KR100410612B1 - 스트립후 세정제 - Google Patents

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KR100410612B1
KR100410612B1 KR10-2001-0017705A KR20010017705A KR100410612B1 KR 100410612 B1 KR100410612 B1 KR 100410612B1 KR 20010017705 A KR20010017705 A KR 20010017705A KR 100410612 B1 KR100410612 B1 KR 100410612B1
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 포토레지스트 스트립 후에 발생할 수 있는 잔류물을 제거할 수 있는 반도체소자 또는 액정표시소자 용 세정 용액 및 이를 이용하는 반도체소자 또는 액정표시소자의 세정방법을 제공한다.

Description

스트립 후 세정제 {POST-STRIPPING CLEANING SOLUTION}
본 발명은 반도체소자 또는 액정표시소자의 세정액 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 스트리핑 후에 발생할 수 있는 잔류물을 제거하는데 사용될 수 있는 세정액 및 이를 이용하는 반도체 소자 또는 액정표시소자의 세정방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정표시소자의 제조는, 통상 금속배선형성은 기판상에 금속 또는 금속산화물층을 형성하는 공정, 포토레지스트층을 형성시키는 공정, 포토레지스트에 마스크패턴을 전사하는 노광공정, 패턴을 따라 막을 에칭하는 식각공정, 및 포토레지스트를 제거하는 스트립공정으로 진행된다.
첨부된 도면은 이상과 같은 사진공정과 식각공정 및 스트립공정에 의한 금속배선 형성 공정을 순차적으로 설명하는 도면이다.
도 1a은 기판(10), 알루미늄 층 (20), 및 금속층 (30)가 순차적으로 적층된 기판 표면에 포토 레지스트(40)를 형성한 것을 나타낸다.
도 1b는 배선이 형성될 부위에 광을 조사하여 그 상부의 레지스트를 식각해낸 것을 나타낸다.
도 1c에서 배선 형성 부위를 습식 및 드라이로 식각하여 금속배선을 형성한 후, 도 1 d에서와 같이 배선 형성 후 남아있는 포토레지스트를 스트리핑 공정으로 제거한다.
상기 도 1d에서 묘사된 바와 같이, 노광-패턴화된 포토레지스트층을 제거하는 스트리핑 공정은 보통 플라즈마 등에 의한 애싱(ashing) 방법 또는 포토레지스트층을 용해할 수 있는 스트리핑 용액을 사용하는 습식 스트리핑 방법 등에 의해 수행된다.
패턴화된 포토레지스트층을 스트리핑하는 용액, 즉 스트리퍼로서는 통상적으로 무기산, 무기 염기, 또는 유기 용매, 예를 들면 할로겐화 유기용매, 알킬벤젠술폰산, 방향족 탄화수소용매와 알킬벤젠술폰산의 혼합물 등을 들 수 있다. 그런데,스트리퍼의 유효 구성분으로서 무기산 또는 무기염기를 사용하는 경우 작업상의 어려움이 수반되기 때문에 유기 용매를 사용하는 것이 일반적이며, 최근에는 극성 용매 및 아민을 함유하는 아민계 스트리퍼가 많이 사용되고 있다.
아민계 스트리퍼 조성물에서 아민 성분은 하소(baking), 플라즈마에칭, 이온 주입(implantation), 또는 다른 LSI 장치 제조 공정에 의해 가교결합된 레지스트 필름을 효과적으로 제거하는데 필수적인 것으로 밝혀지고 있다. 그렇지만 아민계 포토레지스트 스트리퍼는 때때로 부식이라는 심각한 문제를 야기하며, 특히 알루미늄 기판을 사용할 경우에 심하다.
