CN103713476A - 用于除去厚膜抗蚀剂的剥离和清除组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适合于除去膜抗蚀剂的剥离和清除组合物,其包括约2-55wt%的至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;约20-94wt%的至少一种有机溶剂;和约0.5-60wt%的水,基于组合物的总重量。

Description

用于除去厚膜抗蚀剂的剥离和清除组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年10月8日较早提交的美国专利申请序列号61/710901和2013年7月1日提交的美国专利申请序列号61/841596的优先权权益。每个优先权申请的内容以其全部通过引用并入本文。
发明背景
微电子结构的制造包括多个步骤。在制造集成电路的制造方案中,有时需要选择性地除去抗蚀剂材料。在历史上,已经成功地在不同程度上利用多种极为不同类型的工艺来选择性除去材料。
在半导体和半导体微电路的制造中,经常需要用聚合的有机物质涂覆基体材料。这种基体材料的例子包括钛、铜、可以进一步包含钛、铜等金属元素的二氧化硅涂覆的硅晶片。通常,聚合的有机物质是抗蚀膜,例如,光致抗蚀剂。该光致抗蚀剂薄膜可以在曝光后的显影时形成蚀刻掩模。在后续加工步骤,从基体表面除去至少一部分的光致抗蚀剂。常见的从基体除去光致抗蚀剂的方法是通过湿化学方法或干的方法。配制湿化学组合物(例如,“湿式”剥离)来从基体上除去光致抗蚀剂,但是这样做的时候不应当腐蚀、溶解、和/或钝化任何金属电路的表面;化学地改变无机基体;和/或侵蚀基体本身。
厚光致抗蚀剂薄膜的应用对微电子机械系统(MEMS)、巨型磁阻(GMR)读写磁头的制造、和倒装芯片应用的晶圆凸起(wafer bumping)而言继续保持重要性。高级封装市场以30%的复合年增长率增长。焊料凸起面是该市场的最大份额。由于这些应用,厚光致抗蚀剂需要提供垂直的侧壁、对基体优良的粘合、和抗应力诱导的开裂和底侵。当用于晶圆凸起工艺时,厚光致抗蚀剂层在电沉积期间必须起到有效的光致抗蚀剂铸模的作用以及提供对光致抗蚀剂变形的抗性,以确保与最终的装置中的部件互连的柱的精确的位置和几何结构。现今在大部分的焊料凸起应用中的管脚数量快速增长。对于高凸起数量的装置而言,对应的凸起间距的降低使得相对于电镀的传统的″伞状″类型不切实际。消除所述伞状需要甚至更厚的光致抗蚀剂层,这是因为由光致抗蚀剂铸模限定的柱形凸起中包含了全部的焊料体积聚集。
这种对增加分辨度和高纵横比的需求导致极大的平版印刷挑战。例如,用于薄膜磁头的光致抗蚀剂的纵横比(大于10:1)实际上大于用于制作芯片的纵横比。光致抗蚀剂薄膜可以如此的厚使得烘焙之后剩余大量残余溶剂,并且已知光致抗蚀剂薄膜中残余浇铸溶剂的量影响许多平版印刷的性能例如感光速度(photospeed)、对比度、临界尺寸、和热性能。所述溶剂还作为增塑剂并且可以影响聚合物的玻璃化转变温度(Tg)。光致抗蚀剂薄膜的溶解速率还极大地取决于残余浇铸溶剂的量。所以,即使需要的分辨度通常不受光学装置的限制,这些厚膜造成工艺上的挑战,其不同于但是苛刻程度不亚于前沿的亚-四分之一微米平版印刷术的需求。
厚膜应用当前所使用的大部分光致抗蚀剂是正相重氮萘醌(DNQ)/Novolak光致抗蚀剂。与前端处理需要薄得多的光致抗蚀剂相比,处理更厚的光致抗蚀剂实质上更有挑战;它们需要更长的烘焙和显影并且显示出更慢的感光速度。另外,涂覆均匀和控制边缘珠的尺寸变得更加难以完成。
传统上,曝光时间是限制因素,这是因为曝光体系是元件中最昂贵的部分。然而,对于厚光致抗蚀剂薄膜,径迹显影剂工艺可以是限制因素,显影时间超过5分钟。通过改善显影速度,总的曝光和显影时间将降低,降低所有权的总成本。然而,改变显影条件可以影响光致抗蚀剂的性能,包含临界尺寸(CD)控制、纵向分布和纵横比。
因此,人们期望提供对于高效和有效地除去厚膜抗蚀剂而不伤害下伏的基体结构有效的剥离或清除组合物。
发明概述
本发明通过提供剥离和清除组合物来满足该需要,其中在所希望的加工条件(例如,75℃或更低的温度且持续60min或更少或15min或更少的时间段)下,所述组合物特别地适合于厚膜抗蚀剂的去除,并且几乎没有或没有损害下伏的基体(例如,最小或没有腐蚀金属柱(post)基体)。设计所述组合物用于湿和干薄膜两者的剥离。
根据本发明的一个方面,基于所述组合物的总重量,所述组合物包括约5-30wt%的至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;约20-80wt%的至少一种有机溶剂;和约0-60wt%的水。
根据本发明的另一个方面,基于所述组合物的总重量,所述组合物包括约2-55wt%或2-30wt%或10-20wt%或15-20wt%的至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;约20-94wt%或40-90wt%或45-65wt%或40-65wt%的至少一种有机溶剂;和约0.5-60wt%或约1-60wt%或1-55wt%或10-45wt%或10-40wt%的水。
本发明的任何组合物可以另外包含基于组合物的总重量的约0.001到约1wt%或约0.005到约0.1wt%的一种或多种组分,来调节组合物的电化学性能(例如氨基酸)。
所述链烷醇胺可以包括,例如,单乙醇胺(MEA)、N-甲基乙醇胺(NMEA)、三乙醇胺(TEA)、和其混合物。
所述吗啉可以包含氨基烷基吗啉(例如N-3-氨基丙基吗啉),等。
优选地,所述有机溶剂包含至少一种,即一种或两种或更多种的混合物,水溶性或水混溶性有机溶剂。适合的溶剂可以包括,例如,二甲亚砜、二醇醚,如三(丙二醇基)甲醚(t-PGME)、丙二醇单苯基醚、三丙二醇单丁基醚(TPnB)、或具有2个到8个碳原子的含羟醇,如四氢糠醇(THFA)和苯甲醇或二醇类(diols),如二醇(glycols),如,一缩二丙二醇。
所述组合物可以进一步地包括一种或多种额外的成分,如一种或多种氢氧化物和/或一种或多种腐蚀抑制剂。所述一种或多种氢氧化物,可以是一种或多种金属氢氧化物,如氢氧化钾,和/或一种或多种氢氧化季铵如氢氧化四乙铵。所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是氨基苯并噻唑(ABT)或2-巯基苯并咪唑;或有机酸,如没食子酸或间苯二甲酸或丹宁酸或其混合物。
所述一种或多种氢氧化物可以在本发明的任何组合物中以任意量存在,例如,从约0.1wt%到约10wt%或从约0.1wt%到约6wt%、或从约0.1wt%到约3.5wt%、或从约0.2wt%到约5wt%、或从0.1到0.2wt%。
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以在本发明的任何组合物中以任意量存在,例如,从约0.5wt%到约10wt%或从约1.0wt%到约6wt%、或从约1wt%到约5.5wt%、或从约1.0wt%到约3wt%。在本发明的组合物的一些实施方式中,所述一种或多种腐蚀抑制剂以大于所述一种或多种氢氧化物的重量百分比存在。或者,在一些实施方式中,当存在氨基酸时,组合物中可以不存在腐蚀抑制剂。
