CN101082013A - 一种表面活性剂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种表面活性剂组合物，它包括表面活性剂和水，其特征在于表面活性剂为5～20％、纯水为80～95％，表面活性剂是多元醇类表面活性剂和聚氧乙烯醚类表面活性剂中的一种或两种以上组合。本发明的优越性：能有效去除半导体材料表面的颗粒，并维持长时间不吸附颗粒；活性剂能够降低表面张力，增强渗透性，对半导体材料有很好的清洗效果；活性剂属于有机物，能够根据结构相似相溶原理，能够溶解半导体材料表面的有机污染物；活性剂中选用的材料具有水溶性好、渗透力强、无污染等优点；作为硅及其他半导体材料耗材中的添加剂，可以起到降低浆料的表面张力、增强浆料的渗透能力，加快质量交换、提高抛光速率等功效。

Description

一种表面活性剂组合物
(一)技术领域：
本发明涉及本发明涉及活性剂，尤其涉及一种表面活性剂组合物，主要用于半导体材料(如：硅片、锗片、砷化镓等材料)表面的清洗和存放。
(二)背景技术：
目前的表面活性剂借助相应的清洗设备难以去除半导体材料(如：硅片、锗片、砷化镓等材料)表面和超大规模集成电路表面及凹槽内存在的颗粒、有机物以及残留的磨料颗粒等污染物和清洗后难以达到较长时间保存的目的。如果清洗后还存在颗粒，将导致处于颗粒下面的材料不能得到掺杂，造成低击穿、管道击穿。将对集成电路芯片产生致命的影响，甚至导致器件失效。因此去除表面的各种污染物，已经成为半导体工业发展的一个十分重要的问题。
除此之外，在国内的活性剂有些的产品为酸性，会对设备造成腐蚀，如3F活性剂。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种表面活性剂组合物，它可以克服现有技术中的缺点，可以有效去除颗粒污染，达到半导体材料表面降低能量的稳态要求，同时又要以分子间范德华力的物理吸附状态相吸附，在水溶液中不电离，其疏水基为烷基，亲水基为醚醇基，在水溶液中呈电中性。
本发明的技术方案：一种表面活性剂组合物，它包括表面活性剂和水，其特征在于表面活性剂为5～20％、纯水为80～95％，表面活性剂是多元醇类表面活性剂和聚氧乙烯醚类表面活性剂中的一种或两种以上组合。
上述所说的多元醇类表面活性剂是吐温系列。
上述所说的吐温系列是吐温-80、吐温-20、吐温-21、吐温-40、吐温-60中的一种或两种以上组合。
上述所说的聚氧乙烯醚类表面活性剂是环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)系列、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加)系列、多元醇型表面活性剂(Oπ)系列中的一种或两种以上组合。
上述所说得平平加系列为平平加0-20、平平加0-24、平平加0-40、平平加0-60中的一种或两种以上组合。
上述所说的Oπ系列为Oπ-7、Oπ-10、Oπ-3中的一种或两种以上组合。
本发明的工作原理为：这种表面活性剂组合物能够降低溶液的表面张力，其亲水基和憎水基相互配合，能够将吸附在半导体材料表面及划痕中的污染物托起，并且在表面形成保护层，防止污染物二次吸附，能够起到强渗透作用，并且作为添加剂加入到半导体材料的加工耗材中，可以起到增加质量交换，提高悬浮性功效。
本发明的工艺流程：取料→加热水融至50℃～100℃→冷却至室温→200目过滤→灌装。
本发明的优越性：(1)能有效去除半导体材料表面的颗粒，并维持长时间不吸附颗粒；(2)活性剂能够降低表面张力，增强渗透性，对半导体材料有很好的清洗效果；(3)活性剂属于有机物，能够根据结构相似相溶原理，能够溶解半导体材料表面的有机污染物；(4)活性剂中选用的材料具有水溶性好、渗透力强、无污染等优点；(5)作为硅及其他半导体材料耗材中的添加剂，可以起到降低浆料的表面张力、增强浆料的渗透能力，加快质量交换、提高抛光速率等功效；(6)活性剂中选用的化学试剂，不污染环境，不易燃烧，属于非破坏臭氧层物质，满足环保要求。
(四)具体实施方式：
实施例1：一种表面活性剂组合物，它由聚氧乙烯醚类表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯(20)醚(平平加0-20)——RO(CH2CH2O)2OH其中R＝C12-18H25-37、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为15％、5％、80％。
实施例2：
一种表面活性剂组合物，它由多元醇型表面活性剂中的吐温系列的吐温-80、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为14％、6％、80％，
实施例3：
一种表面活性剂组合物，它由多元醇型表面活性剂中的Oπ系列的Oπ-7、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为12％、3％、85％，
上述组分都为商品。
本发明的技术效果数据为：
其应用实例1
表面活性剂存放时间实例：抛光后，立即将芯片放入复合活性剂溶液内存放，N(100)，P(111)各100片(4盒)，放置12h、24h、48h、72h、120h后进行清洗，其结果如表1所示：
表1加活性剂表面与不加活性剂表面吸附合格百分数对比
存放时间/h 粒径/μm                合格百分数/％
       加活性剂     不加活性剂(不刷片)
    n(100)   p(111)     n(100)     p(111)
  12244872120168   ＞0.5＞0.2＞0.5＞0.2＞0.5＞0.2＞0.5＞0.2＞0.5＞0.2＞0.5＞0.2     10010010010010010010010010010010067   10010010010010010010010010010010075     47320000000000     51360000000000
合格标准：SEMI标准：粒径＞0.5μm，颗粒＜10个/片；ULSI最高要求：
粒径＞0.2μm，颗粒＜10个/片。
其应用实例2
活性剂出去表面颗粒实例：大于0.2μm的颗粒，均＜10个/片；粒径小于0.3μm，平均为1.1个/片，远远优于SEMI国际标准。
表2清洗后存留吸附物的颗粒数及粒径
粒径/μm                          个数/片
    1#     3#     5#     7#     9#     11#     13#
    0.170.20.240.30.40.50.70.81.0     1834000000     2312010000     39255000000     18152101000     20113200010     240000010     1643200030
其应用实例3
活性剂作为抛光液的添加剂的实例
表3抛光速率及颗粒残留对比
  抛光     抛光(μm/min)   残留颗粒(个)
  未加活性剂     0.70   40～50
  添加活性剂0.5％(PH＝8.38～8.47)     0.85   ＜10
  添加活性剂0.5％(PH＝10.05)     0.98   ＜10
  添加活性剂0.5％(PH＝10.34～10.52)     1.10   ＜10
                                                                                  。

