CN108803263A - 一种碱性光刻胶剥离液 - Google Patents

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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
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Abstract

一种碱性光刻胶剥离液，包括有机醇胺、极性有机溶剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂，本发明中的光刻胶剥离液，可以在30℃至100℃下完全去除晶圆表面上的光刻胶残留物，完全去除晶圆表面光刻胶残余物的同时，不腐蚀晶圆基底材料，特别是不腐蚀晶圆背部金属化层Ti/Ni/Ag层，在高温退火之后，能有效防止晶圆背面Ti/Ni/Ag白斑以及色差现象的产生。

Description

一种碱性光刻胶剥离液
技术领域
本发明提供了一种微电子领域，尤其是功率半导体器件和LED芯片制造工艺中用于去除光刻胶残余物的光刻胶剥离液，在利用该光刻胶剥离液在完成清洗及后续高温退火工艺后，不会对晶圆背金Ti/Ni/Ag表面造成白斑或色差现象。
背景技术
在通常的半导体器件制造过程中，需要光刻胶作为抗掩模进行图案化转移，经过曝光、显影、蚀刻等光刻工艺并完成图案化转移之后，需要去除光刻胶残余物，以便进行下一道工艺。在这个过程中要求完全除去光刻胶残余物，同时不能腐蚀任何基底材料。
功率半导体器件由于其自身具有驱动电路简单、驱动功率小、高输入阻抗和开关速度、良好的热稳定性和高频特性等一系列优点获得了广泛的应用。作为功率半导体器件的一个性能指标，需要降低器件的导通电阻。当前，在功率半导体器件制造过程中，为了使功率半导体器件具有较低的导通电阻，通常采用的技术手段是金属化晶圆背面，通过对晶圆背面剪薄清洗等工艺之后，在晶圆背面依次形成钛(Ti)/镍(Ni)/银(Ag)的金属层(少量的晶圆背面金属化层为Ti/Ni/Au)。因此要求在去除光刻胶残余物的工艺中，不能对晶圆背部最上层的金属化层Ag(Au)造成腐蚀和变色。尽管与许多金属相比，银的化学稳定性好，具有较强的抗腐蚀性能，但是由于湿法清洗工艺的特殊性，导致晶圆背部最上层的金属化层Ag非常容易受到光刻胶剥离液的腐蚀而变色，进而影响到LED芯片和功率半导体器件的良率和性能。
另外，为了改善金属和半导体之间的接触，通常在去胶工艺完成之后增加一步热退火工艺，退火温度在300～750℃之间，,通常为惰性气体氛围。当前这种工艺退火时极易造成背面Ti/Ni/Ag被氧化，产生白斑以及色差现象。当前市场上还没有一种光刻胶剥离液能够完全解决去胶及高温退火之后产生的白斑及色差现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是针对当前的功率半导体器件制造工艺过程中，经过光刻胶剥离液去胶及随后的高温退火工艺之后，晶圆背面Ti/Ni/Ag易于被氧化，产生白斑以及色差现象。从而开发一种去胶能力强，操作窗口大，能有效防止晶圆背面Ni/Ag的产生白斑以及色差现象的光刻胶剥离液。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种碱性光刻胶剥离液，包括有机醇胺、极性有机溶剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂，所述有机醇胺为单乙醇胺、N-二甲基乙醇胺、N-二乙基乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、2-氨基乙醇胺、乙基二乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺、二甘醇胺中的一种或多种，所述极性有机溶剂为亚砜、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，所述腐蚀抑制剂为含有氮、氧、硫等原子的有机腐蚀抑制剂，其中较佳的为多元醇类，脲类、酚类，唑类和有机羧酸类中的一种或几种，所述表面活性剂聚醚非离子表面活性剂，如NP-10、AEO9、OP-10、NP-8.6、JFC、Genapol EP2584、GenapolEP2454、Genapol X080、Rhodoclean EFC&MSC、Pluronic PE6200、Pluronic PE6400、Pluronic PE6800。
优选的，所述有机醇胺为单乙醇胺、N-甲基乙醇胺和二甘醇胺中的一种或其混合物。
优选的，所述有机醇胺占溶液的1-75％。
优选的，所述极性有机溶剂中的亚砜为二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种。
优选的，所述极性有机溶剂中的砜较佳的为甲基砜、环丁砜中的一种或多种。
优选的，所述极性有机溶剂中的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种。
优选的，所述极性有机溶剂中的吡咯烷酮较佳的为N-甲基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种。
优选的，所述极性有机溶剂中的酰胺为二甲基甲酰胺，二乙基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。
优选的，所述极性有机溶剂中的醇醚为二乙二醇单丁醚，三乙二醇单丁醚，二丙二醇单甲醚和三丙二醇单甲醚。
优选的，所述极性有机溶剂占溶液的20-95％。
优选的，所述腐蚀抑制剂中的多元醇为乙二醇，1,2-丙二醇，丙三醇，二乙二醇、二丙二醇、赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甲硫醇、乙硫醇、乙二硫醇、1-丙硫醇、1,3-丙二硫醇、苄硫醇、叔丁基硫醇、1-己硫醇、1-十二烷基硫醇、1-十六烷基硫醇中的一种或几种。
优选的，所述腐蚀抑制剂中的酚类为邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、4-甲基邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、4-羧基邻苯二酚、邻苯三酚、没食子酸、没食子酸甲酯、没食子酸乙酯和没食子酸正丙酯中的一种或几种。
优选的，所述腐蚀抑制剂中的唑类为1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-1,2,4-三唑、5-氨基四唑、苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、2-巯基苯并恶唑、巯基-苯并噻唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、1-苯基-5-巯基四氮唑中的一种或几种。
优选的，所述腐蚀抑制剂中的有机羧酸类为柠檬酸、马来酸、DL-苹果酸、邻苯二甲酸、半胱氨酸甲巯丙脯酸、甘氨酸、谷氨酸中的一种或几种。
优选的，所述腐蚀抑制剂占溶液的0.01-15％。
优选的，所述表面活性剂选择一种或几种。
优选的，所述表面活性剂占溶液的0.001-10％。
本发明中的光刻胶剥离液，可以在30℃至100℃下完全去除晶圆表面上的光刻胶残留物。将含有光刻胶残留物的晶圆片浸入本发明中的剥离液中，在30℃至100℃下浸泡合适的时间后，取出漂洗后用高纯氮气吹干。推荐在剥离液清洗之后，首先甲醇、乙醇、IPA或NMP润洗，然后去离子水清洗。
本发明的积极进步效果在于，光刻胶剥离液在完全去除晶圆表面光刻胶残余物的同时，不腐蚀晶圆基底材料，特别是不腐蚀晶圆背部金属化层Ti/Ni/Ag层，在高温退火之后，能有效防止晶圆背面Ti/Ni/Ag白斑以及色差现象的产生。完全解决了现有的光刻胶剥离液存在的Ti/Ni/Ag背金，清洗以及后续高温退火工艺之后产生的白斑以及色差现象。
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：
表1
为了进一步考察该光刻胶剥离液的实施效果，本发明采用了如下技术手段：即将背金为Ti/Ni/Ag的6寸功率半导体晶圆芯片切割成2cm*5cm的coupon wafer，该晶圆正面已通过光刻工艺完成图案化转移，分别将coupon wafer浸入光刻胶剥离液中，在30℃至90℃下浸泡3-30min，经漂洗后用高纯氮气吹干。然后在350℃真空烧结炉中进行真空退火，光刻胶残留物的清洗效果和背金Ti/Ni/Ag白斑以及色差现象。
表2部分实施例的晶圆清洗情况
表2
从表2中可以看出，本发明的光刻胶剥离液对功率半导体晶圆表面上的光刻胶残余物具有较好的清洗效果，同时不会造成晶圆背金Ti/Ni/Ag层的白斑以及色差的产生，操作温度范围广，操作窗口大。从对比例1，2和实施例6测试结果可以看出，不含有腐蚀抑制剂的光刻胶剥离液配方会背部金属化层Ti/Ni/Ag层造成发白以及色差现象，腐蚀抑制剂成分在配方具有非常明显的防止白斑及色差现象的产生。另外，有机胺含量过高，即使含有腐蚀抑制剂也会产生白斑及色差现象。
综上，本发明的积极进步效果在于，本发明的光刻胶剥离液去胶能力强，操作窗口大，在去胶以及后续高温退火工艺之后，不会造成晶圆Ti/Ni/Ag背金的白斑以及色差现象。
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 (7)

