DE19936626B4

DE19936626B4 - Resistentfernungsmittel und Resistentfernungsverfahren

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Publication number: DE19936626B4
Application number: DE19936626A
Authority: DE
Inventors: Dong-Jin Osan Park; Jin-Ho Suwon Hwang; June-Ing Gil; Je-Eung Suwon Park; Sang-Mun Seongnam Chon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: DE19936626A1

Abstract

Verwendung eines Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamids der Formel R₄-O-R₃-CO-N-R₁R₂OH (I),in der R₁ Wasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen, R₂ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und R₃ sowie R₄ unabhängig voneinander ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff sind, als Resistentfernungsmittel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Resistentfernungsmittel sowie auf ein Resistentfernungsverfahren.
Der Resistentfernungsprozeß ist ein wesentlicher Prozeß bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen. So muß beispielsweise nach verschiedenen Prozessen während der Herstellung eines Halbleiterbauelementes, z.B. einem Trocken- oder Naßätzprozeß oder einem Ionenimplantationsprozeß, ein als Maske verwendetes Resistmuster entfernt werden. Ebenso muß ein fehljustiertes Resistmuster entfernt werden, um ein neues Resistmuster zu bilden. Unter einer Resistschicht können zu entfernende Schichten verschiedener Materialien vorliegen; z.B. eine Oxidschicht, eine Aluminiumschicht, eine Kupferschicht, eine Polysiliciumschicht, eine Silicidschicht oder eine Polyimidschicht. Ein wichtiger Gesichtspunkt für einen Resistentfernungsprozeß besteht deshalb darin, ein Resist so schnell wie möglich vollständig zu entfernen, ohne eine darunterliegende Schicht anzugreifen. Zusammensetzungen zur Entfernung eines Resistmusters sind beispielsweise in der US 5707947 A und in der GB 2199587 A beschrieben.
Ein gegenwärtig häufig benutzter Typ von Resistentfernungsmittel beinhaltet als seine wesentlichen Komponenten ein basisches Amin, wie Hydroxyamin, Diglycolamin, Monoethanolamin oder Methylethanolamin, und ein polares Lösungsmittel, wie Wasser oder Alkohol.
Da solche herkömmlichen Resistentfernungsmittel ein Polymer nicht vollständig entfernen können, ist zum Entfernen eines Polymers des weiteren ein Vorentfernungsschritt notwendig. Polymer ist ein Material, das durch die Reaktion von Komponenten, aus denen das Resistmuster aufgebaut ist, wie Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) oder Sauerstoff (O), und einem Plasma erzeugt werden, wenn unter Verwendung des Resistmusters als Maske ein Plasmaätzvorgang oder reaktives Ionenätzen (RIE) durchgeführt wird, um darunterliegende Schichten zu ätzen. Speziell wird ein metallorganisches Polymer erzeugt, wenn unter dem Resistmuster eine Metallschicht gebildet ist. Wenn ein solches Polymer oder metallorganisches Polymer nicht entfernt wird, sondern in einem Kontaktloch oder einem Durchkontaktloch verbleibt, kann dies den Kontaktwiderstand erhöhen. Vor Verwendung des Resistentfernungsmittels muß daher ein Reinigungsverstärkungsmittel angewendet werden, das in der Lage ist, Polymer zu entfernen, z.B. eine Lösung von Salpetersäure (HNO₃), um das Substrat während eines Vorentfernungsschritts zu behandeln.
Das herkömmliche Resistentfernungsmittel greift möglicherweise darunterliegende Schichten an. Ein typisches Beispiel einer darunterliegenden Schicht, die leicht angegriffen wird, ist eine Metallschicht. Der Grund hierfür liegt darin, daß das Resistentfernungsmittel hauptsächlich aus einem basischen Lösungsmittel oder Wasser besteht, das die Metallschicht leicht korrodiert. Daher muß vor der Ausführung eines Nachentfernungs-Spülschrittes des weiteren ein Nachentfernungsschritt zur Angriffsverhinderung durchgeführt werden. In diesem Nachentfernungsschritt wird beispielsweise Isopropylalkohol (IPA) verwendet.
Da somit üblicherweise auch ein Vorentfernungsschritt in Form eines Salpetersäurebehandlungsschrittes und ein Nachentfernungsschritt in Form eines IPA-Behandlungsschrittes durchgeführt werden, wird der Resistentfernungsprozeß komplizierter, und die Prozeßdauer verlängert sich, was die Produktivität herabsetzt. Da zudem neben dem Resistentfernungsmaterial ein Vorentfernungsmaterial, z.B. Salpetersäure, und ein Nachentfernungsmaterial, z.B. IPA, zusätzlich benötigt werden, erhöht sich der Herstellungsaufwand. Außerdem fällt, da verschiedene Bäder für den Vorbehandlungsschritt und den Nachbehandlungsschritt benötigt werden, eine entsprechende Resistentfernungsvorrichtung unnötig voluminös aus.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines neuartigen Resistentfernungsmittels und einer neuartigen resistentfernenden Zusammensetzung, die eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Entfernung von Resist und Polymer ohne Angriff darunterliegender, ihnen ausgesetzter Schichten aufweisen und eines diese benutzenden Resistentfernungsverfahrens zugrunde.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Verwendung gemäß Anspruch 1 und das Resistentfernungsverfahren gemäß Anspruch 10.
