傳統(tǒng)晶圓清洗工藝是半導體制造中的核心環(huán)節(jié)，主要分為濕法清洗和干法清洗兩大類，以下結(jié)合技術(shù)原理與流程進行詳細說明：

一、RCA清洗工藝（主流傳統(tǒng)方法）

RCA清洗是半導體行業(yè)沿用最廣的濕法清洗工藝，由美國無線電公司（RCA）開發(fā)，包含以下關(guān)鍵步驟：

1. SC-1清洗（去除顆粒和有機物）

• 配方：氨水（NH?OH）、過氧化氫（H?O?）、去離子水（H?O），比例為1:1:5~1:2:7。

• 作用：通過氧化和腐蝕循環(huán)去除顆粒、有機物及部分金屬離子。溫度通常控制在70-80℃，處理時間5-10分鐘。

2. SC-2清洗（去除金屬離子）

• 配方：鹽酸（HCl）、過氧化氫（H?O?）、去離子水，比例為1:1:6~1:2:8。

• 作用：酸性環(huán)境溶解金屬雜質(zhì)（如Fe、Al等），溫度約70-80℃，處理時間5-15分鐘。

3. DHF清洗（去除氧化物）

• 配方：稀釋氫氟酸（HF:H?O=1:50~1:100）。

• 作用：去除自然氧化層（SiO?），但對硅基材有輕微腐蝕性，需嚴格控制濃度和時間（1-3分鐘）。

二、濕法清洗技術(shù)

1. 化學清洗

• SPM清洗（硫酸-過氧化氫混合液）：用于強效去除光刻膠殘留和有機物，溫度120-150℃，處理時間5-15分鐘。

• APM清洗（氨水-過氧化氫混合液）：針對顆粒污染，通過靜電排斥和化學分解去除微小顆粒。

2. 超聲波清洗

• 原理：利用20-40kHz超聲波產(chǎn)生的空化效應，剝離表面附著的顆粒。

• 局限：高頻超聲波可能損傷納米級結(jié)構(gòu)，需配合低濃度化學試劑使用。

3. 兆聲波清洗

• 特點：采用0.8-2MHz高頻聲波，減少對晶圓表面的物理沖擊，適合高精度清洗。

三、干法清洗技術(shù)

1. 等離子體清洗

• 原理：在真空環(huán)境中通過射頻激發(fā)氣體（如O?、Ar）生成等離子體，分解有機物和金屬污染物。

• 優(yōu)勢：無液體殘留，適合深槽結(jié)構(gòu)清洗，但需避免過高的能量損傷晶圓。

2. 超臨界二氧化碳清洗

• 應用：利用超臨界CO?的滲透性和溶解力，清洗深寬比大于10:1的納米結(jié)構(gòu)，環(huán)保且無表面張力殘留。

四、其他傳統(tǒng)工藝

1. Piranha清洗（硫酸-過氧化氫混合）

• 作用：強氧化性去除有機物和光刻膠殘留，但腐蝕性強，需嚴格防護。

2. 臭氧清洗

• 原理：紫外線激發(fā)臭氧分解有機物，常作為濕法清洗的輔助步驟。

傳統(tǒng)工藝的挑戰(zhàn)與局限

1. RCA工藝缺點：化學品消耗量大（如氨水、鹽酸），廢水處理成本高。

2. 濕法清洗限制：對高深寬比結(jié)構(gòu)清洗效果有限，易產(chǎn)生廢液污染。

3. 干法清洗成本：設(shè)備投資高，工藝參數(shù)控制復雜。