一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，包括：有机溶剂40~70%，有机胺1~20%，缓蚀剂0.5~10%，表面活性剂0.2~5%，氟化物1~5%以及其余的超纯水，其中：所述表面活性剂为乙二醇、丙三醇、葡萄糖、山梨醇、季戊四醇、木糖醇、AEO

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物


[0001]本专利技术属于半导体光刻胶剥离剂
，尤其涉及一种含氟应用于去除KPR型光刻胶蚀刻残留物的快速剥离剂。

技术介绍

[0002]在半导体芯片的生产过程中，需要用光刻，蚀刻的方式将设计的图形从光罩上转移到晶圆上来，以最后生产出超高集成的芯片。其具体的过程为，在晶圆上沉积薄膜(包含二氧化硅、氮化硅、多晶硅、碳化硅、氮化镓、钛、氮化钛、钴、钨、铜、铝、镍等)、光刻胶涂布、曝光、显影、离子植入或蚀刻、灰化、清洗。其中在离子植入或蚀刻工艺过程中，光刻胶会因为离子的轰击变得硬化而难以去除，蚀刻工艺更会在晶圆上残留下大量的高分子副产物，即便在后续的灰化步骤中，也只能去除掉光刻胶层，而残留下来的副产物只能依赖于清洗工艺将晶圆进行彻底清洁。
[0003]在前段清洗工艺中(即金属互连层形成之前)，一般采用硫酸和双氧水混合物来去除蚀刻或离子植入之后的残留物。而从金属互连层形成之后，无论是铝互联工艺还是铜互联工艺，都不能采用前段清洗工艺的方法，必须采用特殊剥离剂来进行晶圆的清洗。显而易见地，后段工艺所用到的特殊剥离剂除了要完全清洗蚀刻之后的残留物以外，还必须考虑对晶圆本身的基材，特别是金属铝或者铜，以及二氧化硅和氮化硅不能有太大的损伤。
[0004]目前我公司最主要光刻胶为聚乙烯醇肉桂酸酯型的KPR系列光刻胶，其具有分辨率高，耐蚀刻和附着性强等优点，但经过蚀刻
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灰化后，常规的后段剥离液清洗后仍然容易有残留，因此清洗时间往往偏长，通常要达到20min以上，而且随着清洗时间延长还会导致晶圆基材的腐蚀损伤。随着先进工艺的发展，金属互联工艺的复杂程度越来越高，层数也越来越多，单片晶圆生产所需的清洗次数也越来越多。而更长的清洗时间会使得清洗设备的占用率高居不下，从而促使半导体工厂不得不购买更多的设备，占用更多的洁净室以满足日益增长的清洗需求。而半导体设备的购入、剥离剂的使用以及洁净室的运行都是半导体工厂运营成本的重要组成部分。因此，减少清洗时间，提高清洗效率是半导体工厂降低成本的重要手段之一。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供了一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物。
[0006]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，包括：
[0007][0008]以及其余的超纯水，各组分质量百分比之和为100％，其中：
[0009]所述表面活性剂为乙二醇、丙三醇、葡萄糖、山梨醇、季戊四醇、木糖醇、AEO
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7中的一种或多种的混合；
[0010]所述有机溶剂为醚类、酮类、酰胺类有机溶剂中的一种或多种的混合；
[0011]所述有机胺为单乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种的混合；
[0012]所述缓蚀剂为酚类、羧酸类、苯并三氮唑类中的一种或多种的混合；
[0013]所述氟化物为氟化氢铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丁基氟化铵、氟化氢、氟化铵中一种或多种的混合。
[0014]作为优选，所述表面活性剂为AEO
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7、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、乙二醇、葡萄糖、木糖醇中的一种或多种的混合。
[0015]作为优选，所述表面活性剂为丙三醇和季戊四醇的混合。
[0016]作为优选，所述醚类有机溶剂为二乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚中的一种或多种的混合。
[0017]作为优选，所述酮类有机溶剂为丙酮、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮中的一种或多种的混合。
[0018]作为优选，酰胺类有机溶剂为二甲基甲酰胺和\或二甲基乙酰胺。
[0019]作为优选，所述缓蚀剂为苯甲酸钠、甲基苯并三氮唑、葵二酸、乙二胺四乙酸、亚硝酸钠、没食子酸、1,2
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二羟基苯酚中的一种或多种的混合。
[0020]作为优选，所述缓蚀剂为苯甲酸与甲基苯并三氮唑、苯甲酸钠与葵二酸、葵二酸/亚硝酸钠中任一组合。
[0021]作为优选，所述聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，包括以下质量百分比的组分：
[0022][0023]以及其余的超纯水，各组分质量百分比之和为100％，其中：
