CN101289640A - 晶圆研磨用清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制备方法简单、成本低、对环境无污染且可满足直径为300mm晶圆研磨清洗要求的晶圆研磨用清洗剂。所用原料及重量百分比是表面活性剂5％～20％，含氟羧酸0.1％～10％，氟化物盐0.01～5％、pH调节剂5％～20％，渗透剂2％～5％，螯合剂0.1％～2％，纯水余量。

Description

晶圆研磨用清洗剂

技术领域：

本发明涉及一种晶圆研磨工艺用清洗剂，尤其是一种制备方法简单、成本低、对环境无污染且可满足直径为300mm晶圆研磨清洗要求的晶圆研磨用清洗剂。

背景技术：

晶圆是半导体和集成电路中使用最广泛的材料之一。随着超大规模集成电路的不断发展，集成电路的线宽尺寸不断减小，而晶圆的直径不断增大，尤其是直径为300mm晶圆将成为超大规模集成电路的主流，因此对晶圆的质量要求也越来越高。由于晶圆表面状态及洁净度是影响器件质量与可靠性的最重要的因素之一，在晶圆制造过程中，必须对晶圆基材进行研磨处理，以得到均匀平整的表面。在研磨过程中，晶圆表面很容易吸附研磨下来的残留物以及研磨液中的金属、颗粒、有机物以及金属离子等污染物，严重影响下道工序中的产品质量和成品率。因此，晶圆研磨的清洗，是晶圆制造工艺中的重要步骤。

目前采用的清洗方式基本上是采用Kern和Puotinen提出的RCA清洗法，该清洗法所涉及的工艺复杂、操作步骤多，且需要在较高的温度条件下进行，导致清洗成本过高；而且需要消耗大量的酸、碱、氧化剂等化学试剂，对环境污染严重；另外，RCA清洗法已无法满是300mm晶圆研磨清洗要求。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种制备方法简单、成本低、对环境无污染且可满足直径为300mm晶圆研磨清洗要求的晶圆研磨用清洗剂。

本发明的技术解决方案是：一种晶圆研磨用清洗剂，其特征在于原料及重量百分比如下：

表面活性剂      5％～20％

含氟羧酸        0.1％～10％

氟化物盐        0.01％～5％

pH调节剂        5％～20％

渗透剂          2％～5％

螯合剂          0.1％～2％

纯水            余量。

原料及重量百分比最佳技术方案如下：

表面活性剂      10％

含氟羧酸        3％

氟化物盐        0.05％

pH调节剂        10％

渗透剂          3％

螯合剂          0.5％

纯水            余量。

所述表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O)_m，其中R₁为C10～C18的烷基，m：环氧乙烷基聚合数，聚合数为3～20。

所述含氟羧酸是C₆F₁₃COOH、C₈F₁₇COOH、C₉F₁₉COOH、C₁₁F₂₃COOH中的至少一种。

所述氟化物盐是氟化铵、二氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、三乙醇氟化铵、甲基二乙醇氟化铵中的至少一种。

所述pH调节剂是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺的至少一种。

所述的渗透剂是JFC系列渗透剂。

所述的螯合剂是乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、柠檬酸、抗坏血酸维生素C、植酸、次氮基三乙酸中的至少一种。

所述纯水是经过离子交换树脂过滤的纯水，25℃其电阻率为18MΩ或者更高。

本发明同现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明含有的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂、含氟羧酸和JFC渗透剂，具有高效的分散、润湿和渗透能力，能快速均匀渗透到晶圆表面，去除晶圆表面的颗粒污染；本发明含有的氟化物盐能显著降低晶圆腐蚀率，与污染物形成易于清洗的溶液；本发明含有的pH调节剂能有效调节清洗剂的在pH≤6的条件下清洗污染物；本发明含有的螯合剂，可以捕获清洗组合物中的金属离子并与其形成络合离子，从而去除晶圆表面的金属离子污染。本发明各组分协同作用，明显提高了清洗能力，可应用于各种清洗设备对各种直径规格的晶圆进行研磨清洗，尤其是可满足直径为300mm晶圆研磨清洗要求。

