JP4215537B2 - レジスト剥離剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路、プリント配線基板等の半導体デバイス、あるいは、液晶製造工程等におけるフォトレジスト層を剥離するためのレジスト剥離剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般にアルミ配線用レジストを剥離する際には、直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシド系化合物を主剤とするレジスト剥離剤が用いられてきた。
【０００３】
近年では、アルミ配線より導電性の優れた銅配線が用いられるようになってきているが、上記レジスト剥離剤を銅配線用に用いた場合、主剤である直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシド系化合物が著しく銅を腐食することから、銅配線プロセスへの適用は困難であった。
【０００４】
上記の課題を解決するために、特許文献１では、分子中にヒドロキシル基を含まないカルボキシル基含有有機化合物を添加させた含窒素有機ヒドロキシ系化合物を主剤とするレジスト剥離剤が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能はあるものの、銅配線への腐食が認められ、腐食防止効果が不十分であり、改善すべき点が残されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２１９２４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、レジスト剥離能が高くかつ銅配線への腐食性のないレジスト剥離剤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、モルホリニウムヒドロキシドを含有させた剥離剤が、銅を腐食させることなくレジストを効果的に剥離できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが含有されてなることを特徴とするレジスト剥離剤である。
【００１０】
【化３】
【００１１】
式中、Ｘは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋは、０または１〜４の正整数を、Ｒ１及びＲ２は、炭素数１〜８のアルキル基を表す。
【００１２】
【化４】
【００１３】
式中、Ｘ及びＹは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋ及びｉは、０または１〜４の正整数を、ｎは、３〜７の正整数を表す。
【００１４】
また、本発明は、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に含有されてなることを特徴とするレジスト剥離剤である。
【００１５】
以下、本発明のレジスト剥離剤について詳細に説明する。
【００１６】
前記一般式〔１〕において、Ｘは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋは０または、１〜４の正整数を、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｘの炭素数が５以上、ｋが５以上、または、Ｒ１及びＲ２の炭素数が９以上の場合には、銅に対する腐食性は小さいものの、水溶性有機溶媒または水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒に対する溶解度が低下してしまい、レジスト剥離能が低下し、不都合である。
【００１７】
また、一般式〔２〕において、Ｘ及びＹは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋ及びｉは、０または１〜４の正整数を、ｎは、３〜７の正整数を表し、Ｘ及びＹの炭素数が５以上、ｋ及びｉが５以上、または、ｎが８以上の場合には、銅に対する腐食性は小さいものの、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒に対する溶解度が低下してしまい、レジスト剥離能が低下し、不都合である。
【００１８】
一般式〔１〕及び一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドのカチオンとしては、例えば、Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジエチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジプロピルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジブチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジペンチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジヘプチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジオクチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−エチルメチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−プロピルメチルモルホリニウムイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロブチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロペンチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロヘキシルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロヘプチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロオクチルイオンがあげられる。
【００１９】
一般式〔１〕及び一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドは、まずイソプロピルアルコール溶媒中、炭酸カリウム存在下でモルホリンに末端を臭素化させたブロモアルカンまたは両末端を臭素化させたジブロモアルカンを作用させてモルホリニウムブロマイドを得、次に該ブロマイドを水またはアルコール中にて電気透析で脱塩させて製造することができる。
