专利名称：硅磨片清洗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种清洗液，更具体的说，是涉及一种适用于硅研磨片的清洗剂。
背景技术：
随着超大规模集成电路的发展，集成度不断提高，器件的特征尺寸不断减小，对硅衬底表面洁净度的要求也更加严格，硅片清洗在半导体工业的重要性早已引起人们的高度重视，超大规模集成电路工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12μm，金属污染小于1010atom/cm2。硅衬底表面的污染物将会严重影响硅衬底局部的物理性质和电学性质，并最终影响到集成电路的成品率。硅片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可能导致缺陷的产生和器件的失效。在超大规模集成电路的制造工艺中，研磨片的表面状态是以后集成电路平整度保证的基础，由于研磨片所沾污的金刚砂比较多而且同时在研磨过程中许多硅粉从硅片上被研磨下来，这些金刚砂和硅粉将影响以后的器件制造，所以研磨片清洗凸显重要，如果清洗效果不好会直接影响器件的成品率、性能和可靠性。
目前，硅研磨片的清洗主要是去除金刚砂和硅粉以及在制造过程中沾染的有机物。其传统方法主要采用RCA清洗中的一号液和三号液，分别采用一号液和三号液进行两步清洗。
一号液为氢氧化铵/过氧化氢/去离子水(NH4OH/H2O2/H2O，简称APM，65-80℃)，一号液显碱性、氧化性、络合性，氧化并轻微腐蚀凹槽(腐蚀坑)，去除表面吸附颗粒、有机污染物，并和一些金属形成络合物而被清除，如[Ag(NH)3]+、[Cu(NH)3]2+，但它对硅同时氧化和腐蚀，可导致表面粗糙，所以要严格控制温度、浓度和时间。
三号液，硫酸/过氧化氢/去离子水(H2SO4/H2O2/H2O，简称SPM，100-130℃)，显酸性和氧化性，专门用于去除有机污染物，但具有强腐蚀性，混合时生热，洗毕有微量硫残余。
上述一号液和三号液的缺点为(1)使用强碱和强氧化剂，这些试剂都具有强腐蚀性，危害人体安全，操作危险。
(2)由于分别采用一号液和三号液进行两步清洗、操作步骤多，消耗大量的超纯水和化学试剂，生产成本高。
(3)氨水易分解，挥发，有刺激性气味，使用时必须通风，增加了超净空间的维护费用。
(4)存在严重的环保问题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种使用胺碱与非离子表面活性剂的混合溶液来替代现在广泛采用的RCA清洗，来实现现在大规模集成电路对硅磨片的表面洁净度的要求，同时操作简便，安全性好，环保、运行成本低的硅磨片的替代清洗剂。
本发明通过下述技术方案实现一种硅磨片清洗剂，其特征在于按体积百分比由下述组分组成胺碱20～70％，JFC 5～40％，非离子表面活性剂5～20％，余量的去离子水。
所述胺碱指为三乙醇胺、二乙醇胺、羟乙基乙二胺中的任一种。
所述非离子表面活性剂为FA/O系列或平平加系列或op系列活性剂。
本发明具有下述技术效果1.本发明的硅磨片的清洗剂采用的非离子表面活性剂具有润湿性，能有效的降低溶液的表面张力后，再由渗透剂的渗透作用将颗粒托起，包裹起来。具有较强渗透力的活性剂分子可深入硅片表面与吸附物之间，向深处扩展，如同向界面打入一个“锲子”，起到劈开的作用，可将颗粒托起，活性剂分子取而代之吸附于硅片表面上，同样降低表面能量达到稳定目的，同时颗粒的周围也吸附一层活性剂分子，防止颗粒再沉积。利用超声的机械力使颗粒从磨片表面脱附，而非离子表面活性剂吸附于硅片表面与脱附后的颗粒表面，有效的抑制了颗粒再沉积。该方法能有效的去除金刚砂和硅粉。
另外采用胺碱替代了无机碱(氨水)，胺碱不仅能与有机物发生化学反应，而且胺碱能与有机物能互溶，这样有利于去除硅磨片表面的有机物污染，提高产品表面清洁度。
2本发明的硅磨片的清洗剂只需要进行一次清洗即可达到清洗要求，把原来需要两步的清洗简化为一步，提高了生产效率。
3.本发明采用的胺碱与非离子表面活性剂不分解，不挥发，无刺激性气味。
4.本发明中所采用的试剂均能生物降解，故不存在环保问题。
5.本发明不仅采用的化学试剂价格低廉而且在运行中不需要其他的辅助设备，故可达到降低成本的要求。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明详细说明。
本发明中胺碱采用三乙醇胺、二乙醇胺、羟乙基乙二胺等，胺碱对有机物有以下作用溶解作用胺碱本身也是一种有机物，因此根据相似相溶原理，它也能溶解有机物。
化学反应碱能和有机物发生皂化反应。
