具有改进的硅钝化的半水性光致抗蚀剂或半导体制造残余物剥离和清洁组合物的制作方法_2

文档序号:9929138阅读:来源:国知局
组合物,其包含约70-85重量%的所述一种或多种碱性化合物,其中 所述碱性化合物包含一种或多种烷醇胺、任选约〇. 5-2.5重量%的一种或多种钝化腐蚀抑 制剂、约0.5-2.5重量%的一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂、0.001-1 %或0.005-1%、或 0.01-1 %的一种或多种抗氧化剂的一种或多种氧化产物、和9.9-28.99wt. %的水。
[0012] 在单独或与其他方面一起的本发明其他方面中,提供了一种光致抗蚀剂或半导体 制造残余物剥离和清洁组合物,其具有包含苯并三唑的一种或多种钝化腐蚀抑制剂和包含 没食子酸或儿茶酚的一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂。在单独或与其他方面一起的本发明 其他方面中,提供了一种清洁组合物,其中所述一种或多种烷醇胺包含N-甲基乙醇胺。 [0013]在单独或与其他方面一起的本发明其他方面中,提供了一种用于去除硅衬底上的 光致抗蚀剂或残余物的方法,所述方法包括以下步骤:将所述衬底与剥离和清洁有效量的 本发明任何清洁组合物接触;使所述剥离组合物与所述衬底接触一段剥离有效的时间;和 从所述衬底去除光致抗蚀剂或光致抗蚀剂残余物。所述方法可以以小于1 A/min的速率蚀 刻硅。
[0014]在单独或与其他方面一起的本发明另一方面中,提供了一种制备本发明任何清洁 组合物的方法,包括以下步骤:在容器中合并水、一种或多种碱性化合物、一种或多种抗氧 化剂腐蚀抑制剂,和向所述组合物添加含氧气体、过氧化物或硝酸盐以在所述组合物中形 成抗氧化剂的一种或多种氧化产物。抗氧化剂的氧化产物可以是抗氧化剂腐蚀抑制剂的氧 化产物。那些方法步骤可以在将清洁组合物与待清洁的硅衬底接触之前进行。添加步骤可 以通过将含氧气体鼓泡通过所述容器中的所述组合物来进行。所述组合物、使用方法和制 备本发明组合物的方法的其他方面在说明书范围内和在说明书结尾处的权利要求范围内。 [0015]本发明的剥离和清洁组合物可以提供有效的剥离和清洁作用以及增强的硅钝化。 进一步地,本发明的清洁组合物可以是或可以提供一种或多种以下益处:非腐蚀的剥离和 清洁组合物,其有效地去除残余物、聚合物和污染物和/或尤其对于铝、铜、钨、钛、钽和金属 合金和氮化物是非腐蚀性的,且其提供低的或可忽略的硅蚀刻率。尽管本发明组合物主要 配制用于去除光致抗蚀剂和光致抗蚀剂残余物,但是应理解它们也可以用于从半导体部件 去除其他残余物,尤其当期望娃钝化时,例如,在集成电路的包封(packag i ng)步骤期间。根 据优选实施方式的伴随描述,将更充分地了解本发明的其他目的和优点。
[0016] 发明详述
[0017] 本发明的剥离和清洁组合物优选包含水、一种或多种碱性化合物、至少一种腐蚀 抑制剂和一种或多种抗氧化剂的一种或多种氧化部分的混合物。所述碱性化合物可以是一 种或多种胺或一种或多种季铵氢氧化物,或一种或多种胺和一种或多种季铵氢氧化物的混 合物。所述一种或多种胺可以是或可以包含一种或多种有机胺或一种或多种无机胺。
[0018] 本发明的组合物可以包含5-50wt%、或10-40wt%、或5-30wt%、或10-30wt%、或 15-25wt% 的水;和35-94.5wt%、或30-80wt%、或45-90wt%、或55-85wt%、或50-80wt%、 或70_85wt %的一种或多种碱性化合物;和0 ? l_15wt%、或0 ? 5_3wt %、或0 ? 5-10wt %、或 0 ? 5-7wt %、或0 ? 5-5wt %的一种或多种腐蚀抑制剂;和0 ? 001-5wt %、或0 ? 001-3wt %、或 0.002-0.5wt%、S0.003-0.3wt%、S0.004-0.2wt%、S0.005-0.1wt%、S0.007-0?lwt %,0?01-5wt %、或0?01-3wt %、或0?02-0?5wt %、或0?03-0?3wt %、或0?04-0?2wt %、 或0.05-0. lwt%的抗氧化剂的一种或多种氧化产物。注意,除非另有说明,本申请描述的所 有重量百分比是基于所述组合物的总重量。(所述一种或多种刚才定义量的腐蚀抑制剂可 以包含、基本上由以下组成或由以下组成:一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂、一种或多种钝 化腐蚀抑制剂或一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂和一种或多种钝化腐蚀抑制剂的组合。) 注意,贯穿本申请,使用"一种或多种"表示"一种或多于一种"且可以被其替换。当一种或多 种腐蚀抑制剂包含一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂和一种或多种钝化腐蚀抑制剂时,本文 描述的任何组合物可以包含〇.l-l〇wt%的一种或多种钝化腐蚀抑制剂和O.l-lOwt%的一 种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂;或0.5-5wt %的一种或多种钝化腐蚀抑制剂和0.5-5wt %的 一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂;或〇 . 5-2.5wt %的一种或多种钝化腐蚀抑制剂和0.5-2.5wt %的一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂。
