矽片化學清洗
『壹』 矽片如何能清洗干凈請行家指點一下謝謝
先用四氯化碳和丙酮體積比1:1超聲清洗兩次,再用去離子水沖洗,再用無水乙醇清洗保存。
『貳』 矽片的表面處理
切好的矽片表面臟且不平,因此在製造電池之前要先進行矽片的表面准備。包括矽片的化學清洗和矽片的表面腐蝕,化學清洗是為了除去碘鎢在屋矽片上的各種雜質,表面腐蝕的目的是除去矽片表面的切割損傷。獲得適合制結要求的硅表面。
『叄』 矽片清洗工藝
矽片臟了需要清洗,清洗的目的在於清除表面污染雜質,包括有機物和無機物。這些雜質有的以原子狀態或離子狀態,有的以薄膜形式或顆粒形式存在於矽片表面。會導致各種缺陷。下面我們來看看矽片清洗工藝。
一、物理清洗:物理清洗有三種方法。①刷洗或擦洗:可除去顆粒污染和大多數粘在片子上的薄膜。②高壓清洗:是用液體噴射片子表面,噴嘴的壓力高達幾百個大氣壓。高壓清洗靠噴射作用,片子不易產生劃痕和損傷。但高壓噴射會產生靜電作用,靠調節噴嘴到片子的距離、角度或加入防靜電劑加以避免。③超聲波清洗:超聲波聲能傳入溶液,靠氣蝕作用洗掉片子上的污染。但是,從有圖形的片子上除去小於 1微米顆粒則比較困難。將頻率提高到超高頻頻段,清洗效果更好。
二、化學清洗。化學清洗方法較多,有溶劑萃取、酸洗(硫酸、硝酸、王水、各種混合酸等)和等離子體法等。其中雙氧水體系清洗方法效果好,環境污染小。一般方法是將矽片先用成分比為H2SO4:H2O2=5:1或4:1的酸性液清洗。清洗液的強氧化性,將有機物分解而除去;用超純水沖洗後,再用成分比為H2O:H2O2:NH4OH=5:2:1或5:1:1或7:2:1的鹼性清洗液清洗,由於H2O2的氧化作用和NH4OH的絡合作用,許多金屬離子形成穩定的可溶性絡合物而溶於水;然後使用成分比為H2O:H2O2:HCL=7:2:1或5:2:1的酸性清洗液,由於H2O2的氧化作用和鹽酸的溶解,以及氯離子的絡合性,許多金屬生成溶於水的絡離子,從而達到清洗的目的。
『肆』 矽片清洗池左右兩側為什麼分別使用不同的試劑
矽片清洗
RCA清洗法是一種典型濕式化學清洗,雖然發明的時間比較早,當時的科技沒有現在發達,但它在各種清洗方法中仍占重要地位。RCA清洗在清除有機表面膜、粒子和金屬等污染物時十分有效,這也是為什麼它能夠得到廣泛的應用。但該清洗方法也存在很多缺點:比如清洗過程中要用到大量的不同的化學試劑,對環境污染比較嚴重;又因為清洗過程主要是在高溫環境下,這就需要用到很多的液體化學品和水;同時為了抑制化學試劑的蒸發,需要用到大量的空氣;化學試劑的使用會加大矽片的粗糙度。所以,耗用化學品大、排放量大和污染環境。
『伍』 矽片清洗劑在矽片清洗中有什麼優點
矽片清洗劑具有以下優點:
清洗徹底,並且清洗後不會在矽片表面留下殘留
清洗後不會對矽片材質產生損傷
矽片清洗劑本身化學性質穩定,安全環保
這種清洗劑調配的槽液易維護,並且易漂洗
『陸』 清洗矽片的順序
太陽能矽片表面等離子體清洗工藝
矽片表面殘留顆粒的等離子體清洗方法,它包括以下步驟:首先進行氣體沖洗流程,然後進行該氣體等離子體啟輝。 去除矽片表面顆粒的等離子體清洗方法過程式控制制容易,清洗徹底,無反應物殘留,所霈工藝氣體無毒,成本低,勞動量小,工作效率高。
等離子矽片清洗條件參數:
1、矽片表面殘留顆粒的等離子體清洗方法,它包括以下步驟:首先進行氣體沖洗流程,然後進行該氣體等離子體啟輝;所用氣體選自02、Ar、N2中的任一種;氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力10-40毫托,工藝氣體流量100-500sccm,時間1-5s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力1040毫托,工藝氣體流量100-500sccm,上電極功率250-400W,時間1-10s。
2、如1所述的等離子體清洗方法,其特徵在於所用氣體為02。
3、等離子體清洗方法,其特徵在於氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,時間3s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,上電極功率300W,時間Ss。
4、等離子體清洗方法,其特徵在於氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力10-20毫托,工藝氣體流量100-300sccm,時間1-5s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力10-20毫托,工藝氣體流量100-300sccm,上電極功率250-400W,時閭1-5s。
