미세 라인 레지스트 스트리핑 방법 document_id A220623068439

집적회로 제조 기술은, 추후 공정중에 습식 또는 건식 에칭기술에 의해 에칭되는 기판 상에 포토리소그래픽하게(photolithographically) 패턴을 그리기 위하여 양성(positive) 포토레지스트 타입 물질을 이용한다. 이미징(Imaging)은 금속 도체를 패턴하여 상기 회로를 형성하는 공정이다. 이러한 공정은 이미징 물질, 이미징 장비 및 기판 상에 마스터 패턴(master pattern)을 복제하기 위한 금속화 공정과 함께 공정 조건의 다단계 집적화를 포함한다. 큰 피쳐(feature)(200㎛ 이상)는 스크린인쇄(screen printing)에 의해 매우 경제적으로 형성될 수 있다. 그러나, 200㎛보다 작은 피쳐 크기는 포토 리소그래피 공정을 이용하여 형성된다. 몇 년간 회로 밀도가 증가함에 따라, 이미징 공정은 더 미세한 피쳐의 상업적 생산이 가능하도록 계속적으로 발전하였다. 고-밀도 직접연결(high-density interconnect, HDI)에 대한 이러한 필요성은 50㎛ 이하의 피쳐크기를 갖도록 산업을 이끌었다. 이미징 장비 및 물질은 이러한 문제에 부합하도록 발전되어 왔다. 이미징을 위한 상기 포토 리소그래픽 공정 순서는 기본적으로, 관심있는 기판상에 빛에 민감한 폴리머 물질(포토레지스트)을 적용하는 단계, 상기 포토레지스트를 원하는 패턴으로 빛에 노출시키는 단계 및 상기 노출된 패턴을 현상하는 단계를 포함한다. 이렇게 현상된 패턴은 감쇄 에칭(subtractive etching) 또는 첨가 도금(additive plating) 금속 패턴 전이에 사용된다. 금속화 후, 상기 포토레지스트는 표면으로부터 스트리핑되고, 상기 패널은 추가 공정을 위해 준비된다. 이러한 완전한 리소그래피 공정에서 패턴 묘사 이후, 상기 포토레지스트 물질은 추가의 작업을 허용하도록 노출된 영역과 노출되지 않은 모든 영역으로부터 고르고 완벽하게 스트리핑 될 필요가 있다. 포토레지스트 물질의 남은 잔류물은 만족스러운 집적회로의 수득률에 불리한 영향을 끼치기 때문에, 공정될 영역에서 레지스트 코팅의 부분적인 잔류물이라도 바람직하지 않다. 패턴전이 이후 포토레지스트의 완벽한 스트리핑은 상승된 온도에서 종종 구리의 산화를 제한하기 위한 산화방지 첨가제와 함께 1M 이상의 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨의 용액에서 수행된다. 따라서, 일반적으로, 이러한 물질들은 산성용액에서 뛰어난 안정성을 나타내지만, 더 강한 산성용액과 알칼리성 용액에서는 변화하는 안정성을 갖는다. 실제로, 구리의 산성에칭과 구리의 알칼리성(암모니아와 같은)에칭에 대한 물질의 하위분류가 있다. 증가된 산성 안정도는 용액의 pH가 종종 1이하인 산성 구리 도금에서 사용하기 위해 요구된다. 추가적으로 레지스트 물질은 다음의 하나 이상에 의해 스트리핑될 수 있다: 염화메틸렌과 같은 할로겐화 된 탄화수소, 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidinone)과 같은 아민 및 이들의 유도체, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(ethylene glycol monomethyl ether), 에탄올과 같은 글리콜 에테르(glycol ethers), 메틸에틸 케톤(methylethyl ketone)과 아세톤(acetone)과 같은 케톤(ketones) 및 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 황산(sulphuric acid), 과산화황산암모늄(ammonium persulfate) 및 부식제(caustic) 및 페놀 유도체의 혼합물과 같은 물질 뿐만 아니라 다른 다양한 물질. 드라이-필름 포토레지스트는 패턴 형성을 위하여 도금 및 에칭에 앞서 일반적으로 사용된다. 이러한 필름은 폴리에스테르 커버시트와 폴리에틸렌 분리시트 사이에 끼워진 감광성의 물질과 함께 3-층 구조를 갖는다. 액체 포토레지스트는 다양한 화학분야에서 사용된다. 다수는 간단하게 코팅가능한 드라이-필름 물질의 형태이다. 이들은 먼저 내부층을 패턴하기 위하여 사용되어졌고, 롤러, 스프레이, 커튼(curtain) 또는 정전 코팅 기술(electrostatic coating techniques)에 의해 기판에 적용된다. 적용되는 두께는, 일반적으로 더 두꺼운 드라이-필름 레지스트와 비교하여 우수한 분해능을 나타내는 6~15㎛이다. 분해능은 두께에 의해서 추정되기 때문에, 이들은 25㎛ 미만의 피쳐를 분해하는 잠재력을 갖는다. 구리 기판에 대한 액체 포토레지스트의 형태는 일반적으로 매우 좋고, 50㎛ 피쳐 이하에서 높은 수득률을 달성하는 것이 가능하다. 