KR20080017849A - 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를이용한 박리 방법 - Google Patents

아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를이용한 박리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를 이용한 박리 방법에 관한 것으로, 특히 박리액 중 아미드계 화합물은 친수성기와 소수성기를 모두 갖고 있어 박리액의 표면장력을 낮춤으로써 포토레지스트와 막질 사이로의 박리액의 침투를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 킬레이팅 구조가 가능한 화학 구조를 띠므로 반도체 공정 중 하소, 드라이 에칭, 고온의 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 필름, 유무기 폴리머를 박리 효과가 탁월하며, 박리액에 노출되는 하부의 절연막과 금속막 등에 대한 부식 방지 역할이 뛰어나다. 그러므로 LSI(고밀도 집접회로), VLSI(초대규모집적회로)와 같은 고집적화된 반도체 소자 제조 공정의 적용에 효과적이다.
아미드계 화합물, 플라즈마 에칭, 고온 에싱, 포토레지스트, 폴리머, 부식성, 박리액

Description

아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를 이용한 박리 방법{PHOTORESIST STRIPPING LIQUID CONTAINING AMIDE AND A METHODOF STRIPPING PHOTORESISTS USING THE SAME}
본 발명은 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를 이용한 박리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 표시 소자의 제조에서, 통상 금속 배선 형성은, 기판상에 금속 또는 금속 산화물 층을 형성하는 공정, 포토레지스트층을 형성하는 공정, 포토레지스트에 마스크 패턴을 전사하는 노광 공정, 패턴을 따라 막을 에칭하는 식각 공정 및 포토레지스트를 제거하는 박리공정으로 진행된다. 최근 배선 간격이 좁아짐에 따라 반응성 가스를 이용한 드라이에칭 및 고온 에싱 공정이 반도체 공정 또는 액정 표시 소자 제조 공정 중 중요한 공정으로 자리잡아가고 있는데, 이 공정 중에 발생하는 일부 잔사물, 즉 폴리머가 절연막 또는 금속막에 강하게 응착되는 현상이 나타난다. 이러한 포토레지스트 잔사물, 즉 폴리머는 포토레지스트 박리액으로 제거하는 것이 보통이다.
이러한 포토레지스트 필름, 또는 잔류 유, 무기 폴리머를 박리하는 용액, 즉 박리제로서 무기산, 무기염기, 또는 유기 용매, 예를 들면 할로겐화 유기 용매, 알킬벤젠술폰산, 방향족 탄화수소용매와 알킬벤젠술폰산의 혼합물 등이 종래부터 사용되고 있다. 그러나 박리제의 유효 성분으로써 무기산 또는 무기염기를 사용하는 경우 작업상의 어려움이 수반되기 때문에 유기 용매를 사용하는 것이 일반적이며, 최근에는 극성 용매 및 아민을 수반하는 아민계 박리제가 많이 사용되고 있다. 아민계 박리제를 제안하는 문헌들의 예는 다음과 같다.
미국 특허공보 제 4,617,251호에는 아민 화합물 [예컨대, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 또는 이들의 혼합물] 및 극성 용매(예컨대, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라히드로푸르푸릴알코올, 디메틸글루타레이트, 술포란, 감마-부틸락톤(GBL), N,N-디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물)을 함유하는 포지형 포토레지스트 스트리핑 조성물이 개시되어 있고, 미국 특허공보 제4,770,71호에는 아미드 화합물(예컨대, N,N-디메틸아세트아미드) 및 아민 화합물(예컨대, 모노에탄올아민)을 포함하는 포지형 포토레지스트 스티리핑 조성물이 개시되어 있다. 또한 국내 공개특허공보 제1020040098751호에는 수용성 유기아민화합물, 알킬렌 모노알킬에테르 화합물, 극성 비양자성 용매, 박리촉진제, 및 부식 방지제 등으로 구성된 스트리핑 조성물이 개시되어 있다.