【００２０】
本発明のレジスト剥離剤は、少なくとも１種のモルホリニウムヒドロキシドを水に溶解させるか、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水に溶解させて用いられる。レジスト剥離能を向上させるため、通常は、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水に溶解させて用いられる。
【００２１】
水溶性有機溶媒としては、アルコール類、グリコール類、エーテル類、スルホキシド類、アミド類からなる群より選ばれる少なくとも１種が用いられ、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類があげられる。
【００２２】
本発明のレジスト剥離剤は、必要に応じて、公知の防食剤、界面活性剤が添加される。
【００２３】
本発明のレジスト剥離剤は、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒１００質量部当たり、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドを、少なくとも１種の合計量が０．１〜２０質量部の範囲で含有される。
【００２４】
モルホリニウムヒドロキシドの量が０．１質量部より未満の場合、レジスト剥離能が不十分であり、２０質量部より超の場合、レジスト剥離能は十分であるが銅配線が腐食され、不都合である。
【００２５】
本発明のレジスト剥離剤は、使用時に各成分を混合させるか、あるいは、各成分を予め混合させたものが用いられる。
【００２６】
本発明のレジスト剥離剤を用いるに際し、加熱、超音波等を併用させた場合、レジスト剥離能を高めることができ、より好ましい。
【００２７】
また、本発明のレジスト剥離剤で洗浄する方法としては、浸漬法や、ブラシ洗浄法等があげられる。
【００２８】
本発明のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能が高くかつ銅への腐食性がないので、銅配線プロセスへ適用することができる。
【００２９】
また、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表される、モルホリニウムヒドロキシドを溶解させた場合、優れた粒子除去性を有するため、半導体デバイスの洗浄に対しても、極めて有効である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。なお、本発明は実施例により、なんら限定されない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を表す。
【００３１】
実施例１
モルホリニウムヒドロキシドであるモルホリン−４−スピロ−１’−アザジクロペンチルヒドロキシド（「ＭＳＰＨ」と略記する。）３質量部と、水溶性有機溶媒であるイソプロピルアルコール（「ＩＰＡ」と略記する。）９７質量部とを混合させて、レジスト剥離剤を得た。
【００３２】
得られたレジスト剥離剤を以下に示す方法により評価した。
【００３３】
銅メッキしたシリコンウェハを、まず平均粒子径１μｍのアルミナ粒子を分散させた超純水中に浸漬させ、次に硫酸を用いてｐＨ６に調整した超純水に浸漬させた。ついで、該ウェハを乾燥させて、表面がアルミナ粒子により強制汚染されたウェハを得、ついで、上記剥離剤中に、該ウェハを温度３０℃、１５分間浸漬させて洗浄した後、水洗、乾燥させた。
【００３４】
次に、ウェハ表面を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子除去性をアルミナ粒子の残存度により、また銅への腐食性を表面の凹凸により評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
実施例２
実施例１に準じて、表１に記載の成分を用いてレジスト剥離剤を得、実施例１に準じて、粒子除去性及び銅腐食性を評価した。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１記載の成分は、レジスト剥離剤である、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロペンチルヒドロキシド（ＭＰＰＨ）、Ｎ、Ｎ−ジエチルモルホリニウムヒドロキシド（ＤＥＭＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、また、水溶性有機溶媒である、ｉ−プロパノール（ＩＰＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を表す。
【００３８】
式１中、粒子除去性は、「良好」を「○」、「残存物あり」を「×」で表し、銅腐食性は、「腐食なし」を「○」、「一部腐食あり」を「△」、「腐食あり」を「×」で表した。
【００３９】
表１からわかるように、直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシドを含有した従来のレジスト剥離剤（比較例１及び２）は、粒子除去性は良好であるが、銅腐食性を有しているのに対し、モルホリニウムヒドロキシドを含有した本発明のレジスト剥離剤（実施例１及び２）は粒子除去性が良好でありかつ銅腐食性がなく、銅配線用のレジスト剥離剤として有効である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能が高くかつ銅への腐食性がないので、銅配線プロセスへ適用することができる。
【００４１】
また、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表される、モルホリニウムヒドロキシドを溶解させた場合、優れた粒子除去性を有し、半導体デバイスの洗浄に対しても極めて有効である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路、プリント配線基板等の半導体デバイス、あるいは、液晶製造工程等におけるフォトレジスト層を剥離するためのレジスト剥離剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般にアルミ配線用レジストを剥離する際には、直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシド系化合物を主剤とするレジスト剥離剤が用いられてきた。
【０００３】
近年では、アルミ配線より導電性の優れた銅配線が用いられるようになってきているが、上記レジスト剥離剤を銅配線用に用いた場合、主剤である直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシド系化合物が著しく銅を腐食することから、銅配線プロセスへの適用は困難であった。
