一種拋光墊清洗液及其使用方法技術

本發明專利技術公開了一種拋光墊清洗液及其使用方法，屬于硅晶片拋光墊清洗技術領域。本發明專利技術的清洗液包括聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、清洗助劑、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，所述清洗液的pH值為8.0～10.0。在循環拋光過程中，拋光之后將本發明專利技術的拋光墊清洗液稀釋20～40倍，在0.02MPa的壓強下使用1～3L/min清洗液刷洗1～2min，然后以5L/min（最大流量）的流量用去離子水刷洗1min。采用本發明專利技術的清洗液及清洗方法可以有效的去除循環拋光中累積在拋光墊上的殘留污垢及離子殘留，增加拋光墊的保濕性，延長拋光墊的使用壽命。本發明專利技術的清洗液可以循環使用，價格便宜、成本低，在用于清洗中具有工藝簡單、可控等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于硅晶片拋光墊清洗
，特別涉及一種用于硅晶片循環拋光后拋光墊清洗液的

技術介紹
以硅材料為主的半導體專用材料已是電子信息產業最重要的基礎功能材料，在國民經濟和軍事工業中占有很重要的地位。全世界的半導體器件中有95%以上是用硅材料制成，其中85%的集成電路也是由娃材料制成。獲得表面加工精度更聞的娃晶片是制造集成電路的重要環節，直接關系到集成電路的合格率。利用化學機械拋光(CMP)技術對半導體硅片表面進行平坦化處理，已經成為集成電路制造技術必不可少的工藝步驟之一。化學機械拋光過程中主要耗材為拋光液和拋光墊。為了降低成本，生產廠家一般根據拋光液的性質將拋光液稀釋若干倍后循環使用，并根據拋光后硅晶片的去厚速率和表面質量更換拋光液。這樣可以減少拋光液的使用量，很大程度上降低成本。然而，拋光液在循環使用過程中會造成拋光產物及有害離子在拋光液的中的累積，這些累積物會不斷的沉積在拋光墊上。隨著不斷的循環拋光，累積在拋光墊上的殘留物會堵塞拋光墊的毛孔，造成去厚速率的下降。嚴重情況下會結成塊狀物覆蓋在拋光墊的表面，造成拋光后硅晶片表面變形，帶來腐蝕、劃傷等缺陷。此外，沉積在拋光墊表面的金屬離子會吸附于硅晶片表面，給后續的清洗帶來困難。通常情況下，在每次拋光完成后都會對拋光墊使用去離子水刷洗I 2分鐘，這樣可以減緩殘留的累積，但是所起的作用十分有限。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足，公開了一種硅晶片循環拋光后拋光墊清洗液及清洗方法。使用該清洗液及清洗方法可以有效的去除循環拋光中累積在拋光墊上的污垢、殘留物及離子殘留，增加拋光墊的保濕性，延長拋光墊的使用壽命。本專利技術的一種拋光墊清洗液，其特征在于，該清洗液包括聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、清洗助劑、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，所述清洗液的pH值為8.0 10.0。本專利技術的一種拋光墊清洗液的組分配比為:聚氧乙烯醚非離子表面活性劑:1 10% ；清洗助劑:0.5 5wt% ；結塊防止劑:0.I 5wt% ；增溶劑:10 20wt% ;潤濕劑:0.01 0.lwt% ；PH 調節劑:0.1 5wt% ；去離子水:余量。所述的表面活性劑8wt%,清洗助劑5wt%,結塊防止劑2wt%,增溶劑10wt%,潤濕劑0.lwt%，PH調節劑3wt%，去離子水余量；清洗液的pH值為9.4。所述的聚氧乙烯醚非離子表面活性劑為肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種；所述的清洗助劑為焦磷酸鈉，三聚磷酸鈉、四聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或幾種；所述的結塊防止劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、丙烯酸-烯丙醇共聚物、聚d-羥基丙烯酸、丙烯酸-馬來酸共聚物中的一種或幾種；所述的增溶劑為乙醇、丙酮、異丙醇中的一種或幾種；所述的潤濕劑為氟碳表面活性劑，包括陰離子、陽離子、非離子、兩性氟碳表面活性劑中的一種或幾種；所述的PH調節劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺中的一種或幾種。所述的肪醇聚氧乙烯醚可以用以下通式表示:R-O- (CH2CH20) n_H其中，R—般為飽和的或不飽和的 C7 18的烴基，可以是直鏈烴基，也可以或是帶支鏈的烴基；1!的范圍為5 20。所述的肪醇聚氧乙烯醚為JFC、JFC-1、JFC-2、JFC-E、平加加_0、AE0_9中的一種或幾種。所述的烷基酚聚氧乙烯醚為壬基酚聚氧乙烯醚(ΝΡΕ0)、辛基酚聚氧乙烯醚(0ΡΕ0)、十二烷基聚氧乙烯醚(DPE0)、二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)中的一種或幾種。所述的氟碳表面活性劑為陰離子氟碳表面活性劑，包括全氟辛基磺酸四乙基胺、全氟辛基磺酸胺、全氟丁基磺酸鉀、N-丙基-全氟辛基磺酰氨谷氨酸鉀中的一種或幾種。本專利技術的拋光墊清洗液的使用方法如下:拋光墊每使用30min后即用去離子水清洗拋光墊一次，拋光墊每使用I 2小時后使用所述的清洗液清洗拋光墊一次；將清洗液稀釋20 40倍；在0.02MPa的壓強下使用I 3L/min清洗液刷洗I 2min ；然后在0.02MPa的壓強下以5L/min的流量用去離子水刷洗lmin。所述的拋光墊為聚氨酯及無紡布硅晶片拋光墊。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點:1、加入聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，對殘留在拋光墊上的納米粒子及拋光過程生成物殘留具有吸附作用，通過刷洗可以及時將其去除。2、不溶性的金屬鹽沉積在拋光墊上，導致紡織物發硬。清洗助劑對重金屬離子有很強的螯合能力，能把這些金屬離子封閉起來，以減少金屬離子對拋光墊的影響。3、結塊防止劑可以吸附于拋光產物表面，增加這些物質與拋光墊之間的靜電斥力，并增加其分散能力，防止再沉積。4、增溶劑可以增加清洗劑中部分物質的溶解能力，對于穩定清洗劑起到積極作用。5、潤濕劑可以大幅降低清洗劑的表面張力，提高清洗劑對拋光墊的潤濕性，有效的減少拋光過程劃傷率。6、陰離子氟碳表面活性劑與聚氧乙烯醚非離子表面活性劑在溶液中形成混合膠束，非離子表面活性劑的分子“插入”離子型表面活性劑膠束之中，使原來離子型表面活性劑帶有相同電荷“離子頭”之間的電斥力減弱，再加上兩種表面活性劑分子中疏水碳鏈間的相斥吸引作用使陰離子表面活性劑分子間吸引力增加，可以獲得比單一表面活性劑更優良的清洗和潤濕性。7、加入弱堿性物質來控制清洗劑的PH值，避免了強堿性物質殘留對后續拋光的影響。8、本專利技術洗滌液可以稀釋20 40倍后循環使用，價格便宜、成本低，在用于清洗中工藝簡單可控。9、使用本專利技術的清洗液清洗的拋光墊的使用壽命可以提高一倍。具體實施例方式本實驗中使用的拋光機為SpeedFAM36型單面拋光機；每次循環拋光時間為30min ;使用清洗液與去離子水清洗時的壓強為0.02MPa (自重壓強)；清洗時拋光轉盤轉速為60轉/min ;清洗時拋光頭轉速為50轉/min ;使用去離子水刷洗時間為Imin ;去離子水流量為5L/min (最大流量)。以下結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例一清洗液的制備:在不斷的攪拌情況下，向去離子水中依次加入聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、清洗助劑、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，并繼續攪拌至混合均勻。使各組分含量分別為:聚氧乙烯醚非離子表面活性劑(JFC-E)lwt%，清洗助劑(三聚磷酸鈉)3wt%,結塊防止劑(聚丙烯酸)0.lwt%,增溶劑(乙醇)20wt%,潤濕劑(全氟辛基磺酸四乙基胺)0.04wt%，PH調節劑(氨水)0.lwt% ;清洗液`的pH值為8.0。清洗方法:拋光墊使用30min后用去離子水刷洗一次；拋光墊每使用Ih后用本專利技術的清洗液刷洗一次。具體為:將制備將制備好的清洗液稀釋20倍，對拋光后的無紡布拋光墊使用普通PVA刷子，以lL/min的流量刷洗lmin，然后使用去離子水將無紡布拋光墊上的清洗液刷洗干凈。經本專利技術的清洗液及使用方法處理后的拋光墊連續拋光30h后，檢測硅晶片去厚速率的下降率和劃傷率。結果如表I所示。實施例二清洗液的制備:在不斷的攪拌情況下，向去離子水中依次加入表面活性劑、清洗助齊 、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，并繼續攪拌至混合均勻。使各組分含量分別為:表面活性劑(平加加_0)5wt%，清洗助劑(六偏磷酸鈉)0.5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種拋光墊清洗液，其特征在于，該清洗液包括聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、清洗助劑、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，所述清洗液的pH值為8.0～10.0。

