什么是SC-2清洗液?

来源:中国科学院半导体研究所 制造工艺 88 次阅读
摘要:SC-2是RCA清洗中的关键步骤,专用于去除晶圆表面的碱金属与重金属离子。它利用HCl与H₂O₂的强氧化与络合作用,消除SC-1清洗后残留的金属氢氧化物沉淀,并生成保护性氧化层。 SC-2是RCA清洗体系中的第二道清洗液,全称是Standard Clean 2,由美国RCA公司的Werner Kern在1970年发明,至今仍是半导体晶圆清洗的行业标准。 标准配方(体积比): HCl:H2O2:H

SC-2是RCA清洗中的关键步骤,专用于去除晶圆表面的碱金属与重金属离子。它利用HCl与H₂O₂的强氧化与络合作用,消除SC-1清洗后残留的金属氢氧化物沉淀,并生成保护性氧化层。

SC-2是RCA清洗体系中的第二道清洗液,全称是Standard Clean 2,由美国RCA公司的Werner Kern在1970年发明,至今仍是半导体晶圆清洗的行业标准。

标准配方(体积比):

HCl:H2O2:H2O\=1:1:6

| 参数 | 标准值 |

| HCl浓度 | 36–38%浓盐酸 | | H₂O₂浓度 | 30%双氧水 | | 温度 | 65–85°C | | 时间 | 10–20分钟 |

也称为HPM(Hydrochloric acid / Hydrogen Peroxide Mixture)

针对的污染物

SC-2专门针对碱金属和重金属离子

| 污染物类型 | 具体元素 | 来源 |

| 碱金属 | Na⁺、K⁺ | 人体、环境、化学品 | | 重金属 | Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺ | 设备、管道、化学品 | | 过渡金属 | Al³⁺、Cr³⁺ | 设备腐蚀产物 |

为什么 SC-1 之后必须做 SC-2?

我们在聊 SC-1 时提到过它的一个致命“副作用”:SC-1 是强碱性环境,在这种环境下,虽然微小颗粒被赶走了,但溶液中极其微量的金属离子(特别是铁 、铝 、锌 、镁等)极易形成不溶性的氢氧化物沉淀,并死死地附着在裸露的硅片表面。

如果带着这些金属杂质直接去跑高温工艺(如氧化、退火),金属原子就会扩散进硅的晶格里,直接导致芯片漏电或击穿。

SC-2 的使命,就是来给 SC-1 “擦屁股”的,彻底清除这些致命的金属沾污。

SC-2 的化学除金机制

双氧水作为强氧化剂,将附着在晶圆表面的金属杂质氧化成高价态的离子。同时,处于高温、低 pH 值的强酸(HCl)环境,能轻易地将 SC-1 遗留的金属氢氧化物沉淀重新溶解。

高浓度的氯离子不仅提供酸性,还能与游离出来的金属离子结合,形成极其稳定且易溶于水的络阴离子。一旦形成络合物,金属离子就被“锁死”在溶液中,再也无法重新沉积回晶圆表面,最终被去离子水彻底冲走。

在清除金属的同时,双氧水还会再次氧化裸露的硅表面,生成一层极薄、非常致密且纯净的化学氧化硅层。 这层氧化薄膜就像给洗干净的硅片穿上了一层“防护服”,使得晶圆在离开清洗槽接触空气时,不会被外界环境再次轻易污染。

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