TW201708983A

TW201708983A - 光阻殘留物清洗液

Info

Publication number: TW201708983A
Application number: TW105128009A
Authority: TW
Inventors: 黃達輝; 劉兵; 孫廣勝
Original assignee: 安集微電子科技（上海）有限公司
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-03-01
Also published as: CN106527066B; CN106527066A; TWI696898B

Abstract

本發明涉及一種光阻殘留物清洗液，其包括醇胺、酯類以及非酯類溶劑。該清洗液對金屬和非金屬的腐蝕速率較小並與石英設備相容。

Description

光阻殘留物清洗液

本發明公開了一種光阻殘留物清洗液。

在通常的LED和半導體製造工藝中，通過在一些材料的表面上形成光阻的光罩，曝光後進行圖形轉移，在得到需要的圖形之後，進行下一道工序之前，需要剝去殘留的光阻。在這個過程中要求完全除去不需要的光阻，同時不能腐蝕任何基材。

目前，光阻清洗液主要由極性有機溶劑、強鹼和/或水等組成，通過將半導體晶片浸入清洗液中或者利用清洗液沖洗半導體晶片，去除半導體晶片上的光阻。其中一類是含有水的光阻清洗液，其含水量一般大於5%；如JP1998239865公開了一種含水體系的清洗液，其組成是四甲基氫氧化銨(TMAH)、二甲基亞碸(DMSO)、1,3’-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水。將晶片浸入該清洗液中，於50~100℃下除去金屬和電介質基材上的20μm以上的光阻；其對半導體晶片基材的腐蝕略高，且不能完全去除半導體晶片上的光阻，清洗能力不足；又例如US5529887公開了由氫氧化鉀(KOH)、烷基二醇單烷基醚、水溶性氟化物和水等組成鹼性清洗液，將晶片浸入該清洗液中，在40~90℃下除去金屬和電介質基材上的光阻。其對半導體晶片基材的腐蝕較高。在這類清洗液中由於含有游離的強鹼性基團-OH，而且存在水，故其對金屬基材往往會造成一定的腐蝕。而另一類是基本上不含有水的光阻清洗液，其含水量一般小於5%，甚至基本上不含有水。如US5480585公開了一種含非水體系的清洗液，其組成是乙醇胺、環丁碸或二甲亞碸和鄰苯二酚，能在40~120℃下除去金屬和電介質基材上的光阻，對金屬基本無腐蝕。又例如US2005119142公開了一種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異丁基酮的非水性清洗液。該清洗液可以同時適用於正性光阻和負性光阻的清洗。非水性光阻清洗液由於不含有水，其對金屬基材基本無腐蝕；但該類清洗液在操作體系中混有少量的水的時候，其金屬的腐蝕速率會顯著上升，從而導致金屬基材的腐蝕。故存在操作視窗較小的問題。

本發明的目的是為了提供一種有效地去除光阻殘留物的光阻剝離液組成及其應用。這種光阻清洗液，具有對半導體中光阻的快速去除能力，同時對金屬鋁等具有非常低的蝕刻速率，還具有很好的耐水性。該光阻清洗液既能有效的去除光阻又能保護金屬，還能預防吸水帶來的金屬腐蝕速率升高問題。

本發明的目的是為了提供一種能夠去除晶圓上的光阻殘留物的低成本半導體晶圓清洗液，其不含有水、羥胺和氟化物，該清洗液對金屬和非金屬的腐蝕速率較小並與石英設備相容。

本發明的清洗液含有：i.醇胺1%-40%，優選1-30%；ii.酯類1%-40%，優選1%-30%；iii.非酯類溶劑，餘量。

其中，上述含量均為品質百分比含量，且不含有水、羥胺和氟化物。

本發明中，所述的醇胺選自單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺的一種或多種。

本發明中，酯類選自乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸丙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、1，2-二甲基丁酸乙酯、乙二醇碳酸酯、1,2-丙二醇碳酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、季戊四醇磷酸酯、磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯中的一種或多種。

本發明中，非酯類溶劑選自亞碸、碸、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醯胺和醇醚中的一種或多種。優選地，亞碸選自二甲基亞碸和甲乙基亞碸中的一種或多種；碸選自甲基碸、環丁碸中的一種或多種；咪唑烷酮選自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；吡咯烷酮選自N-甲基吡咯烷酮和N-環己基吡咯烷酮中的一種或多種；咪唑啉酮選自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；醯胺選自二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺中的一種或多種；醇醚選自二乙二醇單丁醚和二丙二醇單甲醚中的一種或多種。

