本发明涉及光刻胶剥离液技术,尤其涉及一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液、其制备方法及应用。
背景技术:
1、在半导体制造中,去胶是芯片制造工艺中的关键工序,去胶不完全有可能导致整批芯片的报废。因此,芯片表面状态及污染物的去除程度是影响芯片优良率和器件质量与可靠性的最重要的因素之一。而光刻胶剥离液的选择和使用直接影响到芯片制造的质量和效率。
2、目前,光刻胶剥离液主要由极性有机溶剂、强碱和/或水等组成,通过将半导体芯片浸入光刻胶剥离液中或者利用光刻胶剥离液冲洗半导体芯片,去除半导体芯片上的光刻胶,而在此过程中芯片材料有可能因光刻胶被去除而被腐蚀。因此,需要光刻胶去除效果优良且能够使芯片材料的腐蚀最小化的光刻胶剥离液。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,针对目前光刻胶剥离液腐蚀芯片材料的问题,提出一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液,该低腐蚀芯片光刻胶剥离液对芯片材料腐蚀低,能用于半导体制造中光刻胶的清洗。
2、需要注意的是,在本发明中,除非另有规定,涉及组成限定和描述的“包括”的具体含义,既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义,也包含了封闭式的“由…组成”、“由…构成”等及其类似含义。
3、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液,包括重量配比如下的各组分:
4、胺类化合物 5-15份;
5、酰胺类溶剂 60-80份;
6、羟基化萘醌 4-10份;
7、醌类盐 0.1-0.5份。
8、进一步地,所述胺类化合物为醇胺、芳香胺和脂肪胺中的一种或多种。
9、进一步地,所述醇胺为单乙醇胺、甲基单乙醇胺、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、二甘醇胺及上述醇胺的同分异构体结构中的一种或多种。
10、进一步地,所述醇胺优选为甲基单乙醇胺和单乙醇胺的混合物。
11、进一步地,所述醇胺更优选为质量比为1-3:1的甲基单乙醇胺和单乙醇胺的混合物。
12、进一步地,所述醇胺最优选为质量比为2:1的甲基单乙醇胺和单乙醇胺的混合物。
13、进一步地,所述芳香胺为苯胺、邻苯二胺、对甲苯胺、联苯胺和二苯胺中的一种或多种。
14、进一步地,所述脂肪胺为甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、二甲胺、二乙胺和三甲胺中的一种或多种。
15、进一步地,所述胺类化合物为10-13份。
16、进一步地,所述酰胺类溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n-甲基甲酰胺、n-丙基甲酰胺、n,n-二乙基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯基甲酰胺、n-乙基-2-吡咯基甲酰胺、n-丙基-2-吡咯基甲酰胺和n-乙基甲酰胺中的一种或多种。
17、进一步地,所述酰胺类溶剂为65-78份。
18、进一步地,所述羟基化萘醌为2-羟基-1,4-萘醌、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二氯-5,8-二羟基-1,4-萘醌和5-羟基对萘醌中的一种或多种。
19、进一步地,所述羟基化萘醌优选为2-羟基-1,4-萘醌。
20、进一步地,所述羟基化萘醌为6-8份。
21、进一步地,所述醌类盐为四羟基-对苯醌二钠盐、2,6-二氯-n-(对羟基苯)对苯醌亚胺钠盐、吡咯并喹啉苯醌钠盐、1,2-萘醌-4-磺酸钠、蒽醌-1,8-二磺酸二钾和蒽醌-2,6-二磺酸二钠中的一种或多种。
22、进一步地,所述醌类盐优选为四羟基-对苯醌二钠盐。
23、进一步地,所述醌类盐为0.2-0.5份。
24、本发明的另一个目的还公开了一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液的制备方法,包括以下步骤:
25、向酰胺类溶剂中加入羟基化萘醌和醌类盐并混合均匀,然后加入胺类化合物混合均匀,制备得到低腐蚀芯片光刻胶剥离液。
26、本发明的另一个目的还公开了一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液在清洗半导体芯片领域的应用。
