包含咪唑啉緩蝕劑的感光膜清洗液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型的感光膜清洗液，其包括季戊四醇、氫氧化鉀、有機胺、防腐蝕劑和溶劑。本發(fā)明提供的感光膜清洗劑感光膜清洗能力強且對半導(dǎo)體晶片圖案和基材腐蝕性較低。
【專利說明】包含咪唑啉緩蝕劑的感光膜清洗液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種包含咪唑啉緩蝕劑的感光膜清洗液。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的半導(dǎo)體制造工藝中，通過在一些材料的表面上形成感光膜的掩膜，曝光后進行圖形轉(zhuǎn)移，在得到需要的圖形之后，進行下一道工序之前，需要剝?nèi)埩舻母泄饽ぁＴ谶@個過程中要求完全除去不需要的感光膜，同時不能腐蝕任何基材。
[0003]目前，感光膜清洗液主要由極性有機溶劑、強堿和/或水等組成，通過將半導(dǎo)體晶片浸入清洗液中或者利用清洗液沖洗半導(dǎo)體晶片，去除半導(dǎo)體晶片上的感光膜。如JP1998239865公開了一種清洗液，其組成是四甲基氫氧化銨(TMAH)、二甲基亞砜(DMSO)、1，3’ - 二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)和水。將晶片浸入該清洗液中，于50?100°C下除去金屬和電介質(zhì)基材上的20 μ m以上的感光膜；其對半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕略高，且不能完全去除半導(dǎo)體晶片上的感光膜，清洗能力不足；US5529887由氫氧化鉀(KOH)、烷基二醇單烷基醚、水溶性氟化物和水等組成堿性清洗液，將晶片浸入該清洗液中，在40?90°C下除去金屬和電介質(zhì)基材上的厚膜感光膜。其對半導(dǎo)體晶片基材的腐蝕較高；US5091103公開了N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇和四甲基氫氧化銨的清洗液，于105?125°C下去除經(jīng)高溫烘焙過(hard bake)的感光膜,其特征是不含有水、操作溫度高,一旦清洗液混入水,其對金屬鋁和銅的腐蝕速率均上升。
[0004]由此可見，尋找更為有效抑制金屬腐蝕抑制方法和高效的感光膜去除能力是該類感光膜清洗液努力改進的優(yōu)先方向。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有的感光膜清洗液存在的清洗能力不足或者對晶片圖案和基材腐蝕性較強的缺陷，而提供一種感光膜清洗能力強且對半導(dǎo)體晶片圖案和基材腐蝕性較低的感光膜清洗劑。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型的感光膜清洗液，其包括季戊四醇、氫氧化鉀、有機胺、防腐蝕劑和溶劑。
[0007]其中，季戊四醇的質(zhì)量百分比為0.1_15%，氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為0.1-10%,有機胺的質(zhì)量百分比為0.5-30%，防腐蝕劑0.5-5%，溶劑為佘量，各組分質(zhì)量百分比之和為 100%。
[0008]進一步，季戊四醇的質(zhì)量百分比為10%，氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為8%，有機胺的質(zhì)量百分比為25%，防腐蝕劑3%，溶劑為54%。
[0009]其中，所述機胺為選自包括單乙醇胺、異丙醇胺、氨基乙氧基乙醇、η-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2-氨乙基氨基乙醇、氨乙基哌嗪、氨丙基哌嗪、1-(2-羥乙基)哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、1-甲基哌嗪、1-芐基哌嗪、2-苯基哌嗪、1-氨乙基哌啶、1-氨基哌啶和1-氨甲基哌啶的組的至少一種化合物。
[0010]其中，所述溶劑為亞砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、醇、醚、酰胺中的一種或多種。
[0011]其中，所述的亞砜為二甲基亞砜；所述的砜為環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮為I，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇為丙二醇、二乙二醇；醚為乙二醇醚或丙二醇醚。
[0012]其中，所述的乙二醇醚為乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚；所述的丙二醇醚為丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丁醚。
[0013]所述防腐蝕劑由氯化1-輕乙基-3-十六燒基咪唑和1- (2-氨基-硫服乙基)-2_油酸基咪唑啉，兩者的質(zhì)量為2:1?1:2。
[0014]其中，所述氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為:
[0015]第一步，1-十六烷基咪唑的制備，將1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物；
[0016]第二步，將2.9g的1-十六烷基咪唑和Iml的2_氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使1-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重，得到的氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑為白色固體。
[0017]其中，所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制備方法具體為:
[0018]將0.2mol的油酸與0.24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分數(shù)為25%?35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時勻速加熱至415K?435K進行酰胺脫水，反應(yīng)2.5h后得到酰胺，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495?515K進行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾0.5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉；
[0019]第二步，在合成的1-(2-氨乙基)-2_油酸基咪唑啉中加入0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K?435K進行3.5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進行減壓蒸餾0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的感光膜清洗劑感光膜清洗能力強且對半導(dǎo)體晶片圖案和基材腐蝕性較低。
【具體實施方式】
[0022]一種新型的感光膜清洗液，其包括季戊四醇、氫氧化鉀、有機胺、防腐蝕劑和溶劑。[0023]其中，季戊四醇的質(zhì)量百分比為0.1_15%，氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為0.1-10%,有機胺的質(zhì)量百分比為0.5-30%，防腐蝕劑0.5-5%，溶劑為佘量，各組分質(zhì)量百分比之和為 100%。
[0024]進一步，季戊四醇的質(zhì)量百分比為10%，氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為8%，有機胺的質(zhì)量百分比為25%，防腐蝕劑3%，溶劑為54%。
[0025]其中，所述機胺為選自包括單乙醇胺、異丙醇胺、氨基乙氧基乙醇、η-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2-氨乙基氨基乙醇、氨乙基哌嗪、氨丙基哌嗪、1-(2-羥乙基)哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、1-甲基哌嗪、1-芐基哌嗪、2-苯基哌嗪、1-氨乙基哌啶、1-氨基哌啶和1-氨甲基哌啶的組的至少一種化合物。
