KR100335484B1 - 알콕시 ｎ-하이드록시알킬 알칸아미드로 된 레지스트 제거제, 레지스트 제거용 조성물, 이들의 제조 방법 및 이를 이용한 레지스트 제거 방법 - Google Patents
알콕시 ｎ-하이드록시알킬 알칸아미드로 된 레지스트 제거제, 레지스트 제거용 조성물, 이들의 제조 방법 및 이를 이용한 레지스트 제거 방법 Download PDFInfo
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Abstract
레지스트 뿐만 아니라 폴리머 제거력이 뛰어나고 하부막을 손상시키지 않는 레지스트 제거제와 레지스트 제거용 조성물, 이들의 제조 방법 및 이를 이용한 레지스트 제거 방법에 관해 개시한다. 본 발명에 따른 레지스트 제거제는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드로 구성된다. 레지스트 제거용 조성물은 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질, 손상 방지제 및 알칸올 아민으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
Description
본 발명은 레지스트 제거제, 레지스트 제거용 조성물, 이들의 제조 방법 및 이를 이용한 레지스트 제거 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드로 된 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물, 이들의제조 방법 및 이를 이용한 레지스트 제거 방법에 관한 것이다.
레지스트의 제거는 반도체 소자를 제조하기 위한 매우 중요한 공정이다. 반도체 소자를 제조하기 위한 다양한 공정들, 예컨대 식각 공정(건식 또는 습식) 또는 이온 주입 공정등을 실시한 후에는 마스크로 사용된 레지스트 패턴을 제거해야 한다. 또, 레지스트 패턴이 미스-얼라인된 경우에도 새로운 레지스트 패턴을 형성하기 위해서 이를 제거해야 한다. 특히 제거되어야 할 레지스트막의 하부에는 서로 다른 다양한 물질막(예: 산화막, 알루미늄막, 구리막, 폴리실리콘막, 실리사이드막 또는 폴리이미드막)이 존재한다. 따라서 레지스트 제거 공정의 주요 이슈는 하부막을 손상(attacking)시키지 않으면서 가능한한 빨리 레지스트를 기판 표면으로부터 완전하게 제거하는 것이다.
현재 널리 사용되고 있는 레지스트 제거제는 주요 구성 성분으로 히드록시아민(hydroxyamine) 디글리콜아민(diglycolamine) 모노에탄올아민(monoethanolamine) 또는 메틸에탄올아민(methylethanolamine)등과 같은 염기성 아민(basic amine)과 물 또는 알코올등과 같은 극성 용매(polar solvent)를 포함한다.
그런데 종래의 레지스트 제거제는 폴리머를 완전히 제거하지 못하므로 폴리머를 제거하기 위한 전-처리 공정을 더 필요로 한다. 폴리머(polymer)는 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 하부막을 식각하고자 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE)을 실시할 경우, 레지스트 패턴을 구성하는 C, H, O등의 성분과 플라즈마가 반응하여 생성된 물질이다. 특히 레지스트 패턴의 하부에 금속막이 형성되어 있는 경우에는 유기 금속성 폴리머(organicmetallic polymer)가 형성된다. 이러한 폴리머 및 유기 금속성 폴리머가 제거되지 않고 콘택홀 또는 비아홀등에 잔류하는 경우에는 콘택 저항이 증가하게 된다. 따라서, 레지스트 제거제를 사용하기 전에, 전처리 단계(pre-removal step)로서, 폴리머를 제거할 수 있는 세정 강화제, 예컨대 질산 용액을 처리하여야한다.
그리고, 종래의 레지스트 제거제는 하부막을 손상(attack)시키는 단점이 있다. 손상을 받는 하부막의 대표적인 예로는 금속막을 들 수 있다. 그 이유는 레지스트 제거제가 주로 염기성 용매 또는 물등으로 이루어져 있어서 금속막을 쉽게 부식시킬 수 있기 때문이다. 따라서 레지스트 제거제를 처리한 후 린스 단계(post-removal rinse step) 전에 손상을 방지하기 위한 후처리 단계(post-removal step)를 더 실시해야 한다. 후처리 단계(post-removal step)는 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol)등을 사용하여 실시한다.
따라서 레지스트 제거제 전처리 단계로서 질산 처리 단계를, 후처리 단계로서 이소프로필알코올 처리 단계를 더 실시하여야 하므로 레지스트 제거 공정이 복잡해지고 공정 시간이 길어져서 생산성을 낮추는 요인으로 작용한다. 또, 레지스트 제거제 이외에 전처리 물질(질산) 및 후처리 물질(이소프로필 알코올)을 더 소모해야 하므로 생산비가 증대한다. 게다가 전처리 및 후처리를 실시하기 위한 각각의 배스(bath)를 필요로 하므로 레지스트 제거 장치의 부피가 불필요하게 커진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레지스트 및 폴리머의 제거 능력이 뛰어날 뿐만 아니라 제거제에 노출되는 하부막에 손상을 일으키지 않는 레지스트제거제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 레지스트 및 폴리머의 제거 능력이 뛰어나고 조성물에 노출되는 하부막에 손상을 일으키지 않는 레지스트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하여 레지스트를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하여 레지스트를 제거하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하는 레지스트 제거 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하는 수평형 레지스트 제거 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하는 수직형 레지스트 제거 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 사용하여 레지스트를 제거한 결과를 나타내는 주사 전자 현미경 사진이다.
도 6은 종래의 레지스트 제거용 조성물을 사용하여 레지스트를 제거한 결과를 나타내는 주사 전자 현미경 사진이다.
도 7은 구리막이 형성되어 있는 기판에 대하여 레지스트 제거용 조성물을 처리하기 전의 단면도이다.
도 8은 구리막이 형성되어 있는 기판에 대하여 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 처리한 후의 단면도이다.
