TWI415936B

TWI415936B - 低蝕刻性較厚光阻清洗液

Info

Publication number: TWI415936B
Application number: TW96144388A
Authority: TW
Inventors: Bing Liu; Libbert Hong-Xiu Peng; Robert Yongtao Shi
Original assignee: Anji Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW200923077A

Description

低蝕刻性較厚光阻清洗液

本發明係關於一種清洗液，並且特別地，本發明係關於一種低蝕刻性並能適用於清洗較厚光阻之清洗液。

在通常的半導體製造技術中，通過在二氧化矽、銅(Cu)等金屬以及低k材料等表面上形成光阻的掩膜，曝光後利用濕式或乾式刻蝕進行圖形轉移。在晶圓微球植入技術(bumping technology)中，也需要光阻材料形成掩膜,該掩膜在微球成功植入後同樣需要去除，但由於該光阻較厚，完全去除常較為困難。改善去除效果常用的方法是採用延長浸泡時間、提高浸泡溫度和採用蝕刻性更高的溶液，然而，此等方法常會造成晶片基材的腐蝕和微球的腐蝕，進而導致晶片良率的顯著降低。

因此，這一問題亟待解決。於專利文獻WO2006/056298A1中，利用四甲基氫氧化銨(TMAH)、二甲基亞碸(DMSO)、乙二醇(EG)以及水組成鹼性清洗劑，用以清洗50~100微米厚的光阻，同時對於金屬銅基本上無腐蝕性。於專利文獻US2004/0074519A1中，利用苄基三甲基氫氧化銨(BTMAH)、N－甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇、腐蝕抑制劑、表面活性劑以及穩定劑組成鹼性清洗劑，用於清洗厚的負光阻。於專利文獻US6040117中，利用四甲基氫氧化銨、二甲基亞碸、1,3’－二甲基－2－咪唑烷酮(DMI)以及水等組成鹼性清洗劑，將晶片置入該清洗劑中，於50~100℃下除去金屬和電介質基材上的20μm以上之厚膜光阻。

於專利文獻US5962197中，利用丙二醇醚、吡咯烷酮、氫氧化鉀(KOH)、表面活性劑以及微量的水組成鹼性清洗劑，用以清洗光阻。於專利文獻US5529887中，利用二乙二醇單烷基醚、乙二醇單烷基醚、鹼金屬氫氧化物、水以及水溶性氟化物組成鹼性清洗劑，用以清洗光阻。

本發明之一範疇在於提供一種低蝕刻性並適用於清洗較厚光阻之清洗液，其包含氫氧化鉀、二甲基亞碸、苯甲醇以及乙醇胺。

本發明中，所述的氫氧化鉀的含量較佳的是品質百分比0.1%至10%，更佳的是品質百分比0.1%至3%；所述的二甲基亞碸的含量較佳的是品質百分比20%至98.8%，更佳的是品質百分比50%至98.4%；所述的苯甲醇的含量較佳的是品質百分比1%至50%，更佳的是品質百分比1%至30%；所述的乙醇胺的含量較佳的是品質百分比0.1%至50%，更佳的是品質百分比0.5%至30%。

本發明之清洗液進一步包含金屬緩蝕劑。此金屬緩蝕劑的含量較佳的是品質百分比0%至10%，更佳的是品質百分比0%至3%。

本發明中，所述的金屬緩蝕劑較佳的選自由酚類、羧酸、羧酸酯類、2－巰基苯並噻唑類、苯並三氮唑類、酸酐類或者膦酸以及膦酸酯類緩蝕劑所組成之群組。

其中，上述之酚類較佳的為苯酚、1,2－二羥基苯酚、對羥基苯酚或連苯三酚；上述之羧酸、羧酸酯類較佳的為苯甲酸、對氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸甲酯、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸甲酯、沒食子酸或沒食子酸丙酯；上述之酸酐類較佳的為乙酸酐、己酸酐馬來酸酐或聚馬來酸酐；上述之磷酸、磷酸酯類較佳的為1,3－(羥乙基)－2,4,6－三膦酸。其中，較佳的金屬緩蝕劑為苯並三氮唑(BTA)和2－巰基苯並噻唑(MBT)。

