(57)【要約】【課題】マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法を提供する。【解決手段】マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法が記載される。前記方法は、シリコンおよび有機材料から構成された層を曝露する表面を有する部品を受容すること、および湿式クリーンチャンバ中に部品を配置することを含む。湿式クリーンチャンバにおいて、シリコンおよび有機材料から構成された層は、部品の表面を、硫酸組成物を含む第１の剥離剤に曝露すること、および任意に、部品の表面を、希フッ化水素酸（ｄＨＦ）を含む第２の剥離剤に曝露することにより除去される。【選択図】図４
2016189001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法であって、以下のステップ：
シリコンおよび有機材料から構成された層を曝露する表面を有する部品を受容するステップ；
湿式クリーンチャンバ中に前記部品を配置するステップ；および
前記湿式クリーンチャンバを操作して、以下のステップ：
前記部品の表面を、硫酸組成物を含む第１の剥離剤に曝露するステップ、
を行うことにより、前記部品から前記シリコンおよび有機材料から構成された層を完全に除去するステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、２０重量％以下のシリコン含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の剥離剤への前記部品の曝露が、硫酸および／またはその乾燥種および前駆体を含む液相硫酸組成物を分注すること、および水蒸気に曝露する前に、前記液相硫酸組成物の温度より高く、前記液相硫酸組成物の温度を上昇させるのに有効な量の水蒸気へ、前記液相硫酸組成物を曝露することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記硫酸組成物が、硫酸および過酸化水素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記過酸化水素と硫酸を混合する前に、およそ７０℃〜およそ２２０℃の範囲の温度まで前記硫酸を加熱する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記過酸化水素と硫酸を混合する前に、およそ１７０℃〜およそ２００℃の範囲の温度まで前記硫酸を加熱する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層の完全な除去が、以下のステップ：
前記部品を、前記第１の剥離剤に曝露した後に、希フッ化水素酸（ｄＨＦ）を含有する第２の剥離剤に前記部品の表面を曝露するステップ、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、２０重量％より大きなシリコン含有量を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、３０重量％より大きなシリコン含有量を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、４０重量％を超えるシリコン含有量を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品の前記第２の剥離剤への曝露が、前記第１の剥離剤に前記部品を曝露した後直ちに行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層の完全な除去が、以下のステップ：
前記第１の剥離剤への前記部品の曝露の後、および前記第２の剥離剤への前記部品の曝露の前に、前記部品の表面を洗浄剤へ曝露するステップ、
をさらに含み、ここで、前記洗浄剤は、過酸化水素、脱イオン（ＤＩ）水、熱脱イオン（ＨＤＩ）、冷脱イオン（ＣＤＩ）水、ＨＤＩおよびＣＤＩの混合物、またはＨＤＩ、ＣＤＩ、および過酸化水素の混合物からなる群から選択される、
請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の剥離剤が、５０：１〜１０００：１の範囲のＨＦに対する水の希釈比での希フッ化水素酸を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記希フッ化水素酸を、およそ２０℃〜およそ８０℃の範囲の温度まで加熱する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層の完全な除去が、以下のステップ：
前記第１の剥離剤への前記部品の曝露の後、脱イオン水、水酸化アンモニウム水溶液、および過酸化水素の混合物を含有するクリーニング剤に、前記部品の表面を曝露して、残留する硫酸を除去するステップ、
をさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記クリーニング剤が、およそ１：１：５〜およそ１：８：５００の範囲のＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ混合比の、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏから構成されたＳＣ１組成物を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＳＣ１組成物が、およそ２０℃〜およそ８０℃の範囲の温度まで調節される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、シリコン含有反射防止コーティング（ＡＲＣ）を含み、残留層が、およそ１７重量％に等しいか、またはおよそ４３重量％に等しいシリコン含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記シリコンおよび有機材料から構成された層が、上部光感受性材料の残渣および任意の下部有機層を含む多層フィルムスタックの一部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
以下のステップ：
加熱された硫酸組成物を含む第３の剥離剤に前記部品の表面を曝露して、前記下部有機層を除去するステップ、
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、マイクロエレクトロニクス部品（workpiece）から層を剥離するための方法、および特に、シリコンおよび有機材料から構成された層を剥離するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
フォトリソグラフィーは、半導体部品の表面に、マスク上の幾何学的形状およびパターンを転写することにより半導体集積回路を製造するのに使用される主要な手法である。原則として、光感受性材料をパターン化された光に曝露し、現像液中でのその溶解度を変化させる。いったん像が形成されて現像されると、現像化学物質に可溶な光感受性材料の一部分が除去され、回路パターンが残る。
【０００３】
最初に回路パターンが光感受性材料中に形成されると、パターン化された層は、半導体部品のいくつかの領域をマスクする保護フィルムとしての役割を果たし、一方で、他の領域は、例えば、プラズマエッチングプロセスなどのドライエッチングプロセスを利用して、下部層へ回路パターンの転写が可能となるように曝露される。初期パターン化された層においてより小さい限界寸法およびより薄い層／フィーチャを製造するために、二層マスクまたは三層マスクを含む、多層スキームを実行することができる。第２のまたは第３の層を含むことにより、最上部のパターン化された層が、続くドライエッチングプロセスに耐えるように慣例的に選択される厚さより薄くてもよい。
【０００４】
多層マスクにおいて、有機または無機反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を、光感受性材料の層の下に形成して、反射光を低減して光感受性材料の層における定常波パターンの形成を少なくしてもよい。シリコン含有ＡＲＣ（ＳｉＡＲＣ）層は、現在反射防止マスク層として生産され、ここで、Ｓｉ含有量を調整して、例えば、フォトレジストなどの光感受性材料に対する高いエッチング選択性を提供してもよい。典型的には、ＳｉＡＲＣ層を、プラズマアッシングプロセスを使用して除去し、続いて残留物をクリーニングするために湿式剥離する。しかしながら、プラズマアッシングプロセスにより、下部のマイクロエレクトロニクス部品への損傷が引き起こされ得る。および、さらに、複雑さを増加させるプロセスシーケンスにより、高性能ＳｉＡＲＣ層の除去は、より問題となっており、よって、これらの材料および他の層を除去するための新規なプロセシング方法が、マイクロエレクトロニクスデバイスの生産に必要である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の要約
本発明の実施形態は、マイクロエレクトロニクス部品から層を剥離するための方法、および特に、シリコンおよび有機材料から構成された層を剥離するための方法に関する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、マイクロエレクトロニクス部品から層を剥離するための方法、および特に、シリコンおよび有機材料から構成された層を剥離するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法が記載される。前記方法には、シリコンおよび有機材料から構成された層を曝露する表面を有する部品を受容すること、および湿式クリーンチャンバ中に前記部品を配置すること、が含まれる。湿式クリーンニングチャンバ中で、硫酸組成物を含有する第１の剥離剤に部品の表面を曝露することにより、シリコンおよび有機材料から構成された層を部品から除去して、次いで任意に、希フッ化水素酸（ｄＨＦ）を含有する第２の剥離剤に部品の表面を曝露する。
図面の簡単な説明
添付の図面には、以下が記載される：
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図２Ａ】図２Ａは、別の実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図２Ｂ】図２Ｂは、別の実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図３Ａ】図３Ａは、なお別の実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図３Ｂ】図３Ｂは、なお別の実施形態によるシリコンおよび有機材料から構成された層を有するマイクロエレクトロニクス部品の概略的表現を例示し；
