CN105116696A

CN105116696A - 一种光刻胶剥离液及其应用

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Publication number: CN105116696A
Application number: CN201510653801.2A
Authority: CN
Inventors: 周群飞; 饶桥兵; 赵致远
Original assignee: Lens Technology Changsha Co Ltd
Current assignee: Lens Technology Changsha Co Ltd
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明提供一种光刻胶剥离液，以质量百分含量计包括无机碱1～5％、碱金属盐3～12％、有机碱4～10％、有机溶剂3～10％、高分子聚合物1～10％、螯合剂0.1～2％、缓蚀剂0.1～3％、去离子水为余量，所述高分子聚合物为聚乙二醇和/或聚丙二醇，所述螯合剂为含金属钾或钠的螯合剂，所述缓蚀剂中包含苯甲酸钠。本发明的剥离液在使用过程中基本无泡、同时有抑泡效果；所述剥离液室温时为均一溶液，但在使用温度下溶液会分层，可使剥离后的胶膜漂浮在上层液体中，避免沉入底部，被循环泵抽走，不会堵塞过滤网和滤芯，可延长使用寿命，提升剥膜效果。本发明的剥离液在使用温度下剥离速率快可使产品获得较好的洁净度，同时不腐蚀ITO线路和基板。

Description

一种光刻胶剥离液及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于半导体制造工艺中的光刻胶的水系剥离液组合物，该剥离液能有效去除曝光后的光刻胶，并且对ITO线路不产生腐蚀，循环使用时不易堵塞过滤网和滤芯。

背景技术

在大规模集成电路制造过程中，已广泛使用光刻胶剥离液作为生产线上的清洗剂。在制造过程中，光刻胶薄膜经高温烘烤，沉积在ITO玻璃表面，然后再经过曝光显影、蚀刻，最后成为电路图案。在蚀刻工艺后，曝光后的光刻胶必须从电路图案表面除去，同时不能损伤ITO和玻璃基板，从而进行后道工序的操作。

常规负性光刻胶的水系剥离液中含有无机碱溶液，如NaOH、KOH的水溶液，或氨水等。它容易攻击ITO层和玻璃基板，使ITO线条发生腐蚀断裂；且使用NaOH或KOH作剥离液时，虽然能够使光刻胶从基板剥落，但却不能对光刻胶膜起到很好的软化和溶解作用，导致剥离后产生的膜渣过大，循环使用时易堵塞过滤网和滤芯。此外，剥离后的光刻胶易沉底，容易被循环泵抽走，难以过滤分离。

专利申请CN200810011907.2中公开一种制备方法简单、成本低、对衬底材料及金属配线腐蚀率低、对环境无污染的光刻胶灰化残留物清洗剂。其原料及重量百分比如下：表面活性剂1％～15％、有机胺5％～40％、有机溶剂5％～30％、螯合剂0.1％～5％、缓蚀剂0.01％～5％、纯水余量。

专利申请201410525218.9中公开了一种用于光刻胶剥离的剥离液。本申请剥离液包括重量份2-15％有机胺化合物、75-97.5％有机溶剂和0.2-10％添加剂；有机胺化合物为MEA、DEA、TEA、MMEA和MDEA中至少两种；有机溶剂由二乙醇类溶剂和酰胺类溶剂组成，前者选自BDG、甲基卡必醇、二乙二醇叔丁基醚和二乙二醇乙醚的至少一种，后者选自NMF、DMF和DMAC的至少一种；添加剂为环己醇六磷酸脂、氨基酸的碱盐、BTA、1-HBTA、TACM和DMNA的至少一种。该申请的剥离液，用两种以上有机胺与混合溶剂配合使用，剥离快；添加剂能防止金属腐蚀，和机溶剂都有较好的亲水性，可避免光刻胶再附着、残留，且环境污染小。

上述剥离液中均特意避免使用强碱氢氧化钾和氢氧化钠，使得光刻胶的剥离效果大大受限；且这些方案中均未考虑对光刻胶膜的软化和溶解作用，也不能解决剥离后的光刻胶易沉底，容易被循环泵抽走，难以过滤分离的问题。此外，专利申请CN200810011907.2的清洗剂中使用了一定量的表面活性剂，由此会带来在喷淋过程中产生泡沫的问题。而专利申请201410525218.9提供的剥离液中使用大量的有机溶剂，一方面是其成本高，另一方面是其对操作人员和环境容易构成危害；且该专利申请中使用的碱性物质为有机胺，有机胺在该剥离液中易挥发，不利于剥膜速度的稳定。

因此，本领域需要一种既能避免强碱氢氧化钾和氢氧化钠对ITO和玻璃损伤，又能充分软化和溶解光刻胶膜，还能使得剥离后的光刻胶不会产生难以过滤分离的问题的光刻胶剥离液。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种可以在较低温下快速剥离光刻胶的剥离液，且剥离液的成本低、不易堵塞滤芯和滤网，可批量处理量大的光刻胶。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种光刻胶剥离液，以质量百分含量计包括无机碱1～5％、碱金属盐3～12％、有机碱4～10％、有机溶剂3～10％、高分子聚合物1～10％、螯合剂0.1～2％、缓蚀剂0.1～3％、去离子水为余量，其中所述无机碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述碱金属盐为碱金属的碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐中一种或多种，所述有机碱为醇胺类化合物，所述有机溶剂为醇醚化合物，所述高分子聚合物为聚乙二醇和/或聚丙二醇，所述螯合剂为含金属钾和/或钠的螯合剂，所述缓蚀剂中包含苯甲酸钠。

在一种具体的实施方式中，所述碱金属盐为选自碳酸钾、碳酸钠、硅酸钠及磷酸钠中一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述有机碱为选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述有机溶剂为选自乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述高分子聚合物为选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇1000、聚乙二醇6000、聚丙二醇400及聚丙二醇600中的一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述螯合剂为选自乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钾、柠檬酸钾及酒石酸钠中的一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述缓蚀剂中还包含没食子酸、苯骈三氮唑、己二酸的一种或多种。

在一种具体的实施方式中，所述光刻胶剥离液包括无机碱2～3％、碱金属盐7～8％、有机碱4～8％、有机溶剂5～7％、高分子聚合物2～4％、螯合剂0.2～1％、缓蚀剂0.5～1.5％、去离子水为余量。

本发明还提供一种光刻胶剥离液的稀释液，包括如上任意一项所述剥离液用去离子水稀释1～10倍得到。

本发明还提供一种如上所述剥离液或稀释液在清洗ITO玻璃上的光刻胶的应用，其中，清洗温度为40～50℃。

采用一定量的有机溶剂可以使剥离液各组份之间兼容性更好，同时有利于控制剥离液浊点。采用一定量的特定高分子聚合物可以使剥离液泡沫低、抑泡效果好，常温下不分层。采用苯甲酸钠为缓蚀剂，优选采用苯甲酸钠和没食子酸、苯骈三氮唑、己二酸中的一种或多种为混合缓蚀剂时，本发明的剥离液在40～50℃使用温度下剥离速率快，可使产品获得较好的洁净度，同时不腐蚀ITO线路和基板。

本发明提供的光刻胶剥离液制备方法简单，只需在室温下将相应重量份的各种组份混合均匀即得。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优势：

1、本发明的剥离液在使用温度下基本无泡、同时有抑泡效果，不含有机硅类消泡剂，不会因为泡沫问题影响现场生产作业。

2、本发明的剥离液室温为均一溶液，但在使用温度下溶液会分层，可使剥离后的胶膜漂浮在上层液体中，避免沉入底部，被循环泵抽走，不会堵塞过滤网和滤芯，可延长使用寿命，提升剥膜效果。

3、本发明的剥离液可使产品获得较好的洁净度，同时不腐蚀ITO线路和基板。

4、本发明的剥离液在40～55℃使用温度下剥离速率快，在使用过程中，该剥离液主要补充的是水，使用成本低。

具体实施方式

本发明通过以下实施方式具体说明，但本发明并不仅限于下述实施例。

实施例1

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钾2份，碳酸钾8份，二乙醇胺6份，二乙二醇丁醚6份，聚乙二醇600为2份，乙二胺四乙酸四钠0.5份，苯甲酸钠0.5份，苯骈三氮唑0.5份，水74.5份。

实施例2

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钠3份，碳酸钠7份，一乙醇胺6份，二乙二醇乙醚5份，聚乙二醇400为4份，柠檬酸钾0.5份，苯甲酸钠0.8份，没食子酸0.5份，水73.2份。

实施例3

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钠2份，碳酸钾8份，异丙醇胺6份，二乙二醇丁醚6份，聚乙二醇400为4份，乙二胺四乙酸四钠0.5份，苯甲酸钠0.5份，没食子酸0.5份，水72.5份。

实施例4

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钾2份，碳酸钠8份，二乙醇胺6份，乙二醇乙醚6份，聚乙二醇600为2份，乙二胺四乙酸四钠0.5份，苯甲酸钠0.5份，苯骈三氮唑0.5份，水74.5份。

实施例5

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钾3份，硅酸钠8份，二乙醇胺5份，乙二醇乙醚7份，聚丙二醇400为2份，乙二胺四乙酸四钠0.5份，苯甲酸钠0.5份，己二酸0.5份，水73.5份。

实施例6

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钠1份，碳酸钾10份，异丙醇胺4份，二乙二醇丁醚10份，聚乙二醇400为1份，乙二胺四乙酸四钠0.2份，苯甲酸钠0.2份，没食子酸0.5份，水73.1份。

实施例7

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钠5份，碳酸钾12份，异丙醇胺10份，二乙二醇丁醚3份，聚乙二醇400为5份，乙二胺四乙酸四钠1份，苯甲酸钠1份，没食子酸1.2份，水61.8份。

实施例8

负性光刻胶剥离液，由以下原料配制而成：

氢氧化钠3份，碳酸钾3份，异丙醇胺8份，二乙二醇丁醚5份，聚乙二醇400为10份，乙二胺四乙酸四钠0.5份，苯甲酸钠0.5份，没食子酸1份，水69份。

实施例9

用实施例3中所述光刻胶剥离液稀释5倍，得到光刻胶剥离液的稀释液。

上述实施例1～8中的光刻胶剥离液在温度为40～50℃下应用，实施例9中的光刻胶剥离液的稀释液在温度为55℃下应用均能取得很好的效果。本发明的剥离液在使用过程中基本无泡、同时有抑泡效果；所述剥离液室温时为均一溶液，但在使用温度下溶液会分层，可使剥离后的胶膜漂浮在上层液体中，避免沉入底部，被循环泵抽走，不会堵塞过滤网和滤芯，可延长使用寿命，提升剥膜效果。本发明的剥离液在使用温度下剥离速率快可使产品获得较好的洁净度，同时不腐蚀ITO线路和基板。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光刻胶剥离液，以质量百分含量计包括无机碱1～5％、碱金属盐3～12％、有机碱4～10％、有机溶剂3～10％、高分子聚合物1～10％、螯合剂0.1～2％、缓蚀剂0.1～3％、去离子水为余量，其中所述无机碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述碱金属盐为碱金属的碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐中一种或多种，所述有机碱为醇胺类化合物，所述有机溶剂为醇醚化合物，所述高分子聚合物为聚乙二醇和/或聚丙二醇，所述螯合剂为含金属钾和/或钠的螯合剂，所述缓蚀剂中包含苯甲酸钠。

2.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述碱金属盐为选自碳酸钾、碳酸钠、硅酸钠及磷酸钠中一种或多种。

3.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述有机碱为选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述有机溶剂为选自乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述高分子聚合物为选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇1000、聚乙二醇6000、聚丙二醇400及聚丙二醇600中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述螯合剂为选自乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钾、柠檬酸钾及酒石酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述缓蚀剂中还包含没食子酸、苯骈三氮唑、己二酸的一种或多种。

8.根据权利要求1所述剥离液，其特征在于，所述光刻胶剥离液包括无机碱2～3％、碱金属盐7～8％、有机碱4～8％、有机溶剂5～7％、高分子聚合物2～4％、螯合剂0.2～1％、缓蚀剂0.5～1.5％、去离子水为余量。

9.一种光刻胶剥离液的稀释液，包括如权利要求1～8中任意一项所述剥离液用去离子水稀释1～10倍得到。

10.一种如权利要求1～8中任意一项所述剥离液或如权利要求9所述稀释液在清洗ITO玻璃上的光刻胶的应用，其中，清洗温度为40～55℃。