CN109097201B - 一种去胶液及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体工业用清洗剂领域，尤其涉及一种去胶液及其制备方法与应用。该去胶液包括醇胺化合物、无机碱、水溶性有机溶剂、海藻糖、苯并三唑、渗透剂和水，上述去胶液配方合理，不易挥发，能完全去除光刻胶且不会腐蚀半导体基材。其制备方法包括：依次称取上述配方量的各原料组分，利用气动隔膜泵传送到反应釜中，经过定时循环搅拌使各原料组分混合均匀，采用精密过滤器过滤后即得，经检验合格后利用精密自动灌装机进行灌装。该制备方法全程自动化，不会引入杂质和污染，将其用于去除半导体基材上的光刻胶及其残留物，能达到很好的去除效果，不会对半导体基材产生腐蚀。

Description

一种去胶液及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及半导体工业用清洗剂领域，尤其涉及一种去胶液及其制备方法与应用。

背景技术

在半导体器件的制备过程需要涉及多次的光刻，光刻工艺主要包括涂胶、曝光、显影、腐蚀和去胶等步骤，在去胶步骤中，目前最主要的方法是使用去胶液进行除胶，去胶液的要求是：能够完全去除光刻胶，但不能对半导体基材产生腐蚀。

目前，去胶液主要由极性有机溶剂、碱和水等组成，通过将半导体晶片浸入去胶液中或者利用去胶液冲洗半导体晶片，来达到去除半导体晶片上的光刻胶的目的。在满足去胶目的的同时，去胶的过程中产生的以下问题日益受到人们的关注，例如有机溶剂受热挥发、去胶液某些组分受热分解，严重污染工作环境不利于工作人员的健康。因此，探索一种能完全去除光刻胶、不会腐蚀半导体基材且不易挥发，对工人操作环境污染小的去胶液配方非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去胶液，该去胶液配方合理，不易挥发，能完全去除光刻胶且不会腐蚀半导体基材。

本发明的第二目的在于提供一种上述去胶液的制备方法，该制备方法全程自动化，不会引入杂质和污染，能使去胶液具有较佳的作用效果。

本发明的第三目的在于提供一种上述去胶液的应用，将其用于去除光刻胶，能达到很好的去除效果，不会对半导体基材产生腐蚀。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现：

本发明提出一种去胶液，按质量百分数计，其包括以下组分：

进一步地，在本发明较佳实施例中，按质量百分数计，其包括以下组分：

进一步地，在本发明较佳实施例中，按质量百分数计，其包括以下组分：

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述醇胺化合物选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。在本发明的去胶液中，醇胺化合物中的OH^-能渗透至高分子材料制备的光刻胶内部从而促进光刻胶的溶解。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述无机碱选自氢氧化钾和氢氧化钠中的至少一种。在本发明中，小量的无机碱对金属铜和铝的腐蚀性很小，将小量的无机碱与醇胺化合物配合使用，能对光刻胶起到较好的溶解作用。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述水溶性有机溶剂选自二甲基亚砜、环丁砜、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。本发明的去胶液中，水溶性有机溶剂起到渗透至溶胀的光刻胶中而使光刻胶溶解的作用。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和琥珀酸二辛酯磺酸钠中的至少一种。本发明中的去胶液中，渗透剂对光刻胶具有很强的渗透力，能够增强有机溶剂和碱性化合物在光刻胶中的渗透。

其中，海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖，海藻糖易溶于水，是最稳定的二糖。苯并三唑，是白色到浅粉色针状结晶。能溶于多数有机溶剂和碱性水溶液，在电镀中用以表面纯化银、铜、锌，有防变色作用。同时，苯并三唑为良好的紫外光吸收剂。

在去胶液中添加海藻糖和苯并三唑，对半导体基材能够起到防腐蚀的作用，水洗后无残留。

本发明提供的去胶液呈无色透明或淡黄色液体，对芯片上残留的光刻胶在15min内即可完全清除，且对金属无腐蚀，本发明提供的去胶液成分稳定安全，不易挥发，不属于易燃品和危险品，通过密闭容器存放在阴凉、避光的环境中能够增加其保质期限。

