TW495648B - Photoresist stripping composition - Google Patents

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五、 發明説明（ Α7 Β7 (1) 發明範圍 本發明係 於—種光阻 溶解盥劎晗士 ^除·.且口物，尤指一種具高光阻 ^ W ^ ^ . 導粗積姐見路或液晶顯示板之 裝“路中重複使用下亦維持剝除力之组合物。 (2) 相關技藝敘述 半導體積體電路和液晶顯示板之裝置電路特 細結構。該精細電路通常藉著在基材上所形成之絕緣= 膜，例如乳化物薄膜，或導電金屬薄膜，例如^合金薄膜 (上均勻塗佈—種光阻’將該光阻曝光絲影形成特定圖 2並且使用該圖式化光阻作爲光罩㈣該金屬薄膜或絕 涿存膜而製成。因此，;F需要之光阻便被剝除以完成該精 細電路。 經濟部中央標準局負工消費合作社印紫 作爲光阻剝除組合物，美國專利第5,48〇,585號與日本特 导利Hei·第5-281753號揭示有機剝除劑，其包括結構式 爲HhNiXCHJmOHh (其中m爲2或3，η爲1，2或3)之醇 胺’砜化合物或亞颯化合物，及結構式爲C6H6n(〇H)n (其 中η爲1，2或3 )之羥基化合物。曰本特許專利Hei第 4-124668號揭示一種光阻剝除組合物，其包括20-90%重量 比有機胺，0.1-20%重量比磷酯界面劑，0.1-20%重量比 2- 丁炔-1,4-二醇，餘爲乙二醇單烷基謎和/或非質子極性 溶劑。 日本特許專利Hei.第8-87118號揭示一種剝除組合物，其 包括50-90%重量比N -烷基醇胺和10-50%重量比二甲基亞 .4- 本纸疚尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 495648 Λ7 B7 五、發明説明（2 戚或相。其述及甚至在嚴苛的剥除修件 下（例如在⑥溫），包括N_燒基醇胺及有機溶劑之组合物 避免不溶性雜質之形成，因此，在基材上無遺留殘澄。 曰本特許專利Sho.帛64_42653號揭示一 #光阻剝除组合 物’其包括超過5 0%重量比二甲基亞颯(超過7〇%重量比 更好），U50%重量比從二甘醇單燒基酸，二甘醇二统基 醚Γ 丁内酯及1，3-二甲基_2_四氫咪唑啶酮選擇之溶 劑，及(U-5%重量比含氮有機#基化合物，例％單乙醇胺 I。其述及二甲基亞❹量低㈣％重量比會導致剥除力 降低，而含氮有機經基化合物用量超過5%重量比則腐姓 例如銘之金屬薄膜。 、 經濟部中央榡準局員工消費合作枉印¾ 傳統组合物頃大幅地受限於適合液浸法之組合物，其中 經蝕刻之半導體積體電路或液晶顯示板之裝置電路係浸入 或浸潰於剝除組合物中以移除光阻。因此，其改良處在於 主要導向-種組合物，其呈現良好化學性質，例如剝除 力，金屬不腐蝕性及對人體安全性。然而，所出現之問題 爲該剝除組合物並不適用於使用氣刀法移除光阻之單晶圓 處理法。在組裝大型液晶顯示板裝置時，使用氣刀法之單 晶圓處理法較液浸法更常被用以剝除光阻，因爲所需要之 剝除组合物量較小。因此，工業上需要兼具適用於單晶圓 處理法及液浸法之剥除組合物。 此外，剝除組合物在高低溫應該均具有高剝除力，且在 基材上不遺留光阻殘逢或雜質。同時，所希望之剝除劑係 一種其中各兀素之總量和比例維持固定者，即使當該組合 本成張尺度適用中國國家標準 (CNS ) A4規格（210X297公釐 495648 發明説明（3) 物被重複用以移除 例，該剝除组合物:::/取她合物之組成和其比 除處理後沖洗處理力，金屬腐㈣質，光阻剑 示非常不肖之特徵料m可操作性和價格類 研究者尋找最佳之二T合物特徵改變程度頃導引 最大能力。