在半導體制造中,通常不會直接先用硫酸再用氫氟酸(HF)進行晶圓(wafer)清洗,因為這兩種化學品的作用機制和用途不同,且需嚴格區(qū)分“清洗”與“刻蝕”工藝。以下是具體分析:
硫酸的應用場景
主要功能:硫酸常與雙氧水混合形成SC1溶液(NH?OH/H?O?/H?O體系),用于去除有機物、顆粒及部分金屬污染物。其核心是通過氧化反應分解有機殘留物,并利用物理沖刷剝離表面雜質(zhì)。
典型用途:作為預處理步驟,例如在光刻前清除晶圓表面的油污或灰塵,確保后續(xù)工藝的附著力。此時無需涉及氫氟酸。
氫氟酸的特殊性與限制
專用于氧化物去除:HF是能有效腐蝕二氧化硅(SiO?)的試劑,但該過程屬于“濕法腐蝕”而非單純的清洗。例如,在形成晶體管隔離區(qū)時,需用稀釋的HF溶液去除特定區(qū)域的氧化層。這一操作具有高度選擇性,必須在掩膜保護下精準控制,否則會損傷硅基底或其他材料。
風險管控:由于HF劇毒且對硅有強腐蝕性,其使用被嚴格限定于特定工序(如氧化層的圖案化轉(zhuǎn)移),而非常規(guī)清洗流程。
工藝順序的邏輯矛盾
目的沖突:清洗的目標是廣譜去污且不損傷晶圓主體材料;而HF的強腐蝕性決定了它必須作為針對性的刻蝕步驟,而非通用清洗劑。若將二者連續(xù)使用,可能導致過度蝕刻或交叉污染。
實際流程設計:標準流程中,清洗階段以SC1/SC2等溫和溶液為主,僅在需要去除氧化層的環(huán)節(jié)才會引入HF,并配合嚴格的工藝參數(shù)控制(如濃度、溫度及時長)。
行業(yè)規(guī)范與設備適配性
根據(jù)設備類型差異,單片式清洗機多采用非接觸伯努利傳送技術(shù)避免機械損傷,而涉及HF的刻蝕設備則配備專用防腐蝕材質(zhì)的反應腔和廢氣處理系統(tǒng)。兩者分屬不同工藝模塊,一般不會混用。
半導體產(chǎn)線中不存在“先用硫酸再用氫氟酸”的固定清洗流程。正確的工藝邏輯是:根據(jù)需求選擇合適化學試劑——硫酸基溶液用于日常清洗,HF僅用于特定材料的可控腐蝕。這種分離既保證了工藝精度,也符合安全與環(huán)保要求。
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