根据本发明的一个实施方式,所述组合物包括基于所述组合物的总重量约2-25wt%或10-20wt%或15-20wt%的至少一种链烷醇胺(例如,MEA)和/或至少一种吗啉(例如氨基丙基吗啉);基于所述组合物的总重量约40-80wt%或50-75wt%或40-65wt%的有机溶剂(例如,THFA、DMSO、二醇醚)(可以是溶剂的混合物);约0-1.5wt%或0.05-3wt%或1-5.5wt%的腐蚀抑制剂(例如,噻唑(例如,ABT)或咪唑或儿茶酚(例如TBC)或间苯二甲酸或其混合物);约0-2wt%或1-3wt%或1-2wt%或0.1-5wt%或0.1-3.5wt%的至少一种氢氧化物(例如,氢氧化钾或氢氧化胆碱或其混合物);和基于所述组合物的总重量约0-60wt%或1-60wt%或1-50wt%或10-40wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含或基本上由以下组成:基于所述组合物的总重量约5-30wt%或15-20wt%的一种链烷醇胺(例如,MEA)和/或一种吗啉(例如氨基丙基吗啉);基于所述组合物的总重量约20-80wt%或40-65wt%的水溶性或水混溶性有机溶剂(例如,THFA);约0.1-1.5wt%或1-5wt%的至少一种噻唑(例如,ABT)或咪唑或儿茶酚或其混合物;约0.1-2wt%或0.1-4wt%的氢氧化物(例如,氢氧化钾);约0-5wt%或0.5-5wt%或0.5-3wt%的有机酸(例如,没食子酸或间苯二甲酸);和基于所述组合物的总重量约0-60wt%或1-60wt%或10-40wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含基于所述组合物的总重量从约2到约8wt%或从约2到约5wt%的一种或多种链烷醇胺(例如,MEA)或一种或多种吗啉(例如N-(3-氨基丙基)吗啉)或链烷醇胺或吗啉的混合物;基于所述组合物的总重量从约70到约94wt%或从约75到约92wt%的有机溶剂(可以是溶剂的混合物)(例如,THFA、二醇醚、和/或二醇或其他的醇);从0到约1.5wt%或从约0.5到约1.5wt%的可以是噻唑(例如,ABT)或咪唑(例如巯基苯并咪唑)中的至少一种的腐蚀抑制剂;从0到约5wt%或从约0.5到约4wt%的氢氧化物(例如,氢氧化钾或氢氧化四乙铵);和基于所述组合物的总重量从约0到约20wt%、或从约2到约17wt%的水。所述氢氧化物可以是金属氢氧化物中的至少一种或至少一种氢氧化季铵或其混合物。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含基于所述组合物的总重量从约10到约20wt%或从约15到约20wt%的链烷醇胺(例如,MEA)和/或吗啉(例如N-(3-氨基丙基)吗啉)或其混合物;基于所述组合物的总重量从约45到约80wt%或从约50到约60wt%或从约40到约65wt%的有机溶剂(可以是溶剂的混合物)(例如,THFA、二醇醚、和/或二醇或其他的醇);从1到约5.5wt%或从约0.5到约1.5wt%的可以是至少一种噻唑(例如,ABT)或至少一种咪唑(或其混合物)的一种或多种腐蚀抑制剂;从0到约3.5wt%或从约0.1到约3.5wt%的或从约0.1到约1.0wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾或其他的金属氢氧化物或氢氧化季铵(例如氢氧化胆碱或氢氧化四乙铵)或其混合物);和基于所述组合物的总重量从10到约35wt%、或从约10到约40wt%或从约20到约35wt%的水。在一些实施方式中,所述组合物可以没有(不包括)或基本上没有(即包括少于0.001%或少于0.01%)的一种或多种下列任何组合:二甲基乙酰胺和/或其他的乙酰胺和/或二甲亚砜和/或其他的亚砜和/或N-甲基吡咯烷酮和/或其他的吡咯烷酮、和/或季盐氢氧化物(和/或氢氧化季铵)和/或氢氧化钾和/或金属氢氧化物和/或卤素和/或氟和/或氯和/或氧化剂(例如H2O2或硝酸)和/或羟胺和/或甲酰胺。
所述组合物可以是碱性的,具有约8.0或更高的pH值,优选约8.5或更高。
根据本发明的另一个实施方式,在湿或干的工艺中剥离或除去膜抗蚀剂,特别是厚膜抗蚀剂的方法包括向膜抗蚀剂施加根据本发明的组合物。
发明详述
用于有效地剥离、清除、或除去膜抗蚀剂的所述组合物包括至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;至少一种有机溶剂;和任选的水。
如本文和权利要求书中所使用的,术语″包含(comprising)″、″包含(comprise)″、″包括(including)″和″包括(includes)″是包含的或开放的和不排除其他未说明的成分、组合物组分或方法步骤。从而,这些术语包含更限制性术语″基本上由...组成″和″由...组成″。因此,″包含(comprising)″、″包含(comprise)″、″包括(including)″和″包括(includes)″中的任何使用可以用″基本上由...组成″和/或″由...组成″替代。除非另外定义,本文中提供的所有数值包括达到和包括给出的端点,和组合物的成分或组分的数值是用组合物中每个组分的重量百分数来表示。
所述剥离和清除组合物包括至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物。链烷醇胺优选在链烷烃主链(例如,包含2-5个碳原子)上包括羟基和氨基官能团。氨基可以是伯、仲或叔胺基。乙醇胺和丙醇胺,如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、和其混合物可以是特别优选的。在示例的实施方式中,链烷醇胺包含乙醇胺,如单乙醇胺(MEA)、N-甲基乙醇胺(NMEA)、三乙醇胺(TEA)、和其混合物。优选地,链烷醇胺包括单乙醇胺(MEA)。吗啉的实例包括:氨基烷基吗啉,其中烷基可以具有1到5个碳原子,如N-3氨基丙基吗啉、N-3氨基乙基吗啉、和2(氨基甲基)吗啉。
基于组合物的总重量,至少一种链烷醇胺和/或至少一种吗啉,以各自单独或混合物在本发明的任何组合物中以从约2到约60wt%或从3到约55wt%或从约2到约30wt%或从约5wt%到约30wt%、或从约10wt%到约20wt%、或从约15wt%到约20wt%或从约2wt%到约8wt%或从约2wt%到约5wt%的量存在。在其他实施方式中,基于组合物的总重量,一种或多种链烷醇胺和一种或多种吗啉的混合物以总重量的约2到约60wt%或3到约55wt%或约2到约30wt%或约5wt%到约30wt%、或约10wt%到约20wt%、或约15wt%到约20wt%或约2wt%到约8wt%或约2wt%到约5wt%的量存在。
有用的吗啉的实例包括N-(3-氨基丙基)吗啉、N-3氨基乙基吗啉,和2(氨基甲基)吗啉。在其他的实施方式中,吗啉可以以从约2到约60wt%或从约3到约55wt%或从约15到约20或从3到25wt%的量单独存在或与链烷醇胺组合存在。链烷醇胺和/或吗啉的主要功能是(1)作为溶剂来帮助除去抗蚀剂;和(2)作为苛性材料来增加pH值,其否则要通过更高水平的苛性碱来增加,例如,KOH和NaOH或氢氧化季铵。根据本发明的组合物中低水平的金属离子是所希望的。
所述有机溶剂优选包括水溶性或水混溶性有机溶剂的至少一种或超过一种的混合物。如本文中所使用的,水溶性或水混溶性有机溶剂包括在标准温度和压力下能够与水混合并互相混合且形成均相溶液的溶剂。水溶性或水混溶性有机溶剂的实例包括,但是不限于,乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇、三丙二醇甲醚、三丙二醇单丁醚、丙二醇丙醚、二甘醇正丁醚、己氧基丙基胺、聚(氧亚乙基)二胺、二甲亚砜、四氢糠醇、甘油、醇(例如苄醇)、亚砜,或其混合物。优选的溶剂是醇、二醇,或其混合物。特别优选的溶剂包括,例如,二醇醚或具有2到8个碳原子的含羟醇或亚砜(例如二甲亚砜),和其混合物(例如两种或更多种或三种或更多种)。
