SPM 溶液清洗：半导体制造的关键清洁工艺

SPM（硫酸-过氧化氢混合液）清洗是半导体制造中关键的湿法清洗工艺，主要用于去除晶圆表面的有机物、光刻胶残留及金属污染。以下是SPM清洗的标准化步骤及技术要点：

一、溶液配制

配比与成分

• 典型体积比：浓硫酸（H₂SO₄，98%）: 过氧化氢（H₂O₂，30%）: 去离子水（DI Water）= 1 : 0.5 : 5。
• 作用原理：硫酸提供强酸性和脱水性，过氧化氢分解产生羟基自由基（·OH），协同氧化有机物为CO₂和H₂O。

安全操作规范

• 防护装备：耐酸手套、护目镜、防护服，操作需在通风橱内进行。
• 混合顺序：先加DI水 → 缓慢注入浓硫酸（边搅拌边冷却至<40℃）→ 最后加入H₂O₂，避免剧烈放热导致喷溅。
• 存储要求：现配现用，2小时内失效；未混合的浓硫酸与过氧化氢需分开存放，避光防高温。

二、清洗核心流程

预处理

• 使用DI水冲洗或低功率超声波（40kHz）去除表面大颗粒杂质，减少SPM消耗。

SPM主清洗

• 温度控制：加热至80–130℃（通常100–120℃），加速氧化反应但避免晶圆损伤。
• 时间与搅拌：清洗5–30分钟，结合超声波或机械搅拌增强均匀性，针对光刻胶需延长至30分钟以上。
• 槽体设计：采用双槽系统，首槽处理高污染晶圆，次槽清除残留，提升效率并延长溶液寿命。

后处理步骤

• 漂洗：立即用DI水冲洗至pH中性，防止化学物质残留。
• 干燥：离心甩干（2000–3000rpm）或氮气吹扫，可选IPA蒸干减少水渍。