一种高效稳定晶圆切割清洗液及其制备方法与流程

1.本发明属于半导体电子器件精密加工技术领域，尤其与一种高效稳定晶圆切割清洗液及其制备方法。


背景技术：

2.半导体晶圆是以硅或蓝宝石等硬质板状物为基板，多个元件单位组成回路构成。现有的各硅板在加工时需要被沟槽划分形成了多数的半导体晶圆。切割这些被纵横交错的沟槽划分的硅板时，有两种方法：一是通过划片刀的高速回转来切割晶圆；二是用激光来切割晶圆。
3.现有方法使用划片刀切割晶圆时，用划片专用胶带等接着固定，在晶圆与旋转的划刀片之间通过流入加工液以冷却切割处，以降低切割时的摩擦抵抗，使得切割更加顺利进行的同时，并冲走切割时所产生的硅屑。因此加工液不仅可以防止切割时所产生的硅屑附着在晶圆上，还具有洗净晶圆的功能，除去附着在晶圆上的硅屑。现有的加工液如果使用纯水，比电阻会变大从而容易生成静电。如果要将比电阻降低，则需要在纯水中混入二氧化碳使其活性化，尽量防止硅屑附着在半导体晶圆上。纯水中加入二氧化碳虽然比电阻会下降，但是其酸性加工液会腐蚀划片刀，会缩短划片刀的寿命。
4.除了加工液功能方面，另外一方面，为了提升切割时所产生硅屑的洗净除去能力，比如乙烯吡咯烷酮含量在50％以上的乙酸乙烯酯等的乙烯基中，含有单体和聚合体，重量平均分子量为40000～160000的加工处理液中，含有发泡剂，且产品粘度偏高，易导致输送管路的堵塞现象。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术存在的问题，本发明提出一种既能防止划片刀被腐蚀，又能在切割时防止硅屑附着、高稀释比的高效稳定晶圆切割清洗液及其制备方法。本发明生产工艺简单，生产成本低、低表面张力、低气泡，且不会对管路进行堵塞，在高稀释比的状态下能维持温度的ph、清洁能力、润湿效果。
6.为此，本发明采用以下技术方案：一种晶圆切割液，其特征是，所述的切割液组成成分包括聚乙二醇、氧乙烯月桂醚、非离子表面活性剂、 ph调节稳定剂、防腐剂和超纯水。
7.作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。
8.所述的切割液的质量分数如下：0.5-10％的聚乙二醇、0.5-20％的聚氧乙烯月桂醚、0.1-3％的非离子表面活性剂、0.2-1.5％的ph调节稳定剂、 0.01-2％的防腐剂、剩余为超纯水。
9.所述的聚乙二醇平均分子量在800-15000。
10.所述聚氧乙烯月桂醚为oleth-03、oleth-08、oleth-10、oleth-20。
11.所述非离子表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯醚重合体分子式为 (ch2ch2o)b+(ch2ch2o)c，分子量：1000-16000、hlb＝3.5～29。
12.所述的ph调节稳定剂为磷酸氢二钠、乙醇胺、氢氧化钾、三乙醇胺中的任意一种或至少两种组合。
13.所述ph调节稳定剂选用磷酸氢二钠、乙醇胺、氢氧化钾组合，其质量比例为1:1:3。
14.所述的防腐剂为卡松或苯酚或季铵盐。
15.一种高效稳定晶圆切割清洗液及其制备方法，包括以下制备步骤：
16.第一步，按重量比例先将超纯水加入反应釜中；
17.第二步，按重量比例将聚乙二醇和氧乙烯月桂醚投入反应釜开动搅拌，搅拌转速50-80rpm/min，搅拌转速保持不变，搅拌时间40min直至完全溶解。
18.第三步，按重量比例加入非离子表面活性剂，继续搅拌转速： 100rpm/min，搅拌时间15-20min；
19.第四步，按重量比例加入防腐剂，继续搅拌转速：80rpm/min，搅拌时间搅拌5分钟；
20.第五步，表面张力检测：采用1:100(原液：纯水)混合进行测试： 35mn/m
21.第六步，按重量比例加入ph调节稳定剂，继续搅拌转速：80rpm/min，搅拌10-15分钟；ph调整：取样采用ph计进行检测，ph控制范围：6.5-8.5。
22.第七步，采用超声脱泡处理、采用10um-25um滤网过滤、至淡黄色透明液体，得晶圆切割液。
23.第六步中ph控制范围为7.5。
