TW201518878A - 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法 - Google Patents

光阻脫除劑和電子元件及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201518878A
TW201518878A TW102141666A TW102141666A TW201518878A TW 201518878 A TW201518878 A TW 201518878A TW 102141666 A TW102141666 A TW 102141666A TW 102141666 A TW102141666 A TW 102141666A TW 201518878 A TW201518878 A TW 201518878A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
photoresist
weight
group
formula
alcohol amine
Prior art date
Application number
TW102141666A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI518467B (zh
Inventor
Yi-Chen Chu
Hou-Te Lu
Original Assignee
Daxin Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daxin Materials Corp filed Critical Daxin Materials Corp
Priority to TW102141666A priority Critical patent/TWI518467B/zh
Priority to CN202010965226.0A priority patent/CN112130428A/zh
Priority to CN201410625929.3A priority patent/CN104656381A/zh
Publication of TW201518878A publication Critical patent/TW201518878A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI518467B publication Critical patent/TWI518467B/zh

Links

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

一種光阻脫除劑，包括由式1表示的醇醚類化合物、選自由式2表示的化合物、式3表示的化合物及其混合物所組成的族群的極性溶劑以及至少一種由式4表示的二級醇胺或三級醇胺： □□，其中 n為1~3的整數；R1為C1-C4烷基；R2各自獨立為氫或甲基；X1和X2可分別為C1-C4伸烷基、C2-C4伸烯基、>Rx-COOH或>RyOH，其中Rx為C1-C3連結基，Ry為C1-C4連結基；R3為H、C1-C4烷基或-RzOH，其中 Rz為C1-C4連結基；R4和R5分別為C1-C4伸烷基，且Y1和Y2可分別為H或-OH。

Description

光阻脫除劑和電子元件及其製造方法
本發明是有關於一種光阻脫除劑，且特別是有關於一種含有二級或三級醇胺、含有極性溶劑更含有醇醚類化合物的光阻脫除劑。
一般來說，半導體積體電路的製程基本上是透過以下步驟進行：在基板上形成材料層；將光阻塗布在該材料層上；選擇性地對光阻進行曝光及顯影，以形成圖案；以光阻圖案作為遮罩，對該材料層進行蝕刻，進而將微電路圖案轉移至光阻下層；最後，使用光阻剝除劑，將不必要的光阻層移除。
對光阻剝除劑來說，其高剝除能力和低腐蝕性是兩樣基本的要求。高剝除能力確保在沖洗之後沒有光阻材料殘留在基板上；而低腐蝕性則是避免光阻下層的金屬或介電材料受損。此外，光阻剝除劑還可能額外要求高溫穩定性、低揮發性、儲存穩定性、低毒性等特性。
本發明提供一種光阻脫除劑，可以在去除光阻的同時對光阻下 層材料的保持良好抗腐蝕效果。本發明另外提供使用此種光阻脫除劑移除基板上的光阻的電子元件的製造方法，以及由此製造方法製作的電子元件。
本發明的光阻脫除劑包括由式1表示的醇醚類化合物、選自由式2表示的化合物、式3表示的化合物及其混合物所組成的族群的極性溶劑以及由式4表示的至少一種二級醇胺或至少一種三級醇胺： ，其中 n為1~3的整數；R1為C1-C4烷基；R2各自獨立，為氫或甲基；X1和X2分別為C1-C4伸烷基、C2-C4伸烯基、>Rx-COOH或>RyOH，其中Rx為C1-C3連結基，Ry為C1-C4連結基；R3為H、C1-C4烷基或-RzOH，其中Rz為C1-C4連結基；R4和R5分別為C1-C4伸烷基，且Y1和Y2可分別為H或-OH。
在本發明的一種實施方式中，在光阻脫除劑中水的含量小於10重量%。
在本發明的一種實施方式中，光阻脫除劑包括三級醇胺、醇醚 類化合物和極性溶劑，且在光阻脫除劑中水的含量小於10重量%。
在本發明的一種實施方式中，以光阻脫除劑的總量計，二級醇胺或三級醇胺佔1重量%~20重量%，醇醚類化合物佔25重量%~50重量%，極性溶劑佔30重量%~70重量%。
