KR20080076016A - Photoresist stripper composition and exfoliation method of a photoresist using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 포토레지스트 박리용 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 박리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서, 기판으로부터 레지스트막을 박리하기 위한 알칼리 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 박리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoresist stripping composition and a photoresist stripping method using the same, and more particularly, to an alkali composition for stripping a resist film from a substrate and a photoresist stripping method using the same in a semiconductor device manufacturing process. will be.
반도체 디바이스의 제조는, 금속막 또는 절연막층을 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 중 중요한 공정으로 자리잡아가고 있으며, 이들 공정에 의해 기인하는 일부 잔류하는 잔사물, 즉 폴리머가 절연막 또는 금속막에 강하게 응착되는 현상이 나타난다. 이러한 포토레지스트 잔사, 즉 폴리머는 포토레지스 트 박리액으로 제거하는 것이 보통이다. The manufacture of a semiconductor device includes a process of forming a metal film or an insulating film layer, a process of forming a photoresist layer, an exposure process of transferring a mask pattern to the photoresist, an etching process of etching the film along the pattern, and a peeling of removing the photoresist. The process proceeds. In recent years, as the wiring spacing has narrowed, dry etching and high temperature ashing processes using reactive gases have become important processes in the semiconductor process, and some residual residues caused by these processes, that is, polymers, are strongly applied to the insulating film or the metal film. The phenomenon of adhesion appears. Such photoresist residues, ie, polymers, are usually removed with a photoresist stripper.
반도체 공정 중 생산라인 전단에서 소스/드레인을 형성하는 이온주입 공정은 3족 또는 5족의 이온을 실리콘의 표면을 뚫고 들어갈 만큼 큰 에너지를 갖도록 전기장으로 가속하여 실리콘 속으로 주입하는 공정으로 실리콘에 불순 이온을 도핑하여 부분적으로 전도도, 문턱 전압 등의 전기적 성질을 바꾸기 위한 목적으로 수행되는 공정이다. The ion implantation process, which forms the source / drain at the front of the production line during the semiconductor process, is a process of accelerating into the silicon by injecting ions of Group 3 or Group 5 into an electric field to have energy that is large enough to penetrate the surface of the silicon. It is a process performed for the purpose of partially changing the electrical properties such as conductivity, threshold voltage by doping ions.
소스/드레인 영역을 형성하기 위해서는 높은 도즈(dose)량의 이온주입공정을 거치므로 포토레지스트 상부의 경화가 가속화되고 따라서 이 포토레지스트를 제거하는 것은 매우 어렵다. 이러한 포토레지스트를 제거하기 위해 고온 에싱 처리를 할 경우 포토레지스트의 부피는 줄지만 포토레지스트막의 경화가 심화되고 또한 포토레지스트 내부의 압력 상승으로 인한 퍼핑 작용에 의해 폴리머가 형성되므로 이들 역시 제거하기가 어렵다. To form the source / drain regions, a high dose amount of ion implantation is performed, thereby accelerating the curing of the upper portion of the photoresist and thus removing the photoresist is very difficult. When the high temperature ashing treatment is performed to remove the photoresist, the volume of the photoresist decreases, but since the curing of the photoresist film is intensified and the polymer is formed by the puffing action due to the pressure increase inside the photoresist, they are difficult to remove. .
이러한 포토레지스트막 및 플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 공정 후 잔류하는 폴리머, 그리고 이온 주입 후 경화된 포토레지스트를 제거하는 박리용액으로서 아민계 박리제, 히드록실 아민 화합물로 구성되는 조성물이 제안되었다. 예를 들면 미국 특허공보 제 4,617,251호는 특정 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 조성물에 대해 개시하고 있고, 미국 특허공보 제5,279,771호는 히드록실아민, 알칸올아민 및 임의의 극성 용매를 포함하는 스트리핑 조성물을 개시하고 있다. As a peeling solution for removing the photoresist film, the polymer remaining after the plasma etching or high temperature ashing process, and the cured photoresist after ion implantation, a composition composed of an amine release agent and a hydroxyl amine compound has been proposed. For example, US Pat. No. 4,617,251 discloses certain amine compounds [eg, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, or mixtures thereof) and polar solvents such as N -Methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofurfuryl alcohol, dimethylglutarate, sulfolane, gamma-butyllactone (GBL), N, N-dimethylacetamide and mixtures thereof) A topographic photoresist stripping composition is disclosed, and US Pat. No. 5,279,771 discloses a stripping composition comprising hydroxylamine, alkanolamine and any polar solvent.