…物’其在各種不同處理條件下呈現 發明搞要 因此，本發明之目的& 一 在於獒供一種光阻剝除組合物，；It 具有高光阻溶解和剝哈士 m、，,、，， ” '、，且吓、、隹持剥除力，即使當梦组 合物被重複使用以移除光阻時。 ~… 本發明之另-目的在於提供_種光阻剝除組合物，其能 夠避免金屬腐姓，且當祜泠优_τ ^ 田破塗佈於各種LCD層時呈現相同之 剥除力。 本發明（另—目的在於提供一種光阻剝除組合物，其各 元素之總量和比例維持固定，即使當該组合物被重複用以 移除光阻時。 本發明之進一步目的在於提供一種光阻剥除組合物，其 兼適用於使用氣刀法之單晶圓處理和液浸法。 爲了達成上述目的，本發明提供一種光阻剝除組合物， 其包括10-30重量％醇胺’ 10-35重量％二甲基亞现，3〇-5〇 重量％ N-甲基17比洛咬S同及10-30重量％乙二醇醚。 附圖簡述 當與附圖一起思考時，參照以下詳述，本發明之更完整 價値和許多其附加優點將顯而易見，同時更易於瞭解，其 -6 - 本纸張尺度適用中园囚家標隼（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公漦 請 閲 讀 背 意 事 項 再 填 寫 本 頁 f 訂 經濟部中央標準局设工消费合作社印髮 495648 A7 B7 五 、發明説明（4 部 中 央 標 準 消 f 合 作 社 印 製 中·· "圖1係一相片，顯示以根據本發明之實例之组合物a 光阻所形成之出入口圖式； ^^ 圖2係一相片，顧示以報护士 ^ ㈣本^之對照實例之組合φ 利除光阻所形成之出入口圖式； σ $ ^係-圖表，_綠剝除組合物滴落在根據本 7例和對照實例之出入口層上所形成光阻層上之接觸角 改變；以及 任觸角 之：例❹光阻利除組合物滴落在根據本發明 ::例和對實例之S/D層上所形成光阻層上之接觸角改 發明詳t 通常’光阻剑除組合物應該具有高光阻溶解和剝除力， 且=於各種基材維持剝除力。兼適用於使用氣刀法之單日 ^法=之组合物應該具有良好化學性質，例:: w除力’金屬不腐㈣和對於人體之安全性，且避 =遺留光阻殘渣或雜質。因此，該光阻組合物應該易： :=至各種LCD層，如IT0 (氧化銦錫)層，…和氮 矽曰’非晶形矽層，並具有低揮發性和黏度，且在咖 層上之组合物表面張力應該維持均勻並且儘可能地小。此 :二CD層表面和組合物滴落該表面之間所形成之接觸角 應4小’且接觸角應該維持固定。 提供該光阻剝除組合物’其以提高接性溶劑和一 …匕δ物二者之量滿足上述條件。該組合物包括㈣ 495648 經滴部中央標準局货工消Φί合作社印裝 A7 五、發明説明（5 ) 〜-- 重量％醇胺，10-35重量％二甲基亞戚，30-50重量％队甲 基吡咯啶酮及10-30重量％乙二醇醚。 該醇胺係一種用以剝除光阻之組合物。較佳之醇胺爲單 異丙醇胺（MIPA，CH3CH(〇H)CH2NH2)或單乙醇胺（MEA， HO(CH2)2NH2)，最佳之醇胺爲或單乙醇胺（Mea， HO(CH2)2NH2)。醇胺之用量較佳爲10_30重量％，更佳爲^ 25重量％，以該剝除組.合物之總量爲基準。倘若醇胺量低 於10重量％，則組合物之剝除力便降低，且由於醇胺因爲 重複剝除處理而蒸發，光阻殘渣便留置於基材上。倘若醇 胺量高於30重量％，組合物被吸收於LCD層中之能力便降 低，且接觸角提高，因而該組合物便不適用於氣刀法。 二甲基亞颯係一種用於溶解光阻之溶劑，並控制光阻表 面和剥除組合物間之表面張力。二甲基亞磯之用量較佳爲 10-35重量％，更佳爲15-3〇重量％，以該剝除組合物之總 量爲基準。倘若二甲基亞颯之量低於1〇重量％，組合物被 吸收於LCD層中之能力便降低，且接觸角提高，因而該組 合物便不適用於氣刀法。倘若二甲基亞砜之量高於％重量 %，組合物之剝除力和光阻溶解力便被降低。能夠使用二 乙基亞颯（C2H5SOC2H5)，二乙基颯（C2H5S〇2C2H5)或二曱基 礙仰卻爲）取代二曱基亞颯，但是他們的成本較不 利0 N-甲基吡咯哫酮係一種用以溶解光阻之強溶劑。