KR20240004562A - 기판으로부터 포토레지스트를 제거하기 위한 조성물 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
개시되고 청구된 청구 대상은 (i) 하나 이상의 무기 염기; (ii) 둘 이상의 유기 용매; (iii) 하나 이상의 부식 억제제를 포함하고 선택적으로 (iv) 하나 이상의 이차 용매(들)를 포함할 수 있는, 포토레지스트 스트리퍼 용액에 관한 것이다.
Description
개시되고 청구된 청구 대상은 일반적으로 기판으로부터 포토레지스트를 효과적으로 제거하는 능력을 갖는 조성물, 및 이러한 조성물을 사용하기 위한 방법에 관한 것이다. 개시된 조성물은 DMSO, NMP 및 TMAH를 본질적으로 함유하지 않을 수 있고 바람직하게는 금속 및 패시베이션 물질, 예컨대, 폴리이미드와 상용성을 갖는 포토레지스트 제거용 스트리퍼 용액이다.
관련 기술
웨이퍼 레벨 패키징에 사용되는 두꺼운 포토레지스트의 제거를 위한 포토레지스트 스트리퍼는 전형적으로 용매, 아민, 수산화 제4급 암모늄, 무기 수산화물, 공용매, 부식 억제제, 및 기타 첨가제의 상이한 조합들을 포함한다. 이러한 응용을 위한 많은 제품이 DMSO 또는 NMP를 용매로서 포함하고, 아민 또는 수산화 제4급 암모늄 또는 이 둘 모두를 포함한다. 수산화테트라메틸암모늄(TMAH)은 다른 수산화 제4급 암모늄보다 가격이 더 저렴하고 성능이 더 좋기 때문에 가장 보편적으로 사용되는 수산화 제4급 암모늄이다. 그러나, TMAH와 관련된 잠재적인 건강상 영향이 잘 알려져 있다. TMAH 함유 스트리퍼 조성물을 대체하는 것이 요망된다.
무기 염기, 특히 알칼리 금속 수산화물은 포토레지스트 스트리퍼에 사용될 때 TMAH와 관련된 잠재적인 건강상 영향 없이 유리한 특성을 제공한다. 이들은 저렴한 비용 및 우수한 열 안정성을 가져서, TMAH를 사용하는 포토레지스트 스트리퍼와 비교하여 더 긴 욕수명(bath lifetime)을 갖는 포토레지스트 스트리퍼를 야기한다. 그러나, 알칼리 금속 수산화물과 관련된 한 가지 문제는 대기로부터 이산화탄소와 반응하여 이의 카르보네이트 염을 생성하는 이들의 경향이다. 카르보네이트 염은 수용성이지만, 전형적으로 유기 용매에는 잘 용해되지 않는다. 이와 같이, 알칼리 금속 수산화물을 사용하는 포토레지스트 스트리퍼는 전형적으로 스트리퍼의 유기 용매에 불용성인 카르보네이트 염 결정의 형성과 함께 침전 또는 슬러지 문제를 갖고; 이는 기기의 막힘을 유발하고 잠재적으로 기기의 작동에 대한 안전 문제를 일으킨다. 침전된 카르보네이트 염의 제거는 공정 기기를 용해 및/또는 세정하기 위해 물을 사용하여 공정 기기의 추가 세척을 필요로 할 수 있고, 따라서 유지 비용을 증가시킨다. 이와 같이, 무기 염기, 특히 알칼리 금속 수산화물을 사용하여 유기 용매-기반 제거제에서 슬러지 문제를 해결하는 것이 중요하다.
포토레지스트의 제거를 위한 다수의 스트리퍼 용액이 존재한다(예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 제2019/0317409호에는 일차 용매, 이차 용매, 무기 염기, 아민 및 부식 억제제를 포함하는 기판으로부터 포토레지스트를 제거하기 위한 스트리퍼 용액이 기재되어 있다). 개선된 성능에 대한 웨이퍼 제조업체의 증가하는 요구에 의해 개선된 스트리퍼 용액 조성물이 필요하다. 다양한 기능을 위한 기판에 사용되는 다양한 물질과 함께, 스트리퍼는 이들 물질과 접촉할 수 있고, 따라서 포토레지스트를 제거하는 능력 및 제거되지 않아야 하는 기판 상 물질과의 상용성을 가질 필요가 있다. 추가로, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디메틸 설폭사이드(DMSO)에 대한 제한과 같이, 스트리퍼 포뮬레이션에 사용되는 용매에 대한 최근의 제한으로 인해, 보다 친환경적인 용매를 갖는 새로운 포뮬레이션이 필요하다.
개요
이 개요 섹션은 개시되고 청구된 청구 대상의 모든 실시양태 및/또는 점진적으로 신규한 양상을 특정하지 않는다. 대신, 이 개요는 단지 통상적인 기법 및 공지된 기술에 비해 상이한 실시양태 및 상응하는 신규성의 견지에 대한 예비 논의를 제공한다. 개시되고 청구된 청구 대상 및 실시양태의 추가적인 세부사항 및/또는 가능한 관점을 위해, 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이 본 개시의 상세한 설명 섹션 및 상응하는 도면이 독자에게 안내된다.
개시되고 청구된 청구 대상은 포지티브 또는 네거티브 포토레지스트, 에칭 공정 이후의 포토레지스트, 또는 기판으로부터의 에칭 잔류물을 효과적으로 제거 또는 스트리핑하기 위한 포토레지스트 스트리퍼 용액에 관한 것이다. 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 레지스트 물질에 대한 특히 높은 로딩 용량, 및 수송, 창고 보관 및 일부 제조 설비에서 사용 시 전형적으로 직면하게 되는 통상의 실온 미만의 온도에 주어질 때 액체를 유지하는 능력을 갖는다.
개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 카르보네이트 결정 형성 감소 및 욕수명 연장을 야기하는 무기 수산화물을 포함한다. 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 NMP 및 DMSO를 함유하지 않으며, 포지티브 및 네거티브 액체 포토레지스트 둘 모두를 제거하는 데 특히 유용하다. 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 기판 상에 존재하는 물질, 특히 금속, 실리콘 및 패시베이션 물질, 예컨대, 폴리이미드에 해를 끼치지 않는다.
개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 하기를 포함한다:
(i) 하나 이상의 무기 염기;
(ii) 둘 이상의 유기 용매; 및
(iii) 하나 이상의 부식 억제제.
추가의 양상에서, 용액은 (iv) 하나 이상의 이차 용매(들)를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 용액은 (i), (ii) 및 (iii)로 본질적으로 이루어진다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 용액은 (i), (ii), (iii) 및 (iv)로 본질적으로 이루어진다. 이러한 실시양태의 또 다른 추가의 양상에서, 용액은 (i), (ii) 및 (iii)로 이루어진다. 이러한 실시양태의 또 다른 추가의 양상에서, 용액은 (i), (ii), (iii) 및 (iv)로 이루어진다.
또 다른 실시양태에서, 용액은 (i) NaOH, KOH 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 무기 염기를 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (i) 하나 이상의 무기 염기는 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, (i) 하나 이상의 무기 염기는 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, (i) 하나 이상의 무기 염기는 NaOH와 KOH의 조합을 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 용액은 (ii) 둘 이상의 유기 용매를 포함하며, 여기서 (a) 제1 용매는 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 및 이들의 조합으로부터 선택되고, (b) 제2 용매는 폴리올 용매(즉, 폴리하이드록실-함유 용매)이다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 글리콜 에테르 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 에테르 알코올 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 방향족 고리-함유 알코올을 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 글리콜 에테르 용매 및 에테르 알코올 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 글리콜 에테르 용매 및 방향족 고리-함유 알코올을 포함한다. 이러한 실시양태의 양상에서, (ii) 둘 이상의 유기 용매는 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올을 포함한다.