[0024]所述缓蚀剂为质量比为1:1的苯甲酸钠和甲基苯并三氮唑、苯甲酸钠和葵二酸、葵二酸和亚硝酸钠中的任一组合；
[0025]所述表面活性剂采用质量比为1:1的丙三醇和季戊四醇，或采用脂肪醇聚氧乙烯醚AE0
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7。
[0026]本专利技术还提供了一种应用上述剥离剂组合物去除光刻胶蚀刻残留物的方法，在20～60℃温度下，将所述剥离剂通过喷淋方式与蚀刻灰化后的半导体芯片进行接触清洗，然后采用超声波、兆声波、摇晃或旋转的振荡方式进行振荡处理，接着在10～30℃下，经过纯水或超纯水漂洗，最后通过离心甩干和/或IPA蒸汽干燥，完成。
[0027]有益效果：与现有技术相比，本专利技术剥离剂可以应用于采用KRP光刻胶结构为铝互联或铜互联的半导体芯片清洗工艺，可以快速清洗半导体芯片蚀刻灰化后的光刻胶残留物，清洗时间较同类产品显著地缩短，且清洗效果和对晶圆基材的保护效果好，能显著地降低半导体工厂的运营成本。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0029]实施例1～39
[0030]本专利技术实施例1～39所述的KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂，按照表1和2所示组分和比例混合配制。其中实施例1～10试验不同表面活性剂对清洗效果的影响；实施例11～21试验不同缓蚀剂组合对清洗效果及试片腐蚀情况影响；余者用于探讨其他组分及比例对KPR光刻胶残留物清洗效果的影响。
[0031]表1为所述实施例1～33的剥离剂的组分物质
[0032][0033][0034]表2实施例1～33中各组分的质量百分比含量及清洗时间。
[0035][0036][0037]对比例1～17：
[0038]本专利技术对比例D1～D17的光刻胶组分和比例详见表3和4所示。其中，对比例1～12主要用于评价探讨不含表面活性剂情况下本专利技术剥离剂清洗效果的影响；对比例13～17用于非多元醇表面活性剂下清洗效果。
[0039]表3为对比例D1～D17所述光刻胶中各组分物质
[0040][0041][0042]表4为所述对比例D1～D15光刻胶中各组分含量
[0043][0044][0045]剥离剂清洗测试方法与评价：
[0046]1、蚀刻灰化后半导体芯片的剥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，其特征在于包括：有机溶剂
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40~70%有机胺
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1~20%缓蚀剂
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0.5~10%表面活性剂
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0.2~5%氟化物
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1~5%以及其余的超纯水，各组分质量百分比之和为100%，其中：所述表面活性剂为乙二醇、丙三醇、葡萄糖、山梨醇、季戊四醇、木糖醇、AEO
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7中的一种或多种的混合；所述有机溶剂为醚类、酮类、酰胺类有机溶剂中的一种或多种的混合；所述有机胺为单乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种的混合；所述缓蚀剂为酚类、羧酸类、苯并三氮唑类中的一种或多种的混合；所述氟化物为氟化氢铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丁基氟化铵、氟化氢、氟化铵中一种或多种的混合。2.根据权利要求1所述聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，其特征在于：所述表面活性剂为AEO
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7、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、乙二醇、葡萄糖、木糖醇中的一种或多种的混合。3.根据权利要求2所述聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，其特征在于：所述表面活性剂为丙三醇和季戊四醇的混合。4.根据权利要求1所述聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，其特征在于：所述醚类有机溶剂为二乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚中的一种或多种的混合。5.根据权利要求1所述聚乙烯醇肉桂酸酯型KPR光刻胶蚀刻残留剥离剂组合物，其特征在于：所述酮类有机溶剂为丙酮、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇军，康威，
申请(专利权)人：深圳迪道微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：