5、等離子體清洗方法,其特徵在於氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,時間3s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,上電極功率300W,時間Ss
說 明 書
等離子清洗涉及刻蝕工藝領域,並且完全滿足去除刻蝕工藝後矽片表面殘
留顆粒的清洗。
背景技術
在刻蝕過程中,顆粒的來源很多:刻蝕用氣體如Cl2、HBr、CF4等都具有腐蝕性,刻蝕結束後會在矽片表面產生一定數量的顆粒;反應室的石英蓋也會在等離子體的轟擊作用下產生石英顆粒;反應室內的內襯( liner)也會在較長時間的刻蝕過程中產生金屬顆粒。刻蝕後矽片表面殘留的顆粒會阻礙導電連接,導致器件損壞。因此,在刻蝕工藝過程中對顆粒的控制很重要。
目前,常用的去除矽片表面顆粒的方法有兩種:一種是標准清洗( RCA)清洗技術,另一種是用矽片清洗機進行兆聲清洗。RCA清洗技術所用清洗裝置大多是多槽浸泡式清洗系統。其清洗工序為:一號液( SC-1)(NH40H+H202)—,稀釋的HF(DHF)(HF+H20)—,二號液( SC-2)(HCl+ H202)。其中,SC.1主要是去除顆粒沾污(粒子),也能去除部分金屬雜質。去除顆粒的原理為:矽片表面由於H202氧化作用生成氧化膜(約6nm,呈親水性),該氧化膜又被NH40H腐蝕,腐蝕後立即發生氧他,氧化和腐蝕反復進行,附著在矽片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內。自然氧化膜約0.6nm厚,與NH40H和H202的濃度及清洗液溫度無關。SC-2是用H202和HCL的酸性溶液,它具有極強的氧化性和絡合性,能與未被氧化的金屬作用生成鹽,並隨去離子水沖洗而被去除,被氧化的金屬離子與CL-作用生成的可溶性絡合物亦隨去離子水沖洗而被去除。RCA清洗技術存在以下缺陷:需要人工操作,勞動量大,操作環境危險;工藝復雜,清洗時間長,生產效率低;清洗溶劑長期浸泡容易對矽片過腐蝕或留下水痕,影響器件性能;清洗劑和超凈水消耗量大,生產成本高;去除
粒子效果較好,但去除金屬雜質Al、Fe效果欠佳。
用矽片清洗機進行兆聲清洗是將矽片吸附在靜電卡盤( chuck)上,清洗過程中矽片不斷旋轉,清洗液噴淋在矽片表面。可以進行不同轉速和噴淋時間的設置,連續完成多步清洗步驟。典型工藝為:兆聲_氨水+雙氧水(可以進行加溫)_水洗_鹽酸+雙氧水-水洗_兆聲一甩干。
用矽片清洗機進行兆聲清洗的缺陷表現為:只能進行單片清洗,單片清洗時間長,導致生產效率較低;清洗劑和超凈水消耗量大,生產成本高。
等離子清洗矽片表面顆粒原理:
等離子體清洗方法的原理為:依靠處於「等離子態」的物質的「活化作用,,達到去除物體表面顆粒的目的。它通常包括以下過程:a.無機氣體被激發到等離子態;b.氣相物質被吸附在固體表面;c.被吸附基團與固體表面分子反應生成產物分子;d.產物分子解析形成氣相;e.反應殘余物脫離表面。
等離子體清洗方法,它包括以下步驟:首先進行氣體沖洗(purge)流程,然後進行該氣體等離子體啟輝。
所用工藝氣體選自02、Ar、N2中的任一種。優選地,所用工藝氣體選
02。
以上所述的等離子體清洗方法,氕體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力10-40毫托,工藝氣體流量100-500sccm,時間1-5s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力10-40毫托,工藝氣體流量100-500sccm,上電極功率250-400W,時間1-10s。
優選地,氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力10-20毫托,工藝氣體流量100-300sccm,時間1-5s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力10-20毫托,工藝氣體流量100-300sccm,上電極功率250-400W,時間1.Ss。
更優選地,氣體沖洗流程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,時間3s;啟輝過程的工藝參數設置為:腔室壓力15毫托,工藝氣體流量300sccm,上電極功率300W,時間Ss。
