CN103809392A - 一种去除光刻胶残留物的清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于去除光刻胶残留物的清洗液及其组成。该种去除光刻胶残留物的清洗液含有环丁砜，二甘醇胺以及辅助溶剂。该种去除光刻胶残留物的清洗液不含有水、羟胺和氟化物，可以在较高的操作温度下清洗难以去除的晶圆上的光刻胶残留物同时，对于基材如金属铝、银、钛、钨和非金属二氧化硅、氮化镓等基本无腐蚀，在半导体及LED晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

Description

一种去除光刻胶残留物的清洗液

技术领域

本发明涉及一种清洗液，更具体地说，涉及一种去除光刻胶残留物的清洗液。

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。提高光刻胶的去除能力，一直是光刻胶清洗液的努力改进的优先方向。一般而言，提高碱性光刻胶清洗液的清洗能力主要是通过提高清洗液的碱性、选用更为有效的溶剂体系、提高操作温度和延长操作时间几个方面来实现的。该类清洗液一般可分为两类，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水，在高温下操作时，往往会导致水和溶剂的挥发，造成清洗液在高温下性能不稳定。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。但该类清洗液选择的溶剂体系的闪点较低，其操作温度一般低于90℃，故存在操作窗口较小的问题。

由此可见，寻找更为有效和较大操作窗口的光刻胶清洗液是该类光刻胶清洗液努力改进的优先方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于去除光刻胶残留物的清洗液及其组成。该清洗液可以在高温（高于90℃）下对晶圆上的难以去除光刻胶残留物进行清洗，且清洗效果好，同时对于基材如金属铝、银、钛、钨和非金属二氧化硅、氮化镓等基本无腐蚀。

为了解决上述技术发明，本发明提供了一种清洗液，含有环丁砜和二甘醇胺，优选地，在清洗液中还含有辅助溶剂。

其中，环丁砜的含量为15-80wt%(质量百分比)，优选为20-60wt%；

其中，二甘醇胺的含量为20-85wt%，优选为20-50wt%

其中，辅助溶剂的含量为0~65wt%，优选为10-50wt%

上述含量均为质量百分比含量。

优选地，本发明所提供的去除光刻胶残留物的清洗液中不含有水、羟胺和氟化物。

本发明中，辅助溶剂选自二甲基亚砜、2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、乙醇胺、四氢糠醇中的一种或多种。

本发明中的清洗液，可以在90℃至120℃下清洗晶圆上的光刻胶残留物。具体方法如下：将含有光刻胶残留物的晶圆浸入本发明中的清洗液中，在90℃至120℃下浸泡合适的时间后，取出漂洗后用高纯氮气吹干。

本发明的积极进步效果在于：

1）可以在高温下对晶圆上的光刻胶残留物清洗；

2）本发明的清洗液在高温下去除晶圆上的光刻胶残留物同时，对于基材如金属铝、银、钛、钨和非金属二氧化硅、氮化镓等基本无腐蚀；

本发明所用试剂及原料均市售可得。本发明的清洗液由上述成分简单均匀混合即可制得。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限于下述实施例。

按照表1中各实施例的成分及其比例配制抛光液，混合均匀。

表1 本发明实施例1-27及对比例的配方

效果实施例1

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：即将含有光刻胶残留物的LED金属垫(Pad)晶圆分别浸入清洗液中，在90℃至120℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡10~30分钟，然后经漂洗后用高纯氮气吹干。光刻胶残留物的清洗效果和清洗液对晶片的腐蚀情况如表2所示。

表2 部分实施例及对比例晶圆清洗情况

从表2可以看出，本发明的清洗液对含有光刻胶残留物LED金属垫(Pad)晶圆具有良好的清洗效果，可以在较高的温度（90℃至120℃）下使用。同时对基材金属铝和非金属氮化镓未见有明显腐蚀。对比例1与实施例13相比，用乙醇胺完全取代了二甘醇胺，其在85℃20分钟的操作条件下，并不能完全去除该LED金属垫(Pad)上的光刻胶残留物。在100℃20分钟的操作条件下，其虽然也能够完全去除该LED金属垫(Pad)上的光刻胶残留物；但随着使用时间的延长，实验发现其清洗能力在清洗6小时后有所下降。这主要是因为乙醇胺的闪点比较低（93℃），易挥发；而二甘醇胺的闪点是127℃。在同样的溶剂组合体系中，后者的组合体系更为稳定，使用寿命更长。

效果实施例2

为了进一步考察该类清洗液对金属的腐蚀抑制的情况，本发明采用了如下技术手段：即将没有图案的各种金属晶圆（铝、银、钛、钨）分别浸入清洗液中，在95℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡60分钟，然后经漂洗后用高纯氮气吹干。用四点探针仪测试其浸泡前后电阻变化，并计算出其腐蚀速率，同时目检其表面金属光泽有无变化。其结果见表3。

表3 部分实施例95℃的下金属腐蚀速率,A/min

从表3中可以看出本发明的清洗液，其金属腐蚀速率较小，金属表观的金属光泽在清洗前后保持良好。

综上，本发明的积极进步效果在于：

1）可以在高温下对晶圆上的光刻胶残留物清洗，使用寿命长；

2）本发明的清洗液在高温下去除晶圆上的光刻胶残留物同时，对于基材如金属铝、银、钛、钨和非金属二氧化硅、氮化镓等基本无腐蚀。

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 (10)

1.一种去除光刻胶残留物的清洗液，其特征在于，所述清洗液包括环丁砜以及二甘醇胺。

2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液还包括辅助溶剂。

3.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述环丁砜的含量为15-80wt%。

4.如权利要求3所述的清洗液，其特征在于，所述环丁砜的含量为20-60wt%。

5.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述二甘醇胺的含量为20-85wt%。

6.如权利要求5所述的清洗液，其特征在于，所述二甘醇胺的含量为20-50wt%。

7.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述辅助溶剂的含量小于等于65wt%。

8.如权利要求7所述的清洗液，其特征在于，所述辅助溶剂的含量为10-50wt%。

9.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述的辅助溶剂选自二甲基亚砜、2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、乙醇胺、四氢糠醇中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的清洗液不含有水、羟胺和/或氟化物。