JP2000075506A - フォトレジスト用のストリッパ―組成物 - Google Patents
フォトレジスト用のストリッパ―組成物Info
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- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
Abstract
に優れるフォトレジスト用のストリッパー組成物を提供
する。 【解決手段】 このストリッパー組成物は、10〜30
重量%のアルカノールアミン、10〜35重量%のジメ
チルスルホキシド、30〜50重量%のN−メチルピロ
リドン及び10〜30重量%のグリコールエーテルを含
む。
Description
のストリッパー組成物に関し、より詳しくは、フォトレ
ジストの溶解性能及びストリップ性能に優れた組成物に
関する。
は極めて微細な構造で形成されており、かかる微細構造
の回路は基板上に形成された酸化膜などの絶縁膜または
アルミニウム合金膜などの導電性金属膜にフォトレジス
トを均一にコーティングまたは塗布し、前記フォトレジ
ストを露光して現像することで、所定の形状のパターン
を形成した後、パターンが形成されたフォトレジストを
マスクとして用いて前記金属膜または絶縁膜をエッチン
グし、微細回路を形成した後、フォトレジストパターン
を除去して製造する。
成物として、米国特許第5,480,585及び日本国
特開平5−281753号は、化学式H3-nN((C
H2)mOH)n(mは2または3であり、nは1、2ま
たは3である)のアルカノールアミン、スルホキシド化
合物及び化学式C6H6-n(OH)n(nは1、2または
3である)のヒドロキシル化合物を含むフォトレジスト
用の有機ストリッパーを開示しており、日本国特開平4
−124668号は有機アミン20〜90重量%、リン
酸エステル界面活性剤0.1〜20重量%、2−ブチン
−1,4ジオール0.1〜20重量%並びに残部として
グリコールモノアルキルエーテル及び/または非プロト
ン性極性溶媒からなるフォトレジストストリッパー組成
物を開示している。
は、N−アルキルアルカノールアミン50〜90重量
%、ジメチルスルホキシドまたはN−メチル−2−ピロ
リドン50〜10重量%からなる組成物を開示してお
り、このようなN−アルキルアルカノールアミンと特定
の有機溶媒とからなる溶剤を剥離剤として用いることに
より、高温のような厳しい剥離条件下においても不溶物
の析出が起こらず、微粒子が基板に残らないと記載して
いる。
は、ジメチルスルホキシド50重量%以上、特に好まし
くは70重量%以上を含み、ジエチレングリコールモノ
アルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエ
ーテル、γ−ブチロラクトン及び1、3−ジメチル−2
−イミダゾリジノンより選択された少なくとも一種の溶
剤1〜50重量%、並びにモノエタノールアミンなどの
含窒素有機ヒドロキシル化合物0.1〜5重量%を含む
フォトレジスト用のストリッパー組成物を開示してい
る。ここで、ジメチルスルホキシドが50重量%未満で
ある場合には剥離性が著しく弱化し、含窒素有機ヒドロ
キシル化合物の溶剤が5重量%を超過すると、アルミニ
ウムなどの金属層が腐食すると記載されている。
トレジスト組成物はエッチングされた多数の半導体集積
回路または液晶表示装置回路を剥離液に含浸してフォト
レジストを除去する浸漬(dipping)方式の設備に適合
した組成であって、剥離性能、金属の腐食防止性能及び
人体安全性などの改良を主目的としていたが、最近では
液晶表示装置が大型化し、大量生産が行われることによ
り、ストリッパーの使用量が多い浸漬方式よりも液晶表
示装置回路を一枚ずつ処理する枚葉式設備(single-waf
er treatment method)を用いたフォトレジストの剥離
が一般化しているため、浸漬方式だけではなく、エアナ
イフ工程によってフォトレジストを剥離するのに適合し
たストリッパー組成物の開発が求められている。
トリッパーは、低温及び高温の条件下でフォトレジスト
の剥離性が優れており、剥離時に不純物の微粒子を基板
に残さず、かつ、アルミニウムなどの金属層を腐食しな
いばかりか、大型の液晶表示装置回路の製造に際して用
いられる多量のストリッパーによる、人体に対する毒性
