KR20010113396A - 암모늄 플로라이드를 함유하는 포토레지스트 리무버 조성물 - Google Patents

암모늄 플로라이드를 함유하는 포토레지스트 리무버 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고집적회로, 초고집적회로 등의 반도체 소자류를 제조하는 공정 중에서 포토레지스트를 제거하기 위해 사용되는 포토레지스트 리무버조성물을 개시한다. 암모늄 플로라이드 0.1 ~ 0.3 질량%, 물 25 ~ 45 중량%, 수산기를 2 또는 3개 함유한 유기 페놀계 화합물 4 ~ 15 중량% 및 알킬 아마이드 40 ~ 70 중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 포토레지스트 리무버조성물은 하드베이크, 드라이에칭, 에싱공정에 의하여 경화된 포토레지스트막 및 상기 공정 중 포토레지스트가 에칭 및 에싱 개스와의 반응하고 하부 금속막질에서 기인된 측벽 레지스트 폴리머를 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 알루미늄, 알루미늄 알로이 등의 하부 금속막질에서 측벽 레지스트 폴리머를 제거하는데 유용하다. 아울러 포토레지스트 제거공정에서 하부 금속막질의 부식을 최소할 수 있는데, 특히 64메가 DRAM급 이상의 초고집적회로 반도체 양산라인에 적용되는 신규 하부 금속막질들에 대해 부식을 최소화하는 장점이 있다.

Description

암모늄 플로라이드를 함유하는 포토레지스트 리무버 조성물{Photoresist remover composition comprising ammonium fluoride}
본 발명은 고집적회로(LSI), 초고집적회로(VLSI) 등의 반도체 소자를 제조하는 공정 중에서 포토레지스트를 제거하기 위한 암모늄 플로라이드를 함유하는 포토레지스트 리무버 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조공정은 반도체 기판 상에 형성된 도전층 위에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 패턴을 마스크로서 이용하여 상기 패턴에 의하여 덮이지 않은 부위의 도전층을 에칭하여 제거함으로써 도전층 패턴을 형성하는 리소그래피 공정을 수십 회 반복한다. 상기 마스크로서 이용된 포토레지스트 패턴은 상기 도전층 패턴형성공정 이후의 스트립공정에서 포토레지스트 리무버에 의해서 도전층 위에서 제거되어야 한다. 그런데, 최근 초고집적회로 반도체 제조공정에 있어서는 도전층 패턴을 형성하기 위한 에칭공정이 주로 드라이 에칭공정으로 이루어지기 때문에 이후의 스트립공정에서 포토레지스트를 제거하는 것이 어렵게 되었다.
드라이에칭공정은 혼산의 액상조성물을 이용한 웨트 에칭공정을 대체하는 것으로서 플라즈마 에칭개스와 도전층과 같은 물질 막 사이의 기상-고상 반응을 이용하여 에칭공정을 수행한다. 드라이에칭은 제어가 용이하고 샤프한 패턴을 얻을 수 있어 최근 에칭공정의 주류를 이루고 있다. 그러나 드라이에칭은 공정 중에 포토레지스트 표면에서 플라즈마 에칭개스 중 이온 및 라디칼이 상기 포토레지스트막과 복잡한 화학반응을 일으켜서 포토레지스트를 급속히 경화시키므로 포토레지스트의 제거가 곤란하게 된다. 특히 알루미늄, 알루미늄 알로이 및 티타늄 나이트라이드와 같은 금속도전층의 드라이에칭의 경우 화학적으로 변질 경화되어 발생하는 측벽부의 레지스트 폴리머는 스트립공정에 있어서 각종 리무버를 사용하여도 제거하기가 어렵다.
종래 스트립공정에 사용되는 포토레지스트 리무버로서 유기아민화합물과 유기용제를 혼합한 각종 포토레지스트 리무버 조성물들이 제안되었으며 특히, 유기아민화합물 중에서 모노에탄올아민(MEA)을 필수성분으로서 포함하는 포토레지스트 리무버 조성물은 가장 널리 사용되고 있다.