本發明之清洗液，藉由上述成分簡單均勻混合即可獲得。

相較於先前技術，本發明之低蝕刻性較厚光阻清洗液包含苯甲醇和乙醇胺。苯甲醇可作為溶劑以溶解氫氧化鉀，同時對金屬銅有較好的保護作用；乙醇胺可在對金屬微球和金屬微球下面的金屬表面形成一層保護膜，進而降低基材的腐蝕。本發明的清洗液可以用於除去金屬、金屬合金或電介質基材上的光阻和其他殘留物，尤其能適用於較厚(厚度大於100微米)光阻的清洗，同時對於銅等金屬具有較低的蝕刻速率，在半導體晶片清洗等微電子領域具有良好的應用前景。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述得到進一步的瞭解。

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。

實施例1~19 低蝕刻性較厚光阻清洗液

於表1中標示實施例1~19之低蝕刻性較厚光阻清洗液的組成配方，按照表1之配方簡單均勻混合各成分即可獲得此清洗液。

效果實施例1

表2標示了對比清洗液1~2以及清洗液1~4的成分和含量。

依照表2的配方，將各成分均勻混合以獲得各清洗液。對比清洗液1無法形成均勻的溶液，說明了氫氧化鉀在二甲亞碸中的溶解度較小。對比清洗液2則說明了加入苯甲醇能提高氫氧化鉀在溶液中的溶解度，能形成均勻的溶液。

將包含厚度為120um之光阻的半導體晶片分別浸入對比清洗液2和清洗液1~4浸泡，之後取出並在高純氮氣下吹乾。實驗條件及測定出各清洗液的清洗效果如表3所示。

由表3可以看出，在存在氫氧化鉀並且未加入乙醇胺的情況下(如對比清洗液2所示)，對金屬微球的腐蝕較重。加入乙醇胺後(如清洗液1~4所示)，金屬微球腐蝕情況明顯受到抑制。這表明乙醇胺對金屬微球具有腐蝕抑制作用。但乙醇胺的加入會引起銅金屬的腐蝕加大(如清洗液1所示)，故需在氫氧化鉀、乙醇胺以及苯甲醇的用量上作適當平衡(如清洗液2~3所示)。

綜上所述，本發明之低蝕刻性較厚光阻清洗液對較厚(厚度大於100微米)光阻有顯著的清洗效果，且對金屬銅有較好的保護作用；對金屬微球具有明顯的腐蝕抑制作用。

本發明所使用的原料和試劑均為市售產品。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

Claims

一種低蝕刻性較厚光阻清洗液，包含氫氧化鉀、二甲基亞碸、苯甲醇以及乙，其中該氫氧化鉀的含量為質量百分比0.1%至10%，該二甲基亞碸的含量為質量百分比20%至98.8%，該苯甲醇的含量為質量百分比1%至50%，該乙醇胺的含量為質量百分比0.1%至50%。
如申請專利範圍第1項所述之清洗液，其中該氫氧化鉀的含量為質量百分比0.1%至3%。
如申請專利範圍第1項所述之清洗液，其中該二甲基亞碸的含量為質量百分比50%至98.4%。
如申請專利範圍第1項所述之清洗液，其中該苯甲醇的含量為質量百分比1%至30%。
如申請專利範圍第1項所述之清洗液，其中該乙醇胺的含量為質量百分比0.5%至30%。
如申請專利範圍第1項所述之清洗液，其中該清洗液進一步包含一金屬緩蝕劑。
如申請專利範圍第6項所述之清洗液，其中該金屬緩蝕劑的含量為質量百分比0%至10%。
如申請專利範圍第7項所述之清洗液，其中該金屬緩蝕劑的含量為質量百分比0%至3%。
如申請專利範圍第6項所述之清洗液，其中該金屬緩蝕劑係選自由酚類、羧酸、羧酸酯類、2-巰基苯並噻唑類、苯並三氮唑類、酸酐類或者膦酸以及膦酸酯類所組成之群組。
如申請專利範圍第9項所述之清洗液，其中該酚類為苯酚、1,2-二羥基苯酚、對羥基苯酚或連苯三酚。
如申請專利範圍第9項所述之清洗液，其中該羧酸、羧酸酯類為苯甲酸、對氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸甲酯、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸甲酯、沒食子酸或沒食子酸丙酯。
如申請專利範圍第9項所述之清洗液，其中該酸酐類為乙酸酐、己酸酐、馬來酸酐或聚馬來酸酐。
如申請專利範圍第9項所述之清洗液，其中該磷酸、磷酸酯類為1,3-(羥乙基)-2,4,6-三膦酸。