对于半导体硅晶圆材料表面清洗技术存在的化学试剂用量高、纯去离子水用量大、清洗工艺繁杂等技术缺点,本论文深入系统地研究了电化学方法清洗硅晶圆的工艺原理与技术特性,旨在探索一种节约化学试剂使用量和用水量的清洗工艺和方法。根据电化学氧化技术原理和硅晶圆清洗工艺特性,论文提出了一种硅晶圆电化学清洗的新工艺,即采用表面活性剂和螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）作为清洗工艺的初级清洗液,再以掺硼金刚石膜电极作为电化学氧化催化阳极,并以双氧水强氧化清洗液进行深度清洗,论文取得的主要研究成果如下:1、初级清洗剂中使用非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（APE）,对硅晶圆表面颗粒污染的清洗温度、时间以及清洗剂流速等清洗工艺进行了研究。研究发现,APE浓度在0.1%-0.5%,清洗温度为70℃,清洗时间10 min,清洗液流速200m/h,超声波频率在80 k Hz等最适宜的清洗工艺参数时,颗粒去除效果最好,清洗后的颗粒污染物点数为5-29个,并探究清洗温度、清洗时间、清洗液流速对颗粒污染物的去除效果的正交影响并不显著。2、采用螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）,对硅晶圆表面金属的清洗工艺进行了研究。研究结果表明,采用浓度为1%的EDTA螯合剂,清洗温度为70℃,清洗时间10 min,清洗液流速200 m/h,超声波频率在80 k Hz等清洗工艺参数时,清洗后硅晶圆表面的钠离子仅为为0.12%、钙离子0.5%、铜离子0%、镁离子0.1%,这些离子己近完全清除。3、根据电化学清洗原理,提出了掺硼金刚石膜电极作为电化学氧化催化阳极、双氧水强氧化清洗液为主清洗剂的电化学清洗新工艺。研究结果表明,在完成初级清洗后进行该电化学清洗,强氧化电解液焦磷酸根浓度为0.5 mol/L,清洗温度为70℃,清洗时间6 min,清洗液流速200 m/h等清洗工艺参数时,清洗后的硅晶圆表面元素中C元素占7.6%,对照实验组RCA清洗方法清洗后的硅晶圆表面元素中C元素占18.02%,电化学清洗方法相比于RCA清洗方法可以有效的去除有机污染物,表面粗糙度仅为1.19 nm,达到纳米级。4、结合实验研究结果,对论文提出的硅晶圆表面清洗新工艺的机理进行了研究。论文研究认为,双氧水经硼掺杂金刚石膜经电解后,产物为具有强氧化性的羟基自由基和O₃,可将硅晶圆表面的有机物污染完全去除。同时,还将硅晶圆表面残留的活性剂和螯合剂残留一并去除,不会造成二次污染。通过与RCA清洗方法的清洗结果对比分析,本论文所使用基于电化学强氧化液清洗方法的清洗工艺,在去除颗粒物、金属物和有机污染物效果更好,为硅晶圆表面清洗工艺提供一种新参考。