그러나, 상기의 아민계 박리용액으로는 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류 폴리머나 이온 주입 후 경화된 포토레지스트를 완전하게 제거하지 못하거나, 알루미늄과 같은 금속막의 부식이 심각한 문제점을 안고 있다. However, the amine-based peeling solution does not completely remove the residual polymer or the photoresist cured after ion implantation after plasma etching, high temperature ashing, or the corrosion of a metal film such as aluminum has serious problems.
또한, 상기와 같은 아민계 박리용액과 별도로 알카리 화합물, 카르복실산, 및 물 등으로 구성된 포토레지스트 조성물이 제안되고 있다. 예를 들면, 일본 공개 특허11-125916호는, 아민, 물, α-히드록시탄산(α-Hydroxycarbonic acid), 유기용매 등으로 구성된 박리제를 개시 하였고, 일본특개평 11-174690호는 알카놀아민, 유기산, 그리고 물로 구성된 사이드월 제거액을 개시하고 있고, 대한민국 특허 공보 10-0503702호는 카르복실기 함유 산성 화합물, 알카놀아민류, 및 특정의 제 4급 암모늄히드록시드 중에서 선택되는 1종 이상의 염기성 화합물, 함황 방식제, 및 물을 함유하고 pH가 3.5~5.5인 포토레지스트 박리액을 개시하고 있다. In addition, a photoresist composition composed of an alkali compound, a carboxylic acid, water, and the like separately from the amine peeling solution as described above has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-125916 discloses a release agent composed of amine, water, α-Hydroxycarbonic acid, an organic solvent, and the like, and Japanese Patent Laid-Open No. 11-174690 discloses alkanolamines. , Sidewall removal liquid consisting of organic acid, and water, and Korean Patent Publication No. 10-0503702 discloses one or more basic compounds selected from carboxyl group-containing acidic compounds, alkanolamines, and certain quaternary ammonium hydroxides, A photoresist stripper containing a sulfur-containing anticorrosive and water and having a pH of 3.5 to 5.5 is disclosed.
그러나 이러한 조성물은 고집적화된 반도체 소자 제조 공정 중 플라즈마 에칭 또는 고온 에싱, 그리고 이온 주입 후 발생하는 폴리머 및 경화된 포토레지스트 제거성이 떨어지거나 금속막 또는 폴리 실리콘과 같은 절연막의 부식이 발생하는 문제가 있으므로, 보다 고성능의 박리제가 요구되고 있다.However, these compositions have problems such as plasma etching or high temperature ashing during the highly integrated semiconductor device fabrication process, poor polymer and cured photoresist removal after ion implantation, or corrosion of an insulating film such as metal film or polysilicon. The higher performance peeling agent is calculated | required.