本发明还提出了上述去胶液的制备方法，其包括以下步骤：依次称取上述配方量的各原料组分，利用气动隔膜泵传送到反应釜中，经过定时循环搅拌使各原料组分混合均匀，采用精密过滤器过滤后即得，经检验合格后利用精密自动灌装机进行灌装。

其制备流程为：来料检测→送料→过滤→混合→循环搅拌→精密过滤→检测→灌装→标贴→检验→入库。

本发明还提出了上述去胶液在去除半导体基材上的光刻胶及其残留物的应用。

本发明还提供上述应用的具体操作方法，将上述去胶液倒入容器中，然后将含有光刻胶残留物的半导体基材浸入容器中的去胶液中，在40℃至90℃下浸泡合适的时间后，取出用去离子水漂洗干净，再用高纯氮气吹干。

本发明较佳实施例提供的去胶液及其制备方法与应用的有益效果包括：本发明提供的去胶液配方合理，不易挥发，能完全去除光刻胶且不会腐蚀半导体基材。其制备方法全程自动化，不会引入杂质和污染，能使去胶液具有较佳的作用效果。将其用于去除半导体基材上的光刻胶及其残留物，能达到很好的去除效果，不会对半导体基材产生腐蚀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供的去胶液，其配方如下：水47.7kg、环丁砜20kg、二乙醇胺22kg、氢氧化钠1.5kg、海藻糖1kg、苯并三唑0.3kg和琥珀酸二辛酯磺酸钠3kg。

本实施例提供的去胶液的制备方法，包括以下步骤：依次称取上述配方量的各原料组分，利用气动隔膜泵传送到反应釜中，经过定时循环搅拌 300s让各种原材料混合反应均匀，采用精密过滤器过滤后即得，经检验合格后利用精密自动灌装机进行灌装。

实施例2

本实施例提供去胶液，其配方如下：水55.3kg、环丁砜25kg、二乙醇胺15kg、氢氧化钾1.8kg、海藻糖0.5kg、苯并三唑0.4kg和脂肪醇聚氧乙烯醚2kg，制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例提供的去胶液，其配方如下：水48.1kg、N-甲基吡咯烷酮15kg、单乙醇胺30kg、氢氧化钠1.2kg、海藻糖1.5kg、苯并三唑0.2kg和脂肪醇聚氧乙烯醚4kg，制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例提供的去胶液，其配方如下：水40.9kg、二甲基亚砜20kg、单乙醇胺35kg、氢氧化钾1kg、海藻糖2kg、苯并三唑0.1kg和琥珀酸二辛酯磺酸钠1kg，制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例提供的去胶液，其配方如下：水52.4kg、二甲基亚砜30kg、三乙醇胺10kg、氢氧化钾2kg、海藻糖0.1kg、苯并三唑0.5kg和琥珀酸二辛酯磺酸钠5kg，制备方法同实施例1。

实施例6

本实施例提供的去胶液，其配方如下：水46.8kg、γ-环丁砜10kg、三乙醇胺35kg、氢氧化钠1.2kg、海藻糖1.5kg、苯并三唑0.5kg和脂肪醇聚氧乙烯醚5kg，制备方法同实施例1。

对比例1

本对比例提供的去胶液，与实施例1提供的去胶液的区别在于：将海藻糖替换成等量的苯并三唑。

对比例2

本对比例提供的去胶液，与实施例1提供的去胶液的区别在于：将苯并三唑替换成等量的海藻糖。

对比例3

本对比例提供的去胶液，与实施例1提供的去胶液的区别在于：将海藻糖替换成等量的水。

对比例4

本对比例提供的去胶液，与实施例1提供的去胶液的区别在于：将苯并三唑替换成等量的水。

试验例1

为了评价上述实施例1～6和对比例1～4的去胶液的去胶效果，进行如下实验。将去胶液倒入容器中，然后将含有光刻胶残留物的半导体基材切割成尺寸3cm*3cm的芯片，浸入容器中的去胶液中，在75℃下浸泡 15min，取出用去离子水漂洗干净，再用高纯氮气吹干。通过光学显微镜和肉眼确认光刻胶的去除情况和金属的腐蚀情况，结果如表1所示。

