用于除去有机物质的组合物和方法技术

提供了可用于从基质上除去有机物质的组合物和方法，所述基质例如比如微电子晶片或者平板显示器的电子器件基质。呈现了一种方法，其中向无机基质施加最小量的组合物作为涂层，藉此施加充分加热和立即用水清洗从而实现完全清除。这些组合物和方法特别适于从电子器件上除去和完全溶解正性和负性以及热固性聚合物抗光蚀剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概言之，本专利技术涉及有机物质从基质中的去除。特别是，本专利技术涉及利用一系列组合物的通用方法，所述方法用于从电子器件(比如半导体片和平板显示器(FPD))以及其他微电子基质上除去无定形和热固性聚合物。
技术介绍
多种聚合物都已经被用于电子器件的制造中，包括抗光蚀剂和有机-基电介质。 抗光蚀剂(photoresist，光刻胶)，例如，在整个半导体器件的制造中用于光刻操作中。抗蚀剂(resist)通过遮光膜(photomask)暴露于光化辐射下。当使用正性-作用抗蚀剂时， 暴露会导致材料内部发生化学反应，从而导致在碱性水溶液中的溶解性升高，从而使得它被溶解和被显像剂漂洗掉。在负性-作用材料的情况下，聚合物的交联在暴露区域中发生， 而未暴露的区域并未发生变化。通过适宜的显像剂化学作用，未暴露区域经受溶解和漂洗作用。在显影之后，抗蚀剂掩膜(mask)被留下来。抗蚀剂掩膜的设计和几何结构取决于抗蚀剂的正性或者负性(positive or negtive tone)；正性抗蚀剂将与遮光膜的设计匹配， 同时，负性抗蚀剂将提供与遮光膜设计相反的图案。抗光蚀剂的应用需要数个清洗步骤以及在下一电路设计工艺步骤完成之前进行最终清除掩膜的步骤。有机基电介质代表用于向微电子电路提供绝缘性能的工程聚合物。这些化学物质的实例包括Hitachi-DuPont Microsystems生产的聚酰亚胺(PI)和聚- (ρ-亚苯基_2， 6-苯并二异《唑)(ΡΒ0)。另一种盛行的用于电子应用的有机绝缘体是由美国Dow Chemical Company生产的双苯并环丁烯 (BCB)0这些聚合物可以以与抗光蚀剂相似的方式利用常规的旋涂、喷雾以施加到基质上， 或者它们可以如制造FPDs中的通常做法一样进行狭缝涂覆。由于这些应用理由，有机基电介质通常可以称作旋涂电介质。一旦聚合物得到施加，可以立即进行图案化工艺，但是最终所有这些系统都达到最终阶段的固化，通过化学和物理性质的改变将材料永久性固定就位。最终的材料显示出电路性能所期望的电性质和物理性质。一旦这些有机基电介质得到完全固化，就认为它们是永久性的，藉此，若需要再加工，则需要使用比如强酸或者强碱的可能侵蚀基质或者相邻金属的侵蚀性材料，或者更实际而言，再加工条件将被视为在商业上不可行。正性抗光蚀剂通常基于线型酚醛树脂(novolac)或者聚羟基苯乙烯(Phost)类树脂，在前端半导体和平板显示器的制造中，这些树脂被选用于高分辨率设备的器件处理中。 正性系统代表了全世界生产的抗光蚀剂的最大量部分，并且存在许多供应商。用于半导体和FPD的这些系统的供应商的实例包括基于美国的AZ Electronic Materials、基于美国的Rohm and Haas Corporation 禾口日本公司 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd。在正性抗光蚀剂应用中，基质通过等离子工艺进行蚀刻，该工艺应用惰性气体和化学物质以生成透过掩膜和蚀刻入基质内的离子化和反应性物质。在蚀刻期间，离子化和反应性物质联合基质原子形成副产物，并且该副产物经等离子系统的减压操作排出。这些上述气体类物质还影响光致抗蚀掩膜，将其烘烤就位并且还将含碳副产物喷射入等离子中。抗光蚀剂副产品与等离子中的其他物质混合并且被持续下引向基质。这些材料沿蚀刻面貌(features)的侧壁凝结形成残余物，从而形成期望的条件，或者称作各向异性刻蚀，藉此各物质得到高度控制并且被引入到基质内，存在很少或者没有侧向损失。