二醇醚的实例包括,例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单异丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单异丁醚、二乙二醇单苄醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇二甲醚、聚乙二醇单甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇二甲醚,丙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单异丙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇二异丙醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单丁醚、1-甲氧基-2-丁醇、2-甲氧基1-丁醇、2-甲氧基-2-甲基丁醇、1,1-二甲氧基乙烷和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇。在示例性的实施方式中,二醇醚包括三(丙二醇)甲醚(t-PGME)。
适合的具有一个羟基、2到8个碳原子、和任选杂环化合物的一元醇,包括四氢糠醇(THFA)。特别优选THFA,这是因为它是可生物降解的和以高溶解力与水混溶的。另外,THFA没有列入致癌物质和没有分类为有害废物。
溶剂的主要功能是溶解抗蚀剂层中的有机聚合物,从而从基体上除去所述层。
据信,对于大多数的应用来说,有机溶剂的量将占组合物的约5wt%到约95wt%或约5wt%到约80wt%。在一些实施方式中,溶剂占组合物的约20wt%到约80wt%、或约50wt%到约75wt%或约50wt%到约60wt%。在备选的实施方式中,溶剂可占组合物的约20wt%到50wt%或40wt%到60wt%或从约40到约65wt%或45到约80wt%或约70%到约95wt%或75wt%到94wt%。经常,具有约70%到约95wt%的有机溶剂的组合物包含超过一种有机溶剂,尽管溶剂混合物可以以任何重量百分比使用。优选的溶剂混合物包含至少一种二醇醚、至少一种二醇和任选的醇。(有机溶剂混合物的实例包括丙二醇单苯醚和一缩二丙二醇;和三丙二醇单丁醚和苄醇与一缩二丙二醇)。
在一个优选实施方式中,本发明的组合物不含或基本上不含二甲基乙酰胺(DMAC)作为溶剂。包含二甲基乙酰胺(DMAC)的清除组合物广泛地用于从半导体基体除去残余物。DMAC特别适合于这种应用,这是因为它是高极性的,这使得其为有机残余物的优良溶剂。DMAC令人期望还因为其具有高闪点、其为水溶性、其具有低粘度和其相对便宜。然而,令人遗憾的是,DMAC在美国和欧洲都被分类为毒性物质。在这点上,DMAC的美国国家防火协会(NationalFire Protection Association(NFPA))健康评级为2和其材料安全数据表(MaterialSafety Date Sheet(MSDS))指明,其容易通过皮肤吸入。毒性数据也表明DMAC可能是胚胎毒素,并因而,在欧洲已不鼓励使用它,而在美国和亚洲则广泛监督它的使用。结果,例如电子工业,避免使用包括DMAC的清除组合物。从而,本文描述的优选组合物优选不包括DMAC。
在其他实施方式中,本发明的组合物可以不含或基本上不含二甲亚砜(DMSO)和/或N-甲基吡咯烷酮(NMP)和/或其他极性非质子溶剂作为溶剂组分。
所述组合物可以任选包括水。在某些实施方式中,所述组合物是水基或半水基的,因此,包含水。水可以起到多种作用例如,溶解一种或多种组分、作为组分的载体、作为粘度调节剂、和作为稀释剂。优选地,清除组合物中使用的水是去离子(DI)水。在其他实施方式中,所述组合物不包括任何水或可忽视量的水并且仅是溶剂基的。
据信,对于大多数的应用来说,水将包含例如约0到约60wt%或约1到约55wt%或约1到约60wt%的水。本发明优选的实施方式可以包含从约2到约40wt%或从约5到约40wt%或从约10到约40wt%的水。本发明的其他的优选实施方式可以包含从约10到约35wt%的水。再在本发明的其他优选实施方式,可以包含从约20wt%到约35wt%或从约25wt%到约35wt%的水。还在本发明的其他优选实施方式,可以包含从约23%到约33wt%的水。其他的实施方式可以包含从约1wt%到约20wt%或约2wt%到约17wt%的水。还在本发明的其他优选实施方式,可以包含实现其他成分所需的重量百分数的所必需的量的水。换句话说,当组合物是水性或半水性时,组合物的余量可以包含水。在一些实施方式中,包含溶剂和水,溶剂和水以基于组合物总重量的约40到90wt%或约70到85wt%的量存在。在一些实施方式中,溶剂以比水更大的重量百分数存在。在一些实施方式中,溶剂以比组合物中的水的重量百分数大1.5倍或大2倍的量存在。附加的或备选的,在本发明组合物的一些实施方式中,存在溶剂的重量百分数大于存在的链烷醇胺和/或吗啉的量,并且在一些实施方式中可以大于存在的链烷醇胺和/或吗啉的重量百分数的2倍,和对于一些实施方式,在2和6倍之间,还对于其他实施方式,其在2到4倍之间。
所述组合物可以进一步包含至少一种氢氧化物,优选无毒的氢氧化物,例如金属氢氧化物,比如氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铵或氢氧化季铵。
在一个示例性的实施方式中,氢氧化物是氢氧化钾,其可以以水溶液使用,例如20%的水溶液。金属氢氧化物在本发明的任何组合物中可以以基于组合物总重量的从约0wt%到约5wt%、或从约0.01wt%到约5wt%或从约0.01wt%到约4wt%、或从约0.9wt%到约4wt%或从0.01wt%到0.8wt%、或从约0.04wt%到约0.5wt%、或从约0.1wt%到约0.2wt%的量存在。更优选地,存在金属氢氧化物但其量不大于0.5wt%。在某些优选组合物中,金属氢氧化物以约0.1到0.4wt%的量存在。
在一些实施方式中,氢氧化物不包含一种或多种季盐化合物(即它不含或基本上不含季铵化合物);然而,在一些实施方式中季铵化合物可以用作氢氧化物,其用量为例如,组合物的约0.1wt%到约6wt%或约0.1wt%到约5wt%或组合物的约0.9wt%到约4wt%。季铵化合物可以单独使用或以与一种或多种其他的氢氧化季铵、一种或多种氢氧化铵和一种或多种金属氢氧化物的混合物使用。在备选的实施方式中,所述组合物不含或基本上不含金属氢氧化物。在一些实施方式中,所述组合物不含或基本上不含氢氧化物。在一些实施方式中,当在本发明的组合物中一起使用一种或多种氢氧化物时,氢氧化物的总重量百分数可以为组合物的约0.1wt%到约6wt%或从约0.1wt%到约5wt%或从约0.9wt%到约4wt%。在一些实施方式中,当一种或多种金属氢氧化物在组合物中与一种或多种氢氧化铵或氢氧化季铵一起存在时,那么一种或多种金属氢氧化物可以以少于组合物中一种或多种氢氧化铵或氢氧化季铵的总重量存在,或以少于组合物中的一种或多种氢氧化铵或氢氧化季铵的总重量的50%或75%或90%存在。
有用的季铵化合物的例子可以是那些具有式[N-R1R2R3R4]+OH-的化合物,其中R1、R2、R3和R4各自独立的是烷基、羟烷基、和其组合。本文中使用的术语″烷基″是指直链或支链的未取代的1到20个碳原子、或1到8个碳原子、或1到4个碳原子的烃基。适合的烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、和叔丁基。本文中使用的术语″羟烷基″是指直链或支链的未被取代的1到20个碳原子、或1到8个碳原子、或1到4个碳原子、或1到3个碳原子或1到2碳原子的含羟基烃基。适合的羟烷基的例子包括羟乙基或羟丙基。适合的氢氧化季铵化合物的例子包括氢氧化四甲铵(TMAH)、氢氧化四乙铵(TEAH)、氢氧化四丁铵(TBAH)、氢氧化四丙铵、氢氧化三甲基乙基铵、氢氧化(2-羟乙基)三甲基铵、氢氧化(2-羟乙基)三乙基铵、氢氧化(2-羟乙基)三丙基铵、氢氧化(1-羟丙基)三甲基铵、氢氧化乙基三甲基铵、氢氧化二乙基二甲基铵和氢氧化苄基三甲基铵。
