SC-1 (Standard Clean 1),全称为标准清洗液一号,通常也叫做 APM (Ammonia Peroxide Mixture)。它是半导体制造中最著名、应用最广泛的清洗配方——RCA 清洗工艺的核心组成部分(由美国无线电公司 RCA 的 Werner Kern 于 1965 年发明)。
SC-1 的配方组成
SC-1 的经典化学配比是:
氨水 (NH3.H2O,通常 29%)
双氧水 (H2O2,通常 30%)
去离子水 (DI Water)
经典体积比:NH3.H2O :H2O2 : DI Water = 1 : 1 : 5(有时为了降低成本和粗糙度,也会稀释到 1:1:50 甚至 1:2:100)。
操作温度:通常在 70℃ 到 80℃ 之间。
SC-1 的核心作用
它主要被用来完成两项核心任务:
1,去除颗粒物 (Particles):这是 SC-1 最强大的功能。
2,去除轻微的有机污染 。
在碱性(氨水≈ 10.5)和氧化(双氧水)的共同作用下,硅片表面正在经历一场“一边生长,一边溶解”的拉锯战。
氧化:双氧水不断将表面的硅(Si)氧化成一层极薄的化学氧化硅。
微刻蚀:氨水又会立刻将这层极其微薄的氧化硅刻蚀掉,暴露出新的硅表面。
这两步反复进行,会导致晶圆表面被极其轻微地刻蚀掉几纳米。如果颗粒附着在表面,它底下的硅被刻蚀掉了,颗粒自然也就脱落到了液体中。
工艺要点(你做工艺的可能用得上)
1. 配比衰减是真实存在的
H₂O₂ 在高温下持续分解(2H₂O₂ → 2H₂O + O₂)NH₃ 在 75℃ 持续挥发使用一段时间后实际浓度远低于初始值需要定期补液或换液
2. 表面粗糙度问题
经典 1:1:5 配比刻蚀速率较快,会增加表面粗糙度对先进制程(28nm 以下)问题明显现代趋势:稀释 SC-1+ megasonic 超声辅助
3. 金属再污染
SC-1 偏碱性环境下,Fe、Al 等容易从溶液中重新沉积到硅片表面所以必须配套 SC-2(酸性,HCl + H₂O₂)做后续金属去除或者用超纯化学品 + 严格的液体过滤
4. 颗粒添加效应(再沉积)
用久了的 SC-1 反而会成为颗粒污染源需要在线过滤(一般用 0.05μm 或更细的滤芯)这也是为什么现在很多 fab 用 单片清洗替代传统 batch 槽式清洗
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