[发明专利]用于从基底上去除物质的方法和组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年3月27日提交的美国专利申请12/413,085，以及于2010年3月2日提交的美国专利申请12/715,978的优先权，其中，申请号为12/715,978的美国专利申请要求于2009年3月27日提交的美国临时专利申请61/164,195的优先权，它们的公开内容在此全部引入作为参考。

发明领域

本发明总地涉及从基底上去除有机或无机物质。特别地，本发明涉及从基底上去除有机物质。更特别地，本发明涉及方法和相关装置，其可以使用一系列组合物从基底上去除有机物质，例如无定形聚合物和热固性聚合物，所述基底例如为电子设备，包括但不限于半导体晶片，平板显示器（FPDs），以及其它的微电子基底。

背景技术

各种聚合物可被用于制造电子设备，例如包括光致抗蚀剂和有机基电介质。光致抗蚀剂例如可以贯穿半导体设备制造的全过程在光刻操作中使用。光致抗蚀剂可以通过光掩膜而暴露于光化辐射。当使用正型抗蚀剂时，暴露可以导致材料内的化学反应，致使在碱水溶液中溶解性的增加，从而允许其被溶解并使用显影剂将其冲洗掉。当使用负型抗蚀剂时，聚合物的交联可以发生在暴露区域中，同时使未暴露的区域不发生变化。未暴露的区域可以通过合适的显影剂化学成分(chemistry)来溶解并冲洗。显影之后，抗蚀剂掩膜可以被留下。抗蚀剂掩膜的形状和几何构型依赖于抗蚀剂的正或负性；正性抗蚀剂可以匹配光掩膜的设计，而负性抗蚀剂可以提供相反于光掩膜设计的图案。光致抗蚀剂的使用会需要几个冲洗步骤并在实施下一个电路设计处理步骤之前最终冲洗所述掩膜。

有机基电介质表示用于将绝缘性能赋予微电子线路的工程聚合物。这些化学成分的例子包括由Hitachi-DuPont Microsystems制备的聚酰亚胺（PI）和聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）。用于电子应用的另一种示例性的有机基电介质为由美国的Dow Chemical Company制备的双苯并环丁烯（BCB）。这些聚合物可以以类似于光致抗蚀剂的方式使用传统的旋涂、喷涂或者狭缝涂覆而被施加至基底上（其例如可以在制造FPD中完成）。出于这些应用的原因，有机基电介质往往被称为旋涂电介质。一旦所述聚合物被施加，有机基电介质就可进行图案化过程，但是最终所有的这些系统都会通往最后阶段的固化，其可以通过经历化学和物理性质的变化而永久性地将材料固定在合适的位置。最终材料例如会表现出电子电路性能所期望的电子和物理特性。一旦这些有机基电介质被完全地固化，那么它们就被认为是永久性的，由此，需要返工(rework)时就要求使用侵蚀性的材料，例如极有可能会侵蚀所述基底或邻接金属的强酸或强碱，或者更实际地，返工条件将被认为是不具有商业可行性的。

正性光致抗蚀剂可以是基于酚醛树脂（Novolac）或聚羟基苯乙烯（Phost）变体的树脂，其被选择用于在前期半导体和平板显示器（FPD）制造中的高分辨率设备加工。正性体系代表了全球生产的光致抗蚀剂的最大部分，并且存在很多供应商。对于半导体和FPD的这些系统的示例性的供应商包括但不限于美国的AZ Electronic Materials、美国的Rohm and Haas Company以及日本公司Tokyo Ohka Kogyo Co. Ltd。在正性光致抗蚀剂应用中，基底可以通过等离子工艺来蚀刻，所述等离子工艺可以使用惰性气体和化学组分来例如产生离子化的和活性的物质，所述物质穿过掩膜并蚀刻到基底中。在蚀刻过程中，离子化的和活性的物质可以与所述基底的原子相结合形成副产物，并且所述副产物会通过等离子系统的减压而被排出。这些相同的气态物质还会影响光致抗蚀剂掩膜，例如通过将其烘烤到位并且还将含碳的副产物排至等离子体中。光致抗蚀剂副产物可以与等离子体中的其它物质混合，并被连续地导向所述基底。这些材料可以沿着蚀刻样貌的侧壁浓缩形成残留物，产生否则会被称为各向异性蚀刻的条件，由此，物质在几乎没有或没有侧向损失的情况下被高度控制并导向至所述基底中。在完成之后，该蚀刻残留物就会随着抗蚀剂掩膜而被去除，从而防止对于随后步骤的潜在的有害影响，和导致设备性能的降低或设备失效。然而，这样的残留物和与它们相关的抗蚀剂掩膜是难于去除的，其通常涉及使用经配制的剥离剂化学成分。