本发明的清除组合物还任选包含腐蚀抑制剂或2种或更多种腐蚀抑制剂的混合物。当所述组合物用于清除金属基体上的膜抗蚀剂时,可以优选使用腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂的例子包括芳族羟基化合物、炔醇、含羧基的有机化合物和其酸酐、和三唑和噻唑和咪唑类化合物。
本发明的组合物中可用作腐蚀抑制剂的芳族羟基化合物的实例包括苯酚、甲酚、二甲苯酚、焦儿茶酚、叔丁基邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、连苯三酚、1,2,4-苯三酚、水杨醇、对羟基苄醇、邻羟基苄醇,对羟基苯乙醇、对-氨基苯酚、间氨基苯酚、二氨基苯酚、氨基间苯二酚、对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯甲酸和3,5-二羟基苯甲酸。
本发明的组合物中可用作腐蚀抑制剂的炔醇的实例包括2-丁炔-1,4-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2甲基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇和2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇。
本发明组合物中可用作腐蚀抑制剂的含羧基有机化合物和其酸酐的实例包括蚁酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、马来酸、富马酸、安息香酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,2,3-苯三羧酸、羟基乙酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、乙酸酐、丹宁酸和水杨酸。
本发明组合物中可用作腐蚀抑制剂的三唑化合物的实例包括苯并三唑、邻甲苯三唑、间甲苯三唑、对甲苯三唑、羧基苯并三唑、1-羟基苯并三唑、硝基苯并三唑和二羟基丙基苯并三唑。
本发明组合物中可用作腐蚀抑制剂的噻唑化合物的实例包括2-氨基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑;2,5-二巯基-1,3,4-噻唑;和2-氨基噻唑。
本发明组合物中可用作腐蚀抑制剂的咪唑化合物的实例包括巯基苯并咪唑、1-(甲苯基)-4-甲基咪唑、1-苯基-4-甲基咪唑、4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、4-甲基咪唑、苯并咪唑和2-巯基苯并咪唑。
优选的抑制剂是氨基苯并噻唑、氨基苯磺酸、儿茶酚、叔丁基邻苯二酚、没食子酸、间苯二甲酸、丹宁酸、苯并三唑、苯并咪唑、(例如2-巯基苯并咪唑)、邻苯三酚、4-甲基儿茶酚、富马酸和二乙基羟基胺(DEHA)和其混合物。优选地,当清除含铜基体时,使用不是苯并三唑的腐蚀抑制剂,这是因为苯并三唑具有与铜结合的趋势。
在示例性的实施方式中,腐蚀抑制剂选自:噻唑类、有机酸盐、儿茶酚、苯并三唑(BZT)、苯并咪唑、间苯二酚、其他的酚、酸或三唑、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、儿茶酚、邻苯三酚、没食子酸的酯、羧基苯并三唑、果糖、硫代硫酸铵、甘氨酸;四甲基胍、亚氨基二乙酸、二甲基乙酰乙酰胺、三羟基苯、二羟基苯、水杨基羟肟酸(salicyclohydroxamic)、和其混合物。在优选的实施方式中,腐蚀抑制剂包括单独或以与其他腐蚀抑制剂混合的2-氨基苯并噻唑(ABT)或2-巯基苯并咪唑。
据信对于大多数的应用来说,一种或多种腐蚀抑制剂将占组合物的约0到约10wt%;优选一种或多种腐蚀抑制剂占从约0.1到约6wt%。在一些实施方式中,腐蚀抑制剂的优选范围可以是从约0.1到约5wt%,而其他实施方式中,腐蚀抑制剂可以优选为组合物的约0.5到约2wt%。
组合物可以任选包含有机酸单独作为腐蚀抑制剂或与其他腐蚀抑制剂组合作为腐蚀抑制剂。示例性的有机酸包含,但是不限于,柠檬酸、邻氨基苯甲酸、没食子酸、安息香酸、丙二酸、马来酸、富马酸、D,L-苹果酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、和乳酸。在一个实施方式中,有机酸选自:没食子酸、间苯二甲酸、和其混合物。基于组合物的总重量,有机酸可以以约0wt%到约5wt%、优选约0.1wt%到约3wt%、和更优选约0.5wt%到约2wt%的量存在。一种或多种有机酸可以仅是组合物中存在的腐蚀抑制剂混合物中的一种或多种。例如,在一些实施方式中,腐蚀抑制剂可以包含一种或多种有机酸与一种或多种儿茶酚类和/或一种或多种噻唑类的混合物。
所述组合物可以还包含一种或多种下列任选的添加剂:表面活性剂、螯合剂、化学改性剂、染料、杀生物剂、及其他添加剂。可以将添加剂加入本文描述的组合物中,前提是这种添加剂不会不利地影响所述组合物的剥离和清除能力或下伏基体的完整性。可以加入到所述组合物的一种类型的添加剂包括根据待清除基体上存在的金属组合物调节所述组合物的电化学性能的添加剂。一种类型的添加剂包括氨基酸,如牛磺酸、甘氨酸、和丙氨酸。如果存在,所述氨基酸或其他的电化学调节组分在组合物中以组合物的总重量的约0.001到约1wt%的量存在。在本发明的一个实施方式中,当存在氨基酸时,所述组合物将基本不含或不含腐蚀抑制剂。
根据本发明的其他实施方式,所述组合物包含基于组合物的总重量约10-20wt%的一种或多种链烷醇胺(例如,MEA)或一种或多种吗啉或其混合物;基于组合物的总重量约50-75wt%的一种或多种有机溶剂(例如,THFA);约0-1.5wt%的噻唑(例如,ABT);约0-2wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾);和基于组合物的总重量约0-60wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含或基本上由以下组成:基于组合物的总重量约5-30wt%的一种或多种链烷醇胺(例如,MEA)或一种或多种吗啉或其混合物;基于组合物的总重量约20-80wt%的水溶性或水混溶性有机溶剂(例如,THFA)(或溶剂的混合物);约0.1-1.5wt%的腐蚀抑制剂(例如,ABT)或腐蚀抑制剂的混合物;约0.1-2wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾);约0-5wt%的有机酸(例如,没食子酸或间苯二甲酸);和基于组合物的总重量约0-60wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含基于组合物的总重量从约2到约8wt%或从约2到约5wt%的至少一种链烷醇胺(例如,MEA)或至少一种吗啉(例如N-(3-氨基丙基)吗啉)或其混合物;基于组合物的总重量从约70到约94wt%或从约75到约92wt%的有机溶剂(可以是溶剂的混合物)(例如,THFA、二醇醚、和/或二醇或其他的醇);从0到约1.