JP4625842B2 - マイクロエレクトロニクスの基板用の洗浄組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロエレクトロニクスの基板用の、そして、特に、過度のアルミニウム腐食を引き起こさずにアルミニウムを含有するマイクロエレクトロニクス素子から金属含有残渣を洗浄するための、洗浄および剥離組成物に関する。本発明はまた、チタンまたは窒化チタン層などのマイクロエレクトロニクス素子の金属層を貫き通すビア(via)の洗浄に関し、同時に、下にあるアルミニウム構造と適合する、即ち、マイクロエレクトロニクス素子に殆どまたは全く金属腐食を引き起こさない。本発明はさらに、他のビアおよび金属ラインから灰化後の(post-ash)残渣も洗浄できる、そして、灰化していないフォトレジストをマイクロエレクトロニクスの基板から洗浄または剥離できる、かかる洗浄組成物に関する。本発明のさらなる態様は、アルミニウム含有マイクロエレクトロニクス素子から、過度のアルミニウム腐食を引き起こさずに、フォトレジストおよび残渣を洗浄または剥離する方法である。
マイクロエレクトロニクスの装置を製造する際に、フォトレジストを用いてイメージをマイクロエレクトロニクスの基板に転写し、所望の回路層を創成する。マイクロエレクトロニクスの装置の多くは、アルミニウムでメタライゼーション(metallization)されている。また、マイクロエレクトロニクスの基板は、接着促進剤および拡散障壁として、チタン、窒化チタン、タングステンなどの金属を用い得る。
本発明によると、マイクロエレクトロニクスの基板を洗浄するための剥離および洗浄組成物であって、少なくとも1種の有機剥離溶媒、少なくとも1種の求核性アミン、剥離組成物が約9.6ないし約10.9の水中pHを有するように、求核性アミンの重量の約3%ないし約75%、好ましくは約19%ないし約75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸であって、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上を有し、140より小さい当量の弱酸、ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される少なくとも1種の金属除去化合物、および水を含む組成物、並びにこれらの組成物を用いてマイクロエレクトロニクスの基板を洗浄する方法が提供される。
a)少なくとも1種の有機剥離溶媒、
b)少なくとも1種の求核性アミン、
c)剥離組成物が約9.6ないし約10.9の水中pHを有するように、求核性アミンの重量の約3%ないし約75%、好ましくは約19%ないし約75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸、該弱酸は、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する、
d)ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される少なくとも1種の金属除去化合物、および
e)水
を含む。
本組成物は、さらに、金属錯体化/腐食耐性化合物、他の腐食阻害剤および界面活性剤などの1種またはそれ以上の成分を含み得る。
a)少なくとも1種の有機剥離溶媒、
b)少なくとも1種の求核性アミン、
c)剥離組成物が約9.6ないし約10.9の水中pHを有するように、求核性アミンの重量の約3%ないし約75%、好ましくは約19%ないし約75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸、該弱酸は、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する、
d)ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される少なくとも1種の金属除去化合物、および
e)水
を含む。
本発明の方法で使用する組成物は、さらに、金属錯体化/腐食耐性化合物、他の腐食阻害剤および界面活性剤などの1種またはそれ以上の成分を含み得る。本発明によるマイクロエレクトロニクスの基板の洗浄方法は、ビアを有し、チタンおよび/または窒化チタンの層の少なくとも1つに由来する金属残渣を含む、アルミニウムメタライゼーションされた基板を含む基板の洗浄に特に有用である。