【図４】図４は、実施形態によるマイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法を例示するフローチャートを提供し；
【図５Ａ】図５Ａは、追加の実施形態による湿式クリーンチャンバの例示であり；
【図５Ｂ】図５Ｂは、追加の実施形態による湿式クリーンチャンバの例示であり；
【図６】図６は、なお追加の実施形態による湿式クリーンチャンバの例示である。
【０００９】
いくつかの実施形態の詳細な説明
マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法が、種々の実施形態で記載される。関連分野（relevant  art）の当業者は、１つまたは２つ以上の具体的な詳細がなくても、または他の置き換えおよび／または追加の方法、材料、構成要素により、種々の実施形態を実施してもよいことを認識するであろう。別の例においては、本発明の種々の実施形態の側面をあいまいにすることを回避するために、周知の構造、材料、または操作を詳細に示さないか、または記載しない。同様に、本発明の完全な理解を提供するために、説明の目的で、具体的な数、材料、および配置が記載される。そうではあるが、本発明は具体的な詳細がなくても実施され得る。さらに、図面に示された種々の実施形態が、例示的表現であり、必ずしも寸法通りに描かれていないことが理解される。
【００１０】
本明細書を通して、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関して記載された、特定の特徴、構造、材料、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味するが、実施形態毎にそれらが存在することを示さない。よって、本明細書を通して種々の場所で、句「一実施形態において」または「実施形態において」の出現は、必ずしも本発明の同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性を、１つまたは２つ以上の実施形態において、あらゆる好適なやりかたで組み合わせてもよい。種々の追加の層および／または構造が含まれてもよく、および／または記載された特徴が、他の実施形態において省略されてもよい。
【００１１】
本願において使用される「部品」は、本発明に従ってプロセスされる対象物を総称的に指す。部品には、デバイスの、特に半導体または他の電子デバイスのあらゆる材料部分または構造が含まれてもよく、例えば、半導体ウエハなどのベース部品構造、または例えば、薄膜などのベース部品構造上のもしくはベース部品構造を覆う層などであり得る。部品は、従来のシリコン部品または半導体性材料の層を含む他のバルク部品であってもよい。本願において使用されるとおり、用語「バルク部品」は、シリコンウエハのみならず、例えば、シリコン・オン・サファイア（「ＳＯＳ」）部品およびシリコン・オン・グラス（「ＳＯＧ」）部品などのシリコン・オン・インシュレータ（「ＳＯＩ」）部品、ベース半導体基部（foundation）上のシリコンのエピタキシャル層、および例えば、シリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、およびリン化インジウムなどの他の半導体またはオプトエレクトロニクス材料を意味し、およびそれらを含む。部品は、ドープされていても、または未ドープでもよい。よって、部品が、いかなる特定のベース構造、下部層または上部層、パターン化されたものまたはパターン化されていないものにも限定されることは意図されないが、むしろあらゆるかかる層またはベース構造、ならびに層および／またはベース構造のあらゆる組み合わせを含むことが考慮される。以下の説明は、特定のタイプの部品を参照し得るが、これは例示的目的のためのみであり、限定するものではない。
【００１２】
前述のとおり、シリコンおよび有機材料を含む層は現在生産されており、とりわけ、リソグラフィー用反射防止コーティングおよびエッチングプロセスを使用するパターン転写用パターニングマスク層としての役割を果たす。例として、シリコン含有ＡＲＣ層は、シリコンおよび有機材料を含み、現在マイクロエレクトロニクスデバイス作製において使用されている。さらに上記したとおり、Ｓｉ含有量を調整して、例えば、フォトレジストなどの光感受性材料に対する高いエッチング選択性を提供することができる。典型的には、シリコンおよび有機材料を含む層を、プラズマアッシングプロセスを使用して除去し、続いて、とりわけアッシング後の残留物を湿式剥離によりクリーニングする。乾燥、およびその後の湿式プロセスシーケンスでは、少なくとも２つのプロセシングツールおよび長いサイクル時間（long  cycle  time）を必要とする。代替的に、別々のプロセシングツールにおいて２つまたは３つ以上の化学反応を伴う全ての湿式プロセスを使用することができる（an  all  wet  process  involving  two  or  more  chemistries  in  separate  processing  tools  can  be  used）。しかしながら、プラズマアッシングプロセスにより、下部のマイクロエレクトロニクス部品への損傷が引き起こされ、かかるフィルムにおけるシリコン含有量が増加し得、それらの除去がより問題となっている。
【００１３】