상기의 아민계 박리용액으로는 드라이에칭 후에 잔류하는 포토레지스트 잔사물을 완전하게 제거하지 못한다. 또한 아민계 포토레지스트 박리제는 때때로 부식이라는 심각한 문제를 야기하는데, 특히 알루미늄 기판을 사용하는 경우에 심한 부식이 발생한다. 박리 단계 후에 기판 표면 또는 기판 캐리어 상에 소량으로 남아 있는 아민계 박리액은 세정시 사용되는 물을 이온화하는데, 이렇게 이온화된 물이 부식을 진행시키는 것으로 생각된다. 바꾸어 말하면, 박리액의 아민 성분은 그 자체로는 기판을 부식시키지 않지만, 물이 부식을 야기하도록 격발하는 역할을 할 수 있다. 이러한 부식 문제 외에도 박리액과 물에 대한 이물질의 용해도 차이로 인해, 박리 과정 후에 바로 물로 세정하는 경우 잔류 박리액에 녹아 있던 물질이 석출되는 문제점이 발생된다. 이러한 아민계 박리용액의 단점을 해결하고자 하이드록실 아민 화합물로 구성되는 박리용액 또는 불소계 화합물을 함유하는 조성물이 제안되었다. 이들 박리액을 제안하는 문헌들의 예는 다음과 같다.
미국 특허공보 제5,279,771호에는 하이드록실아민, 알칸올아민 및 임의의 극성 용매를 포함하는 스트리핑 조성물이 개시되어 있고, 일본공개특허공보 평 4-289,866호에는 하이드록실아민류, 알칸올아민류, 및 물로 구성된 포토레스지트 제거용 조성물이 제안되어 있으며, 일본공개특허공보 평 6-266119호에는 GBL, DMF, DMAc, NMP 등의 극성 용매, 2-메틸아미노에탄올 등의 아미노알콜류 및 물을 함유하는 박리액이 개시되어 있다. 또한 미국 특허공개공보 제 20050014667호에는 불소계 화합물(예컨대, 암모늄 플루오라이드, 알킬 암모늄 플루오라이드, 에탄올아민 플루오라이드, 암모늄 바이플루오라이드, 알킬 암모늄 바이플루오라이드, 및 이들의 혼합물), 탈이온 증류수, 아미드와 에테르로 구성된 유기용매, 및 무기산(황산, 인산, 가용성을 띤 인산 유도체 또는 이들 혼합물), 그리고 알칸올아민 등으로 구성된 희석 불소계 스트리핑 조성물이 제시되어 있다. 또한 일본공개특허공보 2003122028호에는 불소계화합물, 에테르계 화합믈과 아미드계 화합물의 혼합물, 및 물로 구성되는 박리조성물이 제시되어 있으며, 일본공개특허공보 제2004247416호에는 유기용제, 불소계 화합물, 산화제, pH 조절제, 부식방지제, 및 물로 구성되는 박리액이 개시되어있다.
그러나 상기 스트리핑 용액 조성물은 여전히 드라이에칭, 에싱, 이온 주입 공정에 의해 경화된 포토레지스트 필름을 효과적으로 제거하지 못할 뿐만 아니라, 박리액에 노출되는 금속막 또는 금속합금을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명은 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를 이용한 박리 방법에 관한 것으로, 반도체 공정 중 하소, 드라이 에칭, 고온의 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 필름, 및 유무기 폴리머에 대한 박리 및 세정 효과가 탁월할 뿐만 아니라 박리액에 노출되는 하부의 절연막과 금속막 등에 손상을 주지 않는 박리액 및 이를 이용한 박리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 하기 화학식 1의 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액을 제공한다.
또한 본 발명은 조성물 총량에 대하여 하기 화학식 1의 아미드계 화합물 1~20중량%, 수용성 유기아민계 화합물 5~50중량%, 하이드록실아민염계 화합물 1~20중량%, 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물 1~20중량%, 수용성 극성 비양자성 용매 1~40중량%, 하기 화학식 2의 화합물 0.01∼10중량%, 방향족 하이드록시 화합물 0.1~10중량%, 및 탈이온수 10~50중량%를 포함하는 포토레지스트 필름 및 잔류 폴리머 박리액을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112006059894498-PAT00001
상기 화학식 1에서, R1은 수소, 탄소수가 1-10인 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 탄소수가 5-8개인 시클로알킬 또는 탄소수가 6-10개인 아릴기를 나타내며,
[화학식 2]
Figure 112006059894498-PAT00002
상기 화학식 2에서, R2 및 R3는 각각 수소, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 하이드록시기, 알킬기 등을 나타낸다.
이하에서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
[화학식 1]
Figure 112006059894498-PAT00003
상기 화학식 1에서, R1은 수소, 탄소수가 1-10인 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 탄소수가 5-8개인 시클로알킬 또는 탄소수가 6-10개인 아릴기를 나타낸다.
본 발명의 박리액에 있어, 상기 화학식 1의 화합물은 친수성기와 소수성기를 모두 갖고 있어 박리액의 표면장력을 낮춤으로써 포토레지스트와 막질 사이로의 박리액의 침투를 용이하게 할 수 있다. 또한 화학식 1의 화합물은 킬레이팅 구조가 가능한 화학 구조를 가지고 있어, 반도체 공정 중 하소, 드라이 에칭, 고온의 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 필름, 유무기 폴리머를 박리 및 세정하는 효과가 탁월할 뿐만 아니라 박리액에 노출되는 하부의 절연막과 금속막 등에 대한 부식 방지 역할을 한다.
화학식 1의 화합물로 바람직하게는 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아마이드 (3-Methoxy-N,N-dimethylpropionamide), 3-벤질옥시-N,N-디메틸프로피온아마이드 (3-Benzyloxy-N,N-dimethylpropionamide), 3-(n-헥실옥시)-N,N-디메틸프로피온아마이드 (3-(n-Hexyloxy)-N,N-dimethylpropionamide), 3-(2-에틸헥실옥시)-N,N-디메틸프로피온아마이드 (3-(2-Ethylhexyloxy)-N,N-dimethylpropionamide), 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아마이드 (buthoxy-N,N-dimethylpropionamide)이다.
박리액 내 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 1~20중량%인 것이 바람직하다. 1중량% 미만으로 사용될 경우 드라이에칭, 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 포토레지스트 필름 및 폴리머 박리 효과가 떨어질 뿐만 아니라 하부의 절연막이나 금속막에 대한 부식 방지 효과가 나타나지 않으며, 20중량% 초과로 사용되면 포토레지스트 제거성 측면과 금속막이나 절연막에 대한 부식 방지 등의 성능 향상 효과 에 비해 조성물의 제조 원가의 부담이 크므로 산업상 이용 가능성 측면에서 불리하다고 판단된다.
본 발명의 박리액 조성물에 있어, 수용성 유기 아민계 화합물은 1차 아미노알코올 화합물, 2차 아미노알코올 화합물, 3차 아미노알코올 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노알코올 화합물 또는 이들의 혼합물로서 구성된다. 구체적인 예로서 모노-, 디-, 또는 트리-에탄올아민, 모노-, 디-, 또는 트리-프로판올아민, 모노-, 디-, 또는 트리-이소프로판올아민, 부탄올아민, 부틸모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 트리이소프로판올아민 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 이소프로판올아민 또는 이들의 혼합물 등이 특히 바람직하다.
박리액 내 수용성 유기 아민계 화합물의 함량은 5~50중량%인 것이 바람직하다. 5중량% 미만으로 사용될 경우 포토레지스트 필름에 대한 박리 효과가 떨어지게 되고 50중량% 초과로 사용될 경우 잔류물 제거를 힘들게 할 뿐만 아니라 환경적 측면과 처리 비용면에서 불리하다.
본 발명의 박리액에 있어, 하이드록실 아민염계 화합물은 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 포스페이트, 하이드록실아민 염산, 하이드록실아민 설포닉산 또는 이들 중 하나 이상의 혼합물이 바람직하다.
박리액 내 하이드록실 아민염계 화합물의 함량은 1~20중량%인 것이 바람직하다. 1중량% 미만으로 사용될 경우 드라이에칭, 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 포토레지스트 필름, 즉, 유, 무기 폴리머의 박리 효과 가 떨어지게 되고 20중 량% 초과로 사용되면 박리액에 노출되는 하부의 절연막이나 금속막에 대한 부식성이 나타나게 된다.