光刻胶去除情况的评价基准

◎：去除100％

○：去除80％以上

△：去除60％以上

×：去除小于60％

××：无法去除

对金属(铜)的腐蚀情况的评价基准

◎：基本无腐蚀

○：略有腐蚀

△：中等腐蚀

×：严重腐蚀

为了评价去胶液因长时间使用而挥发所损失的程度，进行如下实验。

将上述实施例1～6和对比例1～4中制备的去胶液，在75℃下放置24h，测定去胶液挥发度，结果如表1所示

挥发度(％)＝[(实验开始去胶液质量)-(24小时后去胶液质量)/ 实验开始去胶液质量]×100

<评价基准>

◎：小于1％

○：1％以上且小于5％

△：5％以上且小于10％

×：10％以上且小于20％

××：20％以上

表1评价结果

从上表的评价结果可知，实施例1-6以及对比例1-4提供的去胶液均能在15min内完全去除芯片上的光刻胶。从金属腐蚀上看，采用实施例1-6 提供的去胶液进行除胶对芯片不产生腐蚀，而对比例1-4均产生了不同程度的腐蚀，尤其是对比例1和对比例3中的腐蚀达到了严重腐蚀的程度，说明在去胶液中添加海藻糖能够达到较好的防腐蚀效果，但从对比例2和对比例4的结果看，单独添加海藻糖后的去胶液依然对金属存在腐蚀，由此可见，实施例1-6去胶液配方中的海藻糖和苯并三唑的组合对于防止金属腐蚀具有协同的效果。从挥发度上看，除对比例1和对比例3有少量的挥发，其余各实施例和对比例基本没有挥发情况，说明去胶液配方中添加海藻糖能起到一定的抑制挥发的效果，能够延长去胶液的使用时间，并减少去胶液挥发对操作环境的污染。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种去胶液，其特征在于，按质量百分数计，其包括以下组分：

醇胺化合物 10.0%-35.0%；

无机碱 1.0%-2.0%；

水溶性有机溶剂 10.0%-30.0%；

海藻糖 0.1%-2.0%；

苯并三唑 0.1%-0.5%；

渗透剂 1.0%-5.0%；

余量为水；

所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和琥珀酸二辛酯磺酸钠中的至少一种；

所述醇胺化合物选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种；

所述水溶性有机溶剂选自二甲基亚砜、环丁砜、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的去胶液，按质量百分数计，其包括以下组分：

醇胺化合物 15.0%-30.0%；

无机碱 1.2%-1.8%；

水溶性有机溶剂 15.0%-25.0%；

海藻糖 0.5%-1.5%；

苯并三唑 0.2%-0.4%；

渗透剂 2.0%-4.0%；

余量为水。

3.根据权利要求1所述的去胶液，按质量百分数计，其包括以下组分：

醇胺化合物 22.0%；

无机碱 1.5%；

水溶性有机溶剂 20%；

海藻糖 1.0%；

苯并三唑 0.3%；

渗透剂 3.0%；

余量为水。

4.根据权利要求1-3任一项所述的去胶液，其特征在于，所述无机碱选自氢氧化钾和氢氧化钠中的至少一种。

5.权利要求1-4任一项所述去胶液的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：依次称取上述配方量的各原料组分，利用气动隔膜泵传送到反应釜中，经过定时循环搅拌使各原料组分混合均匀，采用精密过滤器过滤后即得，经检验合格后利用精密自动灌装机进行灌装。

6.权利要求书1-4任一项所述的去胶液在去除半导体基材上的光刻胶及其残留物的应用。