CN104635438B - 一种光刻胶剥离液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光刻胶剥离液，包含季胺氢氧化物，环氧类有机溶剂，以及除所述环氧类有机溶剂以外的其它溶剂，该所述环氧类有机溶剂是指含有结构式I的环氧有机溶剂：

Description

一种光刻胶剥离液

技术领域

本发明公开了一种光刻胶剥离液及其应用。

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。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。一般而言，在凸点封装领域涉及的金属主要是银、锡、铅和铜四种金属。近来，为了进一步降低成本提高良率，一些封装测试厂商开始要求光刻胶清洗液也能进一步抑制金属铝的腐蚀。为了适应新的形势，必须开发出一类光刻胶去除能力强，金属铝兼容的清洗液。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种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，对于基材如金属铝、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。

该新型清洗液含有：（a）季胺氢氧化物（b）环氧类有机溶剂（c）其它溶剂，各组分含量如下：

i.季胺氢氧化物0.1-6%；优选0.5-3.5%；

ii.环氧类有机溶剂0.1-30%，优选0.5-20%，更优选1%-15%；

iii.余量是其它有机溶剂（64-99.8%）。

上述含量均为质量百分比含量。

本发明中，季铵氢氧化物为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。

本发明中，环氧类有机溶剂是指含有结构式I的环氧有机溶剂。较佳的为环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、缩水甘油、正丁基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、萘基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、呋喃甲基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、[(2-甲氧基苯氧基)甲基]环氧乙烷、双酚A二缩水甘油醚、甘油三(1,2-环氧)丙醚和季戊四醇缩水甘油醚的一种或多种。

结构式I

本发明中，其它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、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-甲基吡咯烷酮和N-环己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：本发明的清洗液在有效去除晶圆上的光阻残留物的同时，对于基材如金属铝、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。

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。

表1实施例及对比例清洗液的组分和含量

效果实施例

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。对比例1和实施例7相对比可以看出，该环氧类有机溶剂可以提高季胺氢氧化物在体系中的溶解度。从对比例2和实施例14可以看出，环氧类有机溶剂还有助于抑制金属铝的腐蚀。

综上，本发明的积极进步效果在于：本发明的清洗液能够较为有效地去除光刻胶残留物；同时对于基材如金属铝和铜等基本无腐蚀，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 (10)

1.一种光刻胶剥离液，由季胺氢氧化物，环氧类有机溶剂，以及除所述环氧类有机溶剂以外的其它溶剂组成，且其中所述环氧类有机溶剂是指含有结构式I的环氧有机溶剂：

所述的环氧类有机溶剂为环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、缩水甘油、正丁基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、萘基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、呋喃甲基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、[(2-甲氧基苯氧基)甲基]环氧乙烷、双酚A二缩水甘油醚、甘油三(1,2-环氧)丙醚和季戊四醇缩水甘油醚的一种或多种，

所述的季胺氢氧化物为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。

2.如权利要求1所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的环氧类有机溶剂的含量为质量百分比0.1-30％。

3.如权利要求2所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的环氧类有机溶剂的含量为质量百分比0.5-20％。

4.如权利要求2所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的环氧类有机溶剂的含量为质量百分比1％-15％。

5.如权利要求1所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述季胺氢氧化物的含量为质量百分比0.1-6％。

6.如权利要求5所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述季胺氢氧化物的含量为质量百分比0.5-3.5％。

7.如权利要求1所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的其它溶剂为亚砜、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。

8.如权利要求7所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的亚砜为二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述的砜为甲基砜、环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮和N-环己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；所述的醇醚为二乙二醇单丁醚和二丙二醇单甲醚中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的光刻胶剥离液，其特征在于，所述的其它溶剂的含量为质量百分比64-99.8％。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的光刻胶剥离液在去除晶圆上的光刻胶及其残留物的应用。