CN103869636A - 一种光刻胶去除剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低蚀刻性的适用于较厚光刻胶清洗的清洗液。该低蚀刻性的光刻胶清洗液含有(a)季铵氢氧化物(b)醇胺(c)糖或糖醇(d)表面活性剂以及(e)溶剂。该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
技术领域
本发明涉及一种光刻胶去除剂。
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。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;主要是随着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
本发明要解决的技术问题就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。
本发明公开的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(a)季铵氢氧化物,(b)醇胺,(c)糖和/或糖醇(d)表面活性剂以及(e)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。
在本发明中,所述季铵氢氧化物的浓度为0.1~10wt%,优选1~5wt%;醇胺的浓度为0.1~30wt%,优选0.1-15wt%;糖和/或糖醇的浓度为0.1~5wt%,优选0.1~3wt%;表面活性剂的浓度为0.01~3wt%,优选0.1~1wt%;余量为溶剂。
在本发明中所述的组分a与组分b的质量比较佳的位于6比1与1比2.5之间。当组分a与组分b的比例大于6:1时,体系有可能不能形成均相溶液或形成均相溶液的时间很长;另一方面,当组分a与组分b的比例小于1:2.5时,过多的醇胺会导致光刻胶的去除效率下降。
本发明中所述的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、羟乙基三甲基氢氧化铵、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。
本发明中所述的醇胺为单乙醇胺、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。
本发明中所述的糖或糖醇为选自苏阿糖、阿拉伯糖、木糖、核糖、核酮糖、木酮糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、塔格糖、阿洛糖、阿卓糖、艾杜糖、塔罗糖、山梨糖、阿洛酮糖、果糖、苏糖醇、赤藓醇、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、塔罗糖醇、山梨醇、甘露醇、艾杜糖醇和半乳糖醇中的一种或者几种。
本发明中所述的表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮。表面活性剂的加入有利于光刻胶的去除。
本发明中所述的溶剂可选自有机溶剂或有机溶剂与水的混合物。所述的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;所述的亚砜较佳的为二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种;所述的砜较佳的为甲基砜和环丁砜中的一种或多种;所述的咪唑烷酮较佳的为2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种;所述的吡咯烷酮较佳的为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;所述的咪唑啉酮较佳的为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;所述的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;所述的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。本发明中所述的溶剂选自有机溶剂与水的混合物时,混合物中水的含量不超过10wt%。
本发明中的清洗液,可以在25℃至85℃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85℃下浸泡合适的时间后,取出漂洗后用高纯氮气吹干。
本发明的技术效果在于:
a)选用合适的季铵氢氧化物/醇胺的比例有利于协调光刻胶去除能力和金属微球的防腐蚀;
b)糖或糖醇的存在,有利于抑制金属铜、铝、锡、铅、银的腐蚀;
c)聚乙烯吡咯烷酮的加入有利于光刻胶的去除。
具体实施方式
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。
下面通过具体实施方式来进一步阐述本发明的优势。但本发明包括但不限于下述实施例的具体组成。
制备实施例
表1给出了本发明的清洗液配方。以下所述百分含量均为质量百分比含量。
表1 各实施例(Examples)及对比例中的清洗剂的组分和含量
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℃至85℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡30~90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 对比例和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。另外实施例5与对比例1的比较可以看出,聚乙烯吡咯烷酮的加入有利于光刻胶的去除;实施例22与对比例2的比较可以看出,糖或糖醇的存在,有利于抑制金属铝的腐蚀。
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;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 (12)
1.一种光刻胶去除剂,其包含:季铵氢氧化物,醇胺,糖和/或糖醇,表面活性剂以及溶剂。
2.如权利要求1所述的光刻胶去除剂,其特征在于:所述季铵氢氧化物的浓度为0.1~10wt%,所述醇胺的浓度为0.1~30wt%,所述糖和/或糖醇的浓度为0.1~5wt%,所述表面活性剂的浓度为0.01~3wt%,所述溶剂的含量为余量。
3.如权利要求2所述的光刻胶去除剂,其特征在于:所述季铵氢氧化物的浓度为1~5wt%,所述醇胺的浓度为0.1-15wt%,所述糖和/或糖醇的浓度为0.1~3wt%,所述表面活性剂的浓度为0.1~1wt%。
4.如权利要求2或3所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述季铵氢氧化物与所述醇胺的质量比为6比1与1比2.5之间。
5.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的季铵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、甲基三乙基氢氧化铵、羟乙基三甲基氢氧化铵、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。
6.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂,其特征在于: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。
7.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的糖和/或糖醇选自苏阿糖、阿拉伯糖、木糖、核糖、核酮糖、木酮糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、塔格糖、阿洛糖、阿卓糖、艾杜糖、塔罗糖、山梨糖、阿洛酮糖、果糖、苏糖醇、赤藓醇、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、塔罗糖醇、山梨醇、甘露醇、艾杜糖醇和半乳糖醇中的一种或者几种。
8.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
9.如权利要求1所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的溶剂选自有机溶剂或有机溶剂与水的混合物。
10.如权利要求9所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的有机溶剂选自亚砜、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。
11.如权利要求10所述的光刻胶清洗剂,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;所述的砜选自甲基砜和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。
12.如权利要求9所述的光刻胶清洗剂,其特征在于:所述的溶剂选自有机溶剂与水的混合物时,混合物中水的含量不超过10wt%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201201 Pudong New Area East Road, No. 5001 Jinqiao Export Processing Zone (South) T6-9 floor, the bottom of the Applicant after: Anji microelectronic technology (Shanghai) Limited by Share Ltd Address before: 201201 Pudong New Area East Road, No. 5001 Jinqiao Export Processing Zone (South) T6-9 floor, the bottom of the Applicant before: Anji Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140618 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |