CN105759573A

CN105759573A - 一种用于去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物

Info

Publication number: CN105759573A
Application number: CN201510996684.XA
Authority: CN
Inventors: 卞玉桂; 马骥
Original assignee: SUZHOU RUIHONG ELECTRONIC CHEMICAL PRODUCT CO Ltd
Current assignee: SUZHOU RUIHONG ELECTRONIC CHEMICAL PRODUCT CO Ltd
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-07-13

Abstract

本发明涉及一种用于去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，其主要用途是在半导体器件制造过程中用于去除蚀刻后残留的光刻胶。所述光刻胶剥离液包含30～75质量％的极性溶剂，5～50质量％的有机酸化合物，0.01～8质量％的表面活性剂，0.01～5质量％的腐蚀抑制剂，0.01～2质量％的消泡剂。在所述过程中，中低温下去除半导体器件中蚀刻后残留的光刻胶，并且并对钛镍银底材金属的腐蚀最小化。

Description

一种用于去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物

技术领域

本发明涉及一种用于半导体制造工艺中去除蚀刻后残留光刻胶的剥离液组合物，该剥离液能有效去除蚀刻后残留的光刻胶，并且对钛镍银金属的腐蚀最小化。

背景技术：

电子行业迅速发展，光刻胶应用也越来越广泛，器件经涂布-显影-蚀刻，在底层材料蚀刻出所需线条后，则上层残留的蚀刻后的光刻胶也需要经过剥离液将其清理干净，但是由于其前道需要耐住蚀刻液的浸泡，显影后一般为了加强光刻胶和基材的黏附能力，需要提高烘烤温度来解决抗蚀性。而烘烤温度过高则对去胶产生影响。

LED和肖特基二极管中需要在钛镍银上涂胶做蚀刻，由于器件基材钛镍银的特殊性，最底层为金属钛，中间镀镍，最上层为金属银。由于最表层的银层一般在0.1um左右，经过蚀刻后需去除表面的光刻胶掩膜，通常LED光刻为酚醛树脂型正性光刻胶，而肖特基二极管所用的是环化橡胶型的负性光刻胶，本发明是采用一种剥离液可以同时去除正型和负型光刻胶，且不损伤银层表面。

由于工艺的特殊性，最上层的银裸露在空气中既容易被酸腐蚀，也容易被碱腐蚀，而通过等离子蚀刻时间比较长，投资成本大。本发明着重采用湿法去胶工艺，在120℃时去除银表面的光刻胶，同时对金属钛镍银的损伤控制在最低程度。

文献中一般的常规剥离液中含有的碱为无机碱溶液，如：NaOH、KOH的水溶液，但由于较强的碱性，容易对金属银层产生严重的腐蚀，使得表面发暗，时间长甚至可以腐蚀穿透。通常去除酚醛树脂的正性光刻胶且对金属防腐采用的是有机胺类剥离液，常规有机体系的剥离液中的胺主要是单乙醇胺或甲基乙醇胺等一级或二级胺。但是由于有机胺长时间且高温下裸露在空气中，容易吸收水分，导致其碱性升高，通常在第一次去除光刻胶时没有问题，但随之慢慢开始金属银层颜色变暗，就产生了腐蚀。另外，有机胺类剥离液在去胶完成后，通过纯水漂洗时去胶的基材用水冲洗，容易产生腐蚀。还有一点就是有机胺剥离液只能去除酚醛树脂类的光刻胶，不能去除环化橡胶类的负性光刻胶，在使用范围上有局限性。

现在越来越多的厂家选择有机溶剂系剥离液组合物，其中加入有机酸的成分来去除光刻胶。在其中加入的有机酸如苯酚，苯酚是是一种弱酸，可以起到剥离效果，但是能力太弱，其次苯酚会对金属镍产生腐蚀，经试验证明，苯酚在70℃时对镍的腐蚀速率60埃/分钟。本发明采用的酸是直链十二烷基苯磺酸，酸性强去胶能力强，可以有效的去除酚醛体系和环化橡胶体系的光刻胶。但该有机酸也不是没有缺点，其最主要的缺点是容易吸水和起泡。如果不加添加剂去克服这两点，也将不能用于工艺生产。十二烷基苯磺酸一旦跟水反应就产生酸性，本发明在剥离液中加入了靛红酸酐，其主要作用是在高温使用过程中和纯水冲洗流程中先于十二烷基苯磺酸跟水反应，保证了体系始终处于无水状态。为了克服该剥离液中存在的起泡问题，本发明主要采用添加消泡剂来解决。为了防止长时间混入水的情况下产生对基材的腐蚀，本发明中加入了金属防腐剂。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的存在的不足，提供一种光刻胶剥离液，其主要优点是快速去除蚀刻后残留光刻胶。优良性能、安全、低泡、不腐蚀钛镍银基板路线，可以同时去除酚醛树脂体系和环化橡胶体系的光刻胶。

