專利名稱：硅片清洗劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導體材料清洗劑，尤其涉及一種硅片清洗劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成度不斷提高，器件的特征尺寸不斷減 小，對硅襯底表面潔凈度的要求也比較嚴格，硅片清洗在半導體工業(yè)的重要性早引起 人們的高度重視，超大規(guī)模集成電路工藝要求在提供的襯底片上吸附物不多于500個/ m2X0.12ym,金屬污染物小于liTatom/cm2。硅襯底表面的污染物將會嚴重影響硅襯 底的物理性質(zhì)和電學性質(zhì)，并最終影響到集成電路的成品率。硅片生產(chǎn)中每一道工序存 在的潛在污染，都可能導致缺陷的產(chǎn)生和器件的失敗。在超大規(guī)模集成電路的制造工藝 中，硅片的表面狀態(tài)是以后集成電路平整度保證的基礎(chǔ)，如果清洗效果不好會直接影響 器件的成品率、性能和可靠性。目前，硅襯底的清洗主要是去除金屬離子、顆粒和有機物。其傳統(tǒng)方法主要采 用RCA清洗中的一號液和三號液，分別采用一號液和三號液進行兩步清洗。一號液為 氫氧化銨/過氧化氫/去離子水(ΝΗ40Η/Η202/Η20，簡稱APM，65-80°C ), 一號液顯 堿性、氧化性、絡(luò)合性，氧化并輕微腐蝕凹槽(腐蝕坑)，去除表面吸附顆粒、有機污 染物，并和一些金屬形成絡(luò)合物而被清除，如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+,但它對硅 同時氧化和腐蝕，可導致表面粗糙，所以要嚴格控制溫度、濃度和時間。三號液，硫酸 /過氧化氫/去離子水(H2S04/H202/H20，簡稱SPM，100-130°C ),顯酸性和氧化性， 專門用于去除有機污染物，但具有強腐蝕性，混合時生熱，洗畢有微量硫殘余。上述一 號液和三號液的缺點為使用強堿和強氧化劑，這些試劑都具有強腐蝕性，危害人體安 全，操作危險；由于分別采用一號液和三號液進行兩步清洗、操作步驟多，消耗大量的 去離子水和化學試劑，生產(chǎn)成本高；氨水易分解，揮發(fā)，有刺激性氣味，使用時必須通 風，增加了超凈空間的維護費用；存在嚴重的環(huán)保問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種使用胺堿與非離子表面活性劑 的混合溶液來替代現(xiàn)在廣泛采用的RCA清洗，以實現(xiàn)大規(guī)模集成電路對硅片的表面潔凈 度的要求，同時制備簡便，無污染，安全性好，環(huán)保、運行成本低的硅片清洗劑的制備 方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，一種硅片清洗劑的制備方 法，其特征在于，具體步驟(體積比％)(1)首先將滲透劑、非離子表面活性劑按需配置清洗劑的體積百分比0.1-5%， 以及部分18ΜΩ的去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流狀態(tài)；(2)胺堿按需配置清洗劑的質(zhì)量百分比0.5-10%，用18ΜΩ的去離子水稀釋后在 負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；
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(3)將螯合劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應 器內(nèi)；(4)加入緩蝕劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反 應器內(nèi)；(5)在渦流狀態(tài)下反應器內(nèi)加入剩余量的去離子水。有益效果只需要進行一次清洗即可達到清洗要求，把原來需要兩步的清洗簡 化為一步，提高了生產(chǎn)效率。采用負壓攪拌的方法可避免有機物、金屬離子、顆粒等 有害污染物的引入，避免二次污染；另外，在環(huán)境中以及操作人員體內(nèi)存在大量的鈉離 子，很容易對清洗液造成污染。采用該制備方法比原始的機械攪拌方法制備的清洗液， 金屬離子含量小2個數(shù)量級，能達到Ippm以下。
具體實施例方式以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下一種硅片清洗劑的制備方法，具體步驟(體積比％ )(1)首先將滲透劑、非離子表面活性劑按需配置清洗劑的體積百分比0.1-5%， 以及部分18ΜΩ的去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流狀態(tài)；(2)胺堿按需配置清洗劑的質(zhì)量百分比0.5-10%，用18ΜΩ的去離子水稀釋后在 負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；(3)將螯合劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應 器內(nèi)；(4)加入緩蝕劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反 應器內(nèi)；(5)在渦流狀態(tài)下反應器內(nèi)加入剩余量的去離子水。