KR100672102B1 - 레지스트 박리제 및 이것을 이용한 반도체소자의 제조방법 - Google Patents

레지스트 박리제 및 이것을 이용한 반도체소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

다음 식(I)로 표시되는 적어도 하나의 관능기를 가진 특별한 알칸올아민을 포함하는 레지스트 박리제에 관한 것이다:
Figure 112005008739400-pat00001
(여기서 R1 및 R2는 각각 수소원자, C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알케닐이다.).
레지스트 박리제는, 반도체소자를 저온에서 단시간에 제조함에 있어서, 에칭 또는 에칭 후 애싱한 뒤 남은 레지스트막 및 레지스트 잔사를 쉽고 효과적으로 제거한다. 상기 레지스트 박리제는 기판, 회로 및 절연막을 위한 재료에 대한 내식성을 갖는다.

Description

레지스트 박리제 및 이것을 이용한 반도체소자의 제조방법{RESIST STRIPPING AGENT AND PROCESS OF PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICES USING THE SAME}
도 1은 레지스트막을 마스크로 이용하여 에칭후 생성된 알루미늄(Al-Cu)회로패턴을 가진 반도체소자를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 반도체소자를 산소플라즈마로 애싱하여 레지스트막을 제거한후의 반도체소자를 보여주는 단면도이다.
도 3은 레지스트막을 마스크로 사용하여 질산제2세륨암모늄 및 과염소산용액을 이용하는 습식에칭에 의해 형성된 크롬(Cr) 회로패턴를 가진 액정 디스플레이소자의 단면도이다.
본 발명은 반도체집적회로 또는 액정 디스플레이용 반도체소자 상의 회로 형성 혹은 전극 형성에 사용되는 레지스트 박리제 및 그를 이용한 반도체소자 제조방법에 관한 것이다.
반도체집적회로 또는 액정 디스플레이용 반도체소자는 통상 무기질 기판에 레지스트 조성물을 도포하는 단계; 노광시키고 후속 현상함으로써 레지스트막의 패턴을 형성하는 단계; 패턴화된 레지스트막을 마스크로 사용하여 무기질 기판의 노광부를 에칭해서 미세회로를 형성하는 단계; 및 무기질 기판으로부터 레지스트막을 박리하는 단계에 의해 제조되었다. 이와 별도로, 미세회로를 형성한 뒤 레지스트막을 애싱(ashing)하고 남은 래지스트 잔사를 무기질 기판으로부터 제거하기도 한다.
일본특허공개 62-39355, 62-95531 및 5-273768에서는 물을 함유하지 않는 유기아민 함유 박리제로 레지스트막 및 레지스트 잔사를 박리하는 방법을 발표하였다. 그러나, 제안된 유기아민 함유 박리제는 에칭후의 레지스트막, 및 에칭과 애싱후의 레지스트 잔사 제거력이 나쁘다.
근래에 반도체소자 제조에서 널리 이용되는 미세가공은 더욱 엄격한 에칭 조건을 필요로 하며, 따라서 더 높은 경도의 표면을 갖는 레지스트막이 요구되고 있다. 또한 미세가공은 에칭 및 플라즈마 애싱에 의해 복잡한 화학 조성의 레지스트잔사를 생성한다. 제안된 유기아민 함유 박리제는 레지스트막과 레지스트 잔사를 제거하는데 덜 효과적인 것으로 밝혀졌다.
건식에칭에서, 레지스트 잔사인 측벽고분자는 건식에칭 기체, 레지스트 재료 및 각종 무기질 재료로부터 형성된다. 공지된 유기아민 함유 박리제는 또한 측벽고분자를 제거함에 있어서도 덜 효과적이다.
일본특허공개 64-81949, 64-81950 및 6-266119는 알칸올아민 함유 수성 박리제를 발표하였다. 그러나 이들 알칸올아민 함유 수성 박리제는 상술한 레지스트막 및 레지스트 잔사를 제거하기에는 아직 불충분하다.
반도체집적회로나 액정 디스플레이용 반도체소자의 기판은 최근에 각종 무기질 재료로 제작되고 있다. 따라서 상술한 무기질 재료의 부식에 대한 내성을 가진 레지스트 박리제에 대한 필요성이 날로 커지고 있다.
본 발명의 한가지 목적은 공지의 박리제에서의 상기 문제들을 해결하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다양한 무기질 재료로 이루어진 무기질 기판의 부식없이 저온에서 단시간에 무기질 기판 상에 피복된 레지스트막을 쉽게 제거하고 따라서 고정밀회로의 제작을 가능하게 하는 레지스트 박리제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다양한 무기질 재료로 이루어진 무기질 기판의 부식없이 저온에서 단시간에 무기질 기판을 에칭한 후 남은 레지스트막을 쉽게 제거하여 고정밀회로의 제작을 가능하게 하는 레지스트 박리제를 제공하는 것이다.
그밖의 또다른 목적은 다양한 무기질 재료로 이루어진 무기질 기판의 부식없이 저온에서 단시간에 무기질 기판을 에칭 후 애싱한 뒤 남은 레지스트 잔사를 쉽게 제거하여 고정밀회로의 제작을 가능하게 하는 레지스트 박리제를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기한 레지스트 박리제를 사용하여 반도체소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적에 관하여 다양한 연구접근 결과, 본 발명자는 특정한 알칸올아민(박리성 알칸올아민)을 포함하는 레지스트 박리제가 패턴처리된 레지스트막 및 에칭 뒤 남은 레지스트 잔사와 에칭 후 애싱 뒤에 남은 레지스트 잔사를 회로소자, 절연막 등의 부식없이 쉽고 신속하게 제거하여 미세가공을 가능하게 하고, 고정밀회로를 제조할 수 있게 하는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 달성된 것이다.
