半导体IC工艺主要是基于20世纪50年代以后发明的四种基本工艺（离子注入、扩散、延伸生长和光刻）。由于集成电路中的部件和连接相当微妙，如果在制造过程中被灰尘颗粒和金属污染，很容易损坏晶片中的电路功能，形成短路或断路，导致集成电路故障，影响几何特性的形成。

因此，在生产过程中，除了消除外部污染源外，还需要湿法清洗或干法清洗等集成电路制造步骤，如高温扩散和离子植入。干湿法清洗是在不破坏晶圆表面特性和电特性的前提下，有效利用化学溶液或气体去除晶圆上残留的微尘、金属离子和有机杂质。

污染物杂质的分类

IC此外，生产过程总是在人们的参与下在净化室进行，因此不可避免地会产生各种环境对硅片的污染。根据污染物的发生，污染物大致可分为颗粒、有机物、金属污染物和氧化物。

1颗粒

颗粒主要是聚合物、光耐腐蚀剂和蚀刻杂质。颗粒通常粘附在硅表面，影响下一道工序几何的形成和电气特性。根据颗粒与表面的附着力分析，虽然其附着力多样化，但主要是范德瓦尔斯的吸引力，因此颗粒的去除方法主要是物理或化学方法，逐渐减少颗粒与硅表面的接触面积，最终去除。

2有机物

有机杂质在IC该工艺以多种形式存在，如人体皮肤油、净化室空气、机械油、硅真空脂、光腐蚀剂、清洁溶剂等。每种污染物都是对的IC该工艺有不同程度的影响，通常在晶片表面形成有机薄膜，防止清洗液到达晶片表面。因此，在清洗过程的第一步往往会去除有机物。

3金属污染物

还会产生各种金属污染。金属污染物必须采取相应措施去除。也产生各种金属污染。必须采取相应的措施去除金属污染物。

44原生氧化物和化学氧化物

分析以下6种常见的清洗方法：对以下6中常见的清洗方法进行分析：

1湿法清洗

湿法清洗采用液体化学溶剂和DI晶片表面污染物、有机物和金属离子的水氧化、蚀刻和溶解。通常采用湿法清洗RCA清洗法、稀释化学法、IMEC清洗方法、单晶清洗等.

2RCA清洗法

起初，人们使用的清洗方法没有标准化和系统化的基础。1965年，RCA（美国无线电公司）研发了用于硅晶圆清洗的RCA清洗法并应用于清洗法RCA元件生产。这种清洗方法已经成为未来各种前后过程的基础，未来大多数工厂使用的清洗过程基本上是基于原始的RCA清洗法。

RCA清洗方法依靠溶剂、酸、表面活性剂和水，通过喷射、净化、氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物和金属离子污染，而不破坏晶圆的表面特性。每次使用化学品后，超纯水（UPW）彻底清洗。以下是常用的清洗液和功能。

(APM;NH4OH/H2O2/H2Oat65～80℃).APM通常称为SC配方为：1清洗液：NH4OH:H2O2：H2O=1:1:5~1:2:7，用氧化和微蚀刻切割和去除表面颗粒；它还可以去除轻微的有机污染物和一些金属污染物。但硅氧化和蚀刻会导致表面粗糙。

Sulphuricacid（硫酸）/hydrogenperoxide(过氧化氢)/DIwater(去离子水)混合物(SPM;H2SO4/H2O2/H2Oat100~130℃)。SPM通常称为SC3清洗液，硫酸与水的体积比为1：3，是去除有机污染物的典型清洗液。硫酸能使有机物脱水碳化，而过氧化氢能将碳化物氧化成一氧化碳或二氧化碳气体。

Hydrofluoricacid（氢氟酸）ordilutedhydrofluoricacid(稀释氢氟酸)(HForDHFat20~25℃)蚀刻。其配方为：HF:H2O=1:2:10，主要用于从特殊区域去除氧化物、蚀刻硅二氧化物和硅氧化物，减少表面金属。稀释氢氟酸水溶液用于去除原氧化层和SC1和SC2溶液清洗后，过氧化氢氧化晶圆表面产生的化学氧化层，在去除氧化层的同时，还在硅晶圆表面形成硅氢键，而呈现疏水性表面。

Ultrapurewater（UPW）通常叫作DI水，UPW用臭氧化水稀释化学品和化学清洗后晶片冲洗液。RCA清洗附加兆声能量后，可减少化学品和DI水的消耗量，缩短晶片在清洗液中的浸蚀时间，减轻湿法清洗的各向同性对积体电路特征的影响，增加清洗液使用寿命。