π甲 基吡咯啶酮之用量較佳爲30-50重量％，更佳爲35-45重量 /〇以4釗隙、’且合物心總量爲基準。倘若N-甲基吡咯啶酮 -—-—— ----·—·—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部中央標準局工消费合作社印製 I!低於30重量％，組合物之光阻溶解力便被極度降低。 倘右N-甲基吡咯啶酮之量高於5〇重量％，則醇胺或二甲基 亞砜應泫過I添加於該組合物。藉著使用甲基吡咯啶 酮，其係一種極性分子且具有高光阻溶解力，該組合物中 極性分子之總量便被提高，因而避免剝除力降低，即使當 重複剝除處理時。 乙二醇醚和二甲基亞砜與N-甲基吡咯啶酮一樣，係一 種用以落解光阻之溶劑，亦控制光阻表面和剝除組合物間 足表面張力，因而使該組合物適用於氣刀法。更明確地， 二甲基亞颯係一種應用於氣刀法之適合溶劑，但是當單乙 醇胺與二曱基亞颯混合時，混合液便不適用於氣刀法。因 此，於该混合液添加乙二醇醚以提高剝除力和混合液被吸 收於LCD層中之能力，並降低接觸角。作爲乙二醇醚，較 佳使用卡必醇（C2H5〇(CH2CH2〇)2H)，甲基一縮武乙醇 (CH3〇(CH2CH2〇)2H)或丁 基一縮貳乙醇（BDG ， (C4H9〇(CH2CH；2〇)2H) ’更佳之乙二醇醚爲丁基一縮武乙 醇。乙二醇醚之用量較佳爲1〇-3〇重量％，更佳爲15-25重 量％，以該剝除組合物總重量爲基準。倘若乙二醇醚之量 低於10重量％，則該組合物被吸收於LCD層中之能力便被 降低，且接觸角提高。倘若乙二醇醚之量高於3 0重量％， 則組合物之剝除力便被降低。 根據本發明之光阻剝除组合物較佳更包括1 -1 〇重量。/〇四 甲基氫氧化按或3-15重量％j苯二酴，以移除裸玻璃或各梓 LCD層上不純之聚合物。此外，該光阻剝除組合物較佳更 -9 - 本紙浪尺度適州中囡囚家標41- ( CNS ) Λ4規格（2l〇x~J97公茇)" ' ~ ' —--- ----,--:--春衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 495648 A7 ______B7 五、發明説明（7 ) 包括1-15重量％烷基磺酸，以避免LCD層之腐蝕。 一些本發明之較佳實例係詳述如下。 [實例I-2和對照實例；μ2 ] 根據表1製備包括有機胺化合物和溶劑之光阻剝除組合 物。在表1中，ME Α係一有機胺化合物，並表示單乙醇胺 (HO(CH2)2NH2)，NMP，DMSO，CARBITOL和 BDG分別表示 N-甲基吡咯啶酮（c5H9NO)，二甲基亞颯（DMS0， CHsSOCH3)，卡必醇（C2H5〇(CH2CH2〇)2H)和丁 基一縮貳乙醇 (BDG，（C4H90(CH2CH20)2H)，且 DI. W 表示去離子水。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [表1] MEA NMP DMS0 BDG CARBITOL DI.W 對照實例1 10 55 - - 35 對照實例2 30 - 50 - 麵 20 實例1 15 35 30 20 一 實例2 20 40 20 20 - ———— 、11 經濟部中央標準局^:工消费合作社印裝 關於實例1-2和對照實例1-2之組合物，測量光阻溶解 力，該組合物之組成和蒸發導致之A 1腐蝕，剝除光阻後 之光阻殘渣形成。 (A).光阻溶解力 在3英吋之裸晶圓上塗佈1.3微米之光阻層並以熱板將讀 晶圓在170Ό烺燒製備測試晶圓。將該晶圓浸潰光阻剥除 組合物中，測量光阻溶解速度並示於表2中。 -10- 本纸張尺度適用中國S家樣4U CNS ) Λ4規格（210X〕97公釐） 495648