ここで、いくつかの観察方向（view）を通して、同様の参照番号が、同一のまたは対応する部分に割り当てられた図面を参照すると、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、および４には、マイクロエレクトロニクス部品から材料を剥離するための方法が例示されている。前記方法は、図１Ａ、２Ａ、および３Ａにおいて絵を用いて（pictorially）例示され、図４においてはフローチャート４００により提示されている。図４において提示されるとおり、フローチャート４００は、シリコンおよび有機材料から構成された層１１５、２１５、３１５を曝露する表面を有する部品１００を受容する、４１０において開始する。
【００１４】
図１Ａにおいて示されるとおり、層１１５は、例えば、下部層に転写されるべきパターンを有してもまたは有していなくてもよい、シリコン含有ＡＲＣ層を含み得る（図１Ｂ参照）。代替的に、図２Ａにおいて示されるとおり、層２１５は、例えば、下部層に転写されるべきパターンを有してもまたは有していなくてもよい、上部光感受性材料１２０の残渣を含む多層フィルムスタック内に集積されたシリコン含有ＡＲＣ層を含み得る（図２Ｂ参照）。なお代替的に、図３Ａにおいて示されるとおり、層３１５は、例えば、下部層に転写されるべきパターンを有してもまたは有していなくてもよい、上部光感受性材料１２０の残渣および下部有機層１１０を含む多層フィルムスタック内に集積されたシリコン含有ＡＲＣ層を含み得る（図３Ｂ参照）。図１Ａ、２Ａ、および３Ａにおいて示されるとおり、いくつかの実施形態によれば、光感受性材料１２０および／または有機層１１０を省略してもよく、層１１５を、直接部品１００上に、または誘電体層、半導体層もしくは導電体層上に堆積する。
【００１５】
部品１００は、デバイス層１０５をさらに含む。デバイス層１０５は、パターンが転写される、部品１００上のあらゆる薄膜または構造を含み得る。部品１００は、バルクシリコン基板、単結晶シリコン（ドープされたまたは未ドープの）基板、セミコンダクタ・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板、または例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、および他のＩＩＩ／ＶまたはＩＩ／ＶＩ化合物半導体、またはそれらのあらゆる組み合わせなどを含む、あらゆる他の半導体基板を含み得る（第ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩ族は、元素の周期表における古典的または古いＩＵＰＡＣ表記を指し；改訂されたまたは新しいＩＵＰＡＣ表記によれば、これらの族は、第２、１３、１５、１６族をそれぞれ指すであろう）。部品はあらゆるサイズであってもよく、例えば、２００ｍｍ（ミリメーター）基板、３００ｍｍ基板、４５０ｍｍ基板、またはなおより大きな基板であってもよい。
【００１６】
リソグラフィー用のその後の層を創出するための材料を塗布する前に、最初に、シリコンおよび有機材料から構成された層１１５、２１５、３１５を、部品１００を材料の薄膜でスピンコーティングにより調製することができる。代替的に、シリコンおよび有機材料から構成された層１１５、２１５、３１５を、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、熱分解ＣＶＤ、触媒ＣＶＤ、原子層堆積（ＡＬＤ）などの蒸着手法を使用して、最初に調製することができる。層１１５、２１５、３１５中のシリコン含有量を変化させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、シリコン含有量は、４０％、３０％、または２０％、またはさらに１０％未満であり得る。そして、他の実施形態において、シリコン含有量は、４０％より大きなものであり得る。フォトリソグラフィー用に現在生産されている例示的なシリコン含有ＡＲＣ層は、１７  Ｓｉ重量％のシリコン含有量（ＳｉＡＲＣ  １７％）、または４３  Ｓｉ重量％のシリコン含有量（ＳｉＡＲＣ  ４３％）を有し得る。例えば、シリコン含有ＡＲＣ層は、他の薬品供給者の中では、信越化学工業株式会社から商業的に入手可能である。
【００１７】
有機層１１０は、光感受性有機ポリマーまたはエッチングタイプ有機化合物を含み得る。例えば、光感受性有機ポリマーは、ポリアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、またはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）であってもよい。これらの材料を、スピンオン手法を使用して形成してもよい。有機層１１０は、硬化プロセス中に架橋構造を形成する有機材料（例えば、（ＣＨＸ）ｎなど）であってもよい。
【００１８】
４２０において、部品が湿式クリーンチャンバ中に配置され、これを、以下で詳細に説明する。そして、４３０において、シリコンおよび有機材料から構成された層は、湿式クリーンチャンバを操作して１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスを行うことにより、部品１００から完全に除去される（図１Ｂ、２Ｂ、および３Ｂ参照）。
【００１９】
