CN103513523A - 光刻胶清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻胶清洗剂，其特征在于：包括有机胺化合物、防腐蚀剂和有机溶剂。其克服现有技术的光刻胶清洗剂或者清洗能力不足，或者对半导体晶片基材的腐蚀较严重的缺陷，提供一种清洗能力强，且腐蚀性较低。

Description

光刻胶清洗剂

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及光刻胶清洗剂。

背景技术

本发明涉及一种光刻胶清洗剂。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模，曝光后利用湿法或干法刻蚀进行图形转移。低温快速的清洗工艺是半导体晶片制造工艺发展的重要方向。20μm以上厚度的负性光刻胶正逐渐应用于半导体晶片制造工艺中，而目前工业上大部分的光刻胶清洗剂对正性光刻胶的清洗能力较好，但不能彻底去除晶片上经曝光和刻蚀后的具有交联网状结构的负性光刻胶。另外，在半导体晶片进行光刻胶的化学清洗过程中，清洗剂常会造成晶片图案和基材的腐蚀。特别是在利用化学清洗剂除去光刻胶和刻蚀残余物的过程中，金属(尤其是铝和铜等较活泼金属)腐蚀是较为普遍而且非常严重的问题，往往导致晶片良率的显著降低。

目前，光刻胶清洗剂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剂中或者利用清洗剂冲洗半导体晶片，去除半导体晶片上的光刻胶。

目前，现有技术的清洗剂或者清洗能力不足，或者对半导体晶片基材的腐蚀较严重。因此，亟待需求一种清洗能力强且腐蚀性较低的清洗剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种为了克服现有技术的光刻胶清洗剂或者清洗能力不足，或者对半导体晶片基材的腐蚀较严重的缺陷，提供一种清洗能力强，且腐蚀性较低的清洗剂。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光刻胶清洗剂，其包括有机胺化合物、防腐蚀剂和有机溶剂。

其中，所述有机胺化合物包括一种或多种选自以下的物质：单乙醇胺(MEA)、1-氨基异丙醇(AIP)、2-氨基-1-丙醇、N-甲基氨基乙醇(N-MAE)、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、2-(2-氨基乙氧基)-1-乙醇(AEE)、2-(2-氨基乙基氨基)-1-乙醇、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、1-咪唑烷乙醇和羟乙基哌嗪(HEP)。

其中，以所述组合物总重量计，有机胺化合物的含量在10至35重量％的范围内。

其中，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、环丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二醇、三乙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、及其混合物。

其中，以所述组合物总重量计，有机溶剂的含量在65至99重量％的范围内。

其中，所述防腐蚀剂由芳香族羟基化合物和式1所示的ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃构成，其中，n＝8，两者的质量为1∶1～1∶2。

式1

其中，所述芳香族羟基化合物优选没食子酸、单宁酸、植酸、邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种；唑类化合物优选三氮唑、甲基三氮唑、苯并三氮唑、苯并四氮唑、氨基四氮唑中的至少一种。

其中，所述ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃的制备方法具体为：

分别称取0.11mol邻苯二胺和0.05mol脂肪二酸，于研钵中充分研磨使其混合均匀，转移至三颈烧瓶中。加入混酸，通氮，机械搅拌下加热回流反应。TLC跟踪监测至反应结束，约10h，倒入250mL烧杯中，静置冷却，用浓氨水调节pH＝7。于4℃下静置过夜，抽滤干燥，所得粗品用甲醇/水重结晶，得纯品。