【技術特征摘要】
1.一種拋光墊清洗液，其特征在于，該清洗液包括聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、清洗助齊U、結塊防止劑、增溶劑、潤濕劑和PH調節劑，所述清洗液的pH值為8.0 10.0。2.根據權利要求1所述的拋光墊清洗液，其特征在于，該清洗液的組分配比為: 聚氧乙烯醚非尚子表面活性劑:1 10% ； 清洗助劑:0.5 5wt% ； 結塊防止劑:0.1 5wt% ； 增溶劑:10 20wt% ； 潤濕劑:0.01 0.lwt% ； PH調節劑:0.1 5wt% ； 去離子水:余量。3.根據權利要求1或2所述的拋光墊清洗液，其特征在于，所述的表面活性劑8wt%，清洗助劑5wt%,結塊防止劑2wt%,增溶劑10wt%,潤濕劑0.lwt%, PH調節劑3wt%,去離子水余量；清洗液的PH值為9.4。4.根據權利要求1或2所述的拋光墊清洗液，其特征在于，所述的聚氧乙烯醚非離子表面活性劑為肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種；所述的清洗助劑為焦磷酸鈉，三聚磷酸鈉、四聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或幾種；所述的結塊防止劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙 烯酰胺、丙烯酸-烯丙醇共聚物、聚d-羥基丙烯酸、丙烯酸-馬來酸共聚物中的一種或幾種；所述的增溶劑為乙醇、丙酮、異丙醇中的一種或幾種；所述的潤濕劑為氟碳表面活性劑，包括陰離子、陽離子、非離子、兩性氟碳表面活性劑中的一種或幾種；所述的PH調節劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺中的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳高攀，潘國順，顧忠華，龔樺，鄒春莉，
申請(專利權)人：深圳市力合材料有限公司，清華大學，深圳清華大學研究院，
類型：發明
國別省市：