種々の実施形態によれば、湿式クリーンチャンバ中で行われる１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスを半導体製造において使用することができ、ここで、記載されるべきプロセスシーケンスは簡易化されたプロセスフローを可能にし、とりわけ、資本設備要求（capital  equipment  requirements）を減少させる。図２Ａおよび３Ａにおいて示されるとおり、エッチングおよび注入マスクのための多重レベルフィルムスタックを、複数の基板工程（ＦＥＯＬ）プロセシングステップに使用する。使用後に、または多層フィルムスタックの形成／パターニングがプロセシング仕様（specification）に見合わず、多重レベルフィルムスタックが除去でき、次いで２回目の堆積（すなわち、再加工（rework））の際のいずれかに、多重レベルのフィルムスタックを除去することができる。
【００２０】
一実施形態において、１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスは、部品１００の表面を、硫酸組成物を含む第１の剥離剤に曝露することを含む。部品１００の曝露は、部品１００上へ硫酸組成物を分注すること、または硫酸組成物を含む浴中で部品を浸漬することを含み得る。硫酸組成物は、硫酸および／またはその乾燥種（desiccating  species）および前駆体を含む液相硫酸組成物を含み得る。例えば、硫酸組成物は、およそ９６ｗｔ％〜およそ９８ｗｔ％（重量％）硫酸の濃度の硫酸を含み得る。さらに、硫酸組成物は、硫酸および少なくとも１種の他の成分を含む混合物を含み得る。例えば、硫酸組成物は、例えば、過酸化物（すなわち、硫酸−過酸化水素混合物、またはＳＰＭ中の過酸化水素）、オゾンまたは水中オゾンなどの酸化剤をさらに含み得る。さらに、例えば、過酸化水素は、およそ３０ｗｔ％〜３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液を含み得る。
【００２１】
硫酸を、７０℃、または１５０℃を超える温度まで、または代替的に、２００℃を超える温度まで加熱してもよい。例えば、過酸化水素などの追加の材料と硫酸を混合する前に、およそ７０℃〜およそ２２０℃の範囲の温度まで、例えば、硫酸を加熱する。さらに、例えば、過酸化水素などの追加の材料と硫酸を混合する前に、およそ１７０℃〜およそ２００℃の範囲の温度まで、例えば、硫酸を加熱する。
【００２２】
さらに、例えば、蒸気などの水を、硫酸組成物に添加してもよい。例えば、水または蒸気を、硫酸および過酸化水素の混合物に添加することができる。硫酸組成物が分注ノズルを通過する際にまたは後に、水を硫酸組成物に添加してもよい。さらに、例えば、第１の剥離剤への部品の曝露は、硫酸および／またはその乾燥種および前駆体を含む液相硫酸組成物を分注すること、および水蒸気に曝露する前に、液相硫酸組成物の温度より高く、液相硫酸組成物の温度を上昇させるのに有効な量の水蒸気へ、液相硫酸組成物を曝露することを含む。さらに、混合された酸ストリームの分注の間に、基板を回転させてもよい。
【００２３】
別の実施形態において、１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスは、部品の表面を、希フッ化水素酸（ｄＨＦ）を含む第２の剥離剤へ曝露することをさらに含み得る。第２の剥離剤は、希フッ化水素酸を含み得る。例えば、希フッ化水素酸を、濃ＨＦ溶液（例えば、４９ｗｔ％のＨＦ水溶液など）を、水で、５０：１〜１０００：１の範囲で、ＨＦの体積部に対する水の体積部の希釈比で希釈することにより調製してもよい。希フッ化水素酸を、およそ２０℃〜およそ８０℃の範囲の温度まで加熱することができる。
【００２４】
第１の剥離剤への部品の曝露の後に、第２の剥離剤への部品の曝露を行ってもよい。一例において、第１の剥離剤への部品の曝露の後、直ちに、第２の剥離剤への部品の曝露を行う。別の例において、第１の剥離剤への部品の曝露および第２の剥離剤への部品の曝露の間に、１つまたは２つ以上のプロセスステップを挿入する。
【００２５】
別の実施形態において、第１の剥離剤への部品の曝露の後、および第２の剥離剤への部品の曝露の前に、１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスは、部品の表面を洗浄剤へ曝露することをさらに含む。洗浄剤は、過酸化水素、脱イオン（ＤＩ）水、熱脱イオン（ＨＤＩ）、冷脱イオン（ＣＤＩ）水、ＨＤＩおよびＣＤＩの混合物、またはＨＤＩ、ＣＤＩ、および過酸化水素の混合物、あるいはそれらのあらゆる組み合わせを含み得る。ＨＤＩは、約４０℃〜約９９℃の温度のＤＩ水を含み得る。ＣＤＩは、約４０℃未満、または約２５℃未満の温度の、またはおよそ２０℃のＤＩ水を含み得る。
【００２６】
なお別の実施形態において、１つまたは２つ以上のプロセスシーケンスは、部品１００の表面をクリーニング剤へ曝露することをさらに含み得る。クリーニング剤は、脱イオン水、水酸化アンモニウム水溶液、過酸化水素の混合物を含み、例えば、残留する硫酸を除去し得る。例えば、クリーニング剤は、およそ１：１：５〜およそ１：８：５００の範囲のＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ混合比の、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏから構成されたＳＣ１組成物を含み得る。上記で表された混合比は、およそ２７ｗｔ％〜およそ３１ｗｔ％（重量％）のアンモニア水溶液、およそ３０ｗｔ％〜３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液、および水の体積比を指す（例えば、混合比１：１：５は、５体積部の水に対する、１体積部の３０〜３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液に対する、１体積部の２７〜３１ｗｔ％のアンモニア水溶液を指す）。ＳＣ１組成物を、およそ２０℃〜およそ８０℃の範囲の温度まで調節することができる。代替的に、または追加で、クリーニング剤は、脱イオン水、水酸化アンモニウム水溶液、および塩化水素の混合物を含み、例えば、他の残留物を除去し得る。例えば、クリーニング剤は、ＮＨ４ＯＨ：ＨＣｌ：Ｈ２Ｏから構成されたＳＣ２組成物を含み得る。
