JP5321389B2 - Resist stripper and stripping method using the same - Google Patents
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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)。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 (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、2−(N,N−ジメチル−2−アミノエトキシ)エタノール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)。こ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。近年ではこのような銅からなる単層膜だけでなく、モリブデン又は、モリブデンとタングステンなどのモリブデン合金との多層膜が用いられており、これら各々の金属を腐食させないだけでなく、異種金属間で引き起こすガルバニック腐食がないことも望まれている。従来提案されてきたレジスト剥離剤は、レジスト剥離性や銅やモリブデン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, a resist remover using 2- (N, N-dimethyl-2-aminoethoxy) ethanol as an essential component in a resist remover using an amine is disclosed (Patent Document 2). This stripper was effective for stripping resists used in copper wiring processes because it exhibited excellent resist stripping properties and low corrosion to copper. In recent years, not only such a single layer film made of copper, but also a multilayer film of molybdenum or molybdenum alloy such as molybdenum and tungsten is used. It is also desirable that there be no galvanic corrosion to cause. Conventionally proposed resist stripping agents have not been sufficient in terms of resist stripping properties and corrosiveness to copper and molybdenum.
また、アルカノールアミンなどのアミン化合物とN−メチロール尿素などのアルカノールアミド化合物を含むレジスト剥離剤が提案されているが、AlまたはAl−Cuの腐食を抑制するものであった(特許文献3)。 Moreover, although the resist stripping agent containing amine compounds, such as alkanolamine, and alkanolamide compounds, such as N-methylol urea, is proposed, the corrosion of Al or Al-Cu was suppressed (patent document 3).
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、銅だけでなくモリブデンへの腐食がなく、更にこれら異種金属間のガルバニック腐食を抑制するレジスト剥離剤を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a resist remover that exhibits excellent resist releasability, has no corrosion on not only copper but also molybdenum, and further suppresses galvanic corrosion between these dissimilar metals. It is to provide.
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、2−(N,N−ジメチル−2−アミノエトキシ)エタノール、尿素及び水を必須成分とす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、銅及び、モリブデンを侵さず、さらにはこれら金属間のガルバニック腐食をも抑制できる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 show that the resist stripper containing 2- (N, N-dimethyl-2-aminoethoxy) ethanol, urea and water as essential components exhibits excellent resist stripping properties. At the same time, the present inventors have found that the resist remover does not attack copper and molybdenum and can further suppress galvanic corrosion between these metals, and has completed the present invention.
すなわち、本発明は、銅又は銅合金及びモリブデン又はモリブデン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って、2−(N,N−ジメチル−2−アミノエトキシ)エタノール、尿素及び水を必須成分とするレジスト剥離剤である。 That is, the present invention is a resist stripper that exhibits excellent resist stripping property without corroding copper or a copper alloy and molybdenum or a molybdenum alloy, and comprises 2- (N, N-dimethyl-2-aminoethoxy) It is a resist stripper containing ethanol, urea and water as essential components.
本発明のレジスト剥離剤は2−(N,N−ジメチル−2−アミノエトキシ)エタノール(以下「DMAEE」と略記する)、尿素及び水を必須成分とする。DMAEEは優れたレジスト剥離性を示し、銅腐食が極めて小さい。DMAEEは市販のものを使用してもよいし、N,N−ジメチルエタノールアミンへの酸化エチレンの付加、ジエチレングリコールへのジメチルアミンの付加などにより製造して用いてもよい。 The resist stripper of the present invention contains 2- (N, N-dimethyl-2-aminoethoxy) ethanol (hereinafter abbreviated as “DMAEE”), urea and water as essential components. DMAEE exhibits excellent resist stripping properties and extremely low copper corrosion. A commercially available DMAEE may be used, or it may be produced and used by addition of ethylene oxide to N, N-dimethylethanolamine, addition of dimethylamine to diethylene glycol, or the like.
尿素は、それ自体レジスト剥離性をほとんど示さないが、DMAEEと併用することにより、優れたレジスト剥離性を示す。更に、銅及びモリブデンの腐食を極めて抑制するとともに、異種金属間に発生するガルバニック腐食も抑制することが可能である。尿素は工業的に市販されているものを使用できる。 Urea itself exhibits little resist strippability, but exhibits excellent resist strippability when used in combination with DMAEE. Furthermore, corrosion of copper and molybdenum can be extremely suppressed, and galvanic corrosion generated between dissimilar metals can be suppressed. Urea that is commercially available can be used.
本発明のレジスト剥離剤はDMAEE、尿素及び水を必須成分として含むが、更に、水溶性有機溶媒を含んでも良い。 The resist stripper of the present invention contains DMAEE, urea and water as essential components, but may further contain 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。さらに具体的には、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. More specifically, 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 N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-propyl-2-pyrrolidone, lactams such as N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2- Imidazolidinones such as imidazolidinone, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol and other glycols, 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 Examples include 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添加して使用することができる。 Moreover, generally used anticorrosive agents, such as benzotriazole, can be added and used for the resist stripper of this invention.