Es zeigt sich, daß erfindungsgemäß verwendete Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamide eine ausgezeichnete Resistentfernungsfähigkeit besitzen und auch ein Polymer, speziell auch ein metallorganisches Polymer, effektiv entfernen können, ohne ihnen ausgesetzte, unter dem Resist liegende Schichten anzugreifen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Zeichnungen zeigen:
1 ein Flußdiagramm, bei dem die durchgezogenen Linien einen Prozeß zur Resist- und Polymerentfernung unter Verwendung eines Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamids als Resistentfernungsmittel anzeigen, während die gestrichelten Linien erfindungsgemäß eliminierte, herkömmliche Prozeßschritte anzeigen,
2 ein Blockdiagramm einer Resistentfernungsvorrichtung, die ein Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid oder eine dieses enthaltende Zusammensetzung als Resistentfernungsmittel verwendet,
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Resistentfernungsvorrichtung vom horizontalen Typ, die ein Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid als Resistentfernungsmittel verwendet,
4 eine schematische Darstellung einer Resistentfernungsvorrichtung vom vertikalen Typ, die ein Alkoxy-N-hydroxalkylalkanamid als Resistentfernungsmittel verwendet,
5 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme zur Veranschaulichung des Resultats einer Entfernung eines Resistmusters unter Verwendung eines Alkoxy-N-hydroxalkylalkanamids,
6 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme zur Veranschaulichung des Resultats einer Entfernung eines Resistmusters unter Verwendung einer herkömmlichen, resistentfernenden Zusammensetzung,
7 eine Querschnittsansicht eines Substrats mit einer Kupferschicht, das nicht mit einer resistentfernenden Zusammensetzung behandelt wurde,
8 eine Querschnittsansicht eines Substrats mit einer Kupferschicht, das unter Verwendung eines Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamids behandelt wurde,
9 eine Querschnittsansicht eines Substrats mit einer Kupferschicht, das mit einer herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung behandelt wurde,
10 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Beobachtungsergebnisses für eine auf einem Substrat gebildete Kupferschicht unter Verwendung von Augerelektronenspektroskopie, bevor das Substrat mit Kupferschicht mit einer Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamidhaltigen resistentfernenden Zusammensetzung behandelt wurde,
11 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Beobachtungsergebnisses für die auf dem Substrat gebildete Kupferschicht unter Verwendung von Augerelektronenspektroskopie, nachdem das Substrat mit Kupferschicht einer Behandlung mit einer Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamidhaltigen resistentfernenden Zusammensetzung unterzogen wurde, und
12 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Änderung der Anteile von Komponenten einer Zusammensetzung enthaltend ein Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid, gemessen durch Gaschromatographie für 48 Stunden in Intervallen von 8 Stunden.
Nachstehend werden ein Resistentfernungsmittel, eine resistentfernende Zusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie ein diese verwendendes Resistentfernungsverfahren und eine hierbei verwendete Resistentfernungsvorrichtung im Detail beschrieben.
Ein erfindungsgemäß verwendbares Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid wird durch folgende Formel (I) dargestellt: R₄-O-R₃-CO-N-R₁R₂OH, (I)wobei R₁ ein Wasserstoffatom, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff, d.h. ein ringfreier Kohlenwasserstoff mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen ist, R₂ einen C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder einen aromatischen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen bezeichnet und R₃ sowie R₄ jeweils unabhängig voneinander irgendeinen C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff bezeichnen. In einem bevorzugten Beispiel ist R₁ ein Wasserstoffatom, R₂ ist -CH₂CH₂-, R₃ ist -CH₂CH₂-, und R₄ ist -CH₃.
Das erfindungsgemäß als Resistentfernungsmittel verwendete Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid enthält eine Hydroxy-Gruppe (-OH), eine Alkoxy-Gruppe (-OR₄) und eine Carbonyl-Gruppe (C=O). Dementsprechend ist es bezüglich des Ablösens und Auflösens eines Resistes und Polymers sehr effektiv.
Wie des weiteren in der nachstehenden Reaktionsgleichung 1 gezeigt, reagiert das Alkylalkanamid mit einem metallorganischen Polymer, so daß es letzteres leicht von der Oberfläche eines Substrates entfernt. Reaktionsgleichung 1:
wobei Mp ein metallorganisches Polymer repräsentiert.
Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel enthält eine resistentfernende Zusammensetzung ein Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid gemäß Formel (I) sowie wenigstens ein polares Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer und einen Angriffsinhibitor.
Das polare Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer zeigt bezüglich einem vernetzten Polymer und Resist eine hohe Löslichkeit. Mit anderen Worten kann durch ein solches polares Material das stark an die Seitenwände des Resistmusters und die Oberfläche der freigelegten darunterliegenden Schicht gebundene Polymer effektiv entfernt werden. Außerdem wird die Resistentfernung selbst durch ein solches polares Material erleichtert. Für das polare Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer kann Wasser, Methanol oder Dimethylsulfoxid verwendet werden.
Der Angriffsinhibitor schützt verschiedene Schichten, die der resistentfernenden Zusammensetzung ausgesetzt sind, insbesondere Metallschichten, vor einem Angriff. Der Angriffsinhibitor wird durch folgende Formel (II) repräsentiert: R₆-(OH)_n, (II)wobei R₆ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff mit einer -COOH-Gruppe, ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen und einer -COOH-Gruppe in wenigstens einem Ring ist. Die ganze Zahl n kann einen Wert zwischen 1 und 4 jeweils einschließlich haben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist R₆ ein Benzolring, und der Angriffsinhibitor ist Catechol, bei dem n = 2 ist. Außerdem ist Gallussäure ein weithin bekannter, ebenfalls durch Formel (II) repräsentierter Angriffsinhibitor, der erfindungsgemäß verwendet werden kann.
Der Angriffsinhibitormechanismus für eine Metallschicht ist in der nachstehenden Reaktionsgleichung 2 für den Fall veranschaulicht, daß der Angriffsinhibitor catechol ist. Reaktionsgleichung 2:
wobei M ein Metall repräsentiert.
In einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel enthält eine resistentfernende Zusammensetzung das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanmid sowie Alkanolamin. Das Alkanolamin ist eine durch folgende Formel (III) repräsentierte Verbindung: R₁-NH-R₂OH, (III)wobei R₁ ein Wasserstoffatom, einen C₁ bis C₅ Kohlenwasserstoff oder einen aromatischen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen bezeichnet und R₂ einen C₁ bis C₅-Kohlenwasserstoff oder einen aromatischen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 3 Ringen bezeichnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist R₁ Wasserstoff und R₂ Monoethanolamin, d.h. -CH₂CH₂-.
Das Alkanolamin ist auch beim Entfernen eines metallorganischen Polymers effektiv. Der Mechanismus der Entfernung des metallorganischen Polymers durch das Alkanolamin wird für den Fall von Monoethanolamin durch die nachstehende Reaktionsgleichung 3 repräsentiert. Reaktionsgleichung 3:
wobei Mp ein metallorganisches Polymer repräsentiert.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße zweite Beispiel einer resistentfernenden Zusammensetzung des weiteren wenigstens das polare Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer oder den Angriffsinhibitor. Erfindungsgemäße resistentfernende Zusammensetzungen sind mit den Gewichtsanteilen verschiedener Bestandteile in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben. In Tabelle 1 sind die Gehalte der bevorzugten Zusammensetzungen in Klammern angegeben. Tabelle 1: Resistentfernende Zusammensetzungen
Die Gehalte der oben angegebenen Zusammensetzungen sind optimale Gehalte, mit denen ein Resist und Polymer effektiv entfernt werden kann und die unter dem Resist liegende Schicht, z.B. eine Metallschicht, die einem Resistentfernungsmittel oder einer resistentfernenden Zusammensetzung ausgesetzt ist, nur minimal angegriffen wird.
