JP2006258890A - Resist stripper for substrate process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板工程用レジスト剥離液に関し、特に剥離し難いイオン注入されたレジストの剥離に適したレジスト剥離液に関するものである。 The present invention relates to a resist stripping solution for a substrate process, and particularly to a resist stripping solution suitable for stripping an ion-implanted resist that is difficult to strip.
従来、基板工程(Front End of Line)におけるレジスト剥離は、従来はバッチ式洗浄装置において硫酸と過酸化水素水からなる混合溶液(SPM洗浄液)により行われてきた。典型的な使用条件としてはSPM洗浄液(硫酸:過酸化水素水=4:1)で10分間、100〜120℃で処理することにより行われている。 Conventionally, resist removal in a substrate process (Front End of Line) has been conventionally performed by a mixed solution (SPM cleaning solution) composed of sulfuric acid and hydrogen peroxide in a batch type cleaning apparatus. As typical use conditions, it is carried out by treating with an SPM cleaning solution (sulfuric acid: hydrogen peroxide = 4: 1) at 100 to 120 ° C. for 10 minutes.
しかしながら、このような条件では、生産性が低く、コスト的にも不利であることからSPM洗浄液のような濃厚で高温の溶液の代替が望まれていた。 However, under such conditions, the productivity is low and the cost is disadvantageous, so that replacement of a concentrated and high temperature solution such as an SPM cleaning solution has been desired.
一方、半導体製造プロセスにおいてはp/n接合を形成するため、イオン化したp型またはn型の不純物元素はSi基板に注入されるが、イオン注入されたレジストは、イオン注入していないレジストよりもはるかにレジスト除去が困難であった。 On the other hand, in the semiconductor manufacturing process, an ionized p-type or n-type impurity element is implanted into the Si substrate in order to form a p / n junction, but the ion-implanted resist is more than the resist that is not ion-implanted. It was much more difficult to remove the resist.
他にもこれまで、過酸化水素と四級アンモニウム塩を含むレジスト剥離液(例えば特許文献1、2)、酸化剤、キレート剤、水溶性フッ素化合物、有機溶媒を含むレジスト剥離液(例えば特許文献3)、過酸化水素、アンモニウムイオン、燐酸及び/又は炭酸イオンを含み、pH5以上のレジスト剥離液(特許文献4)等が提案されている。しかしいずれのレジスト剥離液も基板工程で使用されるものではなく、特に剥離し難いイオン注入されたレジストについてのものではなく、またそれについての記載もなかった。 In addition, a resist stripping solution containing hydrogen peroxide and a quaternary ammonium salt (for example, Patent Documents 1 and 2), a resist stripping solution containing an oxidizing agent, a chelating agent, a water-soluble fluorine compound, and an organic solvent (for example, Patent Documents) 3) A resist stripping solution containing hydrogen peroxide, ammonium ions, phosphoric acid and / or carbonate ions and having a pH of 5 or more (Patent Document 4) has been proposed. However, none of the resist stripping solutions are used in the substrate process, and it is not particularly related to ion-implanted resists that are difficult to strip, and there is no description about it.
このように、基板工程において、低温かつ短時間で、イオン注入された剥離性の悪いレジストを剥離できるレジスト剥離液はこれまで知られていなかった。 As described above, a resist stripping solution that can strip off a resist with poor stripping properties that has been ion-implanted in a substrate process at a low temperature in a short time has not been known.
本発明の目的は、比較的低温でかつ短時間に、イオン注入された剥離性の悪いレジストを剥離することである。すなわち、露出している多結晶Si(poly−Si)、Si酸化膜(SiO2)などにダメージを与えることなく、80℃以下の温度及び短時間(〜1分)の条件下で、特にイオン注入された剥離性の悪いレジスト及び反射防止膜を除去することのできるレジスト剥離液を提供することにある。 An object of the present invention is to remove a resist having poor releasability implanted with ions at a relatively low temperature in a short time. That is, in particular, under the conditions of a temperature of 80 ° C. or less and a short time (˜1 minute) without damaging the exposed polycrystalline Si (poly-Si), Si oxide film (SiO 2 ), etc. An object of the present invention is to provide a resist stripping solution capable of removing the injected resist having poor stripping property and antireflection film.
