一种用于半导体制程的水基去胶液制造技术

本发明专利技术公开了一种用于半导体制程的水基去胶液，用于半导体晶圆制造中。该水基去胶液通过添加特定复配的阴

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体制程的水基去胶液


[0001]本专利技术属于半导体制造领域，具体涉及一种用于半导体制程的水基去胶液。

技术介绍

[0002]半导体制造工艺中，光刻制程工艺是芯片制造工艺中的关键环节，需要通过多次图形掩膜照射曝光及蚀刻等制程在硅晶圆上形成多层的细微电路图形。光刻的基本原理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。当蚀刻工艺结束之后，光刻胶应全部去除，这一步骤简称去胶。为避免对被处理表面的任何损伤及腐蚀，目前一般使用低温下温和的化学方法除去光刻胶。
[0003]目前主要的水基去胶液是以亚砜、吡咯烷酮、加上季铵碱及水按一定比例配制的。与传统有机溶剂型去胶液相比，不但成本有优势，而且环保性和对操作人员的安全性都有所提高。但是目前水基去胶液还存在着光刻胶除去效率低、去胶液使用温度高，使用寿命短、对金属层容易腐蚀导致良率降低等现象，严重影响了其使用推广。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于半导体制程的水基去胶液，该水基去胶液为水溶性混合物，通过添加特定的复配表面活性剂，能够高效的除去光刻胶，无残渣，同时对金属层腐蚀性低、使用寿命长，绿色环保。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于半导体制程的水基去胶液，以质量百分含量计，其组成如下：醇胺溶剂
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10%
‑
25%；水溶性有机溶剂r/>ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15%
‑
25%；表面活性剂
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5%
‑
15%；金属抗蚀剂
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0.05%
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0.5%；去离子水
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余量；总质量分数之和为100%。
[0006]进一步地，上述用于半导体制程的水基去胶液中，所述醇胺溶剂为2
‑
甲胺基
‑3‑
吡啶甲醇。该醇胺类溶剂可提供去除光刻胶分子的碱性条件，其杂环结构与光刻胶分子结构具有相似相溶的特点，能够在常温下高效迅速的去除晶圆上的光刻胶分子，并且具有极佳的溶解性，可以大大提高去胶液的使用范围。
[0007]进一步地，上述用于半导体制程的水基去胶液中，所述水溶性有机溶剂，具体的可以为二乙二醇单丁醚、三乙二醇醚单丁醚、N
‑
甲基哌嗪、N
‑
乙基哌嗪中的一种。所述的几种有机溶剂具在有较好的水溶性的同时，能有效溶胀光刻胶分子，促进光刻胶的去除，同时也能溶解小分子的光刻胶分子，提高去胶液的使用寿命。
[0008]进一步地，上述用于半导体制程的水基去胶液中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂月桂基糖苷（APG）与阴离子表面活性剂α
‑
烯基磺酸钠(AOS)复配的表面活性剂，其中
APG和AOS的质量比为2
‑
4:16
‑
18，具体可以为4:16、3:17、2:18，其中3:17的配比效果最佳。通过非离子
‑
阴离子表面活性剂的复配的协同作用，提高了溶液的表面活性，同时也提高了去胶液体系水溶稳定性，加快了光刻胶的去除速度，特别是边缘及有图形部分的光刻胶能彻底去除干净，能显著提高良率。
[0009]进一步地，上述用于半导体制程的水基去胶液中，所述金属抗蚀剂为糖醇类化合物，具体的为阿东糖醇。阿东糖醇含有多个羟基团，与水中氢离子形成氢键，使得光刻胶去除后与半导体衬底之间产生一个可渗透空间，有效的提高蚀刻后图形周围的光刻胶同时其多羟基结构可防止底部金属膜被去胶液腐蚀。其易清洗，不会像苯并三唑类的抗试剂容易残留而影响到后续工艺。
[0010]进一步地，上述用于半导体制程的水基去胶液中，所述去离子水为电子级去离子水，在25℃时，其电阻率不低于18MΩ。
[0011]本专利技术的显著优点在于：通过添加特殊的醇胺2
‑
甲胺基
‑3‑
吡啶甲醇，其杂环结构与光刻胶分子结构具有相似相溶的特点，能够在常温下高效迅速的去除晶圆上的光刻胶分子，通过添加特定比例复配的非离子
‑
阴离子表面活性剂，产生协同作用，有效降低表面张力，提高了溶液的表面活性，同时也提高了去胶液体系水溶稳定性，加快了光刻胶的去除速度，特别是边缘及有图形部分的光刻胶能彻底去除干净，能显著提高良率；水性的有机助剂，能起到助溶效果，使去胶液的对不同光刻胶分子都有很好的溶胀作用，有利于水基去胶液在使用时的稳定性。糖醇类金属抗蚀剂能有效防止底部金属膜被去胶液腐蚀。其易清洗。该水基去胶液水溶性好，使用寿命长，材料组成对环境友好，能够满足半导体制程的工艺要求。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为本专利技术的限定。
[0013]实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0014]实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0015]实施例和比较例：一种用于半导体制程使用的水基去胶液。
[0016]根据下表1所示的组成和质量百分含量分别制备了实施例和比较例的水基去胶液。其配制方法为：在常温下先将去离子水加入搅拌釜，在30r/min的转速下依次加入醇胺溶剂，水溶性有机助剂加完后调节转速至45r/min再依次按比例添加非离子和阴离子表面活性剂，添加完后搅拌30分钟，最后加入金属抗蚀剂，全部添加完毕后搅拌10分钟，最后以孔径为2μm和孔径为0.5μm的滤芯按顺序过滤即可得到水基去胶液。
[0017][0018]BDG：二乙二醇丁醚
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BTG：三乙二醇丁醚
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NMPRZ：N
‑
甲基哌嗪NEPRZ：N
‑
乙基哌嗪
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NMP:N
‑
甲基吡咯烷酮
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DMSO：二甲基亚砜DMAc：二甲基乙酰胺
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APG
‑
月桂基糖苷AGP1214
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AOS
‑
α
‑
烯基磺酸钠MOA
‑
4:脂肪醇聚氧乙烯醚
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6501:椰子油脂肪酸二乙醇酰胺AES:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠； S
‑
15:肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐以上材料均可通过市售购得实验例：水基去胶液性能的测定实验为了评价上述实施例1
‑
7和对比例1
‑
14的数种水基去胶液组合物的性能，通过下述试验进行测试。
[0019]一、光刻胶去除能力
用6寸硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体制程的水基去胶液，其特征在于，以质量百分含量计，其组成如下：醇胺溶剂
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10%
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25%；水溶性有机溶剂
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15%
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25%；表面活性剂
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5%
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15%；金属抗蚀剂
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0.05%
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0.5%；去离子水
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余量；总质量分数之和为100%。2.根据权利要求1所述的用于半导体制程的水基去胶液，其特征在于，所述醇胺溶剂为2
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甲胺基
‑3‑
吡啶甲醇。3.根据权利要求1所述的用于半导体制程的水基去胶液，其特征在于，所述水溶性有机溶剂为二乙二醇单丁醚、三乙二醇醚单丁醚、N
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小勇，田博，房龙翔，叶鑫煌，肖小江，刘文生，
申请(专利权)人：福建省佑达环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：