專利名稱：去除抗蝕劑材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在生產(chǎn)半導(dǎo)體、電路、各種印刷板或液晶面板工藝中包括的形成精細(xì)圖案的步驟中，在諸如半導(dǎo)體晶片的物件上去除不再需要的抗蝕劑材料的方法。本發(fā)明的工藝在下文將參照生產(chǎn)半導(dǎo)體的示例進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明不僅僅局限于該應(yīng)用，而可以應(yīng)用于表面上具有抗蝕劑材料的物件上，特別是，優(yōu)選用于在噴鍍之后去除晶片上的變得不再需要的厚的抗蝕劑材料。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體裝置中，如下步驟是重復(fù)進(jìn)行的即，在諸如硅的晶片上涂覆(施加)抗蝕劑材料、通過普通的照相過程來形成抗蝕劑圖案影像、利用抗蝕劑作為掩膜進(jìn)行噴鍍或刻蝕、以及去除不再需要的抗蝕劑材料。
隨著圖案密集程度或電路大規(guī)模集成(LSI)的集成度的增大以及圖案密度程度或液晶顯示面板尺寸的增大，鑒于產(chǎn)品的生產(chǎn)率和可靠性，重要的是簡單且可靠地將存在于半導(dǎo)體晶片或玻璃襯底上的不再需要的材料去除。作為去除不再需要的抗蝕劑材料的步驟，傳統(tǒng)上通常采用去除抗蝕劑的化學(xué)溶液的濕式去除法，以及使用灰化機(jī)(asher)(碳化裝置)的干式去除法；對于具有較大厚度的抗蝕劑材料，考慮到生產(chǎn)量主要采用化學(xué)溶液去除法。
然而，采用化學(xué)溶液去除法需要使用大量有害化學(xué)物，并擔(dān)心對工作環(huán)境有不利影響，保護(hù)環(huán)境的措施也成為負(fù)擔(dān)。此外，擔(dān)心對于產(chǎn)品性質(zhì)或產(chǎn)量有負(fù)面影響，如化學(xué)溶液損壞裝置表面或已經(jīng)用化學(xué)溶液去除的抗蝕劑的再次粘附。
為了解決這些問題，已經(jīng)提出了一種簡單方法，即，利用呈片形或帶形的壓敏粘結(jié)劑片(下文中，有時僅僅稱作壓敏粘結(jié)劑片)去除抗蝕劑材料。該方法包括將壓敏粘結(jié)劑片粘附到其上具有抗蝕劑材料的物件上，以牢牢地將抗蝕劑材料固定到壓敏粘結(jié)劑層上，并且整體地脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料(即，同時脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料)，從而從物件上去除抗蝕劑材料。該方法不涉及其它傳統(tǒng)方法中的問題，故提高產(chǎn)品生產(chǎn)率。
然而采用上述利用壓敏粘結(jié)劑片的去除方法經(jīng)常有這樣的情況，即，抗蝕劑材料不能完全從諸如半導(dǎo)體襯底這樣的物件表面上去除，部分抗蝕劑材料殘留在物件上。特別是在例如于晶片上形成凸塊的步驟中在噴鍍晶片之后從晶片上脫離抗蝕劑材料情況下，經(jīng)常涉及到的問題是，因為抗蝕劑材料的內(nèi)在失效(也稱作粘性的失效)，抗蝕劑材料殘留在凸塊的側(cè)面或在晶片襯底的表面上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是利用壓敏粘結(jié)劑改進(jìn)脫離抗蝕劑材料的方法，由此確保如上所述的將抗蝕劑材料從物件上去除。
為達(dá)到上述目的的集中研究的結(jié)果是，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在將粘附到諸如半導(dǎo)體襯底的物件上的壓敏粘結(jié)劑片脫離的過程中，通過使用抵抗抗蝕劑材料變形的具有較強(qiáng)動力學(xué)特性的材料，抗蝕劑可以簡單而確定地從物件上去除，并防止抗蝕劑材料的內(nèi)在失效，因此不會在物件上留下抗蝕劑材料，如此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提出(1)去除抗蝕劑材料的方法，即，通過將壓敏粘結(jié)劑片粘附到存在于物件上的抗蝕劑材料表面上，以及以整體狀態(tài)脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