개시되고 청구된 청구 대상의 예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은 하기를 포함한다:
(i) 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 수산화칼륨을 포함하는 하나 이상의 무기 염기;
(ii) a. 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 및
b. 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 디에틸렌 글리콜
을 포함하는 둘 이상의 유기 용매; 및
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 부식 억제제.
개시되고 청구된 청구 대상의 예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은 하기를 포함한다:
(i) 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 수산화칼륨을 포함하는 하나 이상의 무기 염기;
(ii)
a. 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 및
b. 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 디에틸렌 글리콜
을 포함하는 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 폴리올 용매를 포함하는 하나 이상의 이차 용매(들).
또 다른 실시양태에서, 개시되고 청구된 청구 대상은 기판으로부터 포토레지스트 및 관련 중합체 물질을 제거하기 위해 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 원하는 양의 포토레지스트를 제거하기에 충분한 시간 동안 하나 이상의 포토레지스트 스트리퍼 용액과 기판을 접촉시키고, 스트리핑 용액에서 기판을 꺼내고, DI 수 또는 용매로 기판으로부터의 스트리핑 용액을 세정하고, 기판을 건조시킴으로써, 상부에 포토레지스트를 갖는 기판으로부터 포토레지스트를 제거한다.
개시되고 청구된 청구 대상은 추가로 개시되고 청구된 화학적 포뮬레이션의 용도 및 합성에 관한 것이다.
또 다른 실시양태에서, 개시되고 청구된 청구 대상은 개시된 신규한 방법에 의해 제조된 전자 디바이스에 관한 것이다.
개시되고 청구된 청구 대상의 다른 특징 및 이점은 개시되고 청구된 청구 대상의 원리를 예시하는 예시적인 해결책과 함께 취해진 하기의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
개시되고 청구된 청구 대상의 실시양태는 하기 이점 중 하나 이상을 제공한다: 사용 동안 적은 고체 침전; 조성물이 수송 및 창고 보관 시 빈번히 직면하게 되는 온도 및 통상의 실온보다 낮은 온도에서 액체를 유지하는 능력을 갖고 통상의 가공 온도보다 훨씬 높은 인화점을 갖는 것, 포토레지스트 스트리퍼가 양호한 세척력, 높은 로딩 용량, 결정화 감소 및 탄산칼륨 또는 다른 알칼리 금속 화합물의 침전 감소, 스트리퍼 용액이 알칼리 금속 수산화물을 포함하는 경우라도, 금속, 실리콘 및 패시베이션 물질, 예컨대, 폴리이미드와의 상용성뿐만 아니라 연장된 욕수명을 갖는 것.
본원에 기재된 상이한 단계의 논의 순서는 명확성을 위해 제시되었다. 일반적으로, 본원에 개시된 단계는 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 본원에 개시된 상이한 특징, 기술, 구성 등 각각이 본 개시의 상이한 위치에서 논의될 수 있지만, 각각의 개념은 서로 독립적으로 또는 적절하게 서로 조합하여 실행될 수 있는 것으로 의도된다. 따라서, 개시되고 청구된 청구 대상은 많은 상이한 방식으로 구현되고 보여질 수 있다.
정의
청구되는 것의 이해를 촉진하려는 목적 상, 이제 예시된 실시양태가 참조될 것이고, 특정 언어가 이를 설명하기 위해 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 청구되는 범위의 제한은 이에 의해 의도되지 않으며, 본원에 예시된 바와 같은 이의 원리의 그러한 변경 및 추가 수정 및 이러한 추가 적용은 본 개시가 관련된 당업자에게 통상적으로 발생하는 바와 같이 고려되는 것으로 이해될 것이다.
본원에 인용된 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참고문헌은, 각각의 참고문헌이 인용에 의해 포함된다고 개별적이고 구체적으로 지시되고 그 전문이 본원에 기재된 것과 같은 동일한 정도로 본원에 인용에 의해 포함된다.
개시되고 청구된 청구 대상을 기술하는 문맥에서(특히 이하의 청구범위의 문맥에서) 단수 용어 및 유사한 지시 대상의 사용은 달리 본원에 지시되거나 또는 달리 문맥상 명백히 모순되지 않는 한 단수와 복수 둘 모두를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)", 및 "함유하는"은 달리 언급되지 않는 한 개방형 용어(즉, "포함하지만, 이로 제한되지 않는"을 의미함)로 해석되어야 한다. 본원에서 수치 범위의 언급은 본원에 달리 지시되지 않는 한 단지 그 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 언급하는 약칭 방식의 역할을 하는 것으로 의도되고, 각각의 별개의 값은 이것이 본원에 개별적으로 언급된 것처럼 본 명세서에 포함된다. 본원에 기재된 모든 방법은 달리 본원에 지시되지 않거나 달리 문맥상 명백히 모순되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 임의의 및 모든 실시예 또는 본원에 제공된 예시 언어(예를 들어, "예컨대")의 사용은 단지 개시되고 청구된 청구 대상을 더 잘 예시하려고 의도된 것이며, 달리 청구되지 않는 한 본 발명의 범위에 대해 제한을 두지 않는다. 명세서의 어떠한 언어도 개시되고 청구된 청구 대상의 실시에 필수적인 것으로 임의의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.
개시되고 청구된 청구 대상을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여, 개시되고 청구된 청구 대상의 바람직한 실시양태가 본원에 기술된다. 상기 설명을 읽으면 바람직한 실시양태의 변형이 당업자에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 당업자들이 이러한 변형을 적절하게 이용할 것으로 예상하며, 본 발명자들은 개시되고 청구된 청구 대상이 본원에 구체적으로 개시된 것과 달리 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 이러한 개시되고 청구된 청구 대상은 적용법에 의해 허용된다면 첨부된 청구범위에 기재된 청구 대상의 모든 변형 및 등가물을 포함한다. 또한, 달리 본원에서 지시되거나 달리 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 모든 가능한 변형으로 상기 기재된 요소들의 임의의 조합이 개시되고 청구된 청구 대상에 포괄된다.
참조의 편의 상, "마이크로전자 디바이스" 또는 "반도체 기판"은 마이크로전자장치, 집적 회로, 또는 컴퓨터 칩 애플리케이션에서 사용하기 위해 제조된 반도체 웨이퍼, 플랫 패널 디스플레이, 상 변화 메모리 디바이스, 태양광 패널 및 태양광 기판, 광기전력 장치, 및 마이크로전자기계 시스템(MEMS)을 포함하는 다른 제품에 해당한다. 용어 "마이크로전자 디바이스"는 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아니며, 궁극적으로 마이크로전자 디바이스 또는 마이크로전자 어셈블리가 될 임의의 기판을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 마이크로전자 디바이스 또는 반도체 기판은 저-k 유전 물질, 배리어 물질, 및 Al, Cu, SnAg 합금, W, Ti, TiN과 같은 금속, 폴리이미드 또는 폴리벤즈옥사졸과 같은 하나 이상의 패시베이션 층, 뿐만 아니라 Si 및 기타 물질을 그 위에 포함할 수 있다.
