KR20050056153A - 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물과 상기 조성물을사용한 반도체 회로 소자 제조공정 - Google Patents
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Abstract
포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하도록 제공되고, 상기 조성물은 무기산의 어느 하나 이상의 종류와 무기불소화합물의 어느 하나 이상의 종류로 구성된다. 또한 반도체 회로 소자 제조공정이 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 건식 에칭후 레지스트 애싱 처리에 의해 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하는 데 사용하도록 제공된다.
Description
본 발명은 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물, 특히 반도체 회로 소자 제조에서 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱(ashing) 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물 및 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물을 사용한 반도체 회로 소자 제조공정에 관한 것이다. 더 특별히 본 발명은 무기산, 무기불소화합물 및 물을 포함하고, 과산화수소를 포함하지 않는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물과 관련되어 있고, 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물을 사용한 반도체 회로 소자 제조공정에 관한 것이다.
이곳에서 언급하는 상기 포토레지스트 잔사란 불완전하게 애쉬(ash, 재)된 레지스트, 유기금속고분자, 금속 산화물 등을 포함하는 포토레지스트 잔사(측면 고분자, 측면 보호 필름, 래빗 이어(rabbit ear))를 의미하고, 상기 레지스트를 건식 에칭한 후에 애싱하였어도 상기 기판 표면에 남아 있는 것을 의미한다.
반도체 회로 소자 제조공정에서, 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금으로 금속 배선 패턴을 형성되는 단계와 포토레지스트를 건식 에칭하고 애싱하는 단계에서 형성된 포토레지스트 잔사는 일반적으로 포토레지스트 잔사 제거액으로 제거된다.
기판 표면에 금속 배선을 형성할 때 사용되는 포토레지스트 잔사 제거액에 관하여, 예를 들면, 상기 배선이 알루미늄 합금인 경우에, 불화암모늄, 유기산, 및 물이 포함되는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 보고되었으나(일본 특허 공개 공보 1994-349785), 유기산인 초산의 함량이 30 내지 90 wt%로 많아 환경에 부과되는 부담이 무겁고, 또한 초산이 불쾌한 냄새를 가지고 있어 작업성이 떨어진다.
또한, 상기 배선이 알루미늄, 알루미늄 합금, 및 텅스텐 중의 어느 금속인 경우, 포토레지스트 잔사 제거액 조성은 '불소화합물 + 4급 암모늄 화합물 + 물' 또는 '불소화합물 + 4급 암모늄 화합물 + 유기용매 + 물', 로 구성되고, 레지스트와 에칭 잔사 제거액 조성물은 '히드록실아민 + 알카놀아민 (+용매)'로 구성되는 것이 제안되었다(일본 특허 공개 공보 1995-201794 및 미국 특허 공보 5,334,332). 상기 포토레지스트 잔사 제거액이 상기 금속에 대해 덜 부식성하고 실온에서 사용될 수 있더라도, 부착된 포토레지스트 잔사을 완전히 제거하기 위하여는 20 내지 30분의 오랜 처리 시간이 걸린다. 이것 때문에, 상기 포토레지스트 잔사 제거액은 최근에 상기 포토레지스트 잔사 제거 단계에 도입된 단시간 및 저온 처리를 필요로 하는 단일 웨이퍼 세척 시스템에는 사용할 수 없다. 또한, 상기 포토레지스트 잔사 제거액는 4급 아민 또는 유기 용매와 같은 유기 화합물을 수십 % 이상 포함하므로 환경에 많은 부담을 준다.
이와 대조적으로, '불소-포함 화합물 + 황산 + 과산화수소 또는 오존 + 물'로 모두 무기화합물을 포함하는 조성은 단시간 및 저온 처리로 포토레지스트 잔사를 제거할 수 있고, 알루미늄 합금(일본 특허 공개 공보 1999-243085)에 대해 덜 부식적이지만 과산화수소 또는 오존이 분해되기 때문에 상기 포토레지스트 잔사 제거액 그 자체의 시간의 흐름에 대한 안정성이 문제이다. 또한, 본 발명의 실시예에 나타낸 바와 같이 단일 웨이퍼 세척 시스템에 사용될 때, 알루미늄과 같은 금속 배선의 부식성이 충분히 억제되지 않는다. 불소포함 화합물로써, 불산만이 예로써 언급된다.
