如何選用合適的硅晶片清洗劑
2025年06月25日 09:47:10
來源:長(zhǎng)沙艾森設(shè)備維護(hù)技術(shù)有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)
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如風(fēng)歲月,硅是地球上儲(chǔ)藏的材料之一。硅的單體,具有基本完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體。硅片是半導(dǎo)體器件、集成電路和太陽(yáng)能電池中使用泛的材料。
目前,硅片主流產(chǎn)品是200mm,逐漸向300mm過渡,研制水平達(dá)到400mm~450mm。據(jù)統(tǒng)計(jì),200mm硅片的用量占60%左右,150mm占20%左右,其余占20%左右。Gartner發(fā)布的對(duì)硅片需求的5年預(yù)測(cè)表明,300mm硅片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國(guó)家都已經(jīng)在1999年開始逐步擴(kuò)大300mm硅片產(chǎn)量。據(jù)不統(tǒng)計(jì),目前已建、在建和計(jì)劃建的300mm硅器件生產(chǎn)線約有40余條,主要分布在美國(guó)和我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣等,僅我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣就有20多條生產(chǎn)線,其次是日、韓、新加坡及歐洲。
硅片直徑越大,技術(shù)要求越高,越有市場(chǎng)前景,價(jià)值也就越高。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)硅片質(zhì)量的要求也越來越高,特別是對(duì)硅拋光片表面質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)。這主要是因?yàn)閽伖馄砻娴念w粒、金屬沾污、有機(jī)物沾污、自然氧化膜、微粗糙度等會(huì)嚴(yán)重影響器件的品質(zhì)和成品率。因此,硅片表面的清洗就成為了半導(dǎo)體材料及器件生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗法是1965年由Kern和Puotinen 等人在N.J.Princeton的RCA實(shí)驗(yàn)室的,并由此而得名。RCA是一種典型的、至今仍為使用的濕式化學(xué)清洗法,該清洗法主要包括以下幾種清洗液。
?。?)SPM:H2SO4 /H2O2 120~150℃ SPM具有很高的氧化能力,可將金屬氧化后溶于清洗液中,并能把有機(jī)物氧化生成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬,但是當(dāng)有機(jī)物沾污特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使有機(jī)物碳化而難以去除。
(2)HF(DHF):HF(DHF) 20~25℃ DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜,因此,附著在自然氧化膜上的金屬將被溶解到清洗液中,同時(shí)DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al、Fe、Zn、Ni等金屬,DHF也可以去除附著在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。用DHF清洗時(shí),在自然氧化膜被腐蝕掉時(shí),硅片表面的硅幾乎不被腐蝕。
?。?)APM (SC-1):NH4OH/H2O2 /H2O 30~80℃ 由于H2O2的作用,硅片表面有一層自然氧化膜(SiO2),呈親水性,硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH 4OH腐蝕,因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中,從而達(dá)到去除粒子的目的。在 NH4OH腐蝕硅片表面的同時(shí),H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
?。?)HPM (SC-2):HCl/H2O2/H2 O 65~85℃ 用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。
由于RCA清洗法使用大量的化學(xué)試劑(NH4OH、HCl、H2O2、HF等),大量使用高純度化學(xué)試劑,將增加運(yùn)行成本,同時(shí)也將帶來對(duì)環(huán)境的污染。因此,摸索新的硅片清洗的工藝勢(shì)在必行。
艾森實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多年的探索和研究,研發(fā)出ES-375硅晶片專用清洗劑。能夠克服RCA清洗的缺點(diǎn),達(dá)到良好的清洗效果。
本產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn):1.清洗劑中加入了特選的滲透劑,能夠降低清洗劑的表面張力,增強(qiáng)清洗劑滲透性,對(duì)硅片有很好的清洗效果。2.清洗劑選用有機(jī)堿類,根據(jù)相似相容原理,能夠提高清洗劑對(duì)硅片有機(jī)物的清洗效果。3.清洗劑中的表面活性劑和滲透劑能夠很好的降低清洗劑的表面張力,同時(shí)具有水溶性好、滲透性強(qiáng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)。4.清洗劑中的表面活性劑能夠增強(qiáng)質(zhì)量傳遞,保證清洗的均勻性,降低硅片的表面粗糙度。5.清洗劑中選用高效螯合劑,能夠和幾十種金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物,能有效的去除硅片上的金屬離子。6.清洗劑中選用的化學(xué)試劑屬于非破壞臭氧層物質(zhì),滿足環(huán)保要求。7.工藝流程簡(jiǎn)單,操作方便,是理想的清洗配套產(chǎn)品。
附錄:ES-375硅晶片清洗劑
1.產(chǎn)品簡(jiǎn)介
 本品是一種硅晶片(多晶、單晶)專用清洗劑,可有效清除線切割、研磨等加工后的污垢;是超聲波清洗的;
2.產(chǎn)品特性
2.1 濃縮型產(chǎn)品,低濃度稀釋使用,平均清洗成本低;
2.2 清洗能力強(qiáng),通過螯合、絡(luò)合、剝離等物理和化學(xué)作用,使硅晶片表面的污物雜質(zhì)去除干凈;清洗效果好,清洗后硅晶片表面色澤一致,無花斑;
2.3 對(duì)硅晶片安全無腐蝕;易于漂洗;
2.4 性能穩(wěn)定,在正常貯存條件下,有效期內(nèi)質(zhì)量不會(huì)變化;運(yùn)輸、儲(chǔ)存安全方便。
3. 技術(shù)參數(shù)
外觀 黃色透明液體 可燃性 不燃 參考溫度 50~70℃
密度 1.06±0.15 g/ml PH值 12.5±0.5 參考用量
沸點(diǎn) 100℃ 保質(zhì)期 2年 使用濃度 5~15%
氣味 無 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn): Q/OCKX001-2007
4.用 途
適用于硅晶片(包括單晶硅、多晶硅)線切割、研磨等加工后的清洗。
5.使用方法
適用于刷洗、浸泡、超聲波等清洗方式,是進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)清洗機(jī)理想的配套產(chǎn)品;
線切割后的硅晶片行清水噴淋以及熱水除膠等預(yù)處理;將預(yù)處理后的硅晶片放入清洗機(jī)中,首先是兩槽清水常溫鼓泡清洗,然后進(jìn)入二槽配有5%-15%的ES-375清洗劑的超聲波清洗機(jī)中,加溫至50~70℃,清洗3-10min,隨即采用二槽純水漂洗; 洗凈后的硅晶片按生產(chǎn)工藝要求實(shí)施離心烘干、檢驗(yàn)和包裝等后續(xù)工序;如果ES-375清洗液呈疲勞時(shí),可適當(dāng)補(bǔ)充一定量的ES-375清洗劑;清洗劑槽建議配有過濾裝置以延長(zhǎng)槽液的使用壽命,減少顆粒污染,避免劃痕提高清洗效果;循環(huán)過濾裝置建議采用下進(jìn)水,避免液體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量泡沫;用戶可根據(jù)硅晶片污物殘留量、污垢組成、清潔度要求、清洗方式、干燥方式等具體情況在線試驗(yàn),以確定的工藝參數(shù)。
6.注意事項(xiàng)
6.1 避免清洗液長(zhǎng)時(shí)間直接接觸皮膚;如產(chǎn)品濺入眼睛,立即用大量清水沖洗,嚴(yán)重不適時(shí)求助醫(yī)生;
6.2少量泄漏可使用拖布水洗,大量泄漏時(shí)可使用沙土吸收。
7.包裝規(guī)格
25L/桶
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