5wt%或从约0.5到约1.5wt%的可以是噻唑(例如,ABT)或咪唑的腐蚀抑制剂(或腐蚀抑制剂的混合物);从0到约5wt%或从约0.5到约4wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾或其他的金属氢氧化物和/或氢氧化四乙铵或其他的氢氧化季铵);和基于组合物的总重量从约0到约20wt%、或从约2到约17wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含或基本上由以下组成:基于组合物的总重量从约2到8wt%或从约2到约5wt%的一种或多种链烷醇胺(例如,MEA)或一种或多种吗啉(例如N-(3-氨基丙基)吗啉)或其混合物;基于组合物的总重量从约70到约94wt%或从约75到约92wt%的有机溶剂(可以是溶剂的混合物)(例如,二醇醚、和/或二醇或其他的醇);从0到约1.5wt%或从约0.5到约1.5wt%的可以是噻唑(例如,ABT)和/或苯并咪唑和/或其它的一种或多种腐蚀抑制剂;从0到约5wt%或从约0.5到约4wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾或其他的金属氢氧化物和/或氢氧化四乙铵或其他的氢氧化季铵);和基于组合物的总重量从约0到约20wt%、或从约2到约17wt%的水。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含基于组合物的总重量从约15到约20wt%的一种或多种链烷醇胺或一种或多种吗啉或其混合物;基于组合物的总重量从约40到约65wt%的有机溶剂或溶剂混合物(例如,DMSO或三(丙二醇)甲醚或THFA);从1到约5.5wt%的一种或多种腐蚀抑制剂(例如ABT、间苯二甲酸、叔丁基邻苯二酚和2-巯基苯并咪唑);从约0.05(或约0.08)到约3.5wt%或从约0.08到约0.4wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾或其他的金属氢氧化物和/或氢氧化四乙铵或其他的氢氧化季铵,如氢氧化胆碱);和基于组合物的总重量从约10到约40wt%的水。在一些实施方式中,所述氢氧化物是金属氢氧化物,优选氢氧化钾,且不含一种或多种氢氧化季铵。在一些实施方式中,所述氢氧化物以组合物的约0.05到约0.25wt%或约0.08到0.22wt%或约0.1到约0.2wt%的量存在。
根据本发明的另一个实施方式,所述组合物包含基于组合物的总重量从约2到约10wt%、或从约2到约8wt%、或从约2到约5wt%、或从约3到约5wt%的一种或多种链烷醇胺或一种多种吗啉或其混合物;基于组合物的总重量从约65到约90wt%、或从约70到约95wt%、或从约70到约85wt%、或从约75到约92wt%、或从约75到约82wt%的有机溶剂或溶剂的混合物(例如,至少一种二醇醚、至少一种二醇、或至少一种醇,其中所述混合物可以是那些类型的溶剂的每一种的两种或更多种,例如两种或三种溶剂);从约0.5到约2或从0.5到约1.5wt%的一种或多种腐蚀抑制剂(例如,ABT、间苯二甲酸、叔丁基邻苯二酚和咪唑,例如,2-巯基苯并咪唑);从约0.05到约4wt%、或从约2到约4wt%、或从约2.6到约4wt%的一种或多种氢氧化物(例如,氢氧化钾或其他的金属氢氧化物和/或氢氧化四乙铵或其他的氢氧化季铵,如氢氧化胆碱);和基于组合物的总重量从约2到约17wt%、或从约8到约17wt%的水。在一些实施方式中,所述氢氧化物是至少一种氢氧化季铵,例如,氢氧化四乙铵,并且所述组合物可以不含金属氢氧化物。在一些实施方式中,氢氧化季铵选自四乙基氢氧化铵或四甲基氢氧化铵或其混合物。所述组合物可以包含一种或多种吗啉并且不含链烷醇胺。所述组合物可以包含溶剂混合物,其包括至少一种二醇醚和至少一种二醇,或至少一种二醇醚、至少一种二醇和至少一种醇的混合物。可用于溶剂混合物的二醇醚的例子包括丙二醇单苯醚和三丙二醇单丁醚,和二醇的例子包括一缩二丙二醇和醇的例子包括苄醇。在一个实施方式中,所述氢氧化物是氢氧化四乙铵和所述腐蚀抑制剂是2-巯基苯并咪唑,其可以与溶剂混合物组合使用。
尽管组分的百分比的某些组合具体地限定了所述组合物的一些实施方式,要理解,特定组分的更窄或更宽的范围和在本说明书其他地方限定的组分的量和类型之间的具体关系可以代入具体限定的组合物中,来得到本发明的备选实施方式。
本发明的清除组合物可以通过同时或顺次地将组分混合在一起,例如,在室温下的容器中,直到全部固体都溶于溶剂基或水性基介质中来制备。
优选地,本组合物是碱性的,pH大于7。在示例性的实施方式中,所述组合物具有约8.0或更高的pH,优选约8.5或更高。从而,所述组合物可以包含缓冲剂(如果必要的话)以调整溶液的pH。
本文描述的所述组合物适合于剥离、清除,或除去膜抗蚀剂,特别是厚膜抗蚀剂。所述抗蚀剂可以是由本领域已知的任何组合物构成。例如,所述抗蚀剂可以包含适合作为正性或负性光致抗蚀剂的组合物。所述抗蚀剂可以包含树脂或聚合物(例如、酚醛清漆树脂类、苯乙烯类,碳酸酯类、环氧树脂类,和丙烯酸酯类)、感光组分(例如,重氮萘醌),和溶剂(例如、乙基溶纤剂乙酸酯(ethyl cellosolve acetate)和二甘醇二甲醚)。所述抗蚀剂可以是以例如最高约150μm(例如,超厚的光致抗蚀剂可以具有20-100μm之间的厚度)的厚度施加(在一个或多个施加中)的″厚″膜抗蚀剂。所述抗蚀剂可以是高度交联的。术语″高度交联″是指抗蚀剂具有在树脂或含有感光组分的树脂的聚合物链之间高连接度(例如,大于50%的交联)。抗蚀剂可以施加到本领域已知的适合的基体上。例如,所述基体可以由金属或其化合物,例如锡/银(Sn/Ag)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)、氧化钛、钽(Ta)、氮化钽、铝(Al)、及其合金等组成。半导体基体还包含硅、硅酸盐和/或级间介电材料如沉积二氧化硅,其还可以和清除组合物接触。
根据本发明的一种实施方式,在湿或干的工艺中剥离或除去膜抗蚀剂的方法包括向膜抗蚀剂施加根据本发明的组合物。该方法可以通过使本发明的组合物接触沉积在基体上的膜抗蚀剂来实施。所述膜抗蚀剂可以是湿的或干的(例如,部分或全部固化)。包括温度、时间、持续时间等的具体条件可以取决于待除去的材料的性质和厚度。通常,基体可以在大于约35℃(例如,从约35℃到85℃的范围)下接触或浸入包含组合物的容器或浴中。用于将基体暴露于所述组合物的通常时间段在例如0.1到90分钟、或0.1到60分钟、或1到30分钟、或5到10分钟。在与所述组合物接触之后,可以漂洗和然后干燥所述基体。
接触步骤可以通过任何合适的方法进行,例如,浸入、喷涂,或经由单个晶片工艺;可以使用任何利用液体除去光致抗蚀剂、灰或浸蚀沉积和/或污染物的方法。接触步骤可以用于湿或干剥离工艺。湿式剥离方法可以包括将基体和抗蚀剂浸没在浴中。干式剥离方法可以包括将所述组合物和化学反应性或惰性气体组合使用。在任一工艺中,所述组合物应该用来从基体上除去抗蚀剂而没有腐蚀、溶解和/或钝化任何金属电路的表面;化学改变无机基体;和/或侵蚀基体本身。
漂洗步骤可以通过任何合适的方法进行,例如,通过浸入或喷雾技术用去离子水漂洗基体。在优选的实施方式中,使用去离子水和/或水混溶性有机溶剂例如异丙醇来进行漂洗步骤。在某些实施方式中,可以在本文描述的组合物与基体接触之前、期间和/或之后使用去离子水漂洗或使用含有去离子水与其他添加剂的漂洗。
干燥步骤可以通过任何合适的方法进行,例如,异丙醇(IPA)蒸发干燥或通过离心力。可以在惰性气氛下进行干燥。
