Verdict結論
SC1與SC2是構成RCA清洗的2種藥液清洗。SC1(APM)是氨水・雙氧水・超純水的混合液,一邊輕微溶解矽表面,一邊去除微粒與有機物。SC2(HPM)是鹽酸・雙氧水・超純水的混合液,溶解並去除鹼金屬與鐵等金屬汙染。由於在鹼性的SC1中金屬容易附著於表面,因此依照先進行此清洗、之後再以酸性SC2去除金屬的順序組合使用。
主要差異
| 比較項目 | SC1(APM) | SC2(HPM) |
|---|---|---|
| 組成 | NH₄OH+H₂O₂+H₂O(氨水+雙氧水) | HCl+H₂O₂+H₂O(鹽酸+雙氧水) |
| 傳統混合比 | 1:1:5 | 1:1:6 |
| 藥液性質 | 鹼性 | 酸性 |
| 處理溫度參考 | 約70~80℃ | 約70~80℃ |
| 主要去除對象 | 微粒、有機物 | 鹼金屬、鐵・鎳等金屬 |
| 對矽的作用 | 輕微蝕刻,並形成化學氧化層 | 幾乎不溶解矽 |
| 副作用 | 金屬容易附著、表面容易變粗糙 | 不易去除微粒 |
SC1是「浮起後脫離」的清洗
在SC1中,過氧化氫使矽表面氧化,氨再一點一點溶解這層氧化膜。如此反覆、極輕微地削去表面,使附著於表面的微粒從底下被掀起。此外,在鹼性溶液中,微粒與晶圓表面都帶負電而互相排斥,因此一旦脫離的微粒就不易再附著。有機物也會被過氧化氫的氧化作用分解。另一方面,氨濃度過高會使表面變粗糙,因此近年多使用大幅稀釋的稀釋SC1。
SC2是「溶解後沖走」的清洗
SC2是酸性溶液,可將附著於表面的鈉、鉀等鹼金屬,以及鐵・鎳・鋅等金屬,以氯化物的形式溶解去除。在SC1這類鹼性溶液中,鐵或鋁等金屬反而容易附著於表面,因此在SC1之後進行SC2,就能去除這些金屬。SC2幾乎不溶解矽,去除微粒的能力也弱,因此與SC1分工合作。
清洗順序與近年的變化
典型流程是:以硫酸與過氧化氫的SPM去除有機物與光阻殘留,以DHF去除氧化膜,以SC1去除微粒,再以SC2去除金屬。各步驟之間會穿插超純水沖洗。近年為了減少藥液與超純水的用量,大幅稀釋藥液、降低溫度,並搭配臭氧水、機能水或兆音波(megasonic)的方法日益普及,以單晶圓式清洗設備每次處理1片的情形也越來越多。
常見問題
SC1與SC2應該先做哪一個?
一般先進行SC1,再進行SC2。鹼性的SC1能有效去除微粒與有機物,但金屬容易附著於表面,因此之後再以酸性的SC2溶解去除金屬。兩者之間會穿插超純水沖洗。
APM與HPM是什麼?
APM是Ammonia-Peroxide Mixture(氨水+雙氧水),指SC1的藥液;HPM是Hydrochloric acid-Peroxide Mixture(鹽酸+雙氧水),指SC2的藥液。兩者都是RCA清洗的組成要素,與SC1・SC2幾乎同義使用。