一种光刻胶清洗液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了光刻胶清洗液，尤其涉及一种低蚀刻的去除光阻蚀刻残留物的清洗 液。
【背景技术】
[0002] 在L邸和半导体元器件制造过程中，光阻层的涂敷、曝光和成像对元器件的图案 制造来说是必要的工艺步骤。在图案化的最后（即在光阻层的涂敷、成像、离子植入和蚀刻 之后）进行下一工艺步骤之前，光阻层材料的残留物需彻底除去。通常，在L邸和半导体器 件的制程中需使用多次光刻工艺，由于等离子蚀刻气体的离子和自由基引起与光刻胶的复 杂化学反应，光刻胶迅速与无机物的交联硬化，使得光阻层变得不易溶解从而更难于除去。 至今在L邸和半导体制造工业中一般使用两步法（干法灰化和湿蚀刻）除去送层光阻层 膜。第一步利用干法灰化除去光阻层（P时的大部分；第二步利用缓蚀剂组合物湿蚀刻/清 洗工艺除去且清洗掉剩余的光阻层，其步骤一般为清洗液清洗/漂洗/干燥。在送个过程 中只能除去残留的聚合物光阻层和无机物，而不能攻击损害金属层如铅层等。
[0003] 在目前的湿法清洗工艺中，用得最多的清洗液是含有居胺类和含氣类的清洗液， 居胺类清洗液的典型专利有 US6319885、US5672577、US6030932、US6825156、US5419779 和 US6777380B2等。经过不断改进，其溶液本身对金属铅的腐蚀速率已经大幅降低，但该类清 洗液由于使用居胺，而居胺存在来源单一、易爆炸等问题。而现存的氣化物类清洗液虽然 有了较大的改进，如US5, 972, 862、US 6, 828, 289等，但仍然存在不能很好地同时控制金属 和非金属基材的腐蚀，清洗后容易造成通道特征尺寸的改变；另一方面由于一些半导体企 业中湿法清洗设备是由石英制成，而含氣的清洗液对石英有腐蚀并随温度的升高而腐蚀加 剧，故存在与现有石英设备不兼容的问题而影响其广泛使用。
[0004] 尽管上述两类清洗液已经相对比较成功地应用于半导体工业，但是由于其各自的 限制和缺点，业界还是开发出了第H类的清洗液，送类清洗液既不含有居胺也不含有氣化 物。如US5981454A公开了含有有机酸和醇胺的PH在3. 5 -7的酸性清洗液，该清洗液很高 能够去除金属层和导电介质层的光刻胶。如US6103680A公开了含有低烷基链居基阱、水、 駿酸化合物和水溶性有机溶剂的清洗液，该清洗液对金属基本无腐蚀并且能够有效的去除 经过等离子体刻蚀后的残留物。送类既不含有居胺也不含有氣化物的清洗液既解决了居 胺的来源单一和安全环保方面的问题，又解决了含氣类清洗液非金属腐蚀速率不稳定的问 题。但是送类清洗液往往在使用过程中存在很大的局限性。因此尽管掲示了一些清洗液组 合物，但还是需要而且近来更加需要制备适应面更广的该类清洗液。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了提供一种能够去除晶圆上的光阻残留物的低成本半导体晶 圆清洗液，其不含有氣化物、居胺、环状胺和季胺氨氧化物；对金属和非金属的腐蚀速率较 小；并与石英设备兼容。
[0006] 本发明的一方面在于提供一种光刻胶清洗液，该光刻胶清洗液包括水、醇胺、醇 離，连苯H酪及其衍生物和C3-C6多元醇（3-6个碳原子的多元醇）。且该清洗液不含有氣 化物、居胺、环状胺和季胺氨氧化物。因而相较传统的清洗液，具有使用更安全稳定，效果更 温和的优点。
[0007] 其中，C3-C6多元醇为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙H醇、苏糖醇、赤溝醇、核糖醇、 阿拉伯糖醇、木糖醇、培罗糖醇、山梨醇、甘露醇、艾杜糖醇和/或半乳糖醇。C3-C6多元醇的 含量为质量百分比0. 1-5%。优选为质量百分比0. 1-3%。
[000引 其中，连苯H酪及其衍生物为连苯H酪、4-甲基连苯H酪、5-甲基连苯H酪、4-甲 氧基连苯H酪、5-甲氧基连苯H酪、5-叔了基连苯H酪、5-居甲基连苯H酪、没食子酸、没 食子酸甲醋和/或1-没食子酸甘油醋。其中，连苯H酪及其衍生物的含量为质量百分比 0.1-10%。优选为质量百分比0.5-8%。
[0009] 其中，水优选地可为去离子水，蒸傭水，超纯水，或通过其手段去除杂质离子的水。 水的含量为质量百分比5-40%。优选为质量百分比10-35%。