等離子清洗矽片後效果:
本發明所述的去除矽片表面顆粒的等離子體清洗方法過程式控制制容易,清洗徹底,無反應物殘留,所需工藝氣體無毒,成本低,勞動量小,工作效率高。
附圖說明
圖1等離子體清洗前後的CD-SEM(關鍵尺寸量測儀器)圖片;
其中,CD: Criticaldimension關鍵尺寸。
圖2等離子體清洗前後的FE-SEM(場發射顯微鏡)圖片;
其中,FE: field emission場發射。
圖3等離子體清洗前後的particle(粒子)圖片。
在進行完BT(break through自然氧化層去除步驟)、ME(Main Etch主刻步驟)、OE(過刻步驟)的刻蝕過程後,立即在ICP等離子體刻蝕機( PM2)中進行以下氣體等離子體沖洗和啟輝流程:首先,進行02的清洗過程,去除上一步的殘留氣體,腔室壓力設置為15毫托,02流量為300sccm,通氣時間為3s;然後,進行含有02的啟輝過程:腔室壓力設置為15毫托,02流量為300sccm,上RF的功率設置為300W.啟輝時間為Ss。
採用本工藝有效去除了刻蝕工藝後矽片表面殘留的顆粒。
在進行完BT、ME、OE的刻蝕過程後,立即在ICP等離子體刻蝕機( PM2)中進行以下氣體等離子體沖洗和啟輝流程:首先,進行Ar的清洗過程,去除上一步的殘留氣體,腔室壓力設置為10毫托,Ar流量為100sccm,通氣時間為Ss;然後,進行含有Ar的啟輝過程:腔室壓力設置為10毫托,Ar流量為100sccm,上RF的功率設置為400W,啟輝時間為10s。
採用本工藝有效去除了刻蝕工藝後矽片表面殘留的顆粒。
在進行完BT、ME、OE的刻蝕過程後,立即在ICP等離子體刻蝕機( PM2)中進行以下氣體等離子體沖洗和啟輝流程:首先,進行N2的清洗過程,去除上一步的殘留氣體,腔室壓力設置為40毫托,N2流量為500sccm,通氣時間為Ss;然後,進行含有N2的啟輝過程:腔室壓力設置為40毫托,N2流量為500sccm,上RF的功率設置為250W,啟輝時間為10s。
採用本工藝有效去除了刻蝕工藝後矽片表面殘留的顆粒。
南京世鋒科技等離子研究中心 QQ283加5883加29
『柒』 清洗和制絨是硅晶片製作的重要步驟之一,矽片化學清洗的主要目的是除去矽片表面雜質(如某些有機物,無機
(1)因為氫氟酸能和二氧化硅反應:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,從而腐蝕玻璃,因此不能用玻璃試劑瓶來盛HF溶液,故答案為:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(2)硅單質能和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和氫氣,所以晶片制絨反應的離子方程式為:Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑;
在反應中,氫氧根離子中的氫離子得到電子生成氫氣,則在反應中氧化劑應該是氫氧化鈉,
故答案為:Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑;NaOH;
(3)根據表中信息可知,水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化並放出氫氣,而普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的鹼便可使粉末狀硅在其中,這說明在鹼性水溶液條件下,H2O可作氧化劑;少量的氫氧化鈉可以加快反應速率,這說明氫氧化鈉通過降低反應的活化能,起催化劑的作用;
在野外環境里,用較高百分比的硅鐵粉與乾燥的Ca(OH)2和NaOH,點著後燜燒,可劇烈放出H2,這說明在高溫無水環境下,NaOH起氧化劑的作用,與硅反應放出氫氣,
故答案為:氧化;催化;活化能;氧化;
(4)A.硅烷在常溫下與空氣和水劇烈反應,因此在使用硅烷時要注意隔離空氣和水,這是由於SiH4能與水發生氧化還原反應生成H2,故A正確;
B.在反應3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑中,氨氣中氫元素的化合價從+1價降低到0價得到電子,所以反應中NH3作氧化劑,硅烷是還原劑,故B正確;
C.氮化硅的性質穩定,但SiH4的性質很活潑,常溫下與空氣和水劇烈反應,故C錯誤;
D.氮和硅都是非金屬,因此氮化硅晶體中只存在共價鍵,Si3N4是優良的新型無機非金屬材料,故D正確;
故答案為:C.
