KR20080094920A - 마이크로전자 기판용 안정화된 비수성 세정 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물, 강 수산화물 염기로서 1종 이상의 무수 공급원, 및 유해한 부반응을 억제하는 1종 이상의 히드록시피리딘 안정화제를 포함하는, 마이크로전자 장치의 세정을 위한 비수성 스트리핑 및 세정 조성물에 관한 것이다.
마이크로전자 기판, 비수성 세정 조성물, 스트리핑 용매
Description
본 발명은 마이크로전자 기판, 특히 패턴화된 마이크로전자 기판으로부터 결과적으로 금속 부식을 낮게 일으키거나 본질적으로 일으키지 않으면서 벌크 포토레지스트, 비애슁(unashed) 중합체성 잔류물, 및 애슁 잔류물을 세정하기 위한 안정화된 세정 및 스트리핑(stripping) 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 과도한 알루미늄 또는 구리 부식을 초래하지 않으면서 알루미늄-기재 및 구리-기재 마이크로전자 장치 부품으로부터 중합체를 세정하는데 특히 효과적이며, 또한 금속 및 기판을 부식으로부터 보호하며 다른 마이크로전자 응용에서 중합체를 제거하는 데 효과적이다. 본 발명의 세정 및 보호에 효과적인 공정들은 경화 디스크 제조 (Fe, Co, Ni 및 Cr 금속의 합금을 포함), 웨이퍼 범핑(bumping) 공정, (예컨대, PbSn, InSn, 및 다른 무연(Pb-free) 땜납), 라인 공정의 개선된 프런트 엔드(front end) (SiGe, 각종 금속 게이트), 및 화합물 반도체에 사용된다. 본 발명은 또한 다른 금속 비아(via) 및 금속 라인으로부터 포스트-애슁 잔류물을 세정할 수 있을 뿐만 아니라 마이크로전자 기판으로부터 비애슁 포토레지스트를 세정 또는 스트리핑할 수 있는 세정 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 추가의 측면은 다수의 마이크로전자 공정에서 발견되는 금속에 대한 과도한 금속 부식을 초래하지 않으면서, 마이크로전자 부품, 특히 알루미늄 함유 마이크로전자 부품으로부터 포토레지스트 및 잔류물을 세정 또는 스트리핑하는 방법에 관한 것이다.
많은 포토레지스트 스트리핑제 및 잔류물 세정제가 마이크로전자 제조에 사용하기 위해 제안되어 왔다. 마이크로전자 장치 구성의 많은 단계는 기판 물질 상에 침착되고 이미지화되어 회로 설계를 생성하는 포토레지스트의 박막을 포함한다. 생성된 이미지는 플라즈마 에칭(etch) 가스 또는 용매-기재 화학적 에칭을 사용하여, 유전체 또는 금속층일 수 있는 기초 물질을 패턴화하는데 이용된다. 이러한 에칭 단계 후, 레지스트 마스크는 후속 공정 조작을 실시할 수 있도록 기판의 보호된 표면으로부터 제거되어야 한다. 포토레지스트는 습식 화학적 스트리핑제에 의해 직접 제거되거나, 벌크 물질의 애슁 후 잔류물의 제거에 의해 대부분 제거될 수 있다. 벌크 레지스트 및 애슁 잔류물의 제거를 위한 세정 조성물을 발견하는 것이 촉구될 수 있었다. 에칭 공정은 벌크 중합체를 개질시켜, 가교를 증가시키고 레지스트의 제거를 더 곤란하게 할 수 있다. 애슁 단계가 부분적이거나 또는 불완전한 경우, 유사한 가교에 직면할 수 있고, 특징 측벽 상의 애슁 잔류물을 제거하는 것이 곤란해질 수 있다. 또한, 세정 용액은 모든 노출된 금속 및 유전체를 부식 및 에칭으로부터 보호하면서 적절한 세정을 제공해야 한다. 이는 다수의 물질과의 상용성을 필요로 하는 것과 동시에, 각각 고유한 상용성을 요구하는 마이크로전자 개발 분야에서 특히 주목되고 있다.