예를 들면, a) 모노에탄올아민(MEA), 2-(2-아미노에톡시)에탄올(AEE) 등의 유기아민화합물, b) N,N-디메틸아세트아마이드(DMAc), N,N-디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO), 카비톨 아세테이트, 메톡시아세톡시프로판 등의 극성용제로 이루어진 2 성분계 포토레지스트 리무버 조성물(미국특허 4,617,251호); a) 모노에탄올아민(MEA), 모노프로판올아민, 메틸아밀에탄올 등의 유기아민화합물, b) N-메틸아세트아마이드(MAc), N,N-디메틸아세트아마이드(DMAc), N,N-디메틸포름아마이드(DMF), N,N-디에틸아세트아마이드(DEAc), N,N-디프로필아세트아마이드(DPAc), N,N-디메틸프로피온아마이드, N,N-디에틸부틸아마이드, N-메틸-N-에틸프로피온아마이드 등의 아마이드 용제로 이루어진 2 성분계 포토레지스트 리무버조성물(미국특허 4,770,713호); a) 모노에탄올아민(MEA) 등의 유기아민화합물, b) 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI), 1,3-디메틸-테트라하이드로피리미디논 등의 비프로톤성 극성 용제류로 이루어진 2 성분계 포토레지스트 리무버조성물(독일공개특허출원 3,828,513호); a) 모노에탄올아민 (MEA), 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA) 등의 알칸올아민 및 에틸렌디아민의 에틸렌옥사이드를 도입한 알킬렌폴리아민, b) 술포란 등의 술폰화합물, c) 디에틸렌 글리콜모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜모노부틸 에테르 등의 글리콜 모노알킬 에테르를 특정비율로 혼합한 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 소62-49355호); a) 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA) 등의 수용성 아민, b) 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논을 함유한 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 소63-208043호); a) 모노에탄올아민(MEA), 에틸렌디아민, 피페리딘, 벤질아민 등의 아민류, b) DMAc, NMP, DMSO 등의 극성 용제, c) 계면활성제로 이루어진 포지형 레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 소63-231343호); a) 모노에탄올아민(MEA) 등의 함질소 유기하이드록시화합물, b) 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르, γ-부틸로락톤 및 1,3-디메틸-2-이미다졸리논 중에서 선택된 하나 이상의 용제, 및 c) DMSO를 특정비율로 혼합한 포지형 레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 소64-42653호); a) 모노에탄올아민(MEA) 등의 유기아민화합물, b) 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, DMAc, NMP, DMSO 등의 비프로톤성 극성 용제류, c) 인산에스테르계 계면활성제로 이루어진 포지형 레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평4-124668호); a) 1,3-디메틸-2-이미다졸리논(DMI), b) 디메틸설폭사이드(DMSO), c) 모노에탄올아민(MEA) 등의 유기아민화합물을 함유한 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평4-350660호); a) 모노에탄올아민(MEA), b) DMSO, c) 카테콜 (catechol)을 함유한 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평5-281753호) 등이 제안되고 있으며 이러한 포토레지스트 리무버조성물들은 안전성, 작업성, 포토레지스트 제거 성능에서 비교적 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나, 최근의 반도체소자 제조공정 추세의 하나로 실리콘 웨이퍼를 비롯한 각종 기판을 고온으로 처리하는 하드베이크 공정조건의 고온화를 들 수 있다. 상기 예로 들은 포토레지스트 리무버는 고온으로 하드베이크된 포토레지스트에 대해서는 제거 능력이 충분하지 못하다. 상기 하드베이크된 포토레지스트를 제거하기 위한 조성물로서 물을 함유하는 수계 포토레지스트 리무버들이 제안되었다. 예를 들면, a) 하이드록실아민류, b) 알칸올아민류, c)물로 이루어진 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평4-289866호); a) 하이드록실아민류, b) 알칸올아민류, c) 물, d) 방식제로 이루어진 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평6-266119호); a) GBL, DMF, DMAc, NMP 등의 극성 용제류, b) 2-메틸아미노에탄올 등의 아미노알콜류, c) 물을 함유한 포토레지스트 리무버조성물 (일본특허츨원공개 평7-69618호); a) 모노에탄올아민(MEA) 등의 아미노알콜류, b) 물, c) 부틸디글리콜을 함유한 리무버조성물(일본특허출원공개 평8-123043호); a) 알칸올아민류, 알콕시알킬아민류, b) 글리콜 모노알킬 에테르, c) 당 알콜류, d) 제4급 암모늄 수산화물, e) 물을 함유한 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평8-262746호); a) 모노에탄올아민(MEA) 또는 AEE 중 하나 이상의 알칸올아민, b) 하이드록실아민, c) 디에틸렌글리콜 모노알킬 에테르, d) 당류(솔비톨), e) 물을 함유한 리무버 조성물(일본특허출원공개 평9-152721호); a) 하이드록실아민류, b) 물, c) 산해리정수(pKa)가 7.5 내지 13인 아민류, d) 수용성 유기용매, e) 방식제로 이루어진 포토레지스트 리무버조성물(일본특허출원공개 평9-96911호) 등이 제안되었다. 그러나, 상기 리무버조성물도 초고집적회로 제조에 사용되는 드라이에칭 또는 에싱공정에서 플라즈마 개스에 노출되어 화학적으로 변질 경화된 측벽 레지스트 폴리머를 충분히 제거하지 못한다는 사실이 밝혀지면서 이를 해결할 수 있는 즉, 공정조건이 심화된 드라이에칭공정에 사용될 수 있는 포토레지스트 리무버의 개발이 요청되고 있다.
