專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種厚膜光刻膠的清洗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝中的一種清洗劑，具體的涉及一種厚膜光刻膠的清洗劑。
背景技術(shù)：
：■本發(fā)明涉及一種用于厚膜光刻膠的清洗劑。在通常的半導(dǎo)體制造工藝中，通過(guò)在二氧化硅、Ol(銅)等金屬以及低k材料等表面上形成光刻膠的掩模，曝光后利用濕法或干法刻蝕進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移。100pm以上的厚膜光刻膠，尤其是lOO)im以上的厚膜負(fù)性光刻膠越來(lái)越多地應(yīng)用于半導(dǎo)體晶片制造工藝中，因而用于清洗厚膜光刻膠的清洗劑日益成為半導(dǎo)體晶片制造工藝的重要研究方向。目前，工業(yè)上大部分的光刻膠清洗劑都不能徹底去除晶片上經(jīng)曝光和刻蝕后的具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的負(fù)性光刻膠。另外，在半導(dǎo)體晶片進(jìn)行光刻膠的化學(xué)清洗過(guò)程中，清洗劑常會(huì)造成晶片圖案和基材的腐蝕。特別是在利用化學(xué)清洗劑除去刻蝕殘余物的過(guò)程中，金屬腐蝕是較為普遍而且非常嚴(yán)重的問(wèn)題，往往導(dǎo)致晶片良率的顯著降低。目前，光刻膠清洗劑主要由極性有機(jī)溶劑、強(qiáng)堿和/或水等組成，通過(guò)將半導(dǎo)體晶片浸入清洗劑中或者利用清洗劑沖洗半導(dǎo)體晶片，去除半導(dǎo)體晶片上的光刻膠。JP1998239865由四甲基氫氧化銨(TMAH)、二甲基亞砜(DMSO)、1，3，-二甲基-2-咪唑垸酮(DMI)和水等組成堿性清洗劑，將晶片浸入該清洗劑中，于50100。C下除去金屬和電介質(zhì)基材上的20拜以上的厚膜光刻膠。該清洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕略高，且不能完全去除半導(dǎo)體晶片的光刻膠，清洗能力不足。US5529887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堿性清洗劑，將晶片浸入該清洗劑中，在4090。C下除去金屬和電介質(zhì)基材上的厚膜光刻膠。該清洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕較高。US5962197由氫氧化鉀、N-甲基吡咯垸酮(NMP)、丙二醇醚、水和表面活性劑等組成堿性清洗劑，將晶片浸入該清洗劑中，在105"C下除去金屬和電介質(zhì)基材上的厚膜光刻膠。該清洗劑適用的清洗溫度較高，易造成半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕。US2004025976和WO2004113486由季銨氫氧化物、水溶性有機(jī)溶劑、水、緩蝕劑和質(zhì)量百分含量小于1.0wt。/。的氫氧化鉀等組成堿性清洗劑，將晶片浸入該清洗劑中，于2085'C下浸沒(méi)l40min，除去金屬和電介質(zhì)基材上的厚膜光刻膠。該清洗劑對(duì)于厚膜光刻膠，尤其是厚膜負(fù)性光刻膠的清洗能力不佳。US5139607由氫氧化鉀、四氫呋喃醇、乙二醇和水等組成堿性清洗劑，將晶片浸入該清洗劑中，于低于9(TC的溫度下浸沒(méi)140min，除去金屬和電介質(zhì)基材上的厚膜光刻膠。該清洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕略高，且不能完全去除半導(dǎo)體晶片的厚膜光刻膠，清洗能力不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的厚膜光刻膠清洗劑或者清洗能力不足，或者對(duì)晶片基材腐蝕性強(qiáng)的缺陷，而提供一種能有效去除lOOpm以上厚度的厚膜光刻膠(光阻)，同時(shí)對(duì)晶片基材和晶片圖案具有很低的腐蝕性的厚膜光刻膠清洗劑。本發(fā)明的厚膜光刻膠清洗劑含有二甲基亞砜、氫氧化鉀、芳基烷基醇和/或其衍生物、醇胺類(lèi)化合物和聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑。其中，所述的二甲基亞砜的含量較佳的為質(zhì)量百分比197%，更佳的為質(zhì)量百分比30~90%;所述的氫氧化鉀的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.1~5%，更佳的為質(zhì)量百分比14%;所述的芳基烷基醇和/或其衍生物的含量較佳的為質(zhì)量百分比1~50%，更佳的為質(zhì)量百分比5~30%;所述的醇胺類(lèi)化合物的含量較佳的為質(zhì)量百分比1~50%，更佳的為質(zhì)量百分比5~35%;所述的聚硅氧垸類(lèi)緩蝕劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.0015%，更佳的為質(zhì)量百分比0.052.5%。其中，所述的芳基烷基醇和/或其衍生物較佳的為苯甲醇、苯乙醇、二苯甲醇、鄰氨基苯甲醇、對(duì)氨基苯甲醇、甲基苯甲醇、二甲基苯甲醇、三甲基苯甲醇、苯基苯甲醇、2-甲基-3-苯基苯甲醇、間甲氧基苯甲醇、對(duì)甲氧基苯甲醇、芐氧基苯甲醇和二芐氧基苯甲醇中的一種或多種，更佳的為苯甲醇、苯乙醇、對(duì)氨基苯甲醇和節(jié)氧基苯甲醇中的一種或多種。