本発明は、マイクロエレクトロニクスの基板を洗浄するための剥離および洗浄組成物であって、少なくとも1種の有機剥離溶媒、少なくとも1種の求核性アミン、剥離組成物が約9.6ないし約10.9の水中pHを有するように、求核性アミンの重量の約3%ないし約75%、好ましくは約19%ないし約75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸であって、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する弱酸、ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される少なくとも1種の金属除去化合物、および水を含む組成物、並びにこれらの組成物を用いてマイクロエレクトロニクスの基板を洗浄する方法が提供される。
a)少なくとも1種の有機剥離溶媒、
b)少なくとも1種の求核性アミン、
c)剥離組成物が約9.6ないし約10.9の水中pHを有するように、求核性アミンの重量の約3%ないし約75%、好ましくは約19%ないし約75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸、該弱酸は、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する、
d)ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される少なくとも1種の金属除去化合物、および
e)水
を含む。
本組成物は、さらに、金属錯体化/腐食耐性化合物、他の腐食阻害剤および界面活性剤などの1種またはそれ以上の成分を含み得る。
NMP=N−メチルピロリジノン
DMSO=ジメチルスルホキシド
DMAC=ジメチルアセトアミド
DMF=ジメチルホルムアミド
DEG=ジエチレングリコール
DEGA=ジエチレングリコールアミン
CAT=カテコール
MEA=モノエタノールアミン
AMP=1−アミノ−2−プロパノール
1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、モノエタノールアミン(MEA)、ジエチレングリコールアミン(DEGA)、カテコール(CAT)およびDI水を下記に示す量で混合することにより、数種の洗浄組成物を調製した。実施例1ないし11で用いたものと同じタイプの、「貫通」ビアを有するパターン化されたAl技術のウエハサンプルを、85℃に加熱したこれらの溶液中に20分間置き、その後、それらを取り出し、DI水中で2分間すすぎ、窒素で送風乾燥した。次いで、洗浄されたウエハを、表6に記す通り、灰化残渣の除去(0=除去無しから、10=100%の除去まで)およびアルミニウム腐食(0=腐食無しから、10=腐食まで)について評価した。
NMP26g、モノエタノールアミン(MEA)15g、ジエチレングリコールアミン(DEGA)またはジエチレングリコール(DEG)5g、カテコール(CAT)3gおよびDI水7gを混合することにより、数種の洗浄組成物を調製した。上記の実施例で用いたものと同じタイプの、「貫通」ビアを有するパターン化されたAl技術のウエハサンプルを、下記に示す温度に加熱したこれらの溶液中に20分間置き、その後、それらを取り出し、DI水中で2分間すすぎ、窒素で送風乾燥した。次いで、洗浄されたウエハを、下記表7に記す通り、灰化残渣の除去(0=除去無しから、10=100%の除去まで)およびアルミニウム腐食(0=腐食無しから、10=腐食まで)について評価した。
1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、モノエタノールアミン(MEA)、ジエチレングリコール(DEG)、カテコール(CAT)およびDI水を下記に示す量で混合することにより、数種の洗浄組成物を調製した。上記の実施例で用いたものと同じタイプの、「貫通」ビアを有するパターン化されたAl技術のウエハサンプルを、65℃に加熱したこれらの溶液中に20分間置き、その後、それらを取り出し、DI水中で2分間すすぎ、窒素で送風乾燥した。次いで、洗浄されたウエハを、下記表8に記す通り、灰化残渣の除去(0=除去無しから、10=100%の除去まで)およびアルミニウム腐食(0=腐食無しから、10=腐食まで)について評価した。
以下から選択される溶媒46g:1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)またはジメチルスルホキシド(DMSO);モノエタノールアミン(MEA)または1−アミノ−2−プロパノール(AMP)23g;ジエチレングリコール(DEG)11g、カテコール(CAT)5gおよびDI水15gを混合することにより、数種の洗浄組成物を調製した。上記の実施例で用いたものと同じタイプの、「貫通」ビアを有するパターン化されたAl技術のウエハサンプルを、65℃に加熱したこれらの溶液中に20分間置き、その後、それらを取り出し、DI水中で2分間すすぎ、窒素で送風乾燥した。次いで、洗浄されたウエハを、下記表9に記す通り、灰化残渣の除去(0=除去無しから、10=100%の除去まで)およびアルミニウム腐食(0=腐食無しから、10=腐食まで)について評価した。
