RU2052868C1 - Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") - Google Patents
Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052868C1 RU2052868C1 RU9595101393A RU95101393A RU2052868C1 RU 2052868 C1 RU2052868 C1 RU 2052868C1 RU 9595101393 A RU9595101393 A RU 9595101393A RU 95101393 A RU95101393 A RU 95101393A RU 2052868 C1 RU2052868 C1 RU 2052868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- solutions
- sma
- water
- cleaning
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- VTNBTUFKJGHHSM-UHFFFAOYSA-N 2,5-dioxofuran-3-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC(=O)OC1=O VTNBTUFKJGHHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 101100257124 Caenorhabditis elegans sma-10 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ammonium peroxide Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N chloro(dimethyl)silicon Chemical compound C[Si](C)Cl QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- BUFQZEHPOKLSTP-UHFFFAOYSA-M sodium;oxido hydrogen sulfate Chemical compound [Na+].OS(=O)(=O)O[O-] BUFQZEHPOKLSTP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02052—Wet cleaning only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/22—Organic compounds
- C11D7/34—Organic compounds containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
Использование: для очистки поверхности разных материалов, таких как диэлектрики, полупроводники, металлы. Сущность изобретения: состав содержит воду и активную добавку. В качестве активной добавки введен сульфомалеиновый ангидрид, эффективное количество которого составляет 0,1 - 70 мас.%. Состав раствора для очистки поверхности нетоксичен, не представляет угрозы окружающей среде, намного дешевле, чем обычные аммиачные и кислотные растворы, может быть использован повторно 2 - 3 раза без уменьшения степени очистки поверхности.
Description
Предлагаемый состав предназначен для очистки поверхностей разных классов материалов, таких как диэлектрики, полупроводники, металлы. Кроме того, этот состав может быть использован при очистке сточных вод, выделяя из них тяжелые металлы. Поскольку предлагаемый состав многофункционален, авторы предлагают для краткости терминологии и удобства последующего использования присвоить ему наименование "Полифункционал".
Известно широкое использование минеральных кислот и перекисно-аммиачных растворов для очистки поверхности полупроводниковых материалов, в частности кремниевых пластин, с целью удаления загрязнений и хемосорбированных ионов металлов [1]
Недостатками этих кислот и растворов является наличие ионов металлов в них самих, что приводит к адсорбции ионов этих материалов на поверхности кремниевых пластин, а также высокая токсичность этих растворов. Кроме того недостатком является то, что в процессе обработки полупроводникового материала удаляется не только загрязнение, но и происходит разрушение самого полупроводникового материала, это приводит к необходимости применения дополнительных операций очистки, что, в свою очередь, уменьшает процент выхода годных изделий. Указанные кислоты и растворы используются при высоких температурах (70-120оС), что еще более усугубляет перечисленные выше недостатки.
Недостатками этих кислот и растворов является наличие ионов металлов в них самих, что приводит к адсорбции ионов этих материалов на поверхности кремниевых пластин, а также высокая токсичность этих растворов. Кроме того недостатком является то, что в процессе обработки полупроводникового материала удаляется не только загрязнение, но и происходит разрушение самого полупроводникового материала, это приводит к необходимости применения дополнительных операций очистки, что, в свою очередь, уменьшает процент выхода годных изделий. Указанные кислоты и растворы используются при высоких температурах (70-120оС), что еще более усугубляет перечисленные выше недостатки.
Также известен состав, содержащий кремнеорганические соединения, взятые из группы тетратеоксисилана и диметилхлорсилана, а также их смеси [2] Недостатком этого состава является его высокая токсичность и взрывоопасность.
Известен также раствор для обработки поверхности полупроводников, состоящий из чистой воды, в которую добавлены пероксосульфат натрия Na2SO3 и соляная кислота HCl [3] К недостаткам этого раствора можно отнести его высокую токсичность из-за большого содержания в нем соляной кислоты (около 20%).
Наиболее близким по своей технической сущности является один из растворов, широко применяемых в электронной промышленности, описанных в [1]
Целью изобретения является устранение недостатков прототипа, т.е. разработка такого состава раствора для обработки поверхности, который бы позволял эффективно ее очищать от загрязненных примесей ионов металлов и органических соединений, обеспечивая нетоксичность технологических процессов, ресурсосбережение (исключение дорогостоящих и высокотоксичных минеральных кислот и растворов), охрану окружающей среды и повышение выхода годных выпускаемых изделий.
Целью изобретения является устранение недостатков прототипа, т.е. разработка такого состава раствора для обработки поверхности, который бы позволял эффективно ее очищать от загрязненных примесей ионов металлов и органических соединений, обеспечивая нетоксичность технологических процессов, ресурсосбережение (исключение дорогостоящих и высокотоксичных минеральных кислот и растворов), охрану окружающей среды и повышение выхода годных выпускаемых изделий.
Для этого состав раствора для обработки поверхности, содержащий воду и активную добавку, отличаетcя тем, что в качестве добавки введен сульфомалеиновый ангидрид (СМА), эффективное количество которого составляет 0,1 70 мас.