본 발명의 박리액에 있어, 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물은 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 특히 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
박리액 내 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물의 함량은 1~20중량%인 것이 바람직하다. 이 때 1중량% 이내로 사용될 경우 드라이에칭, 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 필름 및 폴리머에 대한 용해 능력 저하라는 문제가 발생되고, 20중량% 초과로 사용되면 박리액의 상분리 현상의 원인이 된다.
본 발명의 박리액에 있어, 수용성 극성 비양자성 용매 화합물은 고분자 수지에 대한 용해력이 매우 뛰어난 용제로서 N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸포름아마이드(DMF), 테트라히드로푸르푸릴알코올, 이소포론, 디에틸아디페이트, 디메틸글루타레이트, 술포란, 감마-부틸락톤(GBL) 및 이들의 혼합물이 바람직하며, N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO), 감마-부틸락톤(GBL) 등이 특히 바람 직하다.
박리액 내 수용성 극성 비양자성 용매 화합물의 함량은 1~40중량%인 것이 바람직하다. 이 때 1중량% 미만으로 사용될 경우 박리액의 포토레지스트 및 폴리머의 용해 능력이 저하되고 이들이 재부착되는 경우가 발생하고 40중량% 초과로 사용되는 경우 포토레지스트 필름 및 유, 무기 폴리머의 분해 역할을 하는 화합물의 함량이 상대적으로 낮아져 박리 효과가 떨어지는 원인이 된다.
본 발명의 박리액에 있어, 하기 화학식 2의 화합물은 포토레지스트 및 폴리머를 분해시킬 수 있는 구조를 가지고 있어 금속막 및 절연막에 강하게 응착된 폴리머의 박리능력을 촉진하는 역할을 하는 화합물로써 우레아, N-메틸우레아, N-에틸우레아, 하이드록시우레아 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식2]
Figure 112006059894498-PAT00004
상기 화학식 2에서, R2 및 R3는 각각 수소, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 하이드록시기, 알킬기 등을 나타낸다
박리액 내 상기 화학식 2의 화합물의 함량은 0.01~10중량%인 것이 바람직하다. 0.01중량% 미만으로 사용될 경우 박리액의 박리 능력이 상대적으로 떨어지는 원인이 되며, 10중량% 초과로 사용될 경우 박리액 중 수산화 이온의 활동도를 낮추 어 박리 성능면에서 불리하다고 판단된다.
본 발명의 박리액에 있어, 방향족 하이드록시 화합물은 아민계 화합물과 탈이온수의 반응으로 형성된 수산화 이온이 제거 대상인 포토레지스트 필름 또는 폴리머와 기판의 접촉면 사이로 침투되는 것을 돕는 역할을 하여 경화된 포토레지스트 필름 및 폴리머를 제거하는데 주요 구성 성분으로서 역할을 한다. 또한 킬레이트제로서 박리액에 노출된 금속막 및 절연막에 대한 손상을 최소화시키는 부식 방지제로서의 역할도 함께 수행한다.
방향족 하이드록시 화합물은 하이드로퀴논, 카테콜, 레소르시놀, 피로갈롤, 메틸 칼레이트, 갈산, 프탈산 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 특히 카테콜, 피로갈롤, 갈산, 메틸 갈레이트가 특히 바람직하다.
박리액 내 방향족 하이드록시 화합물의 함량은 0.1~10중량%인 것이 바람직하다. 0.1중량% 미만으로 사용될 경우 드라이에칭, 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 포토레지스트 필름 및 폴리머 박리 효과가 저하될 뿐만 아니라 박리제에 노출되는 하부의 절연막이나 금속막의 부식 현상이 나타나고, 10중량% 초과로 사용될 경우 화학식 1의 화합물과 마찬가지로 성능 향상 효과에 비해 조성물의 제조 원가의 부담이 커지므로 산업상 이용 가능성 측면에서 불리하다고 판단된다.
본 발명의 박리액에 있어, 탈이온 증류수의 함량은 10~50중량%인 것이 바람직하다. 이 때 10중량% 미만으로 사용될 경우 포토레지스트 필름 및 폴리머의 박리 역할을 하는 화합물의 활동도를 떨어뜨려 박리 효과가 저하되는 현상이 나타나고 50중량% 초과로 사용될 경우 박리 효과를 나타내는 화합물의 함량이 상대적으로 적 어져 박리 효과가 떨어지는 원인이 된다.
