作者来自日本狮王特种化学品公司（Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.）
引言
碳化硅有望成为下一代功率器件的优秀材料，因为它们具有宽禁带。RCA清洗通常用于Si晶圆制造，但这类清洗针对Si晶圆进行了优化。目前尚不清楚RCA清洁是否适用于SiC晶圆，因为SiC的表面与Si表面不同。我们用X射线光电子能谱（XPS）测量了RCA清洗后的SiC表面，结果表明氟与SiC中的碳进行了化学结合。此外，计算机仿真证实，RCA清洗后SiC的带隙特性变窄。这些结果表明，在RCA清洗过程中HF溶液中的浸渍处理会损坏SiC，因此我们发明了一种新的清洁方法，该方法使用不含HF的过渡金属络合物的活化过氧化氢来去除SiC表面的颗粒和金属。
RCA清洗和新清洗方法的比较如图1所示。为了评估模型晶圆（1cm2的切割晶圆）表面的表面清洁度，我们使用了水接触角和AFM测量方法，还使用科磊的Candela表面缺陷检测系统来评估3英寸晶圆，并通过全反射X射线荧光光谱（TXRF）计算晶圆表面上的金属量。
▲图1. 两种清洗方法比较
图2a所示，AFM数据显示清洗前的SiC模型晶圆表面可以看到许多颗粒。纯水的接触角为70°，检测到疏水蜡。RCA清洗后，一些颗粒残留在表面上（图2b）。然而，在新的清洁方法之后，未观察到任何颗粒（图2c），并且接触角减小到42°。我们确认不仅可以从SiC晶圆表面去除颗粒，还可以去除蜡。使用这种新的清洁方法，减少了清洗步骤数，并不再使用HF。
▲图2. 模型晶圆SiC表面的AFM图像
(a)清洗前；(b)RCA清洗后；(c)新方法清洗后
图3显示了3英寸SiC晶圆表面的Candela图像。经新方法清洗后，颗粒数明显减少。这一结果支持了AFM图像（图2）。我们估计铜络合物作为催化剂控制了过氧化氢自由基的产生，而自由基是去除SiC表面颗粒的重要因素。
▲图3. SiC晶圆表面的Candela图像
(a)清洗前；(b)新方法清洗后
图4为新方法清洗后的SiC晶圆上金属元素的谱图。我们在清洗过程中使用了铜络合物，但晶圆表面没有检测到铜。同样，清洗后的晶圆表面也没有检测到其他金属。
▲图4. SiC晶圆上微量元素的TXRF谱图
总结
本文介绍了一种新的碳化硅（SiC）晶圆清洗方法。我们发现在RCA清洗中，氟化氢（HF）溶液浸渍处理会破坏SiC，因此设计了一种新的不使用HF的清洗方法，并将清洗过程减少到三步。这种新方法的特点是使用了过渡金属络合物。一般来说，晶圆清洗不应使用金属，但是我们特意使用了金属，发现金属可以很好的清洗晶圆表面。清洗后，原子力显微镜（AFM）和Candela图像显示，SiC表面大部分颗粒已被去除，水接触角变得很低。
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