СМА, являющийся органическим соединением, получают взаимодействием малеинового ангидрида с трехокисью серы, СМА является нетоксичным соединением.
Состав раствора, содержащий воду и СМА, обладает высокой способностью очищать поверхности материалов вследствие того, что СМА образует с ионами металлов переменной валентности водорастворимые соединения, которые согласно своей конформации не адсорбируются на поверхности материалов, в частности на поверхности полупроводниковых материалов. Этот механизм очистки качественно отличается от механизма очистки растворами-прототипами, растворами-аналогами, а также растворами, содержащими поверхностно-активные вещества (ПАВ), так как ПАВ за счет пенообразования удаляет с поверхности механические примеси (частицы металла), образуя нерастворимые соединения и не удаляет ионы металлов. Дополнительным техническим результатом изобретения является возможность удаления ионов металлов. Кроме того, предлагаемый раствор эффективно удаляет с поверхностей материалов органические загрязнения, также связывая их и переводя в водорастворимое состояние.
Достаточно широкий диапазон содержания СМА в растворе объясняется тем, что при содержании его в растворе меньше 0,1% сразу уменьшается активность раствора, т. к. раствор будет состоять практически из воды. Опыты показали, что эффективная очистка наблюдается до 70% содержания СМА в растворе.
Предлагаемый раствор получают следующим образом. Исходными материалами для раствора являются вода (ГОСТ 2874-82) и СМА (ТУ 38.507-63-0268-92).
СМА представляет собой прозрачную маслянистую жидкость желтоватого цвета, нетоксичную (4-й класс опасности), без запаха. Раствор готовится следующим образом: ингредиенты отмериваются в нужных частях по весу, затем СМА соединяется с водой при комнатной температуре и тщательно перемешивается любым способом. После этого раствор готов к потреблению.
Исследовали четыре варианта раствора с разным содержанием ингредиентов в рамках указанного в формуле процентного содержания. В 100 мас.ч. раствора содержалось:
I вариант: СМА 0,1% вода 90%
II вариант: СМА 10% вода 90%
III вариант: СМА 40% вода 60%
IV вариант: СМА 70% вода 30%
Полученные варианты раствора были опробованы в технологическом цикле изготовления кремниевых варикапов, включающем операции:
1. Очистка поверхности исходных эпитаксиальных структур кремния.
I вариант: СМА 0,1% вода 90%
II вариант: СМА 10% вода 90%
III вариант: СМА 40% вода 60%
IV вариант: СМА 70% вода 30%
Полученные варианты раствора были опробованы в технологическом цикле изготовления кремниевых варикапов, включающем операции:
1. Очистка поверхности исходных эпитаксиальных структур кремния.
2. Очистка поверхности структур после проведения процессов фотолитографии.
3. Очистка металлических поверхностей перед сборочными операциями.
4. Обработка сопутствующей оснастки и тары, а также рабочих поверхностей технологического оборудования.
Результаты экспериментов показали, что все четыре варианта раствора действуют очищающе на всех перечисленных операциях. Оценка чистоты поверхности после операций 1 и 2 производилась по величине обратных токов структур, которые для варикапов типа КВ 122 не должны превышать 10 нА. Оценка чистоты металлических поверхностей после операции 3 проводилась визуально.
Оценка чистоты сопутствующей оснастки и тары после операции 4 проводилась визуально и по образцам внешнего вида. Интегральная оценка чистоты поверхностей после операции 1-4 проводилась на готовых изделиях по величине и воспроизводимости основного параметра варикапов добротности (Q), которая для варикапов типа КВ 122 не должна быть меньше 450 единиц на частоте измерения 50 МГГц при С 9 пФ С емкость варикапа.
Эксперименты показали, что наиболее рационально и эффективно использовать:
для очистки поверхностей на операциях 1 и 2 растворы с концентрацией СМА 0,1-10% в 100 мас.ч. раствора (варианты раствора I и II);
для операций 3 раствор с концентрацией СМА 10-40% в 100 мас.ч. раствора (вариант II и III);
для операций 4 растворы с концентрацией СМА 40-70% в 100 мас.ч. раствора (вариант III и IV).
для очистки поверхностей на операциях 1 и 2 растворы с концентрацией СМА 0,1-10% в 100 мас.ч. раствора (варианты раствора I и II);
для операций 3 раствор с концентрацией СМА 10-40% в 100 мас.ч. раствора (вариант II и III);
для операций 4 растворы с концентрацией СМА 40-70% в 100 мас.ч. раствора (вариант III и IV).
Указанные составы были опробованы в массовом производстве кремниевых варикапов вместо прототипа [1] перекисно-аммиачных и кислотных растворов (HF, HNO3 и H2SO4), представляющих собой высокотоксичные и дорогостоящие вещества, в то время как предлагаемый раствор не токсичен, не представляет угрозы окружающей среды и по стоимости, по крайней мере в 10 раз дешевле.
