專利名稱：一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物及其制備方法，屬于化學品制備領域。
背景技術：
目前工業(yè)生產(chǎn)中采用的傳統(tǒng)清洗技術是使用硫酸、硝酸、鹽酸、雙氧水和氨水等化學試劑進行超聲或煮，這些試劑不禁成本較高，而且腐蝕性很強，危害操作人員的安全和健康，污染環(huán)境。隨微電子工業(yè)的發(fā)展，對其純度和顆粒度等理化指標的要求越來越苛刻，清洗劑的成本也有大幅度的提高。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種用于超大規(guī)模集成電路的清洗劑組合物及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術措施實現(xiàn)的。
本發(fā)明的清洗劑組合物基本組成為組份重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 2～10椰子油二乙醇酰胺 2～15聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600) 0～5甜菜堿型表面活性劑 0～2氨基酸型表面活性劑 0～2乙二胺四乙酸 0～2檸檬酸 0.5～2碘 0～0.5異丙醇 0～6乙醇 4～6乙醇胺 1～3去離子水 余量所述的甜菜堿型表面活性劑是十二烷基二甲基或十八烷基二羥乙基甜菜堿。
所述的氨基酸型表面活性劑是N-十二烷基丙氨酸或雙脂肪酰胺亞乙基甘氨酸。
本發(fā)明優(yōu)選如下組成組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚6～8椰子油二乙醇酰胺 4～12聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600) 1.5～4檸檬酸1～1.5
乙醇4.5～6.5乙醇胺1.5～3去離子水余量本發(fā)明還可優(yōu)選如下組成組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 4～9椰子油二乙醇酰胺4～10十八烷基二羥乙基甜菜堿 1～2N-十二烷基丙氨酸 1～2乙二胺四乙酸 1～2檸檬酸 0.5～1.5碘 0.1～0.3異丙醇 2～5乙醇 5～6乙醇胺 1.5～2.5去離子水 余量本發(fā)明的制備方法，包括如下步驟1.預處理將壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、氨基酸型表面活性劑和甜菜堿型表面活性劑通過離子交換提純達到MOS純，再將去離子水加熱到50～65℃；2.將上述椰子油二乙醇酰胺2～15(重量百分比％下同)，聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600)0～5，甜菜堿型表面活性劑0～2，氨基酸型表面活性劑0～2，加入到50～65℃的去離子水中，保持溫度在50～60℃范圍，常壓下，攪拌，得均勻透明液；3.乙二胺四乙酸0～2，檸檬酸0.5～2，碘0～0.5，異丙醇0～6，攪拌到完全溶解；4.停止攪拌24小時，消泡；5.將復配好的溶液通過離子交換樹脂提純；6.用乙醇胺調(diào)解溶液PH值到9～10.5；7.用乙醇調(diào)解溶液的粘度，常溫下，至5～20厘泊；8.將上述溶液過濾，在100級超凈條件下灌裝。
使用本發(fā)明清洗劑組合物完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)清洗技術中使用的硫酸、硝酸、鹽酸、雙氧水和氨水等化學試劑，清洗效果相當于或略優(yōu)于傳統(tǒng)清洗技術，清洗成本低于或大大低于傳統(tǒng)清洗技術且無毒、無腐蝕性、對人體無危害、對環(huán)境無污染，操作簡單，對原有清洗設備不需要大的改動，其制備技術不受集成電路發(fā)展速度的限制。本發(fā)明清洗劑組合物的技術指標檢驗結(jié)果為檢驗項目 技術要求 檢驗結(jié)果外觀 淡黃色液體淡黃色液體PH值(20℃，原液) 9.0～10.0 9.1密度(25℃) 1.00±0.021.00g/cm3