많은 알칼리성 마이크로전자 스트리핑 및 세정 조성물이 이러한 마이크로전 자 기판으로부터 가교 및 경화된 포토레지스트 및 다른 잔류물, 예컨대 포스트 에칭 잔류물을 제거하기 위해 제안되어 왔다. 그러나, 이러한 스트리핑 및 세정 조성물이 갖는 하나의 문제점은 이러한 세정 조성물을 사용함으로써 금속의 부식이 발생할 가능성이 있다는 것이다. 적어도 부분적으로는 장치 기판 내의 금속과 사용된 알칼리성 스트리핑제의 반응으로 인해 이러한 부식은 금속 라인의 위스커(whisker), 피팅(pitting), 노칭(notching)을 초래한다. 이러한 알칼리성 마이크로전자 스트리핑 및 세정 조성물 중 하나가 미국 특허 제5,308,745호에 개시되어 있다. 상기 특허의 스트리핑 및 세정 조성물은 경화 및 가교된 포토레지스트를 기판으로부터 스트립핑하는데 상업적으로 사용되지만, 각종 노출된 금속층을 갖는 마이크로전자 기판을 상기 특허의 세정 조성물로 세정할 경우 현저한 금속 부식 또는 레지스트 또는 잔류물의 불충분한 세정이 초래된다는 것을 발견하였다.
따라서, 벌크 잔류물 레지스트 및 애슁 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있고, 스트리핑 및 세정 조성물로부터 비롯된 어떠한 현저한 금속 부식 또는 기판에 대한 공격을 초래함 없이 이를 수행할 수 있는 마이크로전자 스트리핑 및 세정 조성물이 필요하다. 또한 동일한 세정 단계에서 세정 화합물에 노출되는 마이크로전자 제조에 존재하는 다수의 물질을 부식으로부터 보호하는 조성물이 필요하다.
발명의 요약
본 발명에 따라, 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물, 강 수산화물 염기의 1종 이상의 무수 공급원, 및 유해한 부반응을 억제하는 1종 이상의 히드록시피리딘 안정화제를 포함하는, 마이크로전자 장치의 세정을 위한 비수성 스트리핑 및 세정 조성물이 제공된다. 예를 들어, 공용매, 계면활성제 또는 표면활성제, 금속 킬레이트제 또는 착화제, 및 부식 억제제와 같은 다른 임의의 성분이 또한 본 발명의 비수성 스트리핑 및 세정 조성물에 존재할 수 있다.
마이크로전자 장치를 세정하기 위한 본 발명의 비수성 스트리핑 및 세정 조성물은 바람직하게는 일반적으로 스트리핑 용매로서의 유기 황 함유 극성 화합물로서, 조성물의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 내지 약 99 중량%의 액체 술폭시드, 예컨대 디메틸 술폭시드 (DMSO), 액체 술폰, 예컨대 술포란 또는 이들의 혼합물, 강 수산화물 염기로서, 조성물의 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%의 알칼리성 금속 수산화물, 수산화암모늄 또는 4급 수산화암모늄, 및 조성물의 중량을 기준으로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 2- 또는 4-히드록시피리딘 또는 이들의 혼합물 포함할 것이다.
본 발명에 따른 마이크로전자 장치의 세정 방법은 마이크로전자 장치를 비수성 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치를 세정하는 방법을 포함하며, 여기서 세정 조성물은 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물, 강 수산화물 염기로서 1종 이상의 무수 공급원, 및 1종 이상의 히드록시피리딘 안정화제, 및 임의로는 다른 추가 성분, 예를 들어, 공용매, 계면활성제 또는 표면활성제, 금속 착화제 또는 킬레이트제 및 부식 억제제를 포함한다.
