CN103838092A - 一种去除光阻残留物的清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于去除光阻残留物的清洗液。该去除光阻残留物的清洗液含有季胺氢氧化物，醇胺，溶剂以及聚醚改性有机硅。该清洗液能够更为有效地去除晶圆上的光阻残留物，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

Description

一种去除光阻残留物的清洗液

技术领域

本发明涉及一种清洗液，更具体地说，涉及一种去除光阻残留物的清洗液。

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。

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J P1998239865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。又例如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。随着半导体的快速发展，特别是凸球封装领域的发展，对光刻胶残留物的清洗要求也相应提高；主要是在单位面积上引脚数（I/O）越来越多，光刻胶的去除也变得越来越困难。由此可见，寻找更为有效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。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。但是，提高清洗液的碱性和操作温度以及延长清洗时间往往会增加对金属的腐蚀；对于已选定的体系来讲，其溶剂体系也已经确定；所以如何在现有的体系中进一步提高清洗液的光刻胶去除能力就是许多光刻胶去除液的努力改进方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种更为有效地去除光阻残留物的清洗液及其组成。该清洗液在有效去除晶圆上的光阻残留物的同时，对于基材如金属铜等基本无腐蚀，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种清洗液，其含有季胺氢氧化物，醇胺，溶剂以及聚醚改性有机硅。

其中，季胺氢氧化物的含量为0.1-6wt％(质量百分比)，优选为0.5-3.5wt％。

其中，醇胺的含量为0.1-20wt％，优选为0.5-10wt％

其中，聚醚改性有机硅的含量为0.01～3wt％，优选为0.05-1wt％

其中，上述清洗液的余量为溶剂。

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，优选的，可不含有研磨颗粒、羟胺和/或氟化物。

本发明中，季胺氢氧化物较佳的四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、十六烷基三甲基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或多种。

本发明中，醇胺较佳的选自单乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺。优选单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。

本发明中，有机溶剂较佳的为亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种；其中亚砜较佳的为二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；砜较佳的为甲基砜、环丁砜中的一种或多种；咪唑烷酮较佳的为2-咪唑烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；吡咯烷酮较佳的为N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和N-羟乙基吡咯烷酮中的一种或多种；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和二甲基乙酰胺中的一种或多种；醇醚较佳的为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚和二丙二醇单甲醚中的一种或多种。

本发明中的清洗液，可以在25℃至80℃下清洗晶圆上的光阻残留物。具体方法如下：将含有光阻残留物的晶圆浸入本发明中的清洗液中，在25℃至80℃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：本发明的清洗液在同样条件下能够更为有效地去除光刻胶残留物；同时对于基材如金属铜等基本无腐蚀，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

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：即将晶圆微球植入工艺中凸球已经电镀完成后含有光阻残留物的晶圆，分别浸入清洗液中在25℃至80℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡30~120分钟，然后经漂洗后用高纯氮气吹干。光阻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部分实施例和对比例1-3的晶圆清洗情况

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，本发明的清洗液对晶圆微球植入工艺中凸球已经电镀完成后含有光阻残留物的晶圆具有良好的清洗效果，使用温度范围广。从对比例1与实施例15可以看出，在其他组分一样且操作条件相同的条件下，不加入聚醚改性有机硅，清洗效果变差，即清洗后晶圆上有少量光阻残留；从对比例2与实施例15可以看出，在其他组分一样且操作条件相同的条件下，加入聚乙二醇代替聚醚改性有机硅，清洗效果比不仅比实施例15差，而且比对比例1差，说明聚乙二醇不适合该体系；从对比例3与实施例15可以看出，在其他组分一样且操作条件相同的条件下，用含氟聚合物代替聚醚改性有机硅，未见有良好的清洗效果。

综上，本发明的积极进步效果在于：本发明的清洗液在同样条件下能够更为有效地去除光刻胶残留物；同时对于基材如金属铜等基本无腐蚀，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

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)

1.一种去除光阻残留物的清洗液，其特征在于，所述清洗液包括季胺氢氧化物，醇胺，溶剂以及聚醚改性有机硅。

2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述季胺氢氧化物的含量为0.1-6wt%。

3.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述季胺氢氧化物的含量为0.5-3.5wt%。

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0.1-20wt%。

5.如权利要求4所述的清洗液，其特征在于，所述醇胺的含量为0.5-10wt%。

6.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述聚醚改性有机硅的含量为0.01~3wt%。

7.如权利要求6所述的清洗液，其特征在于，所述聚醚改性有机硅的含量为0.05-1wt%。

8.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液中余量为有机溶剂。

9.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的季胺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、十六烷基三甲基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的醇胺选自单乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺。优选单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。

11.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的溶剂选自亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种。

12.如权利要求11所述的清洗液，其特征在于，所述的亚砜选自二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述的砜较选自甲基砜、环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮选自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述的吡咯烷酮选自N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮和N-羟乙基吡咯烷酮中的一种或多种；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和二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述的醇醚选自二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚和二丙二醇单甲醚中的一种或多种。

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，羟胺和/或氟化物。