CN1103964A

CN1103964A - 去胶剂组合物

Info

Publication number: CN1103964A
Application number: CN 94110786
Authority: CN
Inventors: 曹宝成; 计峰; 马洪磊; 罗升旭
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2014-09-14
Also published as: CN1033464C

Abstract

本发明涉及一种去胶剂组合物，包括重量百分比 10—20％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和80—90％的下列有机溶剂之一或其任意比例的组合：苯乙酮，松油醇，苯甲醇，月桂醇；还可加入脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷和去离子水，以降低去胶剂组合物的沸点；本发明去胶剂可有效的去除固体表面环化橡胶系列负性光刻胶，去胶工艺简单成品率高。

Description

本发明涉及一种清洗固体表面光刻胶的去胶剂，属于半导体工业用清洗剂技术领域。

在半导体器件生产过程中，光刻是必不可少的一个重要环节，光刻是感光复印图象和选择性化学腐蚀相结合的综合技术。光刻工艺主要包括涂胶、曝光、显影、腐蚀和去胶等步骤，光刻结果的好坏与工艺过程中每一个步骤有关。涂胶是将光致抗蚀剂（即光刻胶，本发明通称光刻胶）涂在硅片表面，然后曝光;对于负性光刻胶来说，其曝光前是可溶性的，见光后发生光化学反应形成不溶性的高分子物质;经显影、腐蚀之后，光刻胶完成了保护基片上某些部分不被腐蚀的任务，就要被清除掉，即去胶，如果这层光刻胶去除不干净将直接影响硅平面器件和集成电路的成品率及产品质量。

现有的去胶方法有氧化法去胶、等离子体去胶、紫外光分解去胶和去胶剂（也称剥离液）去胶。等离子体去胶和紫外光分解去胶，设备投资大，工效低;氧化法去胶需用浓硫酸浓硝酸等强酸强碱煮沸，操作危险，污染环境。现有的去胶剂有J100、OMR-83等，其主要成分都是毒性较大的有机溶剂，如目前普遍使用的进口产品J100主要成分是二氯化苯、苯酚、四氯乙烯、烷基苯基亚磺酸，其中，前三位有机溶剂均有毒，苯酚还是一种致癌剧毒物质，有害于人体并污染环境，生产厂家苦于无良好的去胶剂可替代，不得不沿用至今。以上参见《半导体工艺化学原理》第110-129页，乔冠儒编，江苏科技出版社，1979年第1版。

本发明的目的是克服已有技术的缺点，提供一种无毒无腐蚀去胶能力强的去胶组合物。

光刻工艺中使用的光刻胶有正性和负性之分，负性光刻胶又有两大系列，一是聚乙烯醇肉桂酸系列光刻胶，另一种是环化橡胶系列光刻胶;环化橡胶系列光刻胶能与衬底材料，特别是铝、铬、钼、铜等金属衬底的粘附性较好，针孔少且具有良好的耐腐蚀性能，因此在集成电路及半导体工业中得到广泛的应用;本发明的主要任务是解决环化橡胶系列光刻胶去胶问题。

环化橡胶系列光刻胶主要成分是环化橡胶和交联剂。环化橡胶具有如下环状结构单元：

交联剂以双叠氮有机化合物较为重要，这类交联剂中芳香族叠氮化合物可谓代表，如2，6-双-（4’-叠氮苄叉）-4-甲基环乙酮，结构为：

双叠氮交联剂感光分解后生成的双叠氮自由基具有较强的化学活性极易与混和在一起的环化橡胶分子中的不饱和双键起加成反应，同时，双氮烯自由基又能从聚合物分子上摘取氢原子最终形成架桥交联结构，这种三维结构的物质是一种不易溶产物;而未感光的光刻胶仍保持其原有的溶解性能;上述三维结构的物质分子结构中主要是碳氢环和带有官能团的苯核，从以上要被去除的物质（即溶质）的结构上考虑，本发明选择了具有环状结构的碳氢化合物或者是带官能团的芳香族化合物作溶剂。结合对溶剂极性和无毒的要求，本发明提出可以作为溶剂的物质是下列之一或其组合：

（1）苯乙酮C₈H₈O，无色至淡黄色液体，有类似苦杏仁和山楂的气味，沸点202℃;又名甲基苯基甲酮;

（2）松油醇C₁₀H₁₈O，无色粘稠液体，有紫丁香香气，沸点214-224℃;又名松节油萜醇;

（3）苯甲醇C₇H₈O，无色液体，有微弱花香，沸点205.3℃;又名苄醇;

