[發明專利]半導體制造過程中使用的清洗液

在審

• 申請號: 201310508105.3
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103616805A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 孫霞
• 申請（專利權）人: 青島華仁技術孵化器有限公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及半導體工藝制造技術領域，尤其涉及一種感光膜清洗液。

背景技術

感光材料是是一種新興的材料，廣泛應用于半導體制造產業中。在通常的半導體制造工藝中，通過在一些材料的表面上形成感光膜的掩膜，曝光后進行圖形轉移，在得到需要的圖形之后，進行下一道工序之前，需要剝去殘留的感光膜。在這個過程中要求完全除去不需要的感光膜，同時不能腐蝕任何基材。

目前，感光膜清洗液主要由極性有機溶劑、強堿和/或水等組成，通過將半導體晶片浸入清洗液中或者利用清洗液沖洗半導體晶片，去除半導體晶片上的感光膜。如JP1998239865公開了一種清洗液，其組成是四甲基氫氧化銨(TMAH)、二甲基亞砜(DMSO)、1，3’-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水。將晶片浸入該清洗液中，于50～100℃下除去金屬和電介質基材上的20μm以上的感光膜；其對半導體晶片基材的腐蝕略高，且不能完全去除半導體晶片上的感光膜，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液，將晶片浸入該清洗液中，在40～90℃下除去金屬和電介質基材上的厚膜感光膜。其對半導體晶片基材的腐蝕較高；US5091103公開了N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇和四甲基氫氧化銨的清洗液，于105～125℃下去除經高溫烘焙過(hard?bake)的感光膜，其特征是不含有水、操作溫度高，一旦清洗液混入水，其對金屬鋁和銅的腐蝕速率均上升。

由此可見，尋找更為有效抑制金屬腐蝕抑制方法和高效的感光膜去除能力是該類感光膜清洗液努力改進的優先方向。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是針對現有的感光膜清洗液存在的清洗能力不足或者對晶片圖案和基材腐蝕性較強的缺陷，而提供一種感光膜清洗能力強且對半導體晶片圖案和基材腐蝕性較低的感光膜清洗液。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種新型的感光膜清洗液，其包括季戊四醇、氫氧化鉀、有機胺、防腐蝕劑和溶劑。

其中，季戊四醇的質量百分比為0.1-15％，氫氧化鉀的質量百分比為0.1-10％，有機胺的質量百分比為0.5-30％，防腐蝕劑0.5-5％，溶劑為余量，各組分質量百分比之和為100％。

進一步，季戊四醇的質量百分比為10％，氫氧化鉀的質量百分比為8％，有機胺的質量百分比為25％，防腐蝕劑3％，溶劑為54％。

其中，所述機胺為選自包括單乙醇胺、異丙醇胺、氨基乙氧基乙醇、n-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2-氨乙基氨基乙醇、氨乙基哌嗪、氨丙基哌嗪、1-(2-羥乙基)哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、1-甲基哌嗪、1-芐基哌嗪、2-苯基哌嗪、1-氨乙基哌啶、1-氨基哌啶和1-氨甲基哌啶的組的至少一種化合物。

其中，所述溶劑為亞砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、醇、醚、酰胺中的一種或多種。

其中，所述的亞砜為二甲基亞砜；所述的砜為環丁砜；所述的咪唑烷酮為1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮為1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇為丙二醇、二乙二醇；醚為乙二醇醚或丙二醇醚。

其中，所述的乙二醇醚為乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚；所述的丙二醇醚為丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丁醚。

所述防腐蝕劑由O’，O’-二苯基二硫代磷酸-N，N-二乙胺和ω，ω′-雙(苯并咪唑-2-基)烷烴構成，兩者的質量為1：1～1：2。

所述ω，ω′-雙(苯并咪唑-2-基)烷烴由式1表示，其中，n=8。

所述O’，O’-二苯基二硫代磷酸-N，N-二乙胺由式2表示。

其中，所述O’，O’-二苯基二硫代磷酸-N，N-二乙胺的制備方法具體為：

將22.2g五硫化二磷(0.1mol)，37.6g苯酚(0.4mol)加入到250mL三口燒瓶中，加入70mL甲苯作溶劑；邊攪拌邊逐漸將溫度升高到100℃左右反應45min；再升溫直到回流，回流3h，反應過程中固體逐漸消失；溶液稍冷，加入少量活性炭煮沸脫色，趁熱過濾，濾液冷卻至室溫；將所得濾液轉移至燒杯中，水浴冷卻并在攪拌下逐滴滴加22mL二乙胺(0.2mol)，反應體系放出大量的熱，液體顏色逐漸變為橘紅色，用玻璃棒快速攪拌，有沉淀產生，室溫下靜止放置一夜；減壓過濾，用甲苯洗滌至白色，產品為白色針狀晶體；甲苯重結晶，減壓過濾，真空干燥，得白色晶體，即得。