CN102955380A

CN102955380A - 一种低蚀刻光刻胶清洗液

Info

Publication number: CN102955380A
Application number: CN 201110247935
Authority: CN
Inventors: 刘兵; 彭洪修; 孙广胜
Original assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd; Anji Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明公开了一种低蚀刻的光刻胶清洗液及其组成。这种低蚀刻的光刻胶清洗液含有：(a)季铵氢氧化物，(b)含有两个碳和/或三个碳的多元醇，(c)含有五个碳和/或六个碳的多元醇，(d)水，(e)其它助溶剂。这种低蚀刻性的光刻胶清洗剂能够高效的去除半导体晶圆上的光刻胶，同时对于基材基本没有攻击如金属铝、铜等，在半导体晶圆清洗等领域具有良好的应用前景。

Description

一种低蚀刻光刻胶清洗液

技术领域

本发明涉及一种清洗液，具体涉及一种光刻胶清洗液。

背景技术

在通常的半导体制造工艺中，通过在一些材料的表面上形成光刻胶的掩膜，曝光后进行图形转移，在得到需要的图形之后，进行下一道工序之前，需要剥去残留的光刻胶。在这个过程中要求完全除去不需要的光刻胶，同时不能腐蚀任何基材。

目前，光刻胶清洗液主要由极性有机溶剂、强碱和/或水等组成，通过将半导体晶片浸入清洗液中或者利用清洗液冲洗半导体晶片，去除半导体晶片上的光刻胶。如JP1998239865公开了一种清洗液，其组成是四甲基氢氧化铵(TMAH)、二甲基亚砜(DMSO)、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水。将晶片浸入该清洗液中，于50～100℃下除去金属和电介质基材上的20μm以上的光刻胶；其对半导体晶片基材的腐蚀略高，且不能完全去除半导体晶片上的光刻胶，清洗能力不足；WO2006/056298A1利用由四甲基氢氧化铵(TMAH)、二甲基亚砜(DMSO)，乙二醇(EG)和水组成碱性清洗液，用于清洗铜基板的光刻胶，同时对金属铜基本无腐蚀，但其对金属铝有腐蚀；US5091103公开了N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇和四甲基氢氧化铵的清洗液，于105～125℃下去除经高温烘焙过(hard bake)的光刻胶，其特征是不含有水、操作温度高，一旦清洗液混入水，其对金属铝和铜的腐蚀速率均上升；由此可见，寻找更为有效抑制金属腐蚀的方法和高效的光刻胶去除能力是该类光刻胶清洗液努力改进的优先方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对现有的光刻胶清洗液存在的清洗能力不足或者对晶片图案和基材腐蚀性较强的缺陷，而提供一种光刻胶清洗能力强且对半导体晶片图案和基材腐蚀性较低的光刻胶清洗剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于光刻胶清洗的清洗液，该清洗液包含(a)季铵氢氧化物、(b)含有两个碳或三个碳的多元醇或它们的混合物、(c)含有五个碳或六个碳的多元醇或它们的混合物、(d)水和(e)其它助溶剂。

其中：

(a)季铵氢氧化物0.1～10％，优选0.1～5％；

(b)含有两个碳和/或三个碳的多元醇5～40％，优选10-35％；

(c)含有五个碳和/或六个碳的多元醇0.1～10％，优选0.1～5％；

(d)水0.1～10％，优选0.1～5％；

(e)其它助溶剂为余量。上述含量均为质量百分比含量。

本发明中所述的季铵氢氧化物包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵和羟乙基三甲基氢氧化铵等中的一种或者几种。

本发明中所述的含有两个碳和/或三个碳的多元醇包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和丙三醇。其主要作用是增加季铵氢氧化物在体系中的溶解度。

本发明中所述的含有五个碳和/或六个碳的多元醇包括山梨醇、甘露醇和木糖醇。其主要作用是抑制金属铝和铜的腐蚀。

本发明中水的存在有利于光刻胶在碱性体系中的溶解。但水的存在可能会引起金属基材的腐蚀，因此对体系中的腐蚀抑制剂提出更高的要求，而本发明的含有五个碳和/或六个碳的多元醇可以很好地解决这个问题。

