JP2014010185A - Resist release agent and releasing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体集積回路、プリント配線基板、液晶の製造工程におけるフォトレジスト層を剥離するための剥離剤に関するものである。 The present invention relates to a release agent for removing a photoresist layer in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, a printed wiring board, and a liquid crystal.
半導体集積回路は、基体上にフォトレジストを塗布し、露光、現像の後、エッチングを行い、回路を形成した後、フォトレジストを基体上から剥離するか、回路形成の後、アッシングを行い、レジストを除去した後、残ったレジスト残渣を剥離する方法で製造される。そこで、フォトレジストを基体上から剥離するため、あるいはレジスト残渣を基体上から剥離するため、従来、様々なレジスト剥離剤が提案されてきた。 A semiconductor integrated circuit is formed by applying a photoresist on a base, exposing and developing, etching, forming a circuit, and then removing the photoresist from the base, or ashing after forming the circuit. Then, the remaining resist residue is removed. Accordingly, various resist stripping agents have been proposed in the past in order to strip the photoresist from the substrate or strip the resist residue from the substrate.
例えば、モノエタノールアミン類を用いたレジスト剥離液組成物が開示されている(特許文献1参照)。しかしながら、例えば銅配線用レジストを用いた銅配線プロセスにおいて、モノエタノールアミン類を含む剥離液組成物によりレジストを剥離させた場合、銅を腐食させてしまい、レジスト剥離剤としては満足できるのものではなかった。 For example, a resist stripping composition using monoethanolamines is disclosed (see Patent Document 1). However, for example, in a copper wiring process using a copper wiring resist, if the resist is stripped with a stripping liquid composition containing monoethanolamines, the copper is corroded and is not satisfactory as a resist stripper. There wasn't.
一方、アミンを用いるレジスト剥離剤において、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類を必須成分とするレジスト剥離剤を開示している(特許文献2、3参照)。これらの剥離剤は優れたレジスト剥離性を示すとともに、銅への腐食性が小さいため、銅配線プロセスに用いられるレジスト剥離には有効であった。しかし、近年では、配線の微細化などで銅に対する腐食が厳しくなっており、従来提案されてきたレジスト剥離剤は、銅への腐食性の点で十分なものとはいえなかった。 On the other hand, in resist strippers using amines, resist strippers containing piperazines such as N- (2-hydroxyethyl) piperazine as essential components are disclosed (see Patent Documents 2 and 3). Since these stripping agents showed excellent resist stripping properties and low corrosiveness to copper, they were effective for stripping resists used in copper wiring processes. However, in recent years, corrosion of copper has become severe due to miniaturization of wiring and the like, and conventionally proposed resist strippers have not been sufficient in terms of corrosiveness to copper.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、優れたレジスト剥離性を示すとともに、銅への腐食性を著しく抑制するレジスト剥離剤を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said subject, and while providing the outstanding resist peelability, it is providing the resist remover which suppresses the corrosivity to copper remarkably.
本発明者らは、レジスト剥離剤について鋭意検討した結果、特定のアミンを含んでなるレジスト剥離剤が優れたレジスト剥離性を示すとともに、銅を侵さないレジスト剥離剤であることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。 As a result of intensive studies on the resist stripper, the present inventors have found that a resist stripper containing a specific amine is an excellent resist stripper and is a resist stripper that does not attack copper. It has come to be completed.
すなわち、本発明は下記に示す通り、銅又は銅合金に対し腐食させることなく、優れたレジスト剥離性を示すレジスト剥離剤である。 That is, as shown below, the present invention is a resist stripper that exhibits excellent resist stripping properties without corroding copper or a copper alloy.
[1] 下記一般式で表わされるアミンを含んでなることを特徴とするレジスト剥離剤。 [1] A resist stripper comprising an amine represented by the following general formula.
(式中、R1、R2はそれぞれ独立して水素、メチル基、エチル基を表す。)
[2] アミンがN−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−エトキシプロピル)ピペラジン、N−(2−メトキシ−3−ヒドロキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−エトキシプロピル)ピペラジンであることを特徴とする上記[1]に記載のレジスト剥離剤
[3] さらに水溶性有機溶媒及び/又は水を含有することを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のレジスト剥離剤。
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a methyl group, or an ethyl group.)
[2] The amine is N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine, N- (2-hydroxy-3-methoxypropyl) piperazine, N- (2-hydroxy-3-ethoxypropyl) piperazine, N- (2- Methoxy-3-hydroxypropyl) piperazine, N- (2-hydroxy-3-ethoxypropyl) piperazine, the resist stripping agent [3] according to the above [1], further comprising a water-soluble organic solvent and / or The resist remover according to [1] or [2] above, which contains water.
[4] 水溶性有機溶媒がスルホキシド類、スルホン類、アミド類、ラクタム類、イミダゾリジノン類、グリコール類及びグリコールエーテル類からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記[3]に記載のレジスト剥離剤。 [4] The water-soluble organic solvent is at least one selected from the group consisting of sulfoxides, sulfones, amides, lactams, imidazolidinones, glycols, and glycol ethers. ] The resist remover described in the above.