本发明中非离子表面活性剂采用FA/O系列活性剂或平平加系列及op系列活性剂，FA/O系列非离子表面活性剂是河北工业大学刘玉岭教授多年研究的结果，在生产中多年使用效果非常好。可以采用FA/O I型活性剂、FA/O II型活性剂。平平加系列活性剂如O-10、O-20，op系列活性剂如oP-7、oP-10。非离子表面活性剂具有下述作用润湿、渗透作用使得液体表面张力较小，液体便在固体表面铺展。
乳化、分散作用表面活性剂(乳化剂)分子的亲水基溶入水，亲油基溶入油，形成单分子层，提高了乳液的稳定性。
起泡、消泡作用气体形成气泡时，表面活性剂的亲油基伸向泡内，单分子膜降低了表面张力，使泡沫稳定。
洗涤作用非离子表面活性剂的洗涤作用是润湿、渗透、乳化、分散的综合结果。
实施例1分别取三乙醇胺70g，JFC 5g，FA/O I型活性剂5g，去离子水20g，混合后充分搅拌，得到硅研磨片的清洗剂。
实施例2分别取羟乙基乙二胺30g，JFC 5g，FA/O II型活性剂15g，去离子水50g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例3分别取三乙醇胺20g，JFC 5g，O-20活性剂5g，去离子水70g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例4分别取羟乙基乙二胺20g，JFC 40g，O-10活性剂5g，去离子水35g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例5分别取二乙醇胺60g，JFC 5g，O-10活性剂5g，去离子水30g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例6分别取三乙醇胺50g，JFC 15g，oP-7活性剂5g，去离子水30g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例7分别取三乙醇胺20g，JFC 10g，oP-10活性剂20g，去离子水50g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例8分别取二乙醇胺20g，JFC 20g，oP-10活性剂10g，去离子水50g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例9分别取三乙醇胺70g，JFC 5g，oP-10活性剂5g，去离子水20g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
实施例10分别取羟乙基乙二胺30g，JFC 5g，O-10活性剂15g，去离子水50g，混合后充分搅拌，得到硅磨片的清洗剂。
采用上述清洗剂对硅研磨片进行清洗后，进行抽样检测，一般以显微镜观测为主，检测后无金刚砂和硅粉以及有机物残留，合格率达到99％以上。
权利要求
1.一种硅磨片清洗剂，其特征在于按重量百分比由下述组分组成胺碱20～70％，JFC 5～40％，非离子表面活性剂5～20％，余量的去离子水。
2.根据权利要求1所述的硅磨片清洗剂，其特征在于所述胺碱指为三乙醇胺、二乙醇胺、羟乙基乙二胺中的任一种。
3.根据权利要求1所述的硅磨片清洗剂，其特征在于所述非离子表面活性剂为FA/O系列活性剂或平平加系列或op系列活性剂。
4.根据权利要求3所述的硅磨片清洗剂，其特征在于FA/O系列活性剂为FA/O I型活性剂或FA/O II型活性剂。
5.根据权利要求3所述的硅磨片清洗剂，其特征在于平平加系列活性剂为0-10或0-20。
6.根据权利要求3所述的硅磨片清洗剂，其特征在于oP系列活性剂为oP-7或oP-10。
全文摘要
本发明公开了一种硅磨片清洗剂，旨在提供一种使用胺碱与非离子表面活性剂的混合溶液来替代现在广泛采用的RCA清洗，来实现现在大规模集成电路对硅磨片的表面洁净度的要求。按体积百分比由下述组分组成胺碱20～70％，JFC 5～40％，非离子表面活性剂5～20％，余量的去离子水。本发明中的胺碱不仅能与硅磨片表面的有机物互溶，而且能和其发生化学反应，从而达到去除有机物的目的。而其中的非离子表面活性剂能大大降低水的表面张力，从而对颗粒的去除效果非常理想。本发明由于使用了水及各种低毒试剂，不危及工人健康、环保、而且不可燃、不爆炸，安全性好，而且降低了成本、提高了生产效率。
文档编号H01L21/02GK1865421SQ200610014439
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者刘玉岭, 李广福, 李薇薇 申请人:河北工业大学