CN101971103A - 一种光刻胶清洗剂 - Google Patents
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Abstract
一种光刻胶清洗剂，其含有：氢氧化钾、二甲基亚砜、季戊四醇和醇胺。该光刻胶清洗剂可有效除去金属、金属合金或电介质基材上的光刻胶和其它残留物，同时对于Cu(铜)等金属具有较低的蚀刻速率。
Description
一种光刻胶清洗剂 技术领域
本发明涉及半导体制造工艺中的一种清洗剂， 具体的涉及一种光刻胶清 洗剂。 技术背景
在通常的半导体制造工艺中， 通过在二氧化硅、 Cu (铜）等金属以及低 k材料等表面上形成光刻胶的掩膜， 曝光后利用湿法或干法刻蚀进行图形转 移。 在晶圆微球植入工艺（bumping technology) 中， 也需要光阻材料（光刻 胶） 形成掩膜， 该掩膜在微球成功植入后同样需要去除， 但由于该光刻胶较 厚， 完全去除常较为困难。 改善去除效果较为常用的方法是采用延长浸泡时 间、 提高浸泡温度和采用更富有攻击性的溶液， 但这常会造成晶片基材的腐 蚀和微球的腐蚀， 从而导致晶片良率的显著降低。
专利文献 WO2006/056298A1利用由四甲基氢氧化铵（TMAH)、二甲基 亚砜（DMSO), 乙二醇（EG)和水组成碱性清洗剂， 用于清洗 50〜100微米 厚的光刻胶。 该清洗剂对金属铜基本无腐蚀。
专利文献 US2204/0074519A1利用由苄基三甲基氢氧化铵 （BTMAH)、 N-甲基吡咯烷酮 （NMP)、 乙二醇 （EG)、 腐蚀抑制剂、 表面活性剂和稳定 剂组成碱性清洗剂， 用于清洗较厚的负性光刻胶。
专利文献 US6040117利用由 TMAH、 二甲基亚砜 （DMSO)、 1，3，-二甲 基 -2-咪唑烷酮（DM)和水等组成碱性清洗剂， 将晶片浸入该清洗剂中， 于 50〜100°C下除去金属和电介质基材上的 20μίη以上的厚膜光刻胶。 确认本
专利文献 US5962197利用丙二醇醚、 吡咯垸酮、 KOH、 表面活性剂和 微量的水组成碱性清洗剂用于清洗光刻胶。
专利文献 US5529887利用二乙二醇单垸基醚、乙二醇单烷基醚、碱金属 氢氧化物、 水溶性氟化物和水组成碱性清洗剂， 用于清洗光刻胶。
然而， 上述清洗液有的清洗能力不强， 有的对基材铜的腐蚀速率较高； 因此开发清洗能力更强、 铜的腐蚀速率更低的清洗液显得尤为重要。 发明概要
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的光刻胶清洗剂或者 清洗能力不足，或者对晶片基材腐蚀性较强的问题，而提供一种清洗能力强， 尤其能有效去除厚膜光刻胶， 对晶片基材具有较低的腐蚀性的光刻胶清洗 剂。
本发明的光刻胶清洗剂含有：氢氧化钾、二甲基亚砜、季戊四醇和醇胺。 其中， 所述的氢氧化钾的含量较佳的为质量百分比 0.1~10%， 更佳的为 质量百分比 0.1~3%； 所述的二甲基亚砜的含量较佳的为质量百分比 20-98.8%, 质量百分比 50~98.4%； 所述的季戊四醇的含量较佳的为质量百 分比 1〜40%，更佳的为质量百分比 1〜30%；所述的醇胺的含量较佳的为质量 百分比 0.1~50%， 更佳的为质量百分比 0.5〜30%。
其中，所述的醇胺较佳的为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、 异丙醇胺、 2- (二乙氨基）乙醇、 乙基二乙醇胺和二甘醇胺中的一种或多种。
本发明的所述的光刻胶清洗剂还可进一步含有缓蚀剂。所述的缓蚀剂的 含量较佳的为小于或等于质量百分比 10%，更佳的为小于或等于质量百分比
3%。所述的缓蚀剂较佳的选自酚类、羧酸类、羧酸酯类、 2-锍基苯并噻唑类、 苯并三氮唑类、 酸酐类、 膦酸和膦酸酯类缓蚀剂中的一种或多种。 所述的酚 类较佳的为苯酚、 1,2-二羟基苯酚、对羟基苯酚和连苯三酚中的一种或多种; 羧酸类较佳的为苯甲酸和 /或对氨基苯甲酸;羧酸酯类较佳的为对氨基苯甲酸 甲酯、 邻苯二甲酸、 邻苯二甲酸甲酯、 没食子酸和没食子酸丙酯中的一种或 多种； 苯并三氮唑类较佳的为苯并三氮唑钾盐； 酸酐类较佳的为乙酸酐、 己 酸酐、 马来酸酐和率马来酸酐中的一种或多种； 磷酸类较佳的为 1,3- (羟乙 基） -2，4，6-三膦酸。 其中， 最佳的为苯并三氮唑钾盐。
将上述各成分简单混合均匀， 即可制得本发明的光刻胶清洗液。本发明 的光刻胶清洗液可按下述方法使用：将含有光刻胶的半导体晶片浸入本发明 的光刻胶清洗剂中， 在室温至 95°C下浸泡合适的时间后，， 取出用去离子水 洗涤后， 再用高纯氮气吹干即可。
本发明所用试剂及原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明的光刻胶清洗剂中所含的季戊四醇 和醇胺可作为溶剂溶解氢氧化钾， 还可在金属微球和金属微球下面的金属 (UBM)表面形成一层保护膜， 从而降低对基材的腐蚀。 并且， 季戊四醇对 金属铜也有一定的保护作用。本发明的光刻胶清洗剂可有效除去金属、 金属 合金或电介质基材上的光刻胶（光阻）和其它残留物， 也可适用于较厚 （厚 度大于 100微米） 光刻胶的清洗， 同时对于 Cu (铜） 等金属具有较低的蚀 刻速率， 在半导体晶片清洗等微电子领域具有良好的应用前景。
发明内容
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。 实施例 1~22