本発明者らは、レジスト剥離液、特に基板工程用のレジスト剥離液(以下「レジスト剥離液」という)について鋭意検討した結果、ある特定濃度のアンモニア、アセトニトリル、水の混合溶液ではpoly−Si、SiO2などにダメージを与えることなく、80℃以下の温度及び短時間(〜1分)にレジスト及び/又は反射防止膜、特にひ素又はホウ素をイオン注入されることによって剥離性が悪くなったレジスト及び/又は反射防止膜を除去することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies on a resist stripping solution, particularly a resist stripping solution for a substrate process (hereinafter referred to as “resist stripping solution”), the present inventors have found that poly-Si in a mixed solution of ammonia, acetonitrile, and water at a specific concentration. Resist with poor peelability due to ion implantation of resist and / or antireflection film, especially arsenic or boron, at a temperature of 80 ° C. or less and for a short time (˜1 minute) without damaging SiO 2 or the like The inventors have found that the antireflection film can be removed and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、アンモニア、アセトニトリルを必須成分とするレジスト剥離液である。 That is, the present invention is a resist stripper containing ammonia and acetonitrile as essential components.
以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明におけるレジスト剥離液とは、レジスト及び/又は反射防止膜を基板上に塗布した後、露光、現像し、エッチング、イオン注入などの処理を施し回路を形成した後、残ったレジスト及び/又は反射防止膜を除去するために用いる溶液のことをいう。 The resist stripping solution in the present invention is a resist and / or antireflection film applied on a substrate, then exposed to light, developed, processed by etching, ion implantation, etc. to form a circuit, and then the remaining resist and / or A solution used to remove the antireflection film.
本発明で用いるレジスト、反射防止膜は特に限定するものではないが、例えばヒドロキシスチレン系ポリマー、ノボラック系ポリマー等が挙げられる。 The resist and antireflection film used in the present invention are not particularly limited, and examples thereof include hydroxystyrene-based polymers and novolak-based polymers.
本発明では、上記のレジスト及び/又は反射防止膜を基板上に塗布した後、露光、現像し、エッチング、イオン注入などの処理を施し回路を形成した後、本発明のレジスト剥離液で剥離する。 In the present invention, after applying the resist and / or antireflection film on the substrate, exposure, development, etching, ion implantation and the like are performed to form a circuit, followed by peeling with the resist stripping solution of the present invention. .
本発明のレジスト剥離液はその成分としてアンモニア、アセトニトリルを含んでなるものである。 The resist stripping solution of the present invention comprises ammonia and acetonitrile as its components.
本発明のレジスト剥離液に使用するアンモニアは、レジスト及び/又は反射防止膜を剥離除去する作用がある。アンモニアは一般的にアンモニア水として市販されており、アンモニア水として使用することができる。これは、容易に入手することができるが、ウエハの清浄度を保つため、高純度品を使用するのが好ましい。 Ammonia used in the resist stripping solution of the present invention has an action of stripping and removing the resist and / or the antireflection film. Ammonia is generally marketed as aqueous ammonia and can be used as aqueous ammonia. Although it can be easily obtained, it is preferable to use a high-purity product in order to maintain the cleanliness of the wafer.
本発明のレジスト剥離液に使用するアセトニトリルはレジスト及び/又は反射防止膜の溶解剥離を促進する作用がある。アセトニトリルは一般的に市販されており容易に入手することができる。 Acetonitrile used in the resist stripping solution of the present invention has an action of promoting dissolution and stripping of the resist and / or antireflection film. Acetonitrile is generally commercially available and can be easily obtained.