料，從而將物件上的抗蝕劑材料去除，在該方法中脫離時抗蝕劑材料具有0.5MPa或更高的楊氏模量；(2)去除抗蝕劑材料的方法，即通過將壓敏粘結(jié)劑片粘附到存在于物件上的抗蝕劑材料表面上，以及以整體狀態(tài)脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料，以將物件上的抗蝕劑材料去除，在該方法中脫離時抗蝕劑材料具有0.5MPa或更高的斷裂拉伸強(qiáng)度；(3)去除抗蝕劑材料的方法，即通過將壓敏粘結(jié)劑片粘附到存在于物件上的抗蝕劑材料表面上，以及以整體狀態(tài)脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料以將物件上的抗蝕劑材料去除，在該方法中脫離時抗蝕劑材料具有30％或更高的斷裂拉伸伸長率；(4)如前述(1)至(3)中之一的去除抗蝕劑材料的方法，其中抗蝕劑材料具有橡膠彈性；(5)如前述(1)至(3)中之一的去除抗蝕劑材料的方法，其中抗蝕劑材料含有橡膠性成分；(6)如前述(1)至(3)中之一的去除抗蝕劑材料的方法，其中抗蝕劑材料含有氨基甲酸乙酯成分；以及(7)如前述(1)至(3)中之一的去除抗蝕劑材料的方法，其中抗蝕劑材料含有環(huán)狀橡膠和/或雙氮化物成分。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，具有抗蝕劑材料的物件例如包括在公知的抗蝕劑材料涂覆在物件上的狀態(tài)下的諸如半導(dǎo)體襯底或玻璃襯底的物件，預(yù)定的抗蝕劑圖案(抗蝕劑膜影像)通過普通的照相工藝形成，諸如金屬噴鍍或刻蝕的各種處理方法在抗蝕劑的開口處進(jìn)行。在此，抗蝕劑材料通常具有大約1微米至大約150微米的厚度，但是并不特別局限于此。
在本發(fā)明中，壓敏粘結(jié)劑片粘附到存在于物件上的抗蝕劑材料的表面上。作為壓敏粘結(jié)劑片，使用了公知的用于脫離抗蝕劑材料的壓敏粘結(jié)劑片，那些對于抗蝕劑材料具有良好粘附特性的是特別優(yōu)選的。
用于本發(fā)明的抗蝕劑材料具有抵抗變形的強(qiáng)韌的動力學(xué)特性，以至于它可被剝離而不會在物件上留下殘留物，同時在通過壓敏粘結(jié)劑片的脫離操作時不會導(dǎo)致諸如斷裂或撕裂的內(nèi)在失效。作為能夠呈現(xiàn)這些特性的抗蝕劑材料組成物，可以考慮各種結(jié)合，例如，對于賦予抗蝕劑材料以橡膠彈性是有效的。橡膠彈性在此意味著橡膠或類橡膠材料通常顯示出的彈性。這樣的材料具有難以因應(yīng)力變形而斷裂的性質(zhì)。作為對本目的有用的抗蝕劑材料，例如示出了含有環(huán)狀橡膠成分或雙氮化物成分的抗蝕劑材料和含有氨基甲酸乙酯化合物的抗蝕劑材料。由于這些抗蝕劑材料呈現(xiàn)出高的粘附力，以至于在脫離時不會產(chǎn)生這樣的失效，即因抗蝕劑材料內(nèi)的斷裂的延伸而使得仍有一些殘留物在物件上，并且，抗蝕劑材料總在整體狀態(tài)下從物件上脫離。特別是，具有拉伸時0.5MPa或更高的楊氏模量的抗蝕劑材料是優(yōu)選的，具有0.6MPa或更高的楊氏模量的抗蝕劑材料是較優(yōu)選的，1MPa或更高的楊氏模量的抗蝕劑材料也是較優(yōu)選的。拉伸楊氏模量的上限可以為3000MPa。而且，通過使用具有斷裂拉伸強(qiáng)度為0.5MPa或更高、優(yōu)選為0.8MPa或更高、較優(yōu)選為2MPa或更高的抗蝕劑材料可獲得好的結(jié)果。斷裂拉伸強(qiáng)度的上限可以為200MPa。此外，通過使用具有斷裂伸長率為30％或更高、優(yōu)選為45％或更高、較優(yōu)選為100％或更高的抗蝕劑材料可獲得好的結(jié)果。斷裂伸長率的上限可以為2000％。
在此，楊氏模量、斷裂拉伸強(qiáng)度和斷裂拉伸伸長率根據(jù)JIS K-7113(1995)測量。(樣品10mm寬；夾具至夾具的距離10mm；測試速率50mm/min)JIS K-7113的拉伸模量(Em)通過Δσ/Δε計算，但本發(fā)明的楊氏模量為通過計算從0％到100％應(yīng)變時的Δε的拉伸模量(Em)。
此外，斷裂拉伸強(qiáng)度和斷裂拉伸伸長率分別指JIS K7113中描述的拉伸斷裂強(qiáng)度和拉伸斷裂伸長率。