Von den obigen Zusammensetzungen sind die Zusammensetzungen 3 und 7, die beide ein polares Material und einen Angriffsinhibitor enthalten, die für das Entfernen von Resist und Polymer effektivsten. Außerdem greifen sie in dem Fall, daß unter dem Resist eine Metallschicht liegt, die Metallschicht nicht an. Die Zusammensetzungen 1, 4 und 5, die keinen Angriffsinhibitor enthalten, können jedoch in dem Fall, daß ein normalerweise von einer resistentfernenden Zusammensetzung angegriffenes Material, wie eine Metallschicht, der resistentfernenden Zusammensetzung nicht ausgesetzt ist, zum selben Effekt führen wie die Zusammensetzungen 3 und 7. Desgleichen können die Zusammensetzungen 2, 4 und 6, die kein polares Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer enthalten, in dem Fall, daß die Angriffsverhinderung einer Metallschicht ein wichtigerer Faktor ist, die Menge an zu entfernendem Polymer sehr gering ist oder ein Vorentfernungsschritt auszuführen ist, zum selben Effekt wie die Zusammensetzungen 3 und 7 führen.
Wie oben erläutert, besitzt das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung eine ausgezeichnete Fähigkeit zum Entfernen des Resists und des Polymers, das ein Ätznebenprodukt darstellt. Außerdem greifen sie die unter dem Resist liegende Schicht, z.B. eine Metallschicht, nicht an. Überdies sind die oben erwähnten Materialien kostengünstiger als die Komponenten der herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzungen.
Als nächstes wird auf ein Verfahren zur Herstellung des Resistentfernungsmittels eingegangen. Das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid wird, wie durch die nachstehende Reaktionsgleichung 4 dargestellt, durch Reagieren eines durch Formel (III) repräsentierten Alkanolamins mit einem durch Formel (IV) repräsentierten Alkylalkoxyalkanoat hergestellt. Reaktionsgleichung 4:
wobei R₁ ein Wasserstoffatom, ein C₁ bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen ist, R₂ ein C₁ bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen ist und R₃, R₄ und R₅ unabhängig voneinander jeweils irgendein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff sind.
Das Alkanolamin is vorzugsweise Monoethanolamin, in welchem R₁ ein Wasserstoffatom und R₂ -CH₂CH₂- sind, und das Alkylalkoxyalkanoat ist vorzugsweise Methylmethoxypropanoat, in welchem R₃ -CH₂CH₂-, R₄ -CH₃ und R₅ -CH₃ sind.
Um für diese Reaktion ausreichend Energie zuzuführen, wird die Reaktionstempertur im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 120°C gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von etwa 80°C bis etwa 90°C erwärmt.
Wie aus der obigen Reaktionsgleichung ersichtlich, wird ein Amin (III) mit einem Ester (IV) zur Reaktion gebracht, um ein Amid (I) und einen Alkohol (V) zu erzeugen. Während der Alkohol (V) ein C₁- bis C₅-Alkohol mit niedrigem Siedepunkt ist, z.B. Methanol mit einem Siedepunkt von etwa 60°C, ist das Amid (I) ein Material mit einem hohen Siedepunkt, z.B. Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid mit einem Siedepunkt von etwa 200°C. Daher wird der Alkohol (V) durch fraktionierte Destillation entfernt, um eine Verbindung des Amids (I) zu erhalten. Die fraktionionierte Destillation wird bevorzugt zusammen mit einem Sprudeln mit Stickstoff im Reaktionsbad durchgeführt, oder das Verdampfen des Alkohols (V) wird dadurch erleichtert, daß der Druck im Reaktionsbad verringert wird. Es versteht sich, daß beide Vorgehensweisen gleichzeitig angewendet werden können.
Nachfolgend wird auf das Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden resistentfernenden Zusammensetzung eingegangen. Die in Tabelle 1 gezeigten resistentfernenden Zusammensetzun gen lassen sich dadurch herstellen, daß zuerst Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid in der oben beschriebenen Weise hergestellt und dann zu diesem ein oder mehrere Materialien zugemischt werden, die aus der Gruppe ausgewählt werden, welche einen Angriffsinhibitor, ein Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer und ein Alkanolamin umfaßt, wobei das Zumischen innerhalb der in Tabelle 1 angegebenen Gehaltsbereiche erfolgt. Speziell können die in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen 1 bis 7 wie folgt hergestellt werden.
Zunächst werden 0,01 Gew.% bis 30 Gew.% eines Angriffsinhibitors und/oder 0,01 Gew.% bis 30 Gew.% eines polaren Materials mit 10 Gew.% bis 70 Gew.% (vorzugsweise 30 Gew.% bis 40 Gew.%) Alkanolamin und 10 Gew.% bis 70 Gew.% (vorzugsweise 30 Gew.% bis 40 Gew.%) Alkylalkoxyalkanoat gemischt. Vorzugsweise werden das Alkanolamin und das Alkylalkoxyalkanoat in einem Mischungsverhältnis gemischt, in welchem die Gesamtmenge an Alkylalkoxyalkanoat vollständig zur Umwandlung in Amid mit Alkanolamin reagiert werden kann. Die Temperatur des Gemischs wird in einem Bereich von Raumtemperatur bis etwa 120°C gehalten. Vorzugsweise wird das Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 80°C bis ungefähr 90°C erwärmt. Die Reaktionszeit beträgt eine Stunde bis 24 Stunden, vorzugsweise eine Stunde bis zwölf Stunden. Nach Abschluß der Erwärmung und Reaktion wird das Reaktionsprodukt für eine Stunde bis sieben Stunden stehengelassen.
Der Abschluß der Reaktion kann visuell oder durch Gaschromatografie verifiziert werden. Bei der visuellen Verifikation wird die Schichttrennung der Komponenten beobachtet, die mit fortschreitender Reaktion verschwindet. Wenn beobachtet wird, daß die separaten Komponentenschichten vollständig verschwunden sind, wird der Abschluß der Reaktion angenommen. Wenn die Zusammensetzung mittels Gaschromatografie analysiert wird, wird der Abschluß der Reaktion dadurch impliziert, daß der Flächenanteil an Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid 80% über steigt. Der Flächenanteil ist dabei definiert als die Fläche unter einem mit einer Komponente verknüpften Spitzenwert im Gaschromatografiespektrum dividiert durch die Summe aller Flächen unter allen Spitzenwerten aller Komponenten und Multiplikation dieses Quotienten mit 100.