발명의 상세한 설명 및 바람직한 실시태양
마이크로전자 장치를 세정하기 위한 본 발명의 비수성 스트리핑 및 세정 조성물은 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물, 강 수산화물 염기로서 1종 이상의 무수 공급원, 및 유해한 부반응을 억제하는 1종 이상의 히드록시피리딘을 포함한다. 다른 임의의 성분, 예를 들어, 공용매, 계면활성제 또는 표면활성제, 금속 착화제 또는 킬레이트제 및 부식 억제제가 또한 본 발명의 비수성 스트리핑 및 세정 조성물에 존재할 수 있다.
임의의 적절한 유기 황 함유 스트리핑 용매 극성 화합물이 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 이러한 적절한 유기 황 함유 극성 화합물의 예에는 액체 디알킬 술폭시드 및 액체 술폰 등, 특히 디메틸 술폭시드 및 술포란이 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 화합물은 예를 들어, 화학식 R1-S(O)(O)-R2의 술폰(여기서, R1 및 R2는 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬임), 화학식 R1-S(O)-R2의 액체 술폭시드(여기서, R1 및 R2는 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬임), 예컨대 디메틸 술폭시드 (DMSO), 및 시클릭 술폭시드 및 술폰 화합물, 예컨대 술포란 (테트라히드로티오펜-1,1-디옥시드) 등을 포함한다. 이러한 유기 황 함유 극성 화합물은 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 20 중량% 내지 약 99 중량%, 바람직하게는 약 25 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 바람직하게는 약 50 중량% 내지 약 90 중량%의 양으로 조성물에 존재할 것이다.
임의의 적절한 비수성 강 수산화물 염기가 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 이러한 적절한 비수성 강 수산화물 염기의 예에는 알칼리성 금속 수산화물, 수산화암모늄 및 4급 수산화암모늄이 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 금속이 없는 염기가 바람직하며, 4급 암모늄 염기, 특히, 테트라알킬수산화암모늄, 예컨대 테트라메틸암모늄 수산화물 등이 보다 더 바람직하다. 염기는 바람직하게는 테트라알킬 수산화암모늄 (일반적으로 알킬 또는 알콕시기에 1 내지 4개의 탄소 원자가 있는 히드록시- 및 알콕시-함유 알킬기를 포함하며, 벤질기 또한 포함함)과 같은 4급 수산화암모늄이다. 이들 중 가장 바람직한 것은 테트라메틸암모늄 수산화물 및 트리메틸-2-히드록시에틸암모늄 수산화물 (콜린)이다. 다른 사용가능한 4급 수산화암모늄의 예로는 트리메틸-3-히드록시프로필암모늄 수산화물, 트리메틸-3-히드록시부틸암모늄 수산화물, 트리메틸-4-히드록시부틸암모늄 수산화물, 트리에틸-2-히드록시에틸암모늄 수산화물, 트리프로필-2-히드록시에틸암모늄 수산화물, 트리부틸-2-히드록시에틸암모늄 수산화물, 디메틸에틸-2-히드록시에틸암모늄 수산화물, 디메틸 디-(2-히드록시에틸)암모늄 수산화물, 모노메틸트리에탄올암모늄 수산화물, 테트라에틸암모늄 수산화물, 테트라프로필암모늄 수산화물, 테트라부틸암모늄 수산화물, 테트라에탄올암모늄 수산화물, 모노메틸트리에틸암모늄 수산화물, 모노메틸트리프로필암모늄 수산화물, 모노메틸트리부틸암모늄 수산화물, 모노에틸트리메틸암모늄 수산화물, 모노에틸트리부틸암모늄 수산화물, 디메틸디에틸암모늄 수산화물, 디메틸디부틸암모늄 수산화물, 벤질트리메틸암모늄 수산화물 등, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 조성물에 사용되는 1종 이상의 비수성 강 수산화물 염기의 양은 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%일 것이다.