[0019] 本领域已知的用于类似应用的任何腐蚀抑制剂,例如通过引用并入本文的美国专 利号5,417,877中公开的那些可用于本发明的清洁组合物中。腐蚀抑制剂可以是,例如,有 机酸、有机酸盐、酚或三唑。具体的腐蚀抑制剂的实例包括邻氨基苯甲酸、没食子酸、苯甲 酸、间苯二酸、马来酸、富马酸、D,L-苹果酸、丙二酸、酞酸、抗坏血酸、马来酸酐、酞酸酐、苯 并三唑(BZT)、间苯二酚、羧基苯并三唑等。可以使用的腐蚀抑制剂的其他实例包括儿茶酚、 叔丁基邻苯二酚、连苯三酚和没食子酸酯。适合的腐蚀抑制剂的其他实例包括果糖、硫代硫 酸铵、甘氨酸、乳酸、四甲基胍、亚氨基二乙酸和二甲基乙酰乙酰胺。在某些实施方式中,腐 蚀抑制剂可以包括pH为约4到约7的弱酸。弱酸的实例包括三羟基苯、二羟基苯和/或水杨基 羟肟酸。
[0020] 以上所列腐蚀抑制剂包括两种类型的腐蚀抑制剂:钝化腐蚀抑制剂和抗氧化剂腐 蚀抑制剂。钝化腐蚀抑制剂通过与金属络合以在金属顶部形成不溶于水性和有机溶液的钝 化层而保护金属特征。抗氧化剂腐蚀抑制剂通过从剥离和清洁溶液去除溶解氧以防止金属 氧化形成和溶解而保护金属特征。
[0021]在清洁组合物的某些实施方式中,所述一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂可以与以 下组合使用:该一种或多种抗氧化剂腐蚀抑制剂的氧化产物、或作为一种或多种抗氧化剂 的氧化产物的一种或多种不同的抗氧化剂腐蚀抑制剂的一种或多种氧化产物。换句话说, 清洁组合物中一种或多种抗氧化剂的氧化产物可以包含清洁组合物中存在的一种或多种 抗氧化剂腐蚀抑制剂的氧化产物。
[0022]抗氧化剂腐蚀抑制剂的实例包括儿茶酚、叔丁基邻苯二酚、间苯二酚、连苯三酚、 没食子酸、没食子酸酯、抗坏血酸,优选没食子酸和儿茶酚。
[0023]钝化腐蚀抑制剂的实例包括三唑、邻氨基苯甲酸、柠檬酸、苯甲酸、酞酸、间苯二 酸、马来酸、富马酸、D,L-苹果酸、丙二酸、马来酸酐、酞酸酐、苯并三唑(BZT )、羧基苯并三 唑、果糖、硫代硫酸铵、甘氨酸、四甲基胍、亚氨基二乙酸、水杨基羟肟酸和二甲基乙酰乙酰 胺。
[0024]本发明清洁组合物中存在的腐蚀抑制剂或抑制剂的总量可以为0.1_15wt%、或 0.5-10wt %、或0.5-7wt%、或0.5-5wt %。在一些实施方式中,一种或多种抗氧化剂腐蚀抑 制剂可以单独以那些量存在或与一种或多种钝化腐蚀抑制剂组合。
[0025]水存在于本发明清洁组合物中。水是DI水或超高纯水。水可以以基于组合物总重 量的5-50wt%、或 10-40wt%、或5-30wt%、或 10-30wt%或 15-20wt% 的量存在。
[0026] 本发明的剥离和清洁组合物可以包含一种或多种可溶性胺作为其中的碱性化合 物。具体的实例包括己胺、5-氨基-2-甲基戊烷、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、二丙胺、二异丙胺、 二丁胺、二异丁胺、二正丁胺、二叔丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、 戊基甲胺、甲基异戊胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、二甲基乙胺、甲基二乙胺、甲基二丙胺、N-亚乙基甲胺、N-亚乙基乙胺、N-亚乙基丙胺、N-亚乙基丁胺、烷醇胺、乙醇胺、N-甲基乙醇胺、 N-乙基乙醇胺、N-丙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、二乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、N-甲基异丙醇胺、 N-乙基异丙醇胺、N-丙基异丙醇胺、2-氨基丙-1-醇、N-甲基-2-氨基丙-1-醇、N-乙基-2-氨 基丙-1-醇、1-氨基丙-3-醇、N-甲基-1-氨基丙-3-醇、N-乙基-1-氨基丙-3-醇、1-氨基丁-2-醇、N-甲基-1-氨基丁-2-醇、N-乙基-1-氨基丁-2-醇、2-氨基丁-1-醇、N-甲基-2-氨基丁-1-醇、N-乙基-2-氨基丁-1-醇、N-羟基-甲基乙醇胺、N-羟甲基乙二胺、N,N'_双(羟甲基)乙二 胺、N-羟甲基丙醇胺、乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、1,3_二氨基丁烷、2,3_ 二氨基丁烷、戊二胺、2,4_二氨基戊烷、己二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二 胺、N-甲基乙二胺、N,N-二甲基乙二胺、三甲基乙二胺、N-乙基乙二胺、N,N-二
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