半导体清洗的化学试剂有哪些？

半导体清洗过程中使用的化学试剂种类繁多，每种都有其特定的作用和应用场景。以下是常见的几类化学试剂及其主要功能：

酸性清洗液

SC2（盐酸+过氧化氢）

成分比例：通常为HCl:H₂O₂:H₂O=1:1:6。

作用：通过强氧化性和酸性溶解金属污染物（如铝、铜），将金属离子转化为可溶性氯化物并去除。适用于超大规模集成电路制造中对金属杂质要求极高的环节13。

原理：过氧化氢氧化硅片表面的金属，盐酸与金属离子反应生成易溶于水的化合物，实现高效脱除。

硫酸+过氧化氢混合液（SPM）

配比示例：H₂SO₄:H₂O₂=3:1。

功能：利用硫酸的强酸性和过氧化氢的氧化性协同分解顽固碳化物及有机物残留，常用于去除光刻胶固化后的聚合物层34。

稀释氢氟酸（DHF）

浓度范围：H₂O:HF=100:1至20:1。

用途：专门蚀刻硅片表面的原生氧化层（SiO₂），暴露活性硅表面，同时溶解吸附在氧化膜上的微粒和部分金属离子。例如在RCA清洗流程中用于后续精密处理13。

碱性清洗液

SC1（氨水+过氧化氢+水）

典型配比：NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:2:5~1:2:7。

核心机制：氨水腐蚀自然氧化层使颗粒脱离，过氧化氢分解有机物并形成亲水性氧化膜；两者协同产生羟基自由基（·OH）增强去污能力。常用于RCA标准流程的第一步，去除有机物、颗粒和轻金属杂质15。

优化应用：结合兆声波（MHz级超声波）可提升深孔结构的清洗均匀性，减少化学用量。

四甲基氢氧化铵（TMAH）

特点：替代传统强碱，对铝制程更温和，减少表面损伤风险，适用于需要低腐蚀性的环境3。

溶剂型清洗剂

有机溶剂

常用种类：丙酮、异丙醇（IPA）、二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）。

功能：溶解光刻胶残胶、油脂类物质及润滑油等非极性污染物。例如IPA兼具干燥剂作用，可替代臭氧破坏性溶剂；NMP用于回收处理光刻胶去胶后的废液24。

特殊配方溶液

中性缓冲氧化物蚀刻液（BOE缓冲液）：降低氢氟酸腐蚀性，保护铝质线圈结构，适用于MEMS器件等敏感元件清洗4。

其他辅助试剂

高纯水（DI Water）

指标要求：电阻率≥18.2 MΩ·cm，颗粒含量<10 ppt。用于冲洗化学残留，避免离子污染，是湿法清洗的基础载体3。

抛光液（CMP工艺专用）

成分组合：含pH调整剂的酸性/碱性溶液与磨料（如氧化铈、金刚石颗粒）。通过化学腐蚀与机械摩擦实现晶圆表面平坦化，提升全局平整度3。

这些化学试剂的选择和使用顺序取决于具体的工艺需求、材料特性以及要去除的污染物类型。在实际生产中，往往会结合多种清洗方法和多步清洗程序，以达到最佳的清洗效果。