Claims (9)

1、一种表面活性剂组合物，它包括表面活性剂和水，其特征在于表面活性剂为5～20％、纯水为80～95％，表面活性剂是多元醇类表面活性剂和聚氧乙烯醚类表面活性剂中的一种或两种以上组合。
2、根据权利要求1所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于所说的多元醇类表面活性剂是吐温系列。
3、根据权利要求2所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于所说的吐温系列是吐温-80、吐温-20、吐温-21、吐温-40、吐温-60中的一种或两种以上组合。
4、根据权利要求1所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于所说的聚氧乙烯醚类表面活性剂是环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)系列、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加)系列、多元醇型表面活性剂(Oπ)系列中的一种或两种以上组合。
5、根据权利要求4所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于所说得平平加系列为平平加0-20、平平加0-24、平平加0-40、平平加0-60中的一种或两种以上组合。
6、根据权利要求4所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于所说的Oπ系列为Oπ-7、Oπ-10、Oπ-3中的一种或两种以上组合。
7、根据权利要求1所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于它是由聚氧乙烯醚类表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙烯(20)醚(平平加0-20)——RO(CH2CH2O)2OH其中R＝C12-18H25-37、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为15％、5％、80％。
8、根据权利要求1所说的一种表面活性剂组合物，其特征是在于它是由多元醇型表面活性剂中的吐温系列的吐温-80、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为14％、6％、80％。
9、根据权利要求1所说的一种表面活性剂组合物，其特征在于它是由多元醇型表面活性剂中的Oπ系列的Oπ-7、聚氧乙烯醚类表面活性剂中的环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物(JFC)——R-O(C2H4O)nH和纯水组成，其重量配比分别为12％、3％、85％。
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