27、进一步地,采用低腐蚀芯片光刻胶剥离液清洗半导体芯片,包括以下步骤:
28、步骤1:将半导体芯片浸泡在低腐蚀芯片光刻胶剥离液中;
29、步骤2:将所述浸泡后半导体芯片放入超纯水中冲洗,即完成半导体芯片的清洗。
30、进一步地,步骤1浸泡温度为80-95℃。
31、进一步地,步骤1浸泡时间为10-40分钟。
32、进一步地,步骤2将所述浸泡后半导体芯片放入超纯水中冲洗至少两次。
33、本发明一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液、其制备方法及应用,与现有技术相比较具有以下优点:
34、(1)本发明采用了羟基化萘醌与醌类盐的组合,一方面,羟基化萘醌含有大量o原子的孤对电子会与金属原子的2p轨道形成配位键发生化学吸附,阻碍了腐蚀介质接触金属表面,另一方面羟基化萘醌和醌类盐中的大π键也会与金属原子的2p轨道形成配位键,进一步增强了化学吸附。同时醌类盐电离产生的阴离子会在阳极区发生吸附,阻止金属的阳极失电子过程,进一步降低了金属腐蚀。又由于羟基化萘醌和醌类盐结构中的羰基官能团是氧化还原活性中心,具有很好的电化学活性,是电子传递的优良载体,因此,两者协同可在电化学反应的阴极区还原,从而降低了金属的电化学腐蚀。
35、(2)本发明采用的胺类化合物具有强碱性,可以将光刻胶中分子链分解成小分子,有效的去除蚀刻后灰化的光刻胶。相比于naoh、koh,胺类化合物本身具有胺基,对al、ni等金属具有缓蚀作用,大大降低了对金属电极的腐蚀,同时胺类化合物可溶于酰胺溶剂,两者共同加速了光刻胶的剥离和溶解。采用多种胺类化合物作为组合,具有增强溶解光刻胶、增加寿命的效果。
36、(3)本发明采用的酰胺类溶剂是强极性溶剂,能有效将光刻胶溶胀和软化,使分子链解缠树脂层溶胀,进一步加速光刻胶的溶解,使得胺类化合物能在更大范围内接触到光刻胶,并与其反应溶解光刻胶。
37、综上,本发明低腐蚀芯片光刻胶剥离液在保证去胶能力的同时,通过羟基化萘醌和醌类盐的协同作用,一方面在金属表面形成保护膜,另一方面作为氧化还原中心降低电化学腐蚀,从而对al、ni金属电极具有很好的保护效果,能够有效抑制其腐蚀,延长寿命。本发明低腐蚀芯片光刻胶剥离液在半导体芯片清洗领域具有非常良好的应用前景和大规模工业化推广潜力。
1.一种低腐蚀芯片光刻胶剥离液,其特征在于,包括重量配比如下的各组分:
2.根据权利要求1所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液,其特征在于,所述胺类化合物为醇胺、芳香胺和脂肪胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液,其特征在于,所述酰胺类溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n-甲基甲酰胺、n-丙基甲酰胺、n,n-二乙基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯基甲酰胺、n-乙基-2-吡咯基甲酰胺、n-丙基-2-吡咯基甲酰胺和n-乙基甲酰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液,其特征在于,所述羟基化萘醌为2-羟基-1,4-萘醌、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二氯-5,8-二羟基-1,4-萘醌和5-羟基对萘醌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液,其特征在于,所述醌类盐为四羟基-对苯醌二钠盐、2,6-二氯-n-(对羟基苯)对苯醌亚胺钠盐、吡咯并喹啉苯醌钠盐、1,2-萘醌-4-磺酸钠、蒽醌-1,8-二磺酸二钾和蒽醌-2,6-二磺酸二钠中的一种或多种。
6.一种权利要求1-5任意一项所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液的制备方法,包括以下步骤:
7.一种权利要求1-5任意一项所述低腐蚀芯片光刻胶剥离液在清洗半导体芯片领域的应用。
8.根据权利要求7所述应用,其特征在于,采用低腐蚀芯片光刻胶剥离液清洗半导体芯片,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述应用,其特征在于,步骤1浸泡温度为80-95℃。
10.根据权利要求8所述应用,其特征在于,步骤1浸泡时间为10-40分钟。
