[发明专利]光致抗蚀剂剥离剂

说明书

提供了用于从衬底除去光致抗蚀剂的改进的剥离剂溶液，其表现出与铜、无铅焊料和环氧基模塑料的改善的相容性。该剥离剂溶液包含主要溶剂、次要二醇醚溶剂、氢氧化钾和胺。该溶液还表现出与含有氢氧化钾的常规制剂相比减少的碳酸钾晶体形成，和与含四甲基氢氧化铵的制剂相比延长的浴寿命。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月12日提交的美国临时申请62/656,843的优先权，其全部内容为了所有允许的目的通过引用并入本文。

背景技术

本发明一般涉及具有从衬底有效除去光致抗蚀剂的能力的组合物，以及使用这种组合物的方法。所公开的组合物是用于除去光致抗蚀剂的剥离剂溶液，所述溶液可基本上不含DMSO和/或NMP，和/或TMAH，并且优选具有与铜、无铅SnAg焊料和环氧基模塑料的相容性。

用于除去晶片级封装中使用的厚光致抗蚀剂的光致抗蚀剂剥离剂通常由溶剂、胺、季铵氢氧化物、无机氢氧化物、共溶剂、腐蚀抑制剂和其他添加剂的不同组合组成。用于该应用的许多产品包括作为溶剂的DMSO或NMP加上胺或季铵氢氧化物或两者。四甲基氢氧化铵(TMAH)是最常用的季铵氢氧化物，因为它具有比其他季铵氢氧化物更低的成本和更好的性能。然而，与TMAH相关的潜在健康影响是众所周知的。含TMAH剥离剂组合物的替代物是期望的。

氢氧化钾(KOH)是无机强碱，其在用于光致抗蚀剂剥离剂时提供有利的性能，而没有与TMAH相关的潜在健康影响。KOH成本低并且具有良好的热稳定性，导致光致抗蚀剂剥离剂具有比使用TMAH的光致抗蚀剂剥离剂更长的浴寿命。与KOH相关的一个问题是它与来自大气的二氧化碳反应生成碳酸钾。碳酸钾是水溶性的，但通常不易溶于有机溶剂。使用KOH的光致抗蚀剂剥离剂通常具有碳酸钾晶体的沉淀问题。晶体去除可以需要对加工设备的额外清洁，使用水以溶解和/或冲洗掉它们。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了用于从衬底有效除去或剥离正或负性光致抗蚀剂、蚀刻工艺后的光致抗蚀剂或蚀刻残留物的光致抗蚀剂剥离剂溶液。本发明的剥离剂溶液对于抗蚀剂材料具有特别高的负载能力，且具有在经历运输、仓储和一些生产设施的使用中经常遇到的低于正常室温的温度时保持液态的能力。

组合物提供表现出减少的碳酸钾晶体形成和延长的浴寿命的KOH光致抗蚀剂剥离剂组合物。组合物另外不含含硫溶剂，并表现出与铜、无铅焊料和环氧基模塑料的改善的相容性。

根据本发明的组合物通常包括主要的二醇醚溶剂、无机碱、与主要溶剂不同的次要二醇醚溶剂、胺和腐蚀抑制剂。合适的二醇醚溶剂包括二乙二醇丁醚(DB)、二乙二醇乙醚(DE)、二乙二醇甲乙醚(DME)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(MMB)和/或二甘醇(DEG)。合适的无机碱包括氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)和/或氢氧化钠(NaOH)。合适的胺包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)和/或2-(2-氨基乙氧基)乙醇(AEE)。组合物基本上不含DMSO、NMP和TMAH。根据本发明的另一实施方式包含不同于主要和次要溶剂两者的另外的或第三溶剂。合适的第三溶剂包括二醇醚、多羟基化合物(如二醇、三醇等)等。

根据本发明的另一个实施方式包含DB、次要二醇醚溶剂、无机碱，例如氢氧化钾(KOH)、胺和腐蚀抑制剂。该实施方式基本上不含第三二醇醚溶剂、DMSO、NMP和TMAH。

根据本发明的另一个实施方式包含DE、次要二醇醚溶剂、无机碱，例如氢氧化钾(KOH)和腐蚀抑制剂。该实施方式基本上不含第三二醇醚溶剂、DMSO、NMP和TMAH。

本发明的第二方面提供了使用上述新型剥离剂溶液从衬底除去光致抗蚀剂和相关聚合物材料的方法。光致抗蚀剂可以通过使其上具有光致抗蚀剂的所选衬底与剥离剂溶液接触足以除去期望量的光致抗蚀剂的时间，通过从剥离剂溶液中移除衬底，用去离子水或溶剂从衬底冲洗剥离剂溶液和干燥衬底而从衬底除去。