用于从半导体基板去除光刻胶的剥离组合物制造技术

本公开涉及组合物，其含有1)至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂；2)至少一种氢氧化季铵；3)至少一种含有至少三个羟基基团的化合物；4)至少一种羧酸；5)至少一种第Ⅱ族金属阳离子；6)选自由6‑取代‑2,4‑二氨基‑1,3,5‑三嗪所构成的群组的至少一种铜腐蚀抑制剂；以及7)水。所述组合物能有效地剥离正或负型光刻胶或光刻胶残余物，以及对半导体基板上的凸块及底层金属化材料(诸如SnAg、CuNiSn、CuCoCu、CoSn、Ni、Cu、Al、W、Sn、Co等等)是非腐蚀性的。

A stripping composition for removing photoresist from a semiconductor substrate

The present disclosure relates to compositions comprising 1) at least one water-soluble polar non-protonic organic solvent; 2) at least one quaternary ammonium hydroxide; 3) at least one compound containing at least three hydroxyl groups; 4) at least one carboxylic acid; 5) at least one metal cation of group II; 6) selective free 6 substitution 2,4 diamino 1,3,5 triazine as at least one copper corrosion inhibition group. Preparations; and 7) Water. The composition can effectively peel off positive or negative photoresist or photoresist residues and is non-corrosive to bumps on semiconductor substrates and underlying metallized materials such as SnAg, CuNiSn, Cu CoSn, Ni, Cu, Al, W, Sn, Co, etc.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从半导体基板去除光刻胶的剥离组合物相关申请案的交叉引用本申请主张2016年5月23日提交的美国临时专利申请第62/340,204号的优先权，其通过引用整体并入本文中。
本公开一般而言涉及用于从半导体基板去除光刻胶(例如，正或负光刻胶)或光刻胶残余物的新颖的剥离组合物。明确地说，本公开涉及可用于在蚀刻或等离子体灰化过程之后去除光刻胶或光刻胶残余物的碱性组合物。
技术介绍
在集成电路的制造中，用于将半导体器件例如IC芯片与微机电系统(MEMS)通过已沉积在芯片垫上的焊点凸块互连至外部电路的覆晶技术，称为可控塌陷芯片连接(C4)方法，现已变得相当完善。在覆晶或C4方法期间，经常应用厚负型光刻胶，且用于厚负型光刻胶的市购光刻胶剥离制剂主要为以DMSO(二甲亚砜)或NMP(N-甲基吡咯烷酮)加上TMAH(四甲基氢氧化铵)为基础的制剂。然而，那些用于厚负型光刻胶的市购光刻胶剥离制剂可能展现出光刻胶剥离能力不足、槽液寿命较短或与金属基板及凸块组合物兼容性较差的问题。此外，可能发生由溶解的光刻胶或溶解的光刻胶内的表面活性剂所产生的起泡问题。
技术实现思路
本公开说明了适合于含有凸块及金属化材料(诸如SnAg、CuNiSn、CuCoCu、CoSn、Ni、Cu、Al、W、Sn、Co等等)的器件的光刻胶剥离组合物的开发。本专利技术人意外地发现能通过使用本公开的组合物，而达成有效地剥离厚正或厚负型光刻胶以及其对凸块及底层金属化材料(诸如SnAg、CuNiSn、CuCoCu、CoSn、Ni、Cu、Al、W、Sn、Co等等)是非腐蚀性的能力。更确切地，已经发现本公开的组合物对抑制Cu及Al蚀刻的同时维持优良的剥离及清洁性能是有效的。此外，本公开的组合物展现出广泛的材料兼容性且能有效地控制剥离过程期间的起泡问题。在一些实施方案中，本公开特征是一种光刻胶剥离组合物，其包括1)至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂；2)至少一种氢氧化季铵；3)至少一种含有至少三个羟基基团的化合物；4)至少一种羧酸；5)至少一种第Ⅱ族金属阳离子；6)选自由6-取代-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪所构成的群组的至少一种铜腐蚀抑制剂；以及7)水。在一些实施方案中，本公开关于一种光刻胶剥离方法，其包括使含有光刻胶或光刻胶残余物的半导体基板与本公开的光刻胶剥离组合物接触，以去除该光刻胶或光刻胶残余物。在一些实施方案中，该剥离方法进一步包括由以上所述的方法所获得的该半导体基板形成半导体器件(诸如，集成电路器件如半导体芯片)。具体实施方式定义如本文所定义，除另有注明外，所表示的全部百分比应理解为以剥离组合物的总重量计的重量百分比。除另有注明外，周围温度定义为约16至约27摄氏度(℃)。如本文所定义，“水溶性”物质(例如，水溶性醇、酮、酯、醚等等)指在25℃水中具有至少5重量％的溶解度的物质。如本文所使用，术语“极性非质子溶剂”指缺乏酸性质子且具有相对高偶极矩(例如，至少2.7)的溶剂。如本文所定义，“第Ⅱ族金属阳离子”指在周期表中第Ⅱ族的金属阳离子。互变异构作用在本文定义为伴随单键与邻近双键互换的氢原子或质子的形式上的迁移。由于三唑环系统的互变异构活化能较低，故所提及、说明或主张的三唑化合物亦包括该三唑化合物的互变异构体。如本文所定义，术语“三唑”不包括稠合(annelated)三唑，例如苯并三唑或萘三唑或其的衍生物。虽然本公开的三唑可具有环状取代基，但该取代基仅在一个碳上连接至该环。在一些实施方案中，本公开关于一种光刻胶剥离组合物，其包括1)至少一种水溶性极性非质子性溶剂；2)至少一种氢氧化季铵；3)至少一种含有至少三个羟基基团的化合物；4)至少一种羧酸；5)至少一种第Ⅱ族金属阳离子；6)选自由6-取代-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪所构成的群组的至少一种铜腐蚀抑制剂；以及7)水。在一些实施方案中，本公开的剥离组合物含有至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂。该水溶性极性非质子性有机溶剂可以为一种水溶性溶剂或任何比例的水溶性溶剂的混合物。适宜用于本公开的此类溶剂的例子包括，但不限于，二甲亚砜、环丁砜、二甲砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、碳酸丙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮以及其混合物。在一些实施方案中，该水溶性极性非质子性有机溶剂为二甲亚砜、环丁砜、γ-丁内酯或N-甲基吡咯烷酮。在一些实施方案中，本公开的组合物含有至少约30重量％(例如，至少约40重量％、至少约50重量％或至少约60重量％)及/或最多约90重量％(例如，最多约85重量％、最多约80重量％或最多约75重量％)的量的该至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂。任选地，本公开的剥离组合物含有至少一种醇溶剂，例如水溶性醇溶剂。水溶性醇溶剂的种类包括，但不限于，烷二醇(包括，但不限于，亚烷基二醇(alkyleneglycols))、二醇、烷氧基醇(包括但不限于二醇单醚)、饱和脂族一元醇、不饱和非芳香族一元醇、含有环结构的醇(例如，低分子量醇)以及其混合物。该剥离组合物可包括一种醇溶剂或任何比例的醇溶剂的混合物。在一些实施方案中，本公开的组合物不含至少一种醇溶剂。水溶性烷二醇的例子包括，但不限于，2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、频哪醇以及亚烷基二醇。水溶性亚烷基二醇的例子包括，但不限于，乙二醇、丙二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇及四乙二醇。水溶性烷氧基醇的例子包括，但不限于，3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-1-丁醇、1-甲氧基-2-丁醇以及水溶性二醇单醚。水溶性二醇单醚的例子包括，但不限于，乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-甲氧基-1-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、2-乙氧基-1-丙醇、丙二醇单正丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单苄醚以及二乙二醇单苄醚。水溶性饱和脂族一元醇的例子包括，但不限于，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、三级丁醇、2-戊醇、叔-戊醇以及1-己醇。水溶性不饱和非芳香族一元醇的例子包括，但不限于，烯丙醇、炔丙醇、2-丁烯醇、3-丁烯醇以及4-戊烯-2-醇。含有环结构的水溶性、低分子量醇的例子包括，但不限于，四氢呋喃醇、呋喃醇以及1,3-环戊二醇。在一些实施方案中，该水溶性醇溶剂为烷氧基醇、四氢呋喃醇以及水溶性烷二醇。在一些实施方案中，该水溶性醇溶剂为3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-1-丁醇、1-甲氧基-2-丁醇、水溶性二醇单醚、水溶性亚烷基二醇以及四氢呋喃醇。在一些实施方案中，该水溶性醇溶剂为3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、丙二醇、己二醇以及四氢呋喃醇。在一些实施方案中，当本文所述的光刻胶剥离方法采用本文所述的经加热的光刻胶剥离组合物时，为安全性考虑，该水溶性醇可具有大于110℃的沸点。在一些实施方案中，本公开的剥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，包含：1)至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂；2)至少一种氢氧化季铵；3)至少一种含有至少三个羟基基团的化合物；4)至少一种羧酸；5)至少一种第Ⅱ族金属阳离子；6)选自由6‑取代‑2,4‑二氨基‑1,3,5‑三嗪所构成的群组的至少一种铜腐蚀抑制剂；以及7)水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.23 US 62/340,2041.一种组合物，包含：1)至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂；2)至少一种氢氧化季铵；3)至少一种含有至少三个羟基基团的化合物；4)至少一种羧酸；5)至少一种第Ⅱ族金属阳离子；6)选自由6-取代-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪所构成的群组的至少一种铜腐蚀抑制剂；以及7)水。2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种氢氧化季铵包含式[NR1R2R3R4]+OH的化合物，其中R1、R2、R3及R4各自独立地为：任选地经羟基取代的直链、支链或环状烷基基团；经取代或未经取代的苯基基团；或经取代或未经取代的苄基基团。3.如权利要求2所述的组合物，其中，R1、R2、R3及R4各自独立地为C1-C4烷基基团、羟基乙基基团、苯基基团或苄基基团。4.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包含约0.1重量％至约10重量％的量的所述至少一种氢氧化季铵。5.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种铜腐蚀抑制剂包含6-取代-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪，6-位置处的所述取代基为：直链或支链、经取代或未经取代的C1-C12烷基基团；经取代或未经取代的C3-C12环烷基基团；经取代或未经取代的芳基基团；-SCH2R100；-N(R100R101)；或酰亚胺基团；其中R100与R101各自独立地为：任选地在烷基链含有氮或氧原子的直链或支链、经取代或未经取代的C1-C12烷基基团；任选地在环烷基环含有氮或氧原子的经取代或未经取代的C3-C12环烷基基团；经取代或未经取代的芳基基团；或R100及R101与其所连接的原子一起形成环。6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种铜腐蚀抑制剂包含6-苯基-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪或6-甲基-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪。7.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包含约0.1重量％至约10重量％的量的所述至少一种铜腐蚀抑制剂。8.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂包含二甲亚砜、环丁砜、二甲砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、碳酸丙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮或其混合物。9.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包含约30重量％至约90重量％的量的所述至少一种水溶性极性非质子性有机溶剂。10.如权利要求1所述的组合物，进一步包含至少一种醇溶剂。11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述至少一种醇溶剂包含烷二醇、二醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷笃史，W·A·沃伊特恰克，杉岛泰雄，
申请(专利权)人：富士胶片电子材料美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US