반면, 배선 없는 기판을 형성할 때 건식 에칭 동안 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거액으로써, '황산 5 내지 7 + 불산 1/400 내지 1/1000 (부피비)' 또는 '황산 5 내지 7 + 과산화수소수 1 + 불산 1/400 내지 1/1000 (부피비)'를 포함하는 조성이 보고되었다(일본 특허 공개 공보 1999-135473). 첨가한 불산의 양과 과산화수소의 함량이 너무 작을 때, 황산의 농도는 희석되지 않고, 배선에 사용한 금속등에 대한 영향이 전혀 고려되지 않았다.
또한, 포토레지스트 잔사 제거액이 아니라 하더라도, '불산 0.01 내지 1.0 wt% + 무기산 (염산, 황산, 질산) 1종 0.001 내지 30.0 wt% + 물', 등을 포함하는 조성이 불순물 도입된 실리콘 산화물 필름을 위한 에칭 조성물로써 보고되었다(일본 특허 공개 공보 2003-45894). 상기 조성은 무기 산화물을 포함하는 포토레지스트 잔사를 제거할 수 있으나, 포토레지스트 잔사 제거 용도의 가능성이 아직 보고되지 않았다. 아마 '염산 + 약 10% 이상의 질산 + 물'(일본 특허 공개 공보 1993-82505), '염산 10 + 질산 250 + 물 60'(부피비)(일본 특허 공개 공보 1994-10161), 등을 포함하는 조성물이 알루미늄 합금을 위한 에칭 조성물로써 보고되었기 때문에, 상기 언급된 조성물은 배선에 대하여 매우 부식적이라고 판단된다.
앞에서 언급하였듯이, 반도체 회로 소자 생산단계에서 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱(ashing) 처리에 의해 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물로서 포토레지스트 잔사 제거액은 금속 배선에 부식적이지 않고, 환경에 대한 부담을 줄이기 위하여 유기용매 같은 유기화합물을 많이 포함하지 않고, 우수한 저장 안정성을 갖는 포토레지스트 잔사 제거액은 아직 알려져 있지 않고, 또한 최근에 사용되는 단일 웨이퍼 세척 시스템에서 사용될 수 있는 단시간 및 저온 처리를 수행할 수 있게 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의 개발에 대한 요구가 있어 왔다.
본 발명의 목적은 반도체 회로 소자 제조단계에서 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 반도체 회로 소자 제조단계에서 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물을 제공한다.
상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 상기 배선 물질에 대하여 저부식성이고, 환경에 대하여 부담을 줄이기 위하여 유기용매와 같은 유기화합물을 많이 포함하지 않고, 우수한 저장 안정성을 갖고, 단시간 및 저온 처리의 수행이 가능하게 한다.
상기 언급한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 발명자들은 집중적인 조사에 의하여 무기산과 무기불소화합물을 포함하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 및 주된 요소로써 상기 금속 중의 어느 하나를 포함하는 합금에 대하여 부식성을 충분히 억제하고, 단시간 및 저온 처리로 포토레지스트 잔사를 제거할 수 있고, 우수한 저장 안정성을 갖고 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물과 관련되어 있고, 상기 조성은 하나 또는 둘 또는 그 이상의 종류의 무기산과, 하나 또는 둘 또는 그 이상의 종류의 무기불소화합물을 포함한다.
또한, 본 발명은 가해진 무기산의 함량이 30 중량% 이하이고, 상기 무기불소화합물의 함량은 0.001 내지 0.015 중량%인 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 과산화수소를 포함하지 않는다.
또한, 본 발명은 무기산이 황산이고, 무기불소화합물이 불산인 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선을 형성하는 단계에서 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 건식 에칭후 레지스트 애싱 처리하여 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위하여 사용되는 반도체 회로 소자 제조공정에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 다층 배선의 전처리와 후처리를 수행하는 데 사용되는 반도체 회로 소자 제조공정에 관한 것이다.
본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 상기 포토레지스트 잔사가 단시간 및 저온 처리에 의해 제거될 수 있고, 가해진 무기산과 무기불소화합물의 비율이 최적화되어 알루미늄, 구리, 텅스텐과 주 요소로써 상기 금속 중의 어느 하나를 포함하는 합금의 부식성이 충분히 억제될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 조성물이 무기화합물만을 포함하기 때문에, 환경에 대한 부담을 줄일 수 있고, 무기산과 무기불소화합물의 조합은 종래 기술로는 달성할 수 없는 단시간 및 저온 처리에 의하여 레지스트 잔사 제거성을 강화하는 동안 금속 배선에는 영향을 최소화하는 효과를 나타낸다.