3稀释化学法

在RCA在清洁的基础上，是的SC1、SC稀释化学法可以节省大量的化学物质DI水的消耗。还有SC2混合物中的H2O2可完全去除。APMSC混合物(1:1:50)能有效去除晶片表面的颗粒和碳氢化合物。HPM混合物(1:1:60)和稀释HCI(1:100)清除金属时，可符合标准SC液体同样有效。HCL溶液的另一个优点是，在低HCL颗粒在浓度下不会沉淀。pH值在2～2.硅和硅氧化物在5范围内等电位，pH值高于此点，硅片表面有网状负电荷；低于此点，硅片表面有网状正电荷。PH值高于2～2.5时，溶液中的颗粒与硅表面具有相同的电荷，在颗粒和硅表面之间形成静电屏蔽。这种屏蔽可以防止颗粒从溶液沉积到硅表面。pH值低于2时，硅片表面带正电荷，颗粒带负电荷，不会产生屏蔽效果，导致颗粒沉积在溶液中。有效控制HCL浓度可防止溶液中颗粒沉积在硅表面。RCA所有化学品的消耗量学品的消耗量降低到86%。SC1,SC2溶液及HF补充兆声搅拌后，可降低罐内溶液的使用温度，优化各种清洗步骤的时间，这样，罐内溶液的使用寿命延长，化学品消耗量减少80~90%。实验证明是热的UPW代替凉的UPW可使UPW消耗量减少75~80%。此外，由于流速低/或清洗时间要求，各种稀释化学液可以大大节省清洗用水。

4IMEC清洗法

在湿法清洗中，为了减少化学和DI经常使用水的消耗量IMEC清洗法。

第一步是去除有机污染物，产生薄层化学氧化物，有效去除颗粒。硫酸混合物通常用于环境保护，但臭氧化物用于环境保护DI水不仅减少了化学和DI水的消耗避免了硫酸浴后更困难的冲洗步骤。DI彻底清除水HMDS由于臭氧在室温下可以在溶液中高浓度溶解，但反应速度较慢，导致HDMS不能完全去除；高温下，反应速度加快，但臭氧溶解浓度低，也影响HMDS去除效果。因此，为了更好地去除有机物，必须优化温度和浓度参数。.

第二步是去除氧化层，去除颗粒和金属氧化物。Cu，Ag存在于等金属离子中HF溶液沉积Si表面。其沉积过程是在光照条件下加速铜表面沉积的电化学过程。通常使用HF/HCL混合物抑制金属离子的沉积，同时去除氧化层和颗粒。添加氯化物可以抑制光的影响，但少量氯化物离子是由于Cu2 /Cu 反应中的催化作用增加了Cu的沉积，添加大量氯化物离子后，形成可溶性高亚铜氯化物合成体，抑制铜离子沉积。HF/HCL混合物能有效防止溶液中金属外镀，增加溶液使用时间。

第三步是在硅表面产生亲水性，以确保干燥时不会产生干燥的斑点或水印。稀释通常用于稀释HCL/O混合物，在低pH在值下，硅表面产生亲水性，避免金属污染，并在最终冲洗过程中增加HNO可降低3浓度Ca表面污染。

从表中可以看出IMEC清洗方法能达到较低的金属污染，并以其低化学消耗和无痕迹的优点获得较好的成本效率。

5单晶片清洗

大直径晶片的清洗不能保证其清洗过程的完成，通常采用单晶清洗方法，如下图所示，其清洗过程在室温下重复使用DI-O3/DHF清洗液，臭氧化DI水（DI-O3)产生氧化硅，稀释HF蚀刻氧化硅，同时去除颗粒和金属污染物。根据蚀刻和氧化的要求，可以在短时间内获得良好的清洗效果，不会造成交叉污染。最后不是DI水是臭氧化DI水。为避免水渍，大量氮气浓缩的异丙基乙醇（IPA）干燥处理。单晶清洗有或比改进的RCA清洗更好的清洗效果，清洗过程中通过采用DI水及HF回收利用，减少化学品消耗，提高晶片成本效益。

6干法清洗

气相化学法用于去除晶片表面的污染物。气相化学法主要包括热氧化法和等离子体清洗法。清洗过程是将热化学气体或等离子体反应气体引入反应室，反应气体和晶片表面的化学反应产生的挥发性反应产物被真空抽走。表4中列出了各种污染物的去除措施。CI退火是氧化炉中典型的热氧化过程，氩气（Ar）溅射通常在溅射积累前进行。无机气体通过激光、微波、热电离等措施刺激等离子体活性粒子，活性粒子与表面分子反应产生产物分子，产物分子进一步分析形成气相残留物。

干法清洗的优点是清洗后无废液，可有选择地进行局部处理。此外，干法清洗蚀刻的各向异性有利于细线和几何特性的形成。然而，气相化学法不能有选择地与表面金属污染物反应，也不可避免地与硅表面反应。各种挥发性金属混合物的蒸发压力不同，各种金属在低温下挥发性不同，因此在一定的温度和时间条件下不能完全去除所有金属污染物，因此干法清洗不能完全取代湿法清洗。实验表明，气相化学法可按要求的标准减少的金属化污染物有铁、铜、铝、锌、镍等，另外，钙在低温下采用基于CL离子化学法也能有效挥发。干湿结合的清洗方法通常用于工艺过程中。