在本發明的一種實施方式中，極性溶劑為碳酸丙烯酯、丙二醇或其混合物。
在本發明的一種實施方式中，二級醇胺為N-甲基乙醇胺(N-methyl ethanolamine，NMEA)、N-乙基乙醇胺(N-ethylethanolamine)或其混合物。
在本發明的一種實施方式中，三級醇胺為三乙醇胺(triethanolamine，TEA)、二甲基乙醇胺(dimethylethanolamine，DMEA)、1-(2-羥乙基)哌嗪(1-(2-hydroxyethyl)piperazine)或其混合物。
在本發明的一種實施方式中，醇醚類化合物為二乙二醇丁醚(diethylene glycol monobutyl ether，BDG)、二丙二醇甲醚(dipropylene glycol methyl ether，DPM)或其混合物。
本發明的電子元件的製造方法包括使用前述光阻脫除劑移除形成在基板上的光阻，其中該基板上形成有包括鋁、銅、鉬或含銦氧化物的結構。
本發明的電子元件由前述的電子元件的製造方法製成。
基於上述，本發明提出一種光阻剝除劑，其透過二級醇胺或三級醇胺、醇醚類化合物以及二醇化合物或內酯化合物的交互作用，從而達到具有優良的光阻移除能力，且有效抑制材料腐蝕現象的效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例作詳細說明如下。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。例如，「含量在20~80重量%」的範圍，無論說明書中是否列舉其他數值，均涵蓋「含量在30~50重量%」的範圍。
本發明的第一實施方式提出一種光阻脫除劑，其含有醇醚類化合物、極性溶劑和二級醇胺或三級醇胺。在使用第一實施方式的光阻脫除劑移除光阻時，醇胺會和光阻材料起反應，反應後的光阻材料則透過極性溶劑和醇醚類化合物的共同作用來移除。以下將分別詳述這三種成分。
本實施方式中，醇醚類化合物由式1表示： 其中n為1~3的整數；R1為C1-C4烷基；R2各自獨立為氫或甲基。
舉例來說，醇醚類化合物可以是乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單異丙醚、二乙二醇單丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇單異丙醚、三乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚或前述化合物的任意混合產物，但不限於此。
在本發明的具體實施例中，醇醚類化合物為二乙二醇丁醚(diethylene glycol monobutyl ether，BDG)或二丙二醇甲醚(dipropylene glycol methyl ether，DPM)。
本實施方式中，極性溶劑是由式2表示的化合物、式3表示的化合物和其混合物組成的族群中選出的： ，其中 X1和X2分別為C1-C4伸烷基、C2-C4伸烯基、>Rx-COOH或>RyOH，其中Rx為C1-C3連結基，Ry為C1-C4連結基。
在鹼性環境下，式2表示的化合物可以還原為式3表示的化合物。就此觀點而言，X1和X2可以是相同的基團。
舉例來說，式3表示的化合物可以是丙二醇(propylene glycol，PG)，其可視為碳酸丙烯酯和醇胺反應的產物，相應地，式2表示的化合物的具體例可以是碳酸丙烯酯(Propylene carbonate，PC)。
至於二級醇胺或三級醇胺，則可以由式4表示： 其中R3為H、C1-C4烷基或-RzOH，Rz為C1-C4連結基；且R4和R5分別為C1-C4伸烷基，Y1和Y2可分別為H或-OH，其限制條件為R3、Y1和Y2中的至少一者含有-OH。
舉例來說，二級醇胺可以是N-甲基乙醇胺(N-methylethanol amine)、N-乙基乙醇胺、二乙醇胺或前述化合物的任意混合產物；而三級醇胺可以是三乙醇胺(triethanolamine，TEA)、二甲基乙醇胺(dimethylethanolamine，DMEA)、二乙基乙醇胺、甲基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺或1-(2-羥乙基)哌嗪(1-(2-hydroxyethyl)piperazine)或前述化合物的任意混合產物，但不限於此。
在本發明的具體實施例中，二級醇胺是N-甲基乙醇胺；三級醇胺是三乙醇胺、二甲基乙醇胺或1-(2-羥乙基)哌嗪。
發明人發現，在式2或式3表示的化合物和二級或三級醇胺混合使用時，能提供良好的光阻脫除效果，且在移除光阻時，對鋁、銅、鉬或含銦氧化物的腐蝕程度非常低。以下〈實驗〉部分將進一步證明之。
在本發明的一實施例中，以光阻脫除劑的總量計，二級醇胺或三級醇胺佔其1重量%~20重量%，又以4重量%~10重量%為最佳。醇醚類化合物佔25重量%~55重量%，又以35重量%~50重量%為最佳。極性溶劑佔30重量%~70重量%，又以40重量%~55重量%為最佳。
此外，雖然第一實施方式的光阻脫除劑對材料的腐蝕程度很小，但本發明並不因此排除腐蝕抑制劑的適用。舉例來說，仍然可以在光阻脫除劑中加入諸如唑類、有機酚類或糖醇類化合物的腐蝕抑制劑。
