半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑及其應(yīng)用，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成：酸劑0.5％～9.5%、表面活性劑5％～35%、抗靜電劑0.1％～2.0％、增溶劑1％～6％，緩蝕劑1％～4％，殺菌劑0.1％～2.0％，去離子水余量。本發(fā)明是一種用于多晶硅片水基清洗劑，為無色透明或半透明液體；本發(fā)明具有極高的表面活性特性使其具有極低的表面張力，其獨(dú)特的網(wǎng)狀化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有高掛線性和高懸浮性，能夠有效抵御微生物的侵襲，保證在使用過程中不腐敗變質(zhì)，不發(fā)臭，還可以為用戶節(jié)約成本，減少廢液的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，自然界的生物降解性好，可長期滯留在水和土壤中。
【專利說明】半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種硅片用清洗劑。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂硅片清洗，是指在氧化、光刻、外延、擴(kuò)散和引線蒸發(fā)等工序前，采用物理或化學(xué)的方法去除硅片表面的無機(jī)和有機(jī)沾染物、自身氧化物和顆粒狀雜質(zhì)，以得到符合清潔度要求的硅片表面的過程。
[0003]硅片是半導(dǎo)體器件和集成電路中使用最廣泛的基底材料，隨著超大規(guī)模集成電路的不斷發(fā)展，集成電路的線寬不斷減小，而與之相反的是硅片的直徑不斷變大，對硅片質(zhì)量的要求也越來越高。在大規(guī)模集成電路的制備過程中，芯片的表面狀態(tài)及潔凈度是影響器件質(zhì)量與可靠性的最重要的因素之一。硅片清洗要求既能去除各類雜質(zhì)，又不損壞硅片表面。污染物對半導(dǎo)體器件的影響是復(fù)雜的，并且還依賴于污染物本身的性質(zhì)和數(shù)量。封裝和掩模的操作過程中的顆粒污染是一種最普通的污染?？梢詫?dǎo)致硅片低部擊穿、管道擊穿；顆粒還會(huì)牢固得吸附在晶片表面，在淀積薄膜時(shí)嵌入其中，提高p-n結(jié)的漏電流，降低少數(shù)載流子的壽命；此外，顆粒還會(huì)導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線的短路或斷路。
[0004]清洗工藝與技術(shù)很大程度上影響著產(chǎn)品的優(yōu)品率、質(zhì)量、價(jià)格及競爭力等，在科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，硅片表面的清洗就成為了半導(dǎo)體材料及器件生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
[0005]目前，較先進(jìn)的日本SPEED、FAM、美國MEMC等公司，采取拋光片拋光后在顆粒形成化學(xué)鍵合吸附前，迅速用雙面刷片機(jī)刷洗，獲得了較潔凈表面，但設(shè)備價(jià)格昂貴、存放時(shí)間短、效率低(一片片依次刷洗，每單位需多臺(tái))、易造成損傷。RCA (美國無線電公司)濕法化學(xué)清洗是濕法清洗技術(shù)的基 礎(chǔ)，在全世界范圍得到廣泛應(yīng)用，是公認(rèn)的目前較為理想的硅片清洗方法。但是隨著集成度的提高和器件特征尺寸的減小，RCA清洗已經(jīng)難以滿足甚大規(guī)模集成電路的要求，主要是因?yàn)镽CA清洗存在自身難以克服的缺陷。其中最主要的一個(gè)問題就是在去除顆粒、有機(jī)物和金屬離子的同時(shí)也對硅片表面進(jìn)行氧化和腐蝕，即造成硅片表面平整度差且產(chǎn)生花斑紋。此外，目前晶片清洗已成為集成電路生產(chǎn)中重復(fù)率最高的步驟，每道清洗需經(jīng)歷7 —10個(gè)過程，耗用大量高純的氧化劑、酸、堿等化學(xué)試劑.排放量大，污染嚴(yán)重。因此如何簡化清洗工藝、降低廢液排放以減少污染等問題，一直是國內(nèi)外科技工作者努力解決的技術(shù)難題，急需發(fā)展新的清洗方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
[0007]本發(fā)明所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，由如下重量百分比的組分組成:
[0008]酸劑0.5%~9.5%、表 面活性劑5%~35%、抗靜電劑0.1%~2.0%、增溶劑1%~6%，緩蝕劑I %~4%，殺菌劑0.1 %~2.0%，去離子水余量。[0009]優(yōu)選的，由如下重量百分比的組分組成:
[0010]
酸劑2%~6%
表面活性劑15%~25%
抗靜電劑0.1~2%
增溶劑2~4%
緩蝕劑I~4%
殺菌劑0.02%~0.06%
水余量。
[0011]最優(yōu)選的，由如下重量百分比的組分組成:
[0012]
酸劑2%~6%
表面活性劑15%~25%
抗靜電劑0.2~1.8%
增溶剤2.5~3.5%
緩蝕劑2.0~3.0%
殺菌劑0.02%~0.06%
水余量。
[0013]特別優(yōu)選的，由如下重量百分比的組分組成:
[0014]
酸劑2%~6%
表面活性劑15%~25%
抗靜電劑0.5~1.2%
增溶劑2.0~3 0/
緩蝕劑2.0~3.0%
殺菌劑0.02%~0.06%
水余量。
[0015]所述的酸劑選自酒石酸、檸檬酸或乙二酸等中的一種以上，其中最好為酒石酸。它的主要作用是能夠去除一部分有機(jī)污染物，并且具有絡(luò)合作用，能夠去除顆粒和金屬離子污染；
[0016]所述的表面活性劑為非離子型，選自聚丙二醇、聚乙二醇、聚氧乙烯類、多元醇醚類、高分子或元素有機(jī)系；