따라서, 본 발명은 반도체 디바이스 제조 시 미들라인 및 생산라인 후단의 성막 형성 공정 중 하드 베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 폴리머를 막질의 부식 없이 효과적으로 제거하는 박리 공정에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 생산라인 전단의 공정에서 소스/드레인 영역을 형성하기 위해서 불순물을 도핑하는 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트의 박리 공정에도 탁월한 역할을 하는 포토레지스트 박리용 조성물 및 이를 이용한 박리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention can be used in a stripping process that effectively removes photoresist and polymer remaining after hard baking, plasma etching, and high temperature ashing during the film formation process in the middle line and the production line at the end of semiconductor device manufacturing without corrosion of film quality. Rather, to provide a photoresist stripping composition and a peeling method using the same, which plays an excellent role in the peeling process of the cured photoresist after the ion implantation process of doping the impurities to form the source / drain region in the front end of the production line The purpose.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여, 알카리 화합물 5~50중량%, 수용성 극성 용제 화합물 1~40중량%, 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물 5~40중량%, 탈이온 증류수 5~40중량%, α-히드록시카르복실산 0.1~10중량%, 히드록실기를 포함하는 방향족 화합물 0.1~10중량%, 메르캅토기를 포함하는 함황 방식제 0.01~5중량%를 포함하는 포토레지스트 박리용 조성물 및 이를 이용한 박리 방법에 관한 것이다. The present invention is 5 to 50% by weight of the alkali compound, 1 to 40% by weight of the water-soluble polar solvent compound, 5 to 40% by weight of the alkylene glycol alkyl ether compound, 5 to 40% by weight of deionized distilled water, α -A photoresist stripping composition comprising 0.1 to 10% by weight of hydroxycarboxylic acid, 0.1 to 10% by weight of an aromatic compound containing a hydroxyl group, and 0.01 to 5% by weight of a sulfur-containing anticorrosive agent containing a mercapto group and the same It relates to the peeling method used.
상기의 본 발명의 박리용 조성물은 추가로 직쇄 다가 알코올을 더 포함할 수 있다. The peeling composition of the present invention may further include a straight-chain polyhydric alcohol.
또한, 본 발명의 박리용 조성물은 pH가 9~12인 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable that pH of the peeling composition of this invention is 9-12.
본 발명의 박리용 조성물에서 사용되는 알카리 화합물은 1차 아미노알코올 화합물, 2차 아미노알코올 화합물, 및 3차 아미노알코올 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칸올아민 화합물 또는 특정의 제 4 급 암모늄히드록시드 화합물 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 구체적인 예로서 모노-, 디-, 또는 트리-에탄올아민, 모노-, 디-, 또는 트리-프로판올아민, 모노-, 디-, 또는 트리-이소프로판올아민, 부탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라프로필암모늄히드록시드, 테트라부틸암모늄히드록시드, 모노메틸트리프로필암모늄히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄히드록시드, (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄히드록시드 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이 바람직하며, 모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 이소프로판올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 특히 바람직하다. The alkali compound used in the peeling composition of the present invention is an alkanolamine compound selected from the group consisting of a primary amino alcohol compound, a secondary amino alcohol compound, and a tertiary amino alcohol compound or a specific quaternary ammonium hydroxide. Preference is given to compounds or mixtures thereof. Specific examples include mono-, di-, or tri-ethanolamine, mono-, di-, or tri-propanolamine, mono-, di-, or tri-isopropanolamine, butanolamine, N-butylethanolamine, N- Methylethanolamine, N-ethylethanolamine, triisopropanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, monomethyltripropylammonium hydroxide , (2-hydroxyethyl) tripropylammonium hydroxide, (1-hydroxypropyl) trimethylammonium hydroxide or mixtures of two or more thereof are preferable, and monoethanolamine, N-methylethanolamine, isopropanolamine , Tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide or a mixture of two or more thereof is particularly preferred.
본 발명의 박리용 조성물에서 알카리 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 5~50중량%인 것이 바람직하다. 이때 5중량% 미만으로 포함될 경우 경화된 포토레지스트에 대한 박리 효과가 떨어지게 되고, 50중량%를 초과하여 포함될 경우 환경적 측면과 처리 비용 측면, 그리고 폴리머의 제거성 면에서 불리하다. The content of the alkali compound in the peeling composition of the present invention is preferably 5 to 50% by weight based on the total weight of the composition. In this case, when included in less than 5% by weight, the peeling effect on the cured photoresist is inferior, and when included in excess of 50% by weight, it is disadvantageous in terms of environmental aspects, processing cost, and removal of the polymer.
본 발명의 박리용 조성물에서, 수용성 극성 용제 화합물은 고분자 수지에 대한 용해력이 매우 뛰어난 용제이며, 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 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하며, N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO), 감마-부틸락톤(GBL), 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 등이 특히 바람직하다. In the peeling composition of the present invention, the water-soluble polar solvent compound is a solvent having excellent solubility in the polymer resin, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), Dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethyl acetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), tetrahydrofurfuryl alcohol, isophorone, diethyl adipate, dimethyl glutarate, sulfolane, gamma-butyllactone (GBL) And mixtures of two or more thereof, and the like, and N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), gamma-butyllactone (GBL), dimethylacetamide (DMAc) and the like are particularly preferable.
본 발명의 박리용 조성물에서 수용성 극성 용제 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 1~40중량%인 것이 바람직하다. 이때 1중량% 미만으로 포함될 경우 박리 용액의 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트에 대한 용해 능력이 저하되고, 40중량%를 초과하여 포함될 경우 박리효과를 나타내는 다른 화합물의 함량이 상대적으로 낮아져 박리 효과가 떨어지는 원인이 된다. The content of the water-soluble polar solvent compound in the peeling composition of the present invention is preferably 1 to 40% by weight based on the total weight of the composition. At this time, when included in less than 1% by weight, the dissolving ability of the peeling solution to the cured or polymer-modified photoresist is reduced, and when included in excess of 40% by weight, the content of other compounds exhibiting a peeling effect is relatively low, resulting in a peeling effect. It causes falling.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 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, 프로필렌글리 콜 모노메틸 에테르 아세테이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이 바람직하며, 특히, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하다.In the peeling composition of the present invention, the alkylene glycol alkyl ether compounds include ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, Triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate or mixtures of two or more thereof are preferred, in particular diethylene glycol Monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, or mixtures of two or more thereof are preferred.
본 발명의 박리용 조성물에서 알킬렌글리콜 알킬에테르류 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 5~40중량%인 것이 바람직하다. 이때 5중량% 미만으로 포함될 경우 드라이에칭, 에싱 공정으로부터 기인하여 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트에 대한 용해 능력 저하라는 문제가 발생하고 40중량%를 초과하여 포함되면 박리 용액의 상분리 현상의 원인이 된다. The content of the alkylene glycol alkyl ether compound in the peeling composition of the present invention is preferably 5 to 40% by weight based on the total weight of the composition. In this case, when the amount is less than 5% by weight, the problem of deterioration in dissolving ability of the photoresist cured or polymer-denatured due to dry etching and ashing occurs. do.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 탈이온 증류수의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 5~40중량%인 것이 바람직하다. 이때 5중량% 미만으로 포함될 경우 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트의 박리 역할을 하는 화합물의 활동도를 떨어뜨려 박리 효과가 저하되는 현상이 나타나고, 40중량%를 초과하여 포함될 경우 박리 효과를 나타내는 다른 화합물의 함량이 상대적으로 떨어져 박리 효과가 떨어지는 원인이 된다. In the peeling composition of the present invention, the content of deionized distilled water is preferably 5 to 40% by weight based on the total weight of the composition. At this time, when the content is less than 5% by weight, the activity of the compound acting as the peeling of the cured or polymer-modified photoresist decreases, and the peeling effect is deteriorated. The content of the compound is relatively low, causing the peeling effect to drop.
본 박리용 조성물에 있어서, α-히드록시카르복실산은 글리콜산, 락트산, α-히드록시이소락트산, 주석산 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하다. In the composition for peeling, the α-hydroxycarboxylic acid is preferably glycolic acid, lactic acid, α-hydroxyisolactic acid, tartaric acid, or a mixture of two or more thereof.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, α-히드록시카르복실산의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01~10중량%인 것이 바람직하다. 이 때 0.01중량% 미만으로 포함될 경우 드라이에칭, 에싱 공정으로부터 기인된 폴리머를 금속막 또는 절연막으로부터 산화시켜 제거하는 능력이 떨어지는 원인이 되고, 10중량%를 초과하여 포함될 경우 박리 용액 중 수용성 유기 아민에 의한 포토레지스트 분해 능력을 감소시킬 뿐만 아니라 금속막 또는 절연막의 부식 현상의 원인이 된다. In the peeling composition of the present invention, the content of α-hydroxycarboxylic acid is preferably 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the composition. At this time, when contained in less than 0.01% by weight, the ability to oxidize and remove the polymer resulting from the dry etching and ashing process from the metal film or the insulating film is inferior, and when contained in excess of 10% by weight, the water-soluble organic amine in the peeling solution Not only reduces the photoresist decomposition ability, but also causes corrosion of the metal film or the insulating film.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 히드록실기를 포함하는 방향족 화합물로는 히드로퀴논, 카테콜, 레소르시놀, 피로갈롤, 메틸 칼레이트, 갈릭산 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하다. In the peeling composition of the present invention, the aromatic compound containing a hydroxyl group is preferably hydroquinone, catechol, resorcinol, pyrogallol, methyl calate, gallic acid or a mixture of two or more thereof.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 히드록실기를 포함하는 방향족 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1~10중량%인 것이 바람직하다. 이 때 0.1중량% 미만으로 포함될 경우 알루미늄과 같은 금속막 의 부식의 원인이 되고 10중량%를 초과하여 포함될 경우 조성물의 원가 부담이 될 수 있을 뿐만 아니라 상분리의 원인이 될 수 있다. In the peeling composition of the present invention, the content of the aromatic compound containing a hydroxyl group is preferably 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the composition. In this case, when included in less than 0.1% by weight may cause corrosion of the metal film such as aluminum, and when included in excess of 10% by weight may be a cost burden of the composition as well as may cause phase separation.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 메르캅토기를 포함하는 함황방식제로는 암모늄티오설페이트, 티오글리세롤, 티오글리콜산, 티오아세트산, 티오살리실릭산, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하다In the peeling composition of the present invention, the sulfur-containing anticorrosive agent containing a mercapto group is preferably ammonium thiosulfate, thioglycerol, thioglycolic acid, thioacetic acid, thiosalicylic acid, or a mixture of two or more thereof.
본 발명의 박리용 조성물에 있어서, 메르캅토기를 포함한 함황방식제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01~5중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 이 때 0.01중량% 미만으로 포함될 경우 텅스텐과 같은 금속막 또는 절연막의 부식의 원인이 되고 5중량%를 초과하여 포함되면 알카리 화합물 또는 유기 용매에 의한 포토레지스트 및 폴리머의 제거성을 약화시킨다.In the peeling composition of the present invention, the content of the sulfur-containing anticorrosive agent containing a mercapto group is preferably used in 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the composition. In this case, when included in less than 0.01% by weight, it causes corrosion of a metal film or an insulating film such as tungsten, and when included in an amount of more than 5% by weight, the removal of photoresist and polymer by an alkali compound or an organic solvent is weakened.
본 발명의 박리용 조성물에 추가적으로 포함될 수 있는 직쇄 다가 알코올 화합물은 금속막의 부식을 방지하기 위한 성분으로서 솔리톨, 자일리톨, 마니톨, 트레오졸, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등을 들 수 있으며, 조성물 총 중량에 대하여 0.01~5중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 이때 0.01중량% 미만으로 포함될 경우 알루미늄과 같은 금속막의 부식 방지 효과를 기대할 수 없고 5중량%를 초과하여 포함될 경우 직쇄 다가 알코올의 완전한 용해가 이루어지지 않는 문제점이 있다. The straight-chain polyhydric alcohol compound which may be additionally included in the peeling composition of the present invention may include solitol, xylitol, mannitol, threazole, or a mixture of two or more thereof as a component for preventing corrosion of the metal film. It is preferably included in 0.01 to 5% by weight relative to the total weight. At this time, when included in less than 0.01% by weight can not expect the corrosion protection effect of the metal film, such as aluminum, if contained in more than 5% by weight there is a problem that complete dissolution of the straight-chain polyhydric alcohol is not made.