本発明のレジスト剥離剤の各成分の含有量としては、DMAEEが0.1重量%以上80重量%以下が好ましく、特に好ましくは0.5重量%以上50重量%以下、さらに好ましくは3重量%以上30重量%以下である。0.1重量%未満では、レジスト剥離性が小さく、銅への腐食が大きくなる。80重量%を超えて含有しても、それ以上の効果は得られない。 The content of each component of the resist stripper of the present invention is preferably DMAEE of 0.1% by weight to 80% by weight, particularly preferably 0.5% by weight to 50% by weight, and more preferably 3% by weight. Above 30% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the resist peelability is small and the corrosion to copper is large. Even if it contains more than 80% by weight, no further effect can be obtained.
尿素の含有量としては0.1重量%以上30重量%以下の範囲であり、好ましくは1重量%以上20重量%以下、特に好ましくは10重量%以上20重量%以下である。0.1重量%未満では銅、モリブデンへの腐食抑制効果が小さく30重量%を超えて含有してもそれ以上の効果は得られず、また、結晶が析出する恐れがある。 The urea content is in the range of 0.1 wt% to 30 wt%, preferably 1 wt% to 20 wt%, particularly preferably 10 wt% to 20 wt%. If it is less than 0.1% by weight, the effect of inhibiting corrosion to copper and molybdenum is small, and even if it exceeds 30% by weight, no further effect can be obtained, and crystals may be precipitated.
水の含有量としては1重量%以上70重量%以下の範囲であり、好ましくは1重量%以上50重量%以下、特に好ましくは1重量%以上40重量%以下である。1重量%未満では尿素の溶解性が低下し、結晶析出の恐れがある。70重量%を超えて含有すると、銅、モリブデンの腐食が大きくなる。 The water content is in the range of 1 wt% to 70 wt%, preferably 1 wt% to 50 wt%, particularly preferably 1 wt% to 40 wt%. If it is less than 1% by weight, the solubility of urea is lowered and there is a risk of crystal precipitation. When the content exceeds 70% by weight, corrosion of copper and molybdenum increases.
水溶性有機溶媒を用いる場合には1重量%以上90重量%以下、さらに5重量%以上40重量%以下の範囲で用いる事が好ましい。1重量%未満では入れる効果が得られない。90重量%を超えるとレジスト剥離性が低下する。 When a water-soluble organic solvent is used, it is preferably used in the range of 1% by weight to 90% by weight, more preferably 5% by weight to 40% by weight. If it is less than 1% by weight, the effect of adding it is not obtained. If it exceeds 90% by weight, the resist peelability is lowered.
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は上記した成分及び含有量から構成されるが、これらの各成分はレジストを剥離する際に各成分を混合して使用してもよい。 The resist stripper of the present invention is composed of the above-described components and contents, but these components may be used by mixing each component when stripping the resist.
本発明のレジスト剥離剤を使用して、レジストを剥離する際の温度は通常、15〜150℃の範囲が好ましく、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20〜50℃が好ましい。 The temperature at which the resist is stripped using the resist stripper of the present invention is usually preferably in the range of 15 to 150 ° C., and in particular, 20 to 50 ° C. is preferable in consideration of resist strippability 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、モリブデン等の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 it has low corrosiveness to metals such as copper and molybdenum, it is suitably 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、銅及びモリブデン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 molybdenum.
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。レジストの剥離性は以下のように評価した。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. The peelability of the resist was evaluated as follows.
○:剥離性良好
△:一部残存物あり
×:大部分残存
○: Good releasability △: Some residue remains ×: Most remains
銅、モリブデンへの腐食性及び各々のガルバニック腐食は以下のように評価した。 The corrosiveness to copper and molybdenum and the respective galvanic corrosion were evaluated as follows.
○:腐食なし
△:一部腐食あり
×:腐食が激しい
○: No corrosion △: Partial corrosion ×: Severe corrosion
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.
DMAEE:2−(N,N−ジメチル−2−アミノエトキシ)エタノール
NMP:N−メチルピロリドン
DMAc:ジメチルアセトアミド
DMSO:ジメチルスルホキシド
DEGBE:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
MEA:モノエタノールアミン
DMAEE: 2- (N, N-dimethyl-2-aminoethoxy) ethanol NMP: N-methylpyrrolidone DMAc: dimethylacetamide DMSO: dimethyl sulfoxide DEGBE: diethylene glycol monobutyl ether MEA: monoethanolamine
実施例1〜9、比較例1〜4
シリコン基板上に銅、その上にモリブデンが成膜された基板をパターニングされたポジ型フォトレジストをマスクとしてエッチングを行った。この基板を表1に示す剥離剤に30℃で2分間、浸漬し、その後、水洗いし、乾燥した。基板上のレジストの有無を光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察した。
Examples 1-9, Comparative Examples 1-4
Etching was performed using a positive photoresist obtained by patterning a substrate in which copper was formed on a silicon substrate and molybdenum was formed thereon as a mask. This substrate was immersed in a release agent shown in Table 1 at 30 ° C. for 2 minutes, then washed with water and dried. The presence or absence of the resist on the substrate was observed with an optical microscope and a scanning electron microscope.
銅、モリブデンの各々の腐食は表1に示す剥離剤に50℃で30分間浸漬し、銅、モリブデンの状態を光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で確認した。更に、銅、モリブデン間のガルバニック腐食については、各々の金属の腐食性と条件で確認した。 Each corrosion of copper and molybdenum was immersed in the release agent shown in Table 1 at 50 ° C. for 30 minutes, and the states of copper and molybdenum were confirmed with an optical microscope and a scanning electron microscope. Furthermore, galvanic corrosion between copper and molybdenum was confirmed by the corrosivity and conditions of each metal.
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