본 발명의 박리액은 LSI, VLSI와 같은 고집적화된 반도체 소자 제조 공정에서 반도체를 구성하는 절연막 및 금속막 등에 대하여 낮은 부식성을 보이며, 특히 반도체 배선으로 사용되고 있는 구리 또는 알루미늄막에 적합하다.
본 발명의 박리액은 상기에서 언급한 화합물을 소정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있으며 혼합 방법은 특별히 제한되는 것이 아니며 여러 가지 공지 방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제에 있어서, 본 발명은 상기 박리액을 이용한 포토레지스트 및 잔류 폴리머 박리 방법을 제공 한다. 본 발명의 박리 방법은 바람직하게는 습식 및 건식 에칭과정, 고온 에싱, 그리고 이온 주입 공정 후 발생할 수 있는 경화된 포토레지스트 필름, 퍼핑된 포토레지스트 및 유, 무기 폴리머를 박리 및 세정하는데 사용할 수 있다.
박리 방법은 당 업계에 통상적으로 알려진 박리 방법에 의하여 수행할 수 있으며, 박리액과 포토레지스트막 및 폴리머가 형성되어 있는 기판이 접촉할 수 있는 방법이면 양호한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 박리 방법으로는 침적, 분무를 이용한 방법 등이 적용된다. 침적 및 분무에 의하여 박리하는 경우, 박리 조건으로서 온도는 대개 10~100℃, 바람직하게는 20~80℃이고, 침적 및 분무 시간은 대개 30초 내지 30분, 바람직하게는 1분 내지 20분이지만, 본 발명에 있어서 엄밀하게 적용되지는 않으며, 당업자에 의해 용이한 그리고 적합한 조건에서 사용될 수 있다.
본 발명의 박리액은 습식 및 건식 에칭 과정, 드라이 에싱과정, 그리고 이온 주입 공정 후 발생할 수 있는 경화된 포토레지스트 필름 및 유, 무기 폴리머의 제거성이 뛰어나고, 반도체 소자를 구성하는 절연막, 금속막을 구성하는 물질에 대한 부식성이 매우 낮으며, 결과적으로 LSI, VLSI와 같은 반도체 소자 제조 공정에서 박리액, 또는 세정액으로 사용될 수 있다.
[실시예]
(실시예 1~7, 비교예 1~3)
박리액 제조
하기 표1과 같은 조성과 함량으로 혼합하여 실시예 1~7 및 비교예 1~3의 박리액을 제조하였다.
박리 능력 및 저부식성 테스트
박리 능력 테스트
플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 발생되는 경화된 포토레지스트막과 유, 무기 잔사물이 금속막 또는 절연막에 응착된 시편을 온도 65℃의 박리액에 20분간 침적시킨 후 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후 질소 가스를 이용하여 건조시킨다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 경화된 포토레지스트 필름과 유, 무기 잔사물의 제거성을 평가하였다. 제거성 평가는 다음과 같은 기준에 의거 평가 결과를 명기하였으며 그 결과는 하기의 표 3에 나타내었다.
O : metal, pad, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 완전하게 제거된 경우
△: metal, pad, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 70% 이상 제거된 경우
X : metal, pad, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 거의 제거되지 않은 경우
부식성 테스트
맨(bare) 실리콘막에 금속막과 절연막이 성막된 시편을 온도 65℃의 박리액에 20분 동안 침적시킨 후 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후 질소 가스를 이용하여 건조시킨다. 그리고 주사 전자 현미경과 막두께 측정기(4-point probe, 비접촉 막두께 측정기, filmetrix)를 이용하여 부식 정도를 평가하였다. 부식성성 평가는 다음과 같은 기준에 의거 평가 결과를 명기하였다. 그 결과는 표 3에 나타내었다.
