CN104635439A

CN104635439A - 一种光刻胶剥离液及其应用

Info

Publication number: CN104635439A
Application number: CN201310561004.2A
Authority: CN
Inventors: 何春阳; 刘兵; 孙广胜; 黄达辉
Original assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开了一种用于去除光阻残留物的清洗液及其组成。这种光阻残留物的清洗液含有（a）季胺氢氧化物，（b）醇胺，（c）溶剂，（d）聚醚脂肪酸酯。该清洗液能够明显的降低对金属的腐蚀速率，尤其是对金属铝基本没有腐蚀；同时能够更为有效地去除晶圆上的光阻残留物，在半导体晶圆清洗等领域具有良好的应用前景。

Description

一种光刻胶剥离液及其应用

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

在半导体元器件制造过程中，通过在一些材料的表面上形成光阻的掩膜，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，需要除去残留的光阻。在该光阻去除的过程中要求完全除去不需要的光阻，同时不能腐蚀任何基材，尤其是严格控制金属铝铜的腐蚀。

目前，光阻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阻。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以上的光阻；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阻，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阻。该清洗液对半导体晶片基材的腐蚀较高。又例如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50～100微米厚的光阻，同时对金属铜基本无腐蚀。随着半导体的快速发展，特别是凸球封装领域的发展，对光阻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，光阻的去除也变得越来越困难。由此可见，寻找更为有效的光阻清洗液是该类光阻清洗液努力改进的优先方向。一般而言，提高碱性光阻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。通常情况下，在凸点封装领域涉及的金属主要是银、锡、铅和铜四种金属。近年来，为了进一步降低成本同时提高良率，一些封装测试厂商开始要求光阻清洗液也能进一步抑制金属铝的腐蚀。为了适应新的形势，必须开发出一类光阻去除能力强，同时也能够对金属铝基本无腐蚀的清洗液。

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，通过一种聚醚脂肪酸酯的加入实现对基材如金属铝、铜等基本无腐蚀，在对晶圆清洗后可以用水直接漂洗而且不会对金属尤其是铝造成较大腐蚀。因此该新型的清洗液在金属清洗和半导体晶片清洗等微电子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）醇胺；（c）溶剂；还含有聚醚脂肪酸酯，其中

i.季胺氢氧化物0.1-6%；优选0.1-5%；

ii.醇胺0.1-20%，优选0.5-10%；

iii.聚醚脂肪酸酯100ppm～5%,优选0.05-3%；

iv.余量是有机溶剂（69%-99.79%）。

上述含量均为质量百分比含量；本发明所涉及的去除光阻残留物的清洗液不含有羟胺、氟化物，氧化剂以及研磨颗粒。

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，醇胺较佳的为单乙醇胺、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。优选为单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。

在本发明中，聚醚脂肪酸酯是指用醇类单体或醇类低聚物，如聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯醇等与脂肪酸类单体形成的聚醚脂肪酸酯聚合物或直接使用含脂肪酸类单体与环氧乙烷进行加成反应得到的聚醚类脂肪酸酯聚合物。较佳地为聚乙二醇单硬脂酸酯，聚乙二醇双硬脂酸酯，聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇双月桂酸酯，聚乙二醇单油酸酯，聚乙二醇双油酸酯，聚丙二醇单硬脂酸酯，聚丙二醇双硬脂酸酯，聚丙二醇单月桂酸酯，聚丙二醇双月桂酸酯，聚丙二醇单油酸酯或聚丙二醇双油酸酯，硬脂酸聚氧乙烯酯中的一种或多种。

本发明中，有机溶剂较佳的为亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种；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-甲基吡咯烷酮和N-环己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：本发明的清洗液组分简单，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，在对晶圆清洗后可以用水直接漂洗而且由于不会对金属尤其是铝造成较大腐蚀，增加了晶圆漂洗的操作窗口。因此该新型的清洗液在金属清洗和半导体晶片清洗等微电子领域具有良好的应用前景。

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。

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。

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。

从对比例1与实施例5可以看出：在其它组分一样且操作条件相同的条件下，虽然两者对光刻胶的清洗没有看出明显差别，但对比例1对金属铝和铜的腐蚀抑制没有实施例5好。对比例2和实施例11的对比，进一步验证了聚醚脂肪酸酯的加入，有利于金属铝和铜腐蚀的抑制。

综上，本发明的积极进步效果在于：本发明的清洗液通过加入聚醚脂肪酸酯实现对基材如金属铝和铜等基本无腐蚀；同时能够有效地去除光阻残留物，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

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

1.一种用于去除光阻残留物的清洗液，其包含季胺氢氧化物，醇胺，有机溶剂，其特征在于，还含有聚醚脂肪酸酯。

2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，其中所述的季胺氢氧化物的含量为0.1-6wt%，所述的醇胺含量为0.1-20wt%，所述的聚醚脂肪酸酯含量为0.01～5wt%，所述的有机溶剂为余量。

3.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，其中所述的季胺氢氧化物的含量为0.1-5wt%，所述的醇胺含量为0.5-10wt%，所述的聚醚脂肪酸酯含量为0.05-3wt%，所述的有机溶剂为余量。

4.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，其中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。

5.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，其中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。优选为单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。

6.如权利要求5所述的清洗液，其特征在于，其中所述的醇胺为单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。

7.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，其中所述的聚醚脂肪酸酯为醇类单体或醇类低聚物与脂肪酸类单体形成的聚醚脂肪酸酯聚合物或直接使用含脂肪酸类单体与环氧乙烷进行加成反应得到的聚醚类脂肪酸酯聚合物。

8.如权利要求7所述的清洗液，其特征在于，所述的聚醚脂肪酸酯选自聚乙二醇单硬脂酸酯，聚乙二醇双硬脂酸酯，聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇双月桂酸酯，聚乙二醇单油酸酯，聚乙二醇双油酸酯，聚丙二醇单硬脂酸酯，聚丙二醇双硬脂酸酯，聚丙二醇单月桂酸酯，聚丙二醇双月桂酸酯，聚丙二醇单油酸酯或聚丙二醇双油酸酯，硬脂酸聚氧乙烯酯中的一种或多种。

9.如权利要求8所述的清洗液，其特征在于，所述的聚醚脂肪酸酯选自聚乙二醇（400）单月桂酸酯，聚乙二醇（800）单月桂酸酯，聚乙二醇（4000）单硬脂酸酯，聚乙二醇（6000）单油酸酯，聚乙二醇（6000）双硬脂酸酯，聚丙二醇（1000）单油酸酯，聚丙二醇（800）单月桂酸酯，硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-40)，硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-20)，聚丙二醇（1000）双月桂酸酯，聚乙二醇（4000）双月桂酸酯，聚丙二醇（400）双油酸酯，聚乙二醇（1540）单月桂酸酯，聚丙二醇（800）双硬脂酸酯，聚丙二醇（800）单硬脂酸酯，聚乙二醇（1000）双油酸酯。

10.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述的有机溶剂为亚砜、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。

11.如权利要求10所述的清洗液，其特征在于，所述的亚砜为二甲基亚砜和/或甲乙基亚砜；所述的砜为甲基砜和/或环丁砜；所述的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮和/或1,3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的吡咯烷酮为N-甲基吡咯烷酮和/或N-环己基吡咯烷酮；所述的咪唑啉酮为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺为二甲基甲酰胺和/或二甲基乙酰胺；所述的醇醚为二乙二醇单丁醚和/或二丙二醇单甲醚。

12.一种如权利要求1-11任一项所述的清洗液在去除光阻残留物的应用。