本發(fā)明中，楊氏模量、斷裂拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率通常在120至170℃下測量。
作為可能含在抗蝕材料中的橡膠成分，各種公知的橡膠成分都可以使用，但是其示例包括含有作為主要成分聚異芘，象苯乙烯-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠或乙烯-丙烯橡膠的合成橡膠。盡管橡膠成分的量不受限制，但是抗蝕材料可以通常含有占重量3至50％的橡膠成分。
作為可能含在抗蝕材料中的氨基甲酸乙酯，在其分子中具有氨基甲酸乙酯鍵的各種化合物都可以使用，但是其示例包括功能性的含有氨基甲酸乙酯低聚物類(如，(甲)丙烯酸酯功能性氨基甲酸乙酯低聚物，或環(huán)氧功能性氨基甲酸乙酯低聚物)。盡管氨基甲酸乙酯成分的量不受限制，但是抗蝕材料可以通常含有占重量3至50％的氨基甲酸乙酯成分。
作為可以含在抗蝕材料中的環(huán)狀橡膠化合物，可以使用傳統(tǒng)上公知的化合物，但是其示例包括環(huán)狀天然橡膠、環(huán)狀聚異芘、環(huán)狀聚異丁烯、環(huán)狀聚丁二烯。盡管環(huán)狀橡膠化合物的量不受限制，但是抗蝕材料通常含有占重量3至50％的環(huán)狀橡膠化合物。
可以含在抗蝕材料中的雙氮化物的示例，包括4，4′-二疊氮重耳酮、4，4′-二疊氮聯(lián)二苯、4，4′-二疊氮均二苯乙烯，2，6-雙(4′-疊氮亞芐基)環(huán)己酮-3-甲基環(huán)己酮，2，6-雙(4′-疊氮亞芐基)-4-甲基環(huán)己酮。盡管雙氮化物的量不受限制，但是抗蝕材料通常含有占重量3至50％的雙氮化物化合物。
將壓敏粘結(jié)劑片粘附到抗蝕劑材料上的操作理想的是在施加熱以及壓力下進(jìn)行的，目的是將壓敏粘結(jié)劑層緊密地結(jié)合到抗蝕劑上而成一體。脫離抗蝕劑材料的操作可以在常溫下進(jìn)行，但是為了使抗蝕劑材料的彈性最優(yōu)而且降低物件表面和抗蝕劑之間的粘結(jié)性的目的，優(yōu)選加熱到50℃到200℃范圍的溫度。
作為在此使用的壓敏粘結(jié)劑片，用于脫離抗蝕劑的各種壓敏粘結(jié)劑片可以使用。通常，它們呈片形或帶形，其中20至150微米厚的壓敏粘結(jié)劑層在薄膜襯底上。作為薄膜襯底，可以使用通常為10至1000微米厚的塑料薄膜，其由各種合成樹脂構(gòu)成，如聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
另外，壓敏粘結(jié)劑層可以為非固化型，但為了徹底脫離抗蝕劑材料，固化型是優(yōu)選的。對于固化型壓敏粘結(jié)劑層，可以使用那些通過從加熱狀態(tài)(如熱溶型壓敏粘結(jié)劑)而冷卻來固化(凝固)的壓敏粘結(jié)劑，以及那些在壓敏粘結(jié)劑共聚物(如丙烯酸共聚物)中含有固化化合物和聚合催化劑的聚合-固化型壓敏粘結(jié)劑。在這些當(dāng)中，聚合-固化型壓敏粘結(jié)劑，特別是V-固化壓敏粘結(jié)劑是優(yōu)選的。
本發(fā)明參照示例更加詳細(xì)描述。
示例1由環(huán)狀橡膠成分和丙烯酸樹脂成分的混合物構(gòu)成的負(fù)性作用(negative-working)的干膜抗蝕劑(120微米厚)層疊在已經(jīng)形成半導(dǎo)體元件的硅晶片的表面上，接著用傳統(tǒng)方式進(jìn)行曝光和顯影以形成圖案。接著，在晶片表面利用抗蝕劑圖案作為掩膜進(jìn)行銅凸塊的電鍍(100微米厚)。在硅晶片上如此形成的圖像圖案上在140℃下層疊UV固化型、去除抗蝕劑的、壓敏粘結(jié)劑片，并在加熱下保持1分鐘。接著，使用高壓汞燈從粘結(jié)劑片上進(jìn)行UV輻射(輻射量1J/cm2)，接著通過在140℃下剝離壓敏粘結(jié)劑片來去除抗蝕劑材料。在顯微鏡下觀察不具有抗蝕劑的晶片表面表明在凸塊側(cè)面上沒有殘留物，由此抗蝕劑材料被徹底去除?？刮g劑材料顯示出在140℃下楊氏模量為0.6MPa，斷裂強(qiáng)度為0.8MPa，斷裂伸長率為45％。