『捌』 矽片清洗工序中,sc-1 sc-2化學清洗液PH值怎樣算
標准RCA 溶液配比濃度大:SC1氨水:雙氧水:水=1:1:5-1:2:7
SC2氯化氫:雙氧水:水=1:1:6-1:2:8
氯化氫濃度37% 氨水濃度27% 雙氧水30%
『玖』 如何清洗矽片
清洗方法
(一)RCA清洗:
RCA 由Werner Kern 於1965年在N.J.Princeton 的RCA 實驗室首創, 並由此得名。RCA 清洗是一種典型的濕式化學清洗。RCA 清洗主要用於清除有機表面膜、粒子和金屬沾污。
1、顆粒的清洗
矽片表面的顆粒去除主要用APM ( 也稱為SC1) 清洗液(NH4OH + H2O2 + H2O) 來清洗。在APM 清洗液中,由於H2O2的作用,矽片表面有一層自然氧化膜(SiO2) , 呈親水性, 矽片表面和粒子之間可用清洗液浸透, 矽片表面的自然氧化膜和硅被NH4OH 腐蝕,矽片表面的粒子便落入清洗液中。粒子的去除率與矽片表面的腐蝕量有關, 為去除粒子,必須進行一定量的腐蝕。在清洗液中, 由於矽片表面的電位為負, 與大部分粒子間都存在排斥力, 防止了粒子向矽片表面吸附。
表2常用的化學清洗溶液
名稱 組成
作用
SPM
H2SO4∶H2O2∶H2O
去除重有機物沾污。但當沾污非常嚴重時, 會使有機物碳化而難以去除
DHF
HF∶(H2O2)∶H2O
腐蝕表面氧化層, 去除金屬沾污
APM(SC1) NH4OH∶H2O2∶H2O 能去除粒子、部分有機物及部分金屬。此溶液會增加矽片表面的粗糙度
HPM(SC2) HCl∶(H2O2)∶H2O 主要用於去除金屬沾污
2、表面金屬的清洗
(1) HPM (SC22) 清洗 (2) DHF清洗
矽片表面的金屬沾污有兩種吸附和脫附機制: (1) 具有比硅的負電性高的金屬如Cu ,Ag , Au , 從硅表面奪取電子在硅表面直接形成化學鍵。具有較高的氧化還原電位的溶液能從這些金屬獲得電子, 從而導致金屬以離子化的形式溶解在溶液中, 使這種類型的金屬從矽片表面移開。(2) 具有比硅的負電性低的金屬, 如Fe , Ni ,Cr , Al , Ca , Na , K能很容易地在溶液中離子化並沉積在矽片表面的自然氧化膜或化學氧化膜上。這些金屬在稀HF 溶液中能隨自然氧化膜或化學氧化膜容易地除去。
3、有機物的清洗
矽片表面有機物的去除常用的清洗液是SPM。SPM 具有很高的氧化能力, 可將金屬氧化後溶於溶液中, 並能把有機物氧化生成CO2 和水。SPM 清洗矽片可去除矽片表面的重有機沾污和部分金屬,但是當有機物沾污較重時會使有機物碳化而難以去除。經SPM 清洗後, 矽片表面會殘留有硫化物,這些硫化物很難用去粒子水沖洗掉。
(二)氣相乾洗
氣相乾洗是在常壓下使用HF 氣體控制系統的濕度。先低速旋轉片子, 再高速使片子乾燥, HF 蒸氣對由清洗引起的化學氧化膜的存在的工藝過程是主要的清洗方法。另一種方法是在負壓下使HF 揮發成霧。低壓對清洗作用控制良好,可揮發反應的副產品, 乾片效果比常壓下好。並且採用兩次負壓過程的揮發, 可用於清洗較深的結構圖形, 如對溝槽的清洗。
MMST工程
主要目標是針對高度柔性的半導體製造業而開發具有快速周期的工藝和控制方法。能夠通過特定化學元素以及成分直接對矽片表面進行清理,避免了液體帶來的成分不均勻和廢液的回收問題,同時節約了成本。
1、氧化物去除:
用氣相HF/水汽去除氧化物,所有的氧化物被轉變為水溶性殘余物, 被水溶性去除。繞開了顆粒清除過程,提高了效率。
2、金屬化後的腐蝕殘余物去除:
氣相HF/氮氣工藝用於去除腐蝕殘余物,且金屬結構沒有被鑽蝕。這個工藝避免了昂貴而危險的溶劑的使用, 對開支、健康、安全和環境等因素都有積極的影響。
3、氮化硅和多晶硅剝離:
在遠離矽片的一個陶瓷管中的微波放電產生活性基, 去除矽片上的氮化硅和多晶硅, 位於陶瓷管和矽片之間的一塊擋板將氣體分散並增強工藝的均勻性, 剝離工藝使用NF3,Cl2,N2和O2的組合分別地去除Si3N4, 然後去除多晶硅。
4、爐前清洗:
用氣相HF/HCl氣體進行爐前清洗並後加一個原位水沖洗過程, 金屬粒子的沾污被去除到了總反射X射線熒光光譜學(XRF)的探測極限范圍之內。
5、金屬化前,等離子腐蝕後和離子注入後膠的殘余物去除:
臭氧工藝以及氣相HF/氮氣工藝還需進一步的改進才能應用。但是有一種微剝離工藝,用SC1/超聲過程去除最後的顆粒。
『拾』 矽片的表面處理是怎麼做的
切好的矽片表面臟且不平,因此在製造電池錢前你要先進行矽片的表面准備,包括矽片的化學清洗和矽片的表面服飾。化學清洗是為了去除玷污在矽片上的各種雜質,表面服飾的目的是除去矽片表面的切割損傷。獲得是何志傑要求硅規表面。