粘度(25℃) 5～2010mpa.s活性劑含量(％) ≥9 9本發(fā)明清洗劑組合物顆粒度為粒徑0.5微米以上的在使用條件下小于50個/ml。純度為有害雜質(zhì)的含量在使用條件下小于10ppb。


圖1是常規(guī)酸堿清洗液清洗后AFM(原子力顯微鏡)下的照片。
圖2是本發(fā)明清洗液清洗后AFM下的照片。
圖3是本發(fā)明清洗液清洗后MOS(金屬氧化物半導體簡稱)電容溫偏前后高頻C-V曲線。
圖4是常規(guī)酸堿清洗液清洗MOS電容溫偏前后高頻C-V曲線。
圖5是本發(fā)明清洗液清洗總劑量輻照前后MOS高頻C-V曲線。
圖6是常規(guī)清洗液清洗總劑量輻照前后MOS高頻C-V曲線。
圖7是常規(guī)清洗液清洗硅片MOS測量的電導曲線。
圖8是本發(fā)明清洗液清洗硅片MOS測量的電導曲線。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1100公斤清洗劑組份 重量 百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 4公斤 4產(chǎn)地山東濟寧光明化工廠椰子油二乙醇酰胺6公斤 6產(chǎn)地杭州萬里化工廠聚氧丙烯氧乙烯甘油醚1.51.5產(chǎn)地江蘇常州向陽化工廠檸檬酸 1公斤 1產(chǎn)地天津化學試劑廠95％乙醇 4.5公斤 4.5產(chǎn)地山東省化學研究院乙醇胺1.5公斤 1.5產(chǎn)地中國(上海)五聯(lián)化工廠去離子水(自產(chǎn)18兆) 余量本發(fā)明的制備方法，包括如下步驟1.預處理將壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、聚醚型表面活性劑和氨基酸型表面活性劑通過離子交換提純達到MOS純，再將18兆的去離子水加熱到60℃；MOS是金屬氧化物半導體的簡稱。
2.將壬基酚聚氧乙烯醚、(按上述重量百分比％下同)椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(分子量3000～3600)，加入到60℃的18兆去離子水中，保持溫度60℃，常壓下，攪拌，得均勻透明液體；3.再加入檸檬酸，攪拌到完全溶解；
4.停止攪拌，靜置24小時，消泡；5.將復配好的溶液通過離子交換樹脂提純；6.用乙醇胺調(diào)溶液PH值到10.5；7.用95％乙醇調(diào)溶液的粘度，常溫下，至10厘泊；8.將上述溶液過濾，在100級超凈條件下灌裝。
本發(fā)明監(jiān)測結(jié)果采樣點位 監(jiān)測項目方法依據(jù)監(jiān)測結(jié)果(mg/L)漂洗廢水 化學需氧量 重鉻酸鉀法43.6生化水需氧量稀釋與接種法9.0使用本發(fā)明清洗時，采用95％(重量百分比)的去離子水配成清洗液，利用超聲處理，可有效地清除被洗件表面塵埃，有機物，油脂等物理吸附。
本清洗劑與常規(guī)酸堿清洗液在硅MOS器件柵氧化前清洗效果對比如下1.實驗結(jié)果分析殘留硅片上金屬，被分析金屬有Cr，Cu，F(xiàn)e，K，Mn，Na，Ni及Zn等，采用原子吸收光譜儀分析結(jié)果表明，用本發(fā)明清洗劑清洗的硅片，上述金屬殘留物在儀器可分辨的范圍內(nèi)，等同常硅酸堿清洗液清洗的硅片效果，對Na，K這樣的堿金屬殘留物小于3.1Pg/cm2，滿足MOS器件柵氧化前清洗要求。
用原子力顯微鏡對兩種清洗硅片表面形貌進行觀察并拍攝了照片，結(jié)果表明本發(fā)明清洗的硅片表面光滑無腐蝕坑，常用酸堿清洗的硅片表面有微腐蝕坑。前者清洗后硅片形貌優(yōu)于后者(見圖1和圖2)。
MOS電容測量結(jié)果兩種清洗方法呈現(xiàn)近乎相同MOS電容高頻C-V曲線(見圖3及圖4)，計算出SiO2-Si界面近SiO2內(nèi)固定電荷密度均約為1×1011/cm2；行的溫偏實驗結(jié)果表明，溫偏后二種清洗方法MOS電容曲線漂移量≤0.1伏(見圖3及圖4)，相應可動離子沾污小于5×1010/cm2；經(jīng)總劑量為5×105Rad(Si)γ射線輻射后，二種清洗方法MOS電容曲線移動均為0.8v(見圖5及圖6)，對應輻射陷阱電荷密度為1.1×1011/cm2。