本発明のレジスト剥離液には、有機溶媒を添加することができる。使用できる有機溶媒に特に制限は無いが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロールなどのアルコール、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルピロリドン、ジメチルイミダゾリジノンなどのアミド、炭酸ジメチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのエステル、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、メトキシエタノール、メトキシプロパノール、エトキシエタノール、エトキシプロパノール、プロポキシエタノール、プロポキシプロパノール、ブトキシエタノール、ブトキシプロパノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、スクシノニトリル、ベンゾニトリル、アジポニトリルなどの有機ニトリルを挙げることができ、特にスルホキシド、エーテルアルコール、有機ニトリルがレジストの剥離を促進するため好ましい。これらは単独で使用しても良いし、二種類以上を混合して使用しても良い。 An organic solvent can be added to the resist stripping solution of the present invention. There are no particular limitations on the organic solvent that can be used. For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, alcohols such as propylene glycol, dipropylene glycol, glycerol, ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide Amides such as methylpyrrolidone and dimethylimidazolidinone, esters such as dimethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, methoxyethanol, methoxypropanol, ethoxyethanol, ethoxypropanol, propoxyethanol, propoxypropanol, butoxyethanol , Butoxypropanol, diethylene glycol Ether alcohol such as nomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, propio Organic nitriles such as nitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, succinonitrile, benzonitrile, adiponitrile and the like can be mentioned, and sulfoxide, ether alcohol and organic nitrile are particularly preferable because they promote the peeling of the resist. These may be used alone or in combination of two or more.
有機溶媒の使用量は、使用条件により大きく変動するが、レジスト剥離液の総重量を基準に溶媒の含量が99重量%以下が好ましく、95重量%以下がさらに好ましい。有機溶媒が99重量%を超えると、剥離性能が低下する。 The amount of the organic solvent used varies greatly depending on the use conditions, but the solvent content is preferably 99% by weight or less, more preferably 95% by weight or less, based on the total weight of the resist stripping solution. When the organic solvent exceeds 99% by weight, the peeling performance is lowered.
本発明のレジスト剥離液には、水を添加しても良い。水の含有量としては50重量%以下である。多すぎるとSiO2等の他の半導体材料にダメージを与える可能性がある。 Water may be added to the resist stripping solution of the present invention. The water content is 50% by weight or less. If the amount is too large, other semiconductor materials such as SiO 2 may be damaged.
本発明のレジスト剥離液の成分量として、アンモニアの含有量は0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%である。この範囲を超えてアンモニアの濃度が増加すると剥離効果に優れるが、アンモニア蒸気が多量に発生し、取り扱いが困難となる。逆に少なすぎると剥離効果が不十分となる。 As a component amount of the resist stripping solution of the present invention, the ammonia content is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight. If the concentration of ammonia exceeds this range, the peeling effect is excellent, but a large amount of ammonia vapor is generated, making handling difficult. Conversely, if the amount is too small, the peeling effect becomes insufficient.
アセトニトリルの含有量は1〜99重量%、好ましくは5〜99重量%である。多すぎても、少なすぎてもレジストの剥離効果が不十分となる。 The content of acetonitrile is 1 to 99% by weight, preferably 5 to 99% by weight. If it is too much or too little, the resist peeling effect is insufficient.
本発明のレジスト剥離液は、レジストを剥離する際に各成分を添加して使用しても良いし、あらかじめ各成分を混合しておいてから使用しても良い。 The resist stripping solution of the present invention may be used by adding each component when stripping the resist, or may be used after mixing each component in advance.
本発明のレジスト剥離液は、無機質基体上に塗布されたレジスト膜の中でも特にイオン注入などの処理をして剥離性の悪くなったレジスト層、反射防止膜を剥離する際に最も好適に用いられる。 The resist stripping solution of the present invention is most preferably used when stripping a resist layer or an antireflective film that has deteriorated peelability due to treatment such as ion implantation among resist films coated on an inorganic substrate. .
本発明におけるレジスト剥離液は例えば基板工程において用いることができる。ここで基板工程とは半導体製造工程の配線構造形成前までのいわゆるFEOL(Front End of Line)工程のことである。 The resist stripping solution in the present invention can be used in a substrate process, for example. Here, the substrate process is a so-called FEOL (Front End of Line) process before the formation of the wiring structure in the semiconductor manufacturing process.
