CN104450280B - 一种二极管半导体专用清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二极管半导体专用清洗液，包括以下成分的重量百分比：季铵氢氧化物1～3%、醋酸/醋酸钠缓冲水溶液2～6%、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液2～6%、烷基二醇芳基醚5～8%、表面活性剂3～5%、烷基苄基二甲基氯化铵8～10%、增效剂8～10%、乙醇8～10%、去离子水余量。本发明的二极管半导体专用清洗液中合理配置各有效组分以及溶剂的用量，在室温下就能够快速、彻底的降低清洗液本身的表面张力，使得清洗液具有水溶性好，渗透力强的特点，选用的各配方成分均不污染环境。能够有效阻止卤素原子、氢氧根离子等对晶片图形和基材的攻击，从而降低对晶片图形和对铝和铜等金属，以及二氧化硅等非金属基材的腐蚀。

Description

一种二极管半导体专用清洗液

技术领域

本发明涉及一种二极管半导体专用清洗液，属于半导体工业技术领域。

背景技术

半导体制程所用清洗液大致分为两类，一类是散装化学试剂，如氢氟酸、硫酸、双氧水以及氨水，第二类是所谓的功能性药液，就是在散装的化学试剂、水以及有机溶剂的基础上，添加螯合剂、表面活性剂等混合而成，其中，作为功能性药液的代表品种，从事聚合物剥离液和化学机械抛光后清洗液生产的企业众多，竞争异常激烈。

在半导体器件生产过程中，黑蜡主要用于可控硅、大功率整流二极管等电力电子器件磨角、腐蚀前的保护，而松香和石蜡混合物主要用于硅片磨片及抛光过程前背面的猫合，用作粘合剂。

黑蜡，又称黑胶、真空封蜡，是石油沥青制品.属于特种沥青。几乎全部由多环(三环以上)芳香族化合物组成，其钻结性、抗水性和防腐蚀性良好。可与甲苯、三氯乙烯、二抓甲烷等有机溶剂互溶。

松香，徽黄至棕红色无定形固体。室温中质脆透明，表面稍有光泽，遇热则变软发粘，具有特殊香味。不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、甲苯、二抓乙烷、松节油等有机溶剂。

石蜡是从石油中提炼出来的固体结晶产品，无色无味。不溶于水，在醉及酮中的溶解度很低，易溶于四抓化碳、三氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、石油醚等有机溶剂。

用于半导体器件生产的单晶硅片的获得，一般都必须经过切割、磨片、抛光三个步骤。用于切、磨、抛的机械设备，都涂有各种油脂。而为了固定硅片，需用各种翁合剂，如松香、石蜡或两者的混合物，将硅片猫附在压板上。

因此，半导体二极管清洗的首要任务就是清洗硅片表面的松香屯石蜡及其混合物。在半导体器件生产过程中，一般用甲苯、三氛乙烯或二抓甲烷等有机溶剂溶解黑蜡、松香、石蜡及其混合物，然后用丙酮作过渡清洗，最后用无水乙醇去除附着在硅片上的丙酮J由于甲苯等有机溶剂不仅成本较高，而且毒性很大，危害操作人员的安全与健康、污染环境，有些单位试用无毒的松节油来清洗黑蜡，取得一定的效果。但由于松节油具有特殊气味，属易挥发性液体，再加之其对黑蜡的清洗效率不如甲苯的清洗效率高，松节油最终没能替代甲苯等有毒溶剂清洗黑蜡，也有些单位试用石油醚来清洗黑蜡。但由于石油醚容易挥发，随着石油醚的挥发，使溶解了的黑蜡重新在硅片上析出，用石油醚反而更不易洗净黑蜡。石油醚的闪点为一22℃，用石油醚很容易引起着火，所以现在一般不使用。

多年来，国内外一些科学家就致力于研究一种无毒无害的新型清洗剂，以取代甲苯、三抓乙烯和二抓甲烷等有毒溶剂，用于消洗半导体硅片表面的松香、石蜡及其混合物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种二极管半导体专用清洗液，在室温下就能够快速、彻底的降低清洗液本身的表面张力，使得清洗液具有水溶性好，渗透力强的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种二极管半导体专用清洗液，其创新点在于：包括以下成分的重量百分比：

季铵氢氧化物 1～3%

醋酸/醋酸钠缓冲水溶液 2～6%

柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液 2～6%

烷基二醇芳基醚 5～8%

表面活性剂 3～5%

烷基苄基二甲基氯化铵 8～10%

增效剂 8～10%

乙醇 8～10%

去离子水 余量。

进一步的，包括以下成分的重量百分比：

季铵氢氧化物 2%

醋酸/醋酸钠缓冲水溶液 4%

柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液 4%

烷基二醇芳基醚 6%

表面活性剂 4%

烷基苄基二甲基氯化铵 9%

增效剂 9%

乙醇 9%

去离子水 余量。

进一步的，所述表面活性剂为醇醚和酚醚表面活性剂的混合物，混合物中醇醚和酚醚表面活性剂的质量比为2～5：3～7。

进一步的，所述增效剂为含有Cu²⁺的混合液，所述混合液为胺皂和酰胺的混合物，其中，胺皂和酰胺的混合比例为1～3：2～4。

进一步的，所述含有Cu²⁺的混合液中Cu²⁺的含量为0.24～0.68%。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明的二极管半导体专用清洗液中合理配置各有效组分以及溶剂的用量，尤其是最佳配比组合后，在室温下就能够快速、彻底的降低清洗液本身的表面张力，使得清洗液具有水溶性好，渗透力强的特点。

