn)是:清洗效果好,操作簡單,對于雜的器件和容器也能清除,但該方法具有噪音較大、能器易壞的缺點(diǎn)。
該方法的清洗原理如下;在強(qiáng)烈的超聲波作用(常用的超聲波頻率為20 kH2到40kHz左右),液體內(nèi)會產(chǎn)生疏部和密部,疏部產(chǎn)生近乎真空的空腔泡,當(dāng)腔泡消失的瞬間,其附近便產(chǎn)生強(qiáng)大的局部壓力,傻子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂,因此使硅片表面的雜質(zhì)解吸。蘭聲波的頻率和空腔泡的振動頻率共振時,機(jī)械作用大到最大,泡內(nèi)聚集的大量熱能,使溫度升高,促進(jìn)化反應(yīng)的發(fā)生。超聲波清洗的效果與超聲條件(如溫度、壓力、超聲頻率、功率等)有關(guān),而且提高超聲波珍往往有利于清洗效果的提高。