CN103293882A - 一种光刻胶清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻胶清洗液，该清洗液包含醇胺，四氢糠醇以及苯并三氮唑和/或其衍生物。该光刻胶清洗液可以用于LED和半导体中光刻胶的去除，同时对于基材基本没有攻击，如金属铝、铜等，更为突出的是该清洗液体系具有较强的耐水性，拓宽了其操作窗口。

Description

一种光刻胶清洗液

技术领域

本发明涉及一种光刻胶清洗液。

背景技术

在通常的LED和半导体制造工艺中，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。其中一类是含有水的光刻胶清洗液，其含水量一般大于5％；如JP1998239865公开了一种含水体系的清洗液，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；又例如US5529887公开了由氢氧化钾(KOH)、烷基二醇单烷基醚、水溶性氟化物和水等组成碱性清洗液，将晶片浸入该清洗液中，在40～90℃下除去金属和电介质基材上的光刻胶。其对半导体晶片基材的腐蚀较高。在这类清洗液中由于含有游离的强碱性基团-OH，而且存在水，故其对金属基材往往会造成一定的腐蚀。而另一类是基本上不含有水的光刻胶清洗液，其含水量一般小于5％，甚至基本上不含有水。如US5480585公开了一种含非水体系的清洗液，其组成是乙醇胺、环丁砜或二甲亚砜和邻苯二酚，能在40～120℃下除去金属和电介质基材上的光刻胶，对金属基本无腐蚀。又例如US2005119142公开了一种含有烷氧基的聚合物、二丙二醇烷基醚、N-甲基吡咯烷酮和甲基异丁基酮的非水性清洗液。该清洗液可以同时适用于正性光刻胶和负性光刻胶的清洗。非水性光刻胶清洗液由于不含有水，其对金属基材基本无腐蚀；但该类清洗液在操作体系中混有少量的水的时候，其金属的腐蚀速率会显著上升，从而导致金属基材的腐蚀。故存在操作窗口较小的问题。

由此可见，寻找更为有效抑制金属腐蚀抑制方法和较大操作窗口的光刻胶清洗液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以及操作窗口较小的缺点，从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且耐水性高的光刻胶清洗液，同时提供较大的操作窗口。

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，该清洗液包含醇胺，四氢糠醇，以及苯并三氮唑和/或其衍生物。

优选地，本发明的光刻胶清洗液不含氟化物和羟胺，更优选地，本发明的清洗液为非水清洗液。。

在本发明中，所述的醇胺的百分比含量为5-90wt％，更优选地为5-50wt％。

在本发明中，所述的四氢糠醇的百分比含量为5-90wt％，更优选地为5-70wt％。

在本发明中，所述的苯并三氮唑和/或其衍生物的百分比含量为0.01-5wt％，更优选地为0.05-2wt％。

在本发明中，所述的醇胺选自单乙醇胺、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几种。

在本发明中，所述苯并三氮唑和/或其衍生物选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑和2，2′-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇中的一种或多种。

在本发明中，所述的光刻胶清洗液还包含助溶剂。

在本发明中，所述的助溶剂的百分比含量不超过80wt％。

在本发明中，所述的助溶剂选自亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、吡咯烷酮、醚、酰胺溶剂中的一种或多种。优选地，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(DMI)；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮和/或N-羟乙基吡咯烷酮；所述的醚为乙二醇醚和/或丙二醇醚；所述的乙二醇醚为乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚和/或二乙二醇单丁醚；所述的丙二醇醚为丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚和/或二丙二醇单乙醚；所述的酰胺为二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺。

本发明的物质均可市售得到。

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液，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，优选地，该浸泡时间为5-60分钟。

本发明的光刻胶清洗液，尤其适用于LED和半导体中光刻胶的清洗，同时对金属铝、铜等具有较低的蚀刻速率。此外该体系还具有较强的耐水性LED和半导体制造工艺中光刻胶的清洗以及清洗时产生的基材腐蚀。

本发明的技术效果在于：

1)光刻胶去除能力强；

2)对金属的腐蚀抑制能力强；

3)耐水性强，即体系中混入少量的水时，不会影响其对金属腐蚀的强力抑制，金属的腐蚀速率依然较小。

附图说明

图1为金属铝、铜的腐蚀速率与水在实施例29中添加量的关系图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

表1各实施例(Examples)中的清洗液的组分和含量

效果实施例

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)的晶片浸入清洗液中，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。

为了进一步验证本发明的清洗液的耐水性，我们选择了实施例29进一步进行耐水测试。即在该体系中添加不同含量的水，进行金属铝和铜的腐蚀速率的测试，结果见图1。

从图1中可以看出，本发明的清洗液不仅本身腐蚀速率低(即水的添加量为0时)，即使在100克清洗液中添加15克水，其金属铝的腐蚀速率仍然小于业界通常要求的2埃每分钟。图1同时表明当水的添加量为20克每100克清洗液时，其属铝的腐蚀速率约为7埃每分钟。这说明本发明的清洗液其对铝的耐水极限为15克每100克清洗液。这比市场上非水性清洗液一般不耐水，提供了更大的操作窗口。图1同时表明本发明的清洗液对金属铜显示出更强的耐水性，即使水的添加量为20克每100克清洗液时，铜的腐蚀速率仍然小于业界通常要求的2埃每分钟。

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；耐水性强，具有较大的操作窗口。

应当理解的是，本发明所述wt％均指的是质量百分含量。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种光刻胶清洗液，其包含：

醇胺，

四氢糠醇，

以及苯并三氮唑和/或其衍生物。

2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于：所述的光刻胶清洗液不含氟化物。

3.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于：所述的光刻胶清洗液为非水性清洗液。

4.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于：所述的光刻胶清洗液不含羟胺化合物。

5.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的醇胺的百分比含量为5-90wt％。

6.如权利要求5所述的清洗液，其特征在于：所述的醇胺的百分比含量为5-50wt％。

7.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的四氢糠醇的百分比含量为5-90wt％。

8.如权利要求7所述的清洗液，其特征在于：所述的四氢糠醇的百分比含量为5-70wt％。

9.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的苯并三氮唑和/或其衍生物的百分比含量为0.01-5wt％。

10.如权利要求9所述的清洗液，其特征在于：所述的苯并三氮唑和/或其衍生物的百分比含量为0.05-2wt％。

11.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的醇胺选自单乙醇胺、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几种。

12.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的苯并三氮唑和/或其衍生物选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑和2，2′-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇中的一种或多种。

13.如权利要求1-4任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的光刻胶清洗液还包含助溶剂。

14.如权利要求13任一项所述的清洗液，其特征在于：所述的助溶剂的百分比含量不超过80wt％。

15.如权利要求14所述的清洗液，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、醚和酰胺溶剂中的一种或多种。

16.如权利要求15所述的清洗液，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(DMI)；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮和/或N-羟乙基吡咯烷酮；所述的醚为乙二醇醚和/或丙二醇醚；所述的乙二醇醚为乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚和/或二乙二醇单丁醚；所述的丙二醇醚为丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚和/或二丙二醇单乙醚；所述的酰胺为二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺。

17.一种使用如权利要求1-16任一项所述的清洗液的清洗方法，包括：将含有光刻胶的晶片浸入所述的清洗液中，在室温至90℃下浸泡后，取出洗涤后使用高纯氮气吹干。

18.如权利要求17所述的清洗方法，其特征在于：所述浸泡时间为5-60分钟。

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