Claims (26)
- マイクロエレクトロニクスの基板を洗浄するための剥離および洗浄組成物であって、
a)2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピロリジノン、1−エチル−2−ピロリジノン、1−プロピル−2−ピロリジノン、1−ヒドロキシエチル−2−ピロリジノン、1−ヒドロキシプロピル−2−ピロリジノン、式HO−CH 2 −CH 2 −O−CH 2 −CH 2 −O−R(ここで、Rは1個ないし4個の炭素原子のアルキル基である)のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、式R 1 −S(O)(O)−R 2 (ここで、R 1 およびR 2 は、1個ないし4個の炭素原子のアルキルである)のジアルキルスルホン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アルキルスルホラン類、ジメチルアセトアミドおよびジメチルホルムアミドからなる群から選択される溶媒を含む、該組成物の重量をベースとして20%ないし80%の量の少なくとも1種の有機剥離溶媒、
b)該組成物の重量をベースとして1%ないし50%の量の少なくとも1種の求核性アルカノールアミン、
c)該剥離および洗浄組成物が9.6ないし10.9の水性pHを有するように、該求核性アルカノールアミンの重量の3%ないし75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸、該弱酸は、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する、
d)ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される、該組成物の重量をベースとして0.5%ないし40%の量の少なくとも1種の金属除去化合物、および
e)該組成物の重量をベースとして0.5%ないし50%の量の水、ならびに
任意成分としての、金属錯体化化合物、他の腐食阻害剤および界面活性剤からなる群から選択される1種またはそれ以上の成分
からなる組成物。 - 該少なくとも1種の求核性アルカノールアミンが組成物の重量をベースとして10%ないし45%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 該少なくとも1種の有機剥離溶媒が、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドおよびジメチルスルホキシドからなる群から選択される溶媒を含む、請求項1に記載の組成物。
- 該少なくとも1種の求核性アルカノールアミンが組成物の重量をベースとして10%ないし45%の量で存在する、請求項3に記載の組成物。
- 該アルカノールアミンが、モノエタノールアミンおよび1−アミノ−2−プロパノールからなる群から選択される、請求項4に記載の組成物。
- 該少なくとも1種の弱酸がカテコールを含む、請求項5に記載の組成物。
- 該少なくとも1種の有機剥離溶媒がN−メチルピロリドンを含み、該アルカノールアミンがモノエタノールアミンを含み、該少なくとも1種の金属除去化合物がジエチレングリコールを含む、請求項6に記載の組成物。
- 20ないし80wt%のN−メチルピロリドン、1ないし50wt%のモノエタノールアミン、0.5ないし40wt%のジエチレングリコール、0.5ないし10wt%のカテコール、0.5ないし50wt%の水からなる、請求項7に記載の組成物。
- 40ないし60wt%の該少なくとも1種の有機剥離溶媒、20ないし30wt%の該少なくとも1種の求核性アルカノールアミン、5ないし15wt%の該少なくとも1種の金属除去化合物、2ないし6wt%の該少なくとも1種の弱酸および5ないし20wt%の水からなる、請求項1に記載の組成物。
- 40ないし60wt%のN−メチルピロリドン、20ないし30wt%のモノエタノールアミン、5ないし15wt%のジエチレングリコール、2ないし6wt%のカテコールおよび5ないし20wt%の水からなる、請求項7に記載の組成物。
- 46wt%のN−メチルピロリドン、23wt%のモノエタノールアミン、11wt%のジエチレングリコール、5wt%のカテコールおよび15wt%の水からなる、請求項10に記載の組成物。
- 実質的なアルミニウム金属腐食をもたらさずにマイクロエレクトロニクスの基板を洗浄する方法であって、基板はフォトレジスト重合性材料、エッチング残渣および金属残渣の少なくとも1種を含み、該方法は、該基板を洗浄するのに十分な時間、該基板を洗浄組成物と接触させることを含み、該洗浄組成物は、