另有一點值得注意的是，第一實施方式的光阻脫除劑可以僅含有少量的水，例如低於15重量%，低於10重量%，低於7重量%，甚或低於5重量%。或者，此光阻脫除劑也可以是一種不含水的非水系光阻脫除劑。發明人發現，水的少量添加有助於光阻的脫除，但隨水量增加，將致使醇胺活化而提升對金屬的腐蝕性；且與此同時，極性溶劑的比例相對下降以致於光阻的脫除能力變得較差。
本發明的第二實施方式提出一種電子元件的製造方法和通過該製造方法製造的電子元件。對此電子元件沒有特別限制，重點在於，在其製造過程中，於形成某一材料層之後，使用第一實施方式的光阻脫除劑來移除此材料層上層的殘餘光阻。其中，此方法特別適用於材料層含銅、鋁、鉬或透明導電氧化物(例如含銦氧化物)的情況。
〈實驗〉
下文將參照實驗例，更具體地描述本發明。雖然描述了以下實驗，但是在不逾越本發明範疇的情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應根據下文所述的實驗對本發明作出限制性的解釋。
在實驗1~實驗5中，發明人配製了多種光阻脫除劑，並測試這些光阻脫除劑的光阻去除能力，和它們對不同材料的腐蝕速率，其結果分別彙整於表1至表5。其中，光阻去除能力的評估標準是：使用光阻脫除劑清洗基板以後，以掃描式電子顯微鏡觀察基板，在倍率4k下即觀察到明顯的光阻殘留判定為X；在倍率20k下才觀察到明顯殘留判定為△；在倍率20k下仍然觀察不到明顯殘留判定為○。至於材料的腐蝕速率之測定，則是在固定50℃下浸泡含金屬佈線(材料如Cu、Mo、Al或其合金)之玻璃基板20分鐘。觀察並量測待測液中溶解的金屬離子濃度，作為比較的依據。
此外，表格中所使用的縮寫全稱詳列如下。
實驗1(實驗例1-1~1-4和比較例1-1~1-2)
實驗1基本上是改變光阻脫除劑中的極性溶劑成分所得的實驗結果。從表1可以看出，以碳酸丙烯酯作為極性溶劑的實驗例1-1、1-2，其光阻去除能力和抑制材料(尤其是Cu和IGZO中的Zn)的腐蝕現象的效果，均優於以NMF或NMP作為極性溶劑的比較例1-1、1-2。
此外，實驗例1-3、1-4也是以碳酸丙烯酯作為極性溶劑，不過在光阻脫除劑中更加入了腐蝕抑制劑。因此，其抑制腐蝕現象的效果更好了。不過，比較實驗例1-1、1-2和實驗例1-3、1-4可以發現，即使不添加腐蝕抑制劑，光阻脫除劑仍然可以達到幾乎相同的抑制腐蝕的效果。這證實了碳酸丙烯酯、醇醚類化合物和三級醇胺搭配使用的優越效果。
實驗2(實驗例2-1~2-2和比較例2-1)
實驗2是改變光阻脫除劑中的醇胺成分所得的實驗結果。從表2可以看出，即使同樣使用碳酸丙烯酯作為極性溶劑，在醇胺的使用為非三級醇胺時，對銅金屬佈線會有較高的腐蝕情況，而使用三級醇胺的情況下則實質上對銅佈線的腐蝕就較輕微。
實驗3(實驗例3-1和比較例3-1)
實驗3是針對含有二級醇胺的光阻脫除劑的實驗結果。由於二級醇胺對銅的反應性本就較三級醇胺強，因此，銅在此實驗中的腐蝕速率均比使用三級醇胺的前幾個實驗來得高。儘管如此，從表3仍可以看出，以丙二醇作為極性溶劑時(實驗例3-1)，光阻脫除劑抑制腐蝕現象的效果仍然優於以NMF作為極性溶劑的比較例3-1。這說明丙二醇也屬於適當的極性溶劑選擇。
實驗4(實驗例4-1~4-2和比較例4-1~4-4)
實驗4以碳酸丙烯酯或丙二醇作為極性溶劑，測試在光阻脫除劑中添加不同含量的水的實驗結果。從表4可以看出，在水的含量只有7重量%時，無論極性溶劑是碳酸丙烯酯(實驗例4-1)或丙二醇(實驗例4-2)，各種材料的腐蝕速率均保持在較低的範圍之內，而一旦水的添加量高於15重量%，銅的腐蝕速率立刻遽增，IGZO的腐蝕速率也同時大為提高，且與此同時，極性溶劑的比例相對下降以致於光阻的脫除能力變得較差。
綜上所述，本發明提出一種光阻剝除劑，其透過二級醇胺或三級醇胺、醇醚類化合物以及內酯類化合物或二醇類化合物的交互作用，從而達到具有優良的光阻移除能力，且有效抑制材料腐蝕現象的效果。這種光阻剝除劑可以無須再加入腐蝕抑制劑，因此有利於使用後的光阻剝除劑的再回收。
雖然已以實施例對本發明作說明如上，然而，其並非用以限定本發明。任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍的前提內，當可作些許的更動與潤飾。故本申請案的保護範圍當以後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種光阻脫除劑，包括：醇醚類化合物，由式1表示；極性溶劑，選自由式2表示的化合物、式3表示的化合物及其混合物所組成的族群；以及至少一種二級醇胺或至少一種三級醇胺，由式4表示； ，其中 n為1~3的整數，R1為C1-C4烷基，R2各自獨立為氫或甲基，X1和X2分別為C1-C4伸烷基、C2-C4伸烯基、>Rx-COOH或>RyOH，其中Rx為C1-C3連結基，Ry為C1-C4連結基，R3為H、C1-C4烷基或-RzOH，其中Rz為C1-C4連結基，R4和R5分別為C1-C4伸烷基，且Y1和Y2分別為H或-OH。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其中水的含量小於10 重量%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其包括該三級醇胺、該醇醚類化合物和該極性溶劑，且該光阻脫除劑中水的含量小於10重量%。