TW201418913A - 一種去除光阻殘留物的清洗液 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種用於去除光阻殘留物的清洗液及其組成。該去除光阻殘留物的清洗液含有醇胺，有機溶劑，沒食子酸及其酯以及3-氨基-1,2,4-三氮唑。該去除光阻殘留物的清洗液不含有水、羥胺和氟化物。該清洗液在去除晶圓上的光阻殘留物同時，對於基材如金屬鋁、銀、銅、鈦、鎢和非金屬二氧化矽、氮化鎵等基本無腐蝕，在半導體及LED晶片清洗等領域具有良好的應用前景。

Description

一種去除光阻殘留物的清洗液
本發明涉及一種清洗液，更具體地說，涉及一種去除光阻殘留物的清洗液。
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塗布，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US5,529,887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US5,480,585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。故存在操作空間較小的問題。
由此可見，尋找更為有效抑制金屬腐蝕抑制方法和較大操作空件的光阻清洗液，係該類光阻清洗液努力改進的優先方向。
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於去除光阻殘 留物的清洗液及其組成。該清洗液在去除晶圓上的光阻殘留物同時，對於基材如金屬鋁、銀、銅、鈦、鎢和非金屬二氧化矽、氮化鎵等基本無腐蝕，同時對LED製程中金屬墊(Pad)的清洗效果更好，在半導體及LED晶片清洗等領域具有良好的應用前景。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種新型清洗液，其含有醇胺，有機溶劑，沒食子酸及其酯以及3-氨基-1,2,4-三氮唑。
其中，醇胺的含量為5-50wt%(質量百分比)，優選為10-45wt%。
其中，有機溶劑的含量為40-90wt%，優選為50-85wt%
其中，沒食子酸及其酯的含量為0.05-5wt%，優選為0.1-3wt%
其中，3-氨基-1,2,4-三氮唑的含量為0.01-5wt%，優選為0.05-3wt%
上述含量均為質量百分比含量；且本發明所公開的去除光阻殘留物的清洗液中，優選的，可不含有水、羥胺和/或氟化物。
本發明中，醇胺較佳的為單乙醇胺、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。優選單乙醇胺、二甘醇胺及其混合物。
本發明中，有機溶劑較佳的為亞碸、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；亞碸較佳 的為二甲基亞碸和甲乙基亞碸中的一種或多種；碸較佳的為甲基碸、環丁碸中的一種或多種；咪唑烷酮較佳的為2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；吡咯烷酮較佳的為N-甲基吡咯烷酮、N-環己基吡咯烷酮和N-羥乙基吡咯烷酮中的一種或多種；咪唑啉酮較佳的為1,3-二甲基-2-咪唑啉酮醯胺較佳的為二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺中的一種或多種；醇醚較佳的為乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚中的一種或多種。乙二醇烷基醚較佳的為乙二醇單***、二乙二醇單甲醚和二乙二醇單丁醚中的一種或多種；丙二醇烷基醚較佳的為丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚和二丙二醇單甲醚中的一種或多種。
本發明中，沒食子酸及其酯較佳的為沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸乙酯、沒食子酸丁酯、沒食子酸辛酯、沒食子酸月桂酯、1-沒食子酸甘油酯中的一種或多種。
本發明中的清洗液，可以在50℃至90℃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晶圓浸入本發明中的清洗液中，在50℃至90℃下浸泡10-30min後，取出漂洗後用高純氮氣吹乾。
本發明的積極進步效果在於：1)本發明的清洗液該在去除晶圓上的光阻殘留物同時，對於基材如金屬鋁、銀、銅、鈦、鎢和非金屬二氧化矽、氮化鎵等基本無腐蝕；2)對LED製程中金屬墊Pad的清洗效果更好。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 勻混合即可製得。
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。
按照表1和表2中各實施例以及對比實施例的成分及其比例配製拋光液，混合均勻。
效果實施例1
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90℃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3所示。
從表3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與實施例13可以看出，在其他組分一樣且操作條件相同的條件下，不加入沒食子酸及其酯，LED金屬墊的清洗有殘留，同時金屬鋁稍有腐蝕；從對比例2與實施例13可以看出，在其他組分一樣且操作條件相同的條件下，不加入3-氨基-1,2,4-三氮唑，LED金屬墊的清洗雖然乾淨但金屬鋁稍有腐蝕，說明在該體系中沒食子酸及其酯和3-氨基-1,2,4-三氮唑對金屬鋁的腐蝕抑制存在協同效應。從對比例3與實施例13可以看出，在其他組分一樣且操作條件相同的條件下，用5-氨基-1,2,4-三氮唑代替3-氨基-1,2,4-三氮唑未見有同樣的協同效應。
效果實施例2
為了進一步考察該類清洗液對金屬的腐蝕抑制的情況，本發明採用了如下技術手段：即將沒有圖案的各種金屬晶圓(鋁、銀、銅、鈦、鎢)分別浸入清洗液中，在85℃下利用恒溫振盪器以約60轉/分的振動頻率振盪60分鐘，然後經漂洗後用高純氮氣吹乾。用四點探針儀測試其浸泡前後電阻變化，並計算出其腐蝕速率，同時目檢其表面金屬光澤有無變化。其結果見表4。
表4部分實施例85℃的下金屬腐蝕速率，A/min
從表4中可以看出本發明的清洗液，其金屬腐蝕速率較小，金屬表觀的金屬光澤在清洗前後保持良好。
綜上，本發明的積極進步效果在於：1)本發明的清洗液該在去除晶圓上的光阻殘留物同時，對於基材如金屬鋁、銀、銅、鈦、鎢和非金屬二氧化矽、氮化鎵等基本無腐蝕；2)對LED製程中Pad的清洗效果更好。
應當理解的是，本發明所述wt%均指的是質量百分比含量 。
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 (16)