[5] アミンが0.1重量%以上50重量%以下であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のレジスト剥離剤。 [5] The resist remover according to any one of [1] to [4], wherein the amine content is 0.1 wt% or more and 50 wt% or less.
[6] 上記[1]〜[5]のいずれかに記載のレジスト剥離剤を用いて銅配線用レジストを剥離することを特徴とするレジスト剥離方法。 [6] A resist stripping method comprising stripping a resist for copper wiring using the resist stripper according to any one of [1] to [5].
本発明のレジスト剥離剤は、優れたレジスト剥離性を示すとともに、銅及び銅合金を腐食しないレジスト剥離剤として、工業的に極めて有用である。 The resist stripper of the present invention is extremely useful industrially as a resist stripper that exhibits excellent resist stripping properties and does not corrode copper and copper alloys.
本発明のレジスト剥離剤は下記一般式で表わされるアミン及び水を必須成分とする。 The resist stripper of the present invention contains amine and water represented by the following general formula as essential components.
(式中、R1、R2はそれぞれ独立して水素、メチル基、エチル基を表す。)
本発明のレジスト剥離剤に用いられるアミンを具体的に例示すると、例えばN−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−エトキシプロピル)ピペラジン、N−(2−メトキシ−3−ヒドロキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−エトキシプロピル)ピペラジン等が挙げられ、N−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル)ピペラジンが好ましく、特にN−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジンが好ましい。
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a methyl group, or an ethyl group.)
Specific examples of amines used in the resist stripper of the present invention include N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine, N- (2-hydroxy-3-methoxypropyl) piperazine, and N- (2-hydroxy). -3-ethoxypropyl) piperazine, N- (2-methoxy-3-hydroxypropyl) piperazine, N- (2-hydroxy-3-ethoxypropyl) piperazine and the like, and N- (2,3-dihydroxypropyl) Piperazine and N- (2-hydroxy-3-methoxypropyl) piperazine are preferable, and N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine is particularly preferable.
特に好ましく用いられるN−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジンは優れたレジスト剥離性を示し、銅腐食が極めて小さい。N−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジンは市販のものを使用してもよいし、ピペラジンと1−クロロ−2,3−ジヒドロキシプロパンと反応させて容易に製造することができる。 Particularly preferably used N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine exhibits excellent resist releasability and extremely low copper corrosion. N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine may be commercially available, or can be easily produced by reacting piperazine with 1-chloro-2,3-dihydroxypropane.
本発明のレジスト剥離剤は、更に、水及び/又は水溶性有機溶媒を含んでも良い。 The resist stripper of the present invention may further contain water and / or a water-soluble organic solvent.
水溶性有機溶媒を用いる場合、レジスト剥離剤として一般に使用しているものを用いる事ができる。具体的には、例えばジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ジメチルスルホン、ジエチルスルホンなどのスルホン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアミド類;N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−プロピル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドンなどのラクタム類;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどのイミダゾリジノン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピ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ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類;が挙げられる。これら水溶性有機溶媒は単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。 When using a water-soluble organic solvent, what is generally used as a resist remover can be used. Specifically, for example, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; sulfones such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone; N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide Amides such as: lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-propyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone; 1,3-dimethyl-2- Imidazolidinones such as imidazolidinone; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Chill ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, di And glycol ethers such as propylene glycol monobutyl ether. These water-soluble organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明のレジスト剥離剤には、ベンゾトリアゾール類など、一般に使用されている防食剤を含有して使用することができる。 In addition, the resist stripper of the present invention can be used by containing generally used anticorrosives such as benzotriazoles.
本発明のレジスト剥離剤の各成分の含有量としては、レジストの剥離性の観点から、本発明のアミン0.5〜50重量%、水50〜99.5重量%が好ましく、更に好ましくは本発明のアミン1〜40重量%、、水60重量%〜99重量%である。 The content of each component of the resist remover of the present invention is preferably 0.5 to 50% by weight of the amine of the present invention and 50 to 99.5% by weight of water, more preferably from the viewpoint of resist releasability. Inventive amine is 1 to 40% by weight, water is 60% to 99% by weight.
水溶性有機溶媒を用いる場合にはレジスト剥離性の観点から99重量%以下が好ましく、さらに80重量%以下が好ましい。 In the case of using a water-soluble organic solvent, it is preferably 99% by weight or less, more preferably 80% by weight or less from the viewpoint of resist releasability.
レジスト剥離剤中の各種成分の含有量がこの範囲にあれば、レジストの剥離性、安定性だけでなく特に各種金属への耐腐食性が優れたものとなる。 If the content of various components in the resist remover is within this range, not only the resist releasability and stability but also the corrosion resistance to various metals will be excellent.