이러한 부식은, 스트리핑 단계 후에 잔류 스트리퍼 용액이 기판 표면 또는 기판 캐리어 상에 남아 있어, 물을 사용한 후-스트리핑 세정 시에 아민에 의해 이온화된 물에 의해 진행되는 것으로 믿어진다. 바꾸어 말하면, 스트리퍼 조성물의 아민 성분은 그 자체로는 기판을 부식하지 않지만, 물이 부식을 야기하도록 격발하는 역할을 할 수도 있다. 이러한 부식 문제 외에도, 스트리퍼와 물에서의 이물질의 용해도의 차이로 인해, 스트리핑 후에 바로 물로 세정하는 경우에 잔류 스트리핑 용액에 녹아있던 물질이 석출될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 스트리핑 단계와 물을 사용한 후-스트리핑 세정 단계 사이에 유기 용매를 사용한 중간 세정단계를 도입해왔다. 예를 들면, 이소프로필 알콜은 이러한 목적에 유용한 것으로 알려져 있다. 또다르게는, 후스트리핑 단계에서 잔류 아민에 의한 부식 문제를 완화시킬 수 있는 부식방지제를 첨가한 아민계 스트리퍼 조성물이 제안되었다.
이상과 같은 해결책을 제안하고 있는 문헌들의 예는 다음과 같다:
미국특허 4,617,251호는 특정 아민 화합물 (예. 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 또는 이들의 혼합물) 및 특정 극성 용매 (예. N-메틸-2-피롤리돈, 테트라히드로푸르푸릴알콜, 이소포론, 디메틸술폭사이드, 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트, 술포란, 감마-부티로락톤, N,N-디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물)을 함유하는 포지형 포토레지스트 스트리핑 조성물을 제안한다.
미국특허 4,770,71호는 특정 아마이드 화합물 (예. N,N-디메틸아세트아미드) 및 특정 아민 화합물 (예. 모노에탄아민)을 함유하는 포지형 포토레지스트 스트리핑 조성물을 개시한다.
미국특허 4,786,578 호는 포토레지스트 스트리퍼 후에 사용되는 세정 용액을 제안하고 있는데, 전술한 세정 용액은 비이온성 계면활성제 (예. 에톡실화 알킬페놀) 및 유기염기 (예. 모-, 디- 또는 트리-에탄올아민(TEA))을 함유한다.
미국특허 4,824,762호는 글리콜에테르 (예. 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸 에테르) 및 지방족 아민 (예. 모노에탄올아민 또는 트리이소프로판올아민)을 함유하는 포토레지스트 스트리핑 후-세정 용액을 개시하고 있는데, 전술한 후-세정 용액은 비수성이다.
미국특허 4,824,763호는 트리아민 (예. 디에틸렌트리아민) 및 비극성용매 (예. N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 부티로락톤 등)을 함유하는 포지형 포토레지스트 스트리핑 조성물을 제안하고 있다.
미국특허 4,904,571호는 용매 (예. 물, 알콜, 에테르, 케톤 등), 상기 용매에 용해되는 알칼리성 화합물 (예. 1차, 2차, 3차 아민, 4급 아민, 환식 아민, 폴리아민, 4급 암모늄 아민, 술포늄 히드록사이드, 알칼리 히드록사이드 등), 및 상기 용매에 용해되는 보로히드라이드 화합물 (예. 소듐 보로하이드라이드, 디메틸 아민 보론, 피리딘 보론 등)을 함유하는 인쇄회로기판 포토레지스트 스트리퍼를 개시한다.
미국특허 5,279,791호는 히드록실아민 (예. NH2OH), 알칸올아민, 및 임의의 극성 용매를 포함하는 스트리핑 조성물을 제안하고 있다.
일본특허공개 7-028254호는, 당알콜, 알칸올아민, 물 및 임의의 4급 암모늄 히드록사이드로 구성된 비부식성 레지스트 제거 액체 조성물을 개시하고 있다.
PCT 특허 공개 WO 88-05813 호는 부티로락톤 또는 카프로락톤, 4급 암모늄 히드록사이드 화합물 및 임의의 비이온성 계면활성제를 함유하는 포지형 또는 네가형 포토레지스트 스트리퍼를 제안한다.
미국특허 5,478,443 및 미국특허 5,320,709호는, 특정 유기 부식방지제 (글리콜 및 디메틸술폭사이드) 및 불소-함유 화합물 (암모늄 플루오라디드, HF, 퍼플루오르산 등)을 사용하여 금속 부식 문제점을 해결할 것을 제안하고 있다. 그러나 이들 조성물에서 다량의 유기용매가 필요하며, 따라서 다량의 폐기물을 제거해야 하는 단점이 있다.
미국특허 5,612,304호는, 에칭 후의 잔류물의 제거가 용이하지 않기 때문에 특정 조건의 극성 용매, 특정한 알칸올아민, 히드록실기를 갖는 아미노산, 그리고특정한 산화환원 포텐셜을 갖는 산화환원제를 포함하는 스트리핑 용액을 제안하고 있다. 상기 문헌에서는 히드록실기를 갖는 아미노산은 부식방지제로서 사용되며, 유기 또는 무기산은 아민-함유 스트리퍼 용액의 염기성을 저하시켜 스트리핑 파워를 열화시키는 것으로 설명하고 있다.
그러나, 이러한 선행기술에서 제안된 유기용제 세정액은 잔류물 제거를 더 힘들게 하고, 부가적인 용제 부산물을 생성할 뿐만 아니라, 환경적 측면과 처리 비용 면에서 유리하지 않고, 잔류물들을 세정하는데 한계가 있다.
또한, 아민계 스트리핑 조성물 또는 스트리핑후 세정용액에서 첨가제로서 많이 사용되고 있는 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 등의 암모늄 화합물은 알루미늄 등의 금속층을 부식시키거나 이를 촉진하는 것으로 알려져 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 아민계 스트리퍼 사용 후에 발생할 수 있는 잔류물을 효과적으로 제거하고 부식을 야기하지 않는 세정용액을 만드는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 세정용액을 이용하는 세정방법이다.
도 1a 내지 1d는 금속배선형성 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 금속배선형성 공정 후에 발생할 수 있는 잔류물이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 금속배선형성 공정 후에 후속의 탈이온수 처리에 의해 발생할 수 있는 알루미늄층 의 부식을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 기판 20: 알루미늄층
30: 금속층 40:포토레지스트층
50: 잔류물 60 부식 부위(Galvanic Corrosion)
본 발명의 기술적 과제는, 조성물 총량에 대하여 0.01~10중량%의 하기 화학식 1의 화합물, 0.01~50중량%의 하기 화학식 2의 화합물, 0.01~10중량%의 부식방지제 및 나머지량의 탈이온수를 포함하는 세정용액에 의하여 이루어질 수 있다.
R1 3N
(상기식에서, 각각의 R1은 서로 독립적으로 수소원자, 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬 또는 히드록시알킬기, 직쇄 또는 분지쇄 C2-10알케닐 또는 히드록시알케닐기, 또는 C5-8시클로알킬 또는 히드록시시클로알킬기를 나타내며, 세 개의 R1중의 하나는 히드록시알킬, 히드록시알케닐 또는 히드록시시클로알킬기를 나타낸다.)
R2-O-[(CHR3)m-(CH2)n]t-OH
(상기식에서, R2는 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬기, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸기를 나타내고, R3은 수소 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1-6알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각 0 내지 3의 정수이고, 단 m+n은 2 또는 3이며, t는 1 내지 5의 정수이다.)
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 조성물 총량에 대하여 0.01~10중량%의 하기 화학식 1의 화합물, 0.01~50중량%의 하기 화학식 2의 화합물, 0.01~10중량%의 부식방지제 및 나머지량의 탈이온수를 포함하는 세정용액을 이용하는 세정방법에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 조성물은 세정용액에 통상적으로 첨가되는 첨가제로서 계면활성제, 소포제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 세정 조성물에서 사용할 수 있는 화학식 1의 아민 화합물의 구체예로는 모노-, 디- 또는 트리-에탄올아민, 모노-, 디- 또는 트리-프로판올아민, 모노-, 디- 또는 트리-이소프로판올아민, 부탄올아민, 부틸모노에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등이 있다. 본 발명에 있어서, 아민 화합물로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이소프로판올아민 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 모노에탄올아민, 이소프로판올아민 또는 이의 혼합물이 특히 바람직하다.