  1. 一種去除光阻蝕刻殘留物的清洗液，包含醇胺，有機溶劑，沒食子酸及其酯以及3-氨基-1,2,4-三氮唑。
  2. 如請求項1所述的清洗液，其中所述醇胺的含量為5-50wt%。
  3. 如請求項2所述的清洗液，其中所述醇胺的含量為10-45wt%。
  4. 如請求項1所述的清洗液，其中所述有機溶劑的含量為40-90wt%。
  5. 如請求項4所述的清洗液，其中所述有機溶劑的含量為50-85wt%。
  6. 如請求項1所述的清洗液，其中所述沒食子酸及其酯的含量為0.05-5wt%。
  7. 如請求項6所述的清洗液，其中所述沒食子酸及其酯的含量為0.1-3wt%。
  8. 如請求項1所述的清洗液，其中所述3-氨基-1,2,4-三氮唑的含量為0.01-5wt%。
  9. 如請求項8所述的清洗液，其中所述3-氨基-1,2,4-三氮唑的含量為0.05-3wt%。
  10. 如請求項1所述的清洗液，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)乙醇胺和二甘醇胺中的一種或多種。
  11. 如請求項10所述的清洗液，其中所述醇胺選自乙醇胺、二甘醇胺及其混合物。
  12. 如請求項1所述的清洗液，其中所述有機溶劑選自亞碸、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。
  13. 如請求項12所述的清洗液，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；所述碸選自甲基碸、環丁碸中的一種或多種；所述咪唑烷酮選自2-咪唑烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑烷酮中的一種或多種；所述吡咯烷酮選自N-甲基吡咯烷酮、N-環己基吡咯烷酮和N-羥乙基吡咯烷酮中的一種或多種；所述咪唑啉酮選自1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述醯胺選自二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺中的一種或多種；所述醇醚選自乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚中的一種或多種。
  14. 如請求項13所述的清洗液，其中所述乙二醇烷基醚為乙二醇單***、二乙二醇單甲醚和二乙二醇單丁醚中的一種或多種；所述丙二醇烷基醚為丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚和二丙二醇單甲醚中的一種或多種。
  15. 如請求項1所述的清洗液，其中所述沒食子酸及其酯選自沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸乙酯、沒食子酸丁酯、沒食子酸辛酯、沒食子酸月桂酯、1-沒食子酸甘油酯中的一種或多種。
  16. 如請求項1所述的清洗液，其中所述清洗液不含有水、羥胺和/或氟化物。
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