임의의 적절한 히드록시피리딘 화합물이 본 발명의 안정화제 성분으로서 사용될 수 있다. 이러한 적절한 히드록시피리딘의 예로서, 2-, 3-, 및 4-히드록시피리딘을 언급할 수 있다. 히드록시피리딘은 바람직하게는 2 또는 4-히드록시피리딘, 보다 바람직하게는 2-히드록시피리딘이다. 본 발명의 조성물 중 히드록시피리딘 성분의 양은 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량%일 것이다. 이러한 조성물의 히드록시피리딘 성분은 안정화제로서 존재하며, 이는 강 수산화물 염기와 황 함유 유기 용매 성분의 반응을 차단함으로써 조성물에 안정화 효과를 제공하는 것으로 여겨진다. 히드록시피리딘 안정화제가 부재하면, 일반적으로 약 12인 조성물의 pH는 낮아질 것이며, 조성물의 색상이 변화하고, 세정 유효성이 상실될 것이다.
용어 "비수성"은 조성물 중 약 2% 이하, 바람직하게는 약 1% 미만의 물의 존재, 보다 바람직하게는 0.5%의 물의 존재 내지 본질적으로 물의 부재를 의미한다.
임의의 적절한 유기 공용매 화합물은 일반적으로 비수성 강 수산화물 염기의 캐리어로서, 또는 조성물의 전반적인 용매 특성을 향상시키기 위하여, 본 발명의 조성물에 임의로 포함될 수 있다. 이들 공용매는 지방족 알코올 및 폴리올, 및 이들의 에테르, 예컨대 메탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 예컨대 화학식 HOCH2-CH2-O-CH2-CH2-O-R (여기서, R은 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬 라디칼임)의 것들, 특히 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 등, 알킬 에스테르, 예컨대 1-메톡시-2-프로필 아세테이트 및 γ-부티로락톤 등, 및 다른 비양성자성 용매를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 공용매 성분이 존재하는 경우, 이는 조성물의 총 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 30 중량% 이하, 바람직하게는 25 중량% 이하, 보다 바람직하게는 20 중량% 이하를 포함할 것이다.
본 발명의 조성물은 또한 다른 추가 성분을 임의로 함유할 수 있다. 이러한 임의의 추가 성분에는 금속 착화제 또는 킬레이트제, 부식 억제 화합물 및 계면활성제 또는 표면활성제가 포함된다.
유기 또는 무기 킬레이트 또는 금속 착화제는 요구되지 않지만, 임의로는 본 발명의 조성물에 포함될 수 있으며, 예를 들어 본 발명의 비수성 세정 조성물 내로 혼입시의 개선된 생성물 안정성과 같은 실질적인 잇점을 제공한다. 적절한 킬레이트 또는 착화제의 예로는 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산 (CyDTA), 에틸렌디아민 테트라아세트산 (EDTA), 주석산염, 피로포스페이트, 알킬리덴-디포스폰산 유도체 (예를 들어, 에탄-1-히드록시-1,1-디포스포네이트), 포스포네이트 함유 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라민 관능성 잔기, 예를 들어, 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산) (EDTMP), 디에틸렌트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 트리에틸렌테트라민 헥사(메틸렌 포스폰산)이 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 금속 착화제 또는 킬레이트제가 조성물에 존재하는 경우, 이들은 조성물의 중량을 기준으로 하여, 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2 중량%의 양으로 존재할 것이다.
본 발명의 비수성 세정 조성물은 또한 임의로는 마이크로전자 세정 조성물에 사용되는 유사한 비부식성 성분 및 다른 부식 억제제를 함유할 수 있다. 상기 화합물에는 레조르시놀, 갈산, 프로필 갈레이트, 피로갈롤, 히드로퀴논, 벤조트리아졸 및 벤조트리아졸의 유도체가 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 다른 부식 억제제는 조성물의 중량을 기준으로 하여, 임의의 적절한 양, 일반적으로 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.2 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한 임의로는 임의의 적절한 양쪽성, 비이온성, 양이온성 또는 음이온성 표면활성제 또는 계면활성제를 함유할 수 있다. 계면활성제의 첨가로 인해 배합물의 표면 장력이 감소하고, 세정하고자 하는 표면의 습윤성이 개선되고, 이에 따라 조성물의 세정 작용이 개선될 것이다. 또한, 계면활성제 특성들은 보다 양호한 세정을 용이하게 하는 미립자의 분산을 도울 수 있다. 임의의 적절한 양쪽성, 양이온성 또는 비이온성 계면활성제가 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 특히 적절한 계면활성제의 예에는 3,5-디메틸-1-헥신-3-올 (수르피놀(Surfynol)-61), 에톡실화 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올(수르피놀-465), 폴리테트라플루오로에틸렌 세톡시프로필베타인 (조닐(Zonyl) FSK), 조닐 FSH, 트리톤 X-100, 즉, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 등이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.
