剥离剂制造技术

提供了可以从电子器件之类的基材上除去聚合物材料和氧化铜的组合物和方法。这些组合物和方法特别适合用来在等离子体蚀刻过程之后从电子器件上除去聚合物残余物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及从基材上去除聚合材料的领域。具体来说，本专利技术涉及从电子器件上除去蚀刻后残余物的组合物和方法。
技术介绍
制造电子器件的过程中使用了许多包含聚合物的材料，例如光刻胶、焊接掩模、减反射涂层和下层。例如，正性光刻胶被沉积在基材上。使光刻胶暴露于具有图案的光化辐射。暴露的区域被合适的显影液溶解。通过这样在光刻胶中形成图案之后，通过例如等离子体蚀刻将图案转移到基材上。在蚀刻步骤中，会在沿被蚀刻细部的壁和沿光刻胶细部侧壁形成等离子蚀刻残余物。在蚀刻步骤之后，通常要从基材上完全除去光刻胶和蚀刻残余物，以免对以后的操作或处理步骤产生不利影响或阻碍。即使在将要进一步形成图案的区域部分地残余光刻胶也是不希望有的。而且，具有图案的细部之间不希望有的残余物还会对随后的膜沉积过程(例如金属化)造成有害影响，或者造成不希望有的表面状态和电荷，从而导致器件性能降低。在等离子体蚀刻、活性离子蚀刻或离子铣之类的蚀刻步骤中，光刻胶须经受一些条件，使其难以去除。在等离子体蚀刻过程中，等离子体气体中的碳氟化合物在被蚀刻的各种细部的侧壁上、以及光刻胶图案本身上形成难以去除的聚合残余物。该聚合残余物可包括有机金属聚合物残余物，其由于蚀刻室内高真空和高温的条件而广泛交联，而且通常包含金属。已知的清洁方法除去这些聚合残余物的能力是人们不能接收的。氟化物基去除剂(remover)通常被用来去除这种等离子体蚀刻后的残余物。美国专利第6,896,826号(Wojtczak等)揭示了一种包含氟化物源、有机胺、含氮羧酸和水的组合物。该专利中的含氮羧酸结合在铜表面，形成保护层，防止铜表面被组合物中的其他组分腐蚀。在一些集成电路制造过程中，需要在例如从铜表面除去氧化铜的时候除去一定量的铜。尽管氟化物基去除剂可以有效地去除各种聚合残余物，但是该去除剂无法在不造成对铜的过度蚀刻的前提下有效控制对铜的去除，会对基材上的介电层造成过度蚀刻，可能需要在制造过程所需的工艺范围(process window)以外的温度操作，可能没有足够长的处理浴寿命(bath life)来为有成本效益的过程提供足够的处理时间和/或处理量，或者可能无法有效地除去所有种类的等离子体蚀刻后的残余物。人们仍然需要满足以下条件的去除剂，特别是等离子体蚀刻后聚合物的去除剂能够从基材上有效去除聚合材料，能够受控地去除铜，特别是氧化铜。
技术实现思路
本专利技术提供一种用来从基材上除去聚合材料的组合物，该组合物包含(a)0.05-5重量％的氟化物源(fluoride source)；(b)40-95重量％的有机溶剂；(c)5-50重量％的水；和(d)可溶于醇的含氮羧酸，该羧酸在25℃的水溶解度≥25克/100克水。在一个实施方式中，所述有机溶剂是多元醇和醚的混合物。该组合物的pH值通常为3-8。在另一实施方式中，pH值为4-7。另外，本专利技术提供一种从基材去除聚合残余物的方法，该方法包括以下步骤使包括聚合残余物的基材与上述组合物接触足以除去聚合残余物的一段时间。具体实施例方式在本说明书全文中，以下缩写的含义如下nm＝纳米；g＝克；g/L＝克/升；μm＝微米；ppm＝百万分之(几)；℃＝摄氏度；重量％＝重量百分数；＝埃；cm＝厘米；min＝分钟；AF＝氟化铵；ABF＝氟化氢铵；TMAF＝氟化四甲基铵；IZ＝咪唑；TEOA＝三乙醇胺；DPM＝二丙二醇单甲醚；PGP＝丙二醇正丙醚；PGM＝丙二醇单甲醚；MPD＝2-甲基-1，3-丙二醇；PDO＝1，3-丙二醇；PG＝丙二醇；EG＝乙二醇；DAP＝1，3-二氨基丙烷；DBU＝1，8-二氮杂双环十一碳-7-烯。在本说明书全文中，术语“剥离”和“去除”可互换使用。同样，术语“剥离剂(stripper)”和“去除剂”可互换使用。“烷基”表示直链烷基、支链烷基和环烷基。术语“取代的烷基”表示一个或多个氢原子被另一个取代基取代的烷基，所述取代基是例如卤素，氰基，硝基，(C1-C6)烷氧基，巯基，(C1-C6)烷硫基等。