상술한 바와 같이, 드라이 에칭공정을 거친 포토레지스트의 경우 일반적인 포토레지스트 리무버로 제거하는 것이 곤란하다. 포토레지스트는 높은 도즈량, 고에너지의 이온빔에 의한 반응열이 주원인이 되어 포토레지스트의 표면이 경화된다. 또한, 동시에 포토레지스트의 퍼핑(popping) 현상이 발생하여 포토레지스트 잔사가 생기기도 한다. 통상 에싱처리를 하는 반도체 웨이퍼는 200 ℃ 이상의 고온으로 가열 처리한다. 이때, 포토레지스트 내부에 잔존하는 용제가 기화되어 배출되어야 하는데, 에싱공정 후의 포토레지스트 표면에는 경화층이 존재하게 됨으로 이것이 불가능하게 된다.
따라서, 에싱이 진행됨에 따라 포토레지스트막 내부의 내압이 상승하면서 내부에 잔존하는 용제에 의하여 포토레지스트막 표면이 파열하는 현상이 생기는데, 이를 퍼핑 현상이라 한다. 이러한 퍼핑 현상에 의해 비산된 표면 경화층은 잔사가 되어 일반적인 리무버조성물로는 제거하기가 어렵다. 이렇게 변질된 포토레지스트는 잔사와 파티클로 변해 역시 오염원이 되며, 초고집적회로 제조시에 생산수율을 저하시키는 원인이 된다. 특히 포토레지스트를 제거하기 위해 스트립 공정 전에 에싱공정을 진행하는 경우 포토레지스트층의 변질화는 더욱 심화되어 스트립 공정의 진행에서 불량이 발생하게 된다.
상술한 포토레지스트 변질 경화층을 효과적으로 제거하기 위한 여러가지 에칭공정들이 제안되었으며, 그 중 하나로 통상의 에싱을 행하고 2차 에싱을 재실시하는 2단계 에싱법이 문헌[Fujimura, 일본춘계응용물리학회 예고집 1P-13, p574, 1989]에 기재되어 있다. 그러나, 이러한 공정들은 공정이 복잡해지고 장비가 대규모화 할 수밖에 업으며 생산수율이 떨어지는 단점을 지니고 있다.
결국 수계 포토레지스트 리무버 조성물을 이용한 스트립 공정에서 이를 해결할 수밖에 없으며 이들 중 근래에 제안된 하이드록실아민, 알칸올아민, 방식제 및 물로 이루어진 포토레지스트 리무버 조성물이 상대적으로 변질 경화된 포토레지스트 폴리머에 대하여 유효한 제거 성능을 발휘하는 특성 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나, 이 조성물의 경우도 64메가 DRAM급 이상의 반도체 양산라인에서 비아 홀(Via Hole) 패턴을 형성하는 공정에서 신규 금속막질의 경우 측벽 레지스트 폴리머의 제거가 불완전하여 이를 보완할 수 있는 새로운 포토레지스트 리무버에 대한 개발이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위해서 비아 홀(Via Hole) 패턴 형성공정에서 드라이에칭, 에싱 공정에 의하여 변질 경화된 측벽 레지스트 폴리머를 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있으며, 하부의 금속막질 부식을 최소화할 수 있는 포토레지스트 리무버조성물을 제공하는데 있다.
