一. 硅片的化學(xué)清洗工藝原理
　　硅片經(jīng)過不同工序加工后，其表面已受到嚴(yán)重沾污，一般講硅片表面沾污大致可分在三類：
　　A. 有機(jī)雜質(zhì)沾污： 可通過有機(jī)試劑的溶解作用，結(jié)合超聲波清洗技術(shù)來
去除。
　　B. 顆粒沾污：運(yùn)用物理的方法可采機(jī)械擦洗或超聲波清洗技術(shù)來去除粒徑 ≥ 0.4 μm顆粒，利用兆聲波可去除 ≥ 0.2 μm顆粒。
　　C. 金屬離子沾污：必須采用化學(xué)的方法才能清洗其沾污，硅片表面金屬雜質(zhì)沾污有兩大類：
　　a. 一類是沾污離子或原子通過吸附分散附著在硅片表面。
　　b. 另一類是帶正電的金屬離子得到電子后面附著（尤如“電鍍”）到硅片表面。
硅拋光片的化學(xué)清洗目的就在于要去除這種沾污，一般可按下述辦法進(jìn)行清洗去除沾污。
　　a. 使用強(qiáng)氧化劑使“電鍍”附著到硅表面的金屬離子、氧化成金屬，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
　　b. 用無害的小直徑強(qiáng)正離子（如H+）來替代吸附在硅片表面的金
屬離子，使之溶解于清洗液中。
　　c. 用大量去離水進(jìn)行超聲波清洗，以排除溶液中的金屬離子。
　　自1970年美國RCA實(shí)驗(yàn)室提出的浸泡式RCA化學(xué)清洗工藝得到了廣泛應(yīng)用，1978年RCA實(shí)驗(yàn)室又推出兆聲清洗工藝，近幾年來以RCA清洗理論為基礎(chǔ)的各種清洗技術(shù)不斷被開發(fā)出來，例如 ：
⑴ 美國FSI公司推出離心噴淋式化學(xué)清洗技術(shù)。
⑵ 美國原CFM公司推出的Full-Flow systems封閉式溢流型清洗技術(shù)。
⑶ 美國VERTEQ公司推出的介于浸泡與封閉式之間的化學(xué)清洗技術(shù)（例Goldfinger Mach2清洗系統(tǒng)）。
⑷ 美國SSEC公司的雙面檫洗技術(shù)（例M3304 DSS清洗系統(tǒng)）。
⑸ 日本提出無藥液的電介離子水清洗技術(shù)（用電介超純離子水清洗）使拋光片表面潔凈技術(shù)達(dá)到了新的水平。
⑹ 以HF / O3為基礎(chǔ)的硅片化學(xué)清洗技術(shù)。
　　目前常用H2O2作強(qiáng)氧化劑，選用HCL作為H+的來源用于清除金屬離子。
　　SC-1是H2O2和NH4OH的堿性溶液，通過H2O2的強(qiáng)氧化和NH4OH的溶解作用，使有機(jī)物沾污變成水溶性化合物，隨去離子水的沖洗而被排除。
　　由于溶液具有強(qiáng)氧化性和絡(luò)合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等使其變成高價(jià)離子，然后進(jìn)一步與堿作用，生成可溶性絡(luò)合物而隨去離子水的沖洗而被去除。
　　為此用SC-1液清洗拋光片既能去除有機(jī)沾污，亦能去除某些金屬沾污。
　　SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，它具有極強(qiáng)的氧化性和絡(luò)合性，能與氧以前的金屬作用生成鹽隨去離子水沖洗而被去除。被氧化的金屬離子與CL-作用生成的可溶性絡(luò)合物亦隨去離子水沖洗而被去除。
　　在使用SC-1液時(shí)結(jié)合使用兆聲波來清洗可獲得更好的效果。

二. RCA清洗技術(shù)
　　傳統(tǒng)的RCA清洗技術(shù)：所用清洗裝置大多是多槽浸泡式清洗系統(tǒng)
　　清洗工序： SC-1 → DHF → SC-2

　　1. SC-1清洗去除顆粒：
⑴ 目的：主要是去除顆粒沾污（粒子）也能去除部分金屬雜質(zhì)。
⑵ 去除顆粒的原理：
　　硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（約6nm呈親水性），該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。
① 自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫
度無關(guān)。
② SiO2的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關(guān)。
③ Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一濃度后為一定值，H2O2濃度越高這一值越小。
④ NH4OH促進(jìn)腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。
⑤ 若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時(shí)降低H2O2濃度,可抑制顆粒的去除率的下降。
⑥ 隨著清洗洗液溫度升高，顆粒去除率也提高，在一定溫度下可達(dá)最大值。
⑦ 顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關(guān)，為確保顆粒的去除要有一 定量以上的腐蝕。
⑧ 超聲波清洗時(shí)，由于空洞現(xiàn)象，只能去除 ≥ 0.4 μm 顆粒。兆聲清洗時(shí)，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除 ≥ 0.2 μm 顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲洗晶片產(chǎn)生損傷。
⑨ 在清洗液中，硅表面為負(fù)電位，有些顆粒也為負(fù)電位，由于兩者的電的排斥力作用，可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。
　?、? 去除金屬雜質(zhì)的原理：
① 由于硅表面的氧化和腐蝕作用，硅片表面的金屬雜質(zhì)，將隨腐蝕層而進(jìn)入清洗液中，并隨去離子水的沖洗而被排除。
② 由于清洗液中存在氧化膜或清洗時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化物的自由能的絕對值大的金屬容易附著在氧化膜上如：Al、Fe、Zn等便易附著在自然氧化膜上。而Ni、Cu則不易附著。
③ Fe、Zn、Ni、Cu的氫氧化物在高PH值清洗液中是不可溶的，有時(shí)會(huì)附著在自然氧化膜上。
④ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
a. 據(jù)報(bào)道如表面Fe濃度分別是1011、1012、1013 原子/cm2三種硅片放在SC-1液中清洗后，三種硅片F(xiàn)e濃度均變成1010 原子/cm2。若放進(jìn)被Fe污染的SC-1清洗液中清洗后，結(jié)果濃度均變成1013/cm2。
b. 用Fe濃度為1ppb的SC-1液，不斷變化