术语“部分”表示化合物的一部分。不定冠词“一个”和“一种”同时包括单数和复数的情况。所有的范围都包括端值而且可以以任意顺序组合，除非很明显这些数字范围不得不总计为100％。可用于本专利技术的组合物包含(a)0.05-5重量％的氟化物源；(b)40-95重量％的有机溶剂；(c)5-50重量％的水；(d)可溶于醇的含氮羧酸，该羧酸在25℃的水溶解度≥25克/100克。可将许多种氟化物源用于本专利技术。在一个实施方式中，氟化物源的通式为R1R2R3R4N+F-，式中R1，R2，R3和R4独立地选自氢，(C1-C10)烷基，以及取代的(C1-C10)烷基。其他合适的氟化物源包括氟化氢铵，二氟化铵-四烷基铵，氟硼酸铵和氟硼酸。本领域技术人员可以理解，可使用氟化物源的混合物，例如氟化铵和氟化氢铵的混合物。在一个实施方式中，氟化物源选自氟化铵，氟化氢铵，氟化四烷基铵，二氟化铵-四烷基铵及其混合物。示例性的氟化四烷基铵化合物包括，但不限于氟化四甲基铵和氟化四丁基铵。在一个具体实施方式中，氟化物源选自氟化铵，氟化氢铵及其混合物。在本专利技术的组合物中，以组合物的总重量为基准计，氟化物源的含量通常为0.05-5重量％，优选0.1-5重量％，更优选0.5-3.5重量％。本领域技术人员能够理解，本专利技术组合物中氟化物源的含量可以更高，例如高达10重量％，甚至更高。氟化物源通常可以在市场上购得，可以不经进一步提纯而使用。可将许多种有机溶剂用于本专利技术。这些有机溶剂可与水混溶，对水解稳定，不会降低本专利技术组合物的稳定性。示例性的有机溶剂包括但不限于包括多元醇在内的醇；酯；包括二醇醚的醚；酮；醛；极性非质子溶剂，例如二甲亚砜、四氢噻吩砜(或环丁砜)，以及二氧化二甲基硫；氨基醇，例如氨乙基氨基乙醇；N-(C1-C10)烷基吡咯烷酮，例如N-甲基吡咯烷酮；酰胺，例如二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺；和胺。在一个实施方式中，本专利技术组合物不含极性非质子溶剂。在另一实施方式中，本专利技术的组合物不含酰胺溶剂。也可使用有机溶剂的混合物。在一个实施方式中，所述有机溶剂是醇与醚的混合物。更具体来说，该有机溶剂是多元醇与醚的混合物。可用于本专利技术的多元醇是能够与水溶混，而且不会使所述组合物不稳定的任何多元醇。术语“多元醇”表示包含两个或更多个羟基的醇。合适的多元醇包括脂肪族多元醇，例如(C2-C20)链烷二醇、取代的(C2-C20)链烷二醇、(C2-C20)链烷三醇和取代的(C2-C20)链烷三醇。本领域技术人员应当能够理解，可将一种以上的多元醇用于本专利技术。合适的脂肪族多元醇化合物包括，但不限于乙二醇、二羟基丙烷(例如1，3-丙二醇和1，2-丙二醇)、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、和甘油。在一个实施方式中，所述多元醇选自1，3-丙二醇，1，2-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，丁二醇和戊二醇。多元醇通常可以在市场上购得，例如购自Aldrich(美国威斯康辛州，密尔沃基)，可以不经进一步提纯而使用。可用于本专利技术的醚是可与水混溶，可与多元醇相容，而且不会使组合物不稳定化的任意的醚。可以将许多种醚溶剂用于本专利技术的组合物。合适的醚溶剂包含至少一个醚键，可包含一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从基材上除去聚合物材料的组合物，该组合物包含：（ａ）０．０５－５重量％的氟化物源；（ｂ）４０－９５重量％的有机溶剂；（ｃ）５－５０重量％的水；以及（ｄ）可溶于醇的含氮羧酸，该羧酸在２５℃的水溶解度≥２５克／１００克水。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RL奥格，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]