도 1은 알루미늄 알로이 금속막(1), 티타늄 나이트라이드막(2), 테트라에틸 올소실리케이트(TEOS : Tetraethyl orthosilicate)(3), 폭스(FOX : Flowable Oxide)(4), 테트라에틸 올소실리케이트(TEOS : Tetraethyl orthosilicate)(5)가 차례로 적층되어 있는 기판 위에 포토레지스트(6)를 도포하고 비아 홀(Via Hole) 패턴을 형성한 후 드라이에칭공정을 진행하고 에싱공정을 진행한 상태의 패턴 단면 구조를 촬영한 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 도 1의 패턴을 에싱공정을 진행하여 포토레지스트(6)의 일부를 제거하고 비교예 3의 포토레지스트 리무버조성물을 사용하여 65 ℃에서 포토레지스트 제거성능시험을 진행한 결과를 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 도 1의 패턴을 에싱공정을 진행하여 포토레지스트(6)의 일부를 제거하고 실시예 1의 포토레지스트 리무버조성물을 사용하여 65 ℃에서 포토레지스트 제거성능시험을 진행한 결과를 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 (ㄱ) 암모늄 플로라이드 0.1 ~ 0.3 중량%, (ㄴ) 물 25 ~ 45 중량%, (ㄷ) 수산기를 2 또는 3개 함유한 페놀계 화합물 4 ~ 15 중량%, (ㄹ) 알킬 아마이드 40 ~ 70 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 리무버 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 포토레지스트 리무버 조성물에 있어서, 상기 암모늄 플로라이드의 함량은 0.1 ~ 0.3 중량%가 바람직하다. 즉, 암모늄 플로라이드 함량이 0.1 중량% 미만이면 비아 홀(Via Hole) 패턴 형성공정에서 드라이에칭, 에싱공정 등에 의해 변질된 측벽 레지스트 폴리머를 완전하게 제거하기 어렵고, 0.3 중량%를 초과하면 비아 홀(Via Hole) 패턴에서 적층된 막질들중 폭스층 막질에서 침식현상이 심한 문제점이 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 리무버조성물에 있어서, 필수 구성성분인 물은 이온교환수지를 통해 여과한 순수가 바람직한데, 비저항이 18메가오옴(㏁) 이상인 초순수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 물의 함량은 25 ∼ 45 중량%가 바람직하다. 본 발명에 따른 포토레지스트 리무버 조성물중 물의 함량이 25 중량% 미만이면 비아 홀(Via Hole) 패턴 형성공정에서 드라이에칭, 에싱공정 등에 의해 변질된 측벽 레지스트 폴리머 제거가 과도해 짐과 동시에 적층된 막질중 폭스층의 침식이 발생한다. 물의 함량이 45 중량%를 초과되면 하부 금속막질에 대한 부식성이 과다해지는 문제점이 있다. 연구결과 포토레지스트 리무버 조성물중 물의 함량은 25 ~ 45 중량% 범위가 바람직한것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 포토레지스트 리무버 조성물에 있어서, 상기 수산기를 2 또는 3개 함유한 페놀화합물은 하기 화학식 1에 의하여 표시되는 화합물이다.
여기서, m은 2 또는 3의 정수를 나타낸다.
본 발명에 따른 포토레지스트 리무버조성물에 있어서, 상기 수산기를 2 또는 3개 함유하는 페놀화합물은 리무버 조성물의 구성성분인 암모늄 플로라이드와 물이 스트립 공정 상에서 가열 사용될 때 발생되는 암모늄 바이플로라이드(NH4F.HF)가 포토레지스트층과 기판 사이의 접촉면으로 효과적으로 침투할 수 있도록 도와주는 기능을 발휘한다.
상기 수산기를 2 또는 3개 함유하는 페놀화합물의 함량은 4 ∼ 15 중량%가 바람직하다. 페놀화합물의 함량이 4 중량% 미만이면 측벽 레지스트 폴리머가 완전히 제거되지 못하는 문제점이 있고 15 중량%를 초과하면 포토레지스트 리무버조성물의 점도를 상승시켜 사용시 편리성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 리무버 조성물에 있어서, 알킬 아마이드의 경우 하기의 화학식 2로 표현되며,
상기에서 R1, R2, R3는 수소이거나 적어도 하나 이상의 알킬기이며, 상기 알킬기는 탄소수가 1 내지 2인 직쇄 알킬기이다.
그 함량은 40 ~ 70 중량%가 바람직하다. 알킬 아마이드의 함량이 40 중량% 미만이면 포토레지스트에 대한 용해 능력이 저하되고, 70 중량%를 초과하면 상대적으로 물의 함량이 줄어들게 되어 폭스층 침식이 생긴다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하는데, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다. 한편, 하기 실시예에 있어서 별도의 언급이 없으면 백분율 및 혼합비는 중량을 기준으로 한 것이다. 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서, 포토레지스트 리무버 조성물에 대한 성능평가는 다음 방법에 의하여 실시하였다.
