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清洗-xdmei 清洗的目的 硅片表面的颗粒和金属杂质会严重影响产品的质量和成品率，在半导体生产中，几乎每道工序都有硅片清洗的问题，硅片清洗的好坏对产品性能有严重的影响，处理不当，可能使全部硅片报废，或者制造出来的产品性能差，稳定性和可靠性差。 硅片清洗是半导体器件制造中最重要最频繁的工序。 硅片的表面状态和洁净度 1， 硅片的表面状态 理想的硅片表面应该是硅原子有规则排列终止所形成的表面，表面内部的硅原子以共价键结合，而表面外部无其它原子，所以外方向的价键是未饱和的，存在着可以俘获电子的表面态。　 理想表面实际是不存在的，硅片的真实表面由于暴露在环境气氛中发生氧化及吸附，其表面往往有一层很薄的自然氧化层，厚度为几个埃、几十个埃甚至上百埃。 真实的硅片表面是内表面和外表面的总合，内表面是硅与自然氧化层的界面，外表面是自然氧化层与环境气氛的界面，它存在一些表面能级，并吸附一些污染杂质原子，而且不同程度地受到内表面能级的影响，可以与内表面交换电荷，外表面的吸附现象是复杂的。 2， 洁净的观点 一般可以认为当污染物质对器件特性的影响在可以忽略的范围以下，就是洁净的。一般污染杂质种类和数量越少，表面洁净度越高，工艺中总存在一个明显的污染极限，之下，污染对器件的电特性、成品率、可靠性的影响急剧下降；之上，影响显著上升。因此，只要污染在该极限之下，尽管硅片表面并非绝对洁净，仍认为硅片表面是相对洁净的。如污染在极限之上，则认为硅片是非洁净的。 3， 清洗与钝化　　完整的硅片清洗总是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜层，代之以氧化物的、氮化物的或其它挥发元素（或分子）的钝化膜层。三，清洗理论 1， 吸附　　硅片表面是硅晶体的一个断面，由结晶学可知，这个表面所有的晶格都处于破坏状态，即有一层或多层硅原子的键被打开，呈现一层到几层的悬挂键，又称之为不饱和键。由物化性质可知，非饱和化学键化学活性高，处于不稳定状态，极易与周围的分子或原子结合起来，这就是所谓的“吸附”。 吸附可分为物理吸附和化学吸附，二者的区别主要在于吸附力的产生形式和大小的不同。对于物理吸附，其吸附力来自于固体和被吸附分子间的范德瓦斯引力，而化学吸附则是靠化学键力结合，这种成键的力在一定情况下是共价键力，但也或多或少地混合着离子的相互作用力。 2， 解吸 被吸附的杂质粒子并不是固定不动的，而是在其平衡位置附近不停地振动着，其中一些被吸附的杂质粒子由于获得较大的动能而脱离硅片表面，重新回到周围介质（如空气）中去，这种现象称为“解吸”。与此同时，在介质中的另一些粒子又会在硅片表面上重新被吸附。在一般情况下，硅片表面层所吸附的杂质粒子处于动态平衡状态。 3， 硅片的清洗 对于硅片表面来说，吸附是一种放热过程，而解吸是一种吸热过程。升高温度有利于硅片表面杂质粒子的解吸。而以各种手段提供杂质粒子解吸所需要的能量，也就构成了不同名目的清洗。　　由于吸附的不可避免性，造成了洁净表面概念的相对性。目前大多数处理方法都是希望硅片表面以氢原子为终端，其优点是具有很小的表面态密度，可使器件的电结构特性稳定。 硅片表面沾污杂质的来源和分类 在硅片加工及产品制造过程中，所有与硅片接触的外部媒介都是硅片沾污杂质的可能来源。这主要包括以下几方面：硅片加工成型过程中的污染，环境污染，水造成的污染，试剂带来的污染，工业气体造成的污染，工艺本身造成的污染，人体造成的污染等。　　尽管硅片沾污杂质的来源不同，但它们通常可划分为几类，如表1所示。 五，硅片清洗的一般程序　　吸附在硅片表面上的杂质可分为分子型、离子型和原子型三种情况。其中分子型杂质与硅片表面之间的吸附力较弱，清除这类杂质粒子比较容易。它们多属油脂类杂质，具有疏水性的特点，对于清除离子型和原子型杂质具有掩蔽作用。因此在对硅片进行化学清洗时，首先应该把它们清除干净。　　离子型和原子型吸附的杂质属于化学吸附杂质，其吸附力都较强。在一般情况下，原子型吸附杂质的量较小，因此在化学清洗时，先清除掉离子型吸附杂质，然后再清除残存的离子型杂质及原子型杂质。最后用高纯去离子水将硅片冲冼干净，再加温烘干或甩干就可得到洁净表面的硅片。 　　综上所述，清洗硅片的一般工艺流程为：去分子→去离子→去原子→去离子水冲洗。 　　另外，为去除硅片表面的氧化层，常要增加一个稀氢氟酸浸泡工艺。