臭氧是怎样被用于晶圆清洗的？

看到这个题目，您可能感觉到匪夷所思，臭氧（Ozone，O3）不是消毒用的吗？在清洁车辆内部时，会用到臭氧杀菌消毒，怎么还可以用于半导体制程中的晶圆清洗呢？在日常生活中，我们可能对臭氧的理解主要集中在它在大气层中的作用，如对紫外线的阻隔和对地球的保护。在这篇文章中，我们将深入探讨臭氧在晶圆清洗中的作用，臭氧的性质，臭氧的清洗步骤等。

什么是臭氧？
臭氧的物理性质： 臭氧（O3），是一种氧的同素异形体,蓝色气体，它的气味刺鼻，在雷雨后可能会闻到这种气味,是一种“清新”的感觉。臭氧比普通氧气更重，其密度大约为2.144克/升，而氧气的密度为1.429克/升。

臭氧的化学性质： 臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟气，它可以与许多物质发生反应，它可以被用作消毒剂和漂白剂。 臭氧在水中的溶解性较低，但可以通过通气的方式增大其在水中的溶解度，使其与水混合。

臭氧在常态下极不稳定，很容易就分解生成氧气，温度越高，压强越大就越容易分解。
O3怎么被发现的？
O3是在1840年由德国化学家Christian Friedrich Sch?nbein（1799-1868）首次识别和命名的。当时，Sch?nbein在他的实验室中进行电解水实验时，注意到了产生的一种独特的气味。他从这种气味得到启发，命名为"Ozon"，源自希腊语的"ozein"，意为"闻起来"，即闻起来有味道的氧气。之后经研究证明，臭氧的确是一种新的氧气的异性体。

O3在晶圆清洗中的应用 O3在半导体制程中的清洗应用主要利用其极强的氧化性。该氧化性可以破坏和去除晶圆表面的有机和无机污染物，它也常用于对表面进行氧化处理。向超纯水中加入臭氧可以有效去除Cu，Ag等金属，甚至一些轻有机物，是其他晶圆清洗手段的一种辅助。

O3清洗的一般步骤

1. 配制臭氧水：产生的臭氧气体通过一个混合装置与超纯水水相混合。在此过程中，臭氧气体逐渐溶解在水中，形成臭氧水。可以通过控制气水混合的时间和方式，来调整臭氧水中的臭氧浓度。
2. 清洗过程：由于臭氧在水中的溶解度随时间和温度的变化而下降，所以通常应立即使用新鲜的臭氧水。晶圆被置于含有臭氧水的清洗槽或喷淋系统中，时间通常从几分钟到几十分钟不等，视具体污染物和要求的清洗效果而定进行清洗。

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4. 冲洗和干燥：清洗结束后，晶圆会用去离子水冲洗，以清除那些被臭氧氧化并溶解在水中的污染物。然后，晶圆经过干燥处理即可。

O3清洗注意事项
O3清洗过程需要非常注意操作的安全，因为臭氧是一种强氧化剂，可以对人体和设备造成危害。O3对一些材料也具有腐蚀性，所以材料选择也需要考虑。