光刻胶剥离剂组合物和用该光刻胶剥离剂组合物剥离光刻胶的方法技术

本发明专利技术涉及一种光刻胶剥离剂组合物。在剥离工艺和剥离光刻剂的已知步骤中，该光刻胶剥离剂组合物能够在短时间内在低温下彻底剥离由于过度的光刻工艺造成的变性的光刻胶膜，即使仅通过水而非异丙醇作为中间冲洗溶液进行冲洗也不破坏光刻胶下部的导电膜或绝缘膜，并且其对光刻胶下部的导电金属膜或绝缘膜具有极佳的缓蚀能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光刻胶剥离剂组合物。本申请要求于2006年5月26日在KIPO提交的第10-2006-0047668 号韩国专利申请的优先权，以引用方式将其全部内容并入本申请。
技术介绍
制备半导体集成电路或液晶显示器的精细电路的方法包括在形 成于基板上的由铝、铝合金、铜或铜合金制成的导电金属膜上或者在 如二氧化硅膜或氮化硅膜的绝缘膜上均匀地涂覆光刻胶，选择性地对 光刻胶曝光并使其显影以形成光刻胶图案，通过采用图案化的光刻胶 膜作为掩膜对导电金属膜或绝缘膜进行湿法蚀刻或干法蚀刻以将精细 电路图案转移到光刻胶的下层，并且采用剥离剂除去不需要的光刻胶 层。当使用剥离剂除去用于制备半导体器件和液晶显示器的光刻胶 时，需要考虑下列性能。需要能在短时间内在低温下剥离光刻胶，并且需要极佳的剥离能 力从而防止冲洗后光刻胶的剩余物质残留在基板上。此外，需要低的 腐蚀性以防止对光刻胶下层的金属膜或绝缘膜的破坏。如果构成剥离 剂的溶剂间发生相互作用，该剥离剂的储存稳定性可能会下降并且其 物理性能可能会根据制备剥离剂过程中的混合顺序而改变。因此，需 要彼此混合时彼此间不反应的溶剂同时即使在高温下也确保稳定性。 此外，就毒性而言，当考虑到废物处理时，剥离剂应该对操作者无害 并且是环保的。当在高温下进行光刻胶的剥离时，如果出现大量的挥发，则组分的比例迅速改变，降低了剥离剂的稳定性和操作的重复性。 因此，应该使剥离剂的挥发性最小化。此外，应该采用少量的剥离剂 来处理多种基板，应该以低成本容易地供给构成剥离剂的组分，并且 应该重复利用过量的剥离剂以确保经济效率。为了满足上述要求，已经开发出了多种类型的用于光刻胶的剥离 剂组合物，其实例如下所述。在JP-A-51-72503中公开了最开始开发的光刻胶剥离剂组合物的 实例，其中，该剥离剂组合物含有具有10-20个碳原子的烷基苯磺酸 和沸点为150'C或更高的非卣化芳香烃。JP-A-57-84456 7>开了含有二 曱亚砜或二乙基亚砜以及有机砜化合物的剥离剂组合物。此外，第 4,256,294号美国专利公开了含有烷基芳基磺酸、具有6 ~ 9个碳原子的 亲水芳香磺酸和沸点为150'C或更高的非卣化芳香烃的剥离剂组合物。 然而，上述组合物由于对由铝、铝合金、铜或铜合金制成的导电金属 膜的强腐蚀性、强毒性和环境污染而难以应用。为了避免上述问题，考虑到了包含多种类型的有机溶剂的剥离剂 组合物，该有机溶剂含有彼此混合的水溶性链烷醇胺作为必需组分， 该剥离剂组合物的实例如下所述。第4,617,251号美国专利公开了基于两种组分的剥离剂组合物，其 包含如单乙醇胺(MEA)和2-(2-氨基乙氧基)-l-乙醇(AEE)的有机胺化合 物以及如二曱基曱酰胺(DMF)、 二曱基乙酰胺(DMAc)、 N-曱基吡咯烷 二酮(NMP)、 二曱亚砜(DMSO)、 二甘醇一乙醚乙酸酯和丙二醇单曱醚 乙酸酯(PGMEA)的极性溶剂。第4,770,713号美国专利公开了基于两种 组分的剥离剂组合物，其包含有机胺化合物以及如N-曱基乙酰胺、二 甲基甲酰胺(DMF)、 二曱基乙酰胺(DMAc)、 N-曱基-N-乙基丙酰胺、二 乙基乙酰胺(DEAc)、 二丙基乙酰胺(DPAc)、 N,N-二曱基丙酰胺和N,N-二曱基丁酰胺的酰胺溶剂。JP-A-62-49355公开了含有亚烷基聚胺砜化 合物(alkylene polyamine sulfone compound)的剥离剂组合物，其中提供 了为链烷醇胺和乙二胺和乙二醇一烷基醚(glycol monoalkyl ether)的环 氧乙烷。