本领域技术人员将理解的是,可以改变本发明的清除组合物来达到抗蚀膜的最优除去而不损害基体,以致可以在制造工艺中维持高通量的清除。例如,本领域技术人员将理解的是,例如,根据待清除的基体上的组合物、待除去的抗蚀剂的性质、和使用的具体工艺参数来对一些或全部组分的量进行改变。
尽管主要联系清除半导体基体对本发明进行描述,但是本发明的清除组合物可以用来清除任何包括抗蚀剂膜的基体。
实施例
为了进一步说明本发明,提供了下面例子,但是绝不是打算限制本发明。表1中给出了组合物A-Z和A1-A3和表3给出了组合物A14-A19,其中使用了下列简称:
NMP:N-甲基吡咯烷酮;
DMSO:二甲亚砜;
ABT:2-氨基苯并噻唑;
MBI:2-巯基苯并咪唑
MEA:单乙醇胺;
KOH:氢氧化钾;
TBC:叔丁基邻苯二酚;
PG:丙二醇;
DPM:二(丙二醇)甲醚;
THFA:四氢糠醇;
APM:N-3-氨基丙基吗啉
t-PGME:三(丙二醇)甲醚;和
DI水:去离子水。
表1
Figure BSA0000098957640000171
Figure BSA0000098957640000181
Figure BSA0000098957640000191
基于上述组合物,获得了下面的结果,总结于表2中。″厚抗蚀膜″栏指明了抗蚀剂是否完全除去(100%清除),是否留有抗蚀剂轻微残余(即,约90%清除),或是否仅部分除去抗蚀剂(部分清除)(即、从约75到85%清除)和一些抗蚀剂保留在基体上。″金属柱″栏标明下伏基体(柱)是否发生任何损害,其中刻蚀或腐蚀是不期望的,并因此″无刻蚀″表明是所期望的结果。此处,″轻微刻蚀″是指少于约10%到约15%,和″刻蚀″是指至少约60%腐蚀。
表2
剥离剂 厚抗蚀膜 金属柱
实施例A 清除 轻微刻蚀
实施例B 清除 无刻蚀
实施例C 清除 轻微刻蚀
实施例D 清除 刻蚀(腐蚀)
实施例E 清除 刻蚀(腐蚀)
实施例F 清除 刻蚀(腐蚀)
实施例G 部分清除 轻微刻蚀
实施例H 部分清除 轻微刻蚀
实施例I 部分清除 无刻蚀
实施例J 部分清除 无刻蚀
实施例K 部分清除 轻微刻蚀
实施例L 轻微残余 无刻蚀
实施例M 清除 轻微刻蚀
实施例N 清除 轻微刻蚀
实施例O 清除 轻微刻蚀
实施例P 清除 无刻蚀
实施例Q 清除 无刻蚀
实施例R 清除 无刻蚀
实施例S 清除 无刻蚀
实施例T 轻微残余 无刻蚀
实施例U 轻微残余 无刻蚀
实施例V 清除 轻微刻蚀
实施例W 轻微残余 无刻蚀
实施例X 轻微残余 轻微刻蚀
实施例Y 清除 轻微刻蚀
实施例Z 清除 轻微刻蚀
实施例A1 清除 无刻蚀
实施例A2 清除 无刻蚀
实施例A3 清除 无刻蚀
实施例A12 清除 无刻蚀
实施例A13 清除 无刻蚀
明显的是,全部实施例在至少部分除去抗蚀剂方面是有效的。实施例B、P、Q、R、S、A1、A2和A3表现的最好,其完全清除和除去膜抗蚀剂并且没有损害或刻蚀下伏金属柱或基体。实施例L、T、U、和W也工作良好,仅留有轻微的抗蚀剂残余并且没有损害或刻蚀金属柱。实施例G、H、I、J、和K仅部分清除或除去抗蚀剂、和实施例D、E、和F刻蚀或腐蚀了下伏金属柱。实施例C、M、N、O、V、Y、和Z在清除膜抗蚀剂方面是有效的,但是轻微刻蚀了金属柱。这些结果表明链烷醇胺、有机溶剂、及其他任选的成分的平衡在剥离和清除膜抗蚀剂与最小化或避免损害下伏基体二者上产生优越的结果。
提供了完全清除膜抗蚀剂且没有刻蚀下伏金属柱的优良结果的实施例P、Q、R、S、A1、A2、和A3,其包括15-20wt%的单乙醇胺作为链烷醇胺;50-60wt%的THFA或t-PGME作为有机溶剂;1wt%的ABT作为腐蚀抑制剂;1wt%的氢氧化钾(20%)作为氢氧化物;和23-33wt%的水。
按照表3制备另外的制剂和以如上所述的用于测试所述制剂的相同方法测试了其中的大部分。结果在表4中。
表3
Figure BSA0000098957640000211
Figure BSA0000098957640000221
表4
Figure BSA0000098957640000232
Figure BSA0000098957640000241
实施例A4-A11在至少部分除去抗蚀剂方面是有效的。实施例A7、A8和A11表现最好,完全清除抗蚀剂膜。
Figure BSA0000098957640000242
Figure BSA0000098957640000251
这些制剂在75℃下用于处理晶片块15分钟。观察结果总结于下表中。
Figure BSA0000098957640000252
上述实施例和优选实施方式的描述应该视为说明性的,而不是如权利要求那样限制本发明。如将要容易理解的,可以利用上面提到的特征的许多变化和组合,而不偏离本发明的权利要求书所阐述的内容。并不认为这些变化偏离了本发明的精神和范围,而所有的这些变化旨在包括在以下的权利要求的范围内。

Claims (29)

1.用于除去膜抗蚀剂的组合物,其中所述组合物包含:
基于所述组合物的总重量约2wt%-55wt%的至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;
基于所述组合物的总重量约20wt%-94wt%的至少一种有机溶剂;和
基于所述组合物的总重量约0.5wt%-60wt%的水。
2.根据权利要求1的组合物,其进一步包含:
约0.1wt%到约10wt%的一种或多种氢氧化物;和
约0.5wt%到约10wt%的一种或多种腐蚀抑制剂。
3.根据权利要求1的组合物,其包含:
约15wt%-20wt%的所述至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;
约40wt%-65wt%的所述至少一种有机溶剂;和
约10wt%-40wt%的所述水;
和进一步包含约0.1wt%-5wt%的至少一种氢氧化物;
和至少一种腐蚀抑制剂。
4.根据权利要求1的组合物,其包含:
约2wt%-30wt%的所述至少一种链烷醇胺或至少一种吗啉或其混合物;
约40wt%-90wt%的所述至少一种有机溶剂;和
约10wt%-40wt%的所述水;
和进一步包含约0.1wt%-5wt%的至少一种氢氧化物;
和约1wt%-5.5wt%的至少一种腐蚀抑制剂。
5.根据权利要求1的组合物,其基于组合物的总重量包含:
约2wt%-10wt%的所述一种或多种链烷醇胺或一种或多种吗啉或其混合物;
约65wt%-90wt%的一种或多种有机溶剂;和
约2wt%-17wt%的水;
和进一步包含约0.05wt%-4wt%的所述一种或多种氢氧化物;
和约0.5wt%-2wt%的一种或多种腐蚀抑制剂。
6.根据权利要求1的组合物,其进一步包含氢氧化物。
7.根据权利要求2到6中任一项的组合物,其中所述氢氧化物是氢氧化钾。
8.根据权利要求2到8中任一项的组合物,其中所述氢氧化物包含季盐化合物。
9.根据权利要求1的组合物,其进一步包含腐蚀抑制剂。
10.根据权利要求2到9中任一项的组合物,其中所述腐蚀抑制剂选自噻唑类、有机酸盐、酚、酸、三唑类、儿茶酚、间苯二酚、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、儿茶酚、邻苯三酚、没食子酸的酯、羧基苯并三唑、果糖、硫代硫酸铵、甘氨酸、四甲基胍、亚氨基二乙酸、二甲基乙酰乙酰胺、三羟基苯、二羟基苯、水杨基羟肟酸、氨基苯磺酸和其混合物。
11.根据权利要求10的组合物,其中所述噻唑是氨基苯并噻唑。
12.根据权利要求1的组合物,其中所述组合物包含:
基于所述组合物的总重量约10wt%-20wt%的链烷醇胺;
基于所述组合物的总重量约50wt%-75wt%的有机溶剂;
基于所述组合物的总重量约0wt%-1.5wt%的噻唑或咪唑;
基于所述组合物的总重量约0wt%-5wt%的氢氧化物;和