【００２７】
一例において、クリーニング剤への部品の曝露を、第１の剥離剤への部品の曝露の後直ちに、または第２の剥離剤への部品の曝露の後直ちに行う。別の例において、１つまたは２つ以上のプロセスステップ（例えば、洗浄ステップなど）を、第１の剥離剤への部品の曝露およびクリーニング剤への部品の曝露の間に、または第２の剥離剤への部品の曝露およびクリーニング剤への部品の曝露の間に、挿入する。
【００２８】
本発明者らは、より低いＳｉ含有層は、部品を硫酸組成物に、すなわち、ＳＰＭに曝露することにより完全に除去され得ることを見出した。より低いＳｉ含有残留層は、２０重量％以下の、または５重量％〜２０重量％の、または１０重量％〜２０重量％のシリコン含有量を含み得る。本発明者らは、より低いＳｉ含有層は、３０重量％以下の、またはなお４０重量％以下のシリコン含有量を含み得ると推測している。例えば、本発明者らは、続いてｄＨＦへ曝露せずに、ＳＰＭへ層を曝露することにより、１７重量％のシリコン含有量のシリコン含有ＡＲＣ層の完全な除去を観測した。ＳＰＭへの部品の曝露の後に、ＳＣ１へ曝露して、残留する硫酸を除去し得る。シリコンおよび有機材料から構成された層を、実用的な時間の制限内で、例えば、３００秒以下、または１８０秒以下、または１２０秒以下、または６０秒以下などでも、完全に除去し得る。
【００２９】
本発明者らは、シリコン含有量が増加された際には、シリコンおよび有機材料から構成された層の完全な除去は、よりに困難になり得ることを観測した。したがって、本発明者らは、部品を硫酸組成物に、すなわち、ＳＰＭに曝露し、その後部品を希フッ化水素酸（ｄＨＦ）に曝露することにより、より高いＳｉ含有層を完全に除去し得ることを見出した。より高いＳｉ含有残留層は、２０重量％以上の、または３０重量％以上の、または４０重量％以上のシリコン含有量を含み得る。本発明者らは、ＳＰＭがＳｉ含有層を酸化させて、ｄＨＦがＳｉ−Ｏ結合を攻撃することを可能にし、それにより、フィルムの最終的な除去が生じると推測している。例えば、本発明者らは、残留層をＳＰＭに曝露し、続いてｄＨＦに曝露することによる、４３重量％のシリコン含有量のシリコン含有ＡＲＣ層の完全な除去を観測した。ＳＰＭおよびｄＨＦへの部品の曝露の後に、ＳＣ１へ曝露して残留する硫酸を除去し得る。シリコンおよび有機材料から構成された層を、実用的な時間の制限内で、例えば、３００秒以下、または１８０秒以下、または１２０秒以下、または６０秒以下などでも、完全に除去し得る。
【００３０】
本発明者らはまた、ＳＰＭへの曝露前のｄＨＦへの部品の曝露では、シリコン含有量が、４０重量％を超える場合には、シリコンおよび有機材料から構成された層が完全には除去されないことを観測した。そしてさらに、本発明者らは、ＳＰＭ、その後のＡＰＭ（過酸化アンモニウム混合物）では、シリコン含有量が４０重量％を超える場合には、層が完全には除去されないことを観測した。
【００３１】
湿式クリーンチャンバ、すなわち、１つの枚葉湿式プラットフォーム（one  single  wafer  wet  platform）中での全ての化学反応を組み合わせることにより、多層フィルムスタックを、より短いサイクル時間で除去し得る。フィルムスタック中で除去するのがより困難なフィルムは、１７％〜４３％の範囲のＳｉ含有量のＳｉ含有ＡＲＣ層である一方で、湿式クリーンチャンバ中で利用可能な化学物質により、ＳｉＡＲＣおよび多層フィルムスタックを完全に除去し得る。
【００３２】
上記の部品から材料を剥離するための方法の１つまたは２つ以上を、例えば、図５に記載されたものなどの湿式クリーンチャンバを利用して行ってもよい。しかしながら、検討される方法は、この例示的提示による範囲に限定されてはならない。上記の種々の実施形態による部品から材料を剥離する方法を、単一部品システム（single  workpiece  system）、バッチ部品システム、分注またはスプレータイプ部品システム、部品浸漬システムなどを含む、いくつかのシステムのいずれか１つにおいて行ってもよい。
【００３３】
実施形態によれば、図５Ａは、部品５２５から材料を剥離するための湿式クリーニングシステム５００を示す。前記システムは、スプレータイプの単一部品システムとして例示される一方で；しかしながら、他のシステムが考慮される。湿式クリーニングシステム５００は、中で、部品５２５がスピンモータ５６０により駆動される回転可能なチャック５２０上に支持される湿式クリーンチャンバ５１０を含む。開放または閉鎖系を含む、スプレータイプの単一部品システムは一般的に知られており、それら自体の軸の周りまたは共通の軸の周りのいずれかで、ターンテーブルまたはカルーセル上で部品をスピンさせることまたは回転させることによる遠心力で、液体を除去する能力を提供する。
