[发明专利]从衬底去除物质的方法和组合物

说明书

描述可用于从衬底，例如光致抗蚀剂晶圆去除有机和有机金属物质的组合物。方法呈现为将最小体积的组合物以涂层形式施加于无机衬底，其中施加充分的热量，以及通过冲洗完全去除有机或有机金属物质。该组合物和方法可适用于从电子设备去除，以及在一些情况下，完全溶解正性和负性类型的光致抗蚀剂，和特别是负性干燥膜光致抗蚀剂。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2012年11月21日提交的题目为“Process and Composition forRemoving Substances from Substrates”的美国临时专利申请号61/728,905的优先权，在本文中将其整体引入作为参考。

共同开发的声明

本发明依照Eastman Chemical Co.和EV Group之间的共同开发协议产生。上述共同开发协议是在请求保护的发明完成之日或之前生效，以及请求保护的发明作为该共同开发协议范围内所采取行动的结果而完成。

背景

各种聚合物可以用于制造电子设备，包括例如光致抗蚀剂和有机基介电体。例如光致抗蚀剂可以在光刻操作中的整个半导体设备制造期间使用。光致抗蚀剂可能经由光掩模暴露于光化辐射。当使用正性作用抗蚀剂时，暴露可以在材料内产生化学反应，导致在碱水溶液中的溶解度增加，使其被显影剂溶解并冲洗掉。当使用负性作用抗蚀剂时，聚合物交联可以在暴露的区域中发生，同时留下未曝露的区域无变化。未曝露的区域可以由合适的显影剂化学过程溶解并冲洗。显影之后，可以留下抗蚀剂掩模。抗蚀剂掩模的构造和几何结构可以取决于抗蚀剂的正性或负性基调(tone)；正性基调抗蚀剂可以匹配光掩模的构造，而负性基调抗蚀剂可以提供与光掩模构造相反的图案。

光致抗蚀剂广泛地用于许多应用，包括微电子设备的包装以及化合物半导体制造。

在晶圆级包装中，焊料直接施加于已经完成微电子设备制造，但是并未切割成单独芯片的晶圆上。光致抗蚀剂用作掩模，以划定焊料在晶圆上的位置。在将焊料沉积到晶圆上之后，必须在可能发生的包装加工中的下一个步骤之前去除光致抗蚀剂。典型地在晶圆级包装中，光致抗蚀剂非常厚，大于10 μm，以及有时厚达120 μm。光致抗蚀剂可以是正性或负性的，并且可以以液体或干燥膜的形式施加。在晶圆级包装中，通常使用厚的干燥膜负性光致抗蚀剂。

由于厚的干燥膜负性光致抗蚀剂的厚度和交联性质，焊料沉积之后可能难以去除该材料。由于需要这些工艺流程，开发了浸洗，使得可以同时处理多个晶圆，典型地为每次25至50个晶圆，以及提高工具生产量，同时仍然适应长的处理时间。此类处理的成功使得在整个包装工艺期间成功引入厚的负性膜。但是由于晶圆尺寸持续按比例缩小，以及每个晶圆的处理数增加，所以晶圆的价格持续升高。出现了使由于工艺故障的不良结果的风险最小化的最好方法是分别处理各个晶圆的想法。现有的浸渍技术并不提供具有良好清洁特性、良好相容性的去除溶液，以及能满足工业的实际生产量和拥有成本目标的处理时间。

在化合物半导体处理中，通常使用在光致抗蚀剂上的正和负旋转。例如，对于剥离(lift off)法，施加光致抗蚀剂并形成图案，在该图案之上沉积金属，以及去除光致抗蚀剂，同时去除其上的金属。另外，为在单一晶圆处理中去除光致抗蚀剂，需要与永久的晶圆材料相容的更好的脱除组合物(stripping compositions)。

另外，在化合物半导体处理中，通过在表面上将光致抗蚀剂形成图案，以及将该衬底与形成图案的抗蚀剂一起放入具有等离子体的容器中，在衬底表面上的层中形成图案。等离子体可以选择为相对于光致抗蚀剂优先蚀刻开放表面，由此产生与暴露的层中的光致抗蚀剂相同的图案。等离子体处理之后，光致抗蚀剂和后蚀刻残留物残留在表面上，所述后蚀刻残留物经常为有机金属和/或性质上是金属有机的。在残留光致抗蚀剂的同时去除后蚀刻残留物，同时仍然保持与晶圆表面上的永久材料的相容性，将帮助确保设备工作性能。

概述