12寸晶圆的精密清洗 : 如何高效去除表面颗粒？
在12寸（300毫米）晶圆制造过程中，清洗工序占据着至关重要的地位。为了确保晶圆表面的极致洁净，晶圆厂会大量采购高纯度的湿化学品，例如硫酸、盐酸、双氧水、氨水、氢氟酸等，这些是构成清洗工艺的基础。
为何需要反复清洗去除颗粒？
微小的颗粒污染物是芯片可靠性的致命威胁，极易引发短路或开路等致命缺陷。半导体制造包含数百道精密工序，几乎每一步都可能引入或产生新的颗粒。因此，必须在每个关键步骤后，将晶圆表面的颗粒数量严格控制在极低水平，才能安全进入后续工序。
核心清洗药液：SC-1
行业广泛应用的标准清洗液之一是SC-1（Standard Clean-1），也称为APM（Ammonia-Peroxide Mixture）。这一经典配方自上世纪中叶开发以来，因其卓越的颗粒去除能力而沿用至今。
其典型配比为：氨水 : 双氧水 : 超纯水 = 1 : 1 : 6（实际应用中可根据工艺需求微调）。在约75℃的温度下，将晶圆浸入SC-1溶液并辅以超声波或兆声波清洗约10分钟。这种碱性与氧化性相结合的混合液能有效去除多种有机残留物和绝大部分表面颗粒。
SC-1去除颗粒的机理
SC-1的核心作用机理在于其化学环境对颗粒与晶圆表面电性的调控：
1. 表面电荷调节：氨水在水中解离，产生氢氧根离子（OH⁻），使晶圆表面带上负电荷。
2. 颗粒电位改变：溶液环境同时改变了附着颗粒表面的Zeta电位（表面电荷特性）。
3. 静电排斥效应：带同种负电荷的晶圆表面与颗粒之间产生强烈的静电斥力。这种斥力不仅有助于颗粒从表面脱离，更能有效防止已脱落的颗粒再次沉积回晶圆表面，从而实现高效、稳定的颗粒去除。
先进清洗技术：兆声清洗的引入
除了传统的超声波辅助（利用高频机械振动产生空化效应剥离颗粒），兆声清洗（Megasonic Cleaning）在现代高端晶圆清洗中扮演着越来越重要的角色。兆声波频率远高于超声波（通常在兆赫兹范围），其产生的声波能量更为温和且均匀。兆声波能在液体中形成极其微小、能量可控的声学流和微射流，特别擅长去除亚微米甚至纳米级别的微小颗粒，同时对脆弱器件结构的损伤风险更低。兆声技术常与SC-1等化学药液协同使用，显著提升了12寸晶圆对于超微颗粒的清洗效率和均匀性，是满足先进制程严苛洁净度要求的关键技术之一。
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