【０００４】
上記の課題を解決するために、特許文献１では、分子中にヒドロキシル基を含まないカルボキシル基含有有機化合物を添加させた含窒素有機ヒドロキシ系化合物を主剤とするレジスト剥離剤が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能はあるものの、銅配線への腐食が認められ、腐食防止効果が不十分であり、改善すべき点が残されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２１９２４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、レジスト剥離能が高くかつ銅配線への腐食性のないレジスト剥離剤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、モルホリニウムヒドロキシドを含有させた剥離剤が、銅を腐食させることなくレジストを効果的に剥離できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが含有されてなることを特徴とするレジスト剥離剤である。
【００１０】
【化３】
式中、Ｘは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋは、０または１〜４の正整数を、Ｒ１及びＲ２は、炭素数１〜８のアルキル基を表す。
【００１２】
【化４】
式中、Ｘ及びＹは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋ及びｉは、０または１〜４の正整数を、ｎは、３〜７の正整数を表す。
【００１４】
また、本発明は、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に含有されてなることを特徴とするレジスト剥離剤である。
【００１５】
以下、本発明のレジスト剥離剤について詳細に説明する。
【００１６】
前記一般式〔１〕において、Ｘは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋは０または、１〜４の正整数を、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｘの炭素数が５以上、ｋが５以上、または、Ｒ１及びＲ２の炭素数が９以上の場合には、銅に対する腐食性は小さいものの、水溶性有機溶媒または水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒に対する溶解度が低下してしまい、レジスト剥離能が低下し、不都合である。
【００１７】
また、一般式〔２〕において、Ｘ及びＹは、炭素数１〜４のアルキル基を、ｋ及びｉは、０または１〜４の正整数を、ｎは、３〜７の正整数を表し、Ｘ及びＹの炭素数が５以上、ｋ及びｉが５以上、または、ｎが８以上の場合には、銅に対する腐食性は小さいものの、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒に対する溶解度が低下してしまい、レジスト剥離能が低下し、不都合である。
【００１８】
一般式〔１〕及び一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドのカチオンとしては、例えば、Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジエチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジプロピルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジブチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジペンチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジヘプチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−ジオクチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−エチルメチルモルホリニウムイオン、Ｎ、Ｎ−プロピルメチルモルホリニウムイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロブチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロペンチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロヘキシルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロヘプチルイオン、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロオクチルイオンがあげられる。
【００１９】
一般式〔１〕及び一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドは、まずイソプロピルアルコール溶媒中、炭酸カリウム存在下でモルホリンに末端を臭素化させたブロモアルカンまたは両末端を臭素化させたジブロモアルカンを作用させてモルホリニウムブロマイドを得、次に該ブロマイドを水またはアルコール中にて電気透析で脱塩させて製造することができる。
【００２０】
本発明のレジスト剥離剤は、少なくとも１種のモルホリニウムヒドロキシドを水に溶解させるか、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水に溶解させて用いられる。レジスト剥離能を向上させるため、通常は、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水に溶解させて用いられる。
【００２１】
水溶性有機溶媒としては、アルコール類、グリコール類、エーテル類、スルホキシド類、アミド類からなる群より選ばれる少なくとも１種が用いられ、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類があげられる。
【００２２】
本発明のレジスト剥離剤は、必要に応じて、公知の防食剤、界面活性剤が添加される。
【００２３】
本発明のレジスト剥離剤は、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒１００質量部当たり、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドを、少なくとも１種の合計量が０．１〜２０質量部の範囲で含有される。