따라서, 본 발명은
(A) 분자에 다음 식(I)로 표시되는 하나 이상의 관능기를 갖는 박리성 알카놀아민을 포함하는 레지스트 박리제:
Figure 112000003162297-pat00002
(여기서, R1 및 R2는 각각 수소원자, C1-C8 알킬 또는 C1-C8알케닐이다.);
(B) 상기 레지스트 박리제로 레지스트막을 에칭한 후 남은 레지스트막 및/또는 레지스트 잔사를 제거하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조방법; 및
(C) 에칭된 레지스트막을 애싱한 후 남은 레지스트막 및/또는 레지스트 잔사를 상기 레지스트 박리제로 제거하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 이용되는 특정한 박리성 알칸올아민은 분자내에 다음 식(I)로 표시되는 적어도 하나의 관능기를 갖는다:
Figure 112000003162297-pat00003
(여기서 R1 및 R2는 각각 수소원자, C1-C8 알킬이나 C1-C8 알케닐이다.).
상기 식(I)로 표시되는 바람직한 관능기는 다음과 같다.
Figure 112000003162297-pat00004
상기 박리성 알칸올아민의 예를 들면 다음과 같다:
(1) N-히드록시메틸메틸아민, N-히드록시메틸디메틸아민, N,N-디히드록시메틸메틸아민, N-(α-히드록시에틸)메틸아민, N-(α-히드록시에틸)디메틸아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)메틸아민, N-히드록시메틸에틸아민, N-히드록시메틸디에틸아민, N,N-디히드록시메틸에틸아민, N-(α-히드록시에틸)에틸아민, N-(α-히드록시에틸)디에틸아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)에틸아민, N-히드록시메틸프로필아민, N-히드록시메틸디프로필아민, N,N-디히드록시메틸프로필아민, N-(α-히드록시에틸)프로필아민, N-(α-히드록시에틸)디프로필아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)프로필아민, N-히드록시메틸부틸아민, N-히드록시메틸디부틸아민, N,N-디히드록시메틸부틸아민, N-(α-히드록시에틸)부틸아민, N-(α-히드록시에틸)디부틸아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)부틸아민, N-히드록시메틸펜틸아민, N-히드록시메틸디펜틸아민, N,N-디히드록시메틸펜틸아민, N-(α-히드록시에틸)펜틸아민, N-히드록시메틸헥실아민, N-히드록시메틸디헥실아민, N,N-디히드록시메틸헥실아민, N-(α-히드록시에틸)헥실아민, N-히드록시메틸헵틸아민, N-히드록시메틸디헵틸아민, N,N-디히드록시메틸헵틸아민, N-히드록시메틸옥틸아민, N-히드록시메틸디옥틸아민, N,N-디히드록시메틸옥틸아민, N-(α-히드록시에틸)옥틸아민, N-히드록시메틸메틸에틸아민, N-(α-히드록시에틸)메틸에틸아민, N-히드록시메틸메틸프로필아민, N-(α-히드록시에틸)메틸프로필아민, N-히드록시메틸메틸부틸아민, N-(α-히드록시에틸)메틸부틸아민, N-히드록시메틸에틸프로필아민, N-(α-히드록시에틸)에틸프로필아민, N-히드록시메틸에틸부틸아민, N-(α-히드록시에틸)에틸부틸아민, N-히드록시메틸에탄올아민(CAS No. 65184-12-5), N-(α-히드록시에틸)에탄올아민, N,N-디히드록시메틸에탄올아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)에탄올아민, N-히드록시메틸디에탄올아민, N-(α-히드록시에틸)디에탄올아민, N-히드록시메틸-N-메틸에탄올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-메틸에탄올아민, N-히드록시메틸-N-프로필에탄올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-프로필에탄올아민, N-히드록시메틸-N-부틸에탄올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-부틸에탄올아민, N-히드록시메틸이소프로판올아민 (CAS No. 76733-35-2), N-(α-히드록시에틸)이소프로판올아민, N,N-디히드록시메틸이소프로판올아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)이소프로판올아민, N-히드록시메틸디이소프로판올아민, N-(α-히드록시에틸)디이소프로판올아민, N-히드록시메틸-N-메틸이소프로판올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-메틸이소프로판올아민, N-히드록시메틸-N-에틸이소프로판올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-에틸이소프로판올아민, N-히드록시메틸-N-프로필이소프로판올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-프로필이소프로판올아민, N-히드록시메틸-N-부틸이소프로판올아민, N-(α-히드록시에틸)-N-부틸이소프로판올아민, N-히드록시메틸아미노에톡시에탄올, N-(α-히드록시에틸)아미노에톡시에탄올, N,N-디히드록시메틸아미노에톡시에탄올, N,N-(디-α-히드록시에틸)아미노에톡시에탄올, N-히드록시메틸아미노-2-메틸프로판올, N-(α-히드록시에틸)아미노-2-메틸프로판올, N,N-디히드록시메틸아미노-2-메틸프로판올, 및 N,N-(디-α-히드록시에틸)아미노-2-메틸프로판올 등의 지방족 박리성 알칸올아민류;
N-히드록시메틸에틸렌디아민(CAS No. 41434-24 -6), N-(α-히드록시에틸)에틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸에틸렌디아민(CAS No. 70495-38-4), N-히드록시메틸부틸렌디아민(CAS No. 66210-83-1), N-히드록시메틸프로필렌디아민(CAS No. 66210-82-0), N,N'-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N'N'-테트라히드록시메틸부틸렌디아민, N,N'-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸프로필렌디아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)에틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N'-(트리-α-히드록시에틸)에틸렌디아민, N,N,N'N'-테트라히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N'N'-(테트라-α-히드록시에틸)에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N-메틸에틸렌디아민, N-(α-히드록시에틸)-N-메틸에틸렌디아민, N,N'-디히드록시메틸-N-메틸에틸렌디아민, N,N'-(디-α-히드록시에틸)-N-메틸에틸렌디아민, N,N',N'-(트리-α-히드록시에틸)-N-메틸에틸렌디아민