JP-A-63-208043公开了含有水溶性链烷醇胺和1,3-二曱基-2-咪唑啉酮(DMI)的剥离剂组合物。JP-A-63-231343公开了正型光刻胶剥 离剂组合物，其含有胺化合物、极性溶剂和表面活性剂。JP-A-64-42653 公开了一种剥离剂组合物，其含有50wt。/。或更多的二甲亚砜(DMSO), 1~50 wt。/。的选自二甘醇一烷基醚、二甘醇二烷基醚、Y-丁内酯和1,3-二曱基-2-咪唑啉酮(DMI)中的一种或多种溶剂，以及如单乙醇胺(MEA) 的含氮有机羟基化合物。JP-A-4-124668公开了一种剥离剂组合物，其 含有20 ~ 90 wt。/。的有机胺，0.1 ~ 20 wt。/。的磷酸酯表面活性剂，0.1 ~ 20wt。/。的2-丁炔-l,4-二醇、二甘醇二烷基醚和无质子极性溶剂。就此而 言，加入2-丁炔-l,4-二醇和磷酸酯表面活性剂是为了在不降低剥离能力 的同时防止金属层被腐蚀。然而，由于该用于剥离光刻胶的组合物对 铝和铝合金膜具有差的緩蚀强度，其问题在于在剥离步骤中出现明显 的腐蚀并且在为后处理的沉积栅极绝缘膜的过程中形成有缺陷的部 分。此外，JP-A-4-350660公开了一种剥离剂组合物，其含有1,3-二甲 基-2-咪唑啉酮(DMI)、 二曱亚砜(DMSO)和水溶性有机胺，并且 JP-A-5-281753公开了一种剥离剂组合物，其含有链烷醇胺、S风化合物 或亚^l化合物和(C6H6)n(OH)n为1、 2或3的整数)的羟基化合物。 JP-A-8-87118公开了一种剥离剂组合物，其含有50 90wt。/。的N-烷基 链烷醇胺和50~ 10wt。/o的二曱亚砜(DMSO)或二曱基曱酰胺(DMF)。然 而，在制备液晶显示器和半导体器件的新近方法中，由于加工条件极 端，例如在12(TC或更高的高温下处理玻璃基板和硅晶片基板，光刻胶经常要在高温下经受后烘(postbake)。因此，其问题在于由于明显的 固化，通过采用上述剥离剂組合物来进行去除并不理想。提出了将含有水和/或羟基胺化合物的光刻胶剥离剂组合物作为用 于彻底除去通过采用高温步骤固化的光刻胶的组合物。例如， JP-A-4-289866公开了含有羟基胺、链烷醇胺和水的剥离剂组合物。 JP-A-6-266119公开了含有羟基胺、链烷醇胺、水和緩蚀剂的剥离剂组 合物。此外，JP-A-7-69618公开了一种剥离剂组合物，其包含按预定 比例的如，丁内酯(GBL)、 二曱基曱酰胺(DMF)、 二曱基乙酰胺(DMAc) 和N-曱基吡咯烷二酮(NMP)的极性无质子溶剂，含有2-曱基氨基乙醇 (N-MAE)的氨基醇以及水。此外，JP-A-8-123043公开了含有氨基醇、 水和如二甘醇一 丁醚(BDG)的乙二醇烷基醚的剥离剂组合物。 JP-A-8-262746公开了含有链烷醇胺、烷氧基烷基胺、乙二醇一烷基醚、 糖化合物、季铵碱和水的剥离剂组合物，并且JP-A-9-152721公开了含 有链烷醇胺、羟基胺、二甘醇一烷基醚、用作緩蚀剂的如山梨糖醇的 糖化合物和水的剥离剂组合物。JP-A-9-96911公开了一种剥离剂组合 物，其含有羟基胺、水、酸解离常数(pKa)为7.5-13的胺、水溶性极 性有机溶剂和緩蚀剂。然而，由于超高温处理、干法蚀刻、灰化和离 子注入步骤而使上述剥离剂组合物劣化。就对交联的光刻胶膜以及在 蚀刻步骤中通过与金属副产物反应形成的光刻胶蚀刻残留物的剥离能 力，以及对为光刻胶的下部导电膜的铝或铝合金膜的緩蚀能力而言， 上述剥离剂组合物是不理想的。