알칸올아민을 포함하는 스트리핑 용액 및 후스트리핑 세정용액은 다수의 문헌에 제안되어 있다. 예를 들어, 선행기술로서 상기 언급된 미국특허 4,824,762호는 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르와 히드록시알킬아민으로 구성된 비수성 (nonaqueous) 세정 조성물을 제안하고 있으나, 이 세정조성물은 스트리퍼로서 산 수용액을 사용한 후의 중간 단계 세정을 위해 사용된다.
또다른 선행기술 미국특허 미국특허 5,612,304호는 특정한 알칸올아민 및 특정한 산화환원 포텐셜을 갖는 산화환원제를 함유하는 비부식성 스트리핑 용액에서 부식방지제로서 히드록실기를 갖는 아미노산의 효과를 설명하고 있다. 그러나, 상기 문헌은 스트리핑 용액에 관한 것으로서, 부식방지제로서 유기 또는 무기산은 아민-함유 스트리퍼 용액의 염기성을 저하시켜 스트리핑 파워를 열화시키는 것으로 설명하고 있다.
일반적으로, 글리콜 에테르 유도체는 분자내에 에테르기와 수산기를 공유하여 용제로써 물과 유기용제의 혼합이 잘되는 매우 우수한 용제로써 폭 넓은 용도를 가지고 있다. 이러한 글리콜 에테르류의 첨가는 용액의 세정력을 강화 시킨다.
본원발명에서 사용되는 화학식 2의 화합물은 일반적으로는 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르이다. 화학식 2의 화합물의 바람직한 예로는 기호 R2가 메틸, 부틸을 나타내고, R3가 수소원자를 나타내고, m+n이 2 또는 3이고, t가 1, 2 또는 3인 화합물들이며, 구체적인 예로는 하기 화합물들을 언급할 수 있다:
CH3CH2CH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3CH2CH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3CH2CH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3CH2CH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OCH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OH ;
CH3-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OCH2CH2CH2-OH.
특히 바람직한 화학식 2의 화합물은 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르 또는 그의 혼합물이다.
본 발명의 조성물에서 부식방지제로서는 아민에 의해 형성되는 수산기를 중화시킬 수 있는 화합물, 예를들면 무기산 또는 유기산 화합물을 사용할 수 있다. 일반적으로 하기 화학식 3의 유기산 화합물을 사용한다.
RCO2H
(상기식에서, R은 수소원자, 카르복실기, 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬, 직쇄 또는 분지쇄 C2-10알케닐, C5-8시클로알킬기 또는 C6-10아릴기를 나타내며, 이들은 할로겐, 히드록실기, 카르복실기, 술폰기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있다.)
본 발명에서 부식방지제로서 사용되는 화학식 3의 유기산 화합물은 알루미늄 부식의 원인이 되는 수산기의 발생을 제어해줄 뿐 아니라, 폴리머 중의 금속 물질과 킬레이트 반응을 일으켜 제거함으로써 이들이 재흡착하는 것을 방지한다. 따라서, 적당한 량의 화학식 3의 화합물을 첨가함으로써 금속층을 부식 등으로부터 보호할 뿐 아니라 잔류물 중의 금속 이온 오염 물질들을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 화학식 3의 화합물에 있어서, 기호 R은 수소원자, 카르복실기, 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬, 직쇄 또는 분지쇄 C2-10알케닐, C5-8시클로알킬기 또는 C6-10아릴기를 나타내며, 이들은 할로겐, 히드록실기, 카르복실기, 술폰기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있다. 화학식 3의 R 의 구체적인 예로는 H, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, -CH2CH2CH2CH3, -(CH3)2CHCH2-, -CH2-CO2H, -CH2CH2-CO2H, -CH2CH2CH2-CO2H, -CO2H, -cis-CH2=CH-CO2H, -trans-CH2=CH-CO2H, -CH2C(OH)(CO2H)CH2-CO2H, -C6H4-2-CO2H, -CH2-OH, -CH(OH)CH3, -CH(OH)CH(OH)-CO2H, -CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH2OH, -C6H4-2-OH를 나타내며, 이들은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 이소발레르산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 옥살산, 말레산, 푸마르산, 시트르산, 프탈산, 글리콜산, 락틱산, 타르타르산, 글루콘산, 살리실산에 대응한다. 본 발명의 화학식 3의 기호 R의 더욱 바람직한 예는 -CO2H, -CH2C(OH)(CO2H)CH2-CO2H 또는 -CH(OH)CH3이다.
본 발명의 두 번째 기술적 과제에 있어서, 본 발명의 세정방법은 바람직하게는 스트리퍼 사용 후에 발생할 수 있는 잔류물을 제거하는데 사용될 수 있다.
세정은 당업계에 통상적으로 알려진 세정방법에 의하여 수행될 수 있으며, 세정용액과 기판이 접촉할수 있는 방법이면 양호한 결과를 얻을수 있다. 본 발명에 따른 세정방법으로는 침적, 분무, 스크러버 및 초음파를 이용한 방법 등이 적용된다. 침적 및 분무법에 의하여 세정하는 경우, 세정 조건으로서 온도는 대개 5 내지 50 ℃, 바람직하게는 15 내지 35℃이고, 침적 및 분무시간은 대개 5초 내지 10분, 바람직하게는 10초 내지 5분이지만, 본 발명에 있어서 엄밀하지 않으며, 당업자에 의해 용이하게 적합화될 수 있다.
또한, 상기 조성은 세정의 균일성 향상을 위해 계면활성제를, 세정을 방해하는 기포발생의 억제를 위해 소포제를 첨가제로 사용할 수 있다. 첨가제의 양은 제한되지 않으나, 전체 조성물을 기준으로 0.0001 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 15 중량%이다.
이하 본 발명을 다음 실시예를 참조하여 보다 상세히 기술하겠으나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
(1) 세정성 평가
포토레지스트가 입혀진 기판을 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 표 1에 기재된 용액(1번 용액: 탈이온수 100 중량%; 2번~ 17번 용액: 아민계 화합물 1 중량%, 유기산 또는 카테콜 5 중량% 및 탈이온수 94 중량%으로 구성됨)으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시한 후 건조시켰다.
(i) 접촉각 측정
기판 표면에 일정량의 탈이온수를 묻힌 후 접촉각을 측정하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(ii) 현미경 관찰
기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(2) 부식성 평가
상층의 금속을 에칭하여 알루미늄 배선을 드러나게 한 후, 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 용액으로 실온에서 약 1분 동안 세정하였고, 이어서 탈이온수로 1분 동안 세정을 실시하였고, 기판은 건조되어졌다. 기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액에 대한 부식성을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
평가기준
1 2 3
양호 보통 불량
결과는 하기 표 1에 기재한다.
No. 용액 접촉각 측정 현미경 관찰 부식성 평가
1 탈이온수 3 3 3
2 모노에탄올아민 락틱산 2 2 1
3 옥살산 2 2 1
4 구연산 2 2 1
5 카테콜 2 2 1
6 디에탄올아민 락틱산 2 2 1
7 옥살산 2 2 1
8 구연산 2 2 1
9 카테콜 2 2 1
10 트리에탄올아민 락틱산 2 2 1
11 옥살산 2 2 1
12 구연산 2 2 1
13 카테콜 2 2 1
14 이소프로판올아민 락틱산 2 2 1
15 옥살산 2 2 1
16 구연산 2 2 1
17 카테콜 2 2 1
실시예 2
(1) 세정성 평가
포토레지스트가 입혀진 기판을 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 표 2에 기재된 용액(1번 용액: 탈이온수 100 중량%; 2번 ~ 17번 용액: 아민계 화합물 1 중량%, 유기산 또는 카테콜 5 중량%, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 30 중량% 및 탈이온수 64 중량%으로 구성됨)으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시한 후, 건조시켰다.
(i) 접촉각 측정
기판표면에 일정량의 탈이온수를 묻힌 후 접촉 각을 측정하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(ii) 현미경 관찰
기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(2) 부식성 평가
상층의 금속을 에칭하여 알루미늄 배선을 드러나게 한 후, 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 용액으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시하였고, 기판은 건조되어졌다. 기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액에 대한 부식성을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
평가기준
1 2 3
양호 보통 불량
결과는 하기 표 2에 기재한다.