본원에 정의된 바와 같이, "저-k 유전 물질"은 층상 마이크로전자 디바이스에서 유전 물질로서 사용되는 임의의 물질에 해당하며, 상기 물질은 약 3.5 미만의 유전 상수를 갖는다. 바람직하게는, 저-k 유전 물질은 저-극성 물질, 예컨대, 규소-함유 유기 중합체, 규소-함유 하이브리드 유기/무기 물질, 유기규산염 유리(OSG), TEOS, 플루오르화 실리케이트 유리(FSG), 이산화규소, 및 탄소-도핑된 옥사이드(CDO) 유리를 포함한다. 저-k 유전 물질은 다양한 밀도 및 다양한 공극률을 가질 수 있음이 이해되어야 한다.
본원에 정의된 바와 같이, 용어 "배리어 물질"은 유전 물질로의 상기 금속, 예를 들어, 구리의 확산을 최소화하려고 금속 라인, 예를 들어, 구리 상호연결부를 밀봉하기 위해 당 분야에서 사용되는 임의의 물질에 해당한다. 바람직한 배리어 층 물질은 탄탈럼, 티탄, 티탄 텅스텐, 루테늄, 하프늄, 및 다른 내화성 금속 및 이들의 질화물 및 규화물을 포함한다.
"실질적으로 함유하지 않는"은 본원에서 대략 1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 대략 0.5 중량% 미만, 및 가장 바람직하게는 대략 0.2 중량% 미만으로 정의된다. "실질적으로 함유하지 않는"은 또한 대략 0.0 중량%를 포함한다. 용어 "함유하지 않는"은 0.0 중량%를 의미한다. 일부 실시양태에서, 실질적으로 물을 함유하지 않는 조성물이 기재될 때, 이는 물이 불순물로서 성분과 함께 첨가될 수 있으나; 성분과 함께 첨가되는 물의 양이 약 0.1 중량% 미만이어야 하는 것을 의미하는 것으로 의도되기는 하지만; 제조 및 사용 동안 대기로부터 물이 흡수될 수 있다. 다른 실시양태에서, 물을 실질적으로 함유하지 않는 것은 물이 대략 1 중량% 초과로 존재하지 않는 조성물을 지칭할 수 있다. 다른 실시양태에서, 물을 실질적으로 함유하지 않는 것은 물이 대략 3 중량% 초과로 존재하지 않는 조성물을 지칭할 수 있다. 다른 실시양태에서, 물은 원료의 일부로서 첨가될 수 있고, 물 수준은 2 중량% 초과이되 5 중량% 미만으로 존재할 수 있다.
측정 가능한 수치 변수와 연관하여 사용될 때 용어 "약" 또는 "대략"은 변수의 표시된 값 및 표시된 값의 실험 오차 내에(예를 들어, 평균에 대한 95% 신뢰 한계 이내) 있거나 표시된 값의 백분율 내에(예를 들어, ± 10%, ± 5%) 있는(어느 값이든 둘 중 더 큰 값) 변수의 모든 값을 지칭한다.
이러한 모든 조성물에서, 조성물의 특정 성분이 0 하한을 포함하는 중량 백분율 범위와 관련하여 논의되는 경우, 이러한 성분은 조성물의 다양한 특정 실시양태에 존재하거나 부재할 수 있고, 이러한 성분이 존재하는 경우, 이들은 이러한 성분이 사용되는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 중량%만큼 낮은 농도로 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한 성분의 정의된 모든 중량 퍼센트는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다는 것이 주지된다. 또한, 달리 지시되지 않는 한 모든 중량 퍼센트는 "순수(neat)"이며, 이는 조성물에 첨가될 때 이들이 존재하는 수용액을 포함하지 않음을 의미한다. "적어도 하나"에 대한 임의의 언급은 "하나 이상"으로 대체될 수 있다. "적어도 하나" 및/또는 "하나 이상"은 "적어도 둘" 또는 "둘 이상" 및 "적어도 셋" 및 "셋 이상" 등을 포함한다.
조성물은 무기 염기; 둘 이상의 유기 용매; 하나 이상의 부식 억제제 및 임의로 하나 이상의 이차 용매를 포함한다.
추가 실시양태에서, 조성물은 (i) 무기 수산화물, (ii) 둘 이상의 글리콜 에테르, 에테르 알코올 용매 또는 방향족 함유 알코올 및 (iii) 다양한 농도의 하나 이상의 부식 억제제 및 선택적으로 (iv) 하나 이상의 폴리올 이차 용매로 본질적으로 이루어진다. 이러한 실시양태에서, (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 합한 양은 100 중량%가 아니며, 세척 조성물의 효과를 실질적으로 변화시키지 않는 다른 성분(예를 들어, 물, 일반 첨가제 및/또는 불순물을 포함하는 추가 촉매(들))을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 조성물은 (i) 무기 수산화물, (ii) 둘 이상의 에테르 알코올 용매 또는 방향족 함유 알코올 및 (iii) 다양한 농도의 하나 이상의 부식 억제제로 이루어진다. 이러한 실시양태에서, (i), (ii) 및 (iii)의 합한 양은 대략 100 중량%이지만, 조성물의 효과를 실질적으로 변화시키지 않는 소량으로 존재하는 다른 소량 및/또는 미량의 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 이러한 실시양태에서, 세척 조성물은 2 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 세척 조성물은 1 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 추가의 실시양태에서, 세척 조성물은 0.05 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다.
중량%와 관련하여 본원에 기재된 본 발명의 조성물의 조성이 언급될 때, 어떠한 경우에도 불순물과 같은 비필수 성분을 포함하는 모든 성분의 중량%는 100 중량% 초과로 첨가되지 않는 것이 이해된다. 기재된 성분으로 "본질적으로 이루어지는" 조성물에서, 이러한 성분들은 조성물의 총 100 중량%가 될 수 있거나 총 100 중량% 미만이 될 수 있다. 성분들이 총 100 중량% 미만이 되는 경우, 이러한 조성물은 일부 소량의 비필수 오염물 또는 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 이러한 실시양태에서, 조성물은 2 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 세정제는 1 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 추가의 실시양태에서, 조성물은 0.05 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 다른 이러한 실시양태에서, 성분들은 적어도 90 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 95 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 99 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 99.5 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 99.8 중량%를 형성할 수 있고, 세척 용액의 성능에 영향을 미치지 않는 다른 성분들을 포함할 수 있다. 그렇지 않고, 상당한 비필수 불순물 성분이 존재하지 않는 경우, 모든 필수 구성요소 성분의 조성은 본질적으로 총 100 중량%가 될 것으로 이해된다.
상세한 설명
전술한 일반적인 설명과 하기 상세한 설명 둘 모두는 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 바와 같은 청구 대상을 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 개시된 청구 대상의 목적, 특징, 이점 및 아이디어는 명세서에 제공된 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이고, 개시된 청구 대상은 본원에 나타나는 설명에 기초하여 당업자에 의해 용이하게 실행 가능할 것이다. 개시된 청구 대상을 실시하기 위한 바람직한 모드를 나타내는 임의의 "바람직한 실시양태" 및/또는 실시예의 설명은 설명의 목적으로 포함되며 청구항의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아니다.