（2）本发明的二极管半导体专用清洗液，选用的各配方成分均不污染环境，没有危险性，不会破坏大气层，清洗后的废液便于处理排放，保证环保。

（3）本发明的二极管半导体专用清洗液，表面活性剂采用醇醚和酚醚表面活性剂的混合物，且确定了合理配比，能够有效阻止卤素原子、氢氧根离子等对晶片图形和基材的攻击，从而降低对晶片图形和对铝和铜等金属，以及二氧化硅等非金属基材的腐蚀。

（4）本发明的二极管半导体专用清洗液，为含有Cu²⁺增效剂，对金属的腐蚀表现出良好的抑制作用，并且能在基材表面形成一层保护膜具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

一种二极管半导体专用清洗液，包括以下成分的重量百分比：季铵氢氧化物1%、醋酸/醋酸钠缓冲水溶液2%、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液2%、烷基二醇芳基醚5%、表面活性剂3%、烷基苄基二甲基氯化铵8%、增效剂8%、乙醇8%、去离子水余量，相互混合，搅拌均匀，即可得到本产品。

实施例2

一种二极管半导体专用清洗液，包括以下成分的重量百分比：季铵氢氧化物3%、醋酸/醋酸钠缓冲水溶液6%、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液6%、烷基二醇芳基醚8%、表面活性剂5%、烷基苄基二甲基氯化铵10%、增效剂10%、乙醇10%、去离子水余量，相互混合，搅拌均匀，即可得到本产品。

实施例3

一种二极管半导体专用清洗液，包括以下成分的重量百分比：季铵氢氧化物2%、醋酸/醋酸钠缓冲水溶液4%、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液4%、烷基二醇芳基醚6%、表面活性剂4%、烷基苄基二甲基氯化铵9%、增效剂9%、乙醇9%、去离子水余量，相互混合，搅拌均匀，即可得到本产品。

试验1

对有机异物( 指纹、脱膜剂废液) 的清洗试验：

在用超纯净水清洗过的玻璃上，随意按下指纹形成有机异物( 指纹) 后，将其在上述实施例的清洗液中浸渍5分钟，之后用光学电子显微镜(LEICA 会社，型号：FTM-200)测定后将其结果表示在表1。

另外，在用超纯净水清洗过的玻璃上，沾上脱膜剂废液后，用加热器在90℃的温度下干燥5 个小时，之后在上述实施例的清洗液中浸渍5分钟后，用光学电子显微镜(LEICA会社，型号：FTM-200)进行测定，之后将其结果表示在表1。

试验2

对无机异物的清洗试验：

在用超纯净水清洗过的玻璃上，随意沾上灰尘形成无机异物( 灰尘) 后，在上述实施例清洗液中浸渍5分钟，之后用光学电子显微镜(LEICA 会社，型号：FTM-200) 测定结果后，将其表示在表1。

试验3

观察半导体金属膜层的损伤：

在室温下，将用超纯净水清洗过的单铝基板，在上述实施例清洗液中浸渍30分钟，之后将上述试片用超纯净水清洗，用氮气干燥后，用扫描显微镜(SEM) 检查图案中是否发生腐蚀，并将其结果表示在表1。

表1

	指纹	灰尘	脱模剂废液	金属膜
					实施例1	良好	良好	良好	良好
实施例2	良好	良好	良好	良好
					实施例3	优秀	优秀	优秀	优秀

其中，上表中良好表示异物的残留面积不超过试片面积的3%，优秀表示异物的残留面积不超过试片面积的1%。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种二极管半导体专用清洗液，其特征在于：包括以下成分的重量百分比：

季铵氢氧化物 1～3%

醋酸/醋酸钠缓冲水溶液 2～6%

柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液 2～6%

烷基二醇芳基醚 5～8%

表面活性剂 3～5%

烷基苄基二甲基氯化铵 8～10%

增效剂 8～10%

乙醇 8～10%

去离子水 余量；

所述表面活性剂为醇醚和酚醚表面活性剂的混合物，混合物中醇醚和酚醚表面活性剂的质量比为2～5：3～7；

所述增效剂为含有Cu2+的混合液，所述混合液为胺皂和酰胺的混合物，其中，胺皂和酰胺的混合比例为1～3：2～4；

所述含有Cu2+的混合液中Cu2+的含量为0.24～0.68%。

2.根据权利要求1所述的二极管半导体专用清洗液，其特征在于：包括以下成分的重量百分比：

季铵氢氧化物 2%

醋酸/醋酸钠缓冲水溶液 4%

柠檬酸/柠檬酸盐缓冲水溶液 4%

烷基二醇芳基醚 6%

表面活性剂 4%

烷基苄基二甲基氯化铵 9%

增效剂 9%

乙醇 9%

去离子水 余量。