O : metal, pad의 상하부, 측면에 부식이 없는 경우
△: metal, pad의 상하부, 측면에 일부분 부식이 있는 경우
X : metal, pad의 상하부, 측면에 부식이 많은 경우
(중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
MEA 30 25 35 40 20 40 45
HAS 15 15 10 10 15 10 5
NMP 13 18 - - 20 10 12
DMSO - - 18 10 - - -
MFTG 5 - 5 - 5 -
BDG - 7 - 10 - 10 10
H2O 20 23 20 15 23 18 15
갈산 - - 4 4 - 4 5
카테콜 4 3 - - 2 - -
우레아 1 2 2 1 2 2 2
BMPA 12 - 10 - - -
MdMPA - 7 6 - 13 6 6
MEA : monoethanolamine
HAS : hydroxylaminesulfate
NMP : N-methylpyrolidone
MFTG : tripropylene glycol monomethyl ether
BDG : diethylene glycol monomethyl ether
BMPA : buthoxy-N,N-dimethylpropionamide
MdMPA : 3-Methoxy-N,N-dimethylpropionamide
(중량%)
비교예 1 비교예 2 비교예 3
MEA 15 40 30
HA 60 - -
HAS - 10 -
NMP - 15 20
DMSO - - -
MFTG - - -
BDG - 10 20
H2O 21 18 25
카테콜 4 5 5
우레아 2 -
HA : hydroxylamine
박리성 & 테스트 결과
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
박리성 O O O O O O O △ △ X
부식성 O O O O O O O X △ △
비교예 1~3의 박리액은 박리성과 부식성이 좋지 않았다. 그러나 본 발명에 따른 실시예 1~7은 박리성과 부식성이 모두 우수한 것을 볼 수 있다.
본 발명은, 반도체 공정 중 하소, 드라이 에칭, 고온의 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정후 경화된 포토레지스트 , 유무기 폴리머를 박리 및 세정 효과가 탁월할 뿐만 아니라 박리액에 노출되는 하부의 절연막과 금속막 등에 손상을 주지 않는 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액 및 이를 이용한 박리 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1의 아미드계 화합물을 포함하는 포토레지스트 박리액:
    [화학식 1]
    Figure 112006059894498-PAT00005
    상기 화학식 1에서, R1은 수소, 탄소수가 1-10인 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 탄소수가 5-8개인 시클로알킬 또는 탄소수가 6-10개인 아릴기를 나타낸다.
  2. 박리액 총량에 대하여 하기 화학식 1의 화합물 1~20중량%, 수용성 유기 아민계 화합물 5~50중량%, 하이드록실 아민염계 화합물 1~20중량%, 수용성 극성 비양자성 용매 1∼40중량%, 알킬렌 글리콜 알킬 에테르류 화합물 1~20중량%, 하기 화학식 2의 화합물 0.01~10중량%, 방향족 하이드록시 화합물 0.1~10중량%, 및 탈이온수 10~50중량%를 포함하는 포토레지스트 박리액:
    [화학식 1]
    Figure 112006059894498-PAT00006
    상기 화학식 1에서, R1은 수소, 탄소수가 1-10인 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 탄소수가 5-8개인 시클로알킬 또는 탄소수가 6-10개인 아릴기를 나타내며,
    [화학식 2]
    Figure 112006059894498-PAT00007
    상기 화학식 2에서, R2 및 R3는 각각 같거나 상이하게 수소, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 하이드록시기, 또는 알킬기를 나타낸다.
  3. 청구항 2에 있어서, 수용성 유기 아민 화합물이 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, 디프로판올아민, 트리프로판올아민, 모노이소프로판올, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 부탄올아민, 부틸모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 트리이소프로판올아민 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  4. 청구항 2에 있어서, 하이드록실아민염계 화합물은 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 포스페이트, 하이드록실아민 염산, 하이드록실아민 설포닉산 또는 이들 중 하나 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  5. 청구항 2에 있어서, 수용성 극성 비양자성 용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO), 감마-부틸락톤(GBL) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  6. 청구항 2에 있어서, 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물은 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물이 N-메틸우레아, N-에틸우레아, 하이드록시우레아, 우레아 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  8. 청구항 2에 있어서, 방향족 하이드록시 화합물이 카테콜, 피로칼롤, 갈산, 메틸갈레이트, 카비톨 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 박리액을 사용하여, 고집적 반도체 소자 또는 액정 패널 제조 공정 중 드라이 에칭, 고온의 에싱 공정, 그리고 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 및 유, 무기 폴리머를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 방법.
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