表 1给出了实施例 1~22的配方，按照表 1配方将各成分简单混合均匀， 即可制得各实施例的光刻胶清洗液。
表 1 实施例 1~22的光刻胶清洗液配方
18 2 25 27.9 异丙醇胺 45 聚马来酸酐 0.1
1,3- (羟乙基） -2，4，6-
19 3 56.9 15 单乙醇胺 25 0.1
三膦酸
20 1 45 22 单乙醇胺 30 2-锍基苯并噻唑 2
21 5 75 5 单乙醇胺 12 苯并三氮唑 3
1 ,3- (羟乙基） -2，4，6-
22 1 84 2 单乙醇胺 12.9 0.1
三膦酸甲酯
效果实施例
表 2给出了对比光刻胶清洗液 1〜3和本发明光刻胶清洗液 1~4的配方， 按照表 2配方将各成分简单混合均匀， 制备各光刻胶清洗液。
表 2 对比光刻胶清洗液 1~3和本发明光刻胶清洗液 1~4的配方
对比光刻胶清洗液 1不能形成均匀的溶液， 说明 KOH在二甲亚砜中的 溶解度较小。对比光刻胶清洗液 2和 3能形成均匀的溶液， 表明加入季戊四
将含有 120微米的光刻胶的半导体晶片分别浸入对比光刻胶清洗液 2〜3 和本发明光刻胶清洗液 1~4中，按表 3中条件浸泡，取出用去离子水洗涤后， 再用高纯氮气吹干即可。
表 3 对比光刻胶清洗液 1~3和本发明光刻胶清洗液 1~4对晶圆清洗情
从表 3可以看出， 含有碱和季戊四醇但不含醇胺的对比光刻胶清洗液 2 对金属微球的腐蚀较重，含有碱和醇胺但不含季戊四醇的对比光刻胶清洗液 3对铜的腐蚀较重， 而本发明的光刻胶清洗液含有碱、 醇胺和季戊四醇， 对 铜和金属微球具有明显的腐蚀抑制作用。 此外， 由本发明光刻胶清洗液和对 比光刻胶清洗液 2可看出， 醇胺对金属微球具有的腐蚀抑制作用； 但醇胺的 加入会引起 Cu的腐蚀的加重； 故需在 KOH、醇胺与季戊四醇的用量上作适 当平衡。
Claims (15)
- 权利要求1. 一种光刻胶清洗剂， 其特征在于含有： 氢氧化钾、 二甲基亚砜、 季戊四 醇和醇胺。
- 2. 如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的氢氧化钾的含 量为质量百分比 0.1~10%。
- 3. 如权利要求 2所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的氢氧化钾的含 量为质量百分比 0.1~3%。
- 4. 如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的二甲基亚砜的 含量为质量百分比 20〜98.8%。
- 5. 如权利要求 4所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的二甲基亚砜的 含量为质量百分比 50~98.4%。
- 6. 如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的季戊四醇的含 量为质量百分比 1〜40%。
- 7. 如权利要求 6所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的季戊四醇的含 量为质量百分比 1~30%。
- 8. 如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的醇胺为单乙醇 胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 正丙醇胺、 异丙醇胺、 2- (二乙氨基） 乙醇、 乙基二乙醇胺和二甘醇胺中的一种或多种。
- 9. 如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的醇胺的含量为 质量百分比 0.1〜50%。
- 10.如权利要求 9所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的醇胺的含量为 质量百分比 0.5~30%。
- 11.如权利要求 1所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的光刻胶清洗剂 还含有缓蚀剂。
- 12.如权利要求 11所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述的缓蚀剂为酚类、 羧酸类、 羧酸酯类、 2-巯基苯并噻唑类、 苯并三氮唑类、 酸酐类、 膦酸 和膦酸酯类缓蚀剂中的一种或多种。
- 13.如权利要求 12所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的酚类为苯酚、1,2-二羟基苯酚、对羟基苯酚和连苯三酚中的一种或多种； 所述的羧酸类 为苯甲酸和 /或对氨基苯甲酸； 所述的羧酸酯类为对氨基苯甲酸甲酯、 邻 苯二甲酸、邻苯二甲酸甲酯、 没食子酸和没食子酸丙酯中的一种或多种； 所述的苯并三氮唑类为苯并三氮唑钾盐； 所述的酸酐类为乙酸酐、 己酸 酐、 马来酸酐和聚马来酸酐中的一种或多种； 所述的磷酸类为 1,3- (羟 乙基） -2，4，6-三膦酸。
- 14.如权利要求 11所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的缓蚀剂的含量 为小于或等于质量百分比 10%。
- 15.如权利要求 14所述的光刻胶清洗剂， 其特征在于： 所述的缓蚀剂的含量 为小于或等于质量百分比 3%。
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