MOS電導曲線測量結(jié)果對兩種清洗方法硅片MOS電容分別測量了8條電導曲線(見圖7及圖8)，由此計算出清洗MOS電容，其平均界面態(tài)密度為1.25×1010/cm2.ev，常規(guī)清洗MOS電容平均界面態(tài)密度為1.1×1010/cm2.ev，在誤差范圍內(nèi)，可認為兩者有相同界面態(tài)密度。
擊穿場強測量本清洗劑組合物的MOS電容SiO2擊穿電壓最大值約為60伏，最大擊穿場強為1.2×107v/cm，最小擊穿電壓約為50伏，最小擊穿場強為1×107v/cm，常規(guī)清洗液MOS電容SiO2擊穿電壓最大值及最小擊穿電壓有幾乎相同數(shù)值。
實施例2如實施例1所述，不同的是，組份重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚6公斤 6椰子油二乙醇酰胺8公斤 8
聚氧丙烯氧乙烯甘油醚2公斤 2檸檬酸 1.5公斤 1.595％乙醇5公斤 5乙醇胺 2公斤 2去離子水余量余量用乙醇胺調(diào)解溶液PH值到9.5；用乙醇調(diào)解溶液的粘度，常溫下，至15厘泊。
實施例3如實施例1所述，不同的是組份重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚6公斤6椰子油二乙醇酰胺8公斤8聚氧丙烯氧乙烯甘油醚3公斤3檸檬酸 1公斤195％乙醇6公斤6乙醇胺 3公斤3去離子水余量余量用乙醇胺調(diào)溶液PH值到9；用乙醇調(diào)溶液的粘度，常溫下，至20厘泊。實施例4100公斤清洗劑組份重量 百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 6公斤6椰子油二乙醇酰胺 8公斤8十八烷基二羥乙基甜菜堿1公斤1產(chǎn)地北京化工研究院N-十二烷基丙氨酸 1公斤1產(chǎn)地湖北襄樊市化肥廠乙二胺四乙酸 1公斤1產(chǎn)地濟南試劑總廠檸檬酸0.5公斤 0.5產(chǎn)地天津化學試劑一廠碘0.15公斤 0.15產(chǎn)地山東省化學研究院異丙醇3公斤3產(chǎn)地山東省化學研究院95％乙醇 4公斤4乙醇胺1.5公斤 1.5去離子水(自產(chǎn)18兆) 余量本發(fā)明的制備方法，包括如下步驟
1.先將壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、十八烷基二羥乙基甜菜堿、N-十二烷基丙氨酸通過離子交換提純達到MOS純，再將18兆的去離子水加熱到60℃；2.按壬基酚聚氧乙烯醚、(按上述重量百分比％下同)椰子油二乙醇酰胺、十八烷基二羥乙基甜菜堿、N-十二烷基丙氨酸，加入到60℃的18兆的去離子水中，保持溫度在60℃范圍，常壓下，攪拌，得均勻透明液體；3.再按上述的重量百分比加入乙二胺四乙酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸，攪拌到完全溶解；4.停止攪拌24小時，消泡；5.將復配好的溶液通過離子交換樹脂提純；6.用乙醇胺調(diào)溶液PH值到10.5；7.用乙醇調(diào)溶液的粘度，常溫下，至10厘泊；8.將上述溶液經(jīng)過濾，在100級超凈條件下灌裝。
使用本發(fā)明時采用95％的去離子水配成清洗液，利用超聲處理，可有效地清除被洗件表面的離子型和原子型雜質(zhì)。
實施例5如實施例所述，不同的是，組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 8公斤8椰子油二乙醇酰胺 10公斤 10十八烷基二羥乙基甜菜堿2公斤2N-十二烷基丙氨酸 2公斤2乙二胺四乙酸 2公斤2檸檬酸0.5公斤 0.5碘0.2公斤 0.2異丙醇5公斤5乙醇 6公斤6乙醇胺2.5公斤 2.5去離子水 余量余量用乙醇胺調(diào)溶液PH值到10.5；用乙醇調(diào)溶液的粘度，常溫下，至20厘泊。
權利要求