도 9는 구리막이 형성되어 있는 기판에 대하여 종래의 레지스트 제거용 조성물을 처리한 후의 단면도이다.
도 10은 구리막이 형성되어 있는 기판에 대하여 레지스트 제거용 조성물을 처리하기 전에 오제(Auger) 전자 분광기로 구리막의 표면을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 구리막이 형성되어 있는 기판에 대하여 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 처리한 후에 오제 전자 분광기로 구리막의 표면을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 48시간 동안 8시간 단위로, 가스 크로마토그래피를 사용하여 측정한 레지스트 조성물의 구성 요소들의 함량 변화를 나타내는 그래프이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 레지스트 제거제는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드로 구성된다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 레지스트 제거용 조성물은 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 3 이상인 극성 물질(polar material)과 손상 방지제(attack inhibitor) 중 하나 이상을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 레지스트 제거용 조성물은 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 아민을 포함한다. 이 조성물은 쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질(polar material)과 손상 방지제(attack inhibitor) 중 하나 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법에 따르면, 먼저 알칸올아민과 알킬 알콕시 알카노에이트를 혼합한다. 다음에혼합물을 반응시킨다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 레지스트 제거 방법에 따르면, 먼저 레지스트가 형성되어 있는 기판을 제공한 후, 기판을 상기 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물과 접촉시켜 상기 기판으로부터 상기 레지스트를 제거한다.
본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물은 레지스트 제거력이 뛰어날 뿐만 아니라 폴리머 및 유기 금속성 폴리머를 효과적으로 제거할 수 있다. 또, 제거제 또는 조성물에 노출되는 하부막을 손상시키지 않는다.
이하 본 발명에 따른 레지스트 제거제 및 레지스트 제거용 조성물을 설명한다. 또, 이들의 제조 방법과 이를 사용한 레지스트 제거 방법 및 제거 방법에 사용되는 레지스트 제거 장치를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
레지스트 제거제
본 발명에 따른 레지스트 제거제는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드(alkoxy N-hydroxyalkyl alkanamide)로 된 레지스트 제거제이다. 구체적으로 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드는 하기 화학식1로 표시된다.
상기 식중, R1은 H원자, 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon)이고; R2는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고; R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
가장 바람직하기로는 상기 식중, R1은 H원자이고, R2는 -CH2CH2- 이고, R3는 -CH2CH2- 이고, R4는 -CH3이다.
본 발명에 따른 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드로 된 레지스트 제거제는 하이드록실(-OH)그룹, 알콕시 그룹(-OR4) 및 카보닐 그룹(C=O)을 포함하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 레지스트 제거제는 레지스트 및 폴리머의 박리(exfoliation)와 용해(dissolution)에 매우 효과적이다.
또 하기 반응식 1과 같이 유기 금속성 폴리머등과 반응하여 기판 표면으로부터 유기 금속성 폴리머등을 용이하게 제거한다.
※ Mp는 유기 금속성 폴리머를 나타냄.
레지스트 제거용 조성물
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 레지스트 제거용 조성물은 상술한 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 쌍극자 모멘트가 3이상인 극성 물질과 손상 방지제(attack inhibitor)중 하나 이상을 포함한다.
알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드는 앞서 설명한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.
쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질은 교차 결합된(cross-linked) 폴리머 및 레지스트에 대한 높은 용해도를 나타낸다. 즉, 레지스트 패턴의 측벽 및 노출된 하부막 표면에 강하게 결합되어 있는 폴리머를 효과적으로 제거할 수 있으며, 레지스트 또한 용이하게 제거할 수 있다. 쌍극자 모멘트가 3이상인 극성 물질로는 물, 메탄올 또는 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide)가 사용될 수 있다.
손상 방지제는 레지스트 제거용 조성물에 노출되는 다양한 막, 특히 금속막의 손상을 방지하기 위한 것이다. 손상 방지제는 하기 화학식2로 표시된다.
상기 식중, R6는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소, -COOH기가 결합된 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소, 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소 (aromatic hydrocarbon) 또는 -COOH기가 결합된 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는방향족 탄화수소이며, n은 정수이고 1 내지 4를 나타낸다.
특히, R6가 벤젠 고리이고 n이 2인 카테콜(catechol)이 손상 방지제로 바람직하다. 또, 종래 기술에서 널리 알려진 적합한 손상 방지제인 갈산(gallic acid)도 사용될수 있다.
손상 방지제가 금속막의 손상을 방지하는 메카니즘을 카테콜을 예로 들어 설명하면 하기 반응식 2와 같다.
※ M은 금속을 나타냄
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 레지스트 제거용 조성물은 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 알칸올 아민(alkanolamine)을 포함한다.
알칸올 아민은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물이다.
상기 식중, R1은 H원자, 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고, R2는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소를 나타낸다.
R1이 H원자이고, R2가 -CH2CH2- 인 모노에탄올아민(monoethanolamine)이 본 발명의 알칸올아민으로서 바람직하다.
알칸올 아민 또한 유기 금속성 폴리머의 제거에 효과적이다. 알칸올 아민의 작용 기작을 모노알칸올아민을 예로 들어 나타내면 하기 반응식 3과 같다.
※ Mp는 유기 금속성 폴리머를 나타냄.
바람직하기로는, 제2 실시예에 따른 조성물은 쌍극자 모멘트가 3이상인 극성 물질과 손상 방지제(attack inhibitor)중 하나 이상을 더 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물들 및 각 구성 요소들의 중량%를 표로 나타내면 하기 표1과 같다.
| 레지스트제거용 조성물 | 알콕시N하이드록시알킬알칸아미드(중량%) | 알칸올아민(중량%) | 극성 물질(중량%) | 손상방지제(중량%) |
| 1 | 30-99.99 | 0.01-70 | ||
| 2 | 30-99.99 | 0.01-70 | ||
| 3 | 30-99.98(40-60) | 0.01-40(20-30) | 0.01-40(20-30) | |
| 4 | 30-99.9 | 0.1-70 | ||
| 5 | 30-99.89 | 0.1-40 | 0.01-30 | |
| 6 | 30-99.89 | 0.1-40 | 0.01-30 | |
| 7 | 30-99.88(40-65) | 0.1-40(5-30) | 0.01-30(5-20) | 0.01-30(5-20) |
※ ( )의 함량은 더욱 바람직한 함량 범위를 나타냄.
상술한 조성물들의 함량 범위는 레지스트 및 폴리머를 효과적으로 제거할 수 있고, 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물에 노출되는 하부막, 예컨대 금속막에 대한 손상을 최소화할 수 있도록 하는 최적 범위를 나타낸 것이다.
상술한 조성물들중, 3 및 7의 조성물이 레지스트 및 폴리머 제거력이 가장 우수하고, 레지스트 하부막으로 금속막이 있을 경우 금속막에 손상을 일으키지 않는 장점이 있다.
그러나, 손상 방지제를 포함하지 않는 조성물들(1,4,5) 또한 금속막과 같이 조성물에 의해 손상되는 물질이 레지스트 제거용 조성물에 노출되지 않는 경우에는 3 및 7의 조성물과 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 또, 쌍극자 모멘트가 3이상인 극성 물질을 포함하지 않는 조성물들(2, 4, 6)은 금속막의 손상 방지가 더 중요한 요인이거나, 제거되어야 할 폴리머의 양이 극소량인 경우 또는 폴리머 제거 전처리 공정을 실시한 경우에는 3 및 7의 조성물과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물들은 레지스트 제거력이 우수할 뿐만 아니라 식각 부산물인 폴리머의 제거력이 우수하다. 또, 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물에 노출되는 하부막, 예컨대 금속막에 대한 손상을 일으키지 않는다. 게다가, 상기 물질들은 기존의 레지스트 제거용 조성물들을 구성하는 물질들에 비해 저가의 화합물로 구성되어 있다는 장점이 있다.
레지스트 제거제의 제조 방법
본 발명에 따른 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드는 하기 반응식 4와 같이 화학식 3으로 표시되는 알칸올 아민과 화학식 4로 표시되는 알킬 알콕시 알카노에이트를 반응시켜 제조한다.
<III> <IV> <I> +<V>
상기 식중, R1은 H원자, 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고, R2는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고, R3,R4및 R5는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
알칸올 아민으로는 R1이 H원자이고, R2가 -CH2CH2- 인 모노에탄올아민 (monoethanolamine)이 알킬 알콕시 알카노에이트로는 R3가 -CH2CH2-이고, R4는 -CH3이고, R5는 -CH3인 메틸 메톡시 프로파노에이트(methyl methoxy propanoate)가 바람직하다.
이 때, 반응이 일어나기에 충분한 에너지를 공급하기 위해서 반응 온도는 상온 내지 120℃로 유지한다. 바람직하기로는 80℃ 내지 90℃로 가열한다.
상기 반응식에서 알 수 있는 바와 같이 아민(III)과 에스테르(IV)를 반응시키면 아미드(I)가 생성됨과 동시에 알코올(V)이 생성된다.
상기 알코올(V)은 탄소수 1 내지 5개의 알코올로 끓는 점이 낮은 물질(예:메탄올의 끓는 점은 약 60℃임)인 반면 아미드(I)는 끓는 점이 높은 물질(예: 메톡시 N-하이드록시에틸 프로판아미드의 경우 끓는 점이 약 200℃임)이다. 따라서, 분별 증류법으로 알코올(V)을 제거하여 아미드(I) 화합물을 수득한다.
분별 증류시 반응조내에 질소 버블링(bubbling) 처리를 하여 분별 증류를 촉진하거나 반응조내의 압력을 감압하여 알코올의 기화를 촉진하는 것이 바람직하다. 물론 두 가지 방법을 동시에 사용할 수도 있다.
레지스트 제거용 조성물의 제조 방법
표 1에 기재되어 있는 레지스트 제거용 조성물들은 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드를 먼저 제조한 후, 손상 방지제, 쌍극자 모멘트가 3 이상인 물질 및 알칸올아민으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질과 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드를 상기 표 1의 함량 범위로 혼합하여 형성한다.
또한 표 1의 조성물 1 내지 7은 다음과 같이 제조할 수도 있다.
먼저, 손상 방지제(0.01-30중량%) 및 극성 물질(0.01-30중량%)중 하나 이상과, 알칸올 아민(10-70중량%, 바람직하기로는 30-40중량%) 및 알킬 알콕시 알카노에이트(10-70중량%, 바람직하기로는 30-40중량%)를 혼합한다. 혼합시 알킬 알콕시 알카노에이트의 전량이 알칸올 아민과 완전히 반응하여 아미드로 완전히 전환될 수 있는 함량 범위로 알칸올 아민과 알킬 알콕시 알카노에이트를 혼합하는 것이 바람직하다. 혼합물의 온도를 상온 내지 120℃로 유지한다. 바람직하기로는 80℃ 내지 90℃로 가열한다. 반응 시간은 1시간 내지 24시간 바람직하기로는 1 시간 내지 12시간으로 한다. 가열이 완료된 후 1시간 내지 7시간 정도 방치하여 둔다.
반응의 완결을 확인할 수 있는 방법은 시각으로 확인하는 방법과 가스 크로마토그래피를 사용하는 방법이 있다. 전자의 방법은 구성 요소들간의 층 분리가 사라지는지 여부를 관찰하여, 구성 요소들이 완전히 혼합된 상태를 반응의 완결로 추정한다. 후자의 방법은 조성물을 가스 크로마토그래피로 분석하여 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드의 면적(area)%가 80%이상이 되면 반응이 완료된 것이다. 면적%는 가스 크로마토그래피 스펙트럼에서 나타난 모든 구성 요소들의 피크의 면적을 합한 값을 100으로 하고, 피크의 총면적에 대한 해당 구성 요소의 피크의 면적을 %로 나타낸 값이다.