其中，所述的醇胺類(lèi)化合物較佳的為一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、異丙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、羥乙基乙二胺(AEEA)中的一種或多種，更佳的為一乙醇胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺中的一種或多種。其中，所述的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑較佳的為甲基聚硅氧垸、二甲基聚硅氧垸、苯基甲基聚硅氧烷、氨基聚硅氧烷、羥基聚硅氧烷、聚醚改型聚硅氧垸和聚醚改型聚二甲基硅氧烷中的一種或多種，更佳的為苯基甲基聚硅氧烷、氨基聚硅氧烷、羥基聚硅氧垸和聚醚改型聚硅氧烷中的一種或多種。所述的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑的分子量較佳的為500~20000，更佳的為1000-10000。本發(fā)明中，所述的厚膜光刻膠清洗劑還可進(jìn)一步含有極性有機(jī)共溶劑、表面活性劑和除聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑中的一種或多種。其中，所述的極性有機(jī)共溶劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0~50%，更佳的為質(zhì)量百分比5~30%;所述的表面活性劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0~5%，更佳的為質(zhì)量百分比0.05~3%;所述的除聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0~5%，更佳的為質(zhì)量百分比0.053%。其中，所述的極性有機(jī)共溶劑較佳的為亞砜、砜、咪唑烷酮和烷基二醇單烷基醚中的一種或多種。所述的亞砜較佳的為二乙基亞砜和/或甲乙基亞砜；所述的砜較佳的為甲基砜、乙基砜和環(huán)丁砜中的一種或多種，更佳的為環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮較佳的為2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮和1,3-二乙基-2-咪唑烷酮中的一種或多種，更佳的為1,3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的烷基二醇單烷基醚較佳的為乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚和二丙二醇單丁醚中的一種或多種，更佳的為二乙二醇單甲醚和/或二丙二醇單甲醚。其中，所述的表面活性劑較佳的為聚乙烯醇(PVG)、聚乙烯吡咯垸酮(PVP)或聚氧乙烯醚(POE)中的一種或多種，更佳的為聚乙烯吡咯烷酮和/或聚氧乙烯醚。所述的表面活性劑的分子量較佳的為50020000，更佳的為100010000。其中，所述的除聚硅氧垸類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑較佳的為胺類(lèi)和唑類(lèi)緩蝕劑中的一種或多種。所述的胺類(lèi)緩蝕劑較佳的為二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、五乙烯六胺(PEHA)、多乙烯多胺(HPAX)和氨基乙基哌嗪(AEP)中的一種或多種，更佳的為多乙烯多胺和/或氨基乙基哌嗪；所述的唑類(lèi)緩蝕劑較佳的為苯并三氮唑(BTA)、甲基苯并三氮唑(TTA)、苯并三氮唑三乙醇胺鹽(BTA-TEA)、3-氨基-l,2,4-三氮唑(ATA)、l-苯基-5-巰基四氮唑(PMTA)、2-巰基苯并咪唑(MBI)、2-巰基苯并噻唑(MBT)、2-巰基苯并噁唑(MBO)、2-巰基噻二唑(MTDA)、二巰基噻二唑(DMTDA)、甲基巰基噻二唑(MMTDA)和2-氨基-5-巰基-l,3，4-噻二唑(AMTDA)中的一種或多種，更佳的為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、3-氨基-l，2,4-三氮唑、2-巰基苯并噻唑和2-氨基-5-巰基-l，3,4-噻二唑中的一種或多種。本發(fā)明的厚膜光刻膠清洗劑由上面所述組分簡(jiǎn)單混合即可制得，一般可在4595'C下使用。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的厚膜光刻膠清洗劑中所含的芳基烷基醇和/或其衍生物，以及聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑能夠在晶片圖形和基材表面形成一層保護(hù)膜，阻止鹵素原子、氫氧根離子等對(duì)晶片圖形和基材的攻擊，從而降低晶片圖形和基材的腐蝕；尤其是所含的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑對(duì)金屬鋁的腐蝕表現(xiàn)出極強(qiáng)的抑制作用；所含的醇胺類(lèi)化合物可以有效地抑制晶片圖案的腐蝕。本發(fā)明的厚膜光刻膠清洗劑可以有效除去金屬、金屬合金或電介質(zhì)基材上的100pm以上厚度的厚膜光刻膠(光阻)，同時(shí)對(duì)鋁和銅等金屬以及二氧化硅等非金屬材料具有很低的腐蝕性，在半導(dǎo)體晶片清洗等微電子領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用_>丄曰刖景。