[0010] 其中，醇離为二己二醇单烷基離和/或二丙二醇单烷基離。且二己二醇单烷基離 优选为二己二醇单甲離、二己二醇单己離和/或二己二醇单了離；二丙二醇单烷基離优选 为二丙二醇单甲離、二丙二醇单己離和/或二丙二醇单了離。其中，醇離的含量为质量百分 比5-30%，优选为质量百分比10-25%。
[0011] 其中，醇胺为单己醇胺、N-甲基己醇胺、二己醇胺、H己醇胺、异丙醇胺、己基二己 醇胺、N，N-二己基己醇胺、N-(2-氨基己基）己醇胺和/或二甘醇胺。其中，醇胺的含量为 质量百分比30-70 %，优选为质量百分比40-60 %。
[0012] 本发明中的清洗液，可W在5(TC至8(TC下清洗晶圆上的光阻残留物。具体方法如 下：将含有光阻残留物的晶圆浸入本发明中的清洗液中，在5(TC至8(TC下浸泡合适的时间 后，取出漂洗后用高纯氮气吹干。
[0013] 本发明的技术效果在于：
[0014] 1)本发明的清洗液通过连苯H酪及其衍生物与C3-C6的多元醇复配，可在有效地 去除台阶刻蚀（mesa)、铁化鹤（TiW)、银（Ag)、金（Au)、二氧化娃（Si02)等刻蚀后晶圆上的 光阻残留物同时，实现了对金属和非金属腐蚀的抑制。
[0015] 2)本发明的清洗液解决了传统居胺类清洗液中居胺来源单一、价格昂贵、易爆炸 等问题；
[0016] 3)本发明的清洗液由于其非金属腐蚀速率较低；解决了传统氣类清洗液非金属 腐蚀速率不稳定的问题。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限 于下述实施例。
[0018] 本发明所用试剂及原料均市售可得。本发明的清洗液由上述成分简单均匀混合即 可制得。
[0019] 表1实施例及对比例清洗液的组分和含量
[0020]
[0022] 效果实施例
[0023] 为了进一步考察该类清洗液的清洗情况，本发明采用了如下技术手段：即将含有 光阻残留物的台阶刻蚀（mesa)、铁化鹤（TiW)、银（Ag)、金（Au)、二氧化娃（Si02)等刻蚀后 晶圆分别浸入清洗液中，在5(TC至85C下利用恒温振荡器W约60转/分的振动频率振荡 10~30分钟，然后经漂洗涂后用高纯氮气吹干。光阻残留物的清洗效果和清洗液对晶片的 腐蚀情况如表2所示。
[0024] 表2实施例及对比例清洗液的清洗效果
[00 巧]
阳027] 从表2可W看出，本发明的清洗液对含有光阻残留物的台阶刻蚀（mesa)、铁化鹤 (TiW)、银（Ag)、金（Au)、二氧化娃（Si02)等刻蚀后晶圆具有良好的清洗效果，使用温度范 围广，同时没有腐蚀金属和非金属二氧化娃。从对比例1和实施例11可W看出，使用常用的 二甲亚讽溶剂，并没有能够完全去除TiW和二氧化娃两种晶圆上的光阻残留物，同时对金 属金和银有攻击；而使用醇離作为溶剂，有利于光阻残留物的去除及金属金和银的保护。从 对比例2和实施例11可W看出，不加入连苯H酪及其衍生物的情况下，单独使用多元醇，即 使其用量达到实施例11中连苯H酪和多元醇的总和，并不能完全去除晶圆的光阻残留物， 同时金属铅有腐蚀。从对比例3和实施例11可W看出，如不加入多元醇，单独使用连苯H 酪，即使其用量达到实施例11中连苯H酪和多元醇的总和，还会产生金属铅和鹤的腐蚀。 综上，连苯H酪和多元醇在本体系中存在协同效应。
[0028] 应当理解的是，本发明所述Wt %均指的是质量百分含量。
[0029] W上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限 制于W上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和 替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和 修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种光刻胶清洗液，含有水、醇胺、醇醚，其特征在于，所述光刻胶清洗液还包括连苯 三酚及其衍生物和C3-C6多元醇。2. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述C3-C6多元醇为1，2-丙二醇、1，3-丙 二醇、丙三醇、苏糖醇、赤藓醇、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、塔罗糖醇、山梨醇、甘露醇、艾 杜糖醇和/或半乳糖醇。3. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述C3-C6多元醇的含量为质量百分比 0· 1-5%〇4. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述C3-C6多元醇的含量为质量百分比 0· 1-3%〇5. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述连苯三酚及其衍生物为连苯三酚、 4_甲基连苯三酚、5-甲基连苯三酚、4-甲氧基连苯三酚、5-甲氧基连苯三酚、5-叔丁基连苯 三酚、5-羟甲基连苯三酚、没食子酸、没食子酸甲酯和/或1-没食子酸甘油酯。6. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述连苯三酚及其衍生物的含量为质量 百分比0. 1-10%。7. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述连苯三酚及其衍生物的含量为质量 百分比0. 5-8%。8. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述水的含量为质量百分比5-40%。9. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述水的含量为质量百分比10-35%。10. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇醚为二乙二醇单烷基醚和/或二 丙-醇单烷基謎。11. 如权利要求10所述的光刻胶清洗液中其中，所述二乙二醇单烷基醚为二乙二醇单 甲醚、二乙二醇单乙醚和/或二乙二醇单丁醚；所述二丙二醇单烷基醚为二丙二醇单甲醚、 二丙二醇单乙醚和/或二丙二醇单丁醚。12. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇醚的含量为质量百分比5-30%。13. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇醚的含量为质量百分比10-25%。14. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇胺为单乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二 乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、乙基二乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基）乙醇胺 和/或二甘醇胺。15. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇胺的含量为质量百分比30-70%。16. 如权利要求1所述的光刻胶清洗液，其中，所述醇胺的含量为质量百分比40-60%。17. -种如权利要求1-16任一项所述的清洗液在去除光阻残留物的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种不含氟化物、羟胺、环状胺和季胺氢氧化物的去除光阻蚀刻残留物的清洗液及其组成。这种不含氟化物、羟胺、环状胺和季胺氢氧化物的低蚀刻性的去除光阻蚀刻残留物的清洗液含有(a)醇胺(b)醇醚(c)水(d)连苯三酚及其衍生物(e)多元醇(C3-C6)。这种低蚀刻性的去除光阻蚀刻残留物的清洗液能够容易快速的去除经过硬烤、干法刻蚀、灰化和等离子注入引起复杂化学变化后交联硬化的光刻胶及其残留物；并且对于基材基本没有攻击，如金属铝/铜/金/银/钛/钨，非金属二氧化硅等。本发明的清洗液在LED及半导体晶片清洗等领域具有良好的应用前景。
【IPC分类】G03F7/42
【公开号】CN105527803
【申请号】CN201410514269
【发明人】刘兵, 彭洪修, 黄达辉, 郑玢, 孙广胜, 张炜
【申请人】安集微电子（上海）有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日