본 발명의 박리용 조성물은 pH가 9~12인 것이 바람직하며, 조성물의 pH가 9 미만인 경우 박리력이 약하게 되는 문제점이 있고, pH가 12을 초과하면 금속에 대한 부식이 급속하게 진행되는 문제점이 있다. The peeling composition of the present invention preferably has a pH of 9 to 12, when the pH of the composition is less than 9 there is a problem that the peeling force is weak, when the pH exceeds 12 there is a problem that the corrosion to the metal proceeds rapidly have.
본 발명의 박리용 조성물은 필요한 경우에 추가적으로 pH 조절제를 포함할 수 있다. 이러한 pH 조절제로는 인산암모늄, 황산암모늄 등의 암모늄염을 들 수 있 으며, 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The peeling composition of the present invention may further include a pH adjusting agent if necessary. Examples of such pH regulators include ammonium salts such as ammonium phosphate and ammonium sulfate, and may be used alone or in combination of two or more thereof.
본 발명의 조성물은 반도체 디바이스 제조 시 미들 라인, 생산라인 후단의 성막 형성 공정 중 하드 베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 폴리머를 효과적으로 제거하는 박리 공정에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 생산라인 전단의 공정에서 소스/드레인 영역을 형성하기 위해 불순물을 도핑하는 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트 박리 공정에도 탁월한 역할을 할 수 있다. The composition of the present invention can be used for the stripping process of effectively removing the photoresist and polymer remaining after hard baking, plasma etching, and high temperature ashing during the film forming process in the middle line and the production line at the end of the semiconductor device manufacturing. It may also play an excellent role in the cured photoresist stripping process after the ion implantation process of doping impurities to form source / drain regions in the shearing process.
본 발명의 박리 조성물은 상기에서 언급한 화합물을 소정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있으며 혼합 방법은 특별히 제한되지 않으며 여러 가지 공지 방법을 적용할 수 있다. The release composition of the present invention may be prepared by advantageously mixing the above-mentioned compounds in a predetermined amount, and the mixing method is not particularly limited and various known methods may be applied.
본 발명은 또한, 하드베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류하는 폴리머와 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 박리방법을 제공한다. The present invention also provides a stripping method that can effectively remove the polymer remaining after the hard baking, plasma etching, high temperature ashing and the cured photoresist after the ion implantation process.
박리 방법은 당 업계에 통상적으로 알려진 방법에 의하여 수행할 수 있으며, 박리 용액과 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트가 있는 기판이 접촉할 수 있는 방법이면 양호한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 박리 방법으로는 침적, 분무, 또는 침적 및 분무를 이용한 방법 등이 적용된다. 침적, 분무, 또는 침 적 및 분무에 의하여 박리하는 경우, 박리 조건으로서 온도는 대개 10~100℃, 바람직하게는 20~80℃이고, 침적, 분무, 또는 침적 및 분무 시간은 대개 30초 내지 40분, 바람직하게는 1분 내지 20분이지만, 본 발명에 있어서 엄밀하게 적용되지는 않으며, 당업자에 의해 용이한 그리고 적합한 조건에서 수행될 수 있다. The peeling method can be carried out by methods commonly known in the art, and a good result can be obtained as long as the peeling solution can be brought into contact with a substrate having a cured or polymer-modified photoresist. As the peeling method according to the present invention, deposition, spraying, or a method using deposition and spraying is applied. When peeling by immersion, spraying, or immersion and spraying, as the peeling conditions, the temperature is usually 10 to 100 ° C, preferably 20 to 80 ° C, and the deposition, spraying, or deposition and spraying time is usually 30 seconds to 40 Minutes, preferably 1 minute to 20 minutes, but are not strictly applied in the present invention and can be carried out by those skilled in the art in easy and suitable conditions.
이하에서 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이하의 실시예 및 시험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Test Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples and test examples.
실시예Example 1~6 및 1-6 and 비교예Comparative example 1~6: 1-6: 포토레지스트Photoresist 박리용 조성물의 제조 Preparation of Peeling Composition
하기 표1, 2와 같은 조성과 함량으로 혼합하여 실시예 1~6 및 비교예 1~6의 포토레지스트 박리용 조성물을 제조하였다. By mixing the composition and content as shown in Table 1, 2 to prepare a photoresist stripping composition of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6.
단위: 중량%Unit: weight%
단위: 중량%Unit: weight%
MEA : 모노에탄올아민MEA: Monoethanolamine
TMAH : 테트라메틸암모늄히드록시드TMAH: Tetramethylammonium Hydroxide
HA : 히드록실아민HA: hydroxylamine
NMP : N-메틸피롤리딘NMP: N-methylpyrrolidine
BDG : 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르BDG: Diethylene Glycol Monobutyl Ether
시험예Test Example 1: 박리 능력 및 부식성 테스트 1: Peel Ability and Corrosion Test
(1) 박리 능력 및 부식성 테스트(1) Peeling ability and corrosion test
플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 발생되는 경화된 포토레지스트막과 잔류 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 포토레지스트막과 잔류 잔사물의 제거성과 약액에 노출된 금속막 및 절연막의 부식성을 평가하였다. 제거성 및 부식성 평가는 다음과 같은 기준에 의거 평가 결과를 명기하였으며 그 결과는 하기의 표 3에 나타내었다.After the hardened photoresist film and the residues remaining after plasma etching or high temperature ashing were deposited on the metal film or the insulating film, the specimen was immersed in a stripping solution at a temperature of 65 ° C. for 20 minutes. After drying using nitrogen gas. In addition, the scanning electron microscope was used to evaluate the removal of the cured photoresist film and residual residue and the corrosion of the metal film and the insulating film exposed to the chemical liquid. Removability and corrosion evaluation was specified based on the following criteria and the results are shown in Table 3 below.
[박리 능력 평가 기준]Peel Ability Evaluation Criteria
O : 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 완전하게 제거된 경우O: When polymer remaining on or around metal, pad, via hole or surface is completely removed
△: 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 70% 이상 제거된 경우△: 70% or more of polymer remaining around or on the surface of metal, pad, via hole
X : 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 거의 제거되지 않은 경우X: Almost no polymer remaining around or on metal, pad, via hole or surface
[부식성 평가 기준]Corrosion Evaluation Criteria
O : 메탈, 패드의 상하부, 측면에 부식이 없는 경우O: No corrosion on metal, upper and lower sides of pad
△: 메탈, 패드의 상하부, 측면에 일부분 부식이 있는 경우(Triangle | delta): When there is partial corrosion in metal, the upper and lower parts of a pad, and a side surface
X : 메탈, 패드의 상하부, 측면에 부식이 많은 경우X: When there is much corrosion on metal, upper and lower sides of the pad
본 발명의 박리용 조성물은 반도체 디바이스 제조 시 미들라인 및 생산라인 후단의 성막 형성 공정 중 하드 베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 폴리머를 막질의 부식 없이 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 생산라인 전단의 공정에서 소스/드레인 영역을 형성하기 위해서 불순물을 도핑하는 이온 주입 공정 후 경화된 포토레지스트의 박리 공정에서도 탁월한 효과를 나타낸다.The peeling composition of the present invention can effectively remove the photoresist and polymer remaining after hard baking, plasma etching, and high temperature ashing during the film formation process of the middle line and the production line at the end of the semiconductor device manufacturing, without corrosion of film quality. The exfoliation process of the cured photoresist is excellent after the ion implantation process of doping the impurity to form the source / drain regions in the front end of the production line.
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