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1~19表1給出了厚膜光刻膠清洗劑實(shí)施例1~19的配方，按表1中所列組分及其含量，簡(jiǎn)單混合均勻，即制得各實(shí)施例的清洗劑。_表l厚膜光刻膠清洗劑實(shí)施例1~19的組分和含量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注\是沒(méi)有加入該組分。將對(duì)比清洗劑l'5，和清洗劑1~12用于清洗空白Cu晶片，測(cè)定其對(duì)于金屬Cu的腐蝕情況。測(cè)試方法和條件:將4X4cm空白Cu晶片浸入清洗劑，在45~95。C下利用恒溫振蕩器以約60轉(zhuǎn)/分的振動(dòng)頻率振蕩60分鐘，然后經(jīng)去離子水洗滌后用高純氮?dú)獯蹈桑盟臉O探針儀測(cè)定空白Cu晶片蝕刻前后表面電阻的變化計(jì)算得到。結(jié)果如表3所示。將對(duì)比清洗劑l'5，和清洗劑1~12用于清洗空白Al晶片，測(cè)定其對(duì)于金屬Al的腐蝕情況。測(cè)試方法和條件將4X4cm空白Al晶片浸入清洗劑，在45~95'C下利用恒溫振蕩器以約60轉(zhuǎn)/分的振動(dòng)頻率振蕩60分鐘，然后經(jīng)去離子水洗滌后用高純氮?dú)獯蹈?，利用四極探針儀測(cè)定空白Al晶片蝕刻前后表面電阻的變化計(jì)算得到。結(jié)果如表3所示。將對(duì)比清洗劑l'5，和清洗劑1~12用于清洗空白的四乙氧基硅烷(TEOS)晶片，測(cè)定其對(duì)于非金屬TEOS的腐蝕情況。測(cè)試方法和條件將4X4cm空白TEOS晶片浸入清洗劑，在4595。C下利用恒溫振蕩器以約60轉(zhuǎn)/分的振動(dòng)頻率振蕩60分鐘，然后經(jīng)去離子水洗滌后用高純氮?dú)獯蹈?。利用Nanospec6100測(cè)厚儀測(cè)定空白TEOS晶片清洗前后TEOS厚度的變化計(jì)算得到，結(jié)果如表3所示。本發(fā)明中，利用光刻膠清洗劑清洗半導(dǎo)體晶片上光刻膠的方法如下將含有負(fù)性丙烯酸酯光刻膠(厚度約為120微米，且經(jīng)過(guò)曝光和刻蝕)的半導(dǎo)體晶片(含有圖案)浸入清洗劑中，在4595。C下利用恒溫振蕩器以約60轉(zhuǎn)/分的振動(dòng)頻率振蕩15150分鐘，然后經(jīng)去離子水洗滌后用高純氮?dú)獯登?。光刻膠的清洗效果和清洗劑對(duì)晶片圖案的腐蝕情況如表3所示。表3對(duì)比清洗劑1，~5，和清洗劑1~12對(duì)金屬Cu和Al以及非金屬TEOS的腐蝕性及其對(duì)厚膜光刻膠的清洗情況<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從表3可以看出，與對(duì)比清洗劑r5，相比，清洗劑112對(duì)厚膜光刻膠具有良好的清洗效果，使用溫度范圍廣，同時(shí)對(duì)金屬Cu和Al以及非金屬TEOS的腐蝕性低，對(duì)晶片圖案無(wú)損壞。權(quán)利要求1.一種厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于含有二甲基亞砜、氫氧化鉀、芳基烷基醇和/或其衍生物、醇胺類(lèi)化合物和聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑。2.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的二甲基亞砜的含量為質(zhì)量百分比1~97%。3.如權(quán)利要求2所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的二甲基亞砜的含量為質(zhì)量百分比30~90%。4.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的氫氧化鉀的含量為質(zhì)量百分比0.1~5%。5.如權(quán)利要求4所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的氫氧化鉀的含量為質(zhì)量百分比1~4%。6.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的芳基烷基醇和/或其衍生物為苯甲醇、苯乙醇、二苯甲醇、鄰氨基苯甲醇、對(duì)氨基苯甲醇、甲基苯甲醇、二甲基苯甲醇、三甲基苯甲醇、苯基苯甲醇、2-甲基-3-苯基苯甲醇、間甲氧基苯甲醇、對(duì)甲氧基苯甲醇、芐氧基苯甲醇和二芐氧基苯甲醇中的一種或多種。7.如權(quán)利要求l所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的芳基烷基醇和/或其衍生物的含量為質(zhì)量百分比150%。8.如權(quán)利要求7所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的芳基垸基醇和/或其衍生物的含量為質(zhì)量百分比5~30%。9.如權(quán)利要求l所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的醇胺類(lèi)化合物為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺和羥乙基乙二胺中的一種或多種。10.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的醇胺類(lèi)化合物的含量為質(zhì)量百分比150%。11.如權(quán)利要求10所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的醇胺類(lèi)化合物的含量為質(zhì)量百分比535%。