一种适用半导体集成电路的光刻胶剥离液及制备方法
阅读说明：本技术 一种适用半导体集成电路的光刻胶剥离液及制备方法 (Photoresist stripping liquid suitable for semiconductor integrated circuit and preparation method thereof ) 是由 刘江华 冯继恒 尹淞 鲁晨泓 张建 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用半导体集成电路的光刻胶剥离液及制备方法,包括非腐蚀性有机胺和极性非离子溶剂；以质量百分比计,非腐蚀性有机胺1-70％,极性非离子溶剂30-99％。本发明不含有腐蚀性的强碱,清洗后无光刻胶残留,可直接水洗,不会产生金属层腐蚀。(The invention discloses a photoresist stripping liquid suitable for a semiconductor integrated circuit and a preparation method thereof, comprising non-corrosive organic amine and a polar non-ionic solvent; 1-70% of non-corrosive organic amine and 30-99% of polar non-ionic solvent by mass percentage. The invention does not contain corrosive strong base, has no photoresist residue after cleaning, can be directly washed by water, and does not generate corrosion of a metal layer.)
技术领域
本发明涉及一种适用半导体集成电路的光刻胶剥离液及制备方法。
背景技术
光刻工艺是半导体以及显示领域制造中最为重要的步骤之一。主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片或者其它衬底上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。在光刻过程中，需在衬底上涂一层光刻胶，经紫外线曝光后，光刻胶的化学性质发生变化，在通过显影后，被曝光的正型光刻胶(负型光刻胶为未曝光区被显影去除)将被去除，从而实现将电路图形由掩膜版转移到光刻胶上。再经过刻蚀过程，实现电路图形由光刻胶转移到衬底上。完成上述图案化转移之后，需要将光刻胶及其残余物清洗干净以便进行下一步的操作。
当前的光刻胶剥离液主要成分含有电离较强的有机胺。如下所示:
如美国杜邦EKC200系列光刻胶剥离液产品，中国台湾三福三福M15系列等产品，由于含有腐蚀性或者电离较强的有机胺，都需要IPA(异丙醇)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)等中间溶剂的润洗，这会造成成本的增加和工艺流程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是光刻胶剥离液不含有腐蚀性的有机胺，清洗后无光刻胶残留，可直接水洗，不会产生金属层腐蚀。
本发明适用半导体集成电路的光刻胶剥离液是通过以下技术方案来实现的：包括非腐蚀性有机胺和极性非离子溶剂；以质量百分比计，非腐蚀性有机胺 1-70％，极性非离子溶剂30-99％。
作为优选的技术方案，以质量百分比计，非腐蚀性有机胺5-45％，极性非离子溶剂60-98％。
作为优选的技术方案，非腐蚀性有机胺选自二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、单异丙醇、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二甘醇胺、三甘醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N’N-二甲基乙醇胺、N’N-二乙基乙醇胺、N-苄基-N-甲基乙醇胺、环已胺、哌嗪、吗啉、羟胺、已内酰胺中的一种或几种。
作为优选的技术方案，极性非质子性溶剂选自甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N- 甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢噻吩砜、乙腈、苄腈、N-甲基-吡咯烷酮、N-乙基-吡咯烷酮、1-环已基-2-吡咯烷酮、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、六亚甲基四胺、碳酸丙烯酯中的一种或几种。
作为优选的技术方案，光刻胶剥离液还包括缓蚀剂，以质量百分比为计，缓蚀剂0-20％。
作为优选的技术方案，以质量百分比为计，缓蚀剂0-10％；缓蚀剂选自与氧有作用的缓蚀剂或者与基底具有吸附或者螯和作用的缓蚀剂。
作为优选的技术方案，与氧有作用的缓蚀剂选自碳酸肼、二羟乙基肼、乙酰肼、2-肼基乙酰胺、羟胺、2-乙基羟胺、N,N-二乙基羟胺以及乙酰羟胺；具有吸附或者螯和作用的缓蚀剂选自醇类、酚类、唑类以及羧酸类。
作为优选的技术方案，具有吸附或者螯和作用的缓蚀剂的醇类选自乙二醇、 1,2-丙二醇、丙三醇、二乙二醇、二丙二醇、赤藓糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甲硫醇、乙硫醇、乙二硫醇、1-丙硫醇、1,3-丙二硫醇、苄硫醇、叔丁基硫醇、 1-己硫醇、1-十二烷基硫醇、1-十六烷基硫醇中的一种或几种；具有吸附或者螯和作用的缓蚀剂的酚类选自邻苯二酚，间苯二酚、对苯二酚、4-甲基邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、4-羧基邻苯二酚、邻苯三酚、没食子酸、没食子酸甲酯、没食子酸乙酯和没食子酸正丙酯中的一种或几种；具有吸附或者螯和作用的缓蚀剂的唑类选自1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-1,2,4-三唑、 5-氨基四唑、苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、2-巯基苯并恶唑、巯基-苯并噻唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、1-苯基-5-巯基四氮唑中的一种或几种。
一种适用半导体集成电路的光刻胶剥离液的制备方法，制备流程：将非腐蚀性有机胺、极性非离子溶剂和缓蚀剂依次加入搅拌溶解，在溶解过程中要控制有机碱放热的现象，整个溶解过程温度控制在30度以下，溶解完全后用0.1um 的滤芯过滤。
本发明的有益效果是：本发明不含有腐蚀性的强碱，清洗后无光刻胶残留，可直接水洗，不会产生金属层腐蚀。
具体实施方式
表1实施例正型光刻胶剥离液的组分和含量
表1
效果实施例
为了进一步考察该光刻胶剥离液的光刻胶去除效果，本发明采用了如下技术手段：先将铜基底用专用清洗剂清洗之后，超纯水洗涤，干燥；接着，在基板上通过旋涂机以800～1000rpm旋涂一层厚度为2um的的光刻胶膜，之后用烤箱在150℃的温度下进行固化而得到试片，用于试验光刻胶剥离液组合物对光刻胶的剥离性能；清洗工艺：将上述涂覆过光刻胶的硅片切割成10*10cm小块，然后利用浸泡或者喷淋工艺利用上述实施例进行清洗，清洗之后分别用去离子水清洗和氮气吹干；该光刻胶剥离液剥离效果以及基底腐蚀性能如表2所示：
表2
从上述表格的实施例中可以看出，本发明的光刻胶剥离液能有效铜基底表面的光刻胶，同时不腐蚀铜基底；具有实施范围大，操作窗口大等特点；最主要的不腐蚀铜基底；而采用碱性较强的四甲基氢氧化铵，由于四甲基氢氧化铵碱性较强，无论在去胶以及去胶后直接水洗过程中，都会对铜做成腐蚀。
综上所述，本发明的进步意义在于提供了一种用于半导体制造中去除敏感金属膜上光刻胶的光刻胶剥离液，该光刻胶剥离液不含有腐蚀性的有机碱，清洗后无光刻胶残留，可直接水洗，不会产生金属层腐蚀。
应当理解的是，本发明所述wt％均指的是质量百分含量。
本发明的光刻胶剥离液在使用过程中没有特殊限制，可以采用浸泡式或喷淋式。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
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