Anschließend wird eine fraktionelle Destillation durchgeführt, um den als Nebenprodukt erzeugten Alkohol mit niederem Siedepunkt zu entfernen. Die fraktionelle Destillation wird zusammen mit einem Sprudeln mit Stickstoff im Reaktionsbad durchgeführt, oder die Verdampfung des Alkohols wird dadurch erleichtert, daß der Druck im Reaktionsbad verringert wird. Es können auch beide Methoden gleichzeitig angewendet werden. Vorzugsweise wird die fraktionelle Destillation so durchgeführt, daß 7 Gew.% bis 8 Gew.% oder weniger Alkohol bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung verbleiben.
Die Schritte zur Resistentfernung unter Verwendung des beschriebenen Resistentfernungsmittels und der beschriebenen resistentfernenden Zusammensetzung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die mit durchgezogenen Linien umrahmten Schritte in 1 erläutert. Hierbei ist zu beachten, daß der herkömmliche Prozeß durch die Gesamtheit der mit gestrichelten Linien einerseits und durchgezogenen Linien andererseits umrahmten Schritte von 1 wiedergegeben wird. Zur Fertigung eines Halbleiterbauelementes werden verschiedene Prozesse unter Verwendung eines Resistmusters als Maske durchgeführt, z.B. ein Trocken- oder Naßätzprozeß oder ein Ionenimplantationsprozeß. Dann wird ein Veraschungsschritt, der einen Trockenablöseprozeß darstellt, auf dem Substrat durchgeführt, auf dem das Resistmuster gebildet wurde (Schritt 110). Anschließend wird dem Substrat, auf dem das Resistmuster gebildet wurde, ermöglicht, ein Resistentfernungsmittel oder eine resistentfernende Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 zu kontaktieren, um das Resist und/oder Polymer zu entfernen, siehe Schritt 120 in 1. Dies wird dadurch erreicht, daß das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung in ein Bad eingebracht und dann das Substrat in das Bad eingetaucht wird. Alternativ kann das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung auf das Substrat aufgesprüht werden, wobei das Substrat durch den Sprühnebel hindurchbewegt wird.
Bei Verwenden des Resistentfernungsmittels oder der resistentfernenden Zusammensetzungen erfolgt der Resistentfernungsschritt bei einer Temperatur im Bereich zwischen 45°C und 70°C. Bevorzugt ist eine Kontaktdauer im Bereich zwischen etwa 10 min und etwa 30 min.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Resistentfernungsmittel oder die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete resistentfernende Zusammensetzung kann für ein Resist angewendet werden, das zur Belichtung mit einer kurzen Wellenlänge geeignet ist, wie ein Resist für eine ArF-Excimerlaserbestrahlung bei 193nm ebenso wie ein Resist für die herkömmliche i-Linie bei 365nm oder ein Resist für eine KrF-Excimerlaserbestrahlung bei 248nm.
Nach vollständiger Entfernung des Resists werden in einem Schritt 140 das Resistentfernungsmittel, die resistentfernende Zusammensetzung und das gelöste Resist, die auf dem Substrat verblieben sind, weggespült. Der Spülschritt wird unter Verwendung einer Spüllösung, z.B. deionisiertem Wasser, durchgeführt. Falls erforderlich, kann der Spülschritt in zwei Teilschritten ausgeführt werden. Zum Schluß wird das Substrat durch ein Schleudertrocknungsverfahren oder ein Trockungsverfahren unter Verwendung von Isopropylalkohol getrocknet, um das auf dem Substrat verbliebene, deionisierte Wasser zu entfernen, siehe Schritt 150 von 1.
Nach dem Trocknungsschritt 150 wird das Substrat für nachfolgende Fertigungsschritte transferiert. Wenn in einem anschließenden Schritt erneut ein Resist verwendet wird, wird das verwendete Resist später nach Abschluß des anschließenden, resistmaskenbildenden Schrittes durch die in 1 gezeigten Schritte wieder entfernt. Durch derartige wiederholte Einheitsfertigungsprozesse und Resistentfernungsschritte wird das Halbleiterbauelement vervollständigt.
Wie in 1 illustriert, ist im Unterschied zur herkömmlichen Technik der gestrichelt markierte Vorentfernungsschritt 100 vorliegend nicht notwendig, da das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Resistentfernungsmittel bzw. die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete resistentfernende Zusammensetzung eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Entfernung von Resist oder Polymer aufweist. Außerdem kann ebenfalls im Unterschied zur herkömmlichen Technik der in 1 gestrichelt markierte Nachentfernungsschritt 130 entfallen, da die unter dem Resist liegende Schicht vor Angriffen geschützt ist. Erfindungsgemäß kann somit das Resist im Vergleich zum herkömmlichen Resistentfernungsprozeß mittels eines einfachen Prozesses vollständig entfernt werden. Dadurch kann die Produktivität der Halbleiterbauelementfertigung merklich gesteigert werden.
Da wie oben beschrieben der Resistentfernungsprozeß vereinfacht wird, kann die Resistentfernungsvorrichtung, auf die nachfolgend eingegangen wird, kleiner bzw. kompakter ausfallen.
2 zeigt eine Resistentfernungsvorrichtung 200, die lediglich eine Resistentfernungseinheit 210, eine Spüleinheit 220 und eine Trockeneinheit 230 beinhaltet. Eine Vorentfernungseinheit und eine Nachentfernungseinheit sind dabei nicht notwendig. Der Platzbedarf für die Resistentfernungsvorrichtung 200 kann daher verglichen mit der herkömmlichen Technik merklich verringert werden.
Wenn die Resistentfernungsvorrichtung 200 ein Tauchverfahren anwendet, entsprechen die Einheiten 210, 220 und 230 jeweils einem eigenen Bad. Da im Unterschied zur herkömmlichen Tech nik kein Vorentfernungs-Behandlungsbad mit Salpetersäure (HNO₃) und kein Nachentfernungs-Behandlungsbad mit Isopropylalkohol (IPA) erforderlich sind, lassen sich zwei Bäder eliminieren, was den von der Resistentfernungsvorrichtung 200 eingenommenen Platz merklich verringert.