, N,N',N'-트리히드록시메틸-N-메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N',N'-디메틸에틸렌디아민, N-(α-히드록시에틸)-N',N'-디메틸에틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸-N',N'-디메틸에틸렌디아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)-N',N'-디메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N,N',N'-트리메틸에틸렌디아민, N-(α-히드록시에틸)-N,N',N'-트리메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N-에틸에틸렌디아민, N,N'-디히드록시메틸-N-에틸에틸렌디아민, N,N',N'-트리히드록시메틸-N-메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N',N'-디에틸에틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸-N',N'-디에틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸-N,N'N'-트리에틸렌디아민, N-히드록시메틸프로필렌디아민, N,N-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸프로필렌디아민, N-히드록시메틸부틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸부틸렌디아민, N-히드록시메틸디에틸렌트리아민, N,N''-디히드록시메틸디에틸렌트리아민 및 N-히드록시메틸트리에틸렌테트라민 등의 지방족 알칸올 폴리아민류;
(2) N-히드록시메틸알릴아민, N,N-디히드록시메틸알릴아민, N-(α-히드록시에틸)알릴아민, N,N-(디-α-히드록시에틸)알릴아민, N-히드록시메틸디알릴아민, N-히드록시메틸-N-메틸알릴아민 및 N-히드록시메틸-N-에틸알릴아민 등의 지방족 알칸올 불포화 아민류;
(3) N-히드록시메틸피롤, N-(α-히드록시에틸)피롤, N-히드록시메틸-메틸피롤, N-히드록시메틸-디메틸피롤, N-히드록시메틸-트리메틸피롤, N-히드록시메틸피롤리딘, N-(α-히드록시에틸)피롤리딘, N-히드록시메틸-메틸피롤리딘, N-히드록시메틸피라졸, N-히드록시메틸이미다졸, N-히드록시메틸트리아졸, N-히드록시메틸테트라졸, N-히드록시메틸피페리딘, N-(α-히드록시에틸)피페리딘, N-히드록시메틸피페콜린, N-히드록시메틸루페티딘, N-히드록시메틸피페라진, N,N-디히드록시메틸피페라진, N-(α-히드록시에틸)피페라진, N-히드록시메틸메틸피페라진, N-히드록시메틸모르폴린 및 N-(α-히드록시에틸)모르폴린 등의 고리형 박리성 알칸올아민류; 또한
(4) N-히드록시메틸메톡시에틸아민, N-(α-히드록시에틸)메톡시에틸아민, N,N-디히드록시메틸메톡시에틸아민, N-히드록시메틸메톡시프로필아민, N,N-디히드록시메틸메톡시프로필아민, N-히드록시메틸에톡시에틸아민, N-(α-히드록시에틸)에톡시에틸아민, N,N-디히드록시메틸에톡시에틸아민, N-히드록시메틸에톡시프로필아민 및 N,N-디히드록시메틸에톡시프로필아민 등의 지방족 알칸올 에테르아민류를 들 수 있다.
또한 박리성 알칸올아민 중에서 바람직한 화합물은 다음 식(II)로 표현된다:
Figure 112000003162297-pat00005
여기서 R1 및 R2 는 상기에서 정의된 바와 같고, R3은 C1-C10 알킬, C1-C10 알케닐, 아미노, C1-C10 히드록시알킬, C1-C10 아미노알킬, (C1-C10 알킬)페닐, 페닐(C1-C10)알킬, C1-C10 알콕시, (C1-C10)알콕시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, C1-C10 알킬아미노, 아미노(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬아미노(C1-C10)알킬이며; 또한 R4 는 수소, CH2OH, -CH(OH)CH3, C1-C10 알킬, C1-C10 알케닐, 아미노, C1-C10 히드록시알킬, C1-C10 아미노알킬, (C1-C10 알킬)페닐, 페닐(C1-C10)알킬, C1-C10 알콕시, (C1-C10)알콕시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, C1-C10 알킬아미노, 아미노(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬아미노(C1-C10)알킬이고; 또는 R3 과 R4가 질소와 함께 결합하여 1 내지 12탄소원자를 가진 고리형 아미노기를 형성할 수 있다.
더욱 바람직한 박리성 알칸올아민으로서 다음 식(III)으로 표현되는 화합물이 있다:
Figure 112000003162297-pat00006
여기서 R3 과 R4 는 상기에서 정의된 바와 같다.
바람직한 박리성 알칸올아민의 예를 들면, N-히드록시메틸에탄올아민, N-히드록시메틸이소프로판올아민, N,N-디히드록시메틸에탄올아민, N-히드록시메틸디에탄올아민, N-히드록시메틸-N-메틸에탄올아민, N-히드록시메틸-N-에틸에탄올아민, N-히드록시메틸아미노에톡시에탄올, N,N'-디히드록시메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸에틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N',N'- 테트라히드록시메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸부틸렌디아민, N-히드록시메틸프로필렌디아민, N,N'-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸부틸렌디아민, N,N'-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸프로필렌디아민, N-히드록시메틸디에틸렌트리아민, N,N''-디히드록시메틸디에틸렌트리아민, N-히드록시메틸메틸아민, N,N-디히드록시메틸메틸아민, N-히드록시메틸디메틸아민, N-히드록시메틸에틸아민, N-히드록시메틸디에틸아민, N,N-디히드록시메틸에틸아민, N-히드록시메틸프로필아민, N-히드록시메틸부틸아민, N-히드록시메틸피페라진 및 N-히드록시메틸모르폴린 등을 들 수 있다. 경우에 따라, R4 가 수소일 때의 식(III)으로 표시되는 박리성 알칸올아민이 높은 박리력 측면에서 바람직하다.
상술한 박리성 알칸올아민은 단독으로 혹은 2종 이상을 조합하여 사용된다. 박리성 알칸올아민이 액상일 경우, 용매에 희석할 필요없이 직접 레지스트 박리제로 사용될 수도 있다. 필요하다면, 레지스트 박리제는 박리성 알칸올아민과, 첨가제 아민, 유기용매, 내식제, 물 및 4가 수산화암모늄으로 이루어진 군 중 적어도 하나를 포함하는 조성물로 제조될 수도 있다.
본 발명에서 유용한 첨가제 아민은 알킬아민, 알칸올아민, 폴리아민, 히드록실아민 및 고리형 아민 등을 들 수 있다.
