1、簡介

半導體IC制程主要以四項基礎工藝（離子注入、擴散、外延生長及光刻）為基礎逐漸發展起來，由于集成電路內各元件及連線相當微細，因此制造過程中，如果遭到塵粒、金屬的污染，很容易造成晶片內電路功能的損壞，形成短路或斷路等，導致集成電路的失效以及影響幾何特征的形成。因此在制作過程中除了要排除外界的污染源外，集成電路制造步驟如高溫擴散、離子植入前等均需要進行濕法清洗或干法清洗工作。濕法清洗工作是在不破壞晶圓表面特性及電特性的前提下，有效地使用化學溶液清除殘留在晶圓上之微塵、金屬離子及有機物之雜質。

2、IC污染物雜質的分類

IC制程中需要一些有機物和無機物參與完成，另外，制作過程總是在人的參與下在凈化室中進行，這樣就不可避免的產生各種環境對硅片污染的情況發生。根據污染物發生的情況，大致可將污染物分為顆粒、有機物、金屬污染物及氧化物。

2.1顆粒

顆粒主要是一些聚合物、光致抗蝕劑和蝕刻雜質等。通常顆粒粘附在硅表面，影響下一工序幾何特征的形成及電特性。根據顆粒與表面的粘附情況分析，其粘附力雖然表現出多樣化，但主要是范德瓦爾斯吸引力，所以對顆粒的去除方法主要以物理或化學的方法對顆粒進行底切，逐漸減小顆粒與硅表面的接觸面積，最終將其去除。

2.2有機物

有機物雜質在IC制程中以多種形式存在，如人的皮膚油脂、凈化室空氣、機械油、硅樹脂真空脂、光致抗蝕劑、清洗溶劑等。每種污染物對IC 制程都有不同程度的影響，通常在晶片表面形成有機物薄膜阻止清洗液到達晶片表面。因此有機物的去除常常在清洗工序的第一步進行。

2.3金屬污染物

IC電路制造過程中采用金屬互連材料將各個獨立的器件連接起來，首先采用光刻、蝕刻的方法在絕緣層上制作接觸窗口，再利用蒸發、濺射或化學沉積（CVD）形成金屬互連膜，如Al-Si，Cu等，通過蝕刻產生互連線，然后對沉積介質層進行化學機械拋光（CMP）。這個過程對IC制程也是一個潛在的污染過程，在形成金屬互連的同時，也產生各種金屬污染。必須采取相應的措施去除金屬污染物。

2.4原生氧化物及化學氧化物

硅原子非常容易在含氧氣及水的環境下氧化形成氧化層，稱為原生氧化層。硅晶圓經過SC-1和SC-2溶液清洗后，由于雙氧水的強氧化力，在晶圓表面上會生成一層化學氧化層。為了確保氧化層的品質，此表面氧化層必須在晶圓清洗過后加以去除。另外，在IC制程中采用化學汽相沉積法（CVD）沉積的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相應的清洗過程中有選擇的去除。

3、濕法清洗技術

濕法清洗采用液體化學溶劑和DI水氧化、蝕刻和溶解晶片表面污染物、有機物及金屬離子污染。通常采用的濕法清洗有RCA清洗法、稀釋化學法、 IMEC清洗法、單晶片清洗等。

RCA清洗法依靠溶劑、酸、表面活性劑和水，在不破壞晶圓表面特征的情況下通過噴射、凈化、氧化、蝕刻和溶解晶片表面污染物、有機物及金屬離子污染。在每次使用化學品后都要在超純水（UPW）中徹底清洗。

以下是常用清洗液及作用： 

1 APM通常稱為SC-1清洗液，其配方為：NH4OH:H2O2：H2O=1:1:5～1:2:7，以氧化和微蝕刻來底切和去除表面顆粒；也可去除輕微有機污染物及部分金屬化污染物。但硅氧化和蝕刻的同時會發生表面粗糙。

2 HPM通常稱為SC-2清洗液，其配方為：HCI: H2O2:H2O=1:1:6～1:2:8，可溶解堿金屬離子和鋁、鐵及鎂之氫氧化物，另外鹽酸中氯離子與殘留金屬離子發生絡合反應形成易溶于水溶液的絡合物，可從硅的底層去除金屬污染物。

3 SPM通常稱為SC-3清洗液，硫酸與水的體積比是1:3，是典型用于去除有機污染物的清洗液。硫酸可以使有機物脫水而碳化，而雙氧水可將碳化產物氧化成一氧化碳或二氧化碳氣體。

4 UPW通常叫作DI水，UPW采用臭氧化的水稀釋化學品以及化學清洗后晶片的沖洗液。