TWI438584B - 清洗厚膜光阻之清洗劑 - Google Patents

Description

清洗厚膜光阻之清洗劑

本發明係關於一種用以清洗厚膜光阻之清洗劑。

在一般的半導體製程中，通過在二氧化矽、銅等金屬及低k材料等表面上光阻之光掩模，在曝光後利用濕蝕刻法或乾蝕刻法進行圖形之轉移。由於在半導體製程中愈來愈常用到100μm以上之厚膜光阻，因此，如何使清洗劑能達到清洗厚膜光阻之功效已成為半導體製程中一項相當重要之研究課題。

在半導體晶片上進行光阻清洗之過程中，清洗劑常會造成晶片基板之腐蝕。尤其是在利用化學清洗劑除去金屬蝕刻殘餘物時，金屬腐蝕是相當普遍且非常嚴重之問題，時常導致晶片之良率顯著地降低。

目前，一般常見的光阻清洗劑主要由極性有機溶劑、強鹼及/或水等所組成，通過將晶片浸入清洗劑中或利用清洗劑沖洗半導體晶片，以去除晶片上的光阻。

在專利文獻JP1998239865中，揭露了一種鹼性清洗劑，係由四甲基氫氧化銨TMAH、二甲基亞碸(DMSO)、1,3'－二甲基－2－咪唑烷酮(DMI)和水等組成。將晶片浸入該清洗劑中，於50~100℃之溫度下，可以去除在金屬及電介質基板上超過20μm厚之厚膜光阻。然而，該清洗劑對半導體晶片基板之腐蝕性略高，且其清洗能力不足，無法完全去除晶片上之光阻。

在專利文獻US5529887中，揭露了一種鹼性清洗劑，係由氫氧化鉀、烷基二醇單烷基醚、水溶性氟化物及水所組成。將晶片浸入該清洗劑中，在40~90℃之溫度下，可以去除在金屬及電介質基板上之厚膜光阻。然而，該清洗劑對半導體晶片基板之腐蝕性較高。

在專利文獻US5962197中，揭露了一種鹼性清洗劑，係由氫氧化鉀、N－甲基吡咯烷酮、丙二醇醚、水和表面活性劑所組成。將晶片浸入該清洗劑中，於105℃之溫度下浸泡40min，可去除金屬和電介質基材上之厚膜光阻。該清洗劑需要在105℃下使用，然而，由於其清洗溫度較高，因此會造成半導體晶片基板的腐蝕。

根據本發明之光阻清洗劑，可以在50~70℃之溫度下清洗並去除100μm以上厚度的光阻。將含有光阻之晶片浸入該光阻清洗劑，在50~70℃之溫度下，用恒溫振盪器緩慢振盪30~120分鐘，再用去離子水進行洗滌，之後再用高純氮氣吹乾。

本發明提出一種用以清洗厚膜光阻之清洗劑。

本發明的清洗劑包含二甲基亞碸、氫氧化鉀、烷基醇胺及烷基二醇單苯基醚。

在本發明中，二甲基亞碸之較佳含量為質量百分比35~95%，更佳含量為質量百分比60~95%；氫氧化鉀的較佳含量為質量百分比0.1~5%，更佳含量為質量百分比0.5~3%；烷基醇胺之較佳含量為質量百分比0.1~20%，更佳含量為質量百分比0.5~10%；烷基二醇單苯基醚之較佳含量為質量百分比1~40%，更佳含量為質量百分比5~25%。

在本發明中，烷基醇胺可以為單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)或異丙醇胺。其中以單乙醇胺為佳。

在本發明中，烷基二醇單苯基醚可以為乙二醇單苯基醚(EGMPE)、丙二醇單苯基醚(PGMPE)、異丙二醇單苯基醚、二乙二醇單苯基醚、二丙二醇單苯基醚或二異丙二醇單苯基醚。其中以乙二醇單苯基醚、丙二醇單苯基醚或異丙二醇單苯基醚為佳。

在本發明中，清洗劑可進一步包含緩蝕劑。緩蝕劑可以為苯並三氮唑(BTA)、2-巰基苯並噁唑(MBO)或2-巰基苯並噻唑(MBT)。其中以2-巰基苯並噻唑最佳。緩蝕劑的較佳含量為小於或等於質量百分比5%，更佳含量為質量百分比0.05~2%。

本發明提出之清洗劑係由上述組成混合均勻而得。

本發明提出之清洗劑可以去除在金屬、金屬合金或電介質基板上之厚度超過100μm之厚膜光阻，因此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，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。

實施例1~6 清洗厚膜光阻的清洗劑

表1顯示該用以清洗厚膜光阻之清洗劑的實施例1~6之配方，按照表1中所列之組成及其含量，加以簡單混合均勻，即可製得各實施例之清洗劑。

效果實施例

表2顯示了清洗劑1~6之配方，按照表2中所列之組成及其含量，加以簡單混合均勻即可製得各清洗劑。

將清洗劑1~6用於清洗空白Cu晶片及含有100μm以上厚度的光阻之晶片，測試其對金屬Cu的腐蝕性及其對厚膜光阻的清洗能力，結果如表3所示。

清洗方法為：將空白Cu晶片及含有100μm以上厚度的光阻之晶片浸入光阻清洗劑，在50~70℃之溫度下，用恒溫振盪器緩慢振盪30~120分鐘，再用去離子水洗滌，之後用高純氮氣吹乾。

從表3可以看出，清洗劑1~6表現出對金屬Cu的低腐蝕性以及對厚膜光阻良好的清洗能力。

本發明所用之試劑均為市售可得。

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 (11)

1. 一種清洗厚膜光阻之清洗劑，包含二甲基亞碸、氫氧化鉀、烷基醇胺及烷基二醇單苯基醚，其中該烷基二醇單苯基醚的含量為質量百分比1~40%，該烷基醇胺的含量為質量百分比0.1~20%，該氫氧化鉀之含量為質量百分比0.1~5%，該二甲基亞碸之含量為質量百分比35~95%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該二甲基亞碸之含量為質量百分比60~95%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該氫氧化鉀之含量為質量百分比0.5~3%。
4. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該烷基醇胺的含量為質量百分比0.5~10%。
5. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該烷基二醇單苯基醚的含量為質量百分比5~25%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該烷基醇胺為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或異丙醇胺。
7. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，其中該烷基二醇單苯基醚為乙二醇單苯基醚、丙二醇單苯基醚、異丙二醇單苯基醚、二 乙二醇單苯基醚、二丙二醇單苯基醚或二異丙二醇單苯基醚。
8. 如申請專利範圍第1項所述之清洗劑，進一步包含一緩蝕劑。
9. 如申請專利範圍第8項所述之清洗劑，其中該緩蝕劑的含量為小於或等於質量百分比5%。
10. 如申請專利範圍第9項所述之清洗劑，其中該緩蝕劑的含量為質量百分比0.05~2%。
11. 如申請專利範圍第8項所述之清洗劑，其中該緩蝕劑為苯並三氮唑、2-巰基苯並噁唑或2-巰基苯並噻唑。