During the construction of recording head devices, corrosion of metal features and subsequent deposition of corrosion by-products have been observed. Previous studies have determined that the use of N-methylpyrrolidone (NMP) may be a contributing factor. In this study, we report the use of a novel multiplatform analytical approach comprising of pH, liquid chromatography/UV detection (LC/UV), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), and LC/mass spectrometry (LC/MS) to demonstrate that reaction conditions mimicking those of general photoresist removal processes can invoke the oxidation of NMP during the photolithography lift-off process. For the first time, we have confirmed that the oxidation of NMP lowers the pH, facilitating the dissolution of transition metals deposited on wafer substrates during post-mask and pre-lift-off processes in microelectronic fabrication. This negatively impacts upon the performance of the microelectronic device. Furthermore, it was shown that, by performing the process in an inert atmosphere, the oxidation of NMP was suppressed and the pH was stabilized, suggesting an affordable modification of the photolithography lift-off stage to enhance the quality of recording heads. This novel study has provided key data that may have a significant impact on current and future fabrication process design, optimization, and control. Results here suggest the inclusion of pH as a key process input variable (KPIV) during the design of new photoresist removal processes.

中文翻译：

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使用多平台分析方法评估微电子制造过程中N-甲基吡咯烷酮（NMP）的氧化降解

在记录头装置的构造过程中，已经观察到金属特征的腐蚀以及随后的腐蚀副产物的沉积。先前的研究已经确定使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）可能是一个促成因素。在这项研究中，我们报告了一种新颖的多平台分析方法的使用，包括pH值，液相色谱/紫外检测（LC / UV），电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和LC /质谱（LC / MS） ）以证明模仿一般光刻胶去除工艺的反应条件可以在光刻剥离工艺中引起NMP的氧化。我们首次确认NMP的氧化作用会降低pH值，有助于在微电子制造中的后掩膜和预提离过程中溶解沉积在晶圆衬底上的过渡金属。这对微电子器件的性能产生负面影响。此外，显示出，通过在惰性气氛中进行该处理，NMP的氧化被抑制并且pH被稳定，这表明对光刻胶剥离台的可承受的修改以提高记录头的质量。这项新颖的研究提供了关键数据，这些数据可能会对当前和将来的制造工艺设计，优化和控制产生重大影响。结果表明，在设计新的光刻胶去除工艺过程中，将pH值作为关键工艺输入变量（KPIV）。这对微电子器件的性能产生负面影响。此外，显示出，通过在惰性气氛中进行该处理，NMP的氧化被抑制并且pH被稳定，这表明对光刻胶剥离台的可承受的修改以提高记录头的质量。这项新颖的研究提供了关键数据，这些数据可能会对当前和将来的制造工艺设计，优化和控制产生重大影响。结果表明，在设计新的光刻胶去除工艺过程中，将pH值作为关键工艺输入变量（KPIV）。这对微电子器件的性能产生负面影响。此外，显示出，通过在惰性气氛中进行该处理，NMP的氧化被抑制并且pH被稳定，这表明对光刻胶剥离台的可承受的修改以提高记录头的质量。这项新颖的研究提供了关键数据，这些数据可能会对当前和将来的制造工艺设计，优化和控制产生重大影响。结果表明，在设计新的光刻胶去除工艺过程中，将pH值作为关键工艺输入变量（KPIV）。建议对光刻技术的抬起台进行合理的修改，以提高记录头的质量。这项新颖的研究提供了关键数据，这些数据可能会对当前和将来的制造工艺设计，优化和控制产生重大影响。结果表明，在设计新的光刻胶去除工艺过程中，将pH值作为关键工艺输入变量（KPIV）。建议对光刻技术的抬起台进行合理的修改，以提高记录头的质量。这项新颖的研究提供了关键数据，这些数据可能会对当前和将来的制造工艺设计，优化和控制产生重大影响。结果表明，在设计新的光刻胶去除工艺过程中，将pH值作为关键工艺输入变量（KPIV）。