(1) 포토레지스트 제거 시험
시편 A의 제조
하부에 알루미늄 알로이 및 티타늄 나이트라이드막이 아래로부터 각각 차례로 800 Å 및 150 Å 증착되어 있는 8인치 실리콘 웨이퍼의 표면에 TEOS와 FOX 그리고 다시 TEOS를 CVD 장비를 이용하여 증착하였다. 범용적으로 사용되는 포지형포토레지스트조성물(동진쎄미켐사제, 상품명: DPR-i900)을 스핀 코팅하여 최종 막두께가 1.2 ㎛가 되도록 도포하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 상기 포토레지스트막을 110 ℃에서 90초간 프리베이크(pre-bake)하였다. 계속해서, 상기 포토레지스트막 위에 소정 비아 홀 패턴의 마스크를 위치시킨 후 노광하고 2.38 % 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 현상액으로 21 ℃에서 60초 현상한 후 핫 플레이트에서 상기 비아 홀 패턴이 형성된 시편을 120 ℃에서 100초간 하드베이크하였다. 상기 시편에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 드라이에칭장치(히타치사, 모델명: M318)에서 SF6/ Cl2혼합가스를 드라이에칭 개스로 사용하여 35초간 포토레지스트 패턴에 의하여 덮여 있지 않은 하부의 티타늄 나이트라이드막을 식각하였다. 이어 O2플라즈마를 이용한 에싱 장치를 사용 포토레지스트의 대부분을 제거하여 시편을 완성하였다.
포토레지스트 제거 시험
상기 시편 A를 온도 65 ℃에서 포토레지스트 리무버 조성물에 각각 5분, 10분, 20분간 침지시켰다. 계속하여, 상기 시편을 포토레지스트 리무버조성물로부터 꺼낸 후, 초순수로 수세하고 질소가스로 건조한 후, 비아 홀 패턴 단면에서의 측벽 표면에 포토레지스트 폴리머가 잔류하는지 여부를 주사전자현미경(SEM)으로 검사하여 포토레지스트 제거 성능을 다음과 같은 기준에 의거하여 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
○ : 비아 홀 패턴 측벽에 레지스트 폴리머 잔류물이 완전히 제거된 경우.
△ : 비아 홀 패턴 측벽에 레지스트 폴리머 잔류물이 80 % 이상 제거되었으나 미량 남아있는 경우.
× : 비아 홀 패턴 측벽에 레지스트 폴리머 잔류물이 대부분 제거되지 않은 경우.
(2) 금속막질 부식성 시험
시편 B의 준비
상기 시편 A와 동일하게 준비하였다.
금속막질 부식성 시험
상기 시편 B를 온도 65 ℃에서 포토레지스트 리무버조성물에 각각 5분, 10분, 20분간 침지시켰다. 계속하여, 상기 시편을 포토레지스트 리무버 조성물로부터 꺼낸 후, 초순수로 수세하고 질소가스로 건조한 후 홀 패턴 단면에서의 하부 금속막질에 언더컷 현상이 발생했는지 여부를 주사전자현미경으로 검사하여 부식정도를 다음과 같이 기준에 의거하여 평가하고 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.
○ : 하부 금속막질에 언더컷 현상이 없는 경우
△ : 하부 금속막질에 언더컷 현상이 일부 있는 경우
× : 하부 금속막질에 언더컷 현상이 심하게 나타난 경우
실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3
성분 (ㄱ) ~ (ㄹ)의 함량을 각각 하기 표 1에 나타낸 비율로 혼합하여 각각 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3의 포토레지스트 리무버조성물을 조제하였다. 이와 같이 하여 얻은 포토레지스트 리무버조성물에 대하여 위에서 설명한 (1) 포토레지스트 제거 시험, (2) 금속막질 부식성 시험을 실시하고 그 결과를 하기의 표 2 ~ 3에 나타냈다.