계면활성제가 조성물에 존재하는 경우, 이는 일반적으로 조성물의 총량을 기준으로 하여, 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 존재할 것이다.
본 발명의 바람직한 조성물은 8.1% 프로필렌 글리콜 중 1.4 중량% 테트라메틸암모늄 수산화물, 18 중량% 술포란, 약 72 중량% DMSO 및 0.5 중량% 2-히드록시피리딘의 조성물을 포함한다. 본 발명의 다른 바람직한 조성물은 66% DMSO, 17.4% 술포란, 14% 프로필렌 글리콜, 2.4% TMAH 및 0.2% 2-히드록시피리딘의 조성물을 포함한다.
본 발명의 조성물 및 이들의 마이크로전자 장치를 세정하기 위한 세정 조성물로서의 유효성이 하기 실시예에 의해 예시된다.
실시예
1
하기 시험은 배합물에 대한 히드록시피리딘 안정화 첨가제의 필요성을 증명한다. 용액 1은 66 중량% DMSO, 22 중량% 술포란, 11.2 중량% 프로필렌 글리콜, 및 0.8 중량% TMAH를 함유하였다. 용액 2는 66 중량% DMSO, 22 중량% 술포란, 10.2 중량% 프로필렌 글리콜 및 1.8 중량% TMAH를 함유하였다. 이들 각각의 용액에 하기 나타낸 바와 같이 0.5% 2-히드록시피리딘 (HP)를 가하였다. 각각의 용액을 85℃로 가열하고, 시간 경과에 따라 모니터링하였다. 비안정화된 조(bath) (히드록시피리딘를 함유하지 않은 것)에서, pH의 감소는 조 색상의 변화로 나타났다. 그 시점에서 또는 그 이후에, 조는 효과적인 세정 성능을 나타내지 않을 것이다.
용액 | 85℃에서의 시간 | 조 색상 |
용액 1 | 0 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 | 2 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 | 4 시간 | 갈색 |
용액 1 + 0.5% 2-HP | 0 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 + 0.5% 2-HP | 2 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 + 0.5% 2-HP | 4 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 + 0.5% 2-HP | 7 시간 | 밝은 황색 |
용액 1 + 0.5% 2-HP | 22 시간 | 밝은 황색 |
용액 2 | 0 시간 | 황색 |
용액 2 | 2 시간 | 황색 |
용액 2 | 4 시간 | 갈색 |
용액 2 + 0.5% 2-HP | 0 시간 | 황색 |
용액 2 + 0.5% 2-HP | 2 시간 | 황색 |
용액 2 + 0.5% 2-HP | 4 시간 | 황색 |
용액 2 + 0.5% 2-HP | 7 시간 | 황색 |
용액 2 + 0.5% 2-HP | 22 시간 | 황색 |
실시예
2
하기 시험은 데이비드 스키(David Skee)의 US 특허 제6,599,370호 및 제6,585,825호에 개시된 것과 관련하여 본 발명의 신규하고 예상되지 않은 측면을 지지한다. 스키의 상기 특허에, TMAH 및 금속이 없는 실리케이트 함유 수성 용액에 대해 효과적인 조 수명 연장제로서 다수의 화합물이 개시되어 있다. 스키의 상기 특허에서 조 수명 연장 화합물은 수성 조성물에서 완충제로서 사용되었다. 그러나, 본 발명의 조성물은 비수성 조성물이고, 따라서 히드록시피리딘 안정화 화합물이 완충제로서 역할을 수행할 수 없다. 따라서, 하기 표 2에 나타난 결과에 의해 증명되는 바와 같이, 히드록시피리딘 화합물이 본 발명의 비수성 조성물에서 안정화제로서 작용할 수 있는 반면, 스키의 특허의 다른 완충제는 그렇게 작용할 수 없다는 것이 아주 놀라웠다. 각각의 시험에 있어서, 상기로부터의 용액 2(66% DMSO, 22% 술포란, 10.2% 프로필렌 글리콜, 및 1.8% TMAH)를 각종 첨가제와 합하였으며, 첨가제는 총 용액 중량의 1%였다. 그 다음, 상기 용액을 24시간 동안 85℃에서 가열하였다. 첨가제의 성능은 조의 색상이 변하지 않거나 24 시간 안에 pH=11 미만으로 떨어지면 양호한 것으로, 조가 7 내지 24 시간 사이에 안정하면 보통인 것으로, 7 시간 미만에서 조가 변하면 실패한 것으로 측정되었다.