알킬아민은 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민, 2-아미노펜탄, 3-아미노펜탄, 1-아미노-2-메틸부탄, 2-아미노-2-메틸부탄, 2-아미노-2-메틸부탄, 3-아미노-2-메틸부탄, 4-아미노-2-메틸부탄, 헥실아민, 5-아미노-2-메틸펜탄, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민, 도데실아민, 트리데실아민, 테트라데실아민, 펜타데실아민, 헥사데실아민, 헵타데실아민 및 옥타데실아민 등의 지방족 1차 알킬아민류; 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디-t-부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데실아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 메틸-sec-부틸아민, 메틸-t-부틸아민, 메틸아밀아민, 메틸이소아밀아민, 에틸프로필아민, 에틸이소프로필아민, 에틸부틸아민, 에틸이소부틸아민, 에틸-sec-부틸아민, 에틸-t-부틸아민, 에틸이소아밀아민, 프로필부틸아민 및 프로필이소부틸아민 등의 지방족 2차 알킬아민류; 및 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 디메틸프로필아민, 메틸디에틸아민 및 메틸디프로필아민 등의 지방족 3차 알킬아민류 등이 있다.
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첨가제 아민으로 유용한 알칸올아민은 에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-프로필에탄올아민, N-부틸에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, N-메틸이소프로판올아민, N-에틸이소프로판올아민, N-프로필이소프로판올아민, 2-아미노프로판-1-올, N-메틸-2-아미노프로판-1-올, N-에틸-2-아미노프로판-1-올, 1-아미노프로판-3-올, N-메틸-1-아미노프로판-3-올, N-에틸-1-아미노프로판-3-올, 1-아미노부탄-2-올, N-메틸-1-아미노부탄-2-올, N-에틸-1-아미노부탄-2-올, 2-아미노부탄-1-올, N-메틸-2-아미노부탄-1-올, N-에틸-2-아미노부탄-1-올, 3-아미노부탄-1-올, N-메틸-3-아미노부탄-1-올, N-에틸-3-아미노부탄-1-올, 1-아미노부탄-4-올, N-메틸-1-아미노부탄-4-올, N-에틸-1-아미노부탄-4-올, 1-아미노-2-메틸프로판-2-올, 2-아미노-2-메틸프로판-1-올, 1-아미노펜탄-4-올, 2-아미노-4-메틸펜탄-1-올, 2-아미노헥산-1-올, 3-아미노헵탄-4-올, 1-아미노옥탄-2-올, 5-아미노옥탄-4-올, 1-아미노프로판-2,3-디올, 2-아미노프로판-1,3-디올, 트리스(옥시메틸)아미노메탄, 1,2-디아미노프로판-3-올, 1,3-디아미노프로판-2-올 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올 등의 지방족 알칸올아민류를 들 수 있다.
폴리아민류는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌디아민, 트리메틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 1,3-디아미노부탄, 2,3-디아미노부탄, 펜타메틸렌디아민, 2,4-디아미노펜탄, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, N-메틸에틸렌디아민, N,N-디메틸에틸렌디아민, 트리메틸에틸렌디아민, N-에틸에틸렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, 트리에틸에틸렌디아민, 1,2,3-트리아미노프로판, 트리스(2-아미노에틸)아민, 테트라(아미노메틸)메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 헵타에틸렌옥타민 및 노나에틸렌데카민 등을 들 수 있다.
히드록실아민류는 히드록실아민, N-메틸히드록실아민, N-에틸히드록실아민 및 N,N-디에틸히드록실아민 등을 들 수 있다.
고리형 아민류는 피롤, 2-메틸피롤, 3-메틸피롤, 2-에틸피롤, 3-에틸피롤, 2,3-디메틸피롤, 2,4-디메틸피롤, 3,4-디메틸피롤, 2,3,4-트리메틸피롤, 2,3,5-트리메틸피롤, 2-피롤린, 3-피롤린, 피롤리딘, 2-메틸피롤리딘, 3-메틸피롤리딘, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트리자올, 1,2,3,4-테트라졸, 피페리딘, 2-피페콜린, 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘, 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 피페라진, 2-메틸피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 2,6-디메틸피페라진 및 모르폴린 등을 들 수 있다.
상술한 첨가제 아민 중에서 특히 바람직한 것은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, 디에탄올아민, 이소프로판올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 히드록실아민, N,N-디에틸히드록실아민, 피페라진 및 모르폴린 등이 있다.
박리성 알칸올아민과 첨가제 아민의 몰비는 특별히 한정되지 않으나 바람직하게는 0.01 내지 100, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10이다.
유기용매는 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에티르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르 및 디프로필렌글리콜 디메틸에테르 등의 에테르 용매; 포름아미드, 모노메틸포름아미드, 디메틸포름아미드, 모노에틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 아세트아미드, 모노메틸아세트아미드, 디메틸아세트아미드, 모노에틸아세트아미드, 디에틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 및 N-에틸피롤리돈 등의 아미드용매; 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 등의 알코올용매; 디메틸 술폭시드 같은 술폭시드용매; 디메틸술폰, 디에틸술폰, 비스(2-히드록시에틸)술폰 및 테트라메틸렌술폰 등의 술폰용매; 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디에틸-2-이미다졸리디논 및 1,3-디이소프로필-2-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 용매; 또한 γ-부티롤락톤 및 δ-발레로락톤 같은 락톤용매 등을 들 수 있다.
상술한 용매중에서 바람직한 것은 디메틸술폭시드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 및 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르 등이다.
유기용매는 레지스트 박리제의 주성분은 아니며 필요에 따라 레지스트 박리제에 대하여 5 내지 80중량%로서 첨가할 수 있다.
내식제는 당류, 당알콜, 방향성 히드록시 화합물, 아세틸렌알코올, 카르복실산 화합물 및 그의 무수물, 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다. 내식제의 사용은 본 발명에서 그리 중요하지 않지만, 사용시 레지스트 박리제에 대하여 1 내지 35중량%의 양이 바람직하다.
당류는 글리세린 알데히드, 트레오즈, 아라비노스, 크실로스, 리보스, 리불로스(ribulose), 크실루로스(xylulose), 글루코스, 만노스, 갈락토스, 타가토스, 알로스, 알트로스, 굴로스(gulose), 이도스(idose), 탈로스(talose), 소르보스(sorbose), 사이코스(psicose) 또한 프룩토스 같은 3 내지 6 탄소원자를 가진 단당류와, 또한 트리할로스(trihalose) 같은 2당류가 있다.
당알코올은 트레이톨(threitol), 에리쓰리톨(erythritol), 아도니톨, 아라비톨, 크실리톨, 탈리톨, 소르비톨, 만니톨, 이디톨(iditol), 둘시톨(dulcitol) 및 이노시톨(inositol) 등을 들 수 있다.
방향성 히드록시 화합물은 페놀, 크레졸, 크실레놀, 피로카테콜(pyrocatechol), 레조르시놀, 히드로퀴논, 피로갈롤(pyrogallol), 1,2,4-벤젠트리올, 살리실알코올, p-히드록시벤질 알코올, p-히드록시페네틸 알코올, p-아미노페놀, m-아미노페놀, 디아미노페놀, 아미노레조르시놀, p-히드록시벤조산, o-히드록시벤조산, 2,4-디히드록시벤조산, 2,5-디히드록시벤조산, 3,4-디히드록시벤조산, 3,5-디히드록시벤조산 및 갈릭산 등을 들 수 있다.
아세틸렌알코올은 2-부티엔-1,4-디올, 3,5-디메틸-1-헥시엔-3-올, 2-메틸-3부티엔-2-올, 3-메틸-1-펜티엔-3-올, 3,6-디메틸-4-옥티엔-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-디시엔-4,7-디올 및 2,5-디메틸-3-헥시엔-2,5-디올 등을 들 수 있다.
카르복실산 화합물 및 그 무수물은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 굴타르산, 말레산, 푸마르산, 벤조산, 프탈산, 1,2,3-벤젠트리카르복실산, 글리콜산, 디글리콜산, 락트산, 말릭산, 시트르산, 아세트산무수물, 프탈산무수물, 말레산무수물, 숙신산 무수물 및 살리실산 등을 들 수 있다.
트리아졸 화합물은 벤조트리아졸, o-톨릴트리아졸, m-톨릴트리아졸, p-톨릴트리아졸, 카르복시벤조트리아졸, 1-히드록시벤조트리아졸, 니트로벤조트리아졸 및 디히드록시프로필벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
상술한 내식제 중에서 바람직한 것은 소르비톨, 크실리톨, 피로카테콜, 갈릭산, 2-부티엔-1,4-디올, 프탈산, 프탈산무수물, 살리실산 및 벤조트리아졸 등이다. 내식제는 단독으로 혹은 2종 이상의 조합물로서 사용될 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리제는 물을 함유하거나 하지 않을 수 있다. 사용시, 레지스트 박리제의 물의 농도는 에칭조건, 애싱조건 등을 고려하여 결정할 경우 레지스트 박리제에 대해 5 내지 60중량% 정도가 바람직하다.
테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH) 등의 제4급 수산화암모늄을 첨가하여 특히, 에칭이나 애싱 후에 남은 레지스트 잔사의 제거를 추가적으로 향상시킬 수 있다. 사용시의 TMAH의 양은 바람직하게는 레지스트 박리제에 대해 0.03 내지 5중량% 이다.
레지스트 박리제는, 조성물로 제조할 경우, 공지방식대로 적절한 혼합장치에서 박리성 알칸올아민을 상술한 하나 이상의 첨가제와 함께 물리적으로 혼합함으로써 제조된다.
반도체소자 생산시 레지스트의 제거는 통상 레지스트막 및 레지스트 잔사를 함유하는 기판을 실온 내지 150℃의 온도에서 본 발명의 레지스트 박리제와 접촉시킴으로써 실행된다. 레지스트 박리제는 60℃ 이하의 온도에서 충분한 제거력을 나타내기 때문에, 상기 제거는 가능한한 저온에서 행하는 것이 반도체재료를 박리제의 공격으로부터 보호하기 위해 바람직하다. 접촉시간은 레지스트막 및 레지스트 잔사의 성질과 두께, 및 당해 분야에서 잘 알려진 기타의 변수에 따라 달라지나 보통 0.5분 내지 30분 정도이다.
본 발명에 따라 제조될 반도체소자를 위한 무기질 기판의 재료는 규소, 비정질실리콘, 폴리실리콘, 산화실리콘, 질화실리콘, 알루미늄, 알루미늄합금, 구리 및 구리합금, 티타늄, 티타늄텅스텐합금, 질화티타늄, 텅스텐, 탄탈륨, 탄탈륨화합물, 탄탈륨합금, 크롬, 산화크롬, 크롬합금, 인듐-산화주석(ITO) 등의 전도체 및 반도체 재료; 갈륨-비소, 갈륨-인 및 인듐-인 등의 화합물 반도체; 및 LCD 기판용 유리 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체소자 제조방법에서, 상기 재료의 비마스크 부분은 패턴화된 레지스트막을 마스크로 사용하여 에칭되며 에칭시 형성된 레지스트 잔사는 상술한 레지스트 박리제에 의해 제거된다. 레지스트 잔사는 에칭에 뒤이어 애싱을 거친 후 레지스트 박리제에 의해 제거될 수도 있다.
"애싱" 이란 유기고분자로 이루어진 레지스트를 산소플라즈마 속에서 연소처리하여 CO와 CO2 로 증발시키는 레지스트 제거방법이다. 더 구체적으로, 처리될 기판을 한쌍의 전극 사이에 놓인 챔버에 담고 애싱 가스를 공급한 후 챔버를 밀폐시킨다. 고주파 전압을 전극에 인가하면 애싱 가스의 플라즈마가 발생한다. 레지스트는 플라즈마내의 활성이온들과 기판 표면의 물질이 반응함에 따라 증발된다.
본 발명의 레지스트 박리제를 이용하여 제거처리한 후, 처리된 기판은 알코올 같은 유기용매 및 물로 세정한다.
