CN106527066A

CN106527066A - 一种光阻残留物清洗液

Info

Publication number: CN106527066A
Application number: CN201510546617.8A
Authority: CN
Inventors: 黄达辉; 刘兵; 孙广胜; 郑玢
Original assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: TW201708983A; TWI696898B; CN106527066B

Abstract

本发明涉及一种光阻残留物清洗液，其包括醇胺、酯类以及非酯类溶剂。该清洗液对金属和非金属的腐蚀速率较小并与石英设备兼容。

Description

一种光阻残留物清洗液

技术领域

本发明公开了一种光阻残留物清洗液。

背景技术

在通常的LED和半导体制造工艺中，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。其中一类是含有水的光刻胶清洗液，其含水量一般大于5％；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。在这类清洗液中由于含有游离的强碱性基团—OH，而且存在水，故其对金属基材往往会造成一定的腐蚀。而另一类是基本上不含有水的光刻胶清洗液，其含水量一般小于5％，甚至基本上不含有水。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。非水性光刻胶清洗液由于不含有水，其对金属基材基本无腐蚀；但该类清洗液在操作体系中混有少量的水的时候，其金属的腐蚀速率会显著上升，从而导致金属基材的腐蚀。故存在操作窗口较小的问题。

本发明的目的是为了提供一种有效地去除光刻胶残留物的光刻胶剥离液组成及其应用。这种光刻胶清洗液，具有对半导体中光刻胶的快速去除能力，同时对金属铝等具有非常低的蚀刻速率，还具有很好的耐水性。该光刻胶清洗液既能有效的去除光刻胶又能保护金属，还能预防吸水带来的金属腐蚀速率升高问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够去除晶圆上的光刻胶残留物的低成本半导体晶圆清洗液，其不含有水、羟胺和氟化物，该清洗液对金属和非金属的腐蚀速率较小并与石英设备兼容。

本发明的清洗液含有：

i.醇胺1％-40％，优选1-30％；

ii.酯类1％-40％，优选1％-30％；

iii.非酯类溶剂，余量。

其中，上述含量均为质量百分比含量，且不含有水、羟胺和氟化物。

本发明中，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)乙醇胺和二甘醇胺的一种或多种。

本发明中，酯类选自乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸丙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、1，2-二甲基丁酸乙酯、乙二醇碳酸酯、1,2-丙二醇碳酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、季戊四醇磷酸酯、磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯中的一种或多种。

本发明中，非酯类溶剂选自亚砜、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。优选地，亚砜选自二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；砜选自甲基砜、环丁砜中的一种或多种；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；吡咯烷酮选自N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种；咪唑啉酮选自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；酰胺选自二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种；醇醚选自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50℃至95℃下清洗晶圆上的光刻胶残留物。具体方法如下：将含有光刻胶残留物的LED金属垫(Pad)晶圆分别浸入上述清洗液中，在50℃至95℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡10～30分钟，然后经漂洗后用高纯氮气吹干。

本发明的积极进步效果在于：

1)本发明的清洗液通过醇胺、酯类物质、非酯类溶剂的作用，可在有效地去除有效地去除晶圆上的光阻残留物，同时，对金属铝等极低腐蚀；

2)本发明的清洗液解决了传统羟胺类清洗液中羟胺来源单一、价格昂贵、易爆炸，氟化物不环保、腐蚀大等问题；

3)本发明的清洗液由于有非常好的耐水性，解决了传统清洗液在清洗操作中由于水的吸收导致腐蚀增大的问题，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。

按照表1中各实施例的成分及其比例配制清洗液，混合均匀，用溶剂补足质量百分比至100％。

表1

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：即将含有光阻残留物的LED金属垫(Pad)晶圆分别浸入清洗液中，在50℃至95℃下利用恒温振荡器以约60转/分的振动频率振荡10～30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

实施例	清洗温度(℃)	清洗时间(min)	金属铝腐蚀情况	晶圆清洗结果
					实施例1	55	30	◎	○
对比例1‐1	55	30	△	◎
					对比例1‐2	55	30	△	◎
对比例1‐3	55	30	○	◎
					对比例1‐4	55	30	◎	◎
实施例3	80	20	◎	○
					实施例5	95	25	◎	○

实施例7	70	25	△	◎
					实施例8	85	30	○	◎
实施例9	65	30	◎	◎
					实施例11	60	15	○	◎
实施例12	50	15	◎	◎
					实施例13	75	20	◎	○
实施例14	80	15	◎	◎
					实施例15	90	10	◎	○
实施例16	85	25	◎	◎

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，本发明的清洗液对含有光阻残留物LED金属垫(Pad)晶圆具有良好的清洗效果，使用温度范围广。

从对比例1-1与实施例1可以看出，实施例1中，腐蚀抑制剂选用酯类化合物，随着酯类物质的加入，实施例1较对比例1-1对金属铝的腐蚀抑更好，故对比例1-1与实施例1验证了酯类物质的加入有利于金属铝腐蚀的抑制。相似地，对比例1-2中随着酯类物质的添加，其它组分一样且操作条件相同的条件下，验证了酯类物质的加入有利于金属铝腐蚀的抑制，并且可以看出对比例1-1和1-2对金属铝的腐蚀抑制均没有实施例1好。由上述对比例1-1,1-2及实施例1的效果实施例可知，随着酯类物质的添加，可以更好地抑制金属铝的腐蚀。

对比例1-1和实施例1的对比，验证了酯类物质不加的情况下，对金属的腐蚀更严重。对比例1-1、1-2、1-3、1-4和实施例1的对比，验证了酯类物质的加入量超过一定范围，虽然对金属腐蚀有很好的抑制，但对光刻胶的清洗影响很大，有大量光刻胶残留。

综上，本发明的积极进步效果在于：本发明的清洗液既能有效的去除光刻胶残留物又能保护基材，还能预防吸水带来的金属腐蚀速率升高问题，在半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。

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

1.一种光阻残留物清洗液，所述清洗液包括醇胺、酯类以及非酯类溶剂。

2.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述醇胺选自单乙醇胺、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)乙醇胺和二甘醇胺的一种或多种。

3.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述酯类选自乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸丙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、1，2-二甲基丁酸乙酯、乙二醇碳酸酯、1,2-丙二醇碳酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、季戊四醇磷酸酯、磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述非酯类溶剂选自亚砜、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。

5.如权利要求4所述的光阻残留物清洗液，其中，所述亚砜选自二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；砜选自甲基砜、环丁砜中的一种或多种；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；吡咯烷酮选自N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种；咪唑啉酮选自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；酰胺选自二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种；醇醚选自二乙二醇单丁醚和二丙二醇单甲醚中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述醇胺的含量为1％-40％。

7.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述醇胺的含量为1-30％。

8.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，所述酯类的含量为1％-40％。

9.如权利要求1所述的优选光阻残留物清洗液，其中，所述酯类的含量为1％-30％。

10.如权利要求1所述的光阻残留物清洗液，其中，不含有水、羟胺和氟化物。