첨가한 화합물 | 결과 |
아스코르브산 | 실패 |
아세톤 옥심 | 실패 |
레조르시놀 | 실패 |
2-히드록시피리딘 | 양호 |
2-메틸레조르시놀 | 실패 |
4-히드록시피리딘 | 보통 |
사카린 | 실패 |
실시예
3
세정 용액 (용액 3)을 제조하였으며, 이는 약 66% DMSO1 17.4% 술포란, 14% 프로필렌 글리콜, 2.4% TMAH 및 0.2% 2-히드록시피리딘을 함유하였다. "펀치쓰루(punch-through)" 비아 구조체(Si 및 TiN를 통해 Al 층으로의 비아 에칭)이 있는 패턴화된 Al 기술 웨이퍼 샘플을 하기 표 3에 기재된 온도로 가열한 이들 용액 중에 10 분 동안 넣은 후, 이들을 제거하고, 2분 동안 탈염수로 헹군 후 질소로 취입 건조시켰다. 비교를 위해, 동일한 웨이퍼를 ALEG-625 (J.T. Baker) 시판되는 반수성 제품의 다른 점에서 유사한 조성물(DMSO, 술포란, TMAH 및 물 함유)로 세정하였다. 그 다음, 세정된 웨이퍼에 대해 애슁 잔류물 제거 (0 내지 100% 제거) 및 알루미늄 부식 (0 내지 100 % 노출된 Al 금속 소실)을 평가하였다.
세정 용액 | 온도 (℃) | 알루미늄 부식 | 애슁 잔류물 제거 |
용액 3 | 45 | 0 | 100 |
용액 3 | 65 | 0 | 100 |
용액 3 | 85 | 0 | 100 |
ALEG-625 | 45 | 100 | 100 |
ALEG-625 | 65 | 100 | 100 |
ALEG-625 | 85 | 100 | 100 |
실시예
4
세정 용액 (용액 3)을 제조하였으며, 이는 약 66% DMSO, 17.4% 술포란, 14% 프로필렌 글리콜, 2.4% TMAH 및 0.2% 2-히드록시피리딘 66% DMSO을 함유하였다. 블랭킷 Al 및 Cu 웨이퍼에 대한 에칭 속도를 설정 간격에 대한 웨이퍼의 화학물질에의 노출 및 4개의 포인트 프로브에 의한 금속 두께의 변화 측정을 통해 측정하였다. 비교를 위해, 동일한 웨이퍼를 ALEG-625 (J.T. Baker) 시판되는 반수성 제품의 다른 점에서 유사한 조성물로 세정하였다. 다양한 대표적인 작동 온도에서의 결과를 하기 표로 나타내었다.