[0026]其中，所述溶劑為亞砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、醇、醚、酰胺中的一種或多種。
[0027]其中，所述的亞砜為二甲基亞砜；所述的砜為環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮為I，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇為丙二醇、二乙二醇；醚為乙二醇醚或丙二醇醚。
[0028]其中，所述的乙二醇醚為乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚；所述的丙二醇醚為丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丁醚。
[0029]所述防腐蝕劑由氯化1-輕乙基-3-十六燒基咪唑和1- (2-氨基-硫服乙基)-2_油酸基咪唑啉構(gòu)成。
[0030]其中，所述氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為:
[0031]第一步，1-十六烷基咪唑的制備，將1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物；
[0032]第二步，將2.9g的1-十六烷基咪唑和Iml的2_氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使1-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重，得到的氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑為白色固體。
[0033]所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制備方法具體為:
[0034]第一步，將0.2mol的油酸與0.24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分數(shù)為25%?35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時勻速加熱至415K?435K進行酰胺脫水，反應(yīng)2.5h后得到酰胺，反應(yīng)式如式(I)。在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495?515K進行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾0.5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉,如式(2)所示；
[0035]第二步，在合成的1-(2-氨乙基)-2_油酸基咪唑啉中加入0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K~435K進行3.5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進行減壓蒸餾0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉，如式(3)所示。
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種新型的感光膜清洗液，其特征在于:包括季戊四醇、氫氧化鉀、有機胺、防腐蝕劑和溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的感光膜清洗液，其特征在于:季戊四醇的質(zhì)量百分比為0.1-15%，氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為0.1_10%，有機胺的質(zhì)量百分比為0.5-30%，防腐蝕劑0.5-5%，溶劑為佘量，各組分質(zhì)量百分比之和為100%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的感光膜清洗液，其特征在于:季戊四醇的質(zhì)量百分比為10%,氫氧化鉀的質(zhì)量百分比為8%,有機胺的質(zhì)量百分比為25%,防腐蝕劑3%,溶劑為54%。
4.如權(quán)利要求1至3所述的感光膜清洗液，其特征在于:所述機胺為選自包括單乙醇胺、異丙醇胺、氨基乙氧基乙醇、η-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2-氨乙基氨基乙醇、氨乙基哌嗪、氨丙基哌嗪、1-(2-羥乙基)哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、1-甲基哌嗪、1-芐基哌嗪、2-苯基哌嗪、1-氨乙基哌啶、1-氨基哌啶和1-氨甲基哌啶的組的至少一種化合物。
5.如權(quán)利要求1至4所述的感光膜清洗液，其特征在于:所述溶劑為亞砜、砜、咪唑烷酮、咪唑啉酮、醇、醚、酰胺中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1至5所述的感光膜清洗液，其特征在于:所述的亞砜為二甲基亞砜；所述的砜為環(huán)丁砜；所述的咪唑烷酮為I，3-二甲基-2-咪唑烷酮；所述的咪唑啉酮為1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮；所述的酰胺為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的醇為丙二醇、二乙二醇；醚為乙二醇醚或丙二醇醚。
7.如權(quán)利要求1至6所述的抗蝕膜剝離劑，其特征在于:所述防腐蝕劑由氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉構(gòu)成，兩者的質(zhì)量為2:I~1:2。
8.如權(quán)利要求1至7所述的抗蝕膜剝離劑，其特征在于:所述氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為: 第一步，1-十六烷基咪唑的制備，將1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物； 第二步，將2.9g的1-十六烷基咪唑和Iml的2-氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使1-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時至恒重，得到的氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑為白色固體。
9.如權(quán)利要求1至8所述的抗蝕膜剝離劑，其特征在于:所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制備方法具體為: 將0.2mol的油酸與0.24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分數(shù)為25%~35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時勻速加熱至415K~435K進行酰胺脫水，反應(yīng)2.5h后得到酰胺，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495~515K進行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾0.5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉； 第二步，在合成的1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉中加入0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K~435K進行3.5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進行減壓蒸餾0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑 啉。
【文檔編號】G03F7/42GK103529656SQ201310498900
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】楊桂望 申請人:楊桂望