No. 용액 + 에틸렌글리콜모노부틸에테르
접촉각 측정 현미경 관찰 부식성 평가
1 탈이온수 3 3 3
2 모노에탄올아민 락틱산 1 1 1
3 옥살산 1 1 1
4 구연산 1 1 1
5 카테콜 1 1 1
6 디에탄올아민 락틱산 1 1 1
7 옥살산 1 1 1
8 구연산 1 1 1
9 카테콜 1 1 1
10 트리에탄올아민 락틱산 1 1 1
11 옥살산 1 1 1
12 구연산 1 1 1
13 카테콜 1 1 1
14 이소프로판올아민 락틱산 1 1 1
15 옥살산 1 1 1
16 구연산 1 1 1
17 카테콜 1 1 1
실시예 3
(1) 세정성 평가
포토레지스트가 입혀진 기판을 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 표 3에 기재된 용액(1번 ~ 8번 용액: 이소프로판올아민 1 중량%, 카테콜 5 중량%, 글리콜 에테르 화합물 30 중량% 및 탈이온수 64 중량%로 구성됨)으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈이온수로 1분 동안 세정을 실시한 다음, 기판을 건조시켰다.
(i) 접촉각 측정
기판표면에 일정량의 탈이온수를 묻힌 후 접촉각을 측정하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(ii) 현미경 관찰
기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(2) 부식성 평가
상층의 금속을 에칭하여 알루미늄 배선을 드러나게 한 후, 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 용액으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시하였고, 기판은 건조되어졌다. 기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액에 대한 부식성을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
평가기준
1 2 3
양호 보통 불량
결과는 하기 표 3에 기재한다.
No. 글리콜 에테르 용액 + 이소프로판올아민 + 카테콜
접촉각 현미경 부식성 평가
1 에틸렌글리콜모노부틸에테르 1 1 1
2 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 1 1 1
3 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 1 1 1
4 에틸렌글리콜모노메틸에테르 2 2 1
5 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 2 2 1
6 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르 2 2 1
7 프로필렌글리콜모노메틸에테르 2 2 1
8 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 2 2 1
실시예 4
(1) 세정성 평가포토레지스트가 입혀진 기판을 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 표 4에 기재된 용액(1번 용액: 탈이온수 100 중량%; 2번 용액: 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 30 중량%, 이소프로판올아민 1 중량%, 카테콜 5 중량% 및 탈이온수 64 중량%로 구성됨; 3번 용액: 이소프로필알콜 98 중량%와 탈이온수 2 중량%로 구성됨; 4번 용액: 테트라메틸암모늄히드록사이드 2.5 중량% 및 탈이온수 97.5 중량%로 구성됨)으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시하였고, 기판은 건조되어졌다.
(i) 접촉각 측정
기판표면에 일정량의 탈이온수를 묻힌 후 접촉각을 측정하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(ii) 현미경 관찰
기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액의 세정능력을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
(2) 부식성 평가
상층의 금속을 에칭하여 알루미늄 배선을 드러나게 한 후, 아민계 스트리퍼로 처리한 후 하기 용액으로 실온에서 약 1분 세정하였고, 이어서 탈 이온수로 1분 동안 세정을 실시하였고, 기판은 건조되어졌다. 기판표면을 현미경을 통해 관찰하여 각 용액에 대한 부식성을 하기의 평가기준에 의해 평가하였다.
평가기준
1 2 3
양호 보통 불량
결과는 하기 표 4에 기재한다.
No. 세정액 평가항목
접촉각 현미경 부식성 평가
1 탈이온수 3 3 3
2 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 + 이소프로판올아민 + 카테콜 1 1 1
3 이소프로필알콜 1 2 1
4 테트라메틸암모늄하이드록사이드 1 1 3
본 발명의 세정용액은 금속층에 대한 부식력은 약한 반면 세정력은 뛰어나며, 후속의 탈이온수 처리에 의해서도 금속 층의 부식이 발생하지 않는다. 또한, 기존의 아민계 스트리퍼 사용 직후 일반적으로 실시되어야 하던 이소프로필알콜 (IPA) 및 테트라메틸암모늄하이드록사이드 (TMAH) 세정단계를 대체할 수 있기 때문에 환경 친화적이고, 가격이 저렴하다.