본 발명을 다음의 실시예를 참조하여 더 상세히 설명한다. 그러나, 다음의 실시예는 예시를 위한 것이며 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.
[실시예 1-16 및 비교예 1-9]
도 1은 처리될 반도체소자를 보여주는 단면도이며, 여기서 기판(1)은 산화막(2)으로 피복되고, 알루미늄(Al-Cu) 회로패턴(3)은 레지스트막(4)을 마스크로 사용하여 알루미늄(Al-Cu)막을 건식에칭함으로써 산화막(2) 상에 형성된다. 건식에칭시 레지스트 잔사(5)가 형성된다.
도 1에서 보는 바와 같은 반도체소자를 표 1 및 2에 나타낸 화학조성을 갖는 레지스트 박리제에 예정시간 동안 담갔다가 이소프로판올로 세정한 뒤 건조하고, 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 레지스트막(4)과 레지스트 잔사(5)의 제거 및 알루미늄(Al-Cu) 회로패턴(3) 상의 부식을 평가했다. 그 결과는 표1 및 2에 나타낸다.
SEM에 의한 평가는 다음같이 표시했다.
(제거)
A: 완전제거 (약 100% 제거)
B: 거의 완전제거 (95% 이상 제거)
C: 부분잔류 (80 내지 95% 제거)
D: 다량잔류 (80% 이하 제거)
(부식)
A: 부식없음 (부식면적 1% 미만)
B: 사실상 부식없음 (부식면적 1 내지 3%)
C: 부분부식 (부식면적 3 내지 5%)
D: 다량부식 (부식면적 5% 이상) 및 Al-Cu층의 부분적 소실
*: 대부분의 레지스트가 남아 있으므로 평가 불가능.
표 1-1
실시예
1 2 3 4 5 6
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1 a1 a1 a1 a1
중량% 100 70 40 40 40 40
첨가제아민
종류 - - b1 b1 b1 b1
중량% - - 40 40 40 40
유기용매
종류 s1 s1 s2 s3 s4
중량% - 30 20 20 20 20
내식제
종류 - - - - - -
중량% - - - - - -
H2O
중량% - - - - - -
박리조건
온도(℃) 70 65 55 55 55 55
시간(분) 10 10 5 5 5 5
제거
레지스트(4) A A A A A A
레지스트 잔사(5) A A A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
b1: 에탄올아민
s1: 디메틸 술폭시드
s2: 디메틸 포름아미드
s3: 디메틸 아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
표 1-2
실시예
7 8 9 10 11
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1 a1 a2 a2
중량% 30 15 30 35 35
첨가제아민
종류 b1 b1 b1 b1 b1
중량% 50 65 30 25 25
유기용매
종류 - - s4 s3 s3
중량% - - 15 15 15
내식제
종류 c1 c1 c1 c1 c2
중량% 5 5 5 5 3
H2O
중량% 15 15 20 20 22
박리조건
온도(℃) 55 55 55 55 55
시간(분) 3 3 3 3 3
제거
레지스트(4) A A A A A
레지스트잔사(5) A A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a2: N-히드록시메틸-N-메틸에탄올아민
b1: 에탄올아민
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
표 1-3
실시예
12 13 14 15 16
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a3 a1 a4 a5 a1
중량% 15 35 5 15 15
첨가제아민
종류 b1 b2 b1 b1 b1
중량% 65 25 70 65 65
유기용매
종류 - s3 - - -
중량% - 15 - - -
내식제
종류 c1 c1 c1 c2 c3
중량% 5 5 3 5 5
H2O
중량% 15 20 22 15 15
박리조건
온도(℃) 55 55 55 55 55
시간(분) 3 3 3 3 3
제거
레지스트(4) A A A A A
레지스트잔사(5) A A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a3: N-히드록시메틸아민
a4: N,N-디히드록시메틸에탄올아민
a5: N-히드록시메틸모르폴린
b1: 에탄올아민
b2: N-메틸에탄올아민
s3: 디메틸아세트아미드
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
c3: 크실리톨
표 2
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
박리제
박리성 알칸올아민
종류 - - - - - - - - -
중량% - - - - - - - - -
첨가제아민
종류 b1 b1 b1 b1 b1 b1 b2 b1 b1
중량% 100 70 80 70 60 60 60 75 60
유기용매
종류 - s1 s1 s3 s4 s3 s3 - s3
중량% - 30 20 30 15 15 15 - 15
내식제
종류 - - - - c1 c2 c1 c1 c2
중량% - - - - 5 3 5 3 3
H2O
중량% - - - - 20 22 20 22 22
박리조건
온도(℃) 70 65 55 55 55 55 55 55 80
시간(분) 10 10 10 10 3 3 3 3 10
제거
레지스트(4) D C C C B B C B B
레지스트잔사(5) D D D D C C D D C
부식
Al-Cu 회로(3) * A A A A A A A C
b1: 에탄올아민
b2: N-메틸에탄올아민
s1: 디메틸 술폭시드
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
[실시예 17-31 및 비교예 10-17]
도 2는 도 1의 반도체소자를 산소플라즈마로 애싱하여 레지스트막(4)을 제거한 후 가공한 반도체소자를 보여주는 단면도이다. 레지스트 잔사(5)는 산소플라즈마에 의해 제거되지 않고 남아 있으며 상부만 일부 변형되어 점차 알루미늄 회로패턴(3)의 말단에 대하여 외향 전개된다.
도 2에서 보는 바와 같은 애싱후의 반도체소자를 표 3 및 4에서 나타낸 화학조성을 갖는 레지스트 박리제에 예정시간 동안 담갔다가 이소프로판올로 세정한 뒤 건조하고, 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 레지스트 잔사(5)의 제거 및 알루미늄(Al-Cu) 회로패턴(3) 상의 부식을 상술한 평가기준에 따라 평가했다. 그 결과는 표 3 및 4에 나타낸다.
초순수로 세정 및 건조한 후, 회로패턴(3) 상의 부식을 주사전자현미경(SEM)으로 평가했다. 그 결과를 표 3 및 4 에서 나타낸다.