其中，以所述组合物总重量计，防腐蚀剂的含量在5至15重量％的范围内。

本发明还提供了上述光刻胶清洗剂的剥离光刻胶的方法，具体包括：

第一步，将光刻胶涂布于一个基底的整个表面上；

第二步，在所述基底上形成光刻胶图案；

第三步，在其上形成所述光刻胶图案的基底上形成导电金属膜或绝缘膜；

第四步，使用上述的光刻胶清洗剂组剥离所述光刻胶。

本发明的有益效果：

本发明提供的光刻胶清洗剂能克服现有技术的光刻胶清洗剂或者清洗能力不足，或者对半导体晶片基材的腐蚀较严重的缺陷，提供一种清洗能力强，且腐蚀性较低。

具体实施方式

本发明提供了一种光刻胶清洗剂，其包括有机胺化合物、防腐蚀剂和有机溶剂。

所述有机胺化合物包括一种或多种选自以下的物质：单乙醇胺(MEA)、1-氨基异丙醇(AIP)、2-氨基-1-丙醇、N-甲基氨基乙醇(N-MAE)、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、2-(2-氨基乙氧基)-1-乙醇(AEE)、2-(2-氨基乙基氨基)-1-乙醇、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、1-咪唑烷乙醇和羟乙基哌嗪(HEP)。

以所述组合物总重量计，有机胺化合物的含量在10至35重量％的范围内。

所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、环丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二醇、三乙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、及其混合物。

以所述组合物总重量计，有机溶剂的含量在65至99重量％的范围内。

所述防腐蚀剂由芳香族羟基化合物和式1所示的ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃构成，其中，n＝8，两者的质量比为1∶1～1∶2。

式1

所述芳香族羟基化合物优选没食子酸、单宁酸、植酸、邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种；唑类化合物优选三氮唑、甲基三氮唑、苯并三氮唑、苯并四氮唑、氨基四氮唑中的至少一种。

所述ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃的制备方法具体为：

分别称取0.11mol邻苯二胺和0.05mol脂肪二酸，于研钵中充分研磨使其混合均匀，转移至三颈烧瓶中。加入混酸，通氮，机械搅拌下加热回流反应。TLC跟踪监测至反应结束，约10h，倒入250mL烧杯中，静置冷却，用浓氨水调节pH＝7。于4℃下静置过夜，抽滤干燥，所得粗品用甲醇/水重结晶，得纯品。

所述脂肪二酸为癸二酸。

所述混酸为20mL盐酸+5mL磷酸+75mL去离子水。

以所述组合物总重量计，防腐蚀剂的含量在5至15重量％的范围内。

本发明还提供了上述光刻胶清洗剂的制备方法，将机胺化合物、防腐蚀剂和有机溶剂按比例混合，搅拌均匀，获得。

本发明还提供了上述光刻胶清洗剂的剥离光刻胶的方法，具体包括：

第一步，将光刻胶涂布于一个基底的整个表面上；

第二步，在所述基底上形成光刻胶图案；

第三步，在其上形成所述光刻胶图案的基底上形成导电金属膜或绝缘膜；

第四步，使用上述的光刻胶清洗剂组剥离所述光刻胶。

以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例1

分别称取0.11mol邻苯二胺和0.05mol癸二酸，于研钵中充分研磨使其混合均匀，转移至三颈烧瓶中。加入20mL市售盐酸、5mL市售磷酸、75mL去离子水混合构成的混酸，通氮，机械搅拌下加热回流反应。TLC跟踪监测至反应结束，约10h，倒入250mL烧杯中，静置冷却，用浓氨水调节pH＝7。于4℃下静置过夜，抽滤干燥，所得粗品用甲醇/水重结晶，得纯品。

实施例2

在500gN-甲基吡咯烷酮中加入2-氨基-1-丙醇30g和二乙醇胺50g，搅拌30分钟，再进一步加入20g没食子酸、20g实施例1制备的化合物ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃，搅拌30分钟，获得产品。