本发明还可以进一步含有助溶剂，所述的助溶剂可选自亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、吡咯烷酮、醇醚、酰胺中的一种或多种。其中，所述的亚砜较佳的为二甲基亚砜；所述的砜较佳的为环丁砜；所述的咪唑烷酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的吡咯烷酮较佳的为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮；所述的酰胺较佳的为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇醚较佳的为乙二醇醚和丙二醇醚；所述的乙二醇醚较佳的为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚；所述的丙二醇醚较佳的为二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚。

本发明中的低蚀刻性光刻胶清洗液，可以在室温至90℃下清洗光刻胶。具体方法如下：将含有光刻胶的晶片浸入本发明中的低蚀刻性的光刻胶清洗剂，在室温至90℃下浸泡合适的时间后，取出洗涤后用高纯氮气吹干。

本发明的有益效果是：

1)光刻胶去除能力强

2)对金属铝和铜同时具有较强的腐蚀抑制能力；

3)操作温度较温和，25℃～90℃。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步阐述本发明的优势。

表1各实施例中的清洗剂的组分和含量

为了进一步考察该类清洗液的清洗情况，本发明采用了如下技术手段：即将含有正性光刻胶(厚度约为20微米，且经过曝光和刻蚀)的晶片浸入清洗剂中，在25～90℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡5～60分钟，然后经去离子水洗涤后用高纯氮气吹干。光刻胶的清洗效果和清洗液对晶片的腐蚀情况如表2所示。

表2.对比实施例和部分实施例的晶片清洗情况

腐蚀情况：◎基本无腐蚀；清洗情况：◎完全去除；

○略有腐蚀； ○少量残余；

△中等腐蚀； △较多残余；

×严重腐蚀。 ×大量残余。

从表2可以看出，本发明的清洗液对光刻胶具有良好的清洗效果，使用温度范围广，同时对金属和非金属基板等有较好的腐蚀抑制作用。

综上，本发明的清洗液具有光刻胶去除能力强；对金属和非金属的腐蚀抑制能力强；具有较大的操作窗口。

Claims

1.一种低蚀刻光刻胶清洗液，该清洗液包含(a)季铵氢氧化物、(b)含有两个碳和/或三个碳的多元醇、(c)含有五个碳和/或六个碳的多元醇、(d)水和(e)助溶剂。

2.如权利要求1所述清洗液，其特征在于，季铵氢氧化物的含量为0.1～10％；含有两个碳和/或三个碳的多元醇的含量为5～40％；含有五个碳和/或六个碳的多元醇的含量为0.1～10％；水的含量为0.1～10％；助溶剂为余量，上述含量为质量百分比含量。

3.如权利要求2所述清洗液，其特征在于，季铵氢氧化物的含量为0.1～5％；含有两个碳和/或三个碳的多元醇的含量为10-35％；含有五个碳和/或六个碳的多元醇的含量为0.1～5％；水的含量为0.1～5％；助溶剂为余量，上述含量为质量百分比含量。

4.如权利要求1所述清洗液，其特征在于，所述的季铵氢氧化物选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵和羟乙基三甲基氢氧化铵中的一种或者几种。

5.如权利要求1所述清洗液，其特征在于，所述的含有两个碳和/或三个碳的多元醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和丙三醇中的一种或者几种。

6.如权利要求1所述清洗液，其特征在于，所述的含有五个碳和/或六个碳的多元醇包括山梨醇、甘露醇和/或木糖醇。

7.如权利要求1所述清洗液，其特征在于，所述的助溶剂选自亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、吡咯烷酮、醇醚、酰胺中的一种或多种。

8.如权利要求7所述清洗液，其特征在于，所述的亚砜为二甲基亚砜；所述的砜为环丁砜；所述的咪唑烷酮为1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮；所述的酰胺为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇醚为乙二醇醚和丙二醇醚。

9.如权利要求8所述清洗液，其特征在于，所述的乙二醇醚为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚；所述的丙二醇醚为二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚。