JPH0627684A - リソグラフィー用リンス液及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 エチレンカーボネート及びプロピレンカーボ
ネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物から成
るリソグラフィー用リンス液であって、このリンス液は
上記化合物のみでもよいし、該化合物と水混和性有機溶
剤又は水あるいはその両方との混合物でもよい。また、
リソグラフィー法により半導体デバイスを製造する際
に、基板上のレジストパターンを有機アミン系剥離液で
除去した後で、上記リンス液を用いてリンス処理するも
のである。 【効果】 リンス液は、引火点が高く、防災上や貯蔵上
の問題がなくて取り扱いやすく、しかも回路パターンの
腐食を防止しうるので、半導体デバイスの製造過程、特
にリソグラフィー工程に好適に用いられる。また上記方
法によれば、半導体製造過程におけるレジストパターン
の剥離液による除去処理に続くリンス工程に上記したと
おり取り扱いやすいリンス液を用いることができ、しか
も回路パターンの腐食を防止しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リソグラフィー法によ
り半導体デバイスなどを製造する場合、特に有機アミン
系剥離液で基板上のレジストパターンを除去した後で用
いられるリンス液及びそれを用いた半導体デバイスの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子をリソグ
ラフィー法により製造する場合には、通常先ずシリコン
ウエハーなどの基板上に酸化膜などの薄膜を形成し、次
いでその表面にレジストを均一に塗布して感光層を設
け、これに露光及び現像処理を施してレジストパターン
を形成し、続いてこのレジストパターンをマスクとして
下層部の薄膜に選択的エッチング法を施すことにより回
路パターンを形成させたのち、基板上のレジストパター
ンを完全に除去するという一連の工程がとられている。

【０００３】そして、この基板上のレジストパターンの
除去には、これまで無機酸又は無機塩基が使用されてい
たが、作業上の安全性を欠くという問題があり、近年は
モノエタノールアミンに代表される有機アミン系剥離液
がこれに代わりつつある。

【０００４】ところで、この有機アミン系剥離液でレジ
ストパターンを除去した場合、すぐに基板を水洗する
と、基板上に付着している剥離液中に溶解し、含有され
ているレジストが析出し、基板表面に再付着して汚染す
るため、通常水洗に先立ってリンス処理する必要があ
る。

【０００５】このリンス処理は、基板上に残存している
剥離液を洗い流すことを主たる目的とし、リンス液とし
て従来メタノール、イソプロピルアルコールなどが用い
られている。しかしながら、メタノールやイソプロピル
アルコールでは十分な洗浄ができない上に、これらの溶
剤は引火性であり、防災上や貯蔵上の問題を有するため
に取り扱いにくく、またリンス処理後に行われる水中へ
の浸せきによる水洗工程において基板上に残存する有機
アミン化合物が水中に溶解してアルカリ性水溶液とな
り、基板上のＡｌなどの金属回路パターンを腐食すると
いう欠点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のリンス液のもつ欠点を克服し、引火点が高く、防
災上や貯蔵上の問題がなくて取り扱いやすく、しかも金
属回路パターンの腐食を防止しうるリンス液を提供する
ことを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、リンス液
として特定のアルキレンカーボネート系化合物を用いる
ことにより、その目的を達成しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、エチレンカーボネー
ト及びプロピレンカーボネートの中から選ばれた少なく
とも１種の化合物、あるいはこれと水混和性有機溶剤及
び水の中から選ばれた少なくとも１種の溶剤との混合物
とから成るリソグラフィー用リンス液、及び基板上のレ
ジストパターンを有機アミン系剥離液で除去した後で、
上記リンス液を用いてリンス処理することを含む半導体
デバイスの製造方法を提供するものである。

【０００９】本発明におけるリンス液は、一般式（Ｉ）

【化１】 （式中のＲは水素原子又はメチル基である）で表わされ
るアルキレンカーボネートすなわちエチレンカーボネー
ト又はプロピレンカーボネートあるいはその両方を必須
成分とするもので、このものを単独で用いても、また他
の溶剤と混合して用いてもよい。

【００１０】本発明のリンス液としては上記一般式
（Ｉ）のアルキレンカーボネートのみでも有効である。
エチレンカーボネートのみを用いる場合には、このもの
自体は常温で固体であるため、加熱により液体とするこ
とが必要である。この点で融点が低く常温で液体のプロ
ピレンカーボネートが取り扱いやすく、またエチレンカ
ーボネートはプロピレンカーボネートと適当に混合する
と常温で液体となるのでこのような混合液として用いる
のがよい。

【００１１】本発明のリンス液としては、通常一般式
（Ｉ）のアルキレンカーボネートを水混和性有機溶剤又
は水あるいはその両方と混合したものが好ましい。

【００１２】エチレンカーボネート又はプロピレンカー
ボネートは、剥離液中の有機アミンと反応し、これを除
去しやすい状態にするものであり、また水混和性有機溶
剤はレジストを溶解除去する作用を有する。

【００１３】これらの使用割合については、リンス液が
一般式（Ｉ）の化合物と水混和性有機溶剤又は水とから
成る場合、これらをそれぞれ１０〜７０重量％及び９０
〜３０重量％の範囲とするのが好ましく、またリンス液
が一般式（Ｉ）の化合物と水混和性有機溶剤と水とから
成る場合、これらをそれぞれ１０〜７０重量％、１０〜
７０重量％及び２０〜６０重量％の範囲とするのが好ま
しい。

【００１４】上記水混和性有機溶剤は特に制限されない
が、レジスト及び有機アミン系化合物を溶解しうるもの
が好ましく、このようなものとしては、例えばγ‐ブチ
ロラクトン、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、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロ
ピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジメチルスルホキシド、Ｎ‐メチル‐２‐ピロ
リドン、１，３‐ジメチル‐２‐イミダゾリジノンなど
が挙げられ、これらは単独でも、また２種以上を組み合
わせて用いてもよい。

【００１５】本発明のリンス液の使用対象であるレジス
トパターン剥離用有機アミン系化合物についてはレジス
トパターンを剥離可能な液状のものであれば特に制限は
ないが、モノエタノールアミン、エチレンジアミン、３
‐アミノプロパノール、ピペリジン、ジエタノールアミ
ン、イミノビスプロピルアミン、１，４‐ジアザビシク
ロ［２．２．０］オクタンジメチルアミノエタノール、
ジエチルアミノエタノール、８‐ジアザビシクロ［５．
４．０］ウンデク‐７‐エン、ベンジルアミン、ジベン
ジルアミン、Ｎ‐メチルベンジルアミンなどの有機アミ
ン系化合物を主成分とするものが適している。これらの
有機アミン系化合物は単独で用いてもよいし、あるいは
２種以上混合して用いてもよい。

【００１６】このような有機アミン系剥離液で剥離され
るレジストパターンを形成するレジストについては特に
制限されず、ポジ型のものでもネガ型のものでもいずれ
も使用でき、このようなものとしては、例えばアルカリ
可溶性樹脂をバインダーとして用い、アルカリ現像液に
より現像しうるものなどが挙げられる。

【００１７】また、本発明は、リソグラフィー法により
半導体デバイスを製造する際に、基板上に形成されたレ
ジストパターンを有機アミン系剥離液で除去処理したの
ち、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート
の中から選ばれた少なくとも１種の化合物又はこれを含
む溶液でリンス処理する方法をも包含する。

【００１８】本発明において、回路パターンの腐食が防
止されるのは、リンス液による除去処理の際、腐食因子
の有機アミン系化合物が一般式（Ｉ）の化合物との反応
でヒドロキシアルキル化され、それにより腐食性が失わ
れるためであると推測される。

【００１９】

【発明の効果】本発明のリンス液は、引火点が高く、防
災上や貯蔵上の問題がなくて取り扱いやすく、しかも回
路パターンの腐食を防止しうるので、半導体デバイスの
製造過程、特にリソグラフィー工程に好適に用いられ
る。