Eine Resistentfernungsvorrichtung, die ein Sprayverfahren anwendet, kann in eine solche von einem horizontalen oder einem vertikalen Typ klassifiziert werden. 3 zeigt eine Resistentfernungsvorrichtung 300 vom horizontalen Typ mit einem horizontalen Trägermittel 340, z.B. einem Fördersystem, die in eine Resistentfernungseinheit 310, eine Spüleinheit 320 und eine Trocknungseinheit 330 unterteilt ist. Eine Quelle 360, die ein gemäß der vorliegenden Erfindung verwendetes Resistentfernungsmittel oder eine erfindungsgemäße resistentfernende Zusammensetzung enthält, führt diese über eine Zufuhreinheit 370 der Resistentfernungseinheit 310 zu. Mit der Spüleinheit 320 und der Trockungseinheit 330 sind über die Zufuhreinheit 370 zudem entsprechende Quellen 362 und 364 für eine Spüllösung bzw. ein Trockungsmittel verbunden. In den Einheiten sind Düsen 312, 322, 332 zum Sprühen von Materialien vorgesehen, die für die Funktionen der jeweiligen Einheiten geeignet sind. Im Betrieb wird, wenn ein Substrat in die Resistentfernungseinheit 310 geladen wurde, ein gemäß der vorliegenden Erfindung verwendetes Resistentfernungsmaterial aus der Düse 312 gesprüht, um das Resist zu entfernen. Das Substrat wird dann durch das Trägersystem 340 kontinuierlich horizontal zur Spüleinheit 320 weiterbefördert. Über die Düse 322 wird in der Spüleinheit 320 eine Spüllösung aufgesprüht. Schließlich wird das Substrat durch das Fördersystem 340 zur Trocknungseinheit 330 weiterbefördert, um dann mittels eines Trocknungsmittels, wie Luft oder einer Trocknungschemikalie, getrocknet zu werden, das durch die Düse 332 auf das Substrat gerichtet wird. Da die Resistentfernungsvorrichtung vom horizontalen Typ lediglich drei Einheiten umfaßt, sind die Abmessungen der Vorrichtung merklich verringert.
4 zeigt eine Resistentfernungsvorrichtung 400 vom vertikalen Typ mit einem vertikal beweglichen Substratträger 440. Dieser vertikale Typ weist ebenso eine Quelle 460 für das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung sowie eine Zufuhreinheit 470 zum Zuführen des Resistentfernungsmittels oder der resistentfernenden Zusammensetzung auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Substratträger 440 drehbar. Außerdem ist das Innere der Vorrichtung in einer gebetteten Struktur aus drei Bereichen aufgebaut, die vertikal gegeneinander versetzt sind, und nicht aus unabhängigen Kammern. Die Einheiten bestehen somit in vertikaler Aufeinanderfolge aus einem Trocknungsbereich 430, einem Spülbereich 420 und einem Resistentfernungsbereich 410. Quellen 462, 464 für eine Spüllösung bzw. ein Trocknungsmittel sind über die Zufuhreinheit 470 mit einer Zufuhrleitung 470 verbunden. In dieser Ausführungsform stellt eine einzige Zufuhrleitung 450 die jeweiligen Materialien für alle drei Einheiten zur Verfügung.
Wenn ein nicht gezeigtes Substrat, auf dem ein Resist gebildet wurde, auf den Substratträger 440 geladen wurde, wird beispielsweise der Träger 440 zuerst in einen Bereich bewegt, in welchem die Resistentfernung durchgeführt wird, und das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung wird über die Zufuhreinheit 470 aus der Quelle 460 durch die Zufuhrleitung 450 aufgesprüht. In einem bevorzugten Beispiel wird das Resistentfernungsmittel oder die resistentfernende Zusammensetzung über eine nicht gezeigte Auslaßleitung abgeführt. Wenn der Resistentfernungsschritt abgeschlossen ist, bewegt der Substratträger 440 das Substrat durch Absenken zur Spüleinheit 420. Über die Zufuhrleitung 450 wird dann eine Spüllösung in die Spüleinheit 420 gesprüht. Schließlich wird das Substrat durch vertikales Bewegen des Substratträgers 440 zur Trocknungseinheit 430 verbracht, um getrocknet zu werden.
Während in 4 die Trocknungseinheit 430, die Spüleinheit 420 und die Resistentfernungseinheit 410 vertikal von unten nach oben aufeinanderfolgend angeordnet sind, können diese Einheiten auch in umgekehrter Reihenfolge vertikal angeordnet sein. Da auch die Resistentfernungsvorrichtung vom vertikalen Typ lediglich drei Einheiten umfaßt, lassen sich die Abmessungen der Vorrichtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung vom vertikalen Typ signifikant verringern. Weitere Details der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele in nicht beschränkender Weise erläutert.
BEISPIEL I
Herstellung von Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid
Es wurden 200ml Monoethanolamin als ein Alkanolamin und 200ml Methylmethoxypropanoat als ein Ester gemischt. Anschließend wurd das Gemisch für 5 Stunden auf 90°C erwärmt. Nach diesem Erwärmungsvorgang wurde das Reaktionsprodukt für 5 Stunden auf Raumtemperatur zurückgebracht. Das resultierende Material wurde mittels Gaschromatografie analysiert, um festzustellen, daß das Methoxy-N-hydroxyethylpropanamidprodukt erhalten wurde. Zusätzlich wurde das Produkt durch ein magnetisches Kernspinresonanzspektrum (¹H-NMR) analysiert, wobei die relativen Mengen der Komponenten in millionstel Teilen (ppm) angegeben sind. Die NMR-Daten für das Produkt ergaben sich wie folgt: 6,8ppm (1H), 3,7ppm bis 3,8ppm (4H), 3,4ppm bis 3,5ppm (3H) und 2,8ppm bis 2,9ppm (1H).
BEISPIEL II
Herstellung von Methoxy-N-butylhydroxyethylpropanamid
In diesem Beispiel wurden 200ml N,N-t-Butylethanolamin als ein Alkanolamin und 200ml Methylmethoxypropanoat als ein Ester gemischt. Anschließend wurde das Gemisch für 5 Stunden auf 90°C erwärmt. Nach dem Erwärmungsvorgang wurde das Reaktionsprodukt für 5 Stunden auf Raumtemperatur zurückgebracht. Das erhaltene resultierende Material wurde mittels Gaschromatografie analysiert, um festzustellen, daß das Methoxy-N-butylhydroxethylpropanamidprodukt erhalten wurde.
