SC-1・SC-2・希フッ酸の違い：薬液・取り除く汚れ・洗浄後の表面を比較
シリコンウエハの洗浄の基本であるRCA洗浄では、目的の違う薬液を順番に使います。アンモニアと過酸化水素水のSC-1はパーティクルと有機物を、塩酸と過酸化水素水のSC-2は金属汚染を取り除きます。希フッ酸(DHF)は、表面の自然酸化膜を溶かして取り除きます。SC-1とSC-2のあとの表面は薄い酸化膜で覆われて水になじむ親水性に、希フッ酸のあとの表面は水素で終端されて水をはじく疎水性になります。
| 項目 | SC-1(APM) | SC-2(HPM) | 希フッ酸(DHF) |
|---|---|---|---|
| 薬液 | アンモニア水・過酸化水素水・水(古典的な比は1:1:5) | 塩酸・過酸化水素水・水(古典的な比は1:1:6) | フッ酸を水で薄めたもの(目安は0.5〜1%程度) |
| 液の性質と温度 | アルカリ性。一般に約70〜80 ℃ | 酸性。一般に約70〜80 ℃ | 酸性。一般に室温 |
| 主に取り除くもの | パーティクル、有機物 | 金属汚染(アルカリ金属、Fe、Alなど) | 自然酸化膜や化学酸化膜と、その中に取り込まれた汚れ |
| 取り除く仕組み | 過酸化水素で表面を酸化し、アンモニアでその酸化膜をゆっくり溶かして、粒子を下から浮かせる。表面と粒子がともに負に帯電し、再付着しにくい | 金属を溶けやすいイオン(塩化物など)にして溶かす | SiO2を溶かす |
| シリコンや酸化膜のエッチング | わずかにエッチングする(酸化膜は目安として毎分0.1〜1 nm程度) | ほとんどエッチングしない | 酸化膜をエッチングする。シリコンはほとんどエッチングしない |
| 洗浄後の表面 | 薄い化学酸化膜で覆われ、親水性 | 薄い化学酸化膜で覆われ、親水性 | 水素で終端され、疎水性 |
| 副作用・注意点 | 表面が荒れることがある(過酸化水素が少ない、濃度や温度が高いとき)。液中のFeやAlなどが表面に付きやすい | パーティクルの除去にはあまり効かない | 疎水性の表面にパーティクルやウォーターマークが付きやすい。Cuのような貴な金属は表面に析出しやすい。残すべき酸化膜も削る |
| 標準的な順番 | 最初(有機物の多いときはSPMのあと)。パーティクルと有機物を先に取り除く | SC-1のあと。SC-1で付いた金属を取り除く | SC-1とSC-2の間、または最後(HFラスト) |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。