CN111880384B - 用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，包括以下重量百分比的组分：二乙二醇单丁醚30‑60％；N‑甲基吡咯烷酮10‑40％；N,N‑二甲基乙酰胺20‑40％；有机碱5‑20％和缓蚀剂0.02‑0.8％该组分因为含有溶剂和有机碱，对于晶圆表面的正性和负性光刻胶均有良好的去除效果，因为含有缓蚀剂，可以使有机碱对晶圆表面的铝、铜金属线路无明显攻击。本发明的缓蚀剂，可以有效缓解碱性环境下对铝和铜的攻击，其中，有机磷可以有效降低碱性环境下铜的腐蚀，本发明中采用植酸，其效果显著。咪唑啉可以和铝发生螯合，在铝面形成有机保护膜，可以抵御碱性环境对于铝的腐蚀。

Description

用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂

技术领域

本发明涉及化学材料领域，尤其涉及一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂。

背景技术

在晶圆封装中，晶圆表面会存在不同的材料电极，比如说铜或者铝。这些电极难以和外部电路直接互联，所以需要在晶圆表面通过其他处理的方式，将电极用其他线路图形引出来，重新排布，然后再通过打线或者凸块工艺和载板或者线路板进行互联。

为了能对芯片表面的电极重新排布，需要将晶圆表面先用真空镀将整个表现覆盖，然后再用光刻胶覆盖，经过曝光和显影工序后，得到线路图形。比如说对于铝材质的电极，首先对晶圆整个表面进行真空镀铝，再涂光刻胶，再曝光显影后，漏出不需要的部分，用铝蚀刻液将不要的铝层蚀刻掉，然后再用去胶剂将固化的光刻胶清洗干净，这样晶圆表面就生成了铝线路图形。对于铜互连工艺来讲，先是在晶圆表面真空镀铜，然后再曝光显影，将线路上面的未固化的光刻胶显影干净，然后再经过电镀加厚，然后再将固化后的光刻胶用去胶剂清洗掉，再用蚀刻液将铜种子层蚀刻掉。

在这个过程中，需要使用化学品将光刻胶清洗掉，传统的一般使用丙酮可以清洗正性光刻胶，负性光刻胶采用一般碱性溶液清洗。对于正性光刻胶而言，丙酮因为挥发快，对人体危害大，且闪点低，其危险性较高，容易引起爆炸，而负性光刻胶的清洗因为强碱性，容易腐蚀铝线路。现在行业中为了安全和便捷，在寻求一种去胶剂，要求闪点高不易引起爆炸，并且要求去胶快速，能溶于水，不能伤害铝、铜等晶圆表面的材质等要求。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，可以适合正性和负性光刻胶，具有去胶速度快，闪点高，低挥发，且对硅、铝、铜几乎不腐蚀的去胶剂。

为实现上述目的，本发明提供一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，包括以下重量百分比的组分：

二乙二醇单丁醚30-60％

N-甲基吡咯烷酮10-40％

N,N-二甲基乙酰胺20-40％

有机碱5-20％

缓蚀剂0.02-0.8％

该组分因为含有溶剂和有机碱，对于晶圆表面的正性和负性光刻胶均有良好的去除效果，因为含有缓蚀剂，可以使有机碱对晶圆表面的铝、铜金属线路无明显攻击。

其中，所述缓蚀剂包括咪唑啉和植酸两种。

其中，所述咪唑啉浓度为：0.01-0.5％，所述植酸浓度为：0.01-0.3％。

其中，按照所需比例将以上所需物料混合，搅拌均匀即可成去胶液，使用过程中辅助搅拌，循环，根据去胶的时候进行加热工序，温度一般在20℃至110℃，考虑到使用安全性和设备的耐热性，温度一般可以控制在室温20℃-70℃这个范围；去胶时候，将测试片浸泡在去胶剂中，光刻胶逐渐被去胶剂溶解，去胶干净后，水洗干燥，过程结束。

其中，所述有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、乙醇钠，乙醇钾中一种或多种。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，具有如下优势：光刻胶经过固化后，成为交联体，不溶于水或者溶剂，通过碱性物质所带的氢氧根，可以使其裂解为单体，这些单体可以被一些溶剂或者水溶解。然而在去胶过程中，碱性物质同时会攻击晶圆表面的金属线路，比如铝或者铜线路。碱性物质会和铝反应生成溶于水的偏铝酸根，会和铜反应生成铜酸根，如此一来就相当于对线路形成了攻击。本发明中的溶剂为常规溶剂，重点在于本发明的缓蚀剂，可以有效缓解碱性环境下对铝和铜的攻击，其中，有机磷可以有效降低碱性环境下铜的腐蚀，本发明中采用植酸，其效果显著。咪唑啉可以和铝发生螯合，在铝面形成有机保护膜，可以抵御碱性环境对于铝的腐蚀。由此，该去胶剂可以适合正性和负性光刻胶，具有去胶速度快，闪点高，低挥发，且对硅、铝、铜几乎不腐蚀的特点。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面对本发明作进一步地描述。