BEISPIEL III
Ermittlung einer geeigneten Temperatur zur Herstellung von Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid
Es wurden 200ml Monoethanolamin (MEA) als ein Alkanolamin und 200ml Methylmethoxypropanoat (MMP) als ein Ester gemischt. Anschließend wurde das Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid bei unterschiedlichen Temperaturen, wie in Tabelle 2 unten dargestellt, synthetisiert, und die bis zum Abschluß der Synthese erforderliche Zeitdauer wurde gemessen, um auf diese Weise die zur Reaktion dieses Amins und dieses Esters geeignete Temperatur festzustellen. Der Zeitpunkt für den Abschluß der Synthese wurde durch die Zeitdauer festgelegt, die verstreicht, bis der Flächenanteil des Amids (Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid) den Wert von 80% bei Analyse mittels Gaschromatografie übersteigt. Tabelle 2: Reaktionstemperaturen und -dauern von Methoxy-N-hydroxyethylpropanamid
Aus dem obigen Ergebnis wird ersichtlich, daß die Reaktion bei Raumtemperatur auftritt, und daß sie bei höheren Temperaturen rascher erfolgt. Unter Beachtung anderer Prozeßbedingungen ist es jedoch bevorzugt, daß die Reaktionstemperatur 120°C nicht übersteigt. Die Temperatur zur Herstellung der Amidverbindung liegt daher vorzugsweise zwischen Raumtemperatur und etwa 120°C. In einem bevorzugten Verfahrensbeispiel liegt die Reaktionstemperatur im Bereich zwischen etwa 80°C und etwa 90°C.
BEISPIEL IV
Herstellung einer resistentfernenden Zusammensetzung und Bewertung von deren Resistentfernungsfähigkeit
Wie in der untenstehenden Tabelle 3 angegeben, wurden sieben resistentfernende Zusammensetzungen mit MEA, MMP, Catechol und Wasser in unterschiedlichen Anteilen hergestellt. Anschließend wurden die Zusammensetzungen für 5 Stunden auf 80°C erwärmt. Dann wurde das resultierende Material für 6 Stunden auf Raumtemperatur gehalten. Dann wurde Methanol durch fraktionierte Destillation entfernt, wobei sowohl die Technik des Sprudelns mit Stickstoff als auch diejenige der Druckverringerung angewandt wurden, um die Bildung der Zusammensetzungen abzuschließen. Tabelle 3: Resistentfernungsvermögen einiger Zusammensetzungen

o: gut,
: besser,
: am besten

Das durch Verwenden der oben beschriebenen resistentfernenden Zusammensetzung zu beseitigende Resist wurde auf jeder von sieben Substratflächen in der folgenden Weise hergestellt. Als erstes wurde auf den sieben Substratflächen jeweils eine Schicht aus Borphosphorsilicatglas (BPSG) in einer Dicke von 500nm gebildet. Dann wurden eine Titanschicht und eine Titannitridschicht mit einer Dicke von jeweils 20nm aufgebracht und erwärmt. Als nächstes wurde eine Aluminiumschicht in einer Dicke von 600nm abgeschieden und dann geschmolzen. Auf die Aluminiumschicht wurde eine Titannitridschicht als eine Deckschicht aufgebracht, wonach eine dielektrische Zwischenebenenschicht in einer Dicke von 1000nm gebildet wurde. Dann wurde die dielektrische Zwischenebenenschicht mit einem Resist beschichtet, und es wurde ein Fotolithographieprozeß durchgeführt, um ein Resistmuster zu erzeugen, das ein Durchkontaktloch definiert. Das Resistmuster wurde gehärtet, und die dielektrische Zwischenebenenschicht wurde dann unter Verwendung des Resistmusters als Maske mittels eines gepufferten Oxidätzmittels geätzt, um ein die Aluminiumschicht freilegendes Durchkontaktloch zu bilden.
Nach Bildung des Durchkontaktlochs wurden die sieben Substrate verascht und in je eines von sieben Bädern eingetaucht, welche jeweils eine der in Tabelle 3 angegebenen sieben Zusammensetzungen enthielten. Die Temperaturen der Bäder wurden bei 60°C gehalten. Nachdem die Substrate für 20min eingetaucht blieben, wurden sie für 5min mit Wasser gespült und getrocknet, wonach sie unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie (SEM) untersucht wurden. Die Substrate wurden auf der Basis der SEM-Beobachtungen in "gut", "besser" und "am besten" eingestuft, wobei die Einstufungen unter Verwendung von Symbolen in Tabelle 3 wiedergegeben sind.
Der Zustand des Substrats ist durch die relativen Anteile an verbliebenem Polymer und verbliebenem Resist charakterisiert. Der "Gut"-Zustand entspricht einem Zustand ähnlich demjenigen, wie er bei Verwendung der herkömmlichen resist entfernenden Zusammensetzung EKC-245 erhalten wird. Der "Besser"-Zustand ist der gegenüber dem herkömmlichen Fall verbesserte Fall; und der "Best-Zustand" ist gegenüber dem herkömmlichen Fall deutlich verbessert. EKC-245 ist eine herkömmliche resistentfernende Zusammensetzung, die Hydroxylamin, Diglycolamin, Catechol und Wasser als ihre wesentlichen Komponenten aufweist.
BEISPIEL V
Analyse der Zusammensetzungsbestandteile
Die jeweiligen Komponenten wurden in einem Verhältnis, wie in Tabelle 3 angegeben, gemischt, wonach die Mengen an Komponenten der jeweiligen Zusammensetzungen analysiert wurden, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen war. Die Analyseergebnisse zeigten, daß die jeweiligen Zusammensetzungen die in der nachstehenden Tabelle 4 aufgelisteten Bestandteile enthalten. Tabelle 4: Bestandteile der Zusammensetzungen
BEISPIEL VI
Ermittlung einer geeigneten Prozeßdauer
Um die geeignete Prozeßdauer zu ermitteln, wurde die in Tabelle 4 unter Probe Nr. 4 wiedergegebene Zusammensetzung verwendet, und das Resist wurde mit unterschiedlichen Prozeßdauern entfernt, wie sie in der untenstehenden Tabelle 5 angegeben sind. Die übrigen Prozeßbedingungen waren dieselben wie im Beispiel IV. Der Entfernungszustand des Resistes und die Angriffszustände einer Aluminiumschicht und einer Siliciumschicht wurden mittels SEM untersucht. Die den Entfernungszustand repräsentierenden Symbole in Tabelle 5 sind dieselben wie in Tabelle 3. In Tabelle 5 zeigt das Symbol "×" an, daß die darunterliegende Schicht nicht angegriffen wurde. Aus den in Tabelle 5 angegebenen Ergebnissen ist festzustellen, daß die geeignetste Reaktionsdauer zum Entfernen des Resists Zeitdauern zwischen 10min und 30min umfaßt und die darunterliegende Schicht nicht im geringsten angegriffen wurde. Tabelle 5: Temperaturabhängiges Resistentfernungsvermögen

(
: besser,
: am besten)

BEISPIEL VII
Ermittlung einer geeigneten Prozeßtemperatur
Um eine geeignete Prozeßtemperatur zu ermitteln, wurde die Zusammensetzung gemäß Probe Nr. 4 von Tabelle 4 verwendet, und das Resist wurde unter verschiedenen Prozeßtemperaturen entfernt, wie in der untenstehenden Tabelle 6 aufgelistet. Die übrigen Prozeßbedingungen waren dieselben wie in Beispiel IV. Der Entfernungszustand des Resists und die Angriffszustände einer Aluminiumschicht und einer Siliciumschicht wurden mittels SEM untersucht. Tabelle 6: Temperaturabhängiges Resistentfernungsvermögen
Die in Tabelle 6 verwendeten Symbole sind dieselben wie diejenigen von Tabelle 5. Aus dem in Tabelle 6 dargestellten Resultat wurde erkannt, daß die Resistentfernung im niedrigeren Temperaturbereich von etwa 45°C bis etwa 70°C rasch erfolgte.