또한, 본원에서 개시되는 개시된 청구 대상의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 개시된 청구 대상이 명세서의 기재된 양상에 기초하여 실시되는 방식에서 다양한 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
상기 기재된 바와 같이, 개시된 청구 대상은
(i) 하나 이상의 무기 염기;
(ii) 둘 이상의 유기 용매로서, 여기서 (a) 제1 용매는 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 및 이들의 조합으로부터 선택되고, (b) 제2 용매는 폴리올 용매인, 유기 용매; 및
(iii) 하나 이상의 부식 억제제
를 포함하거나, 이로 이루어지거나 본질적으로 이루어지는 포토레지스트 스트리퍼 용액에 관한 것이다.
추가의 양상에서, 용액은 추가로 선택적으로 (iv) 하나 이상의 이차 용매(들)를 포함하고, 이로 이루어지거나 본질적으로 이루어진다.
기재된 성분을 포함하거나 이로 본질적으로 이루어지는 용액에서, 성분 (i), (ii), (iii) 또는 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하이다. 기재된 성분으로 이루어지는 용액에서, 성분 (i), (ii), (iii) 또는 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량%이다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)를 포함하고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)를 포함하고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)로 본질적으로 이루어지고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)로 본질적으로 이루어지고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)로 이루어지고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량%이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
예시적인 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리퍼 용액은
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)로 이루어지고,
여기서, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량%이다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함한다.
특히, 포토레지스트 스트리퍼 용액은 단일 층 또는 특정 유형의 이중층 레지스트에 존재하는 중합체성 레지스트 물질을 제거하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이중층 레지스트는 전형적으로 제2 중합체 층에 의해 커버링되는 제1 무기 층을 갖거나 2개의 중합체 층을 가질 수 있다.
포토레지스트 스트리퍼 용액 성분
(i)
무기 염기
상기 언급된 바와 같이, 개시되고 청구된 청구 대상의 용액은 하나 이상의 무기 염기를 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 무기 염기는 적어도 하나의 알칼리 금속 수산화물 또는 상이한 알칼리 금속 수산화물의 혼합물을 포함한다. 적합한 무기 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화루비듐 및 수산화세슘을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 수산화칼륨이 우선적으로 포함된다. 이러한 실시양태에서, 수산화칼륨은 수용액, 예를 들어, 48 중량% 수용액으로서 사용된다. 다른 이러한 실시양태에서, 수산화칼륨은 고체, 예를 들어, 85 중량% 또는 90 중량% 플레이크로서 사용된다.
금속 수산화물은 조성물의 총 중량을 기준으로 중량 기준 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 0.9 중량% 내지 약 4 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 0.8 중량%, 또는 약 0.4 중량% 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 0.2 중량% 범위의 임의의 순수한 양으로 존재할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 금속 수산화물이 존재하기는 하지만, 3.5 중량% 이하의 양으로 존재한다. 특정 바람직한 조성물에서, 금속 수산화물은 약 1.0 중량% 내지 2.5 중량%로 존재한다. 특정 바람직한 조성물에서, 금속 수산화물은 약 1.5 중량% 내지 2.25 중량%로 존재한다.
일 실시양태에서, 용액은 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.25 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.1 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.05 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.0 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.25 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.5 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.8 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.9 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.0 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.05 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.1 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.15 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.2 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.25 중량%의 순수한 KOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.3 중량%의 순수한 KOH를 포함한다.
일 실시양태에서, 용액은 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.25 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.1 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.05 중량%의 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량% 내지 약 2.0 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.25 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.5 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.75 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.8 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.9 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.0 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.05 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.1 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.15 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.2 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.25중량%의 순수한 NaOH를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 2.3 중량%의 순수한 NaOH를 포함한다.
(ii)
유기 용매
개시되고 청구된 청구 대상의 용액은 둘 이상의 유기 용매(즉, 제1 용매 및 제2 용매)를 포함하고, 여기서 (a) 제1 용매는 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 및 이들의 조합으로부터 선택되고, (b) 제2 용매는 폴리올 용매이다. 두 용매는 서로 상이하다.
일 실시양태에서, 용액은 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 둘 이상의 유기 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 용액은 약 94 중량% 내지 약 97 중량%의 둘 이상의 유기 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 제1 용매 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 제2 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 제1 용매 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 제2 용매를 포함한다.
제1 용매
일부 실시양태에서, 제1 용매는 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 용매, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 한 유형의 에테르 알코올 용매는 글리콜 에테르일 수 있다. 적합한 글리콜 에테르 용매는 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르(DB), 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME), 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 글리콜 에테르가 아닌 다른 적합한 유형의 에테르 알코올 용매(즉, 에테르 기를 갖는 다른 알코올). 예로는 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올(MMB), 푸르푸릴 알코올, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올이 있다.
적합한 방향족 고리-함유 알코올 용매는 치환된 벤젠, 예컨대, 벤질 알코올, 벤질 에탄올 및 벤질 프로판올을 포함한다.
일 실시양태에서, 제1 용매는 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양태에서, 제1 용매는 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)이다. 이러한 실시양태의 추가의 양태에서, 제1 용매는 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)이다.
제2 용매
상기 언급된 바와 같이, 제2 용매는 제1 용매와 상이하고 폴리올 용매이다. 일부 실시양태에서, 제2 용매는 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 디프로필렌 글리콜, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜(PG) 중 하나 이상을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 제2 용매는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 디프로필렌 글리콜, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 제2 용매는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 제2 용매는 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함한다.
일 실시양태에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함한다.
일 실시양태에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함한다.
일 실시양태에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상인 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 제1 용매 및 (b) 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 글리세롤, 프로필렌 글리콜(PG) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상인 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 제2 용매를 포함한다.
일 실시양태에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 글리세롤, 프로필렌 글리콜(PG) 및 이들의 혼합물을 포함하는 제2 용매를 포함한다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함하는 제2 용매를 포함한다.
다른 실시양태에서, 둘 이상의 유기 용매는 조성물의 약 50 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 55 중량% 내지 약 90 중량%이다. 개시되고 청구된 청구 대상의 다른 실시양태는 약 60 중량% 내지 약 88 중량%, 또는 65 중량% 내지 85 중량%의 글리콜 에테르 용매 및/또는 방향족 함유 알코올을 포함한다. 둘 이상의 유기 용매는 개별적으로 또는 총괄하여 하기 중량 퍼센트 목록에 의해 규정된 범위 내에 속할 수 있다: 50, 55, 58, 60, 62, 65, 67, 70, 72, 75, 77, 80, 82, 85, 88 및 90.
일부 실시양태에서, 용액은 아미드-함유 용매를 함유하지 않거나 본질적으로 함유하지 않는다. 본질적으로 함유하지 않는다는 것은 1 중량% 미만, 대안적으로 0.1 중량% 미만, 대안적으로 0.01 중량% 미만, 또는 0.001 중량% 미만의 양, 또는 함유하지 않는 것을 의미하고, 여기서 함유하지 않는 것은 검출 가능하지 않거나 0이다.
다른 실시양태에서, 용액은 황 함유 용매를 함유하지 않거나 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. 이러한 실시양태의 추가의 양상에서, 조성물은 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 n-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 함유하지 않거나 본질적으로 함유하지 않는다. 본질적으로 함유하지 않는 것은 1 중량% 미만, 대안적으로 0.1 중량% 미만, 대안적으로 0.01 중량% 미만, 또는 0.001 중량% 미만의 양, 또는 함유하지 않는 것을 의미하고, 여기서 함유하지 않는 것은 검출 가능하지 않거나 0이다.
