CN113138544A - 用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法,所述用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物具有优异的光致抗蚀剂剥离力,并且可以在剥离过程期间抑制下部金属层的腐蚀并有效地除去氧化物。所述剥离剂组合物包含:其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;胺化合物;极性有机溶剂;水合肼;和基于三唑的化合物。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年1月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0007112号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法。更特别地,本发明涉及用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法,所述用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物具有优异的光致抗蚀剂剥离力并且可以在剥离过程期间抑制下部金属层的腐蚀并有效地除去氧化物。
背景技术
液晶显示装置的微电路过程或半导体集成电路的制造过程包括:在基底上形成多种下部层,例如导电金属层(例如铝、铝合金、铜、铜合金、钼、钼合金等)、或绝缘层(例如硅氧化物层、硅氮化物层、光敏丙烯酸类(photoacryl)绝缘层等);在下部层上均匀地涂覆光致抗蚀剂;以及任选地暴露于光,从而显影以形成光致抗蚀剂图案;然后使用该光致抗蚀剂图案作为掩模对下部层进行图案化。
在图案化过程之后,进行除去保留在下部层上的光致抗蚀剂的过程,并且出于该目的,使用用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物。
先前,广泛已知并主要使用包含胺化合物、质子极性溶剂、非质子极性溶剂等的剥离剂组合物。已知这样的剥离剂组合物表现出一定程度的光致抗蚀剂除去和剥离力。
然而,在使用现有的剥离剂组合物剥离大量光致抗蚀剂的情况下,胺化合物的分解根据时间而加剧,因此使剥离力和漂洗力等随着时间的流逝而劣化。
特别地,根据剥离剂组合物的使用次数,如果一部分保留的光致抗蚀剂溶解在剥离剂组合物中,则这样的问题可能进一步加剧。
并且,在使用铜金属层作为下部层的情况下,在剥离过程期间由于腐蚀而可能产生污渍和异物,并且可能不能有效地除去铜氧化物。
在背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解,并且因此,其可能包含不构成在该国对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法,所述用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物具有以下优点:优异的光致抗蚀剂剥离力,以及在剥离过程期间抑制下部金属层的腐蚀并有效除去氧化物。
技术方案
本发明的一个示例性实施方案提供了用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,所述剥离剂组合物包含:其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;胺化合物;极性有机溶剂;水合肼(NH2NH2·nH2O);和基于三唑的化合物。
本发明的另一个示例性实施方案提供了光致抗蚀剂的剥离方法,所述方法包括以下步骤:在其上形成有下部层的基底上形成光致抗蚀剂图案;用光致抗蚀剂图案对下部层进行图案化;以及使用用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物剥离光致抗蚀剂。
在下文中,将详细解释根据本发明的具体实施方案的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法。
本文中使用的术语仅用于解释示例性实施方案,并且不旨在限制本发明。
除非明确地陈述或者从上下文中显而易见不旨在如此,否则单数表述包括其复数表述。如本文中所使用,术语“包括”或“具有”等旨在表示存在实践的特征、数量、步骤、结构要素或其组合,并且其不旨在排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、结构要素或其组合的可能性。
虽然可以对本发明进行多种修改并且本发明可以具有多种形式,但是以下将详细举例说明并解释具体实例。然而,应理解,这些不旨在将本发明限制于具体公开内容,并且在不脱离本发明的精神和技术范围的情况下,本发明包括其所有修改、等同方案或替代方案。
