CN1124285A - 半导体工业用清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洗半导体硅片表面上黑蜡、松香和石蜡混合物的清洗剂，其组成为3-5％的壬基酚聚氧乙烯醚、4-6％的脂肪醇聚氧乙烯醚、3-5％的N，N′二羟乙基十三酰胺或十二烷基醇酰胺磷酸脂钠、2-4％的三聚磷酸钠、0-5％的异丙醇或乙醇胺、0-10％的乙醇、0-85％的溶剂油或煤油以及余量的去离子水(均为重量百分比)。本发明的清洗剂无毒无腐蚀性，不污染环境，并可降低清洗成本。

Description

半导体工业用清洗剂

本发明涉及一种清洗半导体硅片表面上黑蜡、松香和石蜡混合物的清洗剂，属于半导体工业用清洗剂技术领域。

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粘合，用作粘合剂。黑蜡，又称黑胶、真空封蜡，是石油沥青制品，属特种沥青。几乎全部由多核(三环以上)芳香族化合物组成，其粘结性、抗水性和防腐蚀性良好。可与甲苯、三氯乙烯、二氯甲烷等有机溶剂互溶。松香，微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。主要成分为松脂酸(C₁₉H₁₉COOH)。不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、甲苯、二氯乙烷、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，在醇及酮中的溶解度很低，易溶于四氯化碳、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，需用各种粘合剂，如松香、石蜡或二者的混合物，将硅片粘附在压板上。因此，半导体硅片清洗的首要任务就是清洗硅片表面的松香、石蜡及其混合物。在半导体器件生产过程中，一般用甲苯、三氯乙烯或二氯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沾附在硅片上的丙酮。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又重新在硅片上析出，用石油醚反而更不易洗净黑蜡。石油醚的闪点为-22℃，用石油醚很易引起着火，所以现在一般不再使用。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、三氯乙烯和二氯甲烷等有毒溶剂，用于清洗硅片表面的松香、石蜡及其混合物。但迄今为止尚未见有相关技术公开。

本发明的目的是克服已有技术的缺点，提供一种无毒无腐蚀性的清洗黑蜡、松香和石蜡混合物的高效清洗剂。

本发明的清洗剂基本组成为：

         组分               重量百分比

A、壬基酚聚氧乙烯醚           3-5％

B、脂肪醇聚氧乙烯醚           4-6％

C、N，N′二羟乙基十三酰胺或   3-5％

   十二烷基醇酰胺磷酸脂钠

D、三聚磷酸钠                 2-4％

E、异丙醇或乙醇胺             0-5％

F、乙醇                       0-10％

G、溶剂油或煤油               0-85％

H、去离子水                    余量

所用原料中，壬基酚聚氧乙烯醚及脂肪醇聚氧乙烯醚为无色透明油状液体，N，N′二羟乙基十三酰胺和十二烷基醇酰胺磷酸脂钠为黄棕色透明油状液体，这些表面活性剂完全溶于水，不燃、不爆，易生物降解，是清洗剂的主要成分。助剂三聚磷酸钠是清洗剂配方中最重要的无机助剂，产品呈白色颗粒或粉末状，溶于水。三聚磷酸钠本身具有表面活性剂的一般特性，对固体颗粒有很强的分散力和悬浮力，还有乳化和稳定乳化的作用，在去除油垢方面有良好的效果，可防止污垢再沉积，提高清洗去污力。所述溶剂油以200号溶剂油为佳，该溶剂油与煤油一样对黑蜡、松香和石蜡的混合物有很强的溶解能力。

将上述原料在50℃温度下加热溶解，进行复配，即可配制成均匀液体，能与水以任意比例混合，且无毒，无腐蚀性，不污染环境，其主要经济技术指标如下：

(1)可代替甲苯、二甲苯、三氯乙烯、二氯甲烷及其它有毒的

   有机溶剂清洗黑蜡、松香和石蜡混合物，且具有无毒、无

   腐蚀性的优点，不易燃；不含有氟、氯等卤族元素的化学

   物质，不会对高空臭氧层造成破坏；

(2)半导体器件和集成电路的电参数与用以上有机溶剂清洗的

   电参数相当；

(3)PH值          8.5-9.5(25℃)

(4)金属离子含量  ＜10ppm

(5)稳定性：-10℃-+50℃性能稳定；

(6)贮存期：室内存放二年，特性不变；

(7)清洗工艺成本不高于以上有机溶剂清洗的成本。

当用该清洗剂清洗表面涂有黑蜡、松香和石蜡混合物的硅片时，应直接使用原液，用超声波清洗机进行清洗(该原液可多次重复使用)，然后用去离子水冲洗。

当用该清洗剂清洗表面沾有少量黑蜡、松香和石蜡混合物的硅片时，可用5～10％的比例与去离子水混合配制成乳剂，用超声波清洗机进行清洗或着用电炉煮沸，然后用去离子水冲洗。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1.清洗剂100公斤

