CN103838091A - 一种去除光刻胶的清洗液 - Google Patents

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彭洪修
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Abstract

本发明提供了一种低蚀刻性的适用与较厚光刻胶清洗的清洗液及其清洗方法。这种低蚀刻性的光刻胶清洗液含有季铵氢氧化物,醇胺，C4-C6多元醇，以及溶剂。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

一种去除光刻胶的清洗液
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的清洗液。
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。例如，在晶圆微球植入工艺(bumping technology)中，需要光刻胶形成掩膜，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。
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；又例如US5529887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厚膜光刻胶。其对半导体晶片基材的腐蚀较高。
由此可见，寻找更为有效抑制金属腐蚀抑制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
本发明所要解决的技术问题是针对现有的厚膜光刻胶清洗液存在的清洗能力不足或者对半导体晶片图案和基材腐蚀性较强的缺陷，而提供一种对厚膜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。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种清洗液，其含有季铵氢氧化物，醇胺，C4-C6多元醇以及溶剂。
其中，季铵氢氧化物的含量为0.1～10wt％(质量百分比)，优选为1～5wt％。
其中，醇胺的含量为不超过5wt％，即小于5wt％。
其中，C4-C6多元醇的含量为0.1～10wt％，优选为0.1～5wt％
其中，上述清洗液的余量部分为溶剂。
上述含量均为质量百分比含量；且本发明所公开的去除光阻残留物的清洗液中不含有研磨颗粒。
本发明中，季铵氢氧化物较佳的为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。传统清洗液中，通常使用氢氧化钠，氢氧化钾等作为碱性组分，但是这类物质具有易吸收空气中的CO2产生固体，影响清洗等副作用，因此在本申请采用季铵氢氧化物。
本发明中，醇胺较佳地为醇胺为单乙醇胺、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几种。醇胺的存在有利于提高季铵氢氧化物的溶解度。
本发明中，C4-C6多元醇较佳的为赤藓糖醇、木糖醇、葡萄糖、山梨醇、甘露醇中的一种或多种。
本发明中，有机溶剂较佳的为亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、酰胺中的一种或多种；其中亚砜较佳的为二甲基亚砜；砜较佳的为环丁砜；咪唑烷酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；咪唑啉酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；酰胺较佳的为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或多种。
本发明中的清洗液，可以在25℃至90℃下清洗晶圆上的光刻胶。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25℃至90℃下浸泡合适的时间后，取出洗涤后用高纯氮气吹干。
本发明的积极进步效果在于：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。
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和表2中各实施例以及对比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1-20的配方
Figure BDA00002447737000031
Figure BDA00002447737000041
表2本发明对比例的配方
Figure BDA00002447737000042
Figure BDA00002447737000051
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3所示。
表3对比实施例和部分实施例的晶片清洗情况
Figure BDA00002447737000052
Figure BDA00002447737000053
Figure BDA00002447737000061
从表3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。
从实施例1与对比例1比较可以看出，在溶液体系中没有C4-C6多元醇的加入对Al基材产生中等腐蚀。
从实施例7与对比例7比较可以看出，在溶液体系中没有季铵氢氧化物的加入使光刻胶有大量的残留。
从实施例10与对比例10比较可以看出，在溶液体系中没有醇胺的加入对晶片清洗和基材的腐蚀都有影响。
从实施例15、20与对比例15、20比较可以看出，在溶液体系中醇胺的含量超过5％光刻胶会有残留，并随着醇胺含量的增加光刻胶的残留越多。
实施例与对比例的比较可以看出，实施例对金属和非金属基板等有较好的腐蚀抑制作用，光刻胶去除能力强。
综上，本发明的积极进步效果在于：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。
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 (13)

1.一种去除光刻胶的清洗液，其特征在于，所述清洗液包含季铵氢氧化物，醇胺，C4-C6多元醇以及溶剂。
2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述季铵氢氧化物的含量为0.1～10wt％。
3.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述季铵氢氧化物的含量为1～5wt％。
4.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述醇胺的含量为小于5wt％。
5.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述C4-C6多元醇的含量为0.1～10wt％。
6.如权利要求5所述的清洗液，其特征在于，所述C4-C6多元醇的含量为0.1～5wt％。
7.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液中的余量为溶剂。
8.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的季铵氢氧化物选自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。
9.如权利要求1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。
10.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的C4-C6多元醇选自赤藓糖醇、木糖醇、葡萄糖、山梨醇、甘露醇。
11.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的溶剂为亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、酰胺中的一种或多种。
12.如权利要求11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；所述的酰胺选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或多种。
13.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液不含有研磨颗粒。
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