根据本发明的一个实施方案,提供了用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,所述剥离剂组合物包含:其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;胺化合物;极性有机溶剂;水合肼(NH2NH2·nH2O);和基于三唑的化合物。
根据本发明的一个实施方案,提供了用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,所述剥离剂组合物包含:10重量%至50重量%的其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;0.1重量%至10重量%的胺化合物;20重量%至60重量%的极性有机溶剂;0.01重量%至10重量%的水合肼;0.01重量%至5.0重量%的基于三唑的化合物;和剩余量的水,其中所述剥离剂组合物中各组分的含量百分数之和等于100重量%。
发明人对用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物进行了研究,通过实验确定,包含上述组分的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物具有对于光致抗蚀剂的优异的剥离力,并且可以在剥离过程期间抑制下部金属层的腐蚀并有效地除去氧化物,并且完成了发明。
随着显示器高分辨率模型的增加,使用具有低电阻的铜布线作为TFT的金属,其中使用阻挡金属钼(Mo)作为下部层,并且通过氧化还原电位发生具有低氧化还原电位的钼的腐蚀。然而,当进行用于除去光致抗蚀剂的剥离过程时,因剥离剂在铜/钼之间产生损坏,因此产生质量问题,并因此,需要改善用于防止因剥离剂导致的腐蚀的抗腐蚀剂。
如上所述,以上实施方案的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物包含:其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物、胺化合物和极性有机溶剂,并因此可以保持优异的剥离力并有效地除去金属氧化物,此外,其包含水合肼和基于三唑的化合物,并因此可以实现抑制下部金属层的腐蚀的效果。
特别地,由于以上实施方案的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物包含水合肼和基于三唑的化合物以及胺化合物,因此当除去光致抗蚀剂图案时,其可以使防止含金属的下部层(例如,含铜的层,特别是铜/钼金属层)的腐蚀的效果最大化,并且与单独使用水合肼或基于三唑的化合物的情况或者使用先前已知的抗腐蚀剂的情况相比,其可以以等量或者甚至以更小的量更有效地抑制含金属的下部层的腐蚀。
胺化合物、水合肼和基于三唑的化合物的协同作用似乎由以下导致:胺化合物起到将光致抗蚀剂溶解以将其除去的作用,基于三唑的化合物的氨基的孤对电子与下部层的金属(例如,铜)结合因此起到防止腐蚀的作用,水合肼起到抑制金属腐蚀的作用并且同时执行与胺化合物相同的作用,因此对于光致抗蚀剂除去是有效的。
以上实施方案的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物在紧接着剥离剂过程之后的DIW漂洗过程期间被除去,因此改善了含金属的下部层与基底之间的接触电阻,例如,改善了栅极(Cu)与PXL(ITO)之间的接触电阻。
其中,虽然基于三唑的化合物的实例没有具体限制,但是其可以为例如选自以下中的一者或更多者:2,2’[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇、4,5,6,7-四氢-1H-苯并三唑、1H-苯并三唑、1H-1,2,3-三唑或甲基1H-苯并三唑。
同时,基于整个组合物,基于三唑的化合物可以以0.01重量%至5.0重量%、或0.02重量%至2.0重量%、或0.05重量%至1.0重量%的含量包含在内。如果基于三唑的化合物的含量小于整个组合物的0.01重量%,则可能难以有效地抑制下部层上的腐蚀。并且,如果基于三唑的化合物的含量大于整个组合物的5.0重量%,则大量的抗腐蚀剂可能被吸附并保留在下部层上,因此使含铜的下部层,特别是铜/钼金属层等的电特性劣化。
与使用先前已知的抗腐蚀剂的情况相比,基于三唑的化合物可以以等量或者甚至以更小的量有效地防止含金属的下部层的腐蚀,并且当以特定含量与胺化合物和水合肼组合使用时,可以使这样的效果最大化。
同时,基于整个组合物,水合肼可以以0.01重量%至10重量%、或0.02重量%至8重量%、或0.05重量%至5重量%的含量包含在内。如果水合肼的含量小于整个组合物的0.01重量%,则其可能不能抑制下部层上的腐蚀,或者可能不会对光致抗蚀剂的除去产生影响。并且,如果水合肼的含量大于整个组合物的10重量%,则由于过量的水合肼,金属之间的接触电阻可能劣化,并且胺基的作用可能变得比抑制腐蚀的作用更强,并因此可能发生下部层和金属表面上的腐蚀。