이어서, 반응 부산물로 생성된 인화점이 낮은 알코올을 제거하기 위해서 분별 증류를 실시한다. 분별 증류는 앞서 설명한 바와 같이 반응조내에 질소 버블링 처리를 하여 분별 증류를 촉진하거나, 반응조내의 압력을 감압하여 알코올의 기화를 촉진하거나, 양자의 방법을 혼합하여 진행한다. 바람직하기로는 전체 조성물에 대하여 알코올의 잔량이 7 내지 8중량% 이하가 되도록 분별 증류를 실시한다.
레지스트 제거 방법
본 발명에 따른 레지스트 제거제 및 레지스트 제거용 조성물을 사용하여 레지스트를 제거하는 단계를 도 1을 참조하여 설명한다.
반도체 소자를 완성하기 위한 다양한 공정들 예컨대, 식각(건식 또는 습식) 공정, 이온주입공정 등을 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 실시한다. 이어서 레지스트 패턴이 형성되어 있는 기판에 대하여 건식 스트립 공정인 에싱(ashing)을 실시한다(100). 에싱 단계(100)는 생략될 수도 있다. 다음에 레지스트 제거제 또는상기 표 1에 기재되어 있는 레지스트 제거용 조성물과 접촉시켜, 레지스트 및 폴리머들을 제거한다(110). 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물과 접촉시키는 방법은 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 배스(bath)에 담은 후, 여기에 기판을 담그어 접촉시키거나 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 기판상에 스프레이하여 접촉시킨다.
본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용할 경우, 레지스트 제거 단계는 70℃ 이하의 저온에서 실시할 수 있다. 특히, 상온 내지 70℃, 바람직하기로는 45℃ 내지 70℃의 온도에서 실시가능하다. 그리고, 접촉 시간은 10 내지 30분이 적당하다.
본 발명의 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물에 의해 제거될수 있는 레지스트는 기존의 i-라인(365nm)용 레지스트 및 KrF 엑시머 레이저(248nm)용 레지스트 뿐만 아니라 ArF 엑시머 레이저(193nm)용 레지스트와 같이 단파장 노광원용 레지스트에도 적용가능하다.
레지스트 제거가 완료되면 기판 표면에 잔류하는 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물 및 용해된 레지스트를 린스하는 단계를 실시한다(120). 린스는 초순수(deionized water)를 사용하여 실시하며, 필요에 따라 2단계로 실시할 수도 있다. 마지막으로 기판을 스핀 드라이법 또는 이소프로필알코올을 사용하는 드라이법으로 건조하여 기판 표면에 남아있는 순수를 제거한다(130).
건조 단계(130)까지 완료된 기판은 다음 공정으로 이송된다. 후속 공정에서 다시 레지스트를 사용할 경우에는 목적하는 공정이 완료된 후, 다시 도1의 공정을 거쳐서 사용된 레지스트를 제거한다. 이렇게 반복적인 단위공정과 레지스트 제거 공정을 거쳐서 반도체 소자를 완성한다.
흐름도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물은 레지스트 제거력 뿐만 아니라 폴리머 제거력이 뛰어나므로, 종래의 레지스트 제거 전처리 단계가 필요없다. 또, 레지스트 하부막에 대한 손상이 방지되므로 레지스트 제거 후처리 단계도 생략가능하다. 그러므로, 종래의 제거 공정에 비해 매우 단순화된 공정으로 레지스트를 완전히 제거할 수 있다. 따라서 반도체 소자의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
레지스트 제거장치
상술한 바와 같이 레지스트 제거 공정이 단순화되므로 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용하는 레지스트 제거 장치 또한 소형화될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 레지스트 제거장치(200)는 레지스트 제거 유니트(210), 린스 유니트(220) 및 건조 유니트(230)로만 구성된다. 따라서, 종래의 전처리 유니트 및 후처리 유니트가 불필요하다. 따라서 레지스트 제거 장치(200)가 차지하는 부피를 종래에 비해 현저하게 축소시킬 수 있다.
레지스트 제거 장치(200)가 담그는 방식(dipping method)를 채용할 경우에는 각 유니트들(210, 220, 230)은 각각 하나의 배스에 해당한다. 따라서, 종래의 질산 처리 배스 및 이소프로필알코올 처리 배스가 불필요하다. 따라서 레지스트 제거 장치(200)가 차지하는 부피를 종래에 비해 현저하게 축소시킬 수 있다.
또, 스프레이 방식(spray method)의 레지스트 제거 장치로는 수평형 및 수직형 장치가 있다.
도 3을 참고하면, 수평형 장치는 수평으로 운송하는 캐리어(340), 예컨대 컨베이어 시스템, 핸들러(handler) 또는 아암(arm)을 채용하고, 레지스트 제거 유니트(310), 린스 유니트(320) 및 건조 유니트(330)로 구획된다. 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 포함하는 소오스(360)는 공급 유니트(370)를 통해 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 레지스트 제거 유니트(310)로 공급한다. 린스제 소오스(362)및 건조제 소오스(364) 또한 각각 공급 유니트(370)를 통해 린스 유니트(320) 및 건조 유니트(330)에 연결되어 있다. 각 유니트마다 해당 유니트의 기능에 적합한 물질을 스프레이하는 노즐(312, 322, 332)들이 설치된다. 먼저 레지스트가 형성된 기판이 레지스트 제거 유니트(310)에 로딩되면, 노즐(312)로부터 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물이 스프레이되어 레지스트를 제거한다. 이 때, 기판은 캐리어(340)에 의해 수평 방향으로 지속적으로 이동하여 린스 유니트(320)로 이동된다. 린스 유니트(320)에서는 노즐(322)을 통해 린스제가 스프레이된다. 마지막으로 기판은 캐리어(340)를 통해 건조 유니트(330)로 이동되어 건조 공정을 거친다. 수평형 장치도 3개의 유니트로만 구성되므로 장치의 크기를 현저하게 축소시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 수직형 장치(400)는 상하 운동이 가능한 기판 지지대(440)를 채용한다. 수직형 장치(400) 또한 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물의 소오스(460)와 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 공급하는 공급 유니트(470)를 구비한다. 바람직하기로는 기판 지지대(440)는 회전 운동이 가능한 구조로 형성된다. 그리고 장치의 내부는 독립적인 유니트라기보다는 세 개 영역, 즉 건조 영역(430), 린스 영역(420) 및 레지스트 제거 영역(410)이 차례대로 적층되어 있는 층상 구조로 구성된다. 린스제 소오스(462)및 건조제 소오스(464) 또한 각각의 공급 유니트(470)를 통해 공급관(450)에 연결되어 있다. 본 실시예에 도시되어 있는 공급관(450)은 세 가지 서로 다른 소오스를 순차적으로 공급한다.
먼저 레지스트가 형성되어 있는 기판(미도시)이 기판 지지대(440)에 로딩된 후, 레지스트 제거 영역(410)으로 이동하면, 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물의 소오스(460)내의 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물이 공급 유니트(470)로 전달되고 공급관(450)을 통해 기판에 스프레이된다. 이 때 기판 지지대(440)의 회전 운동에 의해 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물은 기판의 바깥으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다(배출부는 미도시). 레지스트 제거 공정이 완료되면, 기판 지지대(440)의 하강 운동에 의해 린스 영역(420)으로 기판이 이동한다. 공급관(450)을 통해 린스제가 기판에 공급되어 린스 공정을 실시한다. 마지막으로 기판 지지대(440)의 운동에 의해 건조 영역(430)으로 기판이 이동되어 건조 공정을 거친다. 도 4에서는 건조 영역(430), 린스 영역(420) 및 레지스트 제거 영역(410) 순으로 적층된 구조를 도시하였으나, 그 순서가 역으로 될 수 있음은 물론이다. 이 수직형 장치(400) 또한 세개의 영역만을 필요로 하므로 장치를 경량화할 수 있음은 물론이다.
실험예
본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
<실험예 1: 메톡시 N 하이드록시에틸 프로판 아미드의 제조>
알칸올 아민으로서 모노에탄올아민(monoethanolamine: 이하 MEA) 200㎖와 에스테르로 메틸 메톡시 프로파노에이트(methyl methoxy propanoate:이하 MMP) 200㎖를 혼합하였다. 이어서 혼합물을 90℃에서 5시간동안 가열하였다. 가열후 5시간 동안 상온에 놓아두었다.
얻어진 결과물을 가스 크로마토그래피로 정제하여 목적물을 수득하였다.
상기 목적물의 NMR 데이터는 다음과 같다.
1H-NMR: 6.8ppm(1H), 3.7-3.8ppm(4H), 3.4-3.5ppm(3H), 2.8-2.9ppm(1H).
<실험예 2: 메톡시 N 부틸 하이드록시에틸 프로판 아미드의 제조>
알칸올 아민으로서 N,N t-부틸 에탄올아민(t-butylethanolamine) 200㎖와 에스테르로서 메틸 메톡시 프로파노에이트(methyl methoxy propanoate:이하 MMP) 200㎖를 혼합하였다. 이어서 혼합물을 90℃에서 5시간동안 가열하였다. 가열후 5시간 동안 상온에 놓아두었다.
얻어진 결과물을 가스 크로마토그래피로 정제하여 목적물을 수득하였다.
<실험예 3: 메톡시 N 하이드록시 에틸 프로판아미드 제조의 적정 온도의 평가>
알칸올 아민으로서 모노에탄올아민(monoethanolamine: 이하 MEA) 200㎖와 에스테르로 메틸 메톡시 프로파노에이트(methyl methoxy propanoate:이하 MMP) 200㎖를 혼합하였다. 이어서 아민과 에스테르의 반응에 적합한 온도를 알아보기 위하여 하기 표2와 같이 반응 온도를 달리하여 아미드를 합성하여 합성에 소요되는 시간을 측정하였다. 합성이 완결되는 시점은 가스 크로마토그래피로 성분을 분석하여 아미드의 면적%가 80%이상이 되는 때로 설정하였다.
| 반응온도(℃) | 25 | 35 | 45 | 55 | 65 | 80 | 90 |
| 반응시간(hr) | 55 | 24 | 30 | 7 | 6 | 4 | 3 |
상기 결과로부터 상온에서도 반응이 가능함을 알 수 있었으며, 고온으로 갈수록 반응이 활발하게 일어남을 알 수 있었다. 그러나, 제조 공정상의 기타 조건등을 고려할 때, 반응 온도는 120℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그러므로 본 발명에 따른 아미드 화합물의 제조 온도는 상온 내지 120℃가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 80℃ 내지 90℃가 적합하다.
<실험예 4: 레지스트 제거용 조성물의 제조 및 이를 이용한 레지스트 제거력 평가>
하기 표 3과 같이, 모노에탄올아민, 메틸 메톡시 프로파노에이트, 카테콜 및 물의 함량을 다르게 하여 7개의 서로 다른 조성물을 제조하였다. 이어서, 조성물을 80℃로 5시간 동안 가열하였다. 다음에 6시간 동안 결과물을 상온에 놓아두었다. 다음에 질소 버블링법과 감압법을 병행한 분별 증류법으로 메탄올을 제거하여 조성물을 완성하였다.
한편, 상술한 레지스트 제거용 조성물로 제거할 레지스트는 다음과 같이 준비하였다. 먼저 7 매의 기판상에 각각 BPSG막을 5000Å두께로 형성하였다. 이어서, 티타늄막과 티타늄질화막을 각각 200Å 및 200Å 두께로 형성한 후, 어닐링하였다. 다음에, 알루미늄막을 6000Å 두께로 증착한 후, 플로우시켰다. 캡핑층으로 티타늄 질화막을 알루미늄막위에 형성한 후, 층간 절연막을 10000Å 두께로 형성하였다. 다음에 레지스트를 층간 절연막상에 도포한 후, 사진 공정을 실시하여 비아홀을 정의하는 레지스트 패턴을 형성하였다. 레지스트 패턴을 베이크한 후, 이를 마스크로 사용하여 완충 산화막 식각액(Buffered Oxide Etchant)으로 층간 절연막을 식각하여 비아홀을 형성하였다. 비아홀을 완성한 후에 각 기판에 대하여 에싱 공정을 실시한 후, 조성물 1 내지 7이 담긴 7개의 배스에 각각 나누어 담그었다. 배스의 온도는 60℃로 유지하였다. 20분간 담근 후, 물로 5분간 린스하고 건조한 후, 주사 전자 현미경으로 결과물을 확인하였다.
| 구분 | MEA(㎖) | MMP(㎖) | 카테콜(g) | 물(㎖) | 관찰결과(observations) |
| 1 | 50 | 350 | 60 | 100 | ○ |
| 2 | 100 | 300 | 60 | 100 | ◎ |
| 3 | 150 | 250 | 60 | 100 | ⊙ |
| 4 | 200 | 200 | 60 | 100 | ⊙ |
| 5 | 250 | 150 | 60 | 100 | ⊙ |
| 6 | 300 | 100 | 60 | 100 | ◎ |
| 7 | 350 | 50 | 60 | 100 | ○ |
* ○는 양호(good)한 상태를, ◎는 중상(better)의 상태를 ⊙는 최상(best)의 상태를 각각 나타낸다.
관찰 결과는 잔류하는 폴리머 및 레지스트의 상대적인 양에 의해 구분한 것으로, 양호한 상태(○)는 종래의 레지스트 제거용 조성물인 EKC-245를 사용할 경우의 결과와 유사한 상태를, 중상의 상태(◎)는 종래의 결과보다 개선된 상태를, 최상의 상태(⊙)는 종래보다 현저하게 개선된 상태를 나타낸다. EKC-245는 하이드록실아민 (hydroxylamine), 디글리콜아민(diglycolamine), 카테콜(catechol) 및 물을 주요 구성 요소로 하는 종래의 레지스트 제거용 조성물이다.
<실험예 5: 조성 성분 분석>
표 3과 같은 비율로 각 구성 요소들을 혼합한 후 소정 시간 경과후에 각 조성물들의 성분을 분석하였다. 그 결과 각 조성물들은 하기 표 4와 같은 구성 성분으로 이루어져 있음을 알 수 있었다.
| 구분 | 메톡시 N 하이드록시에틸 프로판 아미드(중량%) | 모노 에탄올아민(중량%) | 카테콜(중량%) | 물(중량%) |
| 1 | 71.9 | 0.1 | 13 | 15 |
| 2 | 67 | 5 | 13 | 15 |
| 3 | 62 | 10 | 13 | 15 |
| 4 | 55 | 17 | 13 | 15 |
| 5 | 47 | 25 | 13 | 15 |
| 6 | 42 | 30 | 13 | 15 |
| 7 | 32 | 40 | 13 | 15 |
<실험예 6: 적정 처리 시간의 평가>
적정 처리 시간을 알아보기 위하여, 조성물로는 표 4의 4번 조성물을 사용하였고, 처리 시간을 하기 표 5와 같이 다르게 하면서 레지스트를 제거하였다. 기타 공정 조건은 실험예 4와 동일하게 하였다. 레지스트의 제거상태와 레지스트 제거용 조성물에 노출된 알루미늄막 및 실리콘막의 손상 여부를 주사 전자 현미경으로 관찰하였다.
| 구분 | 처리 시간(min) | 레지스트제거력 관찰 | 손상여부( Al, Si) |
| 1 | 10 | ◎ | × |
| 2 | 15 | ⊙ | × |
| 3 | 20 | ⊙ | × |
| 4 | 25 | ⊙ | × |
| 5 | 30 | ⊙ | × |
* ◎는 중상(better)의 상태를 ⊙는 최상(best)의 상태를 각각 나타내고, '×'는 하부막이 어떠한 손상도 받지 않았음을 나타낸다.
표 5의 결과로부터 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물의 처리 시간으로는 10 내지 30분이 적당함을 알 수 있었으며, 하부막이 전혀 손상되지 않았음을 알 수 있었다.
<실험예 7: 적정 온도의 평가>
적정 처리 온도를 알아보기 위하여, 조성물로는 표 4의 4번 조성물을 사용하였고, 처리 온도를 하기 표 6과 같이 다르게 하면서 레지스트를 제거하였다. 기타 공정 조건은 실험예 4와 동일하게 하였다. 레지스트의 제거상태와 알루미늄막 및 실리콘막의 손상 여부를 주사 전자 현미경으로 관찰하였다.
| 구분 | 온도(℃) | 레지스트제거력 관찰 | 손상여부( Al, Si) |
| 1 | 45 | ⊙ | × |
| 2 | 50 | ⊙ | × |
| 3 | 55 | ⊙ | × |
| 4 | 60 | ⊙ | × |
| 5 | 65 | ⊙ | × |
| 6 | 70 | ⊙ | × |
상기 표5의 결과로부터 45℃ 내지 70℃의 저온에서도 레지스트 제거가 원활히 일어남을 알 수 있었다.
<실험예 8: 레지스트 제거력의 비교 >
레지스트 패턴을 이용한 비아홀의 형성은 실험예 4와 동일하게 하고, 조성물로는 표 4의 4번 조성물을 사용하고, 처리 시간은 20분으로 하고, 반응 온도는 60℃로 하여 레지스트를 제거한 후, 결과물을 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 그 결과가 도 5에 도시되어 있다.