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻胶剥离剂组合物，其包含：　１）缓蚀剂，其包括选自由化学式１、２和３表示的化合物组成的组中的至少一种；　２）水溶性有机胺化合物，其重量为所述缓蚀剂重量的２～５０倍；以及　３）极性溶剂：［化学式１］　＊＊＊　其中，Ｒ１和Ｒ２彼此相同或不同，并且各自独立地为氢或羟基，以及　Ｒ３为氢、叔丁基、羧酸基（－ＣＯＯＨ）、甲酯基（－ＣＯＯＣＨ↓［３］）、乙酯基（－ＣＯＯＣ↓［２］Ｈ↓［５］）或丙酯基（－ＣＯＯＣ↓［３］Ｈ↓［７］），　［化学式２］　＊＊＊　其中，Ｒ４为氢或含有１～４个碳原子的烷基，以及　Ｒ５和Ｒ６彼此相同或不同，并且各自独立地为含有１～４个碳原子的羟烷基，　［化学式３］　＊＊＊。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2006-5-26 10-2006-00476681、一种用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻胶剥离剂组合物，其包含1)缓蚀剂，其包括选自由化学式1、2和3表示的化合物组成的组中的至少一种；2)水溶性有机胺化合物，其重量为所述缓蚀剂重量的2～50倍；以及3)极性溶剂[化学式1]其中，R1和R2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢或羟基，以及R3为氢、叔丁基、羧酸基(-COOH)、甲酯基(-COOCH3)、乙酯基(-COOC2H5)或丙酯基(-COOC3H7)，[化学式2]其中，R4为氢或含有1～4个碳原子的烷基，以及R5和R6彼此相同或不同，并且各自独立地为含有1～4个碳原子的羟烷基，[化学式3]2、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，所述緩蚀剂l)为由化学式1表示的化合物与 由化学式2或3表示的化合物的混合物。3、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述緩蚀剂l)的 含量为0.01 ~ 5 wt%。4、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，所述水溶性有机胺化合物2)包括选自由伯氨基醇化合物、仲氨基醇化合物和叔氨基醇化合物组成的组中的至少一种。5、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，所述水溶性有机胺化合物2)包括选自由单乙 醇胺(MEA)、 l-氨基异丙醇(AIP)、 2-氨基-l-丙醇、N-甲基氨基乙醇 (N隱MAE)、 3-氨基-l-丙醇、4-氨基-l-丁醇、2-(2-氨基乙氧基)-l-乙醇 (AEE)、 2-(2-氨基乙基氨基)-l-乙醇、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA) 和羟乙基哌。秦(HEP)组成的组中的至少 一种。6、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述水溶性有机 胺化合物2)的含量为1 ~ 60 wt%。7、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，所述緩蚀剂l)为由化学式1表示的化合物与 由化学式2或3表示的化合物的混合物，并且所述水溶性有机胺化合 物2)为2-(2-氨基乙氧基)-l-乙醇(AEE)。8、 根据权利要求1所述的用于含铝、铜或者铝和铜的基板的光刻 胶剥离剂组合物，其中，所述极性溶剂3)包括选自由N-曱基吡咯烷酮 (画P)、 1，3-二曱基-2-咪唑啉酮(DMI)、 二甲亚砜(DMSO)、 二曱基乙酰胺(DMAc)、 二曱基曱酰胺(DMF)、 N-曱基曱酰胺(NMF)和环丁砜...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩熙，朴珉春，金璟晙，徐圣佑，权赫俊，安庆昊，崔棅圭，闵盛晙，黄智泳，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]