온도 (℃) | 용액 3 | ALEG-625 | |
알루미늄 에칭 속도 (A/분) | 65 | 0.5 | 181 |
구리 에칭 속도 (A/분) | 40 | 0.5 | 37 |
65 | 1.93 | 78 |
실시예
5
상기 실시예로부터의 세정 용액 3을 사용하여 포토레지스트를 노출된 Cr 특징이 있는 패턴화된 웨이퍼 및 땜납 범프가 있는 분리된 웨이퍼로부터 제거하였다. 이 용액의 세정 및 상용성을 상기 실시예에서와 같이 ALEG-625와 비교하였다. 각각의 경우에, 웨이퍼 샘플을 설정 시간 및 온도에 대해 노출시킨 다음, 탈염수로 1 분 동안 헹군 후, 흐르는 N2 하에 건조시켰다. 샘플의 SEM 분석을 사용하여 세정 효율 및 상용성을 측정하였다. 세정 효율을 제거된 포토레지스트의 백분율로서 나타냈으며, 반면 특징 형상에 핏팅(pitting) 또는 변화가 관찰된 경우, 용액은 비상용성인 것으로 측정되었다.
시험 장치 | 시간 (분) | 온도 (℃) | 용액 3 | ALEG -625 |
Cr 웨이퍼 세정 | 30 | 65 | 100 % | 100 % |
Cr 웨이퍼 상용성 | 상용성 | 비상용성 | ||
PbSn 범프 세정 | 40 | 85 | 100 % | 80 % |
PbSn 범프 상용성 | 상용성 | 비상용성 |
본 발명을 이의 특정 실시태양을 참조하여 본 명세서에 기재하였지만, 본 명세서에 개시된 발명은 그의 개념의 취지 및 범주에서 벗어남 없이, 변화, 변형 및 수정될 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 취지 및 범위에 속하는 이러한 모든 변화, 변형 및 수정을 포함한다.
Claims (16)
- a) 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물,b) 강 수산화물 염기의 1종 이상의 무수 공급원, 및c) 1종 이상의 히드록시피리딘 안정화제를 포함하는, 마이크로전자 장치의 세정을 위한 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물의 중량을 기준으로 하여, 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물 약 20 중량% 내지 약 99 중량%, 강 수산화물 염기의 무수 공급원 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 및 히드록시피리딘 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%가 조성물에 존재하는 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제2항에 있어서, 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물이 술폭시드, 술폰, 술포란, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 강 수산화물 염기의 무수 공급원이 알칼리성 수산화물, 수산화암모늄 및 4급 수산화암모늄, 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 1종 이상의 히드록시피리딘이 2-히드록시피리딘, 4-히드록시피리딘 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제3항에 있어서, 스트리핑 용매로서 1종 이상의 유기 황 함유 극성 화합물이 디메틸 술폭시드, 술포란, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 강 수산화물 염기의 무수 공급원이 테트라알킬암모늄 수산화물로부터 선택되고, 1종 이상의 히드록시피리딘이 2-히드록시피리딘로부터 선택되는 것인 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제4항에 있어서, 디메틸 술폭시드, 술포란, 테트라메틸암모늄 수산화물 및 2-히드록시피리딘을 포함하는 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제5항에 있어서, 프로필렌 글리콜을 추가로 포함하는 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제6항에 있어서, 디메틸 술폭시드가 약 66 중량%의 양으로 존재하고, 술포란이 약 17.4 중량%의 양으로 존재하고, 테트라메틸암모늄 수산화물이 약 2.4 중량%의 양으로 존재하고, 프로필렌 글리콜이 약 14 중량%의 양으로 존재하고, 2-히드록시피리딘이 약 0.2 중량%의 양으로 존재하는 스트리핑 및 세정 조성물.
- 제1항에 있어서, 금속 킬레이트제 또는 착화제, 공용매, 부식 억제 화합물, 및 표면활성제 또는 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 추가로 포함하는 스트리핑 및 세정 조성물.
- 마이크로전자 장치를 제1항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제2항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제3항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제4항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제5항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제6항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제7항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
- 마이크로전자 장치를 제8항의 조성물을 포함하는 세정 조성물과 상기 장치를 세정하는데 충분한 시간 동안 접촉시키는 것을 포함하는, 어떠한 실질적인 금속 부식도 일으키지 않는 마이크로전자 장치 기판의 세정 방법.
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