(iii)
부식 억제제
개시되고 청구된 청구 대상의 용액은 하나 이상의 부식 억제제를 포함한다. 적합한 부식 억제제는 유기 부식 억제제, 예를 들어, 방향족 하이드록실 화합물, 및 방향족 폴리하이드록실 화합물, 예컨대, 카테콜 및 레조르시놀; 알킬카테콜, 예컨대, 메틸카테콜, 에틸카테콜 및 t-부틸카테콜, 페놀 및 피로갈롤; 방향족 트리아졸, 예컨대, 벤조트리아졸; 알킬벤조트리아졸 및 아미노벤조트리아졸, 예컨대, 1-아미노벤조트리아졸; 트리아졸, 예컨대, 2-아미노벤조티아졸(ABT); 당 알코올, 예컨대, 글리세롤, 자일리톨 및 소르비톨; 금속 염, 예컨대, 질산구리(II); 브로민화구리(II); 염소산구리(II); 염화구리(II); 구리(II) 플루오로실리케이트; 포름산구리(II); 셀렌산구리(II); 황산구리(II); 카르복실산, 예컨대, 세바스산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 말레산, 푸마르산, 벤조산, 프탈산, 1,2,3-벤젠트리카르복실산, 글리콜산, 락트산, 말산, 시트르산, 아세트산 무수물, 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 석신산 무수물, 살리실산, 갈산 및 갈산 에스테르, 예컨대, 메틸 갈레이트 및 프로필 갈레이트; 상기 기재된 카르복실 함유 유기 함유 화합물 등, 및 킬레이트 화합물, 예컨대, 인산계 킬레이트 화합물, 예를 들어 1,2-프로판디아민테트라메틸렌 포스폰산 및 하이드록시에탄 포스폰산, 카르복실산계 킬레이트 화합물, 예컨대, 에틸렌디아민테트라아세트산 및 이의 나트륨 및 암모늄 염, 디하이드록시에틸글리신 및 니트릴로트리아세트산, 아민계 킬레이트 화합물, 예컨대, 비피리딘, 테트라페닐포르피린 및 페난트롤린, 및 옥심계 킬레이트 화합물, 예컨대, 디메틸글리옥심 및 디페닐글리옥심을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 다른 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 하나 이상의 구리 염, 예컨대, 질산구리(II); 브로민화구리(II); 염소산구리(II); 염화구리(II); 구리(II) 플루오로실리케이트; 포름산구리(II); 셀렌산구리(II); 및/또는 황산구리(II) 단독을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 조성물은 상기의 유기 부식 억제제 및/또는 킬레이트 화합물 중 하나 이상 및 하나 이상의 구리 염을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 질산구리(II)(예를 들어, NADA/1N은 약 26.3% 질산구리(II) 헤미(오수화물-비(non)-산화제)임), 브로민화구리(II); 염소산구리(II); 염화구리(II); 구리(II) 플루오로실리케이트; 포름산구리(II); 셀렌산구리(II); 황산구리(II) 및/또는 레조르시놀일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 부식 억제제는 질산구리(II) 및 레조르시놀일 수 있다.
다른 실시양태에서 부식 억제제는 에틸렌 글리콜; 1,2-프로판디올(프로필렌 글리콜); 1,3-프로판디올, 1,2,3-프로판트리올; 1,2-부탄디올; 1,3-프로판디올; 2,3-부탄디올; 1,4-부탄디올; 1,2,3-부탄트리올; 1,2,4-부탄트리올; 1,2-펜탄디올; 1,3-펜탄디올; 1,4-펜탄디올; 2,3-펜탄디올; 2,4-펜탄디올; 3,4-펜탄디올; 1,2,3-펜탄트리올; 1,2,4-펜탄트리올; 1,2,5-펜탄트리올; 1,3,5-펜탄트리올; 에토헥사디올; p-메탄-3,8-폴리하이드록실 화합물; 2-메틸-2,4-펜탄디올; 2,2-디메틸-1,3-프로판디올; 글리세린; 트리메틸올프로판; 자일리톨; 아라비톨; 1,2- 또는 1,3-사이클로펜탄디올; 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산디올; 2,3-노르보르난디올; 1,8-옥탄디올; 1,2-사이클로헥산디메탄올; 1,3-사이클로헥산디메탄올; 1,4-사이클로헥산디메탄올; 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올; 하이드록시피발릴 하이드록시피발레이트; 2-메틸-1,3-프로판디올; 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올; 2-에틸-2-이소부틸-1,3-프로판디올; 1,6-헥산디올; 2,2,4,4-테트라메틸-1,6-헥산디올; 1,10-데칸디올; 1,4-벤젠디메탄올; 수소화 비스페놀 A; 1,1,1-트리메틸올 프로판; 1,1,1-트리메틸올에탄; 펜타에리트리톨; 에리트리톨; 트레이톨; 디펜타에리트리톨; 소르비톨, 만니톨, 레조르시놀, 카테콜 등; 및 앞서 언급한 폴리하이드록실 화합물 중 둘 이상의 조합을 포함하는 지방족 또는 방향족 폴리하이드록실 화합물을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 유기 부식 억제제는 약 0.005 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 수준으로 용액에 존재한다. 일 실시양태에서, 용액은 약 0.25 중량% 내지 약 5 중량% 또는 0.1 중량% 내지 약 4 중량% 또는 0.25 중량% 내지 약 2 중량%를 함유할 수 있다. 하나 이상의 부식 억제제는 하기 중량 퍼센트로부터 선택된 종점에 의해 규정된 임의의 양으로 존재할 수 있다: 0.005, 0.02, 0.08, 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 및 10. 제1 및 제2 부식 억제제가 조성물에서 사용될 수 있다. 이러한 개시되고 청구된 청구 대상은 PI 및 PBO와 같은 패시베이션 층을 포함한, 기판 상에 존재하는 필름, 층, 금속 또는 기타 구조를 손상시키지 않으면서 포토레지스트를 제거하기 위해 상기 조성물로 반도체 기판을 처리하는 방법을 포함한다. 반도체 기판을 처리하기 위한 바람직한 온도는 약 70℃이다. 대부분의 적용에서, 약 45℃ 내지 약 90℃ 또는 약 50℃ 내지 약 75℃의 온도가 유용하다. 기판이 민감하거나 더 긴 제거 시간이 필요한 특정한 적용의 경우, 더 낮은 접촉 온도가 적절하다. 예를 들어, 기판을 재작업하는 경우, 포토레지스트를 제거하고 기판 손상을 피하기 위해 스트리퍼 용액을 적어도 20℃의 온도에서 더 오랜 시간 동안 유지하는 것이 적절할 수 있다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 BZT, 소르비톨, 레조르시놀, 세바스산, 글리세롤 및 질산구리(II) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시양태에서, 이들 부식 억제제는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%로 (단독으로 또는 조합하여) 존재한다. 일부 실시양태에서, 이들 부식 억제제는 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%로 (단독으로 또는 조합하여) 존재한다. 일부 실시양태에서, 이들 부식 억제제는 약 0.5 중량%로 (단독으로 또는 조합하여) 존재한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 BZT를 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%의 BZT를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 BZT를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.0 중량%의 BZT를 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 소르비톨을 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 소르비톨을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.2 중량%의 소르비톨을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 소르비톨을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.0 중량%의 소르비톨을 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 레조르시놀을 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 레조르시놀을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.2 중량%의 레조르시놀을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 레조르시놀을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.0 중량%의 레조르시놀을 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 글리세롤을 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 글리세롤을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.2 중량%의 글리세롤을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 글리세롤을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.0 중량%의 글리세롤을 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 세바스산을 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 세바스산을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.2 중량%의 세바스산을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 세바스산을 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 1.0 중량%의 세바스산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 부식 억제제는 질산구리를 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, 용액은 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%의 질산구리를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.01 중량%의 질산구리를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.2 중량%의 질산구리를 포함한다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 용액은 약 0.5 중량%의 질산구리를 포함한다.