앞에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위한 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이고 상기 조성물은 상기 포토레지스트 잔사가 단시간 및 저온 처리에 의해 제거될 수 있게 하고 상기 금속의 부식을 충분히 억제한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 태양을 상세히 설명한다.
본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 사용되는 상기 무기산의 예로 황산, 질산, 염산, 및 인산을 포함한다. 이들 중의, 황산이 바람직하다.
상기 본 발명의 발명자들은 가해진 무기산의 함량이 증가할 때, 상기 포토레지스트 잔사 제거능력이 감소하고, 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 및 주된 요소로써 상기 금속 중의 어느 하나를 포함하는 합금에 대한 부식성은 산의 종류에 의존하고, 반면 가해진 무기산의 함량이 감소될 때, 상기 포토레지스트 잔사 제거능력이 개선되나 상기 금속에 대한 부식성은 증가한다는 것을 발견했다.
즉, 가해진 무기산의 함량이 너무 많으면, 포토레지스트 잔사 제거가 문제가 되고, 가해진 무기산의 함량이 너무 적으면, 상기 금속에 대한 부식성이 문제가 된다. 그 이유는 불명확하지만, 가해진 무기산의 함량이 너무 많으면, 상기 무기불소화합물의 해리가 억제되고, 그러므로 상기 포토레지스트 잔사 제거능력이 감소되는 것으로 추측된다. 그러므로, 가해진 무기산의 함량은 상기 포토레지스트 잔사 제거능력과 금속에 대한 부식성 사이에서 의해 적절히 결정되고 가해진 무기불소화합물의 함량에 대해 바람직하게는 30 중량% 이하 이고, 더 바람직하게는 3 내지 15 중량% 이다.
또한, 본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 사용된 상기 무기불소화합물의 예로는 불산, 불화암모늄, 및 불화수소암모늄을 포함한다. 그 중의, 불산이 바람직하다.
본 발명의 발명자들은 가해진 무기불소화합물의 함량이 증가될 때, 상기 포토레지스트 잔사 제거능력이 증가하고 동시에 상기 금속에 대한 부식성도 증가하고, 가해진 무기불소화합물의 함량이 감소될 때, 상기 포토레지스트 잔사 제거능력과 상기 금속에 대한 부식성도 감소한다는 것을 발견하였다. 즉, 가해진 무기불소화합물의 함량이 너무 많으면, 상기 금속에 대한 부식성이 문제가 되고, 가해진 무기불소화합물의 함량이 너무 적으면, 상기 포토레지스트 잔사 제거능력이 문제가 된다. 그러므로, 가해진 무기불소화합물의 함량은 상기 포토레지스트 잔사 제거능력과 상기 금속에 대한 상기 부식성 사이에서 적절히 결정하여야 하고 가해진 무기산의 함량에 대해 바람직하게는 0.001 내지 0.015 중량% 이고 더 바람직하게는 0.005 내지 0.011 중량% 이다.
또한, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 과산화수소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 과산화수소가 가해질 때, 상기 금속의 부식이 가속화되어, 처리 조건에 충분한 여유를 확보하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 과산화수소의 분해에 의해 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의 시간에 대한 안정성이 떨어질 가능성이 있다.
또한, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 상기 포토레지스트 잔사에 포함되어 있는 유기금속 고분자 등의 입자 제거능력을 높이거나 기판 표면에 대한 젖음성(wettability)을 향상시킴으로써 미세가공의 용이성을 개선하기 위하여 계면활성제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 조성물은 금속 산화물의 제거 능력을 개선하기 위하여 착화제(complexing agent)를 더 포함한다.
본 발명의 문제점을 조사하는 과정에서, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 상기 무기불소화합물의 0.001 내지 0.015 중량%를 포함할 때, 심지어 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 황산의 30 중량% 이상을 포함할 때도, 상기 포토레지스트 잔사 제거 능력이 감소함에도 불구하고, 금속에 대한 부식성은 억제된다는 지식을 얻었다. 그러므로, 본 발명의 상기 조성물은 가해진 황산의 상기 함량을 조정하여 단시간 및 저온 처리가 필요한 단일 웨이퍼 세척 시스템에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 긴 시간과 고온 처리를 포함하는 일괄 방식 침적 시스템에도 사용할 수 있는 신규한 조성물이라는 지식을 얻었다.