与使用先前已知的抗腐蚀剂的情况相比,水合肼可以以等量或者甚至以更小的量更有效地防止含金属的下部层的腐蚀,并且当以特定含量与胺化合物和基于三唑的化合物组合使用时,可以使这样的效果最大化。
同时,水合肼与基于三唑的化合物之间的重量比可以为50:1至1:10、或40:1至1:8、或10:1至1:5、或1:1至1:3。由于水合肼和基于三唑的化合物具有上述重量比,因此用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以具有对下部金属层最大化的抗腐蚀效果,并且与其中分别单独使用水合肼或基于三唑的化合物的情况,或者分别将水合肼或基于三唑的化合物与另外的抗腐蚀剂组合使用的情况相比,可以具有对下部金属层的更优异的抗腐蚀效果。
并且,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以包含胺化合物。胺化合物可以赋予用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物光致抗蚀剂剥离力,并且具体地,其可以执行将光致抗蚀剂溶解以将其除去的作用。
基于整个组合物,胺化合物可以以约0.1重量%至10重量%、或0.5重量%至7重量%、或1重量%至5重量%的含量包含在内。在胺化合物的这样的范围内,以上实施方案的剥离剂组合物不仅可以表现出优异的剥离力,而且还可以减小由于过量的胺而导致的过程的经济可行性和效率的降低,并且减少废液的产生。如果胺化合物以过大的量包含在内,则其可能导致下部层(例如含铜的下部层)的腐蚀,并且可能需要使用大量的抗腐蚀剂以便抑制腐蚀。在这样的情况下,由于大量的抗腐蚀剂,大量的抗腐蚀剂可能被吸附并保留在下部层的表面上,因此使含铜的下部层的电特性劣化。
具体地,如果胺化合物的含量小于整个组合物的0.1重量%,则用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的剥离力可能降低,并且如果其大于整个组合物的10重量%,则由于包含过量的胺化合物,可能使过程的经济可行性和效率降低。
虽然胺化合物的种类没有具体限制,但是胺化合物可以包括重均分子量为95g/mol或更大的一种或更多种环状胺化合物。
虽然环状胺化合物的实例没有具体限制,但是例如,可以使用1-咪唑烷乙醇、4-咪唑烷乙醇、羟乙基哌嗪(HEP)、氨乙基哌嗪等。
同时,胺化合物还可以包括重均分子量为95g/mol或更大的线性胺化合物。
重均分子量为95g/mol更大的线性胺化合物可以适当地除去下部层上(例如含铜的层上)的天然氧化物层,以进一步改善含铜的层与上部绝缘层(例如硅氮化物层)之间的层间粘合性,以及对光致抗蚀剂的剥离力。
虽然重均分子量为95g/mol或更大的线性胺化合物的实例没有具体限制,但是其可以包括例如(2-氨基乙氧基)-1-乙醇(AEE)、氨乙基乙醇胺(AEEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二亚乙基三胺(DETA)、二乙醇胺(DEA)、二乙基氨基乙醇(DEAE)、三乙醇胺(TEA)、三亚乙基四胺(TETA)或其混合物。
并且,基于100重量份的胺化合物,上述水合肼可以以1重量份至100重量份、或1.5重量份至50重量份、或2重量份至20重量份的量包含在内。
同时,基于100重量份的胺化合物,上述基于三唑的化合物可以以1重量份至25重量份、或1.5重量份至20重量份、或2重量份至15重量份的量包含在内。
如上所述,在用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物中,胺化合物为表现出剥离力的组分并起到将光致抗蚀剂溶解以将其除去的作用,并且水合肼和基于三唑的化合物起到抑制下部金属层的腐蚀的作用,但是如果基于100重量份的胺化合物,水合肼的含量小于1重量份,或者基于100重量份的胺化合物,基于三唑的化合物的含量小于1重量份,则可能难以有效地抑制下部层上的腐蚀。并且,如果基于100重量份的胺化合物,水合肼的含量大于100重量份,或者基于100重量份的胺化合物,基于三唑的化合物的含量大于25重量份,则大量的抗腐蚀剂可能被吸附并保留在下部层上,因此使含铜的下部层,特别是铜/钼金属层的电特性劣化。
并且,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以包含其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物。其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物可以令人满意地将胺化合物溶解,并使用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物有效地浸渍在下部层上,因此改善了剥离剂组合物的剥离力和漂洗力。
