剥离聚合物的组合物制造技术

提供了用于从基片（例如电子器件）上去除聚合材料的组合物以及使用该组合物的方法。这些组合物和方法降低了对任何下层金属表面的腐蚀，并特别适于从电子器件基片上去除聚合残留物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从基片上去除聚合材料的领域。具体而言，本专利技术涉及用于在等离子腐蚀和灰化过程之后，去除附着于基片上的残留物的组合物和方法，所述基片用于诸如半导体装置和液晶显示装置和平板显示器的电子器件的生产中。
技术介绍
电子器件的生产中使用了许多包含聚合物的材料，这些电子器件包括电路、磁盘驱动器、存储介质器件和液晶显示设备。此类聚合材料存在于光致抗蚀剂、焊接掩模、抗反射涂层等之中。所述聚合材料暴露于此类电子器件制造过程中的特定步骤和处理条件下，例如卤素或卤化物等离子腐蚀、自等离子灰化(auto-plasma ash)过程、反应离子蚀刻以及离子銑削。这些步骤和处理条件导致光致抗蚀剂聚合物的广泛交联，并使得去除交联的聚合材料变得很难。例如，在光刻平板印刷步骤中使用正性抗蚀材料以在基片(例如玻璃板)上形成线性图案。可通过蚀刻或其它方法在基片上形成该图案。通过将抗蚀材料层叠为薄膜状并将该抗蚀薄膜暴露于高能辐射中来形成所需的图形。然后用适宜的显影剂对该暴露区域进行溶解处理。在基片上形成图形后，必须从基片上完全去除抗蚀材料以避免在后继的加工或处理步骤中产生任何不良影响或问题。必须均匀且完全地从所有未暴露的区域上去除该照相平板印刷(photolithography)过程中的光致抗蚀剂，从而使得刻画上图案后的其它平版印刷过程可得以进行。同时，也不希望在要形成图案的区域中存在任何抗蚀剂的部分残留物。所得图案线条间不希望的抗蚀剂残留物对后继处理(例如金属喷镀)造成不良影响，或能导致不希望的表面状态和电荷。需要进行等离子腐蚀、反应离子蚀刻和离子銑削以使得表面的形状更为精细并提高图案的密度。然而，在等离子腐蚀过程中，光致抗蚀剂薄膜在经蚀刻结构体的侧表面(lateral surface)形成了难于去除的有机金属聚合残留物。由于蚀刻室中的高真空和高温条件，使得所述光致抗蚀剂还会发生广泛地交联。此类聚合残留物不能被充分地去除。例如，通常在包括高温和长循环时间的苛刻条件下使用丙酮和N-甲基吡咯烷酮。这一条件经常超出溶剂的闪点，并造成与环境、健康和安全相关的问题。此外，该长处理循环会对生产能力造成不良影响。通常需要进行人工擦刷以从精细结构体上去除牢固附着的聚合残留物，甚至在使用这样苛刻的聚合物去除条件下也是如此。近来，半导体生产工业已转变为采用如下的过程对金属和氧化物层进行干法等离子腐蚀以形成亚半微米(sub-half-micron)结构体。在电路形成中也已开始采用铜金属。因此，对于光致抗蚀剂和有效发挥作用且不损伤精细结构体的电路线条的聚合物去除剂的需求极大地增长。已知的去除和剥离光致抗蚀剂的组合物不能用于去除通过蚀刻处理形成的交联聚合物。用于传统剥离组合物的常用有机极性溶剂包括吡咯烷酮，例如N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-羟乙基吡咯烷酮和N-环己基吡咯烷酮；酰胺类，其中包括二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺；苯酚；以及它们的衍生物。将这些溶剂与在光致抗蚀剂聚合物去除中有效的胺类或其它碱性组分联合使用。传统的组合物不能在等离子腐蚀后有效去除聚合物。近年来，已将羟胺和链烷醇胺的水性混合物与不同的螯合剂结合使用。例如，美国专利5,334,332揭示了用于剥离蚀刻残留物的组合物，该组合物包含5-50％的羟胺和10-80％的至少一类链烷醇胺以及水。美国专利4,401,747揭示了一种剥离用组合物，该组合物包含30-90％的2-吡咯烷酮和10-70％二烷基砜。美国专利5,795,702揭示了一种聚合物剥离用组合物，该组合物包含2-30％羟胺、2-20％胺、35-80％水溶性有机溶剂和2-20％腐蚀抑制剂水溶液。上述组合物可有效用于包含作为盖帽和阻挡层(barrier layer)的氮化钛(TiN)的典型Al/Si晶片，但不能用于100％铜制器件或具有高铜含量的器件、或具有低介电常数(低-k)的电介质材料。这些组合物还会腐蚀其它对腐蚀易感的合金，例如钨、镓和砷化镓。软金属(例如铜和钨)易于被任选的含羟胺材料腐蚀。铜还具有很强的与羟胺形成络合物的倾向，而不希望这种产物与100％铜或具有高铜含量的合金一起使用。已知的含有羟胺的剥离聚合物的组合物还存在许多缺点，例如在处理温度下的易燃性、爆炸的危险性、毒性、挥发性、臭味和不稳定性。美国专利5,988,186揭示了一种剥离聚合物的组合物，该组合物含有至少约10wt％水、水溶性极性溶剂、有机胺和五倍子酸或五倍子酸酯。该专利并未揭示多元醇化合物和极性有机溶剂的任何组合。美国专利5,561,105揭示了一种光致抗蚀剂剥离聚合物的组合物，该组合物包含偶极矩大于3.5的有机极性溶剂、选自具有特定结构式的化合物中的胺化合物和含有共价结合于聚合物或寡聚物骨架上的一价或多价酸配体的螯合剂。该专利并未揭示不含多元醇化合物或酸类配体的任何组合物。日本(Kokai)2002-184743中揭示了一种剥离聚合物的组合物，该组合物包含水、多元醇化合物、与水混溶的胺和极性溶剂。该专利使其列出了水作为基本成分。因此存在对于能有效去除聚合材料、减轻环境负担、给生产带来更少的危险性且不会腐蚀基片中的金属薄层和电介质层的剥离聚合物的组合物的需求。