所述反應器原材料選用無污染的聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂。所述胺堿為三乙醇胺、二乙醇胺或羥乙基乙二胺中的任一種。所述非離子表面活性劑為FA/0系列I型表面活性劑，為天津晶嶺微電子材料有 限公司市售商品。所述緩蝕劑為苯并三氮唑。所述的螯合劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售商品FA/O II型螯合劑。成 分為乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)。實施例一配制100L硅片清洗劑在負壓攪拌下取FA/ΟΙ型活性劑5mL，F(xiàn)A/O螯合劑3ml、滲透劑JFC5ml、 30mL去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流攪拌狀態(tài)；然后量取三乙醇胺IOmL,用 50mL 18ΜΩ超純?nèi)ルx子水稀釋后用負壓吸入反應器進行攪拌。最后加入2ML苯并三氮 唑，也采用負壓吸入的方法攪拌均勻。最后得到硅片清洗劑。實施例二配制100L硅片清洗劑在負壓攪拌下取FA/O II型活性劑10mL，滲透劑JFC 10mL，F(xiàn)A/O螯合劑IOmL 2.9L18MQ去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流攪拌狀態(tài)；然后量取三乙醇胺 50mL用7L 18ΜΩ超純?nèi)ルx子水稀釋后用負壓吸入反應器進行攪拌。最后加入IOML苯 并三氮唑，同樣采用負壓吸入的方法攪拌均勻。最后得到硅片清洗劑。本發(fā)明中采用方法的作用為清洗劑制備反應器采用負壓攪拌的方法可避免有機物、金屬離子、大顆粒等有 害污染物的引入；先將滲透劑、非離子表面活性劑、金屬離子螯合劑等用負壓攪拌方 式充分混合，然后在負壓的作用下將稀釋的胺堿抽入到反應器中，進行充分混合，從而 避免了非離子表面活性劑局部膠束現(xiàn)象，提高清洗液的成品率，延長了清洗液的存放時 間。硅片清洗劑采用的非離子表面活性劑具有潤濕性，能有效的降低溶液的表面張力 后，再由滲透劑的滲透作用將顆粒托起，包裹起來。具有較強滲透力的活性劑分子可深 入硅片表面與吸附物之間，向深處發(fā)展，如同向界面打入一個“楔子”，起到劈開的作 用，可將顆粒托起，活性劑分子取而代之吸附于硅片表面上，同樣降低表面能量達到穩(wěn) 定目的，同時顆粒的周圍也吸附一層活性劑分子，防止顆粒再沉積。利用超聲等機械力 使顆粒從硅片表面脫附，而非離子表面活性劑吸附于硅片表面與脫附后的顆粒表面，有 效的抑制了顆粒再沉積。該方法能有效的去除金剛砂和硅粉。采用胺堿替代了無機堿 (氨水)，胺堿不僅能與有機物發(fā)生化學反應，而且胺堿能與有機物互溶，這樣有利于去 除硅片表面的有機物污染，提高產(chǎn)品表面清潔度。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上 的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種硅片清洗劑的制備方法，其特征在于，具體步驟(體積比％)(1)首先將滲透劑、非離子表面活性劑按需配置清洗劑的質(zhì)量百分比0.1-5%，以及 部分18ΜΩ的去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流狀態(tài)；(2)胺堿按需配置清洗劑的質(zhì)量百分比0.5-10%，用18ΜΩ的去離子水稀釋后在負壓 渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；(3)將螯合劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；(4)加入緩蝕劑0.1-5%用18ΜΩ去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；(5)在渦流狀態(tài)下反應器內(nèi)加入余量的去離子水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅片清洗劑的制備方法，其特征是，具體步驟(體積比％)，將滲透劑、非離子表面活性劑按需配置清洗劑的體積百分比0.1-5％、部分18MΩ的去離子水用負壓吸入反應器內(nèi)并呈渦流狀態(tài)；胺堿按需配置清洗劑的質(zhì)量百分比0.5-10％，用去離子水稀釋后在負壓渦流狀態(tài)下逐漸加入反應器內(nèi)；將螯合劑0.1-5％用去離子水稀釋后逐漸加入反應器內(nèi)；加入緩蝕劑0.1-5％用去離子水稀釋后逐漸加入反應器內(nèi)；在渦流狀態(tài)下反應器內(nèi)加入剩余量的去離子水。有益效果只需進行一次清洗即可達到清洗要求，提高了生產(chǎn)效率。采用負壓攪拌的方法可避免有機物、金屬離子、大顆粒等有害污染物的引入。
文檔編號C11D3/28GK102010793SQ201010231678
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者劉玉嶺, 周強, 檀柏梅, 高寶紅 申請人:天津晶嶺微電子材料有限公司