또한, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의 사용은 다층 배선에 전처리와 후처리의 수행이 가능하도록 한다. 여기서 언급한 전처리는 금속 메움(embedding) 단계를 위한 전처리를 의미하는 것으로, 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 물결무늬(damascene) 구조 또는 쓰루 홀(through hole)을 갖는 다층배선의 금속 메움 전에 포토레지스트 잔사를 제거하는 단계이다. 건식 에칭과 애싱한 후 상기 물결무늬와 상기 쓰루 홀에 남아있는 잔사를 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물로 제거함으로써 저층의 상기 금속 배선 또는 메움 금속의 부식을 막는 것이 가능하다.
앞에서 언급한 후처리는 본 발명의 제거액을 가지고 레지스트 잔사 및 도 2에서 나타낸 바와 같이 형성된 배선 물질 필름을 건식 에칭과 애싱한 후에 배선 측면과 배선에 남아있는 반응 생성물과 같은 잔사를 처리하는 것을 의미한다. 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 우수한 제거 능력을 가지고 있을 뿐만 아니라 상기 금속에 대한 영향이 적어, 상기 배선이 얇아지게 하고 구멍이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 발명은 다층 배선의 상기 전처리와 상기 후처리에 적합할 뿐만 아니라 금속 배선이 없는 반도체 회로 소자의 건식 에칭과 애싱 처리동안 형성된 포토레지스트 잔사의 제거액으로서 사용될 수 있다.
<실시예>
본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 실시예와 비교예를 언급하여 더 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 이들 실시예와 비교예에 한정되는 것은 아니다.
1) 알루미늄 (Al) 배선에 대한 부식성 평가 시험
도 2에 나타낸 바와 같이, 질화티탄/티탄 (TiN/Ti), 알루미늄 (Al), 질화티탄/티탄 (TiN/Ti)의 필름을 실리콘 웨이퍼에 연속적으로 형성하였고, 건식 에칭을 마스크를 사용하여 상기 질화티탄/티탄에 도포된 레지스트에 수행하였고, 노광(expose)하였고, 현상 (develope)하였고, 배선 패턴이 형성된 후에 애싱에 의해 상기 레지스트를 제거하여 웨이퍼에는 포토레지스트 잔사가 남았다. 계속하여 이 웨이퍼를 포토레지스트 잔사 제거액에 25℃에서 30초 내지 150초 동안 침적시켰고 흐르는 초순수 (ultrapure water)로 세척 처리하였고, 건조하였고, 그 다음 전자 현미경으로 상기 포토레지스트 잔사의 제거 능력과 알루미늄에 대한 부식성을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
2) 구리 (Cu) 배선에 대한 부식성 평가 시험
탈륨 (Ta)을 장벽 금속으로 사용한 물결무늬 구리 배선 필름을 실리콘 웨이퍼에 연속적으로 형성하였고, 건식 에칭을 마스크를 사용하여 상기 중간층 절연 필름에 도포된 레지스트에 수행하였고, 노광하였고, 현상하였고, 비아 홀(Via hole)이 형성된 후에 애싱에 의해 상기 레지스트를 제거하여 웨이퍼에는 포토레지스트 잔사가 남았다. 계속하여 이 웨이퍼를 포토레지스트 잔사 제거액에 25℃에서 30초 내지 150초 동안 침적시켰고 흐르는 초순수로 세척 처리하였고, 건조하였고, 그 다음 전자 현미경으로 상기 포토레지스트 잔사의 제거 능력과 구리에 대한 부식성을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
3) 구리 (Cu), 텅스텐 (W) 배선에 대한 부식성 평가 시험
구리 또는 텅스텐 필름이 형성된 실리콘 웨이퍼를 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 25℃에서 60분 동안 침적시켰고 흐르는 초순수로 세척 처리하였고, 건조하였고, 그 다음 X-ray 형광 필름 두께 측정기로 에칭된 구리와 에칭된 텅스텐의 양을 평가하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
4) 레지스트 제거후 세척 단계에서 알루미늄구리 합금(AlCu)의 에칭량의 평가 시험
도 1과 도 2에 나타낸 것과 같이, 질화티탄/티탄 (TiN/Ti), 알루미늄구리 합금 (AlCu), 질화티탄/티탄 (TiN/Ti)의 필름을 연속적으로 기판의 산화 필름에 형성하였고, 건식 에칭을 마스크를 사용하여 상기 질화티탄/티탄에 도포된 레지스트에 수행하였고, 노광하였고, 현상하였고, 배선 패턴이 형성된 후에 애싱에 의해 상기 레지스트를 제거하여 웨이퍼에는 포토레지스트 잔사가 남았다. 이 웨이퍼를 계속적으로, 세척 조건과 관련하여, 포토레지스트 잔사 제거 후에 흐르는 초순수로 세척 처리하는 동안 알루미늄구리 합금에 대한 부식성에 관하여 다음의 방법에 의해 평가하였다.