示例2抗蝕劑材料以與示例1完全相同的方式被脫離和去除，除了使用具有楊氏模量為0.7MPa、斷裂強(qiáng)度為0.4MPa和斷裂伸長率為20％的丙烯酸抗蝕劑材料之外，發(fā)現(xiàn)抗蝕劑材料被幾乎脫離和去除，但是少量的抗蝕劑材料殘留物被證實在凸塊側(cè)部的大約1％。
示例3抗蝕劑材料以與示例1完全相同的方式被脫離和去除，除了使用具有楊氏模量為0.2MPa、斷裂強(qiáng)度為1MPa和斷裂伸長率為20％的丙烯酸抗蝕劑材料之外，發(fā)現(xiàn)抗蝕劑材料被幾乎脫離和去除，但是少量的抗蝕劑材料殘留物被證實在凸塊側(cè)部的大約5％。
示例4抗蝕劑材料以與示例1完全相同的方式被脫離和去除，除了使用具有楊氏模量為0.4MPa、斷裂強(qiáng)度為0.3MPa和斷裂伸長率為100％的丙烯酸抗蝕劑材料之外，發(fā)現(xiàn)抗蝕劑材料被幾乎脫離和去除，但是少量的抗蝕劑材料殘留物被證實在凸塊側(cè)部的大約5％。
對比例1抗蝕劑材料以與示例1完全相同的方式被脫離和去除，除了使用具有楊氏模量為0.1MPa、斷裂強(qiáng)度為0.2MPa和斷裂伸長率為20％的丙烯酸抗蝕劑材料之外，發(fā)現(xiàn)抗蝕劑材料的殘留物被幾乎脫離和去除，但是少量的抗蝕劑材料殘留物被證實在凸塊的幾乎所有側(cè)部中。
如前所述，本發(fā)明可以提供一種以簡單且確定的方式脫離和去除抗蝕劑材料的方法，即通過將壓敏粘結(jié)劑片粘附到如半導(dǎo)體襯底的物件上的抗蝕劑材料上，其中抗蝕劑材料具有用于防止抗蝕劑層內(nèi)在失效的橡膠彈性，由此脫離抗蝕劑的可靠性得以提高。
本身請于2001年5月18日基于日本專利申請JP2001-149295而提交，所述日本專利申請的全部內(nèi)容在此引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種去除抗蝕劑材料的方法，該方法包括將壓敏粘結(jié)劑片粘附到抗蝕劑材料上表面，抗蝕劑材料存在于物件上；以及同時脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料，以從物件上去除抗蝕劑材料；其中，在脫離時，抗蝕劑材料具有0.5MPa或更高的楊氏模量。
2.一種去除抗蝕劑材料的方法，該方法包括將壓敏粘結(jié)劑片粘附到抗蝕劑材料上表面，抗蝕劑材料存在于物件上；以及同時脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料，以從物件上去除抗蝕劑材料；其中，在脫離時，抗蝕劑材料具有0.5MPa或更高的斷裂拉伸強(qiáng)度。
3.一種去除抗蝕劑材料的方法，該方法包括將壓敏粘結(jié)劑片粘附到抗蝕劑材料上表面，抗蝕劑材料存在于物件上；以及同時脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料，以從物件上去除抗蝕劑材料；其中，在脫離時，抗蝕劑材料具有30％或更高的斷裂拉伸伸長率。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的去除抗蝕劑材料的方法，其特征在于，抗蝕劑材料具有橡膠彈性。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的去除抗蝕劑材料的方法，其特征在于，抗蝕劑材料含有橡膠性成分。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的去除抗蝕劑材料的方法，其特征在于，抗蝕劑材料含有氨基甲酸乙酯成分。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的去除抗蝕劑材料的方法，其特征在于，抗蝕劑材料含有環(huán)狀橡膠和雙氮化物中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除存在于物件上的抗蝕劑材料的方法,即通過將壓敏粘結(jié)劑片粘附到抗蝕劑材料表面上并以整體狀態(tài)脫離壓敏粘結(jié)劑片和抗蝕劑材料,從而從物件上去除抗蝕劑材料,在該方法中,脫離時抗蝕劑材料具有0.5MPa或更高的楊氏模量。
文檔編號B08B7/00GK1387090SQ0211987
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者豐田英志, 井岡晴男 申請人:日東電工株式會社