（4）月桂醇C₁₂H₂₆O，淡黄色油状液体，有紫罗兰香气，沸点255-259℃;又名十二醇;

为了增强对溶质的浸润，在上述溶剂中配上表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）或者同时再加入脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷。

综上所述，本发明去胶剂组合物至少包括下列组分：A.脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES），B.上述有机溶剂之一或其组合，其中，A含量为10-20%，B含量为80-90%，均为重量百分比，下同;当B是两种以上溶剂的组合时，各溶剂之间的比例可任意选择。

将上述各组分按常规方法混合均匀，所得组合物沸点大约在200℃，动力粘度约14厘泊，外观为浅黄色均匀透明液体。

在实际生产中，去胶操作温度一般选择在去胶液的沸点上下，这样可使溶质溶解速度最快;而被清洗的器件去胶后又要从去胶液中取至室温环境中，所以从提高成品率的角度出发，去胶温度与室温的温差越小越好，以避免某些器件在温差较大时发生脆裂;为了进一步降低去胶剂的沸点，同时也降低成本，增强去胶效果，本发明的组合物还可以在上述A、B组分中加入另一种表面活性剂C，脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷（固体）和去离子水D，这时各组分的重量百分比为：A10-15%，B50-75%，C1-5%，D余量。其中，最佳配比为：A10-15%，B60-75%，C1-2%，D余量。

上述组合物的混合，先将固体物C和粘稠液A按比例量溶于50℃左右的去离子水D中，混合均匀后，向该混合液中加入溶剂B，然后按常规方法混匀，所得组合物沸点110-125℃，动力粘度13±0.5厘泊，相对密度1±0.05，外观是浅黄色均匀透明的液体。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1.去胶剂100公斤

组分重量百分比

A 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES） 20公斤 20%

（西安产，乳白透明液体）

B苯乙酮（上海产，淡黄色液体） 80公斤 80%

上述去胶剂组合物沸点202℃，动力粘度14厘泊，外观浅黄色透明液体。

实施例2.如实施例1所述，不同的是组合物含A15%，B为45%的苯乙酮和40%的松油醇（即B85%）。

实施例3.如实施例1所述，不同的是组合物中B是：30%苯乙酮、30%松油醇和20%苯甲醇（B总计80%）。

实施例4.去胶剂100公斤

组分重量百分比

A 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES） 10公斤 10%

B 苯乙酮 40公斤 40%

松油醇 30公斤 30%

C 脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷 1公斤 1%

D 去离子水 19公斤 19%

上述组合物沸点120℃，动力粘度13厘泊，外观浅黄色透明液体。

实施例5.如实施例4所述，不同的是组合物中含A15%，B中苯乙酮30%，松节油35%，C 2%，D 18%。

实施例6.如实施例4所述，不同的是B中含苯乙酮40%，月桂醇35%。

以上以实施例4和实施例5为佳。

本发明的去胶剂组合物无毒无腐蚀性，略带香味，不属易燃品，但遇明火可燃，具有良好的稳定性，可长期存放。本发明的去胶剂组合物可有效地去除环化橡胶系列负性光刻胶，并对半导体器件上其它类似的胶也可有效地去除;具体去胶方法如下：

将待去胶的器件置入容器中，倒入本发明的去胶剂，在封闭式电炉（或板）上加热煮沸5-10分钟，取出后用水冲洗干净，干燥后目视或显微镜观察，器件表面无残胶斑点，无腐蚀点，硅片、铝层与钼片光亮清洁。去胶剂可保持一定的浓度重复使用。下面是本发明去胶剂与常用去胶剂J100的对比：

去胶剂	毒性	硅片涂胶厚度	去胶温度	去胶所需时间	效果
						J100	有毒	5um	120℃	10min	目视无斑点
本发明实施例4	无毒	10um	120℃	5min	目视无斑点

Claims

1、去胶剂组合物，其特征在于，包括重量百分比10-20%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和80-90%的下列有机溶剂之一或其任意比例的组合：苯乙酮，松油醇，苯甲醇，月桂醇。

2、如权利要求1所述的去胶剂组合物，其特征在于，所述组合物还包括脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷和去离子水，各组分的重量百分比如下：

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠A 10-15%

脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷C 1-5%

有机溶剂之一或组合B 50-75%

去离子水D 余量

3、如权利要求1所述的去胶剂组合物，其特征在于，所述组合物包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10-15%，脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷1-2%，苯乙酮30-40%，松油醇30-35%和余量的去离子水。

4、一种去除固体表面环化橡胶系列负性光刻胶的方法，包括使用权利要求1或2的去胶剂组合物。