半導(dǎo)體晶圓清洗工藝中，SC-1與SC-2作為RCA標(biāo)準(zhǔn)的核心步驟，分別承擔(dān)著去除有機(jī)物/顆粒和金屬離子的關(guān)鍵任務(wù)。二者通過(guò)酸堿協(xié)同機(jī)制實(shí)現(xiàn)污染物的分層剝離，其配方設(shè)計(jì)、反應(yīng)原理及工藝參數(shù)直接影響芯片制造良率與電學(xué)性能。本文將深入解析這兩種溶液的作用機(jī)理與應(yīng)用要點(diǎn)。

以下是關(guān)于SC-1和SC-2兩種清洗液能去除的雜質(zhì)的詳細(xì)說(shuō)明：

SC-1（堿性清洗液）

顆粒污染物

去除機(jī)制：由氨水（NH?OH）、過(guò)氧化氫（H?O?）和去離子水組成，通過(guò)H?O?的強(qiáng)氧化性破壞顆粒表面結(jié)構(gòu)，同時(shí)NH?OH腐蝕硅片表面的自然氧化層，使附著的顆粒失去支撐而脫落。此外，堿性環(huán)境使硅片與顆粒均帶負(fù)電，產(chǎn)生靜電排斥力防止再吸附；

適用場(chǎng)景：對(duì)粒徑>0.3μm的顆粒去除率可達(dá)90%以上，尤其適合去除晶圓表面的大尺寸微粒。

有機(jī)物殘留

化學(xué)反應(yīng)原理：H?O?作為強(qiáng)氧化劑分解有機(jī)物（如光刻膠、油脂等），將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等可溶性物質(zhì)；NH?OH則通過(guò)溶劑化作用進(jìn)一步溶解有機(jī)分子鏈；

典型應(yīng)用：常用于清除光刻工藝后的抗蝕劑殘余及加工過(guò)程中沾染的有機(jī)污染物。

部分金屬雜質(zhì)

絡(luò)合作用：NH?OH可與某些金屬離子形成可溶性絡(luò)合物，例如銅、金、銀等過(guò)渡金屬，使其從表面脫附進(jìn)入溶液中；

局限性：對(duì)鋁、鐵等易形成不溶性氫氧化物的金屬效果有限，需后續(xù)SC-2處理以完全去除。

SC-2（酸性清洗液）

金屬離子污染

核心反應(yīng)：鹽酸（HCl）提供H?和Cl?，與金屬離子反應(yīng)生成可溶性氯化物；H?O?將低價(jià)態(tài)金屬氧化為高價(jià)態(tài)，增強(qiáng)與Cl?的絡(luò)合能力，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物；

目標(biāo)污染物：有效去除鈉、鈣、鎂、鐵等堿金屬及部分重金屬離子，尤其擅長(zhǎng)溶解SC-1步驟中未完全清除的金屬氫氧化物沉淀。

堿性殘留物

中和功能：作為酸性溶液，SC-2能中和前序SC-1清洗后殘留的微量氨水或其他堿性物質(zhì)，避免交叉污染；

工藝銜接意義：在RCA標(biāo)準(zhǔn)流程中，SC-2接在SC-1之后使用，確保表面電中性并消除堿性環(huán)境導(dǎo)致的金屬再沉積風(fēng)險(xiǎn)。

特定難溶性化合物

特殊溶解能力：對(duì)SC-1可能遺留的金屬氧化物或氫氧化物具有高效溶解作用，例如可將Fe(OH)?轉(zhuǎn)化為FeCl?等可溶性鹽類。

SC-1側(cè)重于顆粒和有機(jī)物的去除，同時(shí)初步處理部分金屬；SC-2則專門針對(duì)金屬離子污染，并與SC-1形成互補(bǔ)。兩者按順序使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)從有機(jī)到無(wú)機(jī)、從顆粒到離子的全面清洗，是半導(dǎo)體RCA工藝的核心組合。實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù)污染物類型動(dòng)態(tài)調(diào)整配方比例、溫度與處理時(shí)間，并結(jié)合兆聲波輔助提升清洗效率。