[发明专利]一种半导体制程正性光刻胶去胶液及应用

说明书

本发明公开了一种半导体制程正性光刻胶去胶液，包含链烷醇胺、金属缓蚀剂、与水混溶的极性有机溶剂、添加剂和水，添加剂为低碳硝基烷烃及其衍生物，低碳硝基烷烃的碳原子数为1～3。该半导体制程正性光刻胶去胶液可以快速去除正性光刻胶层，且去胶液中光刻胶的溶解度增加，处理后的半导体表面无光刻胶残留，且对光刻胶下方的铝层或铜层或铜铝合金层没有腐蚀。

技术领域

本发明涉及去胶液技术领域，具体涉及一种半导体制程正性光刻胶去胶液及应用。

背景技术

去胶液的使用要求包含以下两点：第一、对光刻胶具有较强的溶解能力；第二、对于光刻胶下方的金属布线层腐蚀性低。

现有技术中的去胶液多为水性，按照组成可以分为酸性和碱性。酸性去胶液如CN103605266A、CN101776853A，上述两文件中包含无机酸和/或有机酸、羟基乙酸；碱性去胶液如CN 103838091A和CN103605269A，碱源为季铵氢氧化物、氢氧化钾和醇胺。

CN103293882A中公开了一种光刻胶清洗液，其包含：醇胺，四氢糠醇，以及苯并三氮唑和/或其衍生物。实际使用中，醇胺对于正性光刻胶的溶解速率较慢，特别是对于膜厚达15微米以上的光刻胶膜，增加醇胺的浓度对于光刻胶溶解速率的影响不大。CN102540776 A中公开了一种去除半导体工艺中残留光刻胶的剥离液，该剥离液的组成及含量(质量百分比)为20～70％的多甲基磷酰胺、5～30％的链烷醇胺、0.01～10％的有机硅聚醚类化合物、0.01～10％的炔醇、1～30％(含质量)的羟胺、5％～50％的去离子水，其中光刻胶主要溶剂为多甲基磷酰胺，而且进一步强调了当六甲基磷酰胺质量百分比含量低于10％或高于70％，不能有效去除干法蚀刻后的残留聚合物。改进的方案增加了非质子极性溶剂多甲基磷酰胺优化对光刻胶的溶解能力，有益效果部分没有关于溶解速率改进的阐述。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种光刻胶溶解速率较快、对配线层无腐蚀的半导体制程正性光刻胶去胶液。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种半导体制程正性光刻胶去胶液，其特征在于，包含链烷醇胺、金属缓蚀剂、与水混溶的极性有机溶剂、添加剂和水，添加剂为低碳硝基烷烃及其衍生物，低碳硝基烷烃的碳原子数为1～3。

添加剂的加入可提高正性光刻胶在去胶液中溶解度，并且加快溶解速率，缩短半导体元件表面厚膜光刻胶的去胶处理时间，提高去胶处理效率。

优选的技术方案为，按重量百分比计，去胶液包含链烷醇胺3～25％、金属缓蚀剂0.001～5％、与水混溶的极性有机溶剂5～10％、添加剂0.1～10％和水60～87％。现有技术中采用高浓度的多甲基磷酰胺改善去胶液溶解力，半导体经去胶处理后需要用去离子水冲洗，冲洗废液中的磷含量较，与上述技术方案相比，添加剂浓度较小，成本较低，后期冲洗废液中氮含量较小。

优选的技术方案为，低碳单硝基烷烃衍生物的结构式中硝基碳上连接有至少一个羟甲基取代基。含有羟甲基取代基的低碳单硝基烷烃衍生物能更快速的渗入光刻胶底膜，起到剥离作用。

优选的技术方案为，低碳硝基烷烃衍生物为选自2-硝基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-硝基-2-乙基-丙二醇、2-硝基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。含有羟甲基的上述物质更容易扩散至树脂高分子之间，使分子链解缠树脂层溶胀，进一步加速正性光刻胶的溶解。

优选的技术方案为，与水混溶的极性有机溶剂为选自砜类、亚砜类、吡咯烷酮类、酰胺类、咪唑酮类有机溶剂中的至少一种。

优选的技术方案为，金属缓蚀剂为选自炔醇类缓蚀剂、水溶性巯基苯并噻唑类缓蚀剂和苯并三氮唑类缓蚀剂中的至少一种。上述金属缓蚀剂对于碱性溶液中的铜或铝均具有良好的缓蚀效果。