BEISPIEL VIII
Vergleich des Resistentfernungsvermögens
Das Durchkontaktloch wurde unter Verwendung des Resistmusters in derselben Weise erzeugt wie im Beispiel IV, das Resist wurde mit der in Tabelle 4 unter Probe Nr. 4 angegebenen Zusammensetzung entfernt, die Prozeßdauer betrug 20min und die Reaktionstemperatur 60°C. Das resultierende Material wurde mittels SEM untersucht, und die Untersuchungsergebnisse sind in 5 dargestellt.
In einem Vergleichsbeispiel wurde das Resist unter Verwendung der herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung EKC-245 entfernt, wobei die übrigen Bedingungen dieselben waren wie in den oben beschriebenen Beispielen, wonach dann das resultierende Material mittels SEM untersucht wurde. Die Untersuchungsergebnisse sind in 6 dargestellt.
Vergleicht man die SEM-Aufnahmen der 5 und 6, so ist zu erkennen, daß das Resist bei Verwendung der erfindungsgemäßen resistentfernenden Zusammensetzung vollständig entfernt wurde, während das Resist bei Verwendung der herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung, z.B. EKC-245, teilweise stehen geblieben ist. Außerdem wurde, während die darunterliegende Aluminiumschicht durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung nicht angegriffen wurde, die Aluminiumschicht bei Verwendung der herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung EKC-245 teilweise angegriffen.
BEISPIEL IX
Messung der Auswirkung eines Angriffs bei einer Kupferschicht
Wie in 7 gezeigt, wurde zu dem Zweck, die Wirkung eines Angriffs bei einer Kupferschicht zu verifizieren, der große Beachtung als eine Zwischenverbindungsschicht der nächsten Generation geschenkt wird, zuerst eine BPSG-Schicht 1200 auf jedes einer Mehrzahl von Substraten 1100 in einer Dicke von 500nm aufgebracht, wonach die BPSG-Schicht jedes Substrates photolithographisch strukturiert wurde, um eine Mehrzahl von Kontaktlöchern zu erzeugen. Anschließend wurden sequentiell eine Titan- und eine Titannitridschicht 1300 und 1350 in Funktion einer Barrierenmetallschicht auf die Oberfläche der Kontaktlöcher in einer Dicke von jeweils 20nm aufgebracht, wonach eine die jeweiligen Kontaktlöcher füllende Kupferschicht 1400 in einer Dicke von 1000nm gebildet wurde.
Die mehreren Substrate wurden dann in drei Gruppen A, B und C aufgeteilt. Gruppe A wurde mit keiner resistentfernenden Zusammensetzung behandelt, Grupp B wurde in eine der Proben Nummer 4 von Tabelle 4 entsprechende, resistentfernende Zusammensetzung bei 65°C für 100 Minuten eingetaucht, und Gruppe C wurde in eine herkömmliche, resistentfernende Zusammensetzung (EKC-245) bei 65°C für 100 Minuten eingetaucht.
Es wurden nun fortlaufend einige Substrate jeder Gruppe unter Verwendung von SEM beobachtet. 7 veranschaulicht den Fall, bei dem ein Substrat mit keiner resistentfernenden Zusammensetzung behandelt wurde (Gruppe A), und 8 zeigt den Fall, bei dem ein Substrat mit einer resistentfernenden Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamidhaltigen Zusammensetzung behandelt wurde (Gruppe B). Im Fall der Gruppe B wird dasselbe Resultat erhalten wie im Fall einer fehlenden Behandlung des Substrats mit einer resistentfernenden Zusammensetzung, was das gewünschte Ergebnis darstellt. Mit anderen Worten, es wurde verifiziert, daß die resistentfernende Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamidhaltige Zusammensetzung die Kupferschicht nicht im geringsten angreift. Im Fall der Verwendung einer herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung (Gruppe C), der in 9 dargestellt ist, wird hingegen die Kupferschicht so schwerwiegend angegriffen, daß sie fast vollständig entfernt wurde. Von den in den 7 bis 9 ge zeigten Ergebnissen können Ätzraten für die Kupferschicht ermittelt werden. Die ermittelten Ätzraten sind in der nachstehenden Tabelle 7 aufgelistet. Tabelle 7: Ätzrate von Kupferschichten
Um den Effekt der verwendeten resistentfernenden Zusammensetzung auf die Oberfläche der Kupferschicht zu verifizieren, wurden die Oberfläche einer Kupferschicht von Gruppe A (ohne Behandlung mit einer resistentfernenden Zusammensetzung) und die Oberfläche einer Kupferschicht von Gruppe B (mit Behandlung durch die resistentfernende Zusammensetzung) durch Augerelektronenspektroskopie analysiert, und die Analyseergebnisse sind in den 10 bzw. 11 dargestellt. Wie aus den 10 und 11 ersichtlich, zeigt die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete resistentfernende Zusammensetzung keinerlei Auswirkungen auf die Kupferschicht, wie sich daraus ergibt, daß die Augerelektronenspektren der 10 und 11 im wesentlichen identisch sind.