【００２０】また、本発明方法によれば、半導体製造過
程におけるレジストパターンの剥離液による除去処理に
続くリンス工程に上記したとおり取り扱いやすいリンス
液を用いることができ、しかも回路パターンの腐食を防
止しうるという顕著な効果が奏される。

【００２１】

【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明する。

【００２２】実施例１ アルミニウムが蒸着されたシリコンウエハー上にポジ型
ホトレジストとしてＯＦＰＲ‐８００（東京応化工業社
製）を乾燥膜厚３μｍになるように、スピンナーにより
塗布したのち、露光し、２．３８重量％のテトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液により現像処理し、次
いで１２０℃で５分間ポストベークしてレジストパター
ンを形成した。

【００２３】次いで、このレジストパターンをマスクと
して露出したアルミニウムの選択エッチング処理を施す
ことで回路パターンを形成した。

【００２４】次いで、レジストパターンを除去するため
に、液温９５℃に保持したモノエタノールアミン７０重
量％とジメチルスルホキシド３０重量％から成る剥離液
に５分間浸せきしたのち、回路パターンの形成された基
板を取り出し、次いでこれをエチレンカーボネート５０
重量％、γ‐ブチロラクトン２０重量％及び水３０重量
％から成るリンス液に５分間浸せきしてリンス処理を行
い、純水中に５分間浸せきし、純水で洗い流し、乾燥し
た。

【００２５】このようにして得られた回路パターンを観
察した結果、アルミニウムの腐食は認められなかった。

【００２６】実施例２〜２２、比較例１〜３ リンス液組成を表１に示すものに代えた以外は、実施例
１と同様の操作によりリンス処理後のアルミニウムの腐
食の有無を観察した結果を表１に示した。なお表中、ア
ルミニウムの腐食が確認できなかったものは○、アルミ
ニウムの腐食が確認されたものは×とした。

【００２７】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 初幸 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレンカーボネート及びプロピレンカ
   ーボネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物か
   ら成るリソグラフィー用リンス液。
2. 【請求項２】 エチレンカーボネート及びプロピレンカ
   ーボネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物と
   水混和性有機溶剤又は水とから成るリソグラフィー用リ
   ンス液。
3. 【請求項３】 エチレンカーボネート及びプロピレンカ
   ーボネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物１
   ０〜７０重量％と水混和性有機溶剤又は水９０〜３０重
   量％とから成るリソグラフィー用リンス液。
4. 【請求項４】 水混和性有機溶剤がγ‐ブチロラクト
   ン、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、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、
   ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレング
   リコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、
   ジメチルスルホキシド、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン及
   び１，３‐ジメチル‐２‐イミダゾリジノンの中から選
   ばれた少なくとも１種である請求項２又は３記載のリソ
   グラフィー用リンス液。
5. 【請求項５】 エチレンカーボネート及びプロピレンカ
   ーボネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物
   と、水混和性有機溶剤と、水とから成るリソグラフィー
   用リンス液。
6. 【請求項６】 エチレンカーボネート及びプロピレンカ
   ーボネートの中から選ばれた少なくとも１種の化合物１
   ０〜７０重量％と、水混和性有機溶剤１０〜７０重量％
   と、水２０〜６０重量％とから成るリソグラフィー用リ
   ンス液。
7. 【請求項７】 水混和性有機溶剤がγ‐ブチロラクト
   ン、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、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、
   ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレング
   リコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、
   ジメチルスルホキシド、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン及
   び１，３‐ジメチル‐２‐イミダゾリジノンの中から選
   ばれた少なくとも１種である請求項５又は６記載のリソ
   グラフィー用リンス液。
8. 【請求項８】 エチレンカーボネートとγ‐ブチロラク
   トンと水とから成る請求項５，６又は７記載のリソグラ
   フィー用リンス液。
9. 【請求項９】 リソグラフィー法により半導体デバイス
   を製造する際に、基板上に形成されたレジストパターン
   を有機アミン系剥離液で除去処理したのち、エチレンカ
   ーボネート及びプロピレンカーボネートの中から選ばれ
   た少なくとも１種の化合物又はこれを含む溶液でリンス
   処理することを特徴とする方法。