즉, 이 웨이퍼를 본 발명의 조성인 불산 0.009 중량%와 황산 7.5 중량% 를 포함하는 수용액에 실온에서 90초 동안 침적시켰고, 그 다음 순수로 상기 조성을 희석시킨 후 60초 동안 침적시켰고, 건조시켰고, 그런 다음 4점 프로브 시스템 시트 저항 측정기(four-point probe system sheet resistance meter)를 사용하여 알루미늄구리 합금 배선의 에칭량을 측정하였다. 상기 결과를 도 5에 나타내었다. 상기 측정을 종래 사용된 불소 화합물과 유기 용매 포함된 포토레지스트 잔사 제거액(상품명:ELM-C30, 제조회사:미쓰비씨 가스 화학 주식회사(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)) 을 사용하여 같은 방법으로 하였을 때 상기 에칭량을 또한 측정하였다. 상기 결과를 도 4에 나타내었다.
표 1
| 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의혼합 비율 | 처리조건 | 평가결과 | ||||||||
| 조성물번호 | 성분1 | 중량% | 성분2 | 중량% | 성분3 | 중량% | 온도(℃) | 시간(초) | 포토레지스트 잔사 제거능력 *1 | 알루미늄에 대한 부식성 *2 |
| 1(비교예) | EKC-265 *3 | 25 | 90 | C | A | |||||
| 2(비교예 | ELM-C30 *4 | 25 | 90 | C | A | |||||
| 3(참조예) | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | 과산화수소 | 7.50 | 25 | 60 | A | C |
| 4(참조예) | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | 과산화수소 | 7.50 | 25 | 90 | A | C |
| 5(참조예) | 황산 | 95.0 | 불산 | 0.180 | - | - | 25 | 90 | C | B |
| 6(참조예) | 황산 | 96.0 | 불산 | 0.005 | - | - | 25 | 90 | C | A |
| 7 | 황산 | 3.75 | 불산 | 0.005 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 8 | 황산 | 3.75 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | A | A |
| 9 | 황산 | 3.75 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 10 | 황산 | 3.75 | 불산 | 0.015 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 11 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.005 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 12 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | A | A |
| 13 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 14 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.015 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 15 | 황산 | 15.00 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 16 | 황산 | 15.00 | 불산 | 0.015 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 17 | 인산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 18 | 질산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 19 | 염산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
*1 A: 좋음, C: 포토레지스트 잔사 남음.
*2 A: 부식 없음, B: 약간 부식 있음, C: 부식됨.
*3 이케이씨 기술회사(EKC Technology)에서 제조한 아미노 알콜을 포함한 포토레지스트 잔사 제거액.
*4 미쓰비시 가스 화학 회사(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)에서 제조한 불소화합물과 유기용매를 포함한 포토레지스트 잔사 제거액.
표 2
| 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의혼합 비율 | 처리조건 | 평가결과 | ||||||||
| 조성물번호 | 성분1 | 중량% | 성분2 | 중량% | 성분3 | 중량% | 온도(℃) | 시간(초) | 포토레지스트 잔사 제거능력 *1 | 구리에 대한 부식성 *2 |
| 20(비교예) | EKC-265 *3 | 25 | 90 | C | A | |||||
| 21(비교예 | ELM-C30 *4 | 25 | 90 | C | A | |||||
| 22(참조예) | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | 과산화수소 | 7.50 | 25 | 60 | A | B |
| 23(참조예) | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | 과산화수소 | 7.50 | 25 | 90 | A | B |
| 24(참조예) | 황산 | 95.0 | 불산 | 0.180 | - | - | 25 | 90 | C | B |
| 25 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 26 | 인산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 27 | 질산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
| 28 | 염산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 90 | A | A |
*1 A: 좋음, C: 포토레지스트 잔사 남음.
