硅晶圆所需的洁净度和清洗工艺

半导体晶圆的纯度、表面平整度、清洁度和杂质污染对芯片有着极其重要的影响，因此半导体晶圆的制造极为重要。

硅晶圆上的颗粒是导致良品率下降的原因。假设硅晶圆的表面有颗粒存在，在电路布线形成的时候，会造成图形断线、形状不良。

半导体工艺对颗粒非常敏感，因此，工艺是在空气中颗粒极少的洁净室中进行的。所以，工艺师们在进入洁净室时，通常都会换净化服、进行风淋等一系列步骤，以保证洁净度。

半导体器件是利用微小电流工作的，不仅怕颗粒，也害怕各种各样的污染，尤其是碱性离子和金属污染。因为半导体器件通过电流的时候，这些离子会产生额外的电流。

然而，并非是只要控制初始晶圆表面的颗粒和污染就可以了，在使用硅晶圆制作电路的过程中，也会附着各种各样的污染。特别要注意的是，工艺设备内附带的颗粒和污染，也会使得晶圆的良品率下降。

晶圆上颗粒和污染的外部因素包括：来自空气和部品材料的微细颗粒和杂质；工艺过程产生的残留物和杂质、表面不平整、水分、自然氧化层；晶圆加工、测量时光束造成的损坏、设施、设备和电源线的电磁辐射、工厂设施设备的振动；工艺和晶圆传送时的静电等。

为此，在微纳加工的过程中，清洗和干燥是至关重要的一步。由RCA公司提出，使用化学溶液和组合作为清洗液，是化学清洗的代表方法。例如，氨和双氧水的混合物简称为“氨双氧水”，对去除有机污染和颗粒有效；盐酸和双氧水的混合物简称为“盐酸双氧水”，对去除金属污染有效；硫酸和双氧水的混合物简称为“硫酸双氧水”，对去除光刻胶及其残留物有效。不过，RCA清洗主要用于前端工序，在后端工序中形成金属布线后，RCA清洗液会溶解金属布线。

晶圆清洗后，如果不马上干燥，表面会氧化，还会形成称为“水渍”的污染。多数会在以下情况发生。

1.       在疏水性表面更易发生。

2.       在有图形的地方发生。

3.       在甩干的时候发生。

4.       到干燥完毕所经时间过长时发生。

水渍产生的机理是由空气、水滴和硅表面的固体、液体、气体三相界面中不完全氧化的硅形成的。所以，彻底清楚残留的水滴是必不可少的，干进和干出则是清洗和干燥的基本要求。