알칼리-가용성 레지스트 잉크가 일반적으로 바람직하다. 써멀(thermal) 및 UV-경화형(UV-curable) 레지스트의 경우 스트리핑은 2중량% 수산화 나트륨 또는 프로프리에터리 용액(proprietary solution)에서 이루어진다. 상기 레지스트는 유리되고, 물 분사로 세척된다. 부식제가 유해하기 때문에 적절한 안전 예방조치가 취해져야만 한다. 컨베이어화된 레지스트 스트리핑 및 에칭 기계는 뜨거운 알칼리성 용액을 기판의 양면에 분사하는 고압펌핑 시스템을 사용한다. 폴리이미드(polyimides)와 같은 어떤 라미네이트 (laminate)물질은 알칼리성 박리액(strippers)에 의해 부착되기도 한다. 박리액이 에폭시 또는 다른 기판을 침습하면, 미즈링(Measling), 스테이닝(staining) 또는 다른 분해(degradation)가 두드러지게 된다. 농도, 온도 및 체류시간의 조절은 일반적으로 심감한 문제를 방지할 수 있다. 스크린된 비닐계 레지스트는 염소처리된 용액, 석유 또는 글리콜 에테르 용매의 용액에서 분해작용에 의해 스트리핑된다. 염화메틸렌과 톨루엔(현재 모두 사용 불가능함)은 저온 박리액 조성물(cold stripper formulations)에서 광범위하게 사용되었다. WO 95/23999은 염기와 가용성 규산염을, 예를들어, 에탄올 아민과 오르토규산 나트륨(sodium orthosilicate)(실시예 2) 또는 수산화칼륨과 규산나트륨(실시예 4)을 함유하는 폴리머 레지스트 층을 스트리핑용 수성의 조성물을 개시하고 있다. US 5,102,777은 아민과 지방산을 함유하는 포토레지스트 박리액 조성물에 대하여 기재하고 있다. 스트리핑을 위한 일반적인 장비는 수평적이거나 수직적으로 분사 컨베이어화되어 있다. 첨가제는 기포를 방지하기 위하여 현상용액에서 사용된다. 상기 스트리핑 용액은 상기 포토레지스트를 팽창시키고 용해하여 시트 또는 작은 입자로서 스트리핑한다. 상기 장비 디자인은 스킨(skin)을 효율적으로 스트리핑하고, 분리시켜야 한다. 종종, 레지스트 스트리핑을 보조하도록 브러시(brushes)와 초음파 교반이 추가된다. 현상(developing)에 있어서, 분사노즐을 깨끗하게 유지하고, 패널에 도달하는 용액을 신선하게 유지하기 위하여 여과는 중요하다. 구리를 산화시키는 스트리퍼 화학제품에 대하여, 산화방지제가 스트리핑 용액이나 세척의 일부로서 종종 첨가된다. 포토레지스트로서 이러한 포토이미지 가능한(photoimageable) 조성물 사용의 한가지 문제점은 통상적인 알칼리성 수성 스트리핑 용액, 예를들어, 3중량% NaOH 용액을 사용하여 정전기적으로 도금된 회로기판으로부터 이들을 스트립하는 것이 어렵다는 것이다. 이러한 문제는 인쇄회로기판(printed circuit boards)의 기능적인 능력은 증가시키는 반면, 크기를 감소시키도록 하는 회로기판 제조업자들에 대한 최근의 요구에서 기인한다. 따라서, 더 많은 회로가 더 작은 표면상에 맞춰져야 할 필요가 있음에 따라, 회로기판상에 회로 라인 및 공간은 계속해서 줄어들고 있다. 이는 특히, 50㎛ 및 오늘날에는 25㎛ 미만의 미세 라인 고-밀도 직접연결(HDI) 피쳐 사이즈에 적용된다. 상기 크기는 특히 L/S값과 연관있다. 상기 L/S값은 전도체 트랙(L) 및 두 개의 전도체 트랙 사이의 공간(S)의 너비를 결정한다. 미세 라인 적용은 전형적으로 50㎛이하의 L 및 S-값, 바람직하게는 25㎛ 이하의 L 및 S-값의 L/S-값에 의해 기재된다. 대부분의 경우에도 불구하고, L 및 S 값은 동일하거나, 또는 50㎛/25㎛, 30㎛/25㎛, 25㎛/50㎛ 등의 값이 가능하다. 대부분은 더 작은 스트립 입자를 생성하여 스트리핑을 용이하게 하는 유기계(아민- 또는 유기 용매 함유) 알칼리성 스트리핑 용액을 사용한다. 이러한 유기 스트리퍼, 예를들어, 트리메틸아민(trimethylamine) 또는 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide)을 함유하는 용액은 레지스트를 더욱 잘 스트리핑하는 반면, 고가이고, 폐기물 처리 및 이들과 관련하여 환경적인 염려를 더 갖는다. 게다가, 근래 작업장에서 용매 방출 감소에 대한 중요성으로 인하여, 용매-스트립 가능한 포토레지스트는 수성-스트립 가능한 것들보다 덜 바람직하다. EP 1 043 629는 질소-함유 유기하이드록실(organohydroxyl) 화합물, 일반식 HO-(CpH2pO)q-R(여기서, R은 C1-C4 알킬, p는 2 또는 3, 및 q는 1,2 또는 3)로 나타내어지는 알킬린 글리콜 모노알킬 에테르(alkylene glycol monoalkyl ether), 당 또는 당알코올, 인-함유 화합물 및 물을 포함하는 포토레지스트 스트리핑 조성물을 기재하고 있다.