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其中以該光阻脫除劑的總量計，該二級醇胺或該三級醇胺佔1重量%~20重量%，該醇醚類化合物佔25重量%~50重量%，該極性溶劑佔30重量%~70重量%。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光阻脫除劑，其中該極性溶劑為碳酸丙烯酯、丙二醇或其混合物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其中該二級醇胺為N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺或其混合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其中該三級醇胺為三乙醇胺、二甲基乙醇胺或1-(2-羥乙基)哌嗪或其混合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光阻脫除劑，其中該醇醚類化合物為二乙二醇丁醚或二丙二醇甲醚。
  9. 一種電子元件的製造方法，包括使用申請專利範圍第1項的光阻脫除劑移除形成在基板上的光阻，其中該基板上形成有包括鋁、銅、鉬或含銦氧化物的結構。
  10. 一種電子元件，由申請專利範圍第9項所述的電子元件的製造方法製成。
TW102141666A 2013-11-15 2013-11-15 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法 TWI518467B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102141666A TWI518467B (zh) 2013-11-15 2013-11-15 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法
CN202010965226.0A CN112130428A (zh) 2013-11-15 2014-11-07 光阻脱除剂和电子元件及其制造方法
CN201410625929.3A CN104656381A (zh) 2013-11-15 2014-11-07 光阻脱除剂和电子元件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102141666A TWI518467B (zh) 2013-11-15 2013-11-15 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201518878A true TW201518878A (zh) 2015-05-16
TWI518467B TWI518467B (zh) 2016-01-21

Family

ID=53247681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102141666A TWI518467B (zh) 2013-11-15 2013-11-15 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN112130428A (zh)
TW (1) TWI518467B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI809992B (zh) * 2021-07-27 2023-07-21 元瀚材料股份有限公司 去光阻組成物及其使用方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7384900B2 (en) * 2003-08-27 2008-06-10 Lg Display Co., Ltd. Composition and method for removing copper-compatible resist
US20070272282A1 (en) * 2003-10-29 2007-11-29 Nagase Chemtex Corporation Composition for Removing Photoresist and Method for Removing Photoresist
KR20070035722A (ko) * 2005-09-28 2007-04-02 동우 화인켐 주식회사 포토레지스트 박리 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의제조방법
KR101285775B1 (ko) * 2006-02-07 2013-07-18 주식회사 동진쎄미켐 레지스트 처리액의 재생방법 및 그 장치
TW201039074A (en) * 2009-04-16 2010-11-01 Basf Se Organic photoresist stripper composition
