光致抗蚀剂去除剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及组合物，其包含磺酸和溶剂二丙二醇二甲醚[CAS登记号111109

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光致抗蚀剂去除剂组合物
专利

[0001]本专利技术涉及低pK
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去除剂溶液组合物，其由特定的烷基苯磺酸、磺基水杨酸和溶剂二丙二醇二甲醚[CAS登记号111109
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4]组成，以及含有这些组分和表面活性剂的组合物。这些去除剂溶液显示出光致抗蚀剂膜从基底上的清洁去除，显示去除的抗蚀剂图案完全溶解而没有颗粒形成或沉积。此外，当基底是金属如铜或锡时，图案化抗蚀剂的去除对金属基底的腐蚀很小(即没有显著的)或没有腐蚀。
[0002]背景
[0003]本专利技术涉及化学剥离剂组合物，其使用本专利技术的不促进金属基底的腐蚀的去除剂组合物去除交联聚合物涂层，但是它出乎意料地也不需要金属保护螯合化合物或具有电荷络合特性的化合物或聚合物的存在来防止显著的腐蚀。
[0004]由本专利技术制剂去除的材料包括正色调和负色调化学放大型(例如环氧基)和酸催化的可光成像涂层。许多用于微电子涂层的商业化剥离剂表现得不足以满足最小的制造要求。本专利技术提供了一种商业框架，以产生用于交联体系的去除产品，所述交联体系在酸性介质中反应，而没有在包含金属(例如铜或锡)但同时不含在去除/剥离过程中可能有害地形成颗粒物质的金属螯合化合物的器件上通常观察到的有害蚀刻和损害效应。
[0005]对于上至并包括硬烘焙或者被称作完全固化的各种处理条件，使用常规的高温浸渍条件，该组合物将在几分钟内去除和溶解化学放大型反应化合物，而没有对敏感金属如铜或锡的损害效应。发现这样的完全固化涂层对如Moore等人的美国专利No.6,551,973(2003)所示的通常包含碱性成分的常规有机剥离剂具有抗性。当使用这些常规的剥离剂时，不发生溶解。相反，观察到这些常规的碱性剥离剂通过揭开(lifting up)或破碎成片的机理去除涂层。如在微机电系统(MEMS)器件中常见的那样，该揭开机理从复杂的三维形貌中产生不完全的去除。未溶解的材料将产生在整个浴中循环的颗粒，导致未溶解的片再沉积在器件的其它区域上。发生在这些微小的，计算机控制的齿轮、传感器、弹簧、泵和相关的微型或纳米级固定装置上的这种污染导致污染和器件故障。本专利技术的一个目的是在给定的剥离和去除周期内实现不需要的聚合物材料的完全溶解。
[0006]一些低pK
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体系通过完全溶解而不是揭开来去除交联涂层，然而，这些材料含有金属腐蚀抑制剂，由于在去除过程中这些抑制剂组分的沉淀，这出乎意料地引起了颗粒问题。这些腐蚀抑制剂是金属络合添加剂，它们被加入，通过与金属基底络合以防止在去除过程中低pK
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去除剂对金属基底的腐蚀。这种腐蚀抑制剂的实例是小分子、低聚物或聚合物，其含有烯醇类的部分，例如含有与醇官能团相邻的不饱和碳链。代表性的烯醇抑制剂包括富马酸、马来酸和邻苯二甲酸。抑制剂的更具体的实例是松香类的那些；例如，这些是富马酸松香。由低pK
a
去除剂中的金属抑制剂形成的颗粒可能沉积到器件的其它区域，有害地影响最终器件的性能。含有这种金属抑制剂的低pK
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去除剂体系的非限制性实例描述于WO20126/142507中。
[0007]在这些微电路或微器件的制造过程中，用有机涂层(“光刻胶”或“抗蚀剂”)涂覆各种无机基底(例如单晶硅和多晶硅、混杂半导体如砷化镓和金属)形成永久或暂时设计的抗
蚀框架，并在经历光刻工艺之后呈现图案。光致抗蚀剂可用于绝缘导体或保护基底表面(例如硅，二氧化硅或铝)的选定区域免受湿(化学)和干(等离子体)形式的化学物质的作用。在该材料用作光致抗蚀剂的情况下，基底的暴露区域可以进行所需的蚀刻(去除)或沉积(添加)工艺。该操作和随后的漂洗或调整完成之后，必须将抗蚀剂和任何施加的蚀刻后残留物去除以允许必要的修整操作。在去除光致抗蚀剂后，留下特定的微蚀刻或沉积图案。重复掩模和图案化工艺数次，以产生包括最终器件技术的层状排列。每一步骤都需要完全的抗蚀剂剥离和溶解，以确保以相对高的产率和令人满意的性能生产最终形式的器件。在此过程中，任何颗粒沉积到活化(active)区域中都对器件的产量和性能产生有害影响。
[0008]本专利技术的一个目的是提供改进的剥离组合物，该组合物将去除包括由不同类型的负性和正性抗蚀剂体系形成的那些在内的广泛的不同图案的光致抗蚀剂膜。在这些不同类型中，实例是可通过可见光，宽带i
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线，g
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线，h