在完成此过程之后，期望沿抗蚀剂掩膜除去该蚀刻残余物，这是因为它们对随后的工艺过程具有有害作用并且会导致设备性能降低或者设备故障。然而，所述残余物以及与它们相关的抗蚀剂掩膜可能难于除去，通常涉及使用经配置的剥离剂化学物质。负性抗光蚀剂通常选择用于更苛刻的工艺条件，藉此可以使用更具侵蚀性的化学或者热暴露工艺。这些负性抗光蚀剂包括异戊二烯树脂(橡胶)、丙烯酸树脂和环氧基树脂。由于具有高化学耐性，因此选择环化的异戊二烯(橡胶)抗光蚀剂。这些抗光蚀剂的实例可以由Fujifilm Electronic Materials, Ltd.获得，商品名为SC-Resist或者 HNR-Resist。负性异戊二烯树脂抗蚀剂通常用于铝处理中，其中使用简短的化学蚀刻来除去围绕被掩蔽面貌(features)的金属。对于圆片级封装(wafer-level-packaging)的凸缘(bump)形成，通常选择负性的丙烯酸抗光蚀剂。其供应商分别包括基于美国的!tinted Circuits Division of Ε. I. duPont de Nemours and Company (商品名为 Riston)禾口日本的JSR Corporation (干膜和旋涂(湿式)负性丙烯酸树脂)。干膜和旋涂丙烯酸树脂能够沉积25-120微米(um)的厚层，用于图案化相应的焊料凸缘。一旦图案得到形成，金属沉积则可以分别通过电镀或者丝网印刷(一种将抗蚀剂暴露于热酸的工艺)或者在超过250°C烘烤来形成。另一种盛行的负性抗蚀剂，商品名为SU-8 的环氧系统，最初由hternational Business Machines (IBM)开发出并且现在由美国公司MicroChem Corporation和瑞士公司Gersteltec Engineering Solutions出售。SU-8 通常选择用于可以超过300微米(um) 的厚图案，该厚图案具有高长径比(high-aspect ratio)(即高度对宽度)和用以显示出极直侧壁的图案界定。由于SU-8 环氧树脂具有极端独特的特性，故选择此类抗光蚀剂制造大的设备，并且最通常包括微电子机械系统(MEMS)。负性的抗光蚀剂种类明显不同于正性抗光蚀剂，它们的清除(除去)实践更为苛刻。事实上，通常应当理解，SU-8 抗光蚀剂可以视为永久的系统，因此只能使用更复杂、耗时和昂贵的实践时方可除去。同任何一种设计光刻蚀法(photolithography)的工艺一样，为了成功进行下一工艺，期望将抗光蚀剂从基质上完全除去。抗光蚀剂的不完全剥离可以导致下一蚀刻或者沉积步骤期间产生不规则，这会导致性能和收率问题。例如，在焊料凸缘化(bumping)期间， 抗蚀剂污染可以阻止金属焊料在板组件软熔(reflow)工艺期间湿润金属垫片，由此导致最终的组件收率损失。同样的抗光蚀剂污染在主设备图案化的前端中表现为有机污染，在蚀刻或者淀积过程中导致完全相同的不润湿问题。不论如何微小，所述不规则在整个制造过程中直至最终设备装配和测试期间都会持续放大问题，该状况导致机械和电接触不良，由此会产生高电阻和发热，或者甚至更糟，导致灾难性的电短路。在各个上述化学工艺处理过程中，任何人都可以理解，清洁度和高流通量的最大选择性必须得到满足，不能失败。任何与性能缺失、残余物存在、或者更糟的、工艺复杂性升高相关的问题都将导致收率降低和成本增加。通常应当理解，正性抗蚀剂的化学性质一般是亲水的(极性)和无定形的(S卩非热固和交联的)，并且基于这些原因，认为这些系统更易于使用常规的溶剂和/或化学剥离剂清除(除去)。正性化学性质的树脂基于线型酚醛树脂(甲酚、酚醛树脂)或者聚羟基苯乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MW奎伦，DE奥德尔，ZP李，JC穆尔，EE麦金泰尔，
申请(专利权)人：MW奎伦，DE奥德尔，ZP李，JC穆尔，EE麦金泰尔，
类型：发明
国别省市：