*2 A: 부식 없음, B: 약간 부식 있음, C: 부식됨.
*3 이케이씨 기술회사(EKC Technology)에서 제조한 아미노 알콜을 포함한 포토레지스트 잔사 제거액.
*4 미쓰비시 가스 화학 회사(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)에서 제조한 불소화합물과 유기용매를 포함한 포토레지스트 잔사 제거액.
표 3
| 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물의혼합 비율 | 처리조건 | 평가결과 | ||||||||
| 조성물번호 | 성분1 | 중량% | 성분2 | 중량% | 성분3 | 중량% | 온도(℃) | 시간(초) | 에칭된 구리의 양 (nm) | 에칭된텅스텐의 양(nm) |
| 29 | 황산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | 5.9 | 1.0↓ |
| 30 | 인산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | 4.2 | 1.0↓ |
| 31 | 질산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | 7.0 | 1.0↓ |
| 32 | 염산 | 7.50 | 불산 | 0.009 | - | - | 25 | 60 | 6.4 | 1.0↓ |
상기 언급된 결과로부터, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 단시간 및 저온 처리에서도 충분한 포토레지스트 제거 능력을 갖고 있고 금속에 부식적이지 않다는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 유기불소 포토레지스트 잔사 제거액과 비교하여 세척단계동안 훨씬 덜 에칭을 유발하였고, 알루미늄 배선을 얇게 하고 구멍을 형성하게 하는 것을 억제할 수 있었다.
기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 포함하는 주된 요소로써 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하는 본 발명의 상기 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물을 사용함에 따라, 상기 포토레지스트 잔사는 상기 금속 배선의 부식없이 단시간 및 저온에서 제거될 수 있었다.
본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물은 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 포함하는 주된 요소로써 합금의 배선 물질에 대하여 저부식성이고, 환경에 대하여 부담을 줄이기 위하여 유기용매와 같은 유기화합물을 많이 포함하지 않고, 우수한 저장 안정성을 갖고, 짧은 작업 시간과 저온 처리가 가능하다.
도 1은 유기불소 포토레지스트 잔사 제거액으로 처리한 반도체 회로 소자(배선물질필름을 가진)의 도면이다.
도 2는 본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물로 처리한 반도체 회로 소자(배선물질필름을 가진)의 도면이다.
도 3은 본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물로 처리한 반도체 회로 소자(물결무늬 구조 또는 쓰루 홀을 갖는 다층배선)의 도면이다.
도 4는 순수로 세척할 때 유기불소 포토레지스트 잔사 제거액으로 처리한 반도체 회로 소자의 에칭 작용을 나타내는 도면이다.
도 5는 순수로 세척할 때 본 발명의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물로 처리한 반도체 회로 소자의 에칭 작용을 나타내는 도면이다.
Claims (8)
- 기판 표면에 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 건식 에칭 후 레지스트 애싱 처리중에 형성되는 포토레지스트 잔사를 제거하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물에 있어서,상기 조성물은 무기산의 하나 또는 둘 또는 그 이상의 종류와 무기불소화합물의 하나 또는 둘 또는 그 이상의 종류로 구성되고, 가해진 무기산의 함량은 30 중량% 이하이고, 가해진 무기불소화합물의 함량은 불산 기준으로 0.001 내지 0.015 중량%이고,단, 상기 조성물은 유기산, 4급 알킬 암모늄, 과산화수소 및 오존을 포함하지 않는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 무기산은 황산, 질산, 염산 및 인산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 무기불소화합물은 불산, 불화암모늄 및 불화수소암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 무기산은 황산인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 무기불소화합물은 불산인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 제1항에 있어서, 착화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물.
- 알루미늄, 구리, 텅스텐 중의 어느 금속 또는 상기 금속 중의 어느 하나를 주된 요소로써 포함하는 합금의 배선이 형성되는 단계에서 제1항 내지 제6항의 어느 한 항의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 건식 에칭후 레지스트 애싱 처리에 의해 형성된 포토레지스트 잔사를 제거하기 위하여 사용되는 반도체 회로 소자 제조공정.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 포토레지스트 잔사 제거용 액상 조성물이 다층배선에 전처리 또는 후처리를 수행하는 데 사용되는 반도체 회로 소자 제조공정.
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