24.本发明可以达到以下有益效果：本发明晶圆切割液选用低发泡性化合物，能有效降低表面张力31mn/m、减少切割摩擦力、低泡沫化、低粘度1.5-3.0cp(25℃)、高稀释比下稳定的ph值6.5-8、有效避免喷头堵塞以及管路的霉变堵塞、改善晶圆片的水润湿性、提高切削润滑度，冷却切割刀温度、增强d.i.水的导电性、有利于半导体晶圆后续工序清洗，能有效地改善解决焊点腐蚀、崩边、裂纹等问题，提高切割良率。本发明高效稳定的晶圆切割液用于半导体晶圆切割制程，切割液中通过稳定剂的加入，使细小硅残渣容易清理，提高耐腐蚀性与洗净性都很优越的晶圆切割加工液组成物。
附图说明
25.图1为本发明切割液与市面上其他厂家的ph稀释稳定性测试比对图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，所描述的实施例只是对本发明的说明和解释，并不构成对本发明的唯一限定。
27.实施例1
28.本实施例高效半导体切割清洗液原料组成以重量比为单位包括：聚乙二醇6.5％、聚氧乙烯月桂醚2.5％、非离子表面活性剂：0.2％、ph调节稳定剂：1.2％、防腐剂：0.03％，超纯水余量。
29.其中：聚乙二醇平均分子量：800-15000。聚氧乙烯油基醚为 oleth-03、oleth-08、oleth-10、oleth-20，优选oleth-03、oleth-08，更优选oleth-08。非离子表面活性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚重合体。ph 调节稳定剂为选用磷酸氢二钠、乙醇胺、氢氧化钾组合(1:1:3)，防腐剂选用卡松。
30.实施例2
31.本实施例高效半导体切割清洗液原料组成以重量比为单位包括：聚乙二醇7.3％、聚氧乙烯油基醚4.5％、非离子表面活性剂：0.8％、ph调节稳定剂：0.9％、防腐剂：0.09％，超纯水余量。
32.其中：聚乙二醇平均分子量：800-15000。聚氧乙烯月桂醚为 oleth-03、oleth-08、oleth-10、oleth-20，优选oleth-03、oleth-08，更优选oleth-10。表面活性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚重合体。ph调节稳定剂为选用磷酸氢二钠、乙醇胺、氢氧化钾组合(1:1:3)，防腐剂选用苯酚。
33.实施例3
34.本实施例高效半导体切割清洗液原料组成以重量比为单位包括：聚乙二醇8％、聚氧乙烯月桂醚6.7％、非离子表面活性剂：1.2％、ph调节稳定剂：1.2％、防腐剂：0.13％，超纯水余量。
35.其中：聚乙二醇平均分子量：800-5000。聚氧乙烯月桂醚为oleth-03、 oleth-08、oleth-10、oleth-20，优选oleth-03、oleth-08，更优选 oleth-10。表面活性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚重合体。ph调节稳定剂为选用磷酸氢二钠、乙醇胺、氢氧化钾组合(1:1:3)，防腐剂选用苯酚实施例1-3的制备方法：
36.第一步，按重量比例将超纯水加入反应釜中
37.第二步，再计量聚乙二醇&聚氧乙烯月桂醚，并投入反应釜开动搅拌；搅拌转速50-80rpm/min；搅拌转速保持不变，搅拌时间40min直至完全溶解。
38.第三步，再加入非离子表面活性剂，继续搅拌转速：100rpm/min，搅拌时间15-20min；
39.第四步，加入防腐剂，继续搅拌转速：80rpm/min，搅拌时间搅拌5 分钟；
40.第五步，表面张力检测：采用1:100(原液：纯水)混合进行测试： 35mn/m；
41.第六步，最后加入ph调节稳定剂，继续搅拌转速：80rpm/min，搅拌10-15分钟。ph调整：取样采用ph计进行检测，ph控制范围：6.5-8.5，优先控制范围7.5；
42.第七步，采用超声脱泡处理、采用10um-25um滤网过滤、至淡黄色透明液体，即得晶圆切割液。
43.选用市售晶圆切割清洗液与实例1-3进行不同稀释比进行测试，具体相关见下表1所示
[0044][0045]
如图1所示为本发明切割液与市面上其他厂家的ph稀释稳定性测试比对 (起点数值为7.2是市售切割液，起点数值为7是实例1-3切割液)。
[0046]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。