技术实现思路
本专利技术揭示了一种能从具有铜制电路的基片、液晶显示设备、磁盘驱动器和储存介质器件薄膜头部、等离子显示平板(“PDP”)和其它此类平板显示器基片上轻易剥离聚合材料的组合物。该剥离聚合物的组合物不会腐蚀存在于聚合材料之下的金属(例如铜、铜合金、铝、钨和镓)层，并能去除聚合材料。本专利技术提供了一种用于从基片上去除聚合材料的组合物，其中所述组合物包括一种或多种多元醇化合物、一种或多种二醇醚溶剂、N-甲基吡咯烷酮以及一种或多种腐蚀抑制剂；且基本上不含水。本专利技术还提供了一种用于从基片上去除聚合材料的非水性溶液组合物，其中所述组合物包括一种或多种多元醇化合物、一种或多种二醇醚溶剂、N-甲基-2-吡咯烷酮、一种或多种腐蚀抑制剂、任选地一种或多种非离子型表面活性剂以及任选地一种或多种链烷醇胺化合物。此外，本专利技术还提供了用于从基片上去除聚合材料的方法，所述方法包括步骤将上述的组合物与含有要去除的聚合材料的基片接触。本专利技术还提供了用于制造平板显示器(例如LCD和PDP)的方法，上述方法包括将含有要去除的聚合材料的基片和金属与上述的组合物接触，所述组合物包含一种或多种多元醇化合物、一种或多种二醇醚溶剂和N-甲基吡咯烷酮。附图说明图1是包含侧壁聚合物的具有通路孔的晶片的扫描电镜显微照片(“SEM”)。图2是拍摄于用本专利技术的组合物从图1所示的晶片上去除侧壁聚合物后的SEM。图3是拍摄于用传统侧壁聚合物剥离剂处理图1所示的晶片后的SEM。具体实施例方式本专利技术组合物的一个优点在于它能有效去除用传统的剥离聚合物的组合物难于去除的等离子蚀刻抗蚀层或残留物。本专利技术组合物的另一个优点在于它能在较低温度下在短时间内去除难以去除的变性抗蚀层或抗蚀残留物。本专利技术的组合物提供了具有改进的聚合物剥离能力的聚合物剥离剂。该组合物对存在于基片上的金属基本上无腐蚀性，尤其是对铜、铜合金、铝、钨、镓和镓合金。本专利技术组合物的另一优点在于在涂覆于有机抗反射聚合物涂层顶部的深UV光致抗蚀剂灰化后，它极为有效地完全去除了难以去除的抗蚀层和残留物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其用于从基片上去除聚合材料，所述组合物包括一种或多种多元醇化合物、一种或多种二醇醚溶剂、Ｎ－甲基吡咯烷酮以及一种或多种腐蚀抑制剂；其中所述组合物基本上不含水。

【技术特征摘要】
JP 2005-8-11 2005-2337801.一种组合物，其用于从基片上去除聚合材料，所述组合物包括一种或多种多元醇化合物、一种或多种二醇醚溶剂、N-甲基吡咯烷酮以及一种或多种腐蚀抑制剂；其中所述组合物基本上不含水。2.如权利要求1所述的组合物，其还包括一种或多种氨基醇。3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述氨基醇选自氨乙基氨基乙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺和3-氨基-1-丙醇。4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物的总重量为基准计，所述一种或多种多元醇化合物的量为5-40wt％。5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物的总重量为基准计，所述二醇醚溶剂的量为25-65wt％。6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以组合物的总重量为基准计，所述N-甲基吡咯烷酮的量为25-65wt％。7.如权利要求1所述的组合物，其还包括一种或多种非离子型表面活性剂。8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物不包含羟胺或氢氧化四烷基铵。9.一种用于从基片上去除聚合材料的方法，所述方法包括以下步骤将基片与权利要求1的组合物接触；然后用水冲洗所述基片。10.一种用于从基片上去除聚合材料的方法，所述方法包括以下步骤将基片与聚合物去除组合物接触；并随后用水冲洗所述基片；其中，所述聚合物去除组合物包含5-40wt％的多元醇化合物，所述多元醇化合物选自1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丁二醇和丙三醇；25-65wt％的二醇醚溶剂，所述二醇醚溶剂选自乙二醇单甲醚、二乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤真二，
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]