低含量NMF光刻胶剥离液和制备方法与流程

本发明涉及光刻胶剥离液，具体为低含量nmf光刻胶剥离液和制备方法。

背景技术：

1、光刻工艺是半导体以及显示领域制造中的关键步骤；光刻胶是一种不导电的光敏材料，可以实现将光刻掩膜版上的图形转移到半导体晶圆片上，在图形的刻蚀完成后，需要将光刻胶及其残余物清洗干净，以便后续工艺和操作。如果光刻胶没有完全剥离和清洗干净，会影响半导体材料电路的导电性能，从而影响产品的性能。发展高性能的光刻胶剥离液是研究热点。

2、目前的光刻胶剥离液主要由极性有机溶剂、无机碱、有机碱等组成。有机溶剂主要有n-甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚等。其中n-甲基甲酰胺的极性大，清洗和剥离效果优良，应用最为广泛，但是n-甲基甲酰胺的毒性较大，并且伴有刺激性的氨味。因此需要降低剥离液中。向光刻胶剥离液中加入缓蚀剂，可以防止剥离液对光刻胶清洗剥离时，对基材中的金属器件和金属导线等造成腐蚀。因此需要开发新型高效的剥离液用缓蚀剂。

技术实现思路

1、本发明解决了光刻胶剥离液剥离和清除效果不佳，防腐蚀和缓释性能不好的问题。

2、本发明的技术方案是：一种低含量nmf光刻胶剥离液，包括如下重量份数的组分：25-34重量份n-甲基甲酰胺、62-71重量份二乙二醇甲醚、2.5-3.2重量份有机胺、0.8-1.5重量份缓蚀剂。

3、其中，有机胺包括羟乙基乙二胺、羟乙基哌嗪。

4、其中，缓蚀剂为并三氮唑类缓蚀剂。

5、其中，并三氮唑类缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑或间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)。

6、其中，苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)的结构式如下：

7、

8、其中，间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)的制备方法如下：

9、(1)向反应容器中加入n,n-二甲基甲酰胺、间苯三酚、碳酸钾、溴化锂，通入氮气，在75-90℃中进行预反应6-12h，然后加入2-(2-氯乙氧基)乙醇，进行醚化反应60-72h，加入水、三氯甲烷，萃取分离，有机相浓缩，进行柱色谱分离，用乙酸乙酯和甲醇的混合溶液进行梯度洗脱，得到间苯三(氧基乙氧基乙醇)。反应式如下：

10、

11、(2)向反应容器中加入四氢呋喃、5-羧基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶，通入氮气，20-35℃中进行活化反应1-1.5h，然后加入间苯三(氧基乙氧基乙醇)，进行酯化反应48-72h，将溶液浓缩，进行柱色谱分离，用乙酸乙酯和石油醚的混合溶液进行梯度洗脱，得到间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)。反应式如下：

12、

13、其中，(1)中，间苯三酚、碳酸钾、溴化锂、2-(2-氯乙氧基)乙醇的比例为1mo l:(6-7)mo l:(0.62-0.75)mo l:(3.3-3.6)mo l。

14、其中，(2)中，5-羧基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、间苯三(氧基乙氧基乙醇)的比例为(3-3.6)mo l:(3.3-3.9)mo l:(0.42-0.51)mo l:1mo l。

15、其中，低含量nmf光刻胶剥离液的制备方法如下：向容器中加入n-甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚、有机胺、缓蚀剂，搅拌混匀，得到低含量nmf光刻胶剥离液。

16、技术效果：本发明以n-甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚作为复配溶剂，羟乙基乙二胺和羟乙基哌嗪作为有机胺添加剂，间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)，苯并三氮唑等作为缓蚀剂，得到的光刻胶剥离液具有光刻胶清除效果好，并且剥离液中的n-甲基甲酰胺的用量低，使得剥离液的毒性低，刺激性小，氨味弱。

17、本发明以间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)、苯并三氮唑等作为缓蚀剂，尤其是间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)，其含有多个苯并三氮唑缓蚀基团，并且含有多个醚键，使其在二乙二醇甲醚溶剂中具有很好的溶解性，有利于提高剥离液缓蚀和防腐蚀性能，对半导体元器件中的铜等金属基材和金属导线无损伤。

技术特征：

1.一种低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述光刻胶剥离液包括如下重量份数的组分：25-34重量份n-甲基甲酰胺、62-71重量份二乙二醇甲醚、2.5-3.2重量份有机胺、0.8-1.5重量份缓蚀剂；

2.根据权利要求1所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述并三氮唑类缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑或间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)；

3.根据权利要求1所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)的制备方法如下：

4.根据权利要求3所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述(1)中，间苯三酚、碳酸钾、溴化锂、2-(2-氯乙氧基)乙醇的比例为1mol:(6-7)mol:(0.62-0.75)mol:(3.3-3.6)mol。

5.根据权利要求3所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述(1)中，预反应在75-90℃中进行6-12h，醚化反应在75-90℃中进行60-72h。

6.根据权利要求3所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述(2)中，5-羧基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、间苯三(氧基乙氧基乙醇)的比例为(3-3.6)mol:(3.3-3.9)mo l:(0.42-0.51)mol:1mol。

7.根据权利要求3所述的低含量nmf光刻胶剥离液，其特征在于，所述(2)中，活化反应在20-35℃中进行1-1.5h，酯化反应在20-35℃中进行48-72h。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的低含量nmf光刻胶剥离液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为如下：向容器中加入n-甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚、有机胺、缓蚀剂，搅拌混匀，得到低含量nmf光刻胶剥离液。

技术总结本发明公开了低含量NMF光刻胶剥离液和制备方法，包括25‑34重量份N‑甲基甲酰胺、62‑71重量份二乙二醇甲醚、2.5‑3.2重量份有机胺、0.8‑1.5重量份缓蚀剂；本发明的光刻胶剥离液具有光刻胶清除效果好，并且剥离液中的N‑甲基甲酰胺的用量低，使得剥离液的毒性低，刺激性小，氨味弱。以间苯三(氧基乙氧基苯并三氮唑)作为缓蚀剂，其含有多个苯并三氮唑缓蚀基团，并且含有多个醚键，使其在二乙二醇甲醚溶剂中具有很好的溶解性，有利于提高剥离液缓蚀和防腐蚀性能，对半导体元器件中的金属基材和金属导线无损伤。技术研发人员：卢燕燕,张丽燕,陈美玲受保护的技术使用者：惠州达诚微电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26