(iv)
이차 용매(선택적)
일부 실시양태는 상기 기재된 용매 이외에 이차 용매를 함유할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시양태에서, 스트리퍼 용액은 이차 용매를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않을 수 있다.
일부 실시양태에서, 이차 용매는 물 또는 하나의 하이드록실 기를 함유하는 알코올 중 하나를 포함한다.
이차 유기 용매 알코올은 선형 또는 분지형 사슬 지방족 또는 방향족 알코올일 수 있다. 이차 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 부탄올, tert-부틸 알코올, tert-아밀 알코올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-옥탄올, 1-데칸올, 1-운데칸올, 1-도데칸올, 1-트리데칸올, 1-테트라데칸올, 1-펜타데칸올, 1-헥사데칸올, 9-헥사데센-1-올, 1-헵타데칸올, 1-옥타데칸올, 1-노나데칸올, 1-에이코산올, 1-헤네이코산올, 1-도코산올, 13-도코센-1-올, 1-테트라코산올, 1-헥사코산올, 1-헵타코산올, 1-옥타코산올, 1-트리아콘탄올, 1-도트리아콘탄올, 1-테트라트리아콘탄올 및 세테아릴 알코올을 포함한다.
사용되는 경우, 이차 유기 용매는 조성물의 약 0.02% 내지 약 50%, 또는 약 0.08% 내지 약 38%, 또는 약 0.1% 내지 약 35%, 또는 약 0.2% 내지 약 33%, 또는 약 0.3% 내지 약 20%, 또는 약 1% 내지 약 15%일 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 이차 용매는 하기 중량 퍼센트로부터 선택된 종점에 의해 규정된 임의의 양으로 존재할 수 있다: 0.02, 0.08, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7, 0.9, 1, 3, 5, 8, 10, 12, 15, 17, 20, 23, 25, 28, 30, 32, 35, 37, 40, 43, 45, 47 및 50.
기타 선택적이거나 제외된 성분들
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 임의의 조합의 하기 중 하나 이상을 실질적으로 함유하지 않거나, 대안적으로 함유하지 않는다(이들 용어는 앞서 정의된 바와 같음): 질소 함유 용매, 비스-콜린 염, 트리-콜린 염, 옥소암모늄 화합물, 하이드록실아민 및 이의 유도체, 과산화수소, 산화제, 계면활성제, 및 이들의 조합.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 조성물은 하기 화합물들 중 적어도 하나를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않도록 포뮬레이션된다: 알킬 티올, 및 유기 실란.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 하기 중 하나 이상을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않도록 포뮬레이션된다: 할라이드-함유 화합물로서, 예를 들어, 이는 플루오라이드-, 브롬-, 염소- 또는 요오드-함유 화합물 중 하나 이상을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않을 수 있다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 설폰산 및/또는 인산 및/또는 황산 및/또는 질산 및/또는 염산을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 하기를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다: 에틸 디아민, 나트륨-함유 화합물 및/또는 칼슘-함유 화합물 및/또는 망간-함유 화합물 또는 마그네슘-함유 화합물 및/또는 크롬-함유 화합물 및 /또는 황-함유 화합물 및/또는 실란-함유 화합물 및/또는 인-함유 화합물.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 계면활성제를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 양쪽성 염, 및/또는 양이온성 계면활성제, 및/또는 음이온성 계면활성제, 및/또는 쯔비터이온성 계면활성제, 및/또는 비이온성 계면활성제를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 이미디졸, 및/또는 무수물을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 피롤리돈, 및/또는 아세트아미드를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 임의의 아민 및 알칸올아민을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 퍼옥시-화합물, 및/또는 과산화물, 및/또는 과황산염, 및/또는 과탄산염, 및 이들의 산, 및 이들의 염을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
일부 실시양태에서, 개시되고 청구된 용액은 아이오딘산염, 및/또는 과붕산, 및/또는 과탄산염, 및/또는 과산소산, 및/또는 세륨 화합물, 및/또는 시안화물, 및/또는 과아이오딘산 및/또는 암모늄 몰리브데이트, 및/또는 암모니아 및/또는 연마제를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.
사용 방법
개시되고 청구된 청구 대상은 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액 또는 이 중 하나를 사용하여 기판으로부터 하나 이상의 포토레지스트 또는 유사한 물질을 완전히 또는 일부 제거하는 방법을 추가로 포함한다. 상기 언급된 바와 같이, 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 단일 층 또는 특정 유형의 이중층 레지스트에 존재하는 중합체성 레지스트 물질을 제거하는 데 사용될 수 있다. 하기에 교시된 방법을 이용하여, 중합체 레지스트의 단일 층은 단일 중합체 층을 갖는 표준 웨이퍼로부터 효과적으로 제거될 수 있다. 동일한 방법이 또한 제1 무기 층 및 제2 또는 외부 중합체 층으로 구성된 이중층을 갖는 웨이퍼로부터 단일 중합체 층을 제거하는 데 사용될 수 있다. 마지막으로, 2개의 중합체 층은 2개의 중합체 층으로 구성된 이중층을 갖는 웨이퍼로부터 효과적으로 제거될 수 있다.
이러한 실시양태의 일 양상에서, 기판으로부터 포토레지스트 또는 유사한 물질을 제거하기 위한 공정 또는 방법은
(i) 원하는 양의 포토레지스트 또는 유사한 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안 하나 이상의 포토레지스트 스트리퍼 용액과 기판을 접촉시키는 단계,
(ii) 스트리핑 용액에서 기판을 꺼내는 단계,
(iii)
기판으로부터 스트리핑 용액을 DI 수 또는 용매로 세정하는 단계, 및
(iv) 선택적으로 기판을 건조시키는 단계를 포함한다.
일 실시양태에서, 단계 (i)는 기판을 하나 이상의 포토레지스트 스트리퍼 용액에 침지시키고, 선택적으로 기판을 진탕시켜 포토레지스트 제거를 용이하게 하는 것을 포함한다. 이러한 진탕은 기계적 교반, 순환 또는 조성물을 통한 불활성 가스의 버블링에 의해 영향을 받을 수 있다.
일 실시양태에서, 단계 (ii)는 물 또는 알코올로 세정된 기판을 세정하는 것을 포함한다. 이러한 실시양태의 일 양상에서, DI 수는 바람직한 형태의 물이다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 이소프로판올(IPA)이 바람직한 용매이다. 이러한 실시양태의 또 다른 양상에서, 산화를 거치는 성분은 불활성 분위기 하에서 세정되거나 세정될 수 있다.
상기 방법(뿐만 아니라 이의 변형예)을 이용하여, 개시되고 청구된 포토레지스트 스트리퍼 용액은 두꺼운 및 얇은 포지티브 또는 네거티브 톤 포토레지스트의 제거에 사용될 수 있다. 두꺼운 포토레지스트는 반도체 디바이스를 위한 진보된 패키징 적용에서 약 5 μm 내지 약 100 μm 이상, 또는 약 15 μm 내지 100 μm, 또는 약 20 μm 내지 약 100 μm의 레지스트일 수 있다. 다른 경우에, 화학 용액은 약 1 μm 내지 약 100 μm 이상, 또는 약 2 μm 내지 100 μm, 또는 약 3 μm 내지 약 100 μm의 포토레지스트를 제거하는 데 사용될 수 있다.