基于所述组合物的总重量约0.5wt%-60wt%的水。
13.根据权利要求1的组合物,其中所述组合物包含:
基于所述组合物的总重量约10wt%-20wt%的链烷醇胺;
基于所述组合物的总重量约50wt%-75wt%的有机溶剂;
基于所述组合物的总重量约0.1wt%-1.5wt%的噻唑或咪唑;
基于所述组合物的总重量约0.1wt%-2wt%的氢氧化钾;和
余量的水。
14.根据权利要求1到13中任一项的组合物,其中所述至少一种链烷醇胺包含单乙醇胺、N-甲基乙醇胺,或三乙醇胺。
15.根据权利要求1到14中任一项的组合物,其中所述至少一种有机溶剂选自二醇醚和具有2到8个碳原子的含羟醇或二醇。
16.根据权利要求1到15中任一项的组合物,其中所述至少一种有机溶剂包含四氢糠醇。
17.根据权利要求1到16中任一项的组合物,其中所述至少一种有机溶剂包含三(丙二醇)甲醚。
18.根据权利要求1到17中任一项的组合物,其中所述组合物不含二甲基乙酰胺。
19.根据权利要求1到18中任一项的组合物,其中所述组合物不含二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮。
20.根据权利要求1到5和12与13中任一项的组合物,其基本上不含下列任何组合的一种或多种:二甲基乙酰胺、氢氧化季盐、氢氧化钾或其他金属氢氧化物、氟、氯、氧化剂、H2O2或一氧化氮。
21.根据权利要求1到5和12与13中任一项的组合物,其基本上不含以下全部:二甲基乙酰胺、氟、氯、氧化剂、H2O2或一氧化氮。
22.根据权利要求1到21中任一项的组合物,其进一步包含选自柠檬酸、邻氨基苯甲酸、没食子酸、安息香酸、丙二酸、马来酸、富马酸、D,L-苹果酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、乳酸、丹宁酸和其混合物的有机酸。
23.根据权利要求1到22中任一项的组合物,其中所述组合物具有约8.0或更高的pH值。
24.适合于除去膜抗蚀剂的组合物,其基本上由以下组成:
基于所述组合物的总重量约5wt%-30wt%的链烷醇胺;
基于所述组合物的总重量约20wt%-80wt%的水溶性或水混溶性有机溶剂,所述有机溶液不是二甲基乙酰胺、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮;
基于所述组合物的总重量约0.1wt%-1.5wt%的腐蚀抑制剂;
基于所述组合物的总重量约0.1wt%-2wt%的氢氧化物,所述氢氧化物不是季盐化合物;
基于所述组合物的总重量约0wt%-5wt%的有机酸;和
基于所述组合物的总重量约0.5wt%-60wt%的水。
25.根据权利要求2到5中任一项的组合物,其中所述链烷醇胺是单乙胺,或所述吗啉是N-(3-氨基丙基)吗啉;所述溶剂选自四氢糠醇、二甲亚砜、三(丙二醇)甲基醚、丙二醇单苯基醚、一缩二丙二醇、苄醇、和其混合物;和所述腐蚀抑制剂选自2-氨基苯并噻唑、间苯二甲酸、叔丁基邻苯二酚、2-巯基苯并咪唑和其混合物。
26.根据权利要求2到5中任一项的组合物,其中所述链烷醇胺是单乙胺,所述溶剂选自四氢糠醇、二甲亚砜、三(丙二醇)甲基醚;所述腐蚀抑制剂选自2-氨基苯并噻唑、间苯二甲酸、叔丁基邻苯二酚、2-巯基苯并咪唑和其混合物,和所述氢氧化物选自氢氧化钾和氢氧化胆碱和其混合物。
27.根据权利要求1到5中任一项的组合物,其中所述吗啉是N-(3-氨基丙基)吗啉;和所述溶剂选自丙二醇单苯基醚、一缩二丙二醇、三丙二醇单甲醚、苄醇、和一缩二丙二醇和其混合物。
28.膜抗蚀剂的剥离方法,其包含向膜抗蚀剂施加权利要求1-27中任一项的组合物。
29.根据权利要求28的方法,其中所述膜抗蚀剂具有最高约150μm的厚度。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104049477A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 青岛华仁技术孵化器有限公司 抗蚀剂剥离剂
CN105388713A (zh) * 2015-12-16 2016-03-09 无锡吉进环保科技有限公司 一种薄膜液晶显示器中的铝膜水系光阻剥离液
CN106919011A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 安集微电子科技(上海)有限公司 一种富含水的羟胺剥离清洗液
CN106919013A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 安集微电子(上海)有限公司 一种低蚀刻的去除光阻残留物的清洗液
CN106959589A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 东友精细化工有限公司 彩色光阻剂或有机系绝缘膜剥离液组合物
CN107109134A (zh) * 2014-12-22 2017-08-29 巴斯夫欧洲公司 化学机械抛光(cmp)组合物在抛光包含钴和/或钴合金的基材中的用途
CN107239006A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 抗蚀剂剥离液组合物、平板及其制造方法和显示装置
CN108026492A (zh) * 2015-08-05 2018-05-11 弗萨姆材料美国有限责任公司 用于光刻法中的光刻胶清洁组合物及其用于处理衬底的方法
CN109960116A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN110376854A (zh) * 2018-04-12 2019-10-25 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN110713868A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 巴斯夫欧洲公司 可移除氮化钛的蚀刻后残渣清理溶液
CN110777021A (zh) * 2018-07-24 2020-02-11 弗萨姆材料美国有限责任公司 蚀刻后残留物清洁组合物及其使用方法
CN111356759A (zh) * 2017-09-29 2020-06-30 弗萨姆材料美国有限责任公司 剥离剂溶液和使用剥离剂溶液的方法
CN112424327A (zh) * 2018-07-20 2021-02-26 恩特格里斯公司 含腐蚀抑制剂的清洗组合物

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101700631B1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-31 재원산업 주식회사 포토레지스트 박리액 조성물
CN111448520B (zh) 2017-12-08 2023-11-17 汉高股份有限及两合公司 光刻胶剥离剂组合物
KR102224907B1 (ko) 2018-04-17 2021-03-09 엘티씨 (주) 드라이필름 레지스트 박리액 조성물
KR102498632B1 (ko) * 2018-08-16 2023-02-10 주식회사 엘지화학 기판의 제조 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1967388A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 拉姆科技有限公司 用于去除光刻胶的组合物及利用该组合物形成图案的方法