12.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑為甲基聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷、苯基甲基聚硅氧烷、氮基聚硅氧烷、羥基聚硅氧垸、聚醚改型聚硅氧烷和聚醚改型聚二甲基硅氧烷中的一種或多種。13.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑的含量為質(zhì)量百分比0.001~5%。14.如權(quán)利要求13所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑的含量為質(zhì)量百分比0.05~2.5%。15.如權(quán)利要求1所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的厚膜光刻膠清洗劑還含有極性有機(jī)共溶劑、表面活性劑和除聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑中的一種或多種。16.如權(quán)利要求15所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的極性有機(jī)共溶劑的含量為質(zhì)量百分比0~50%;所述的表面活性劑的含量為質(zhì)量百分比0~5%;所述的除聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑的含量為質(zhì)量百分比0~5%。17.如權(quán)利要求16所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的極性有機(jī)共溶劑的含量為質(zhì)量百分比530%;所述的表面活性劑的含量為質(zhì)量百分比0.05~3%;所述的除聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑的含量為質(zhì)量百分比0.05~3%。18.如權(quán)利要求15所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的極性有機(jī)共溶劑為亞砜、砜、咪唑垸酮和垸基二醇單烷基醚中的一種或多種；所述的表面活性劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯垸酮和聚氧乙烯醚中的一種或多種；所述的除聚硅氧垸類(lèi)緩蝕劑以外的其它緩蝕劑為胺類(lèi)和唑類(lèi)緩蝕劑中的一種或多種。19.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的亞砜為二乙基亞砜和/或甲乙基亞砜。20.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的砜為甲基砜、乙基砜和環(huán)丁砜中的一種或多種。21.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的咪唑烷酮為2-咪唑垸酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮和1,3-二乙基-2-咪唑烷酮中的一種或多種。22.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的烷基二醇單烷基醚為乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚和二丙二醇單丁醚中的一種或多種。23.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的胺類(lèi)緩蝕劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺、多乙烯多胺和氨基乙基哌嗪中的一種或多種。24.如權(quán)利要求18所述的厚膜光刻膠清洗劑，其特征在于所述的唑類(lèi)緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑三乙醇胺鹽、3-氨基-l,2,4-三氮唑、l-苯基-5-巰基四氮唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噁唑、2-巰基噻二唑、二巰基噻二唑、甲基巰基噻二唑和2-氨基-5-巰基-l,3,4-噻二唑中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種厚膜光刻膠清洗劑，其含有二甲基亞砜、氫氧化鉀、芳基烷基醇和/或其衍生物、醇胺類(lèi)化合物和聚硅氧烷類(lèi)緩蝕劑。本發(fā)明的厚膜光刻膠清洗劑可以除去金屬、金屬合金或電介質(zhì)基材上的100μm以上厚度的厚膜光刻膠(光阻)，同時(shí)對(duì)鋁和銅等金屬和二氧化硅等非金屬材料，以及晶片圖案具有很低的腐蝕性，在半導(dǎo)體晶片清洗等微電子領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。文檔編號(hào)C11D7/32GK101373339SQ200710045209公開(kāi)日2009年2月25日申請(qǐng)日期2007年8月23日優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日發(fā)明者兵劉,史永濤,彭洪修,曹惠英,浩曾申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司