本發明中的清洗液，可以在50℃至95℃下清洗晶圓上的光阻殘留物。具體方法如下：將含有光阻殘留物的LED金屬墊(Pad)晶圓分別浸入上述清洗液中，在50℃至95℃下利用恒溫振盪器以約60轉/分的振動頻率振盪10~30分鐘，然後經漂洗後用高純氮氣吹乾。

本發明的積極進步效果在於：1)本發明的清洗液通過醇胺、酯類物質、非酯類溶劑的作用，可在有效地去除有效地去除晶圓上的光阻殘留物，同時，對金屬鋁等極低腐蝕； 2)本發明的清洗液解決了傳統羥胺類清洗液中羥胺來源單一、價格昂貴、易爆炸，氟化物不環保、腐蝕大等問題；3)本發明的清洗液由於有非常好的耐水性，解決了傳統清洗液在清洗操作中由於水的吸收導致腐蝕增大的問題，在半導體晶片清洗等領域具有良好的應用前景。

下面通過具體實施例進一步闡述本發明的優點，但本發明的保護範圍不僅僅局限於下述實施例。

本發明所用試劑及原料均市售可得。本發明的清洗液由上述成分簡單均勻混合即可制得。

按照表1中各實施例的成分及其比例配製清洗液，混合均勻，用溶劑補足品質百分比至100%。

效果實施例

為了進一步考察該類清洗液的清洗情況，本發明採用了如下技術手段：即將含有光阻殘留物的LED金屬墊(Pad)晶圓分別浸入清洗液中，在50℃至95℃下利用恒溫振盪器以約60轉/分的振動頻率振盪10~30分鐘，然後經漂洗後用高純氮氣吹乾。光阻殘留物的清洗效果和清洗液對晶片的腐蝕情況如表2所示。

從表2可以看出，本發明的清洗液對含有光阻殘留物LED金屬墊(Pad)晶圓具有良好的清洗效果，使用溫度範圍廣。

從對比例1-1與實施例1可以看出，實施例1中，腐蝕抑制劑選用酯類化合物，隨著酯類物質的加入，實施例1較對比例1-1對金屬鋁的腐蝕抑更好，故對比例1-1與實施例1驗證了酯類物質的加入有利於金屬鋁腐蝕的抑制。相似地，對比例1-2中隨著酯類物質的添加，其它組分一樣且操作條件相同的條件下，驗證了酯類物質的加入有利於金屬鋁腐蝕的抑制，並且可以看出對比例1-1和1-2對金屬鋁的腐蝕抑制均沒有實施例1好。由上述對比例1-1,1-2及實施例1的效果實施例可知，隨著酯類物質的添加，可以更好地抑制金屬鋁的腐蝕。

對比例1-1和實施例1的對比，驗證了酯類物質不加的情況下，對金屬的腐蝕更嚴重。對比例1-1、1-2、1-3、1-4和實施例1的對比，驗證了酯類物質的加入量超過一定範圍，雖然對金屬腐蝕有很好的抑制，但對光阻的清洗影響很大，有大量光阻殘留。

綜上，本發明的積極進步效果在於：本發明的清洗液既能有效的去除光阻殘留物又能保護基材，還能預防吸水帶來的金屬腐蝕速率升高問題，在半導體晶片清洗等領域具有良好的應用前景。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。

Claims

一種光阻殘留物清洗液，所述清洗液包括醇胺、酯類以及非酯類溶劑。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述醇胺選自單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺和二甘醇胺的一種或多種。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述酯類選自乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸丙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、1，2-二甲基丁酸乙酯、乙二醇碳酸酯、1,2-丙二醇碳酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、季戊四醇磷酸酯、磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯中的一種或多種。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述非酯類溶劑選自亞碸、碸、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、醯胺和醇醚中的一種或多種。
如請求項4所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述亞碸選自二甲基亞碸和甲乙基亞碸中的一種或多種；碸選自甲基碸、環丁碸中的一種或多種；咪唑烷酮選自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；吡咯烷酮選自N-甲基吡咯烷酮和N-環己基吡咯烷酮中的一種或多種；咪唑啉酮選自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；醯胺選自二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺中的一種或多種；醇醚選自二乙二醇單丁醚和二丙二醇單甲醚中的一種或多種。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述醇胺的含量為1%-40%。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述醇胺的含量為1-30%。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，所述酯類的含量為1%-40%。
如請求項1所述的優選光阻殘留物清洗液，其中，所述酯類的含量為1%-30%。
如請求項1所述的光阻殘留物清洗液，其中，不含有水、羥胺和氟化物。