溶解速度(埃/秒) 五、發明説明 [表2] 、斤示’根據實例1和2之組合物光阻溶解力較 照實例約大3倍。 τ ί (Β)·由於組合物之A1腐蝕 爲了】彳由於刮除組合物之A1腐餘，將其上已形成叙/ 鉻出入口圖式之破璃在70°C浸入實例1和2與對照實例2之 W 組口 士中’觀察該出入口圖式之改變，並示於

中。 、衣J · ^ — f請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} ---- 浸入時間 ------ 〇 〇分鐘 r- 1小時 9小時 對照實例2 -^—— 無改變 A1些微腐# 由於A1腐蝕，Cr暴露 實例1 ——— 無改變 灰改變 無改變 實例2 ------- 無改變 無改變 無改變 丨_ 表0中所717 ’根據實例1和2之光阻剝除組合物引起A1 腐银較對照實例2低。 (C).組合物蒸發 ^包括40笔升光阻剝除組合物之玻璃瓶浸入70°C之油浴 tji? 〇 1 -和24小時後測量組合物減低之質量，計算減低速 瑕初重量〜最終重量）/最初重量X 100]，並示於表4 495648

中 [表4 ]

如表4中所示般， 示之減低速率大於實例二广貫例2之光阻剥除組合物 合物在剝除處理期間更易於蒸：二⑽實例2之敎 害氣體之形成。 ，、導致組合物損失和有 光阻後光阻殘渣之形成 以根據對照實例2和實 口圖式，钬p # _ 、 又砠a物剥除光阻形成出 一 H然便親祭光阻殘逢之形成I” 成出入 :以根據!之組合物剥除光阻所形成之出 片，其韻 係一相片，其顯示以對昭 圖式，圖2 之出入口圍+ 只例組合物劍除光阻所形成 、，人 圖2中所示般，當使用根據對-實例2 …物時，紹出入口線上形成光阻殘渣。…2 (E).測量接觸角 (來源/排出）層，並在該 ’將5微升根據時實例和 ’以1秒之間隔拍照得到 在裸破璃上形成出入口和S/D 層上形成1300埃之光阻層。然後 對照實例之组合物滴於光阻層上 495648 A7 B7 五、發明説明（10 30張滴落組合物之相片。測 J里尤阻層上所滴落組合物之寬 度和高度計算接觸角以計篡拉總A ^ T异接觸角，將所計算之接觸角改 變繪圖如圖3和4。 圖3係一圖表，其顯示組合 物，甬洛在出入口層上所形成 光阻層上之接觸角改變，圖4 — ’、圖表’其顯示組合物滴 洛在S/D層上所形成光阻層 一 心祛觸角改變。如同圖3和4 中所示般，根據實例之光阻组人 、、且口物具有較小接觸角，且接 觸角改變亦小。因此，根坡♦、 刀#、„„ θ 根據例乏光阻組合物對於使用氣 刀法1早晶圓處理法是有用的。 在此揭示中，僅説明和敘述 + I力足車乂佳具體實施例， 仁如上所述，頃瞭解本發 Λ此夠用於各種其它組合和環 境’且能夠如在此所述之於曰 足發明概念範圍内改變或修正。 淖部中央標牟局β T;消費合作、社印製 一本

Claims (1)

1. 申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 .—種光阻剝除組合物，包括： 10-30重量％醇胺； 10-35重量％二甲基亞颯； 30-50重量％N_甲基吡咯啶酮；及 10-3 0重量％乙二醇醚。 2. T據申請專利範圍第i項之光阻剥除組合物，其中該 醇胺包括至少一僅可選自單異丙醇胺和單乙醇胺之化 合物。 3. 根據申請專利範圍第1項之光阻剝除組合物，其中嘴 =二醇料括至少—僅可選自卡必醇，甲基—縮武乙 酉手和丁基一縮貳乙醇之化合物。 4. 根據申請專利範圍第1項之光阻剥除組合物，其中該 組合物包括15-25重量％醇胺，15_3〇重量％二甲基亞 風〇5·45重I %N-曱基吡洛啶酮，及i 5_25重量％乙二 醇醚。 一 5·根據申請專利範圍第4項之光阻剝除組合物，其中該 醇胺爲單乙醇胺，該乙二醇醚爲丁基_縮貳乙醇。X 6.根據申請專利範圍帛i項之光阻剥除组合物，其中嗜 组合物可應用於使用4刀法之單晶圓處理法或液漫Z 以剥除光阻。 請 先 閲 讀 背 1¾ 之 注 意 事 項 再 填 寫 太 t It 訂 -14 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) a4規格（210X 297公釐