Кроме того, к преимуществам предлагаемого раствора относится то, что он используется в количествах, на порядок меньших, чем раствор-прототип, и может быть применен с достаточной эффективностью повторно 2-3 раза.
Claims (1)
- Состав раствора для очистки поверхности, содержащий воду и активную добавку, отличающийся тем, что в качестве активной добавки состав содержит сульфомалеиновый ангидрид, эффективное количество которого составляет 0,1 - 70 мас.%.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595101393A RU2052868C1 (ru) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") |
| PCT/RU1996/000030 WO1996024158A1 (fr) | 1995-02-03 | 1996-02-02 | Composition pour le nettoyage de surfaces dures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595101393A RU2052868C1 (ru) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2052868C1 true RU2052868C1 (ru) | 1996-01-20 |
| RU95101393A RU95101393A (ru) | 1997-01-20 |
Family
ID=20164422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9595101393A RU2052868C1 (ru) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2052868C1 (ru) |
| WO (1) | WO1996024158A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL188424B1 (pl) * | 1999-10-29 | 2005-01-31 | Tadeusz Bugalski | Kompozycja do chemicznego oczyszczania powierzchni z zaadsorbowanych jonów i atomów metali płytek półprzewodnikowych oraz urządzeń w których się je produkuje |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4339340A (en) * | 1975-11-26 | 1982-07-13 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Surface-treating agent adapted for intermediate products of a semiconductor device |
| DE3822350A1 (de) * | 1988-07-01 | 1990-01-04 | Siemens Ag | Verfahren zum entfernen von metall-verunreinigungen auf halbleiterkristalloberflaechen |
| FI97920C (fi) * | 1991-02-27 | 1997-03-10 | Okmetic Oy | Tapa puhdistaa puolijohdevalmiste |
| JP3217116B2 (ja) * | 1992-03-06 | 2001-10-09 | 日産化学工業株式会社 | 低表面張力洗浄用組成物 |
| US5498293A (en) * | 1994-06-23 | 1996-03-12 | Mallinckrodt Baker, Inc. | Cleaning wafer substrates of metal contamination while maintaining wafer smoothness |
-
1995
- 1995-02-03 RU RU9595101393A patent/RU2052868C1/ru active
-
1996
- 1996-02-02 WO PCT/RU1996/000030 patent/WO1996024158A1/ru active Search and Examination
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Отраслевой стандарт. Микросхемы и приборы полупроводниковые. Химическая обработка кремниевых пластин перед термическими операциями. Технологический процесс РД 11.054.230-78, 1979, с.8. 2. Патент США N 5219613, кл. H 01L 21/302, 1993. 3. Акцептованная заявка Японии N 4-55525, кл. H 01L 21/308, 1988. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1996024158A1 (fr) | 1996-08-08 |
| RU95101393A (ru) | 1997-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5498293A (en) | Cleaning wafer substrates of metal contamination while maintaining wafer smoothness | |
| JP3061470B2 (ja) | 表面処理方法及び処理剤 | |
| DE69636618T2 (de) | Verfahren zur behandlung einer substratoberfläche und behandlungsmittel hierfür | |
| JP2857042B2 (ja) | シリコン半導体およびシリコン酸化物の洗浄液 | |
| KR100278210B1 (ko) | 반도체표면처리제및처리방법 | |
| CN1450939A (zh) | 使用氢氟碳和/或氢氯氟碳化合物进行清洁的方法 | |
| EP1345848B1 (en) | Composition comprising an oxidizing and complexing compound | |
| DE19741465A1 (de) | Polykristallines Silicium | |
| JP3435698B2 (ja) | 半導体基板の洗浄液 | |
| JP3649771B2 (ja) | 洗浄方法 | |
| JPH07216392A (ja) | 洗浄剤及び洗浄方法 | |
| TW302496B (ru) | ||
| RU2052868C1 (ru) | Состав раствора для очистки поверхности (типа "полифункционал") | |
| KR19980070759A (ko) | 표면처리 조성물 및 이를 이용한 기판의 표면처리 방법 | |
| EP0962964A1 (en) | Detergent for processes for producing semiconductor devices or producing liquid crystal devices | |
| CN1711349B (zh) | 半导体表面处理和其中所用的混合物 | |
| TWI497575B (zh) | Cleaning of wines with wines and wines | |
| JP3689871B2 (ja) | 半導体基板用アルカリ性洗浄液 | |
| KR100784938B1 (ko) | 반도체소자 세정용 조성물 | |
| TW201942058A (zh) | 多晶矽的洗滌方法、製造方法及洗滌裝置 | |
| CN110016347A (zh) | 一种用于柴油污染土壤修复的复配表面活性剂 | |
| Gawade et al. | Removal of herbicide from water with sodium chloride using surfactant treated alumina for wastewater treatment | |
| JPH10436A (ja) | 容器の洗浄方法 | |
| TW396446B (en) | Method for the production of a and a cleanser semiconductor device | |
| JPH07161672A (ja) | 基体の表面洗浄方法及び表面洗浄剤 |