1.一种碱性光刻胶剥离液，包括有机醇胺、极性有机溶剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂，所述有机醇胺为单乙醇胺、N- 二甲基乙醇胺、N-二乙基乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、2-氨基乙醇胺、乙基二乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺、二甘醇胺中的一种或多种，所述极性有机溶剂为亚砜、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，所述腐蚀抑制剂为含有氮、氧、硫等原子的有机腐蚀抑制剂，其中较佳的为多元醇类，脲类、酚类，唑类和有机羧酸类中的一种或几种，所述表面活性剂聚醚非离子表面活性剂，如NP-10、AEO9、OP-10、NP-8.6、JFC、 Genapol EP2584、Genapol EP2454、Genapol X080、Rhodoclean EFC&MSC、Pluronic PE6200、PluronicPE6400、Pluronic PE6800。
2.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述有机醇胺为单乙醇胺、N-甲基乙醇胺和二甘醇胺中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述有机醇胺占溶液的1-75%。
4.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述极性有机溶剂中的亚砜为二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述极性有机溶剂中的砜较佳的为甲基砜、环丁砜中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述极性有机溶剂中的咪唑烷酮为2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种碱性光刻胶剥离液, 其特征在于所述极性有机溶剂中的吡咯烷酮较佳的为N-甲基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种。
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