鲁达 摘要
目前的硅基技术要求万亿分之几(PPT)范围内的表面污染容限，要求烘烤温度低于800℃的硅外延等工艺的较低热预算，以及每次清洗的硅消耗量低于0.1毫米。
这些新的限制现在可能会超过同类最佳制造清洗序列的能力。一些关键原因是:
1.其稀释化学物质的清洁效率，即使与万亿比特化学物质的使用相结合，也可能无法满足ppt污染要求，
2.需要原始稳定的氢封端硅表面终端，以满足许多热处理的低热预算要求，
3.按照ITRS路线图的定义，使用过氧化物和基于臭氧的化学物质，每次清洁消耗的硅量固有地超过0.1毫米。
清洁效率
制造环境中使用的大多数当前湿法清洗工艺仍然用天然、化学氧化物层终止硅。这种天然或化学氧化物是清洗后污染的主要部分。传统的湿法清洗化学品如氢氧化铵、盐酸、硫酸、氢氟酸和过氧化氢的净化已经投入了大量的努力。添加H2O2、HCl和醇也常用于dHF混合物中，以抑制污染。虽然这些可能是一些有效的补救措施，但这些混合物中的主要成分超纯水(UPW)仍然含有溶解的杂质，这些杂质会渗入化学氧化物或在清洗后终止于硅表面。
简单的增强以满足苛刻的表面处理要求
深入研究硅晶片上天然氧化物的生长、浸入不同溶解氧水平和空气的去离子水中(图1)以及功能性H2水对颗粒去除效率和氢终止表面的益处。超纯水(UPW)的脱气和再气化可以成为实现这些新标准的一个组成部分。
这项新技术发挥作用的一些关键要素是:
1.特定的dHF化学和工艺条件
2.超脱气水(< 100ppt)
3.H2功能水或阴离子表面活性剂9)以实现> 90%的颗粒去除效率
4.具有高纯度部件和管道的工艺设备
XPS研究表明，这一过程可产生无法检测的氧化物(< 0.1A)长达3天。另一种在dHF过程后量化表面缺少C和O的极其灵敏的方法是封装SIMS。这两种表征方法中氧气和碳的缺乏间接表明湿法清洗过程后表面上SiHx的程度(图。2)根据UPW的溶解氧，该过程可产生< 3E12 at/cm2的空气氧化物密度(图。3). 这种能力使得低温硅和硅锗外延工艺的热预算低于800℃。4). 这一过程也被证明允许超过8小时的排队时间，而无需在清洁和epi过程之间使用特殊处理。
总结
尽管随着新兴光伏和器件技术带来的表面处理规范的收紧，出现了复杂的问题，但事实证明解决方案本质上可能很简单。解决这些难题的简单方法的一些例子是:-一步dHF清洗可以克服与新的表面处理标准相关的三个障碍。
1.对UPW的溶解氧和其他溶解物质以及化学物质进行脱气已被证明是一项有价值的技术，可显著降低湿法清洗过程的清洗、漂洗和干燥步骤中的污染水平。
2.可增强SRD以实现有效的晶圆干燥，并取代基于IPA的方法
3.通过快速、减压、低温处理，几乎可以消除不可避免的空气传播有机污染物和异丙醇干燥残留物。
这些实现具有挑战性的表面制备标准的简单方法可以在商用设备上找到。