a)2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピロリジノン、1−エチル−2−ピロリジノン、1−プロピル−2−ピロリジノン、1−ヒドロキシエチル−2−ピロリジノン、1−ヒドロキシプロピル−2−ピロリジノン、式HO−CH 2 −CH 2 −O−CH 2 −CH 2 −O−R(ここで、Rは1個ないし4個の炭素原子のアルキル基である)のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、式R 1 −S(O)(O)−R 2 (ここで、R 1 およびR 2 は、1個ないし4個の炭素原子のアルキルである)のジアルキルスルホン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アルキルスルホラン類、ジメチルアセトアミドおよびジメチルホルムアミドからなる群から選択される溶媒を含む、該組成物の重量をベースとして20%ないし80%の量の少なくとも1種の有機剥離溶媒、
b)該組成物の重量をベースとして1%ないし50%の量の少なくとも1種の求核性アルカノールアミン、
c)該洗浄組成物が9.6ないし10.9の水性pHを有するように、該求核性アルカノールアミンの重量の3%ないし75%を中和するのに十分な量の少なくとも1種の窒素不含弱酸、該弱酸は、水性溶液中のpK値2.0またはそれ以上および140より小さい当量を有する、
d)ジエチレングリコールおよびジエチレングリコールアミンからなる群から選択される、該組成物の重量をベースとして0.5%ないし40%の量の少なくとも1種の金属除去化合物、および
e)該組成物の重量をベースとして0.5%ないし50%の量の水、ならびに
任意成分としての、金属錯体化化合物、他の腐食阻害剤および界面活性剤からなる群から選択される1種またはそれ以上の成分
からなるものである、方法。 - 該少なくとも1種の求核性アルカノールアミンが組成物の重量をベースとして10%ないし45%の量で存在する、請求項12に記載の方法。
- 該少なくとも1種の有機剥離溶媒が、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドおよびジメチルスルホキシドからなる群から選択される溶媒を含む、請求項12に記載の方法。
- 該少なくとも1種の求核性アルカノールアミンが組成物の重量をベースとして10%ないし45%の量で存在する、請求項14に記載の方法。
- 該アルカノールアミンが、モノエタノールアミンおよび1−アミノ−2−プロパノールからなる群から選択される、請求項15に記載の方法。
- 該少なくとも1種の弱酸がカテコールを含む、請求項16に記載の方法。
- 該少なくとも1種の有機剥離溶媒がN−メチルピロリドンを含み、該アルカノールアミンがモノエタノールアミンを含み、該少なくとも1種の金属除去化合物がジエチレングリコールを含む、請求項17に記載の方法。
- 該組成物が、20ないし80wt%のN−メチルピロリドン、1ないし50wt%のモノエタノールアミン、0.5ないし40wt%のジエチレングリコール、0.5ないし10wt%のカテコール、および0.5ないし50wt%の水からなる、請求項18に記載の方法。
- 該組成物が、40ないし60wt%の該少なくとも1種の有機剥離溶媒、20ないし30wt%の該少なくとも1種の求核性アルカノールアミン、5ないし15wt%の該少なくとも1種の金属除去化合物、2ないし6wt%の該少なくとも1種の弱酸および5ないし20wt%の水からなる、請求項12に記載の方法。
- 該組成物が、40ないし60wt%のN−メチルピロリドン、20ないし30wt%のモノエタノールアミン、5ないし15wt%のジエチレングリコール、2ないし6wt%のカテコール、および5ないし20wt%の水からなる、請求項18に記載の方法。
- 該組成物が、46wt%のN−メチルピロリドン、23wt%のモノエタノールアミン、11wt%のジエチレングリコール、5wt%のカテコールおよび15wt%の水からなる、請求項21に記載の方法。
- 該基板が、ビアを有し、金属残渣を含む、アルミニウムメタライゼーションされた基板を含む、請求項12に記載の方法。
- 該金属残渣が、チタン層および窒化チタン層からなる群から選択される少なくとも1つの層に由来するものである、請求項23に記載の方法。
- 該基板が、ビアを有し、金属残渣を含む、アルミニウムメタライゼーションされた基板を含む、請求項18に記載の方法。
- 該金属残渣が、チタン層および窒化チタン層からなる群から選択される少なくとも1つの層に由来するものである、請求項25に記載の方法。
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