TW576952B - Compositions for the stripping of photoresists in the fabrication of integrated circuits - Google Patents
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576952 玖、發明說明： 本發明係關於積體電路之領域 只飞特別疋用於剝離在積曲 電路製造中之光阻樹脂之組合物。 a
用以製造積體電路之基本技術為影印石版術。依昭 Fairchlld公司於1959年發明之所謂之平面過程，以包括I 電物（例如’叫)或金屬（例如，銘）之蚀刻層覆蓋厚度和 毫米及寬度200毫米之綿一、々 · 、毛木〈、、、屯（在lPpm内）多晶碎之晶圓（其表面
已拋光以使其完美地平滑)’然後組件塗覆⑴"瓜厚之光 p且膜（以下私為PR) ’即，由聚合物及感光劑組成之光阻樹 脂。其次’經光罩(其不透明表面形成所需圖案之複製)投射 可見光或有利地為紫外光’使得叹樹脂之特定部份暴露而 其他則否。在此暴露步驟之後，如果為正像pR，則在溶解 暴露部份之驗性溶液中，或者，如果為負像pR，則在溶解 遮蔽部份之有機溶劑中，將樹脂顯影。在如此形成之凹 口中’介電物⑻〇2、經修改碳切）或金屬（ai、Cu、 Cr、w等）層之暴露區域然後藉酸溶液或藉電漿去除。在此 所謂（蚀刻操作之後，然後必須藉所謂之pR剝離操作去除 PR樹脂之殘渣，而如圖K參見以下)所描述，最後得到正像 或負像。 積體電路製造為極精細之操作，其中以上說明及圖i中之 圖表在此僅為―般之觀念。其難度本質上在於處理之小型 標的物’因為目前製造之電晶體具有〇 25//m之閘寬。製造 必須在稱為無塵室之槽中進行’其中系統地去除灰塵；幻 級無塵室每立方米含少於3〇個大小大於G.12"m之顆粒，而
O:\64\64012-921226 DOC 正常室内每立方米含53 0百萬個此種顆粒。 光阻劑為有機化合物配方，其在暴露於光輻射時溶解度 改變。起初發展用於印刷業，光阻劑配方已在用於積體電 路製造之微石版術使用約30年；其組合物（重量％)通常如 下： 樹脂 ==> 25-55% 感光劑 ==> 2-30% 溶劑 ==> 40-70% 添加物 ==> 10-1000 ppm 暴路光阻劑造成化學轉變，如此修改其在特定溶劑中或 在特定pH條件下之溶解度。因此，正像光阻劑之暴露區域 為光化重置反應之基底且變成比未暴露於輻射之區域較溶 於鹼性溶液中。在化學放大光阻劑（CAp)之情形，使光阻劑 聚合物可溶解，因為在照射下，第二化學化合物（酸產生劑） 釋放酸；此酸對聚合物具有催化作用，因為其誘發造成鹼 性顯影劑巾溶解基出現之化學反應。在貞像光阻樹脂之情 形，暴露區域為光聚合反應之織，此反應生成包括分子 I遠咼於起初之巨分子之介質之形成；繼而在有機溶劑中 之溶解度顯著降低。 正像光阻劑通常比負像光阻劑較易剝離。其乃由於被剥 離之正像樹脂未暴露於輻射，不似已被修改且經常不溶於 大邵份溶劑之負像樹脂之事實。然❼，不僅PR本身，事實 上私為SWP(側壁聚合物）之聚合物，其在電聚蚀刻時在圖案 側面上形成’最難以去除。一般而言，此聚合物含金屬原
O:\64\64012-921226. DOC 576952 子、碳原子及鹵素（C卜F、Br)原子。 有兩種自晶圓去除光阻劑之方法： 1. ，，乾剝離，，或，，灰化，，，其使用氧電漿，及 2. ”濕剝離’’，其使用溶劑。 此兩種方法在光阻劑上以不相同之方式作用，而且在 不部份之時間互補地使用以組合彼此之優點。其乃因為乾 剝離去除PR比污染物較佳，而在濕剝離之情形則反之。乾 汽對於去除S WPs提特別無效。 鹵化烴（二氯甲烷或四氯乙晞）為使用之第一種？11剝離 劑；其具有完全有效地剝離正像與負像PR之優點。然而’ 其對環境之高毒性及其過高之揮發性迫使電子業尋求取代 配方。 現在已發現，藉由使用二甲基亞颯（DMSO)或N-甲基外b洛 啶（NMP)及3-甲氧基丙胺（ΜΟΡΑ)之混合物而在剝離負像光 阻劑及正像光阻劑得到優良性能為可能的。 依照本發明，提供一種組合物，其基於質量包含30至95% 之DMSO或ΝΜΡ及70至5%之ΜΟΡΑ。較佳為，使用含65至 95%之DMSO或ΝΜΡ及35至5%之ΜΟΡΑ之混合物；更特佳混 合物為含約70重量％之DMSO及30重量％之ΜΟΡΑ。 依照本發明之組合物可用於光阻劑之剝離及剝離後清 潔。 依照本發明之DMSO-MOPA及ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物可如此 使用’但是加入極少之水’每1 〇〇份之DMSO-MOPA及 ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物為0至10重量份之量（較佳為0.3至7份），