が少なくなければならない。なお、反復使用に際しても
蒸発によるストリッパーの減少が少なく、成分含量の変
化が一定してストリップ性能が維持されなければならな
い。
分化合物及び成分比によってフォトレジストの剥離性、
金属の腐食性、フォトレジスト剥離後の洗浄工程の複雑
さ、環境安全性、作業性、価格などが著しく異なるの
で、多様な工程条件に対して最適の性能を有するフォト
レジスト組成物の開発が続けられている。
能及びストリップ性に優れるフォトレジスト用のストリ
ッパー組成物を提供することにある。
しても蒸発によるストリッパーの減少が少なく、成分含
量の変化が一定してストリップ性能が維持されるフォト
レジスト用のストリッパー組成物を提供することにあ
る。
LCD全膜質に対しても同一の剥離性能を示すことがで
き、繰返してフォトレジストを除去した場合においても
組成物の総量及び各成分の比率が一定に維持されるフォ
トレジスト用のストリッパー組成物を提供することにあ
る。
用いる設備だけではなく、エアナイフ工程を用いる枚葉
式設備にも適合したフォトレジスト用のストリッパー組
成物を提供することにある。
に、本発明は、10〜30重量%のアルカノールアミ
ン、10〜35重量%のジメチルスルホキシド、30〜
50重量%のN−メチルピロリドン及び10〜30重量
%のグリコールエーテルを含むフォトレジスト用のスト
リッパー組成物を提供する。
組成物は、フォトレジストの溶解性能及びストリップ性
が優れており、反復使用に際しても蒸発によるストリッ
パーの減少が少なく、成分含量の変化が一定してストリ
ップ性能が維持されなければならない。また、大型のT
FTLCD(thin film transistor liquid crystaldis
play)の量産ラインに適用される枚葉式設備に適合した
ストリッパーは、化学的に剥離性能、金属腐食の抑制性
能などが基本的に良好であり、エアナイフ工程のうちに
不純物の微粒子が基板上に残る現象を防止しなければな
らない。このような不純物の微粒子の生成を防止するた
めには、ストリッパー組成物は、ITO膜(indium tin
oxide)、アルミニウム、クロム、窒化シリコン膜、ア
モルファスシリコン膜などのLCD全膜質に容易に吸収
され、LCD全膜質との表面張力はできるだけ小さくか
つ均一に維持され、粘度及び揮発度は小さくなければな
らない。また、このようなストリッパーはLCD全膜質
上に滴下されたストリッパーとLCD全膜質表面との間
の接触角が小さく、前記接触角の時間による変化率も小
さくなければならない。
極性溶媒の比率を増加させると共に、フォトレジストの
ストリップ性能を向上させるアミン化合物の量を増加さ
せると、フォトレジストの溶解性を向上させ、ストリッ
パーの蒸発を抑制することができるため、反復使用に際
してもストリップ性能が維持できるばかりか、浸漬方式
及び枚葉式処理方式にも適合するという事実を見出して
本発明の完成に至った。
組成物は、10〜30重量%のアルカノールアミン、1
0〜35重量%のジメチルスルホキシド、30〜50重
量%のN−メチルピロリドン及び10〜30重量%のグ
リコールエーテルを含む。
を剥離する役割を果し、モノイソプロパノールアミン
(MIPA、CH3CH(OH)CH2NH2))または
モノエタノールアミン(MEA、HO(CH2)2N
H2)を用いるのが好ましく、モノエタノールアミンを
用いるのが最も好ましい。前記アルカノールアミンは全
体のストリッパー組成物に対して10〜30重量%を用
いるのが好ましく、15〜25重量%を用いるのがさら
に好ましい。もし、前記アルカノールアミンの使用量が
10重量%未満であると、フォトレジストの剥離回数が
増加することによってアルカノールアミンの蒸発損失を
生じ、これにより剥離性能が低下してフォトレジスト微
粒子がLCD全膜質に残存するようになり、30重量%
を超過すると、フォトレジストへの吸収性が小さくな
り、接触角が大きくなってエアナイフ特性が低下する。
トを溶解する溶剤の役割を果すだけでなく、フォトレジ
スト膜との表面張力を調節する成分であって、全ストリ
ッパー組成物に対して10〜35重量%を用いるのが好
ましく、15〜30重量%を用いるのがさらに好まし
い。もし、ジメチルスルホキシドの使用量が10重量%
未満であるとフォトレジストへの吸収性が小さくなり、
接触角が大きくなってエアナイフ特性が低下し、35重