具体地,其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物可以包括其中氮经1至2个甲基或乙基取代的酰胺化合物。其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物可以具有以下化学式1的结构。
[化学式1]
在化学式1中,
R1为氢、甲基、乙基或丙基,
R2为甲基或乙基,
R3为氢或者碳数为1至5的线性或支化烷基,以及
R1和R3可以彼此连接以形成环。
虽然碳数为1至5的线性或支化烷基的实例没有限制,但是例如,可以使用甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、戊基等。
虽然其中氮经1至2个甲基或乙基取代的酰胺化合物的实例没有具体限制,但是例如,可以使用其中R2为甲基或乙基,以及R1和R3分别为氢的化学式1的化合物。
例如,作为其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物,可以提及N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲酰基乙胺或其混合物。
基于整个组合物,其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物可以以10重量%至50重量%、或15重量%至40重量%、或20重量%至30重量%的含量包含在内。在以上含量范围内,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以确保优异的剥离力,并且可以随着时间流逝长时间保持剥离力和漂洗力。
并且,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以包含极性有机溶剂。极性有机溶剂可以使用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物更好地浸渍在下部层上,因此有助于用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的优异的剥离力,并且可以有效地除去下部层(例如含铜的层)上的污渍,因此改善了用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的漂洗力。
极性有机溶剂可以包括亚烷基二醇单烷基醚、吡咯烷酮、砜、亚砜或其混合物。更具体地,亚烷基二醇单烷基醚可以包括二甘醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丙醚、二甘醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三甘醇单甲醚、三甘醇单乙醚、三甘醇单丙醚、三甘醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚或其混合物。
并且,考虑到用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的优异的润湿性,以及所得的改善的剥离力、漂洗力等,可以使用二甘醇单甲醚(MDG)、二甘醇单乙醚(EDG)或二甘醇单丁醚(BDG)等作为亚烷基二醇单烷基醚。
虽然吡咯烷酮的实例没有具体限制,但是例如,可以使用N-甲基吡咯烷酮、吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮等。虽然砜的实例没有具体限制,但是例如,可以使用环丁砜等。虽然亚砜的实例没有具体限制,但是例如,可以使用二甲基亚砜(DMSO)、二乙基亚砜、二丙基亚砜等。
并且,基于整个组合物,极性有机溶剂可以以20重量%至60重量%、或25重量%至55重量%、或30重量%至50重量%的含量包含在内。在以上含量范围内,可以确保用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的优异的剥离力,并且可以随着时间流逝长时间保持剥离力和漂洗力。
同时,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物还可以包含基于硅的非离子表面活性剂。基于硅的非离子表面活性剂即使在包含胺化合物等并因此为强碱性的剥离剂组合物中,也可以稳定地保持而不引起化学变化、变性或分解,并且可以表现出与上述的非质子极性溶剂或质子有机溶剂的优异的相容性。从而,基于硅的非离子表面活性剂可以容易地与其他组分混合以降低剥离剂组合物的表面张力,并允许剥离剂组合物表现出对待除去的光致抗蚀剂和下部层的更优异的润湿。因此,包含基于硅的非离子表面活性剂的以上实施方案的剥离剂组合物不仅可以表现出更优异的光致抗蚀剂剥离力,而且还可以表现出对下部层的优异的漂洗力,并因此有效地除去污渍和异物,即使在用剥离剂组合物处理之后也不在下部层上产生和保留污渍或异物。