        组分                        重量    百分比

A、壬基酚聚氧乙烯醚TX-7             4公斤    4％

(北京合成化学厂产无色透明油状液体)

B、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3            5公斤    5％

(北京合成化学厂产无色透明油状液体)

C、N，N′二羟乙基十三酰胺           3公斤    3％

(北京合成化学厂产黄棕色透明油状液体)

D、三聚磷酸钠(分析纯)          3公斤    3％

G、煤油(普通灯用煤油)         85公斤    85％

上述清洗剂比重约为0.85，动力粘度为4厘泊，外观淡棕色透明液体。用超声波清洗机清洗，能有效地清洗黑蜡、松香和石蜡混合物。实施例2.如实施例1所述，不同的是组分G为200号溶剂油与煤油按任意比例混合后的混合物。实施例3.如实施例1所述，不同的是组分C为十二烷基醇酰胺磷酸脂钠。其清洗黑蜡、松香和石蜡混合物与已有技术效果对比如下：

清洗液             特点      效果      用本发明后成本降低甲苯、丙酮、乙醇     易燃、有毒 符合要求        35％二甲苯、丙酮、乙醇   易燃、有毒 符合要求        35％三氯乙烯             有毒、含氯 符合要求        50％二氯甲烷、丙酮、乙醇 有毒、含氯 符合要求        40％本发明实施例3        无毒、无氯 符合要求         0％实施例4.清洗剂100公斤

        组分                       重量    百分比

A、壬基酚聚氧乙烯醚TX-7            5公斤    5％

(北京合成化学厂产无色透明油状液体)

B、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9           4公斤    4％

(北京合成化学厂产无色透明油状液体)

C、N，N′二羟乙基十三酰胺          6公斤    6％

(北京合成化学厂产黄棕色透明油状液体)

D、三聚磷酸钠(分析纯)              3公斤    3％

E、异丙醇(分析纯)                  5公斤    5％

F、95％乙醇(分析纯)                10公斤   10％

H、去离子水                        67公斤   67％

将上述原料在50-70℃温度范围内加热溶解，进行复配，经静止消泡、沉析萃取、压滤、灭菌、浓缩，即可配制成比重约为1.02、动力粘度为60厘泊的白色均匀乳浊液，能与水以任意比例混合。该清洗剂能有效地清洗松香和石蜡混合物，成本比实施例1、2、3低，但清洗黑蜡的效果不如实施例1、2、3。使用时与去离子水混合配制成5％的清洗液，在60℃以上用超声波清洗机清洗或用电炉煮沸。实施例5.如实施例4所述，不同的是组分E为乙醇胺。

本发明实施例5清洗松香和石蜡混合物与已有技术效果对比：

清洗液              特点      效果     用本发明后成本降低甲苯、丙酮、乙醇     易燃、有毒  符合要求        50％二甲苯、丙酮、乙醇   易燃、有毒  符合要求        50％三氯乙烯             有毒、有氯  符合要求        70％二氯甲烷、丙酮、乙醇 有毒、有氯  符合要求        55％本发明实施例5        无毒、无氯  符合要求         0％

以上以实施例3和实施例5为佳。

本发明的半导体工业用清洗黑蜡、松香和石蜡混合物的清洗剂无毒无腐蚀性，不属易燃品，但按实施例1、2、3配制的清洗剂遇明火可燃。该清洗剂具有良好的稳定性，可长期存放。

Claims (4)

1.一种半导体工业用清洗剂组合物，其特征是，基本组成为：

          组分                   重量百分比

    A、壬基酚聚氧乙烯醚            3-5％

    B、脂肪醇聚氧乙烯醚            4-6％

    C、N，N′二羟乙基十三酰胺或    3-5％

       十二烷基醇酰胺磷酸脂钠

    D、三聚磷酸钠                  2-4％

    E、异丙醇或乙醇胺              0-5％

    F、乙醇                        0-10％

    G、溶剂油或煤油                0-85％

    H、去离子水                     余量。

2.如权利要求1所述的清洗剂组合物，其特征是，组成为：

    组分                   重量百分比

    A、壬基酚聚氧乙烯醚TX-7       4％

    B、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3      5％

C、十二烷基醇酰胺磷酸脂钠     3％

D、三聚磷酸钠                 3％

G、煤油                      85％。

3.如权利要求1所述的清洗剂组合物，其特征是，组成为：

    组分                    重量百分比

A、壬基酚聚氧乙烯醚TX-7        5％

B、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9       4％

C、N，N′二羟乙基十三酰胺      6％

D、三聚磷酸钠                  3％

E、乙醇胺                      5％

F、95％乙醇                   10％

H、去离子水                   67％。

4.一种清洗半导体硅片表面上黑蜡、松香和石蜡混合物的方法，包括使用权利要求1或2或3所述的清洗剂组合物，用超声波清洗机清洗或用电炉煮沸，然后用去离子水冲洗。