本発明のレジスト剥離液は、ネガ型、ポジ型を含めて、アルカリ性水溶液で現像できるi線用、KrFエキシマレーザー用等のレジストの剥離、さらにはひ素又はホウ素などのイオン注入を施されたレジストの剥離において特に高い剥離性を発揮する。 The resist stripping solution of the present invention includes resists such as negative-type and positive-type resists that can be developed with an alkaline aqueous solution for i-line and KrF excimer lasers, and further ion-implanted with arsenic or boron. Exhibits particularly high releasability in peeling.
本発明のレジスト剥離液は20℃〜80℃の温度で1分以内の洗浄時間でレジストを剥離することができる。 The resist stripping solution of the present invention can strip the resist at a temperature of 20 ° C. to 80 ° C. for a cleaning time of 1 minute or less.
本発明のレジスト剥離液は多結晶Si(poly−Si)、Si酸化膜(SiO2)などにダメージを与えることなく、80℃以下の温度及び短時間(〜1分)にレジスト、反射防止膜が剥離でき、特にひ素又はホウ素をイオン注入して剥離性の悪くなったレジストの剥離性能に優れ、特に基板工程用レジスト剥離液として極めて有用である。 The resist stripping solution of the present invention is a resist, antireflection film at a temperature of 80 ° C. or less and for a short time (˜1 minute) without damaging polycrystalline Si (poly-Si), Si oxide film (SiO 2 ), etc. Can be peeled off, and is particularly excellent as a resist stripping solution for a substrate process.
以下、本発明の方法を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお表記を簡潔にするため、以下の略記号を使用した。
NH3:アンモニア
MeCN:アセトニトリル
DMSO:ジメチルスルホキシド
BP:ブトキシプロパノール
EG:エチレングリコール
H2O:水
SA:硫酸
HPO:過酸化水素
実施例1〜7、比較例1〜4
イオン種としてひ素を1014個/cm2イオン注入したポジ型レジストを塗布したシリコンウエハ(ポストベーク120℃有り、アドバンテック(株)製)を表1に示す剥離液に40℃又は60℃、1分浸漬し、その後水洗いし、乾燥した。
Hereinafter, the method of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In order to simplify the notation, the following abbreviations were used.
NH 3 : ammonia MeCN: acetonitrile DMSO: dimethyl sulfoxide BP: butoxypropanol EG: ethylene glycol H 2 O: water SA: sulfuric acid HPO: hydrogen peroxide Examples 1-7, Comparative Examples 1-4
A silicon wafer (post-baked at 120 ° C., manufactured by Advantech Co., Ltd.) coated with a positive resist in which 10 14 ions / cm 2 of arsenic were ion-implanted as ion species was applied to a stripping solution shown in Table 1 at 40 ° C. or 60 ° C., 1 It was immersed for a minute, then washed with water and dried.
処理したシリコンウエハは、その表面を走査型電子顕微鏡で観察しレジストの剥離性を調べた。また、Siの侵食については、poly−Si被膜、SiO2膜被膜を形成したシリコンウエハを60℃、5分間浸漬し、表面観察によって評価した。 The surface of the treated silicon wafer was observed with a scanning electron microscope and the resist peelability was examined. Also, the erosion of Si, poly-Si film, 60 ° C. The silicon wafer was formed a SiO 2 film coating was immersed for 5 minutes, were evaluated by surface observation.
表1に剥離液組成及び剥離結果を示す。 Table 1 shows the stripping solution composition and stripping results.
レジストの剥離性、侵食性は以下のように評価した。
<レジストの剥離性>
○:完全剥離、△:一部残存、×:全面に残存
<Siの侵食性>
○:侵食なし、△:一部侵食有り、×:激しい侵食有り
The resist peelability and erosion were evaluated as follows.
<Resist peelability>
○: Completely peeled, Δ: Partially retained, ×: Residual on the entire surface <Si erosion>
○: No erosion, △: Partial erosion, ×: Heavy erosion
Claims (8)
The resist stripping solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the resist and / or the antireflection film is an ion-implanted arsenic or boron.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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JP2015213900A (en) * | 2014-04-09 | 2015-12-03 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG | Washing method for industrial plant equipment |
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2005
- 2005-03-15 JP JP2005072771A patent/JP2006258890A/en active Pending
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JP2015213900A (en) * | 2014-04-09 | 2015-12-03 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG | Washing method for industrial plant equipment |
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