비교예로서 기타 조건은 모두 동일하게 하고 종래의 레지스트 제거용 조성물로는 EKC-245를 사용하여 레지스트를 제거한 후, 결과물을 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 그 결과가 도6에 도시되어 있다.
도 5와 도 6의 주사 전자 현미경 사진을 비교해보면 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 사용할 경우 레지스트가 완전히 제거되는 반면, 종래의 EKC-245를 사용할 경우에는 레지스트가 일부 잔존하는 것을 알 수 있었다. 또, 하부 알루미늄막의 손상이 본 발명에서는 발생하지 않았으나, EKC-245를 사용하였을 경우에는 알루미늄막이 일부분 손상되었음을 알 수 있었다.
<실험예 9: 구리막의 손상 여부 측정>
차세대 배선 물질로 유력시되는 구리 배선에 대한 영향을 알아보기 위하여 다음과 같이 실시하였다. 먼저 복수개의 기판(도 5의 1100)상에 BPSG막(도 5의 1200)을 5000Å두께로 형성한 후, 사진 식각 공정으로 각 기판상의 BPSG막을 패터닝하여 복수개의 콘택홀들을 형성하였다. 이어서, 콘택홀들의 표면에 장벽금속막으로 티타늄/티타늄질화막(도 7의 1300, 1350)을 각각 200Å 두께로 순차적으로 형성한 후, 각 콘택홀들을 매립하는 구리막(도 7의 1400)을 10000Å 두께로 형성하였다.
이어서, 복수개의 기판을 A, B, C 세개의 그룹으로 나누었다. A그룹은 어떠한 레지스트 제거용 조성물도 처리하지 않았으며, B 그룹은 본 발명의 레지스트 제거용 조성물(표 4의 4번 레지스트 제거용 조성물)에 65℃에서 100분간 담그었으며, C 그룹은 종래의 레지스트 제거용 조성물(EKC-245)에 65℃에서 100분간 담그었다.
계속해서, 레지스트 제거용 조성물을 처리하지 않은 A 그룹의 일부, 본원 발명의 레지스트 제거용 조성물을 처리한 B 그룹의 일부 및 종래의 레지스트 제거용 조성물을 처리한 C 그룹의 일부를 각각 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 도 7은 레지스트 제거용 조성물을 처리하지 않은 경우(A)를, 도 8은 본원 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 처리한 경우(B)를 나타낸다. 본원 발명의 레지스트 제거용 조성물을 사용할 경우(B)에는 레지스트 제거용 조성물을 처리하지 않은 경우(A)와 동일한 결과를 나타내었다. 즉, 본원 발명의 레지스트 제거용 조성물이 구리막을 전혀 손상시키지 않음을 알 수 있었다. 반면, 종래의 레지스트 제거용 조성물을 사용할 경우(C)에는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 구리막이 심하게 손상되어 거의 제거되고 남아 있지 않았다. 도 7 내지 도 9의 결과로부터 구리막의 식각률을 계산하면 하기 표 7과 같다.
| 그룹 | A | B | C |
| 식각률(Å/min) | 0 | 0 | 〉1000 |
이번에는 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물이 구리막의 표면에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 레지스트 제거용 조성물을 처리하지 않은 A 그룹의 구리막과 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물을 처리한 B 그룹의 구리막 표면을 오제전자 분광기(Auger Electron Spectroscopy)로 분석하였다. 그 결과를 도 10 및 도 11에 각각 도시하였다.
도 10 및 도 11의 오제 전자 분광 스펙트럼이 거의 동일하게 나타난 것으로 보아 본 발명에 따른 레지스트 제거용 조성물이 구리막에 아무런 영향도 미치지 않았음을 알 수 있었다.
<실험예 10: 레지스트 제거용 조성물의 구성 성분의 변화 측정>
표 3의 4번 레지스트 제거용 조성물에 대하여 8시간 간격으로 레지스트 조성물의 구성성분들의 함량을 가스 크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과가 도 12에 도시되어 있다.
-■-는 아미드의 면적(area)%를, -△-는 모노에탄올아민의 면적%를, -×-는 메틸 메톡시 프로파노에이트의 면적%를 각각 나타내고,
도 12의 결과로부터 48시간이 경과하더라도 아미드의 면적%는 80%로 일정함을 알 수 있었다. 모노에탄올아민의 면적%도 3.4로 일정하였다. 메틸 메톡시 프로파노에이트의 면적%는 24시간이 경과하면서 0.9에서 0.5로 감소하였고 40시간 이후에는 0으로 나타났다. 이로부터 반응이 완결되어 안정화된 본 발명의 조성물내에는 아미드, 아민, 카테콜 및 물이 포함되어 있음을 알 수 있었다. 그리고, 본 조성물의 주요 활성 성분이 아미드임을 고려할 때 아미드의 함량이 48시간이 지나도록 변화하지 않았다는 것은 본 발명의 조성물을 장시간 동안 사용할 수 있음을 암시한다. 종래의 레지스트 제거용 조성물인 EKC-245는 24시간 단위로 교체해야 한다는 사실과 비교해볼때, 이는 생산성 및 제조 원가를 현저하게 감소시킬 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물은 레지스트 제거력이 뛰어날 뿐만 아니라 폴리머 및 유기 금속성 폴리머를 효과적으로 제거할 수 있다. 또, 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물에 노출되는 하부막을 손상시키지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 레지스트 제거제 또는 레지스트 제거용 조성물을 사용할 경우에는 폴리머를 제거하기 위한 레지스트 제거 전처리 단계 및 하부막의 손상을 방지하기 위한 후처리 단계가 불필요하다. 따라서, 레지스트 제거 공정을 단순화하고 처리 시간을 단축할 수 있다. 또 레지스트 제거시의 온도를 저온으로 설정할 수 있다. 그리고, 레지스트 제거 장치 또한 단순화하고 경량화할 수 있다.