量%を超過すると、剥離回数が増加することによってス
トリップ性能が低下し、フォトレジストの溶解性能が低
下する。前記ジメチルスルホキシド(CH3SOCH3)
の代わりにジエチルスルホキシド(C2H5SOC
2H5)、ジエチルスルホン(C2H5SO2C2H5)また
はジメチルスルホン(DMSO2、CH3SO2CH3)を
用いることができるが、この場合には経済性が落ちると
いう短所がある。
トを溶解する強い溶剤の役割を果す成分であって、全ス
トリッパー組成物に対して30〜50重量%を用いるの
が好ましく、35〜45重量%を用いるのがさらに好ま
しい。もし、N−メチルピロリドンの使用量が30重量
%未満であると、フォトレジストの溶解性が低下し、5
0重量%を超過すると、アルカノールアミンやジメチル
スルホキシドが極めて少なく投入されることになるた
め、好ましくない。前記N−メチルピロリドンには、極
性分子で、かつフォトレジストの溶解性が強い他の化合
物を用いることもできる。このように強いフォトレジス
トの溶解性を有すると共に極性分子であるN−メチルピ
ロリドンを用いることにより、全ストリッパー組成物の
うち、極性溶媒の総含量及びアルカノールアミンの含量
が増加し、剥離回数が増加する場合においても、フォト
レジストの剥離性能の低下を防止することができる。
ルホキシド及びN−メチルピロリドンと共にフォトレジ
ストを溶解する溶剤の役割を果すだけではなく、フォト
レジスト層との表面張力を調節するためのものであっ
て、アルカノールアミンとジメチルスルホキシドとから
なるストリッパー組成物のエアナイフ特性をさらに向上
させる役割を果す。すなわち、ジメチルスルホキシド自
体はエアナイフ特性が良好であるが、これをモノエタノ
ールアミンなどと混合すると、エアナイフ特性が著しく
低下し、ここに適正量のグリコールエーテルを添加する
とエアナイフ特性及びフォトレジストの剥離性能を共に
向上させることができる。前記グリコールエーテル化合
物としては、カルビトール(C2H5O(CH2CH2O)2
H)、メチルジグリコール(CH3O(CH2CH2O)2
H)またはブチルジグリコール(C 4H9O(CH2CH2
O)2H)を用いるのが好ましく、ブチルジグリコール
を用いるのが最も好ましい。グリコールエーテルは全体
のストリッパー組成物に対して10〜30重量%を用い
るのが好ましく、15〜25重量%を用いるのがさらに
好ましい。もし、前記グリコールエーテルの使用量が1
0重量%未満であると、ストリッパー組成物がフォトレ
ジスト層に容易に吸収されず、接触角が大きくなり、3
0重量%を超過すると、フォトレジストの剥離性能が低
下する。
組成物は、ベアガラスまたはLCD全膜質上のポリマー
を除去するために、1〜10重量%のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシドまたは3〜15重量%のベンゼン
ジオールをさらに含むのが好ましく、またLCD全膜質
の腐食を防止するために、1〜15重量%のアルキルス
ルホン酸をさらに含むことができる。
について詳細に説明する。しかし、下記実施例は本発明
を例示するものであって、本発明がこれらに限られるわ
けではない。
ミン類の剥離剤と溶剤とからなるそれぞれのストリッパ
ー組成物を、表1に記載した成分比に従って混合してフ
ォトレジスト用のストリッパー組成物を製造した。表1
から、MEAはフォトレジストを剥離させる有機アミン
類であって、モノエタノールアミンを示し、NMP、D
MSO、CARBITOL及びBDGはフォトレジスト
溶剤であって、それぞれN−メチルピロリドン、ジメチ
ルスルホキシド、カルビトール及びブチルジグリコール
を示し、DI.Wは脱イオン水を示す。
フォトレジスト用のストリッパー組成物に対し、フォト
レジストの溶解性能、アルミニウム腐食程度、蒸発量、
フォトレジストのストリップ後の残膜の形成有無及び接
触角を測定した。
厚さでフォトレジストを形成した後、ホットプレートで
170℃の温度で焼成してウェーハ試料を準備した。前
記ウェーハをストリッパー組成物に浸漬した後、フォト
レジストが溶解される速度を測定し、その結果を表2に
示した。
パー組成物は、比較例1のストリッパー組成物よりもフ
ォトレジストの溶解性能が3倍以上優れていることがわ
かる。
食性を評価するために、70℃に維持されていた実施例