표 3-1
실시예
17 18 19 20 21 22
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1 a1 a1 a1 a1
중량% 100 70 40 40 40 40
첨가제아민
종류 - - b1 b1 b1 b1
중량% - - 40 40 40 40
유기용매
종류 - s1 s1 s2 s3 s4
중량% - 30 20 20 20 20
내식제
종류 - - - - - -
중량% - - - - - -
H2O
중량% - - - - - -
박리조건
온도(℃) 100 80 55 55 55 55
시간(분) 10 8 5 5 5 5
제거
레지스트잔사(5) A A A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
b1: 에탄올아민
s1: 디메틸 술폭시드
s2: 디메틸포름아미드
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
표 3-2
실시예
23 24 25 26 27
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1 a1 a2 a2
중량% 30 15 30 35 35
첨가제아민
종류 b1 b1 b1 b1 b1
중량% 50 65 30 25 25
유기용매
종류 - - s4 s3 s3
중량% - - 15 15 15
내식제
종류 c1 c1 c1 c1 c2
중량% 5 5 5 5 3
H2O
중량% 15 15 20 20 22
박리조건
온도(℃) 55 55 55 55 55
시간(분) 3 3 3 3 3
제거
레지스트잔사(5) A A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a2: N-히드록시메틸-N-메틸에탄올아민
b1: 에탄올아민
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
표 3-3
실시예
28 29 30 31
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a3 a1 a4 a5
중량% 15 35 5 15
첨가제아민
종류 b1 b2 b1 b1
중량% 65 25 70 65
유기용매
종류 - s3 - -
중량% - 15 - -
내식제
종류 c1 c1 c1 c2
중량% 5 5 3 5
H2O
중량% 15 20 22 15
박리조건
온도(℃) 55 55 55 55
시간(분) 3 3 3 3
제거
레지스트잔사(5) A A A A
부식
Al-Cu 회로(3) A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a3: N-히드록시메틸아민
a4: N,N-디히드록시메틸에탄올아민
a5: N-히드록시메틸모르폴린
b1: 에탄올아민
b2: N-메틸에탄올아민
s3: 디메틸아세트아미드
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
표 4
비교예
10 11 12 13 14 15 16 17
박리제
박리성 알칸올아민
종류 - - - - - - - -
중량% - - - - - - - -
첨가제아민
종류 b1 b1 b1 b1 b1 b1 b2 b1
중량% 100 70 80 70 60 60 60 75
유기용매
종류 - s1 s1 s3 s4 s3 s3 -
중량% - 30 20 30 15 15 15 -
내식제
종류 - - - - c1 c2 c1 c1
중량% - - - - 5 3 5 3
H2O
중량% - - - - 20 22 20 22
박리조건
온도(℃) 100 80 55 55 55 55 55 55
시간(분) 10 8 5 5 3 3 3 3
제거
레지스트잔사5 D D D D C C D D
부식
Al-Cu 회로 3 A A A A A A A A
b1: 에탄올아민
b2: N-메틸에탄올아민
s1: 디메틸 술폭시드
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
[실시예 32-44 및 비교예 18-25]
도 3은 레지스트막(8)을 마스크로 이용하여 질산제2세륨암모늄 및 과염소산의 용액으로 크롬막을 습식에칭함으로써 유리 기판(6)상에 크롬(Cr) 회로패턴(7)이 형성된 액정 디스플레이소자의 단면도를 보여준다. 습식에칭 동안, 레지스트막(8)의 표면층이 경화 레지스트막(9)으로 되었다.
도 3에서 보는 바와 같은 습식에칭후의 액정 디스플레이소자를 표 5 및 6의 화학조성을 갖는 레지스트 박리제에 예정시간 동안 담갔다가 이소프로판올로 세정한 뒤 건조하고, 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 레지스트막(8) 및 경화 레지스트막(9)의 제거를 상술한 평가기준에 따라 평가했다. 그 결과는 표 5 및 6에 나타낸다.
표 5-1
실시예
32 33 34 35 36
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a6 a7 a8 a9
중량% 100 100 100 100 100
첨가제아민
종류 - - - - -
중량% - - - - -
유기용매
종류 - - - - -
중량% - - - - -
내식제
종류 - - - - -
중량% - - - - -
H2O
중량% - - - - -
박리조건
온도(℃) 40 40 40 40 40
시간(분) 10 8 15 10 15
제거
레지스트막(8) A A A A A
경화막(9) A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a6: N-히드록시메틸에틸렌디아민
a7; N-(α-히드록시메틸)에탄올아민
a8: N-히드록시메틸부틸아민
a9: N-히드록시메틸이소프로판올아민
표 5-2
실시예
37 38 39 40 41 42
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1 a1 a1 a6 a1
중량% 40 40 40 20 20 20
첨가제아민
종류 b1 b1 b2 b1 b3 b1
중량% 40 40 40 35 45 35
유기용매
종류 s1 s3 s3 s4 s3 s3
중량% 20 20 20 15 15 15
내식제
종류 - - - - - c1
중량% - - - - - 5
H2O
중량% - - - 30 20 25
박리조건
온도(℃) 40 40 40 40 40 40
시간(분) 5 5 5 3 1 3
제거
레지스트막8 A A A A A A
경화막9 A A A A A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
a6: N-히드록시메틸에틸렌디아민
b1: 에탄올아민
b2: N-메틸에탄올아민
b3: 에틸렌디아민
s1: 디메틸술폭시드
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
표 5-3
실시예
43 44
박리제
박리성 알칸올아민
종류 a1 a1
중량% 20 20
첨가제아민
종류 b4 b5
중량% 15 35
유기용매
종류 s3 s4
중량% 45 15
내식제
종류 c2 c1
중량% 5 2
H2O
중량% 15 28
박리조건
온도(℃) 40 40
시간(분) 3 3
제거
레지스트막(8) A A
경화막(9) A A
a1: N-히드록시메틸에탄올아민
b4: 히드록실아민
b5: 2-(2-아미노에톡시)에탄올
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
c2: 카테콜
표 6
비교예
18 19 20 21 22 23 24 25
박리제
박리성 알칸올아민
종류 - - - - - - - -
중량% - - - - - - - -
첨가제아민
종류 b1 b3 b6 b7 b1 b3 b5 b1
중량% 100 100 100 100 70 60 55 55
유기용매
종류 - - - - s1 s3 s4 s4
중량% - - - - 30 20 15 15
내식제
종류 - - - - - - c1 -
중량% - - - - - - 2 -
H2O
중량% - - - - - 20 28 30
박리조건
온도(℃) 40 40 40 40 40 40 40 40
시간(분) 10 8 10 15 5 3 3 3