Claims (37)
- 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드를 포함하는 레지스트 제거용 조성물.<화학식1>R4-O-R3-CO-N-R1R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 R1은 H원자이고, R2는 -CH2CH2- 이고 R3는 -CH2CH2-이고, R4는 -CH3인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드; 및쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질과 손상 방지제중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.<화학식1>R4-O-R3-CO-N-R1R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 삭제
- 제 4항에 있어서, 상기 극성 물질은 물, 메탄올 또는 디메틸술폭시드인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 4항에 있어서, 상기 손상 방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물<화학식 2>R6- (OH)n상기 식중, R6는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon) 또는 -COOH기가 결합된 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이며, n은 정수이고 1 내지 4를 나타낸다.
- 제 4항에 있어서, 상기 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드의 함량은 상기 레지스트 제거용 조성물의 총중량을 기준으로 30중량% 내지 99.99중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 4항에 있어서, 상기 극성 물질과 상기 손상 방지제의 함량은 각각 상기 레지스트 제거용 조성물의 총 중량에 대하여 0.01중량% 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드; 및알칸올 아민을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.<화학식1>R4-O-R3-CO-N-R1R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 제 10항에 있어서, 상기 조성물은 쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질과 손상 방지제중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 삭제
- 제 10항에 있어서, 상기 알칸올 아민은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.<화학식 3>R1-NH-R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소 R2는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 제 11항에 있어서, 상기 극성 물질은 물, 메탄올 또는 디메틸술폭시드인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 손상 방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물<화학식 2>R6- (OH)n상기 식중, R6는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon) 또는 -COOH기가 결합된 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이며, n은 정수이고 1 내지 4를 나타낸다.
- 제 10항에 있어서, 상기 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드의 함량은 상기 레지스트 제거용 조성물의 총중량을 기준으로 30중량% 내지 99.9중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 10항에 있어서, 상기 알칸올 아민의 함량은 상기 레지스트 제거용 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1중량% 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 극성 물질과 손상 방지제의 함량은 각각 상기 레지스트 제거용 조성물의 총 중량에 대하여 0.01중량% 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드, 알칸올 아민, 극성 물질 및 손상 방지제의 함량은 각각 상기 레지스트 제거용 조성물의 총 중량에 대하여 40중량% 내지 65중량%, 5중량% 내지 30중량%, 5중량% 내지 20중량% 및 5중량% 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물.
- 알칸올아민 및 알킬 알콕시 알카노에이트를 혼합하는 단계; 및상기 혼합물을 반응시켜서 레지스트 제거용 조성물을 제조하는 단계를 포함하되, 상기 단계에서 제조된 레지스트 제거용 조성물의 구성 요소중 적어도 하나의 화합물이 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.<화학식1>R4-O-R3-CO-N-R1R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 제20항에 있어서, 상기 알칸올 아민은 하기 화학식 3으로 표시되며, 상기 알킬 알콕시 알카노에이트는 하기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.<화학식 3>R1-NH-R2OH<화학식 4>R4-O-R3-COO-R5상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 제 20항에 있어서, 상기 혼합 단계는 상기 알칸올아민 10중량% 내지 70중량%와 상기 알킬 알콕시 알카노에이트 10중량% 내지 70중량%를 혼합하는 단계인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 혼합 단계는 쌍극자 모멘트가 3이상인 극성 물질과 손상 방지제중 하나 이상을 더 혼합하는 단계인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.
- 제 23항에 있어서, 상기 극성 물질과 손상 방지제는 각각 0.01 중량% 내지 30중량%로 혼합되는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 혼합물을 반응시키는 단계는 상온 내지 120℃에서 진행하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.
- 제 20항에 있어서, 상기 반응 단계 후에 상기 반응의 부산물인 알코올을 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거용 조성물의 제조 방법.
- 기판을 제공하는 단계;상기 기판상에 레지스트막을 형성하는 단계; 및상기 기판을 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드를 함유하는 레지스트 제거용 조성물 또는 상기 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드와 쌍극자 모멘트가 3 이상인 극성 물질, 손상 방지제 및 알칸올 아민으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 레지스트 제거용 조성물과 접촉시켜 상기 기판으로부터 상기 레지스트막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.<화학식1>R4-O-R3-CO-N-R1R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이고, R2, R3및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 삭제
- 제 27항에 있어서, 상기 극성 물질은 물, 메탄올 또는 디메틸술폭시드인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 손상 방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.<화학식 2>R6- (OH)n상기 식중, R6는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon) 또는 -COOH기가 결합된 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소이며, n은 정수이고 1 내지 4를 나타낸다.
- 제 27항에 있어서, 상기 알칸올 아민은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.<화학식 3>R1-NH-R2OH상기 식중, R1은 H원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소이며, R2는 탄소수 1 내지 5개의 탄화수소를 나타낸다.
- 제 27항에 있어서, 상기 조성물내의 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드의 함량은 30중량 % 내지 99.99중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 조성물내의 극성물질 및 손상 방지제의 함량은 각각 0.01중량% 내지 30중량%, 0.01중량% 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 조성물내의 알칸올 아민의 함량은 0.1중량% 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 알콕시 N-하이드록시알킬 알칸아미드, 알칸올 아민, 극성 물질 및 손상 방지제의 함량은 각각 상기 레지스트 제거용 조성물의 총 중량에 대하여 40중량% 내지 65중량%, 5중량% 내지 30중량%, 5중량% 내지 20중량% 및 5중량% 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 접촉 단계 이후에상기 기판을 린스하는 단계; 및상기 기판을 건조하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
- 제 27항에 있어서, 상기 접촉 단계는 45℃ 내지 70℃에서 진행하는 것을 특징으로 하는 레지스트 제거방법.
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