本发明提供的一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，包括以下重量百分比的组分：

包括以下重量百分比的组分：

二乙二醇单丁醚30-60％

N-甲基吡咯烷酮10-40％

N,N-二甲基乙酰胺20-40％

有机碱5-20％

缓蚀剂0.02-0.8％

其中，二乙二醇单丁醚、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺这三种均为溶剂。

该组分因为含有溶剂和有机碱，对于晶圆表面的正性和负性光刻胶均有良好的去除效果，因为含有缓蚀剂，可以使有机碱对晶圆表面的铝、铜金属线路无明显攻击。

在本实施例中，按照所需比例将以上所需物料混合，搅拌均匀即可成去胶液，使用过程中辅助搅拌，循环等，根据去胶的时候进行加热工序，温度在20℃至110℃，考虑到使用安全性和设备的耐热性，温度一般可以控制在室温20℃-70℃这个范围；去胶时候，将测试片浸泡在去胶剂中，光刻胶逐渐被去胶剂溶解，去胶干净后，水洗干燥，过程结束。

在本实施例中，所述有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、乙醇钠，乙醇钾中一种或多种。

在本实施例中，所述缓蚀剂包括咪唑啉和植酸两种。

在本实施例中，所述咪唑啉浓度为：0.01-0.5％，所述植酸浓度为：0.01-0.3％。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，具有如下优势：光刻胶经过固化后，成为交联体，不溶于水或者溶剂，通过碱性物质所带的氢氧根，可以使其裂解为单体，这些单体可以被一些溶剂或者水溶解。然而在去胶过程中，碱性物质同时会攻击晶圆表面的金属线路，比如铝或者铜线路。碱性物质会和铝反应生成溶于水的偏铝酸根，会和铜反应生成铜酸根，如此一来就相当于对线路形成了攻击。本发明中的溶剂为常规溶剂，重点在于本发明的缓蚀剂，可以有效缓解碱性环境下对铝和铜的攻击，其中，有机磷可以有效降低碱性环境下铜的腐蚀，本发明中采用植酸，其效果显著。咪唑啉可以和铝发生螯合，在铝面形成有机保护膜，可以抵御碱性环境对于铝的腐蚀。由此，该去胶剂可以适合正性和负性光刻胶，具有去胶速度快，闪点高，低挥发，且对硅、铝、铜几乎不腐蚀的特点。

为了说明该发明的优越性，和对比例，和市售的去胶液，传统的去胶液做对比测试，包括去胶时间、长时间加热后去胶剂体积的变化，对铜、铝、硅的腐蚀情况进行对比。测试统一配制1000mL的溶液，统一使用水域加热，使去胶剂的温度保持在50±2℃，光刻胶厚度为80μm，通过去胶过程中药水体积的变化，反应其挥发量。其中对铜、铝线路的腐蚀测试方法通过四探针测试完成，通过已知厚度的铜、铝种子层，通过测试其电阻的变化，来确定厚度减少。

选中了本发明的六个实施例，两种对比实施例，一种市售的去胶剂，

传统的丙酮去胶剂来作为对比，详细对比和结果如下表所示：

由以上结果可以看出，本发明的去胶剂，去胶速度快，对铝和铜的攻击低，从对比例可以看出，对于铜和铝攻击小的原因在于体系中含有缓蚀剂，可以有效的降低去胶剂对金属基材的攻击。和传统的丙酮对比可以看出，该体系的溶液挥发很低，且去胶速度很快。

以上公开的仅为本发明的实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

二乙二醇单丁醚30-60％；

N-甲基吡咯烷酮10-40％；

N,N-二甲基乙酰胺20-40％；

有机碱5-20％；

缓蚀剂0.02-0.8％；

该组分因为含有溶剂和有机碱，对于晶圆表面的正性和负性光刻胶均有良好的去除效果，因为含有缓蚀剂，可以使有机碱对晶圆表面的铝、铜金属线路无明显攻击；

所述缓蚀剂包括咪唑啉和植酸两种；

所述咪唑啉浓度为：0.01-0.5％，所述植酸浓度为：0.01-0.3％。

2.根据权利要求1所述的用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，其特征在于，按照所需比例将以上所需物料混合，搅拌均匀即可成去胶液，使用过程中辅助搅拌，循环，根据去胶的时候进行加热工序，温度在20℃至110℃；去胶时候，将测试片浸泡在去胶剂中，光刻胶逐渐被去胶剂溶解，去胶干净后，水洗干燥，过程结束。

3.根据权利要求1所述的用于去除晶圆表面光刻胶的环保型去胶剂，其特征在于，所述有机碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、乙醇钠，乙醇钾中一种或多种。