포토레지스트 리무버조성물의 조성
포토레지스트 리무버 조성물의 조성(중량%)
(ㄱ)암모늄플로라이드 (ㄴ)물 (ㄷ)페놀계화합물 (ㄹ)알킬아마이드 아민용제 하이드록실아민
양 양 종 류 양 종류 양 종류 양 양
실시예 1 0.2 35.8 PC 5 DMAc 59
2 0.1 29.9 PC 10 DMAc 60
3 0.15 31.85 PC 12 DMAc 56
4 0.3 42.7 PC 15 DMAc 42
5 0.2 37.8 PC 8 DMAc 54
비교예 1 20 PC 5 AEE 55 20
2 19 GA 2 AEE 60 19
3 20 GA 5 MEA 55 20
HDA : 하이드록실아민(Hydroxylamine)
PC : 피로카테콜(Pyrocatechol)
GA : 갈릭에시드 (Gallic acid)
DMAc : 디메틸아세트아마이드(N,N'-Dimethylacetamide)
NH4F : 암모늄 플로라이드(Ammonium Fluoride)
MEA : 모노에탄올아민
AEE : 2-(2-아미노에톡시)에탄올(2-(2-Aminoethoxy)ethanol)
포토레지스트 리무버 조성물의 포토레지스트 제거성능
침지시간 5분 10분 20분
실시예 1 ○ ○ ○
2 ○ ○ ○
3 ○ ○ ○
4 ○ ○ ○
5 ○ ○ ○
비교예 1 × × △
2 × × ×
3 × × ×
도 2 및 도 3은 실시예 1의 포토레지스트 리무버조성물의 포토레지스트 제거성능과 비교예 3의 포토레지스트 리무버조성물의 성능을 비교한 주사전자현미경(히다찌사, 모델명; S-4100) 사진을 나타낸다. 도 1 ~ 도 3 은 시편 A에 대하여 포토레지스트 리무버조성물의 온도를 65 ℃로 하여 시험한 결과를 나타낸다.
도 1을 보면, 알루미늄 알로이 금속막(1), 티타늄 나이트라이드막(2), 테트라에틸 올소실리케이트(TEOS : Tetraethyl orthosilicate)(3), 폭스(FOX : Flowable Oxide)(4), 테트라에틸 올소실리케이트(TEOS : Tetraethyl orthosilicate)(5)가 차례로 적층되어 있는 기판 위에 포토레지스트(6)를 도포하고 비아 홀(Via Hole) 패턴을 형성한 후 드라이 에칭공정을 진행하고 에싱공정을 진행한 상태의 패턴 단면 구조이다. 이 패턴 단면 사진에서 비아 홀의 단면 전체에 걸쳐 측벽 레지스트 폴리머가 존재하는 것을 확인 할 수 있다.
도 2는 비교예 3의 포토레지스트 리무버조성물을 사용하여 65 ℃에서 포토레지스트 제거성능 시험을 한 결과를 나타내는 주사전자현미경 사진을 나타낸다.
도 3은 실시예 1의 포토레지스트 리무버조성물을 사용하여 65 ℃에서 포토레지스트 제거성능 시험을 한 결과를 나타내는 주사전자현미경 사진을 나타낸다.
금속 배선 부식성 시험
침지시간 5분 10분 20분
실시예 1 ○ ○ ○
2 ○ ○ ○
3 ○ ○ ○
4 ○ ○ ○
5 ○ ○ ○
비교예 1 △ △ ×
2 △ △ ×
3 △ × ×
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트 리무버 조성물은 비아 홀(Via Hole) 패턴 형성공정에서 드라이에칭, 에싱 공정에 의하여 변질 경화된 측벽 레지스트 폴리머를 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 포토레지스트 제거공정 중의 하부의 금속배선, 특히 알루미늄 배선의 부식을 최소화할 수 있으며, 후속의 린스 공정에서 이소프로필알콜, 디메틸설폭사이드와 같은 유기용제를 사용할 필요 없이 물만으로 린스 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. (ㄱ) 암모늄 플로라이드 0.1 ~ 0.3 중량%, (ㄴ) 물 25 ~ 45 중량%, (ㄷ) 수산기를 2 또는 3개 함유한 유기 페놀계 화합물 4 ~ 15 중량% 및 (ㄹ) 알킬 아마이드 40 ~ 70 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 리무버조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알킬 아마이드는 하기 화학식 2에 의하여 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 리무버 조성물.
    〈화학식 2〉
    상기에서 R1, R2, R3는 수소이거나 적어도 하나 이상의 알킬기이며, 상기 알킬기는 탄소수가 1 내지 2인 직쇄 알킬기이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수산기를 2 또는 3개 함유한 유기 페놀계 화합물은 하기 화학식 1에 의하여 표시되는 페놀계 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 리무버 조성물:
    〈화학식 1〉
    여기에서, m은 2 또는 3의 정수를 나타낸다.
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