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摘要

      对来自不同供应商的化学品进行了清洁后残留在硅晶片上的金属污染水平的测试。在调查过程中，评估了来自三个供应商的盐酸和氢氧化铵以及来自四个供应商的过氧化氢。在 RCA 标准溶液中清洗晶片，然后测量颗粒计数和金属污染。全反射 X 射线荧光分析用于金属污染测量。热的氢氧化铵-过氧化氢混合物 (APM) 是一种有效的颗粒去除剂，会导致铁沉积在硅上。沉积铁的数量很大程度上取决于混合物中使用的过氧化物的质量，可以通过使用更短的清洁时间来减少。在晶片上的金属浓度和溶液中的金属浓度达到平衡之前，晶片上铁的沉积速率可能在短时间内受到扩散限制。APM 之后的铁浓度对化学混合物的年龄不是很敏感。然而，在老化的化学混合物中沉积了更多的锌。在热盐酸-过氧化氢混合物 (HPM) 之后，还发现了在 APM 之后观察到的相同类型但较弱的铁浓度对化学品供应商的依赖性。铁浓度要低得多。

湿化学

       在晶圆清洗中，最常用的是湿化学法。所谓的 RCA 清洁，基于过氧化氢的热碱性和酸性混合物。广泛应用于硅工业（6）。氢氧化铵、过氧化氢和水的碱性混合物（也称为“RCA 标准溶液 1”或“SC-1”或“APM”）可去除有机表面残留物和多种金属，对去除无机颗粒非常有效。酸性混合物、盐酸和过氧化氢的水稀释液（也称为 4RCA 标准溶液 2 或“SC-2”或“HPM”）旨在去除碱离子和阳离子，如 Al+3、Fe+3 和 Mg+ 3，在碱性溶液中形成不溶性氢氧化物 。

      为了从晶圆表面去除重度有机污染物，如光刻胶残留物，通常在清洁过程的开始阶段使用热硫酸和过氧化氢（也称为“SPM”）进行额外的清洁步骤。原始 RCA 清洁的另一个发展是稀释的 HF 浸渍（也称为“DHF”），它最常发生在 APM 和 HPM 步骤之间，以增强去除困在 APM 溶液中形成的氧化膜中的金属。

实验性

      在本研究中，我们研究了不同清洗步骤（SPM、APM、DHF 和 HPM）对残留在硅片表面上的过渡金属浓度（元素周期表中从 Ca 到 Zn）的影响。此外，我们还评估了不同供应商提供的化学品。使用 Atomika XSA-8000 全反射 X 射线荧光分析 (TXRFA) 设备测量金属浓度。测量了晶片中心的 0.5 cm2 区域。在中心，点污染的可能性很小，如果涉及化学纯度，则给出可靠的结果，并且消除了可能由石英制成的样品支架引起的交叉污染。报告的结果包括 2 到 4 个不同类型晶片的平均值，每个晶片的积分时间为 600 或 2400 秒。图中标注的测量误差是金属浓度测量平均值的 Ict 值。标准偏差是通过理论和多次重复相同的测量来估计的。

结论

      只有氢氧化铵-过氧化氢混合物才能给出本研究中评估的化学溶液的低颗粒结果。然而，APM 溶液不太适合作为最后的清洁步骤，因为大量的铁、锌和铝很容易沉积在晶片上。抑制 APM 混合物中金属污染的可能方法是使用更清洁的化学品，使用更短的最后一步清洁时间和化学品中合适的络合剂，并使用比本研究中使用的更合适的温度和化学品混合比组合。结果表明，APM 溶液中的铁浓度与 APM 清洁后残留在晶片上的铁量之间存在平衡。

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