1、2及び比較例2のストリッパー組成物に、アルミニ
ウム/クロムゲートパターンが蒸着されたガラスを浸漬
し、時間によるゲートパターンの変化を観察して表3に
示した。
パー組成物は、比較例2の組成物よりもアルミニウムの
腐食性が少ないことがわかる。
vials)に入れ、ガラスバイアルを70℃のオイルバス
に入れた後、12時間及び24時間後に蒸発による重さ
の減少率[最初の重さ−最終の重さ]/最初の重さ×1
00]を計算してストリッパー組成物の蒸発量を観察
し、その結果を表4に示した。
成物の蒸発率が実施例1及び2のストリッパー組成物よ
りも大きいので、ストリッパーの損失及び追加供給の問
題を発生させ、有毒溶媒の排気の問題などを引起こすこ
とがわかる。
形成有無 実施例1及び比較例2のストリッパー組成物でフォトレ
ジストをストリップしてゲートパターンを形成した後、
残膜の形成有無を観察した。図1は、実施例1のストリ
ッパー組成物でフォトレジストをストリップしてゲート
パターンを形成した写真であって、アルミニウム配線上
に残膜が形成されていないことがわかり、図2は、比較
例2のストリッパー組成物でフォトレジストをストリッ
プしてゲートパターンを形成した写真であって、アルミ
ニウム配線上に残膜が形成されていることがわかる。
形成し、1300Åの厚さでフォトレジスト層を形成し
た後、実施例及び比較例のストリッパー組成物5μlを
フォトレジストが蒸着されたガラスに滴下し、1秒の間
隔で30回の写真をとって幅と高さを測定して接触角を
計算し、その結果を図3及び図4に示した。
ストに適用されたストリッパー組成物の接触角を示した
グラフであり、図4はS/D層に形成されたフォトレジ
ストに適用されたストリッパー組成物の接触角を示した
グラフであって、図3及び図4からわかるように、実施
例のストリッパー組成物は比較例のストリッパー組成物
よりも接触角が小さいだけではなく、その変化量も著し
く少ないので、枚葉式フォトレジストの剥離固定に有用
である。
ジスト用のストリッパー組成物は、剥離性能が良好であ
り、金属の腐食を抑制するばかりか、反復使用に際して
も蒸発によるストリッパーの減少が少なく、成分含量の
変化が一定してストリップ性能が維持される。また、多
様な種類の液晶表示装置の全膜質に対しても同一の剥離
性能を示すことができ、浸漬方式を用いる設備だけでは
なく、エアナイフ工程を用いる枚葉式設備にも適合す
る。
フォトレジストをストリップしてゲートパターンを形成
した写真。
ストリップしてゲートパターンを形成した写真。
れた本発明の一実施例及び従来のストリッパー組成物の
接触角の変化を示したグラフである。
れた本発明の一実施例及び従来のストリッパー組成物の
接触角の変化を示したグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】10〜30重量%のアルカノールアミン
と、 10〜35重量%のジメチルスルホキシドと、 30〜50重量%のN−メチルピロリドンと、 10〜30重量%のグリコールエーテルと、を含むフォ
トレジスト用のストリッパー組成物。 - 【請求項2】前記アルカノールアミンは、モノイソプロ
パノールアミン及びモノエタノールアミンからなる群よ
り選択される1つ以上の化合物であることを特徴とす
る、請求項1に記載のフォトレジスト用のストリッパー
組成物。 - 【請求項3】前記グリコールエーテルは、カルビトー
ル,メチルジグリコール及びブチルジグリコールからな
る群より選択される1つ以上の化合物である、請求項1
に記載のフォトレジスト用のストリッパー組成物。 - 【請求項4】前記アルカノールアミン15〜25重量%
と、 前記ジメチルスルホキシド15〜30重量%と、 前記N−メチルピロリドン35〜45重量%と、 前記グリコールエーテル15〜25重量%と、を含む請
求項1に記載のフォトレジスト用のストリッパー組成
物。 - 【請求項5】前記アルカノールアミンはモノエタノール
アミンであり、 前記グリコールエーテルはブチルジグリコールである、
請求項4に記載のフォトレジスト用のストリッパー組成
物。 - 【請求項6】前記組成物は浸漬方式または枚葉式によっ
てフォトレジストを除去する工程に用いられる、請求項
1に記載のフォトレジスト用のストリッパー組成物。
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