此外,基于硅的非离子表面活性剂即使以非常小的量也可以表现出上述效果,并且可以使由于其变性或分解的副产物的产生最小化。
具体地,基于硅的非离子表面活性剂可以包括基于聚硅氧烷的聚合物。更具体地,虽然基于聚硅氧烷的聚合物的实例没有具体限制,但是例如,可以使用聚醚改性的丙烯酰基多官能的聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的硅氧烷、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚乙基烷基硅氧烷、芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、聚醚改性的羟基官能的聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的二甲基聚硅氧烷、改性的丙烯酰基官能的聚二甲基硅氧烷或其混合物。
基于整个组合物,基于硅的非离子表面活性剂可以以0.0005重量%至0.1重量%、或0.001重量%至0.09重量%、或0.001重量%至0.01重量%的含量包含在内。如果基于整个组合物,基于硅的非离子表面活性剂的含量小于0.0005重量%,则剥离剂组合物的剥离力和漂洗力的根据表面活性剂的添加的改善效果可能不足。并且,如果基于整个组合物,基于硅的非离子表面活性剂的含量大于0.1重量%,则当使用剥离剂组合物进行剥离过程时,可能在高压下产生气泡而在下部层中产生污渍,或导致设备传感器故障。
用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物根据需要还可以包含常规添加剂,并且添加剂的具体种类或含量没有具体限制。
并且,用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物可以通过将上述组分混合的常规方法来制备,并且用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的制造方法没有具体限制。
同时,根据本发明的另一个实施方案,提供了光致抗蚀剂的剥离方法,包括使用一个实施方案的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物剥离光致抗蚀剂的步骤。
用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的细节如上所述。
光致抗蚀剂的剥离方法可以包括以下步骤:通过光刻工艺在其上形成有待被图案化的下部层的基底上形成光致抗蚀剂图案,然后使用光致抗蚀剂图案作为掩模对下部层进行图案化,以及使用上述剥离剂组合物剥离光致抗蚀剂。
在光致抗蚀剂的剥离方法中,形成光致抗蚀剂图案的步骤和对下部层进行图案化的步骤可以使用常规装置制造过程来进行,并且制造方法没有具体限制。
同时,使用用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物剥离光致抗蚀剂的步骤没有具体限制,但是例如,可以使用以下方法:利用用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物对其上保留有光致抗蚀剂图案的基底进行处理,用碱性缓冲溶液清洗,用超纯水清洗,并干燥。由于剥离剂组合物表现出优异的剥离力、用于有效地除去下部层上的污渍的漂洗力、天然氧化物层的除去性能,因此不仅可以有效地除去保留在下部层上的光致抗蚀剂图案,而且还可以良好地保持下部层的表面。从而,可以通过在图案化的下部层上适当地进行后续过程来形成装置。
虽然形成在基底上的下部层的具体实例没有显著限制,但是可以提及铝或铝合金、铜或铜合金、钼或钼合金、或其混合物、其复合合金、其复合层合体等。
光致抗蚀剂的种类、组分或特性没有显著限制,并且例如,其可以为已知用于包括铝或铝合金、铜或铜合金、钼或钼合金等的下部层的光致抗蚀剂。更具体地,光致抗蚀剂可以包含光敏树脂组分,例如酚醛清漆树脂、甲阶酚醛树脂或环氧树脂等。
有益效果
根据本发明,提供了用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物和使用其剥离光致抗蚀剂的方法,所述用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物不仅具有对于光致抗蚀剂的优异的剥离力,而且还可以在剥离过程期间抑制下部金属层的腐蚀并有效地除去氧化物。
具体实施方式
将在以下实施例中详细地解释本发明。然而,这些实施例仅作为本发明的举例说明而提供,并且本发明的范围不限于此。
<实施例1至11:用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的制备>
