CN101289641A

CN101289641A - 晶圆抛光用清洗剂

Info

Publication number: CN101289641A
Application number: CNA2008100116892A
Authority: CN
Inventors: 侯军; 吕冬
Original assignee: Dalian Sandaaoke Chemistry Co Ltd
Current assignee: Dalian Sandaaoke Chemistry Co Ltd
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2008-10-22

Abstract

本发明提供一种制备方法简单、成本低、对环境无污染且可满足线宽尺寸90nm甚至更小的晶圆抛光清洗要求的晶圆抛光用清洗剂。原料及重量配比是表面活性剂5％～15％、有机碱0.01％～10％、pH调节剂5％～20％、渗透剂2％～5％、螯合剂0.1％～2％、纯水余量。

Description

晶圆抛光用清洗剂

技术领域：

本发明涉及一种晶圆抛光工艺用清洗剂，尤其是一种制备方法简单、成本低、对环境无污染且可满足线宽尺寸90nm甚至更小的晶圆抛光清洗要求的晶圆抛光用清洗剂。

背景技术：

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，晶圆的直径不断增大，我国目前90nm晶圆已开始成为主流，且有开始向65nm，45nm发展的趋势，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，因此，在晶圆制造过程中，必须对晶圆基材进行抛光处理。目前，晶圆抛光是将晶圆基材置于抛光垫上，使用抛光液对其进行抛光。因现有抛光液中一般都含有二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、金属离子和有机化合物等，所以晶圆基材经过抛光后，上述化合物、离子以及抛光过程中产生的颗粒就会吸附在晶圆表面上，需要在抛光后对晶圆进行清洗，得到符合要求的洁净晶圆。

目前，晶圆的清洗方式大多还是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，制造成本高且对环境污染严重；尽管RCA清洗法对于线宽尺寸为0.13μm甚至更大的晶圆有很好的清洗效果，但已无法满足线宽尺寸为90nm甚至更小的晶圆抛光清洗要求。

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线宽尺寸90nm甚至更小的晶圆抛光清洗要求的晶圆抛光用清洗剂。

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

表面活性剂 5％～15％

有机碱 0.01％～10％

pH调节剂 5％～20％

渗透剂 2％～5％

螯合剂 0.1％～2％

纯水余量。

所用原料及重量百分比的最佳技术方案如下：

表面活性剂 10％

有机碱 0.05％

pH调节剂 10％

渗透剂 3％

螯合剂 0.5％

纯水余量。

所述的表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O)_m、R₂O(C₂H₄O)_m(C₃H₆O)_nH，其中R₁和R₂为C10-C18的烷基，m和n分别表示环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数，其聚合数为3～20。

所述的有机碱是四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵中的至少一种。

所述的pH调节剂是二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。

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、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、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚非离子表面活性剂和JFC渗透剂，具有高效的脱脂能力，能快速均匀渗透到晶圆表面，剥离晶圆表面的颗粒，并能有效控制晶圆表面的蚀刻速率；本发明含有的有机碱，能与污染物形成易于清洗的溶液，有效去除吸附在晶圆表面的颗粒；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和离子，从而去除晶圆表面的金属离子污染物；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规格线宽尺寸的晶圆进行抛光清洗，尤具是可满足线宽尺寸为90nm甚至更小的晶圆抛光清洗要求。

2.本发明操作工艺简单，只需在30℃温度条件下操作，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：

一种晶圆抛光用清洗液，其特征在于它由表面活性剂、有机碱、有机碱、pH调节剂、渗透剂、螯合剂和纯水组成。

其原料和重量百分比如下：

表面活性剂5％～15％、有机碱0.01％～10％、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。

将上述原料按比例混合均匀，得晶圆抛光用清洗液。

清洗方法：

第一步：装片，用纯水将本发明清洗液配制成15％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，30℃清洗2～10分钟；

第二步：用纯水将本发明清洗液配制成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，30℃清洗2～10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，30℃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：用本发明清洗线宽尺寸为90nm的经抛光的晶圆，分析测试表明：清洗后晶圆表面0.2μm的颗粒数小于50个/100cm²，表面粗糙度(Ra)＜0.2nm，金属沾污程度＜1×10⁹atom/cm²，优于现有清洗方法。

实施例2：

所用原料和重量百分比如下：

Pluronic表面活性剂 10％

四甲基氢氧化铵 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

1.一种晶圆抛光用清洗剂，其特征在于原料及重量百分比如下：

表面活性剂 5％～15％

有机碱 0.01％～10％

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所述的晶圆抛光用清洗剂，其特征在于原料及重量百分比如下：

表面活性剂 10％

有机碱 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所述晶圆抛光用清洗剂，其特征在于所述的表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O)_m、R₂O(C₂H₄O)_m(C₃H₆O)_nH，其中R₁和R₂为C10-C18的烷基，m和n分别是环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数，聚合数为3～20。

4.根据权利要求1或2所述的晶圆抛光用清洗剂，其特征在于所述的有机碱是四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的晶圆抛光用清洗剂，其特征在于所述的pH调节剂是二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的晶圆抛光用清洗剂，其特征在于所述的渗透剂足JFC系列渗透剂。

7.根据权利要求5所述的晶圆抛光用清洗剂，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、次氮基三乙酸中的至少一种。