为达到上述目的，本发明包含以下内容：

(A)含量为30～75％(质量含量)的有机溶剂

(B)含量为5～50％(质量含量)的有机酸化合物

(C)含量为0.01～8％(质量含量)的表面活性剂

(D)含量为0.01～5％(质量含量)的腐蚀抑制剂

(E)含量为0.01～5％(质量含量)的消泡剂

在本发明中，所含有的极性溶剂为C₁₀以上重芳烃石脑油溶剂，沸点大于150℃。而且，当所述极性溶剂质量含量在30％以下或75％以上时，所含的有机不能有效的去除基板残留的光刻胶。

本发明中，所含有的有机酸化合物是一种或多种选自以下组中的化合物：直链型十二烷基苯磺酸、支链型十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸等一种或几种混合物。

而且，当所述有机酸质量含量在5％以下时，因为所含的有机酸过少，不能有效去除基板残留的光刻胶；但当有机酸质量含量在50％以上时，由于所含有机酸过多，去胶能力变弱，泡沫变多，也是不适合的。

本发明中，所含有的表面活性剂为靛红酸酐。而且，当所述催化剂质量含量在0.01％以下不能有效的起到吸收水分的作用，但当该催化剂质量含量在5％以上时溶解困难，低温容易吸出，也是不合适的。

本发明中，所含有的腐蚀抑制剂为羟基乙叉二膦酸(HEDP)。而且，当所述的腐蚀抑制剂质量含量在0.01％以下或5％以上时，不能有效的抑制该发明产品对半导体底层金属基板的腐蚀。

本发明中，所含有的消泡剂为有机硅酮和二氧化硅混合物。而且，当所述消泡剂质量含量在0.01％以下或2％以上时，不能有效起到消泡作用。

具体实施方式

样品准备：

在5寸的钛镍银基片上涂布酚醛树脂体系正型光刻胶和环化橡胶体系负型光刻胶，经烘烤、曝光、显影、后烘。所采用正型光刻胶剂和负型光刻胶(苏州瑞红电子化学品有限公司生产，型号为RZJ-304-50/RFJ-210-450)利用旋涂方式得到膜厚为4um。将上述涂胶片在100℃的烘箱中预烘焙30分钟。然后利用预先选定的掩膜图形放置在图胶片上进行曝光。随后在浸置于显影液中(苏州瑞红电子化学品有限公司生产，型号为RZX-3038、RFX-2277)，23℃下90秒内显影，经漂洗，放入烘箱中110℃烘烤35分钟，放入蚀刻液中蚀刻。这样，就制成了所需要的样品。

具体实施例：

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明所限制在所述的实施例范围之中。

剥离液测试：

1.剥离液的配置：

成分	含量
		重石脑油	30～75％
十二烷基苯磺酸	5～50％
		靛红酸酐	0.01～8％
羟基乙叉二膦酸	0.01～5％
		有机硅酮和二氧化硅混合物	0.01～5％

2.剥离液的能力测试；

将做好的样品在温度120℃的配剥离液中浸泡30分钟，然后用去离子水冲洗干净。继而在SEM显微镜下观察去胶干净、且钛、镍、银金属基本无腐蚀，符合生产工艺要求。

由上所述，本发明一种剥离液可以快速去除钛镍银层金属蚀刻后残留正型和负型光刻胶，使用过程中不起泡，并且对底层的钛镍银金属没有腐蚀，应用前景十分良好。

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims

1.一种用于去除钛镍银表面残留光刻胶的离液组合物，在半导体器件制造过程中用于去除蚀刻后残留的光刻胶。所述光刻胶剥离液包含30～75质量％的极性溶剂，5～50质量％的有机酸化合物，0.01～8质量％的表面活性剂，0.01～5质量％的腐蚀抑制剂，0.01～2质量％的消泡剂。在所述过程中，中低温下去除半导体器件中蚀刻后残留的光刻胶，并且并对钛镍银底材金属的腐蚀最小化。

2.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，包括30～75质量％的极性溶剂。其中所述极性溶剂是一种或多种选自以下组中的化合物：C₁₀以上重芳烃石脑油溶剂，沸点大于150℃。

3.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，包括5～50质量％的有机酸化合物。其中所述的有机酸是一种或多种选自以下组中的化合物：直链型十二烷基苯磺酸、支链型十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸等一种或几种混合物。

4.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，包括0.01～8质量％表面活性剂。其中所述的表面活性剂为靛红酸酐。

5.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，包括0.01～5质量％的腐蚀抑制剂。其中所述的腐蚀抑制剂为羟基乙叉二膦酸(HEDP)。

6.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，包括0.01～5质量％的消泡剂。其中所述的消泡剂为有机硅酮和二氧化硅混合物。

7.去除钛镍银表面蚀刻残留光刻胶的剥离液组合物，所述半导体器件衬底包括：含有钛镍银金属衬底。