一种Lift-off工艺用去胶液及去胶方法与流程

本发明涉及光刻胶剥离剂，具体涉及一种lift-off工艺用去胶液及去胶方法。

背景技术：

1、lift-off工艺是在衬底上用光刻工艺获得图案化的光刻胶结构或者金属等掩膜，利用镀膜工艺于掩膜镀上目标金属层，再利用去胶液溶解光刻胶或者机械去除金属硬掩膜的方式获得与图案一致的目标图形金属层。

2、lift-off工艺与湿法蚀刻工艺的光刻胶剥离存在以下区别：lift-off工艺的光刻胶表面覆盖有目标金属层，仅为厚度方向侧面的光刻胶暴露于工件表面；湿法蚀刻的光刻胶背离基材的表面和厚度方向侧面均暴露于工件表面。为了充分保护目标图形结构，去胶液中通常包含金属缓蚀剂，金属缓蚀剂同样也会对光刻胶层表面的目标金属层发挥缓蚀作用。因此，暴露于工件表面的光刻胶与去胶液直接接触，暴露于工件表面的光刻胶面积大小直接决定去胶液溶胀溶解光刻胶的速度。

3、在一些特定的工件中包括叉指区和空旷区，叉指区具有类似指状或者梳状的周期性图案，图案在预定区域中密集分布，光刻胶线宽度为0.4μm左右，相邻光刻胶线之间的目标图形线宽为0.2μm左右。常规的lift-off工艺去胶采用氮甲基吡咯烷酮和金属保护剂的组合，并且为了兼容多种金属，金属缓蚀剂通常采用吸附型缓蚀剂，无论是物理吸附型还是化学吸附型，都能够稳定吸附于金属的表面，也即吸附于目标图形背离基材的表面、侧面以及光刻胶表面金属层背离光刻胶的表面和侧面，缓蚀剂吸附结构不利于去胶液渗透组分快速渗入基材和光刻胶之间。

4、常规去胶液组合对叉指区去胶效果差，叉指区的光刻胶几乎全部溶胀、滞留于目标图形金属排线组合成的槽体内。改进的方案采用升高去胶液浸泡温度、加压冲洗或者去除光刻胶表面的金属层。升高温度受限于组分闪点以及槽内温度分布不均等问题；加压冲洗会增加胶碎片和金属碎片残留的几率，冲洗过程会加剧金属碎片刮伤目标金属布线的问题；去除光刻胶表面的金属层必然会拉长工艺路线，增加生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种lift-off工艺用去胶液，向去胶液中引入磺酸盐阴离子表面活性剂，并组合使用金属保护型极性有机溶剂b和杂环类吸附型金属保护剂，提升lift-off工件中叉指区光刻胶的剥离效果。

2、为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种lift-off工艺用去胶液，按质量百分比计主要组分包括：50％～80％的极性有机溶剂a、15％～40％的金属保护型极性有机溶剂b、3％～15％的磺酸盐阴离子表面活性剂和0.1％～10％的吸附型金属保护剂。

3、优选的技术方案为，所述金属保护型极性有机溶剂b为选自二甲基亚砜、醇类金属保护溶剂中的一种或两种以上的组合。

4、优选的技术方案为，所述极性有机溶剂为选自氮杂环烷酮中的一种或两种以上的组合。

5、优选的技术方案为，所述阴离子表面活性剂选自芳香族磺酸盐中的一种或两种以上的组合；

6、进一步的，所述阴离子表面活性剂为选自具有c10～c18长链烷基的苯磺酸盐的一种或两种以上的组合。

7、优选的技术方案为，所述吸附型金属保护剂的主要组分为唑类保护剂和糖醇类保护剂；

8、去胶液中唑类保护剂的质量百分比为0.05％～2.5％；糖醇类保护剂的质量百分比为1％～7％；

9、进一步的，去胶液中唑类保护剂的质量百分比为0.1％～1.5％；糖醇类保护剂的质量百分比为1％～5％。

10、优选的技术方案为，所述醇类金属保护溶剂为选自乙二醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇中的一种或两种以上的组合。

