[发明专利]一种光刻胶的清洗液

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺中一种清洗液，具体的涉及一种较厚光刻胶清洗液。

背景技术

在通常的半导体制造工艺中，通过在二氧化硅、Cu(铜)等金属以及低k材料等表面上形成光刻胶的掩膜，曝光后进行图形转移，在得到需要的电路图形之后，进行下一道工序之前，需要剥去残留的光刻胶。例如，在晶圆微球植入工艺(bumping technology)中，需要光刻胶形成掩膜，该掩膜在微球成功植入后同样需要去除，但由于该光刻胶较厚，完全去除常较为困难。改善去除效果较为常用的方法是采用延长浸泡时间、提高浸泡温度和采用更富有攻击性的溶液，但这常会造成晶片基材的腐蚀和微球的腐蚀，从而导致晶片良率的显著降低。

目前，光刻胶清洗液主要由极性有机溶剂、强碱和/或水等组成，通过将半导体晶片浸入清洗液中或者利用清洗液冲洗半导体晶片，去除半导体晶片上的光刻胶。其中其常用的强碱主要是无机金属氢氧化物(如氢氧化钾等)和有机氢氧化物如四甲基氢氧化胺等。

如JP1998239865由四甲基氢氧化铵(TMAH)、二甲基亚砜(DMSO)、1，3’-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水等组成碱性清洗液，将晶片浸入该清洗液中，于50～100℃下除去金属和电介质基材上的20μm以上的厚膜光刻胶。其对半导体晶片基材的腐蚀略高，且不能完全去除半导体晶片上的光刻胶，清洗能力不足；WO2006/056298A1利用由四甲基氢氧化铵(TMAH)、二甲基亚砜(DMSO)，乙二醇(EG)和水组成碱性清洗液，用于清洗50～100μm厚的光刻胶，同时对金属铜基本无腐蚀；US6040117利用由TMAH、二甲基亚砜(DMSO)、1，3’-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水等组成碱性清洗液，将晶片进入该清洗液中，于50～100℃下除去金属和电介质基材上的20μm以上的厚膜光刻胶。又例如US5529887由氢氧化钾(KOH)、烷基二醇单烷基醚、水溶性氟化物和水等组成碱性清洗液，将晶片浸入该清洗液中，在40～90℃下除去金属和电介质基材上的厚膜光刻胶。其对半导体晶片基材的腐蚀较高。

由此可见，寻找更为有效抑制的金属腐蚀抑制剂，溶解更多光刻胶的溶剂体系该类光刻胶清洗液努力改进的优先方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对现有的厚膜光刻胶清洗液存在的清洗能力不足或者对半导体晶片图案和基材腐蚀性较强的缺陷，而提供一种对厚膜光刻胶清洗能力强且对半导体晶片图案和基材腐蚀性较低的光刻胶清洗剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于厚膜光刻胶的清洗液，该清洗液包含(a)氢氧化钾，(b)吡咯烷酮类溶剂，(c)季戊四醇，(d)醇胺，(e)间苯二酚。

其中，所述的氢氧化钾在清洗液中质量百分比较佳为0.1～10％；所述的吡咯烷酮类溶剂在清洗液中质量百分比较佳为10～90％；所述的季戊四醇在清洗液中质量百分比较佳为0.1～15％；所述的醇胺在清洗液中质量百分比较佳为0.1～55％；所述的间苯二酚在清洗液中质量百分比较佳为0.1～10％；所述的其它助溶剂在清洗液中质量百分比较佳为0～85％；

本发明中所述的吡咯烷酮类溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮。

本发明中所述的醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、2-(二乙氨基)乙醇、乙基二乙醇胺和二甘醇胺中的一种或几种。醇胺的存在有利于提高氢氧化钾和季戊四醇在体系中的溶解度，并有利于金属微球的保护。

本发明还可以进一步含有助溶剂，所述的助溶剂可选自亚砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、醇、醚、酰胺中的一种或多种。其中，所述的亚砜较佳的为二甲基亚砜；所述的砜较佳的为环丁砜；所述的咪唑烷酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮较佳的为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)；所述的酰胺较佳的为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇较佳的丙二醇、二乙二醇；所述的醚较佳的为丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚。

本发明中的低蚀刻性光刻胶清洗液，可以在室温至90℃下清洗100μm以上厚度的光刻胶，而且由于其中含有的间苯二酚和醇胺，可以对金属微球和金属微球下面的金属(UBM)表面形成一层保护膜，从而降低基材的腐蚀。吡咯烷酮类溶剂和季戊四醇的复合溶剂体系，有利于提高光刻胶的去除效率。具体方法如下：将含有光刻胶的半导体晶片浸入本发明中的低蚀刻性的光刻胶清洗剂，在室温至90℃下浸泡合适的时间后，取出洗涤后用高纯氮气吹干。