BEISPIEL X
Analyse der Komponenten der resistentfernenden Zusammensetzung
Die Menge an Bestandteilen der resistentfernenden Zusammensetzung gemäß Probe Nr. 4 von Tabelle 4 wurde mittels Gaschromatographie in achtstündigen Intervallen analysiert. Die Analyseergebnisse sind in 12 dargestellt, in welcher die ausgefüllten Quadrate den prozentualen Flächenanteil von Amid, die Dreiecke den prozentualen Flächenanteil von Monoethanolamin und die Kreuze den prozentualen Flächenanteil von Methylmethoxypropanoat angeben. Aus den in 12 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Flächenanteil an Amid selbst nach Ablauf von 48 Stunden bei ungefähr 80% konstant blieb. Auch der prozentuale Flächenanteil von Monoethanolamin blieb bei etwa 3,4% konstant. Der prozentuale Flächenanteil von Methylmethoxypropanoat verringerte sich nach Ablauf von 24 Stunden von 0,9% auf 0,5%, bis er nach 40 Stunden im wesentlichen den Wert null erreichte.
Dabei enthielt die Zusammensetzung, welche die Reaktion vollständig erfahren hatte und stabil wurde, Amid, Amin, Catechol und Wasser.
Unter Beachtung der Tatsache, daß die hauptsächlich aktive Komponente der Zusammensetzung Amid ist, folgt aus der geringen Änderung an Amid selbst nach 48 Stunden, daß die Zusammensetzung in dem Prozeß nicht schnell verbraucht wird und für eine lange Zeit benutzt werden kann. Dies bedeutet, daß die Zusammensetzung merklich die Produktivität erhöhen und den Herstellungsaufwand verringern kann, im Gegensatz zur herkömmlichen resistentfernenden Zusammensetzung EKC-245, die alle 24 Stunden ersetzt werden muß.
Die verwendete Amidverbindung besitzt eine ausgezeichnete Resistentfernungsfähigkeit. Das die Amidverbindung aufweisende Resistentfernungsmittel bzw. die die Amidverbindung aufweisende resistentfernende Zusammensetzung weisen eine ausgezeichnete Fähigkeit zum Entfernen eines Resistes auf und sind in der Lage, ein Polymer oder metallorganisches Polymer effektiv zu beseitigen. Außerdem wird es ermöglicht, daß die unter dem Resist liegende Schicht nicht angegriffen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher nicht notwendig, einen Vorentfernungsschritt zum Entfernen des Polymers und/oder einen Nachentfernungsschritt zur Verhinderung eines Angriffs der darunterliegenden Schicht durchzuführen. Der Resistentfernungsprozeß kann auf diese Weise vereinfacht werden, und die Prozeßdauer läßt sich verringern. Außerdem kann die zum Entfernen des Resists benötigte Temperatur auf einen niedrigen Wert eingestellt werden. Des weiteren kann die Resistentfernungsvorrichtung vereinfacht und kompakter gebaut werden.

Claims

Verwendung eines Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamids der Formel R₄-O-R₃-CO-N-R₁R₂OH (I),in der R₁ Wasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen, R₂ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und R₃ sowie R₄ unabhängig voneinander ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff sind, als Resistentfernungsmittel.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid in einer Zusammensetzung mit einem polaren Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer und/oder einem Angriffsinhibitor eingesetzt wird.
Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid in einer Zusammensetzung mit einem Alkanolamin eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das polare Material Wasser, Methanol oder Dimethylsulfoxid ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffsinhibitor eine Verbindung mit der Formel R₆-(OH)_n (II)ist, wobei R₆ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff mit einer -COOH-Gruppe, ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und einer -COOH-Gruppe und n eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkanolamin eine Verbindung mit der Formel R₁-NH-R₂OH (III)ist, wobei R₁ Wasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und R₂ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid in der Zusammensetzung in einem Anteil zwischen etwa 30 Gew.% und etwa 99,9 Gew.% enthalten ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusammensetzung das polare Material und der Angriftsinhibitor unabhängig voneinander jeweils in einem Anteil von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 30 Gew.% enthalten sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusammensetzung das Alkanolamin in einem Anteil zwischen etwa 0,1 Gew.% und etwa 70 Gew.% enthalten ist.
Verfahren zur Entfernung eines auf einem Substrat gebildeten Resists, wobei das Substrat mit einem Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid oder einer Zusammensetzung, die neben dem Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid wenigstens ein Mitglied aus der Gruppe bestehend aus einem polaren Material mit einem Dipolmoment von drei oder größer, einem Angriffsinhibitor und einem Alkanolamin, aufweist, in Kontakt gebracht wird, um das Resist von dem Substrat zu entfernen, wobei das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid die Formel R₄-O-R₃-CO-N-R₁R₂OH (I)aufweist, in der R₁ Wasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen, R₂ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und R₃ sowie R₄ unabhängig voneinander ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff sind und wobei das Substrat vor dem Schritt des Inkontaktbringens mit dem Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid oder der Zusammensetzung verascht wird und wobei das Inkontaktbringen des Substrats mit dem Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid oder der Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 45°C bis etwa 70°C erfolgt und wobei nach dem Schritt des Inkontaktbringens des Substrats mit dem Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid oder der Zusammensetzung das Substrat gespült und getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser, Methanol und Dimethylsulfoxid besteht.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsinhibitor eine Verbindung mit der Formel R₆-(OH)_n (II)ist, wobei R₆ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff mit einer -COOH-Gruppe, ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und einer -COOH-Gruppe ist und n eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkanolamin durch folgende Formel (III) dargestellt ist: R₁-NH-R₂OH, (III)wobei R₁ Wasserstoff, ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen und R₂ ein C₁- bis C₅-Kohlenwasserstoff oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ein bis drei Ringen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid beim Inkon taktbringen in einem Anteil von etwa 30 Gew.% bis etwa 99,9 Gew.% in der Zusammensetzung vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Material und der Angriftsinhibitor beim Inkontaktbringen unabhängig voneinander in einem Anteil von 0,01 Gew.% bis etwa 30 Gew.% der Zusammensetzung vorliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkanolamin beim Inkontaktbringen in einem Anteil von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 70 Gew.% in der Zusammensetzung vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Inkontaktbringen das Alkoxy-N-hydroxyalkylalkanamid in einem Anteil von etwa 40 Gew.% bis etwa 65 Gew.%, das Alkanolamin in einem Anteil von etwa 5 Gew.% bis etwa 30 Gew.%, das polare Material in einem Anteil von etwa 5 Gew.% bis etwa 20 Gew.% und der Angriftsinhibitor in einem Anteil von etwa 5 Gew.% bis etwa 20 Gew.% in der Zusammensetzung vorliegen.