CN109976109A - 一种光刻胶去除剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光刻胶去除剂，其包括醇胺，硼酸及其衍生物，有机溶剂及水。本发明的光刻胶去除剂，不含有季胺氢氧化物，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。

Description

一种光刻胶去除剂
技术领域
本发明涉及清洗液技术领域，尤其涉及一种用于半导体制造过程的光刻胶去除剂。
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。上述的清洗液中，由于含有游离的强碱性基团—OH，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。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种有效地去除光刻胶残留物的去除剂。本发明的光刻胶去除剂，不含有季胺氢氧化物，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。
本发明涉及一种光刻胶去除剂，其包括，醇胺，硼酸及其衍生物，有机溶剂及水。
优选地，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)乙醇胺及二甘醇胺中的一种或多种。
优选地，所述醇胺选自单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。
优选地，所述醇胺的质量百分比浓度为0.1-50％，更加优选地，为5-30％。
优选地，所述硼酸及其衍生物选自三乙醇胺硼酸酯、3-甲酰氨苯硼酸、2-氨基苯硼酸频哪醇酯、5-乙酰基噻吩-2-硼酸、二苯基硼酸-2-氨基乙酯、4-乙酰氧基苯基硼酸频呐醇酯、4-氨基甲酰苯硼酸、2-胺基嘧啶-5-硼酸频哪酯、4-乙酰苯硼酸、3-氨基-4-甲基苯硼酸、3-乙酰胺基苯硼酸、3-甲氧基羰基苯硼酸中的一种或多种。
优选地，所述硼酸的质量百分比浓度为0.01～10％，更加优选地，为0.3-5％。
优选地，有机溶剂选自亚砜、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。更加优选地，所述亚砜选自二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述砜选自甲基砜、环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮选自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述吡咯烷酮选自N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种；所述咪唑啉酮选自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述酰胺选自二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述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。
优选地，所述水的质量百分比浓度为0～30％。
与现有技术相比较，本发明的技术优势在于：
1)本发明的清洗液通过醇胺、有机溶剂、硼酸及其衍生物的作用，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季胺盐类、羟胺类清洗液价格昂贵、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
下面结合表格及具体实施例，详细阐述本发明的优势。
本发明所用试剂及原料均市售可得。按照表1中各实施例的成分及其比例混合，并搅拌均匀，利用有机溶剂补充质量百分比至100％。得到符合本发明的优选实施例如表1所述。
表1，符合本发明的优选实施例的组分及其含量
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：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，观察光阻残留物的清洗效果和清洗液对晶片的腐蚀情况，统计结果如表2所示。
表2，实施例的清洗效果及清洗后晶片的腐蚀情况
表3，对比例及清洗液的清洗效果及清洗后晶片的腐蚀情况
表4，表征晶圆清洗结果的符号说明
从表2可以看出，采用本发明的实施例清洗液可以实现在50℃以上的温度范围对晶圆进行清洗，且对含有光阻残留物LED金属垫(Pad)晶圆清洗后，晶圆上的光刻胶均可完全去除，消耗的清洗时间短，且对金属铝及铜基本无腐蚀。
具体地，从表3中，实施例7与对比例1的对比中可以看出，在其它组分一样且操作条件相同的条件下，虽然实施例与对比例可实现有效清洗晶圆上光刻胶的技术效果，但是，本发明实施例7表现出更好的防腐蚀性能，采用实施例7清洗的晶圆中金属铝和金属铜的腐蚀速率均远远低于对比例1中清洗液对晶圆上的金属铝及铜的腐蚀速率，结合对表1中对比例1及本发明实施例7中组合物的比对，可以推测本发明中的硼酸及其衍生物的加入有利于抑制清洗液对金属铝及铜的腐蚀。进一步地，通过不含硼酸及其衍生物的对比例2和本发明实施例2的清洗效果的对比，进一步验证了硼酸及其衍生物的加入有利于金属铝和铜腐蚀的抑制，特别是对金属铝，表现出了超低的腐蚀。
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，且在配方中不含有季胺氢氧化物，在半导体和LED晶片清洗等领域具有良好的应用前景。
应当理解的是，本发明所述％均指的是质量百分浓度。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种光刻胶去除剂，其特征在于，包括，醇胺，硼酸及其衍生物，有机溶剂及水。
2.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
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)乙醇胺及二甘醇胺中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述醇胺选自单乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。
4.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述醇胺的质量百分比浓度为0.1-50％。
5.如权利要求4所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述醇胺的质量百分比浓度为5-30％。
6.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述硼酸及其衍生物选自三乙醇胺硼酸酯、3-甲酰氨苯硼酸、2-氨基苯硼酸频哪醇酯、5-乙酰基噻吩-2-硼酸、二苯基硼酸-2-氨基乙酯、4-乙酰氧基苯基硼酸频呐醇酯、4-氨基甲酰苯硼酸、2-胺基嘧啶-5-硼酸频哪酯、4-乙酰苯硼酸、3-氨基-4-甲基苯硼酸、3-乙酰胺基苯硼酸、3-甲氧基羰基苯硼酸中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述硼酸及其衍生物的质量百分比浓度为0.01～10％。
8.如权利要求7所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述硼酸及其衍生物的质量百分比浓度为0.3-5％。
9.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
有机溶剂选自亚砜、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。
10.如权利要求9所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述亚砜选自二甲基亚砜和甲乙基亚砜中的一种或多种；所述砜选自甲基砜、环丁砜中的一种或多种；所述的咪唑烷酮选自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一种或多种；所述吡咯烷酮选自N-甲基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮中的一种或多种；所述咪唑啉酮选自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述酰胺选自二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种；
所述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。
11.如权利要求1所述的光刻胶去除剂，其特征在于，
所述水的质量百分比浓度为0～30％。
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