실시예
이제 본 개시의 보다 구체적 실시양태 및 이러한 실시양태에 대한 지원을 제공하는 실험 결과가 참조될 것이다. 실시예는 개시된 청구 대상을 보다 충분히 예시하기 위해 하기에 주어지며 어떤 식으로든 개시된 청구 대상을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
개시된 청구 대상의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 본원에 제공된 개시된 청구 대상 및 구체적 실시예에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 하기 실시예에 의해 제공된 설명을 포함한, 개시된 청구 대상은 청구항 및 그의 균등물의 범위 내에서 이루어지는 개시된 청구 대상의 수정 및 변형을 포괄하는 것으로 의도된다.
재료 및 방법:
본 특허에서 사용된 모든 재료는 Sigma Aldrich로부터 구입 및/또는 Sigma Aldrich로부터 이용 가능하며, 입수된 그대로 포뮬레이션에 사용하였다.
광학 현미경 및 주사 전자 현미경을 사용하여 세척 성능 및 폴리이미드(PI) 상용성을 조사하였다. Cu 및 Al 에칭률은 포뮬레이션에서 가공 전 및 후에 4-포인트 프로브 RESMAP를 사용하여 필름 두께를 측정함으로써 결정된다.
하기 약어는 하기 표에서 다양한 조성물에 사용된다:
저온 경화형 PI는 대략 250℃ 미만에서 경화되는 폴리이미드 패시베이션 층(또는 절연층)이다.
실시예에서, 하기 표에서 확인되는 포뮬레이션을 포함하는 다양한 스트리핑 조성물(실시예 및 비교예)을 반도체 웨이퍼 샘플로부터 포토레지스트를 제거하는 이의 능력에 대해 시험하였다. 쿠폰 크기의 반도체 웨이퍼 샘플은 상부에 스핀-온 포토레지스트의 두꺼운 층을 갖는 Cu 기둥 및 Sn/Ag 솔더 캡으로 도금된 실리콘 웨이퍼였다. 포토레지스트 제거를 비이커에서 침지 공정을 이용하여 수행하였다. 시험 쿠폰 상의 포토레지스트는 네거티브 스핀-온 포토레지스트였다. 다른 시험 쿠폰은 그 위에 폴리이미드(PI)의 패시베이션 층을 가졌다. 모든 표에서 재료의 양은 중량% 값으로 보고되며, 달리 지시되지 않는 한 적절한 경우 "순수한" 값을 반영한다. 포뮬레이션 중량의 잔부는 원료에 존재하는 물로부터이다.
표 1은 Cu 및 Al 에칭률, PI 상용성 및 포토레지스트 제거 효과의 결과를 나열한 것이다. 표 1에 보고된 시험 결과는 포토레지스트 패턴화된 쿠폰으로부터 포토레지스트 제거, 및 명시된 공정 조건(온도 및 시간)에서 PI 패시베이션 층을 갖는 개별 쿠폰과의 상용성에 대한 것이었다.
표 1. 비교예 포뮬레이션
표 2. 실시예 포뮬레이션
표 3. 실시예 포뮬레이션
실시예 포뮬레이션의 분석
분석 1: 부식 억제제 및 에칭률
표 4 및 5는 Cu 및 Al 에칭률을 측정하기 위해 침지 공정을 이용하여 시험된 (i) 비교 스트리핑 용액 및 (ii) 개시되고 청구된 청구 대상에 따른 용액을 나열한 것이다. 블랭킷 Cu 또는 Al 웨이퍼를 사용하여 시험을 수행하였다. 침지 공정을 위해, 반도체 웨이퍼의 3개의 쿠폰-크기 샘플을 비이커에서 가공하였다. 비이커에 100 그램의 스트리핑 조성물을 채우고 표적 온도로 가열하였다. 스트리핑 조성물이 표적 온도에 있을 때, 3개의 쿠폰을 비이커의 홀더에 넣고, 교반 막대에 의해 약간의 진탕을 제공하였다. 온도는 공정 전반에 걸쳐 표의 공정 온도로 유지되었다. 25분의 총 가공 시간 후, 비이커에서 쿠폰을 꺼내고, DI 수 및 IPA로 세정하고, 질소 스트림으로 건조시켰다.
Cu 또는 Al 층의 두께는 두께의 변화 및 에칭률을 계산하기 위해 RESMAP을 사용하여 각각의 쿠폰에 대한 가공 전 및 후에 측정하였다. 표 4 및 5에서, 단일 부식 억제제 또는 2개의 부식 억제제의 조합은 Cu 에칭률 및 알루미늄 에칭률을 모니터링함으로써 연구되었다. 표 4 및 5에 나열된 모든 부식 억제제는 임의의 부식 억제제가 없는 것(Comp. 2)과 비교하여 상이한 정도로 Cu 에칭을 감소시켰다(포뮬레이션 1 내지 17). 표 4 및 5에 예시된 개시되고 청구된 청구 대상의 용액은 포뮬레이션 4 내지 7을 제외하고 비교예 1 및 2보다 Al 에칭률을 유의하게 더 낮추었다.
표 4: Cu 및 Al 에칭률에 대한 부식 억제제 효과
표 5: Cu 및 Al 에칭률에 대한 부식 억제제 효과
분석 2: 레지스트 세척 성능
표 6은 침지 공정을 이용하여 시험된 다양한 (i) 비교 스트리핑 용액 및 (ii) 개시되고 청구된 청구 대상에 따른 용액 및 Cu 기둥 및 Sn/Ag 솔더 캡으로 도금된 65 μm 두께의 네거티브 스핀-온 포토레지스트를 갖는 반도체 웨이퍼를 나열한 것이다. 침지 공정을 위해, 반도체 웨이퍼의 쿠폰-크기 샘플을 비이커에서 가공하였다. 비이커에 100.0 그램의 스트리핑 용액을 채우고 80℃의 표적 온도로 가열하였다. 스트리핑 용액이 공정 온도에 있을 때, 쿠폰을 비이커의 홀더에 넣고, 교반 막대에 의해 약간의 진탕을 제공하였다. 온도를 세척 공정 동안 쿠폰을 접촉시키면서 공정 온도로 유지하였다. 일련의 가공 후, 비이커에서 쿠폰을 꺼내고, DI 수 및 IPA로 세정하고, 질소 스트림으로 건조시켰다.
레지스트 제거는 모든 레지스트가 웨이퍼 쿠폰 표면으로부터 제거된 경우 "깨끗"한 것으로; 레지스트의 적어도 95%가 표면으로부터 제거된 경우 "대체로 깨끗"한 것으로; 레지스트의 약 80%가 표면으로부터 제거된 경우 "부분적으로 깨끗"한 것으로 정해졌다. 모든 포뮬레이션은, 쿠폰이 50 분 후에 단지 대체로 깨끗해진 실시예 8, 12 및 16을 제외하고, 80℃에서 50분에 포지티브 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있었다.
