晶圆表面污染来源

颗粒污染

颗粒污染可能源自各种来源的空气粉尘，包括晶圆厂设备、工艺化学品、气体管线的内表面、晶圆处理、薄膜沉积系统中的气相成核和晶圆厂。即使是低纳米尺寸的颗粒也有可能产生“致命”缺陷，要么通过物理阻塞器件中关键特征的形成（产生图案、特征和植入缺陷），要么通过在薄绝缘体中产生局部电弱点图像。SC-1 溶液通过氧化基板表面的硅薄层来去除不溶性颗粒，然后硅薄层溶解到溶液中，并携带吸附的颗粒。现代 SC-1 清洁采用兆声波 (0.8 - 2.0 MHz) 振动来帮助去除表面的颗粒。SC-1 解决方案通过在粒子和基板表面上诱导相同的 zeta 电位（一种静电排斥的量度）来防止粒子的再吸附。所有含有过氧化氢的清洁溶液，都会在硅片表面留下一层薄薄的氧化层。

金属污染

半导体器件对金属污染物特别敏感，因为金属在硅晶格中的移动性很高（尤其是金等金属），因此它们很容易从表面迁移到硅晶片的主体中。一旦进入硅体，即使是适中的工艺温度也会导致金属快速扩散通过晶格，直到它们固定在晶体缺陷位置。这种“装饰”的晶体缺陷会降低器件性能，从而允许更大的漏电流并产生更低的击穿电压。可以使用 SC-2、稀氢氟酸 (HF) 等酸性清洁剂从基材表面去除金属污染物；这些清洁剂与金属发生反应，产生可溶性离子化金属盐，可以冲洗掉。

化学污染

基材表面的化学污染可分为三种类型：有机分子化合物的表面吸附；无机分子化合物的表面吸附；以及由硅的化学氧化物/氢氧化物 SiO x (OH) y组成的不明确的共价键合薄（约 2 nm）天然氧化物。