CN102124414B (zh) * 2009-04-17 2014-04-02 长瀬化成株式会社 光致抗蚀剂剥离剂组合物以及光致抗蚀剂剥离方法
KR20110053557A (ko) * 2009-11-16 2011-05-24 동우 화인켐 주식회사 레지스트 박리액 조성물
KR20120023256A (ko) * 2010-09-01 2012-03-13 동우 화인켐 주식회사 레지스트 박리액 조성물
KR101089211B1 (ko) * 2010-12-02 2011-12-02 엘티씨 (주) 1차 알칸올 아민을 포함하는 ｌｃｄ 제조용 포토레지스트 박리액 조성물
KR101805195B1 (ko) * 2010-12-21 2017-12-06 동우 화인켐 주식회사 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법
CN102902168A (zh) * 2011-07-27 2013-01-30 安集微电子科技(上海)有限公司 一种光刻胶清洗液
SG11201400840UA (en) * 2011-10-05 2014-04-28 Avantor Performance Mat Inc Microelectronic substrate cleaning compositions having copper/azole polymer inhibition
US8883699B2 (en) * 2011-10-25 2014-11-11 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Resist stripping composition and method of stripping resist using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI809992B (zh) * 2021-07-27 2023-07-21 元瀚材料股份有限公司 去光阻組成物及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI518467B (zh) 2016-01-21
CN104656381A (zh) 2015-05-27
CN112130428A (zh) 2020-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6367842B2 (ja) フォトレジスト除去用ストリッパー組成物およびこれを用いたフォトレジストの剥離方法
KR20110126037A (ko) 세정 조성물, 반도체 장치의 제조 방법 및 세정 방법
CN106062637B (zh) 用于移除光刻胶的剥离剂组合物以及使用其剥离光刻胶的方法
JP6488507B2 (ja) フォトレジスト除去用ストリッパー組成物およびこれを用いたフォトレジストの剥離方法
JP6121570B2 (ja) フォトレジスト除去用ストリッパ組成物およびこれを用いたフォトレジストの剥離方法
TW201533549A (zh) 光阻剝離液
KR101999641B1 (ko) 구리/아졸 중합체 억제를 갖는 마이크로일렉트로닉 기판 세정 조성물
US20090036344A1 (en) Reduced metal etch rates using stripper solutions containing metal salts
WO2012166902A1 (en) SEMI-AQUEOUS POLYMER REMOVAL COMPOSITIONS WITH ENHANCED COMPATIBILITY TO COPPER, TUNGSTEN, AND POROUS LOW-ĸ DIELECTRICS
CN106062638B (zh) 回收废光刻胶剥离剂的方法
KR101434284B1 (ko) 포토레지스트 박리액 조성물
TWI406112B (zh) 光阻清除組成物及清除光阻之方法
JP6497668B2 (ja) フォトレジスト除去用ストリッパー組成物およびこれを用いたフォトレジストの剥離方法
CN102103334B (zh) 抗蚀剂剥离剂组合物
TWI518467B (zh) 光阻脫除劑和電子元件及其製造方法
CN103605269B (zh) 用于半导体制造的感光膜清洗液
TWI522753B (zh) 光阻脫除組合物和電子元件的製造方法
TWI780920B (zh) 移除光阻之剝除劑組成物以及使用其之剝除光阻方法
JP7306553B2 (ja) フォトレジスト除去用ストリッパー組成物およびそれを用いたフォトレジストの剥離方法
TWI805865B (zh) 用於移除光阻的剝離劑組成物以及使用其剝離光阻之方法
CN115039036A (zh) 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
JP2022551806A (ja) フォトレジスト剥離組成物
JP2015068845A (ja) レジスト剥離剤及びそれを用いたレジスト剥離方法
WO2014181992A1 (ko) 포토레지스트 제거용 스트리퍼 조성물 및 이를 사용한 포토레지스트의 박리방법