표 6: 레지스트 제거 성능
분석 4: 폴리이미드 상용성
표 7은 저온 경화된 폴리이미드(PI) 필름으로 평가된 다양한 (i) 비교용 스트립핑 용액 및 (ii) 개시되고 청구된 청구 대상에 따른 용액에 대한 결과를 제공한 것이다. 이들 시험을 경화형 PI 필름으로 패턴화된 반도체 웨이퍼를 사용하여 수행하였다. 침지 공정을 위해, 반도체 웨이퍼의 쿠폰-크기 샘플을 비이커에서 가공하였다. 비이커에 100 그램의 스트리핑 용액을 채우고 표적 온도로 가열하였다. 스트리핑 용액이 공정 온도에 있을 때, 쿠폰을 비이커의 홀더에 넣고, 교반 막대에 의해 약간의 진탕을 제공하였다. 온도를 공정 전반에 걸쳐 공정 온도에서 유지하였다. 90분의 총 가공 시간 후, 비이커에서 쿠폰을 꺼내고, DI 수 및 IPA로 세정하고, 질소 스트림으로 건조시켰다.
시험된 각각의 쿠폰에 대한 가공 전 및 후에 광학 현미경 및 주사 전자 현미경을 사용하여 PI 필름의 패턴을 모니터링하였다. 필름 표면의 임의의 균열 또는 가시적인 손상은 PI의 불량한 상용성의 지표로서 언급되었다. 실시예 13을 제외한 개시되고 청구된 청구 대상에 따른 모든 실시예는 90분 후에 PI와 우수한 상용성을 갖는 반면, 비교예 1은 PI 공격을 나타냈다.
표 7: PI 상용성
개시되고 청구된 청구 대상이 어느 정도 구체적으로 기술되고 예시되었긴 하지만, 개시내용은 단지 예로서 이루어졌으며 단계의 조건 및 순서의 수많은 변경이 개시되고 청구된 청구 대상의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 결정될 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 개시되고 청구된 청구 대상의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 이의 요소에 대해 대체될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 개시되고 청구된 청구 대상의 교시내용에 이의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 특정한 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 또한, 상세한 설명에서 확인된 모든 숫자 값은 정확한 값과 대략적인 값이 둘 모두 명시적으로 확인되는 것처럼 해석되어야 한다.
Claims (60)
- 포토레지스트 스트리퍼 용액으로서,
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)
를 포함하고, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하인, 포토레지스트 스트리퍼 용액. - 포토레지스트 스트리퍼 용액으로서,
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)
로 본질적으로 이루어지고, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량% 이하인, 포토레지스트 스트리퍼 용액. - 포토레지스트 스트리퍼 용액으로서,
(i) 약 1.0 중량% 내지 약 2.5 중량%의 하나 이상의 순수한 무기 염기;
(ii) (a) 글리콜 에테르 용매, 에테르 알코올 용매 및 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하는, 약 90 중량% 내지 약 97 중량%의 서로 상이한 둘 이상의 유기 용매;
(iii) 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 하나 이상의 부식 억제제; 및
(iv) 선택적으로 하나 이상의 이차 용매(들)
로 이루어지고, 성분 (i), (ii), (iii) 및 (iv)의 총 중량%는 100 중량%인, 포토레지스트 스트리퍼 용액. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.75 중량% 내지 약 2.25 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.75 중량% 내지 약 2.1 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.75 중량% 내지 약 2.05 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.75 중량% 내지 약 2.0 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.25 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.5 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.75 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.8 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 1.9 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 2.0 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 2.05 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 약 2.1 중량%의 순수한 KOH를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 순수한 무기 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화루비듐 및 수산화세슘 중 하나 이상을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 약 94 중량% 내지 약 97 중량%의 둘 이상의 유기 용매를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매와 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 용매 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매 및 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 하나 이상의 폴리올 용매를 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매와 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 60 중량% 내지 약 80 중량%의 에테르 알코올, 방향족 고리-함유 알코올 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 글리세롤, 프로필렌 글리콜(PG) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매와 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG), 글리세롤, 프로필렌 글리콜(PG) 및 이들의 혼합물을 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매와 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 유기 용매는 (a) 약 68 중량% 내지 약 77 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(TEGME)를 포함하는 제1 용매, 및 (b) 약 11 중량% 내지 약 28 중량%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 및 프로필렌 글리콜(PG)을 포함하는 제2 용매를 포함하고, 제1 용매와 제2 용매는 서로 상이한 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 BZT, 소르비톨, 레조르시놀, 세바스산, 글리세롤 및 질산구리(II) 중 하나 이상을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%의 BZT를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량%의 BZT를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 BZT를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 소르비톨을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량%의 소르비톨을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량%의 소르비톨을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 소르비톨을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 레조르시놀을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량%의 레조르시놀을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량%의 레조르시놀을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 레조르시놀을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 글리세롤을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량%의 글리세롤을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량%의 글리세롤을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 글리세롤을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량% 내지 약 1 중량%의 세바스산을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량%의 세바스산을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.5 중량%의 세바스산을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 세바스산을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.005 중량% 내지 약 1 중량%의 질산구리를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.01 중량%의 질산구리를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 0.2 중량%의 질산구리를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부식 억제제는 약 1 중량%의 질산구리를 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 아미드-함유 용매를 함유하지 않는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 황 함유 용매를 함유하지 않는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 디메틸 설폭사이드(DMSO)를 함유하지 않는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 n-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 함유하지 않는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용액은 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 n-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 함유하지 않는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이차 용매를 추가로 포함하고, 이차 용매는 물, 및 하나의 하이드록실 기를 함유하는 알코올 중 하나 이상을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이차 용매를 추가로 포함하고, 이차 용매는 물을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이차 용매를 추가로 포함하고, 이차 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 부탄올, tert-부틸 알코올, tert-아밀 알코올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-옥탄올, 1-데칸올, 1-운데칸올, 1-도데칸올, 1-트리데칸올, 1-테트라데칸올, 1-펜타데칸올, 1-헥사데칸올, 9-헥사데센-1-올, 1-헵타데칸올, 1-옥타데칸올, 1-노나데칸올, 1-에이코산올, 1-헤네이코산올, 1-도코산올, 13-도코센-1-올, 1-테트라코산올, 1-헥사코산올, 1-헵타코산올, 1-옥타코산올, 1-트리아콘탄올, 1-도트리아콘탄올, 1-테트라트리아콘탄올 및 세테아릴 알코올의 군으로부터 선택된 하나의 하이드록실 기를 함유하는 알코올을 포함하는 것인 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1 중량% 내지 약 15 중량%의 이차 용매를 추가로 포함하는 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약 2.03 중량%의 KOH, 약 12.75 중량%의 프로필렌 글리콜, 약 69.5 중량%의 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 약 15 중량%의 디에틸렌 글리콜 및 약 0.5 중량%의 소르비톨을 포함하는 포토레지스트 스트리퍼 용액.
- 기판으로부터 포토레지스트 또는 유사한 물질을 제거하기 위한 방법으로서,
(i) 원하는 양의 포토레지스트 또는 유사한 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항의 포토레지스트 스트리퍼 용액 중 하나 이상과 기판을 접촉시키는 단계,
(ii) 스트리핑 용액에서 기판을 꺼내는 단계,
(iii) 기판으로부터 스트리핑 용액을 DI 수 또는 용매로 세정하는 단계, 및
(iv) 선택적으로 기판을 건조시키는 단계
를 포함하는, 기판으로부터 포토레지스트 또는 유사한 물질을 제거하기 위한 방법.
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