【００３４】
スプレータイプの単一およびバッチ部品システムは、チャスカ、ＭＮのＴＥＬ  ＦＳＩ，Ｉｎｃ．から、例えば、ＯＲＩＯＮ（登録商標）、ＭＥＲＣＵＲＹ（登録商標）、またはＺＥＴＡ（登録商標）の１つまたは２つ以上の取引名称により入手可能である。本願における適合に好適なツールシステムの別の例は、発明の名称が、１種または２種以上の処理流体によるマイクロエレクトロニクス部品をプロセスするのに使用されるツールに使用するためのバリア構造およびノズルデバイスである、米国特許第８，５４４，４８３号明細書；または発明の名称が、１種または２種以上の処理流体によるマイクロエレクトロニクス部品をプロセスするのに使用されるツールに使用するためのバリア構造およびノズルデバイスである、米国特許第８，３８７，６３５号明細書に記載されている。
【００３５】
湿式クリーニングシステム５００は、連続的ストリームの形態のまたは液体エアロゾルの液滴として、部品５２５上に液体を指向するための、複数のノズルを含むスプレーバーを含む、第１の分注デバイス５３０を含み得る。さらに、湿式クリーニングシステム５００は、連続的ストリームの形態の、部品５２５上に液体を指向するための、複数のノズルを含む第２の分注デバイス５３１を含み得る。代替的に、図６において示されるとおり、湿式クリーニングシステム６００は、連続的ストリームの形態の、部品５２５上に液体を指向するための、２つまたは３つ以上のノズルを含む、第１の分注デバイス６３０および第２の分注デバイス６３１を含み得る。
【００３６】
図５Ａにおいて示されるとおり、化学物質供給システム５４０は、第１のおよび第２の分注デバイス５３０、５３１に接続され、部品５２５上で分注されるべき薬液を、第１のおよび第２の分注デバイス５３０、５３１に供給、または独立して供給するように構成される。湿式クリーニングシステム５００は、回転可能なチャック５２０を通って背面ノズル（図示せず）に接続される背面化学物質供給システム５５０をさらに含み得、背面ノズルに、部品５２５の背面上で分注されるべき薬液を供給するように構成される。
【００３７】
図５Ａにおいて第１の分注デバイス５３０として操作可能であり得る、スプレーバーの断面図が図５Ｂに示され、好ましいノズル配置を例示する。スプレーバーは、互いに衝突するストリームを提供するように指向された、本体において一体的に配列されたオリフィスのセットを含む。示されるとおりの配置においては、液体ストリームオリフィス５３２および５３４（すなわち、酸液体ストリーム、または硫酸組成物）は、内側に指向されて液体ストリーム５４２および５４４の衝突を提供する。水蒸気分注オリフィス５３６を、この実施形態において示されるとおり、液体ストリームオリフィス５３２および５３４の間に配置することができ、これにより、水蒸気ストリーム５４６はノズル本体の外部で液体ストリーム５３２および５４４と衝突する。この衝突の結果として、噴霧が生じて、それにより、液体エアロゾルの液滴５４８が形成され得る。
【００３８】
さらに、水蒸気分注オリフィス５３６から出る際の水蒸気ストリームが比較的高圧であるため、液滴には、部品の表面に向かう、強化された方向モーメントが与えられる。よって、ノズルアセンブリ中で、中心に向かって配置された（centrally  located）このオリフィスは、部品の表面からの材料の除去を補助するための有利な方向的側面を提供する。代替的に、オリフィスの位置決めを反対にしてもよく、すなわち、液体ストリームを、オリフィス５３６から分注してもよく、水蒸気をオリフィス５３２および５３４から分注してもよい。
【００３９】
任意に、例えば、追加のガスおよび／または蒸気などの追加の成分を、ノズルアセンブリ中の１つまたは２つ以上のオリフィスから分注してもよい。
【００４０】
ストリームの位置、方向、およびストリームの相対力を選択して、得られる液体エアロゾルの液滴の方向づけられたフロー（directional  flow）を好ましく提供し、これにより、液滴が部品の表面に指向され、所望の処理をもたらす。
【００４１】
一実施形態において、液体エアロゾルの液滴は、部品の表面に垂直な角度で表面に接触される。別の実施形態において、液体エアロゾルの液滴は、部品の表面から約１０〜９０°未満の角度で部品の表面に接触される。別の実施形態において、液体エアロゾルの液滴は、部品の表面から約３０〜６０°の角度で部品の表面に接触される。別の実施形態において、部品の表面とエアロゾルの液滴が接触している間、部品は、約１０〜約１０００ｒｐｍの速度でスピンしている。別の実施形態において、部品は、約５０〜約５００ｒｐｍの速度でスピンしている。
【００４２】
部品との液滴の接触の方向は、一実施形態において、部品のスピンの軸の周りの同心円に配列されてもよく、または別の実施形態において、部品の回転の軸から離れて部分的にまたは完全に配向していてもよい。湿式クリーニングシステム５００は、好ましくは、化学物質供給システム５４０に接続された好適な制御設備５７０、背面化学物質供給システム、およびスピンモータ５６０を用いて、とりわけ、流量、流圧、流体温度、およびこれらの組み合わせなどの１つまたは２つ以上を、モニタして、および／または制御して、達成されるべき特定のプロセス対象の実施における所望のプロセスパラメータを得る。
【００４３】