O:\64\64012-921226.DOC 576952 為有利的。 將少量之腐蝕抑制劑引入本發明之組合物亦為有利的， 如兒茶酚，而且較佳為甲苯基三唑鈉。此量範圍可達每100 · 份DMSO-MOPA及NMP-MOPA混合物為10重量份，但是較 佳為0.3至7份。 剝離正像光阻劑之特佳組合物包含約69份之Dms〇、30 份又ΜΟΡΑ、0.5份之甲苯基三唑鈉及〇·5份之水。此組合物 亦可用於Cu/介電低電路之剝離後清潔。 依照本發明之剝離組合物可在周溫至5〇它之溫度使用，籲 較佳為20至30°C。 1式之簡要說明 圖1略示地顯示製造積體電路之技術；及 - 圖2略示地顯示依照本發明之剝離步驟。 — 參考圖1 ’在弟一暴露步驟（A) ’經光罩4暴露基材3上之 蚀刻層2上之PR樹脂1 ;光線以垂直箭頭表示。後續之顯影 步驟（B)包含使用鹼性溶液造成正像PR5之形成，或使用有 機溶劑造成負像PR6之形成。繼而為蝕刻步驟（c)及剝離步 ® 驟（D)。被蝕刻及剝離之正像PR5為正像7而被蝕刻及剝離之 負像PR6為負像8。 參考圖2，其更詳細地顯示依照本發明之剝離步驟。如此 顯示被蝕刻材料包含基材9，而且在剝離之前具有殘留之光 阻劑PR樹脂及側壁聚合物S WP。 在依照本發明剝離（步驟D)之後，顯示去除pr及SWP之基 材9 〇
O:\64\64012-921226.DOC 576952 以下之實例進一步描述本發明而非限制之。 實例1 使用基於正像樹脂（Shipley DUV XP 90166)之具矽石圖 案及正像PR(厚度=1# m)之晶圓。 ， 被剥離之圖案在上方被PR樹脂部份地覆蓋且在側面被 SWP覆蓋，產生特徵凸面形狀。有效之剝離劑必須可去除 這些塗層及圖案間之殘渣，然而，不侵蝕圖案本身。僅有 以XI 0,000至XI 〇〇,〇〇〇倍數之掃描電子顯微鏡觀看可有效 地及再現地評估形態。有效之剝離對應圖2所描述之形態轉 _ 0 這些具Si〇2圖案及正像PR2晶圓以三種依照本發明之化 全物A、B，C剝離二其p於重量具^下表所示乏如合竹:
此方法依照以下之四階段步驟進行： (a)在25°C以超音波剝離3〇分鐘； (b)在25t使用用於_之相同方預先清洗$分鐘， 用環形剥離（50 rpm)以改良殘渣之去除； ⑷在25以重複切子水使㈣㈣㈣料叫鐘 (d)在空氣中在80°C乾燥1〇分鐘。 里’ !〇,000) 在此處理後，晶圓之掃描電子顯微鏡檢驗（倍數·· 顯示優良之SWP及PR去除而未侵蝕矽石圖案。
〇： \64\64012-921226. DOC -9- 576952 實例2 .. 以基於重量具有以下組合物之依照本發明混合物取代實 例1之混合物A、B與C得到良好之結果： -DMSO.............. : 69份 -ΜΟΡΑ.............. ·· 30份 -甲苯基三唑鈉…：0.5份 -水....................：0.5份 O:\64\64012-921226.DOC -10-
Claims (1)
- ··、··》，办 *: 一 本 .你 正替綠t i:丨j 拾、申請專却瓦瓦了 1. 一種用於剥離光阻劑之組合物，此組合物特徵為基於質 量包含30至95%之二甲基亞戚（DMSO)或N-甲基ρ比洛淀 (NMP)及70至5%之3·甲氧基丙胺（ΜΟΡΑ)。 2·根據申請專利範圍第1項之組合物，其含65至95%之 DMSO或 ΝΜΡ及 35至 5%之 ΜΟΡΑ。 3.根據申請專利範圍第1項之組合物，其含70%之DMSO及 30%之 ΜΟΡΑ 〇 4.根據申請專利範圍第1項之組合物，其亦含每份之 DMSO-MOPA或ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物為〇至重量份之量之 水0 5·根據申請專利範圍第4項之組合物，其包含每100份之 DMSO_MOPA或ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物為〇·3至7份之水。 6.根據申請專利範圍第1項之組合物，其進一步含每100份 之DMSO-MOPA或ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物為〇至10份之量之腐 蚀抑制劑。 7.根據申請專利範圍第1項之組合物，其進一步含每100份 之DMSO-MOPA或ΝΜΡ-ΜΟΡΑ混合物為〇·3至7份之量之 腐蝕抑制劑。 8. 根據申請專利範圍第6或7項之組合物，其中腐蚀抑制劑 為兒茶酚。 9. 根據申請專利範圍第6或7項之組合物，其中腐蚀抑制劑 為甲苯基三唑鈉。 ίο.根據申請專利範圍第1項之組合物，其含69份之DMS0、 O:\64\64012-921226. DOC 3〇份之ΜΟΡΑ、0.5份之甲苯基三唑鈉及0.5份之水。 U·根據申請專利範圍第1項之組合物，其係用於剝離光阻劑 及/或其剝離後清潔。 2 ·種剝離及/或剝離後清潔光阻劑之方法，其中以根據 申請專利範圍第1至10項任.何一項之組合物處理光阻 劑0 O:\64\64012-921226.DOC
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