Claims (13)

  1. 조성물 총량에 대하여 0.01~10중량%의 하기 화학식 1의 아민 화합물, 5~50중량%의 하기 화학식 2의 화합물, 0.01~10중량%의 부식방지제 및 나머지량의 탈이온수를 함유하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
    [화학식 1]
    R1 3N
    (상기식에서, 각각의 R1은 서로 독립적으로 수소원자, 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬 또는 히드록시알킬기, 직쇄 또는 분지쇄 C2-10알케닐 또는 히드록시알케닐기, 또는 C5-8시클로알킬 또는 히드록시시클로알킬기를 나타내며, 세 개의 R1중의 하나는 히드록시알킬, 히드록시알케닐 또는 히드록시시클로알킬기를 나타낸다.)
    [화학식 2]
    R2-O-[(CHR3)m-(CH2)n]t-OH
    (상기식에서, R2는 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬기를 나타내고, R3은 수소 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1-6알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각 0 내지 3의 정수이고, 단 m+n은 2 또는 3이며, t는 1 내지 5의 정수이다.)
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 아민 화합물은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 프로판올아민, 디프로판올아민, 트리프로판올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 부탄올아민 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  3. 제 2 항에 있어서, 화학식 1의 아민 화합물은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민, 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  4. 제 1 항에 있어서, 화학식 2의 기호 R2가 메틸 또는 부틸을 나타내고, R3가 수소원자를 나타내고, m+n이 2 또는 3이고, t가 1, 2 또는 3인 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  5. 제 4 항에 있어서, 화학식 2의 화합물이 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 또는 그의 혼합물임을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  6. 제 1 항에 있어서, 부식방지제가 하기 화학식 3의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
    [화학식 3]
    RCO2H
    (상기식에서, R은 수소원자, 카르복실기, 직쇄 또는 분지쇄 C1-10알킬, 직쇄 또는 분지쇄 C2-10알케닐, C5-8시클로알킬기 또는 C6-10아릴기를 나타내며, 이들은 할로겐, 히드록실기, 카르복실기, 술폰기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있다.)
  7. 제 6 항에 있어서, 화학식 3의 기호 R이 H, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, -CH2CH2CH2CH3, -(CH3)2CHCH2-, -CH2-CO2H, -CH2CH2-CO2H, -CH2CH2CH2-CO2H, -CO2H, -cis-CH2=CH-CO2H, -trans-CH2=CH-CO2H, -CH2C(OH)(CO2H)CH2-CO2H, -C6H4-2-CO2H, -CH2-OH, -CH(OH)CH3, -CH(OH)CH(OH)-CO2H 또는 -CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH2OH, -C6H4-2-OH를 나타내는 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  8. 제 6 항에 있어서, 화학식 3의 기호 R이 -CO2H, -CH2C(OH)(CO2H)CH2-CO2H, -CH(OH)CH3를 나타내는 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  9. 제 1 항에 있어서, 이 조성물이 첨가제로서 계면활성제, 소포제 또는 이들의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  10. 제 1 내지 9 항중 어느 한 항에 있어서, 스트립공정 후 반도체 소자 또는 액정표시소자 기판 표면에 발생할 수 있는 잔류물을 제거하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  11. Al 금속층을 갖는 반도체 소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정방법에 있어서, 제 1 내지 9항중 어느 한 항에 기재된 세정용액으로 상기 반도체 소자 또는 액정표시소자의 표면을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 부식 방지제가 락틱산, 옥살산, 구연산 또는 카테콜인 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
  13. 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 아민 화합물이 이소프로판올 아민이고, 화학식 2의 화합물이 디에틸렌글리콜모노부틸에테르이며, 부식 방지제가 카테콜인 것을 특징으로 하는 Al 금속층을 갖는 반도체소자 또는 액정표시소자의 스트립후 세정용액.
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