例えば、硫酸組成物、ｄＨＦ、ＳＣ１、ＤＩ水などの薬液を、液体供給リザーバから提供することができ、適切な制御バルブ、フィルタ、ポンプ、センサデバイスなどを有する流体ラインを通して、湿式クリーニングシステム５００、６００中の分注デバイスへ計量された量を送達することができる。化学物質の流速、周囲パージガス流速、温度、濃度、回転／スピン速度などは、とりわけ、選択されたプロセスレシピおよび／または標的条件に従って調整し得る、制御可能なパラメータである。
【００４４】
例えば、図５Ａに描かれたシステムなどの設備を使用して、シリコンおよび有機材料から構成された残留層の除去を実証した。一例において、４３重量％のシリコン含有量のシリコン含有ＡＲＣ層が、上記のプロセスシーケンスを使用して、部品から完全に除去された。表１により、「ＳｉＡＲＣ１」、「ＳｉＡＲＣ２」、および「ＳｉＡＲＣ３」とラベルされた３つのプロセスシーケンスを提供する。第１のプロセスシーケンス（「ＳｉＡＲＣ１」）において、部品をＳＰＭに、その後ｄＨＦに、その後ＳＣ１に曝露する。
【表１】
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【００４５】
ＳＰＭの調製において、硫酸（例えば、およそ９６ｗｔ％〜およそ９８ｗｔ％の濃度の硫酸など）を、第１の流速で１８０℃以上の温度まで加熱し、次いで、第２の流速で過酸化水素溶液（例えば、およそ３０ｗｔ％〜およそ３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液など）と混合し、次いで、注入して使用場所で蒸気と混合する。ｄＨＦの調製において、濃ＨＦ溶液（例えば、およそ４９ｗｔ％のＨＦ水溶液など）を、室温（例えば、２５℃など）で１体積部の濃ＨＦ溶液に対する１００体積部の水で、水により希釈し、第３の流速で分注して、窒素のフローを使用して噴霧する。ＳＣ１の調製において、７０℃で、１体積部の水酸化アンモニウム（例えば、およそ２７ｗｔ％〜およそ３１ｗｔ％のアンモニア水溶液など）を、２体積部の過酸化水素（例えば、およそ３０ｗｔ％〜およそ３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液など）および７５体積部の水と混合して、蒸気を使用して噴霧し、部品の正面および任意に背面上に分注する。とある化学物質の分注には噴霧が含まれる一方で、噴霧せずに化学物質を分注することができ、または別の材料を使用して噴霧により分注することができる。
【００４６】
表１に示されるとおり、シリコン含有ＡＲＣ層は、第１のプロセスシーケンスを使用して、全て／完全に除去される。しかしながら、このフィルムは、第２のおよび第３のプロセスシーケンス（「ＳｉＡＲＣ２」、および「ＳｉＡＲＣ３」）を使用して部分的にのみ除去され、ここで、第２のプロセスシーケンスは、ＳＰＭおよびｄＨＦのステップの順番を変えたものであり、第３のプロセスシーケンスは、ｄＨＦステップを省略したものである。
【表２】
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【００４７】
別の例においては、（フォトレジスト層の上、かつ有機層の下の）三層フィルムスタック中に配置された１７重量％のシリコン含有量のシリコン含有ＡＲＣ層が、上記のプロセスシーケンスを使用して部品から完全に除去された。表２により、「１」および「２」とラベルされた２つのプロセスシーケンスが提供される。
【００４８】
ＳＰＭの調製において、硫酸（例えば、およそ９６ｗｔ％〜およそ９８ｗｔ％の濃度の硫酸など）を、第１の流速で１８０℃以上の温度まで加熱し、次いで、第２の流速で過酸化水素溶液（例えば、およそ３０ｗｔ％〜およそ３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液など）と混合し、次いで、注入して使用場所で蒸気と混合する。ｄＨＦの調製において、濃ＨＦ溶液（例えば、およそ４９ｗｔ％のＨＦ水溶液など）を、室温（例えば、２５℃など）で１体積部の濃ＨＦ溶液に対する１００体積部の水で、水により希釈し、第３の流速で分注して、窒素のフローを使用して噴霧する。ＳＣ１の調製において、７０℃で、１体積部の水酸化アンモニウム（例えば、およそ２７ｗｔ％〜およそ３１ｗｔ％のアンモニア水溶液など）を、２体積部の過酸化水素（例えば、およそ３０ｗｔ％〜およそ３２ｗｔ％の過酸化水素水溶液など）および７５体積部の水と混合して、蒸気を使用して噴霧し、部品の正面および任意に背面上に分注する。とある化学物質の分注には噴霧が含まれてもよい一方で、噴霧せずに化学物質を分注することができ、または別の材料を使用して噴霧により分注することができる。
【００４９】
第１のプロセスシーケンスは、部品をＳＰＭに、その後ｄＨＦに、その後ＳＣ１に曝露し、シーケンスは、シリコン含有ＡＲＣ層を完全に除去することに成功する。第２のプロセスシーケンスは、ｄＨＦを除いて、部品をＳＰＭに、その後ＳＣ１に曝露し、シーケンスは、シリコン含有ＡＲＣ層を完全に除去することに成功する。
【００５０】
本発明の特定の実施形態のみを上記で詳細に記載してきたが、当業者は、本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱せずに実施形態の多くの変更が可能であることを、容易に、十分に理解するであろう。したがって、かかる全ての変更は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【外国語明細書】
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