根据下表1的组成,将各组分混合以制备实施例1至11的每种用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物。所制备的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的具体组成如下表1所述。
(表1)
*IME:1-咪唑烷乙醇,CAS:77215-47-5
*DEF:N,N-二乙基甲酰胺,CAS:617-84-5
*DMAc:N,N-二甲基乙酰胺,CAS:127-19-5
*NMF:N-甲基甲酰胺,CAS:123-39-7
*NMP:1-甲基-2-吡咯烷酮,CAS:872-50-4
*NEF:N-甲酰基乙胺,CAS:627-45-2
*MDG:二甘醇单甲醚,CAS:111-77-3
*EDG:二甘醇单乙醚,CAS:111-90-0
*BDG:二甘醇单丁醚,CAS:112-34-5
*抗腐蚀剂1:2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇,CAS:88477-37-6
*抗腐蚀剂2:水合肼,NH2NH2·nH2O,CAS:10217-52-4
*抗腐蚀剂3:苯并咪唑,CAS:51-17-2
*DIW:去离子水
<比较例1至5:用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的制备>
根据下表2的组成,将各组分混合以制备比较例1至5的每种用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物。所制备的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的具体组成如下表2所述。
(表2)
*IME:1-咪唑烷乙醇,CAS:77215-47-5
*DEF:N,N-二乙基甲酰胺,CAS:617-84-5
*DMAc:N,N-二甲基乙酰胺,CAS:127-19-5
*NMF:N-甲基甲酰胺,CAS:123-39-7
*NMP:1-甲基-2-吡咯烷酮,CAS:872-50-4
*NEF:N-甲酰基乙胺,CAS:627-45-2
*MDG:二甘醇单甲醚,CAS:111-77-3
*EDG:二甘醇单乙醚,CAS:111-90-0
*BDG:二甘醇单丁醚,CAS:112-34-5
*抗腐蚀剂1:2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇,CAS:88477-37-6
*抗腐蚀剂2:水合肼,NH2NH2·nH2O,CAS:10217-52-4
*抗腐蚀剂3:苯并咪唑,CAS:51-17-2
*DIW:去离子水
<实验例:实施例和比较例中获得的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物的特性的测量>
如下测量实施例和比较例中获得的剥离剂组合物的特性,结果示于表中。
1.剥离力的评估
首先,将3.5ml光致抗蚀剂组合物(产品名称:JC-800)滴在100mm×100mm玻璃基底上,并且在旋涂装置中以400rpm将光致抗蚀剂组合物涂覆10秒。将玻璃基底安装在热板上,并且在170℃的温度下硬烘烤3分钟以形成光致抗蚀剂。在将其上形成有光致抗蚀剂的玻璃基底在室温下空气冷却之后,将其切割成30mm×30mm的尺寸以制备用于评估剥离力的样品。
准备500g实施例和比较例中获得的每种剥离剂组合物,将温度升高至50℃,并且用剥离剂组合物对玻璃基底上的光致抗蚀剂进行处理。测量将光致抗蚀剂完全剥离并除去的时间以评估新液体剥离力。其中,通过在玻璃基底上照射紫外线并观察是否保留有光致抗蚀剂来确定光致抗蚀剂的剥离。
实施例和比较例的剥离剂组合物的剥离力通过以上方法评估并示于下表3和表4中。
(表3)
(表4)
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |
剥离时间 | 120秒 | 120秒 | 120秒 | 120秒 | 300秒 |
如表3和表4中所示,确定实施例的剥离剂组合物表现出与比较例的剥离剂组合物同等的剥离力。
2.铜(Cu)金属的腐蚀的评估
将3.5ml光致抗蚀剂组合物(产品名称:JC-800)滴在其上形成有包含铜的薄膜的100mm×100mm玻璃基底上,并且在旋涂装置中以400rpm将光致抗蚀剂组合物涂覆10秒。将玻璃基底安装在热板上,并且在170℃的温度下硬烘烤3分钟以形成光致抗蚀剂。在将其上形成有光致抗蚀剂的玻璃基底在室温下空气冷却之后,将其切割成30mm×30mm的尺寸以制备用于评估腐蚀的样品。
准备500g实施例和比较例的每种剥离剂组合物并将温度升高至50℃,并且将用于评估腐蚀的样品浸入50℃温度下的剥离剂组合物中120秒,然后用超纯水洗涤30秒,将该过程重复3次。通过SEM测量所清洗的样品的表面腐蚀状态以评估铜金属的腐蚀,并且结果示于下表5和表6中。
(表5)
(表6)
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |
Cu表面 | 没有变化 | 产生腐蚀 | 产生腐蚀 | 没有变化 | 没有变化 |
如表5和表6中所示,确定由于实施例的剥离剂组合物包含胺化合物、水合肼和基于三唑的化合物的全部,因此与比较例的剥离剂组合物相比,铜金属的腐蚀降低。
从这些结果可以确定,实施例的剥离剂组合物具有优异的防止铜金属腐蚀的能力。
3.铜(Cu)/钼(Mo)金属下部层的腐蚀的评估
使用透射电子显微镜(Helios NanoLab650),观察实施例和比较例中获得的用于评估腐蚀的样品的截面。具体地,使用FIB(聚焦离子束),制造用于评估腐蚀的样品的薄片,然后在2kV的加速电压下观察,并且为了防止在试样的制造过程期间表面因离子束而损坏,在试样的表面(Cu层)上形成Pt(铂)保护层,然后制造TEM薄片。
(表7)
(表8)
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |
尺寸(nm) | 250nm | 187nm | <20nm | 260nm | <50nm |
如表7和表8所示,确定由于实施例的剥离剂组合物包含胺化合物、水合肼和基于三唑的化合物的全部,因此与比较例的剥离剂组合物相比,铜(Cu)/钼(Mo)金属下部层的腐蚀降低。
从这些结果可以确定,实施例的剥离剂组合物具有优异的防止铜(Cu)/钼(Mo)金属下部层腐蚀的能力。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方案描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的实施方案。相反地,其旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和等同布置。
Claims (11)
1.一种用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,包含:
其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;
胺化合物;
极性有机溶剂;
水合肼;和
基于三唑的化合物。
2.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
所述水合肼与所述基于三唑的化合物之间的重量比为50:1至1:10。
3.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
基于100重量份的所述胺化合物,所述剥离剂组合物以1重量份至100重量份的量包含所述水合肼。
4.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
基于100重量份的所述胺化合物,所述剥离剂组合物以1重量份至25重量份的量包含所述基于三唑的化合物。
5.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
所述基于三唑的化合物包括选自以下中的一种或更多种化合物:2,2’[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇、4,5,6,7-四氢-1H-苯并三唑、1H-苯并三唑、1H-1,2,3-三唑和甲基1H-苯并三唑。
6.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
所述胺化合物包括重均分子量为95g/mol或更大的环状胺化合物。
7.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
所述胺化合物包括选自以下中的一种或更多种化合物:1-咪唑烷乙醇、4-咪唑烷乙醇、羟乙基哌嗪和氨乙基哌嗪。
9.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,其中:
所述极性有机溶剂包括选自以下中的一者或更多者:亚烷基二醇单烷基醚、吡咯烷酮、砜和亚砜。
10.根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物,
其中所述剥离剂组合物包含:
10重量%至50重量%的所述其中氮经1至2个碳数为1至5的线性或支化烷基取代的酰胺化合物;
0.1重量%至10重量%的所述胺化合物;
20重量%至60重量%的所述极性有机溶剂;
0.01重量%至10重量%的所述水合肼;
0.01重量%至5.0重量%的所述基于三唑的化合物;和
剩余量的水,
其中所述剥离剂组合物中各组分的含量百分数之和等于100重量%。
11.一种用于剥离光致抗蚀剂的方法,包括使用根据权利要求1所述的用于除去光致抗蚀剂的剥离剂组合物剥离光致抗蚀剂的步骤。
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