实验

抗蚀剂剥离效果和金属(铝、钼、铜)腐蚀性进行了评价，并将其结果表示在以下表1中。

为进行所述试验所使用的试片如下：

试片1：为了评价所述溶剂对金属的腐蚀性，所使用的试片是在玻璃表面依序形成

大小的铝、钼、铜的金属膜后，涂敷抗蚀剂并进行显影的试片。(试片1的尺寸：100mmX100mm)。

试片2：为了评价抗蚀剂的剥离性能，所使用的试片是在玻璃上形成铬膜，然后涂敷抗蚀剂并进行湿式蚀刻，再通入干蚀刻气体的n+a-Si：H活性膜试片(试片2的尺寸：100mmX100mm)。在铬中抗蚀剂的粘附性变得最大，并且当通入干蚀刻气体时，由于抗蚀剂发生改性，所以使用剥离剂也不容易去除抗蚀剂，从而本试片比较适合检测抗蚀剂剥离性能。另外，评价基准如下：

评价金属腐蚀情况的基准

◎(完全没有腐蚀，对试片1的面积100％没有腐蚀的情况)

○(稍微有点腐蚀，对试片1的面积20-30％腐蚀的情况)

△(腐蚀严重，对试片1的面积80-90％腐蚀的情况)

×(完全腐蚀，对试片1的面积90-100％腐蚀的情况)

评价抗蚀剂剥离性能的基准

◎(抗蚀剂被完全剥离，对试片2的面积100％的抗蚀剂残渣被去除的情况)

○(稍微有点抗蚀剂残渣，对试片2的面积存在20-30％的抗蚀剂残渣的情况)

△(抗蚀剂残渣严重，对试片2的面积存在80-90％的抗蚀剂残渣的情况)

×(抗蚀剂完全没有剥离，对试片2的面积存在90-100％的抗蚀剂残渣的情况)

结果见表1。

表1

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种光刻胶清洗剂，其特征在于：包括有机胺化合物、防腐蚀剂和有机溶剂。

2.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述有机胺化合物包括一种或多种选自以下的物质：单乙醇胺(MEA)、1-氨基异丙醇(AIP)、2-氨基-1-丙醇、N-甲基氨基乙醇(N-MAE)、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、2-(2-氨基乙氧基)-1-乙醇(AEE)、2-(2-氨基乙基氨基)-1-乙醇、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、1-咪唑烷乙醇和羟乙基哌嗪(HEP)。

3.如权利要求1或2所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：以所述组合物总重量计，有机胺化合物的含量在10至35重量％的范围内。

4.如权利要求1至3所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、环丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二醇、三乙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、及其混合物。

5.如权利要求1至4所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：以所述组合物总重量计，有机溶剂的含量在65至99重量％的范围内。

6.如权利要求1至5所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述防腐蚀剂由芳香族羟基化合物和式1所示的ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃构成，其中，n＝8，两者的质量比为1∶1～1∶2。

式1

7.如权利要求1至6所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述芳香族羟基化合物优选没食子酸、单宁酸、植酸、邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种；唑类化合物优选三氮唑、甲基三氮唑、苯并三氮唑、苯并四氮唑、氨基四氮唑中的至少一种。

8.如权利要求1至7所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：所述ω，ω′-双(苯并咪唑-2-基)烷烃的制备方法具体为：

分别称取0.11mol邻苯二胺和0.05mol脂肪二酸，于研钵中充分研磨使其混合均匀，转移至三颈烧瓶中。加入混酸，通氮，机械搅拌下加热回流反应。TLC跟踪监测至反应结束，约10h，倒入250mL烧杯中，静置冷却，用浓氨水调节pH＝7。于4℃下静置过夜，抽滤干燥，所得粗品用甲醇/水重结晶，得纯品。

9.如权利要求1至8所述的光刻胶清洗剂，其特征在于：以所述组合物总重量计，防腐蚀剂的含量在5至15重量％的范围内。

10.权利要求1至9所述光刻胶清洗剂的剥离光刻胶的方法，其特征在于，具体包括：

第一步，将光刻胶涂布于一个基底的整个表面上；

第二步，在所述基底上形成光刻胶图案；

第三步，在其上形成所述光刻胶图案的基底上形成导电金属膜或绝缘膜；

第四步，使用上述的光刻胶清洗剂组剥离所述光刻胶。