[0017]優(yōu)選的為聚丙二醇。聚丙二醇可以降低溶液的表面張力，使清洗劑能夠全面鋪展在半導(dǎo)體的表面及夾縫中，其親水基和憎水基相互配合，能夠?qū)⑽皆诎雽?dǎo)體表面及夾縫中污染物托起，并且在表面形成保護(hù)層，防止污染物二次吸附。
[0018]所述的抗靜電劑選自環(huán)氧乙烷壬基酚接枝共聚物、聚乙二醇酯、聚乙二醇醚、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺或脂肪酸乙氧基醚等，最優(yōu)選的為環(huán)氧乙烷壬基酚接枝共聚物，如上海衍勝實(shí)業(yè)有限公司公司牌號(hào)30846-35-6的產(chǎn)品；
[0019]所述的增溶劑選自丙二醇、丙三醇、丁醇、異丙醇或松油醇等，最好為丙二醇。丙二醇與聚丙二醇極性相近，可加快其各組分在水中的溶解。
[0020]所述的緩蝕劑選自甲醛、烏洛托品、草酸、甲酸、甘油、金屬鑰化物及金屬鎢化物等，其中最好為金屬鑰化物。本專利使用四乙基N-甲基咪唑磷鑰酸離子液體。由于它水溶性好，在多晶硅表面(硅外層涂覆有銅-鋁膜)形成一種致密的保護(hù)膜，該保護(hù)膜與酸或堿不易起反應(yīng)，從而達(dá)到保護(hù)工件的目的。
[0021]所述的殺菌劑選自甲基異噻唑琳酮、Germall I 15或Bronopol等,其中最好為甲基異噻唑琳酮。由于它具有廣譜高效、低毒，對環(huán)境安全，對人體無過敏等特點(diǎn)，可抑殺細(xì)菌、真菌、酵母菌等多種菌種。
[0022]本發(fā)明的制備方法為常規(guī)的物理混合方法，將各個(gè)組分混合即可。
[0023]本發(fā)明 的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，可以用于清洗硅片，使用方法如下:
[0024]稀釋比為1:1000~2000，時(shí)間為2_5分鐘，將清洗劑噴灑在硅片上，然后用熱風(fēng)或紅外進(jìn)行烘干，時(shí)間為3-5分鐘即可。
[0025]本發(fā)明是一種用于多晶硅片水基清洗劑，為無色透明或半透明液體；本發(fā)明具有極高的表面活性特性使其具有極低的表面張力，其獨(dú)特的網(wǎng)狀化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有高掛線性和高懸浮性，能夠有效抵御微生物的侵襲，保證在使用過程中不腐敗變質(zhì)，不發(fā)臭，從而使產(chǎn)品具有較長的使用壽命。還可以為用戶節(jié)約成本，減少廢液的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，所有原料對人體無毒無刺激，無過敏等癥狀的發(fā)生，自然界的生物降解性好，可長期滯留在水和土壤中。
[0026]本發(fā)明測試在常溫下進(jìn)行，稀釋比為1:1000~2000，時(shí)間為2_5分鐘，將清洗劑噴灑在硅片上，然后用熱風(fēng)或紅外進(jìn)行烘干，時(shí)間為3-5分鐘即可。用顯微鏡觀測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本專利 清洗劑的百分含量粘與度的關(guān)系。
[0028]圖2為本專利清洗劑的百分含量濃度與表面張力的關(guān)系。
[0029]圖3為本專利清洗效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例中，環(huán)氧乙烷壬基酚接枝共聚物上海衍勝實(shí)業(yè)有限公司公司牌號(hào)30846-35-6的產(chǎn)品；甲基異噻唑琳酮為石家莊市博雅化工助劑有限公司牌號(hào)為2682-20-4的產(chǎn)品。其它試劑均由上海睿亮化工科技有限公司提供。
[0031]實(shí)施例1
[0032]配方:(重量百分比)
[0033]
【權(quán)利要求】
1.半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成: 酸劑0.5 %~9.5%、表面活性劑5 %~35%、抗靜電劑0.1 %~2.0 %、增溶劑I %~6 %，緩蝕劑I %~4%，殺菌劑0.1 %~2.0%，去離子水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成:酸劑2%~6% 表面活性劑15%~25% 抗靜電劑0.5~1.2%增溶劑2.0~3.0%緩蝕劑2.0~3.0% 殺菌劑0.02%~0.06% 水余量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，所述的酸劑選自酒石酸、檸檬酸或乙二酸中的一種以上； 所述的表面活性劑為聚丙二醇、聚乙二醇、聚氧乙烯類、多元醇醚類、高分子或元素有機(jī)系； 所述的抗靜電劑選自環(huán)氧乙烷壬基酚接枝共聚物、聚乙二醇酯、聚乙二醇醚、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺或脂肪酸乙氧基醚； 所述的增溶劑選自丙二醇、丙三醇、丁醇、異丙醇或松油醇； 所述的緩蝕劑選自甲醛、烏洛托品、草酸、甲酸、甘油、金屬鑰化物及金屬鎢化物等，其中最好為金屬鑰化物。本專利使用四乙基N-甲基咪唑磷鑰酸離子液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑，其特征在于，所述的殺菌劑選自甲基異喔唑琳麗、Germallll5 或 Bronopol。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體工業(yè)清洗劑的應(yīng)用，其特征在于，可以用于清洗硅片。
【文檔編號(hào)】C11D1/66GK103881837SQ201210556512
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】唐博合金, 張穎, 張偉, 吳建祥, 周群群, 高藝龍, 王穎, 騰大全, 潘建民, 趙家昌 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)