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线，UV，248nm，193nm，193nm浸入，深UV，EUV，电子或电子束成像的抗蚀剂。取决于使用哪种类型，这些材料可以包含添加剂，例如光活性化合物(例如DNQ)，光产酸剂(PAG)和光自由基产生剂，它们可能容易形成颗粒。因此，本专利技术的另一个目的是能够在数分钟内而不是数小时内去除由这些类型的抗蚀剂形成的图案，使所有组分、树脂和添加剂完全溶解，而不形成颗粒。本专利技术的另一个目的是在不侵蚀下面暴露的铜和/或锡以及其它金属的情况下进行这种光致抗蚀剂从基底上的去除，不使用金属腐蚀抑制剂添加剂，因为这样的添加剂在去除抗蚀剂图案期间也容易促进颗粒形成。本专利技术的另一个目的是通过使用对工人或环境无害的安全且不受限制的化学物质来进行该光致抗蚀剂图案去除和金属保护，并避免使用低闪点溶剂，特别是沸点低于约150℃的溶剂。
[0009]本专利技术的去除剂组合物通过从由许多不同类型的抗蚀剂形成的图案中完全溶解光致抗蚀剂图案而不形成揭开的抗蚀剂膜或由树脂或添加剂形成的颗粒而赋予这些有利的性能。同时，出乎意料地，这些本专利技术的在溶剂二丙二醇二甲醚[CAS登记号111109
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4]中含有低pK
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组分，例如DBSA(十二烷基苯磺酸)和/或5
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磺基水杨酸的去除剂组合物，不需要任何抑制剂添加剂的存在来抑制腐蚀(没有明显的腐蚀)，或不腐蚀金属基底如铜，锡等。因此，在使用本专利技术的组合物的去除过程中，不存在与金属腐蚀抑制剂的沉淀相关的问题。已经发现这些本专利技术的去除剂组合物及其使用方法在半导体晶片，MEMS器件和显示器的制造中特别有用。此外，这些本专利技术的去除剂组合物具有以下优点：(1)不需要抗腐蚀剂；(2)溶解光致抗蚀剂膜，而不是仅仅使其分层；(3)所有成分都是水溶性的(现有技术中使用的大多数抗腐蚀剂是水不溶性的)，因此只需要水冲洗；(4)在使用抗腐蚀剂时在基底上不形成保护层；和(5)使用环境友好的溶剂。
[0010]专利技术概述
[0011]一方面，本专利技术涉及基本上由磺酸和溶剂二丙二醇二甲醚[CAS登记号111109
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4](III)组成的组合物，所述磺酸选自由具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物，具有结构(II)的磺基水杨酸或其水合物，及其混合物组成的组，其中n是6至16的整数。另一方面，本专利技术涉及由磺酸和溶剂二丙二醇二甲醚[CAS登记号111109
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4](III)组成的组合物，所述磺酸选自由具有结构(I)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.组合物，其基本上由磺酸和溶剂二丙二醇二甲醚(III)组成，所述磺酸选自由具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物、具有结构(II)的磺基水杨酸或其水合物及其混合物组成的组，其中n是6至16的整数，2.组合物，其基本上由磺酸、溶剂二丙二醇二甲醚(III)和表面活性剂组成，所述磺酸选自由具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物、具有结构(III)的磺基水杨酸或其水合物及其混合物组成的组，其中n是6至16的整数，3.权利要求1的组合物，其由磺酸和溶剂二丙二醇二甲醚(III)组成，所述磺酸选自由具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物、具有结构(II)的磺基水杨酸或其水合物及其混合物组成的组，其中n是6至16的整数。4.权利要求2的组合物，其由磺酸、溶剂二丙二醇二甲醚(III)和表面活性剂组成，所述磺酸选自由具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物、具有结构(III)的磺基水杨酸或其水合物及其混合物组成的组，其中n是6至16的整数。5.权利要求1至4中任一项的组合物，其中所述磺酸是具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物。6.权利要求1至4中任一项的组合物，其中所述磺酸是具有结构(II)的磺基水杨酸或其水合物。
7.权利要求1至4中任一项的组合物，其中所述磺酸是具有结构(I)的烷基苯磺酸或其水合物和具有结构(II)的磺基水杨酸或其水合物的混合物。8.权利要求1、2、6和7中任一项的组合物，其中所述磺基水杨酸是具有结构(IIa)的磺基水杨酸或其水合物，9.权利要求1至5、7和8中任一项的组合物，其中，对于所述烷基苯磺酸，n是8至16的整数。10.权利要求1至5和7至9中任一项的组合物，其中，对于所述烷基苯磺酸，n是8至14的整数。11.权利要求1至5、7和8至10中任一项的组合物，其中，对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴恒鹏，R，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：