2.本发明操作工艺简单，只需在常温条件下操作，低于现有清洗工艺中所采用的温度，具有节能降耗的效果，使清洗成本降低。

3.本发明原料来源广泛、制备方法简单、成本低，对环境无污染。

具体实施方式：

实施例1：

一种晶圆研磨用清洗剂，其特征在于是由表面活性剂、含氟羧酸、氟化物盐、pH调节剂、渗透剂、螯合剂、纯水组成。

其原料和重量百分比如下：

表面活性剂5％～20％，含氟羧酸0.1％～10％，氟化物盐0.01～5％、pH调节剂5％～20％，渗透剂2％～5％，螯合剂0.1％～2％，纯水余量。

各原料在其重量范围内选择，总重量为100％。

所述表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O)_m，其中R₁为C10～C18的烷基，m：环氧乙烷基聚合数，聚合数为3～20。

所述含氟羧酸是C₆F₁₃COOH、C₈F₁₇COOH、C₉F₁₉COOH、C₁₁F₂₃COOH中的至少一种。

所述氟化物盐是氟化铵、二氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、三乙醇氟化铵、甲基二乙醇氟化铵中的至少一种。

所述pH调节剂是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺的至少一种。

所述的渗透剂是JFC系列渗透剂，分子通式为C_nH_2n+1O(C₂H₄O)_χH，n＝12～18，χ＝6～12。

所述的螯合剂是乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、柠檬酸、抗坏血酸维生素C、植酸、次氮基三乙酸中的至少一种。

所述纯水是经过离子交换树脂过滤的纯水，25℃其电阻率为18MΩ或者更高。

将上述原料按比例混合均匀，得晶圆研磨用清洗剂。

清洗方法：

第一步：装片，用纯水将本发明实施例配制成10％的清洗液放入清洗槽中，再将装有晶圆的盒子浸泡其中，兆声波作用下，常温清洗3～5分钟；

第二步：用纯水将本发明实施例制成3％的清洗液放入第二个清洗槽中，再将第一步清洗后的晶圆浸泡其中，兆声波作用下，常温清洗3～5分钟；

第三步：将纯水放入第三槽中，将第二步清洗后的晶圆取出放入第三槽中，常温兆声漂洗1～5分钟；

第四步：用纯水对晶圆进行喷淋漂洗，时间为1～5分钟。

第五步：脱水干燥，时间为3～5分钟。

第六步：卸片。

清洗效果评价：用本发明提供的清洗剂清洗经研磨后的300mm晶圆，分析测试表明：清洗后的晶圆表面0.2μm的颗粒数小于100个/100cm²，金属沾污程度＜1×10¹⁰atom/cm²，优于现有清洗方法。

实施例2：

原料及重量百分比如下：

AEO-15            10％

全氟己酸          3％

氟化铵            0.5％

三乙醇胺          10％

JFC渗透剂         3％

螯合剂            0.5％

纯水              余量。

各原料重量百分比之和为100％，清洗方法及效果同实施例1。

Claims (8)

1.一种晶圆研磨用清洗剂，其特征在于原料及重量百分比如下：

表面活性剂      5％～20％

含氟羧酸        0.1％～10％

氟化物盐        0.01％～5％

pH调节剂        5％～20％

渗透剂          2％～5％

螯合剂          0.1％～2％

纯水            余量。

2.根据权利要求1所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于原料及重量百分比如下：

表面活性剂      10％

含氟羧酸        3％

氟化物盐        0.05％

pH调节剂        10％

渗透剂          3％

螯合剂          0.5％

纯水            余量。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O)_m，其中R₁为C10～C18的烷基，m：环氧乙烷基聚合数，聚合数为3～20。

4.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述含氟羧酸是C₆F₁₃COOH、C₈F₁₇COOH、C₉F₁₉COOH、C₁₁F₂₃COOH中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述氟化物盐是氟化铵、二氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、三乙醇氟化铵、甲基二乙醇氟化铵中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述pH调节剂是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述的渗透剂是JFC系列渗透剂。

8.根据权利要求1或2所述的晶圆研磨用清洗剂，其特征在于所述的螯合剂是乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、柠檬酸、抗坏血酸维生素C、植酸、次氮基三乙酸中的至少一种。