CN101041794A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 长兴化学工业股份有限公司 清洗液组成物和其用途
CN101398639A (zh) * 2007-09-28 2009-04-01 三星电子株式会社 用于剥离的组合物以及剥离方法
CN101398638A (zh) * 2007-09-29 2009-04-01 安集微电子(上海)有限公司 一种光刻胶清洗剂
CN101738880A (zh) * 2008-11-10 2010-06-16 安集微电子(上海)有限公司 一种厚膜光刻胶清洗剂
CN102472984A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 东友Fine-Chem股份有限公司 剥除铜或铜合金光阻的组成物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1965418A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-03 Air Products and Chemicals, Inc. Formulation for removal of photoresist, etch residue and barc
KR20080106638A (ko) * 2007-06-04 2008-12-09 (주)이그잭스 유기막 박리제 조성물
KR101392629B1 (ko) * 2007-10-11 2014-05-07 동우 화인켐 주식회사 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의박리방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1967388A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 拉姆科技有限公司 用于去除光刻胶的组合物及利用该组合物形成图案的方法
CN101041794A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 长兴化学工业股份有限公司 清洗液组成物和其用途
CN101398639A (zh) * 2007-09-28 2009-04-01 三星电子株式会社 用于剥离的组合物以及剥离方法
CN101398638A (zh) * 2007-09-29 2009-04-01 安集微电子(上海)有限公司 一种光刻胶清洗剂
CN101738880A (zh) * 2008-11-10 2010-06-16 安集微电子(上海)有限公司 一种厚膜光刻胶清洗剂
CN102472984A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 东友Fine-Chem股份有限公司 剥除铜或铜合金光阻的组成物

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104049477B (zh) * 2014-05-30 2017-12-19 江苏弘汉生物科技有限公司 抗蚀剂剥离剂
CN104049477A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 青岛华仁技术孵化器有限公司 抗蚀剂剥离剂
CN107109134B (zh) * 2014-12-22 2021-04-13 巴斯夫欧洲公司 化学机械抛光(cmp)组合物在抛光包含钴和/或钴合金的基材中的用途
CN107109134A (zh) * 2014-12-22 2017-08-29 巴斯夫欧洲公司 化学机械抛光(cmp)组合物在抛光包含钴和/或钴合金的基材中的用途
CN108026492A (zh) * 2015-08-05 2018-05-11 弗萨姆材料美国有限责任公司 用于光刻法中的光刻胶清洁组合物及其用于处理衬底的方法
CN105388713A (zh) * 2015-12-16 2016-03-09 无锡吉进环保科技有限公司 一种薄膜液晶显示器中的铝膜水系光阻剥离液
CN106919011B (zh) * 2015-12-25 2021-12-17 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种富含水的羟胺剥离清洗液
CN106919011A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 安集微电子科技(上海)有限公司 一种富含水的羟胺剥离清洗液
CN106919013A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 安集微电子(上海)有限公司 一种低蚀刻的去除光阻残留物的清洗液
CN106919013B (zh) * 2015-12-28 2021-12-07 安集微电子(上海)有限公司 一种低蚀刻的去除光阻残留物的清洗液
CN106959589A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 东友精细化工有限公司 彩色光阻剂或有机系绝缘膜剥离液组合物
CN107239006A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 抗蚀剂剥离液组合物、平板及其制造方法和显示装置
CN107239006B (zh) * 2016-03-28 2020-09-01 东友精细化工有限公司 抗蚀剂剥离液组合物、平板及其制造方法和显示装置
CN111356759A (zh) * 2017-09-29 2020-06-30 弗萨姆材料美国有限责任公司 剥离剂溶液和使用剥离剂溶液的方法
CN109960116A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN109960116B (zh) * 2017-12-22 2022-10-04 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN110376854A (zh) * 2018-04-12 2019-10-25 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN110376854B (zh) * 2018-04-12 2023-06-23 弗萨姆材料美国有限责任公司 光致抗蚀剂剥离剂
CN110713868A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 巴斯夫欧洲公司 可移除氮化钛的蚀刻后残渣清理溶液
CN112424327A (zh) * 2018-07-20 2021-02-26 恩特格里斯公司 含腐蚀抑制剂的清洗组合物
CN110777021A (zh) * 2018-07-24 2020-02-11 弗萨姆材料美国有限责任公司 蚀刻后残留物清洁组合物及其使用方法

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KR101493294B1 (ko) 2015-02-16
KR20140045275A (ko) 2014-04-16
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