【００２４】
モルホリニウムヒドロキシドの量が０．１質量部より未満の場合、レジスト剥離能が不十分であり、２０質量部より超の場合、レジスト剥離能は十分であるが銅配線が腐食され、不都合である。
【００２５】
本発明のレジスト剥離剤は、使用時に各成分を混合させるか、あるいは、各成分を予め混合させたものが用いられる。
【００２６】
本発明のレジスト剥離剤を用いるに際し、加熱、超音波等を併用させた場合、レジスト剥離能を高めることができ、より好ましい。
【００２７】
また、本発明のレジスト剥離剤で洗浄する方法としては、浸漬法や、ブラシ洗浄法等があげられる。
【００２８】
本発明のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能が高くかつ銅への腐食性がないので、銅配線プロセスへ適用することができる。
【００２９】
また、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表される、モルホリニウムヒドロキシドを溶解させた場合、優れた粒子除去性を有するため、半導体デバイスの洗浄に対しても、極めて有効である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。なお、本発明は実施例により、なんら限定されない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を表す。
【００３１】
実施例１
モルホリニウムヒドロキシドであるモルホリン−４−スピロ−１’−アザジクロペンチルヒドロキシド（「ＭＳＰＨ」と略記する。）３質量部と、水溶性有機溶媒であるイソプロピルアルコール（「ＩＰＡ」と略記する。）９７質量部とを混合させて、レジスト剥離剤を得た。
【００３２】
得られたレジスト剥離剤を以下に示す方法により評価した。
【００３３】
銅メッキしたシリコンウェハを、まず平均粒子径１μｍのアルミナ粒子を分散させた超純水中に浸漬させ、次に硫酸を用いてｐＨ６に調整した超純水に浸漬させた。ついで、該ウェハを乾燥させて、表面がアルミナ粒子により強制汚染されたウェハを得、ついで、上記剥離剤中に、該ウェハを温度３０℃、１５分間浸漬させて洗浄した後、水洗、乾燥させた。
【００３４】
次に、ウェハ表面を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子除去性をアルミナ粒子の残存度により、また銅への腐食性を表面の凹凸により評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
実施例２
実施例１に準じて、表１に記載の成分を用いてレジスト剥離剤を得、実施例１に準じて、粒子除去性及び銅腐食性を評価した。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
表１記載の成分は、レジスト剥離剤である、モルホリン−４−スピロ−１’−アザシクロペンチルヒドロキシド（ＭＰＰＨ）、Ｎ、Ｎ−ジエチルモルホリニウムヒドロキシド（ＤＥＭＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、また、水溶性有機溶媒である、ｉ−プロパノール（ＩＰＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を表す。
【００３８】
式１中、粒子除去性は、「良好」を「○」、「残存物あり」を「×」で表し、銅腐食性は、「腐食なし」を「○」、「一部腐食あり」を「△」、「腐食あり」を「×」で表した。
【００３９】
表１からわかるように、直鎖アルキルアンモニウムヒドロキシドを含有した従来のレジスト剥離剤（比較例１及び２）は、粒子除去性は良好であるが、銅腐食性を有しているのに対し、モルホリニウムヒドロキシドを含有した本発明のレジスト剥離剤（実施例１及び２）は粒子除去性が良好でありかつ銅腐食性がなく、銅配線用のレジスト剥離剤として有効である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のレジスト剥離剤は、レジスト剥離能が高くかつ銅への腐食性がないので、銅配線プロセスへ適用することができる。
【００４１】
また、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に、一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表される、モルホリニウムヒドロキシドを溶解させた場合、優れた粒子除去性を有し、半導体デバイスの洗浄に対しても極めて有効である。
Claims (4)
- 一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが含有されてなることを特徴とするレジスト剥離剤。
- 請求項１に記載の一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシドが、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒中に含有されてなることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離剤。
- 水溶性有機溶媒が、アルコール類、グリコール類、エーテル類、スルホキシド類、アミド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請求項２に記載のレジスト剥離剤。
- 一般式〔１〕及び／または一般式〔２〕で表されるモルホリニウムヒドロキシド０．１〜２０質量部が、水溶性有機溶媒あるいは水溶性有機溶媒及び水からなる溶媒１００質量部に溶解されてなる請求項２または請求項３に記載のレジスト剥離剤。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003052820A JP4215537B2 (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | レジスト剥離剤 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2003
- 2003-02-28 JP JP2003052820A patent/JP4215537B2/ja not_active Expired - Fee Related
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