11、优选的技术方案为，所述唑类保护剂选自噻二唑、苯并三氮唑衍生物中的一种或两种以上的组合，和/或所述糖醇类保护剂为选自山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇中的一种或两种以上的组合。

12、优选的技术方案为，所述唑类保护剂为选自2,5-双(辛基二硫代)噻二唑、2,5-双(叔壬基二硫代)噻二唑、2,5-双(叔-十二烷基二硫代)噻二唑中的一种或两种以上的组合；和/或所述糖醇类保护剂为山梨糖醇和/或木糖醇。

13、本发明的目的之二在于提供一种lift-off工艺去胶方法，采用上述的lift-off工艺用去胶液去除待去胶工件的光刻胶。

14、优选的技术方案为，将待去胶工件浸泡于50～85℃的所述lift-off工艺用去胶液中；

15、进一步的，将待去胶工件浸泡于65～85℃的所述lift-off工艺用去胶液中。

16、进一步的，所述光刻胶包括待去胶工件叉指区的光刻胶。

17、本发明的优点和有益效果在于：

18、该lift-off工艺用去胶液在极性溶剂和金属保护剂组合的基础上，添加磺酸盐阴离子表面活性剂，提升去胶液对光刻胶的溶胀剥离能力，加快工件的光刻胶剥离处理效率；

19、在引入磺酸盐阴离子表面活性剂的基础上优化金属保护效果，以使主要组分为极性溶剂、阴离子表面活性剂和金属保护剂的组合去胶液对cr、ti、ag等待去胶工件常用目标图案金属材质无明显腐蚀，去胶过程中al、cu的腐蚀量符合生产要求，普遍适用于具有暴露金属层的多种工件；

20、该去胶液体系对sio2、sin无腐蚀，适用于以sio2、sin作为衬底的lift-off工件。

技术特征：

1.一种lift-off工艺用去胶液，其特征在于，按质量百分比计主要组分包括：50%～80%的极性有机溶剂a、15%～40%的金属保护型极性有机溶剂b、3%～15%的磺酸盐阴离子表面活性剂和0.1%～10%的吸附型金属保护剂。

2.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述金属保护型极性有机溶剂b为选自二甲基亚砜、醇类金属保护溶剂中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述极性有机溶剂为选自氮杂环烷酮中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自芳香族磺酸盐中的一种或两种以上的组合；

5.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述杂环类吸附型金属保护剂的主要组分为唑类保护剂和糖醇类保护剂；

6.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述醇类金属保护溶剂为选自乙二醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述唑类保护剂选自噻二唑、苯并三氮唑衍生物中的一种或两种以上的组合，和/或所述糖醇类保护剂为选自山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求7所述的lift-off工艺用去胶液，其特征在于，所述唑类保护剂为选自2,5-双(辛基二硫代)噻二唑、2,5-双(叔壬基二硫代)噻二唑、2,5-双(叔-十二烷基二硫代)噻二唑中的一种或两种以上的组合；和/或所述糖醇类保护剂为山梨糖醇和/或木糖醇。

9.一种lift-off工艺去胶方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任意一项所述的lift-off工艺用去胶液去除待去胶工件的光刻胶。

10.根据权利要求9所述的lift-off工艺去胶方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种Lift‑off工艺用去胶液，按质量百分比计主要组分包括：50%～80%的极性有机溶剂A、15%～40%的金属保护型极性有机溶剂B、3%～15%的磺酸盐阴离子表面活性剂和0.1%～10%的吸附型金属保护剂。该Lift‑Off工艺用去胶液在极性溶剂和金属保护剂组合的基础上，添加磺酸盐阴离子表面活性剂，提升去胶液对光刻胶的溶胀剥离能力，加快工件的光刻胶剥离处理效率。以使主要组分为极性溶剂、阴离子表面活性剂和金属保护剂的组合去胶液对Cr、Ti、Ag等待去胶工件常用目标图案金属材质无明显腐蚀，去胶过程中Al、Cu的腐蚀量符合生产要求。本发明还公开了一种Lift‑off工艺的去胶方法。技术研发人员：王磊,承明忠,宋健,符佳立受保护的技术使用者：江阴江化微电子材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14