1.一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物，其特征在于，基本組成為組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚 2～10椰子油二乙醇酰胺 2～15聚醚型表面活性劑(3000～3600) 0～5甜菜堿型表面活性劑 0～2氨基酸型表面活性劑 0～2乙二胺四乙酸 0～2檸檬酸 0.5～2碘 0～0.5異丙醇 0～6乙醇 4～6乙醇胺 1～3去離子水 余量
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物，其特征在于，所述的甜菜堿型表面活性劑是十二烷基二甲基或十八烷基二羥乙基甜菜堿。
3.所述的根據(jù)權利要求1所述的一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物，其特征在于，所述的氨基酸型表面活性劑是N-十二烷基丙氨酸或雙脂肪酰胺亞乙基甘氨酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物，其特征在于，組成如下組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧乙烯醚8～9椰子油二乙醇酰胺 4～12聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600) 1.5～4檸檬酸1～1.5乙醇4.5～6.5乙醇胺1.5～3去離子水余量
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物，其特征在于，組成如下組份 重量百分比(％)壬基酚聚氧己烯醚 4～8椰子油二乙醇酰胺 4～10十八烷基二羥乙基甜菜基1～2N-十二烷基丙氨酸 1～2乙二胺四乙酸 1～2檸檬酸 0.5～1.5碘 0.1～0.3異丙醇 2～5乙醇 5～6乙醇胺 1.5～2.5去離子水 余量
6.一種權利要求1所述的清洗劑組合物的制備方法，步驟如下包括如下步驟(1)預處理將壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、氨基酸型表面活性劑和甜菜堿型表面活性劑通過離子交換提純達到MOS純，再將去離子水加熱到50～65℃；(2)將上述壬基酚聚氧己烯醚2～10(按重量百分比％)，椰子油二乙醇酰胺2～15，聚氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600)0～5，甜菜堿型表面活性劑0～2，氨基酸型表面活性劑0～2，加入到50～65℃的去離子水，保持溫度在50～60℃范圍，常壓下，攪拌，得均勻透明液體；(3)再加入乙二胺四乙酸0～2，檸檬酸0.5～2，碘0～0.5，異丙醇0～6，攪拌到完全溶解；(4)停止攪拌24小時，消泡；(5)將復配好的溶液通過離子交換樹脂提純；(6)用乙醇胺調(diào)解溶液PH值到9～10.5；(7)用乙醇調(diào)解溶液的粘度，常溫下，至5～20厘泊；(8)將上述溶液過濾，在100級超凈條件下灌裝。
全文摘要
一種用于超大規(guī)模集成電路芯片的清洗劑組合物及其制備方法,屬于化學品制備領域。由壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、氧丙烯氧乙烯甘油醚(3000～3600)甜菜堿型表面活性劑、氨基酸型表面活性劑乙二胺四乙酸、檸檬酸、碘、異丙醇、乙醇、乙醇胺、去離子水。將有關組分通過離子交換提純達到MOS純,混合,復配,常壓下,攪拌,消泡,過濾。使用本發(fā)明清洗劑組合物完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)清洗技術中使用的硫酸、硝酸、鹽酸、雙氧水和氨水等化學試劑,清洗效果相當于或略優(yōu)于傳統(tǒng)清洗技術,清洗成本低于或大大低于傳統(tǒng)清洗技術且無毒、無腐蝕性、對人體無危害、對環(huán)境無污染,操作簡單。
文檔編號C11D1/94GK1335382SQ0111516
公開日2002年2月13日 申請日期2001年7月23日 優(yōu)先權日2001年7月23日
發(fā)明者曹寶成, 于新好, 馬洪磊, 馬謹 申請人:山東大學