CN103762155A - 硅片清洗工艺 - Google Patents

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金文明
贺贤汉
张恩泽
吴佳明
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Abstract

本发明硅片清洗工艺，包括如下步骤：第一步，利用去离子水清洗硅片的表面；第二步，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；第三步，利用去离子水清洗硅片的表面；第四步，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；第五步，利用去离子水清洗硅片的表面。本发明硅片清洗工艺在DHF中加入HCL，其酸性增强，清洗液中的金属附着现象在强酸性溶液中不易发生，并具有较强的去除晶片表面金属的能力。相比DHF工艺有三个方面的优势：HCL能进一步有效去除Na、K、Ca、Mg、Al；降低其溶液PH值，控制清洗液中金属络合离子的状态，抑制金属的再附着；可降低硅片表面的Cu2O、CuO含量，从而控制整个硅片表面Cu含量。

Description

硅片清洗工艺
技术领域
本发明属于半导体制造领域，涉及一种新型抛光片表面金属控制技术，特别是硅片清洗工艺。 
背景技术
在硅片清洗领域，DHF（HF+H2O）作为一个标准的工艺之一已经运用了很长时间其去除表面金属的功能主要是在HF槽，由于HF是弱酸，又因其能和表面自身氧化膜起反应而使硅片表面呈疏水性，归纳起来有以下几个缺点：1.弱酸HF不能有效去除Na、K、Ca、Mg、Zn、Al等较活泼金属；2.经过HF清洗后的硅片表面呈疏水性而不能成为理想的表面，其表面比较活泼而容易吸附颗粒杂质等。 
由于目前FTS对硅片金属的去除采用DHF（主要为HF），其原理为：用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中，同时DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成，故可容易去除表层的大部分金属。但随自然氧化膜溶解到清洗液中，一部分Na、K、Ca、Mg、Cu等金属会又附着在硅表面。而HF本身和这些金属及其化合物反应能力较弱，容易造成二次污染。目前FTS采用的现有HF酸工艺大体上能满足要求单项金属水平＜5E10atoms/cm3，但是不太稳定，特别是一些较活泼的金属，其表面含量往往＞5E10atoms/cm3。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效去除硅片表面Na、K、Ca、Mg、Al金属的硅片清洗工艺。 
为解决上述技术问题，本发明硅片清洗工艺，包括如下步骤：第一步，利用去离子水清洗硅片的表面；第二步，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；第三步，利用去离子水清洗硅片的表面；第四步，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；第五步，利用去离子水清洗硅片的表面。 
所述HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O=（0.01%～0.03%）：（5%～10%）：1。 
所述第四步所用的时间为3分钟～6分钟。 
所述硅片清洗工艺是在常温下进行。 
本发明硅片清洗工艺在DHF中加入HCL，其酸性增强，清洗液中的金属附着现象在强酸性溶液中不易发生，并具有较强的去除晶片表面金属的能力。相比DHF工艺有三个方面的优势：1.HCL能进一步有效去除Na、K、Ca、Mg、Al；2.降低其溶液PH值，控制清洗液中金属络合离子的状态，抑制金属的再附着；3.可降低硅片表面的Cu2O、CuO含量，从而控制整个硅片表面Cu含量。 
附图说明
图1为本发明硅片清洗工艺流程图； 
图2为不同配比HCL+HF清洗后硅片表面金属含量对比。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明硅片清洗工艺作进一步详细说明。 
如图1所示，本发明硅片清洗工艺，第一步，利用去离子水清洗硅片的表面。第二步，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面，用以去除颗粒有机物等，为了提高清洗的效果、增强去除能力，采用的是多槽清洗的方式。第三步，利用去离子水清洗硅片的表面，用以去除前一槽的药液，为了提高清洗的效果、增强去除能力，采用多槽清洗的方式。第四步，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面，其中HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O=（0.01%～0.03%）：（5%～10%）：1，清洗的时间为3分钟～6分钟，清洗的温度是在常温下进行。第五步，最后利用去离子水清洗硅片的表面，用以去除前一槽的药液，为了提高清洗的效果、增强去除能力，采用多槽清洗的方式。 
如图2所示，不同配比HCL+HF清洗后硅片表面金属含量对比。可见，掺入HCL的清洗液在清洗效果上明显比之常规的DHF有明显的提升，尤其是Sc、Fe、Ni、Zn等元素，效果尤为明显。而且不同比例的配比的清洗侧重元素有所不同，可根据不同的需求采用不同的配比，在常规的清洗过程中优选的是7%HCL+HF的配比。 
本发明硅片清洗工艺在DHF中加入HCL，其酸性增强，清洗液中的金属附着现象在强酸性溶液中不易发生，并具有较强的去除晶片表面金属的能力。相比DHF工艺有三个方面的优势：1.HCL能进一步有效去除Na、K、Ca、Mg、Al；2.降低其溶液PH值，控制清洗液中金属络合离子的状态，抑制金属的再附着；3.可降低硅片表面的Cu2O、CuO含量，从而控制整个硅片表面Cu含量。 
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并 不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。 

Claims (4)

1.硅片清洗工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，利用去离子水清洗硅片的表面；
第二步，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；
第三步，利用去离子水清洗硅片的表面；
第四步，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；
第五步，利用去离子水清洗硅片的表面。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗工艺，其特征在于，所述HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O=（0.01%～0.03%）：（5%～10%）：1。
3.根据权利要求1所述的硅片清洗工艺，其特征在于，所述第四步所用的时间为3分钟～6分钟。
4.根据权利要求1所述的硅片清洗工艺，其特征在于，所述硅片清洗工艺是在常温下进行。
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