本発明のレジスト剥離剤を用いて銅配線用レジストを剥離する(レジスト剥離方法)ことが好ましい。レジストを剥離する際の温度は、15〜80℃が好ましく、レジストの剥離性、配線材料へのアタックを考慮すると特に20〜60℃が好ましい。 It is preferable to strip the copper wiring resist using the resist stripper of the present invention (resist stripping method). The temperature at which the resist is peeled is preferably 15 to 80 ° C., and particularly preferably 20 to 60 ° C. in consideration of the peelability of the resist and attack on the wiring material.
本発明のレジスト剥離剤は、無機質基体上に塗布されたフォトレジスト膜、または無機質基体上に塗布されたフォトレジスト膜をドライエッチング後に残存するフォトレジスト層、あるいはドライエッチング後にアッシングを行い残存するフォトレジスト残渣物などを剥離するのに用いられる。特に銅金属に対する腐食性が小さい為、微細化された銅配線用のレジストを剥離するのに好適に用いられる。 The resist remover of the present invention is a photoresist film coated on an inorganic substrate, a photoresist layer remaining after dry etching of a photoresist film coated on an inorganic substrate, or a photo resist remaining after ashing after dry etching. Used to remove resist residue and the like. In particular, since the corrosiveness with respect to copper metal is small, it is preferably used for peeling a miniaturized resist for copper wiring.
本発明のレジスト剥離剤を使用する際には、加熱、超音波などで剥離を促進してもよい。 When using the resist stripper of the present invention, stripping may be accelerated by heating, ultrasonic waves, or the like.
本発明のレジスト剥離剤の使用方法は浸漬法、スプレー噴霧式やその他の方法で使用してもよい。 The resist stripper of the present invention may be used by dipping, spraying, or other methods.
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
なお、表記を簡潔にするため、以下の略記号を使用した。 In order to simplify the notation, the following abbreviations were used.
DHPP:N−(2、3−ジヒドロキシプロピル)ピペラジン
HMPP:N−(2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル)ピペラジン
BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
MDG:ジエチレングリコールモノメチルエーテル
DMSO:ジメチルスルホキシド
DMAc:ジメチルアセトアミド
MEA:モノエタノールアミン
HEP:N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン
AEP:N−(2−アミノエチル)ピペラジン
実施例1〜9、比較例1〜4
シリコン基板上に市販のポジ型フォトレジスト(アドバンテックから購入)を2μmの厚みで塗布し、プリベークした。次いで、マスクパターンを介して露光し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドで現像した。このシリコン基板を表1に示す剥離液に40℃でレジストが除去されるまでの時間を測定した。また、銅の腐食は表1に示す剥離剤に銅を蒸着したシリコン基板(膜厚500nm)に50℃で30分間浸漬し、銅の膜厚をシート抵抗値で測定した。浸漬前後の銅の膜厚差から銅に対する腐食速度を調べた。
DHPP: N- (2,3-dihydroxypropyl) piperazine HMPP: N- (2-hydroxy-3-methoxypropyl) piperazine BDG: diethylene glycol monobutyl ether MDG: diethylene glycol monomethyl ether DMSO: dimethyl sulfoxide DMAc: dimethylacetamide MEA: monoethanol Amine HEP: N- (2-hydroxyethyl) piperazine AEP: N- (2-aminoethyl) piperazine Examples 1-9, Comparative Examples 1-4
A commercially available positive photoresist (purchased from Advantech) was applied on a silicon substrate in a thickness of 2 μm and prebaked. Subsequently, it exposed through the mask pattern and developed with tetramethylammonium hydroxide. The time until the resist was removed from the silicon substrate at 40 ° C. in the stripping solution shown in Table 1 was measured. Further, the corrosion of copper was immersed in a silicon substrate (film thickness 500 nm) obtained by depositing copper on the release agent shown in Table 1 for 30 minutes at 50 ° C., and the film thickness of copper was measured by a sheet resistance value. The corrosion rate for copper was examined from the difference in film thickness of copper before and after immersion.
レジスト除去性は以下のようにレジストの除去時間で評価した。 The resist removal property was evaluated by the resist removal time as follows.
○:2min未満
△:2min以上5min未満
銅腐食性は以下のように銅の腐食速度で評価した。
○: Less than 2 min Δ: 2 min or more and less than 5 min Copper corrosivity was evaluated by the copper corrosion rate as follows.
◎:0.2nm/min未満
○:0.2以上0.4nm/min未満
△:0.4以上0.7nm/min未満
▲:0.7以上1.0nm/min未満
×:1.0nm/min以上
◎: Less than 0.2 nm / min ○: 0.2 or more and less than 0.4 nm / min Δ: 0.4 or more and less than 0.7 nm / min ▲: 0.7 or more and less than 1.0 nm / min ×: 1.0 nm / min or more
比較例1〜4では、本発明一般式で表されるアミンではないアミンを用いたため、銅腐食性に劣るものであった。 In Comparative Examples 1-4, since the amine which is not the amine represented by this invention general formula was used, it was inferior to copper corrosivity.
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