제거
레지스트막(8) C C D C D C C C
경화막(9) D C D D D D D D
b1: 에탄올아민
b3: 에틸렌디아민
b5: 2-(2-아미노에톡시)에탄올
b6: 부틸아민
b7: 이소프로판올아민
s1: 디메틸술폭시드
s3: 디메틸아세트아미드
s4: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
c1: 소르비톨
[실시예 45]
실시예 17-31 에서 사용된 반도체소자를 50℃에서 3분간 박리제에 담근 후 이소프로판올로 세정하고, 건조한 뒤 SEM 하에 관측했다. 박리제는 N-히드록시메틸에탄올아민 25중량%, 에탄올아민 35중량%, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 15중량%, 소르비톨 7중량%, TMAH 0.5중량% 및 물 17.5중량%로 구성된다. SEM 관찰 결과, 반도체소자의 레지스트 잔사(5)는 알루미늄(Al-Cu) 회로패턴 상에 대한 부식없이 완전히 제거된 것을 확인했다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 레지스트 박리제는 우수한 박리력을 갖고, 저온에서도 단시간에 레지스트막 및 레지스트 잔사를 쉽게 제거할 수 있다. 또한, 레지스트 제거 동안 레지스트 박리제는 각종 재료로 이루어진 무기질 기판에 대하여 아무런 부식도 일으키지 않는다. 이러한 특성 때문에, 상기의 레지스트 박리제는 반도체소자의 제조에 유용하다.

Claims (16)

  1. 분자에 다음 식(I)로 표시되는 적어도 하나의 관능기를 갖는 박리성 알칸올아민과 소르비톨 혹은 카테콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제:
    Figure 112006054152029-pat00007
    (여기서 R1 및 R2는 각각 수소원자, C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알케닐이다.).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기의 박리성 알칸올아민은 다음 식(II)로 표현되는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제:
    Figure 112005008739400-pat00008
    (여기서 R1 및 R2는 상기에서 정의된 바와 같고, R3은 C1-C10 알킬, C1-C10 알케닐, 아미노, C1-C10 히드록시알킬, C1-C10 아미노알킬, (C1-C10 알킬)페닐, 페닐(C1-C10)알킬, C1-C10 알콕시, (C1-C10)알콕시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, C1-C10 알킬아미노, 아미노(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬아미노(C1-C10)알킬이며; 또한 R4 는 수소, -CH2OH, -CH(OH)CH3, C1-C10 알킬, C1-C10 알케닐, 아미노, C1-C10 히드록시알킬, C1-C10 아미노알킬, (C1-C10 알킬)페닐, 페닐(C1-C10)알킬, C1-C10 알콕시, (C1-C10)알콕시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, C1-C10 알킬아미노, 아미노(C1-C10)알킬옥시(C1-C10)알킬, 히드록시(C1-C10)알킬아미노(C1-C10)알킬이고; 또는 R3 과 R4가 질소와 함께 결합하여 1 내지 12탄소원자를 가진 고리형 아미노기를 형성할 수 있다.).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2 는 각각 수소인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 은 수소이고 R2 는 메틸인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 박리성 알카놀아민은 N-히드록시메틸에탄올아민, N-히드록시메틸이소프로판올아민, N,N-디히드록시메틸에탄올아민, N-히드록시메틸디에탄올아민, N-히드록시메틸-N-메틸에탄올아민, N-히드록시메틸-N-에틸에탄올아민, N-히드록시메틸아미노에톡시에탄올, N,N'-디히드록시메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸에틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸에틸렌디아민, N,N,N',N'- 테트라히드록시메틸에틸렌디아민, N-히드록시메틸부틸렌디아민, N-히드록시메틸프로필렌디아민, N,N'-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N-디히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸부틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸부틸렌디아민, N,N'-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N-디히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N'-트리히드록시메틸프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라히드록시메틸프로필렌디아민, N-히드록시메틸디에틸렌트리아민, N,N''-디히드록시메틸디에틸렌트리아민, N-히드록시메틸메틸아민, N,N-디히드록시메틸메틸아민, N-히드록시메틸디메틸아민, N-히드록시메틸에틸아민, N-히드록시메틸디에틸아민, N,N-디히드록시메틸에틸아민, N-히드록시메틸프로필아민, N-히드록시메틸부틸아민, N-히드록시메틸피페라진 및 N-히드록시메틸모르폴린으로 구성된 군에서 선택되는 화합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  6. 제 1항에 있어서,
    알킬아민, 알칸올아민, 폴리아민, 히드록실아민 및 고리형 아민으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제아민을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기의 첨가제아민의 양은 상기 박리성 알칸올아민 1몰에 대해 0.01 내지 100몰인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기의 첨가제아민의 양은 상기 박리성 알칸놀아민 1몰에 대해 0.1 내지 10몰인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  9. 제 1항에 있어서,
    물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  10. 제 1항에 있어서,
    수용성 유기용매를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    테트라메틸암모늄 히드록시드를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리제.
  15. 레지스트막 또는 레지스트 잔사를 제1항 내지 14항 중 어느 한 항에 따른 레지스트 박리제와 접촉시켜 에칭한 후 남은 레지스트막 또는 레지스트 잔사를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
  16. 레지스트막 또는 레지스트 잔사를 제1항 내지 14항 중 어느 한 항에 따른 레지스트 박리제와 접촉시켜 에칭한 뒤 애싱한 후 남은 레지스트막 또는 레지스트 잔사를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
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