KR20090078524A - 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한박리 방법 - Google Patents

포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한박리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 유기 술폰산 화합물, (B) 하이드록시카르복시산 화합물, (C) 다가알코올 및 (D) 물을 포함하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용하는 박리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해, 반도체소자 및 평판표시소자 등의 제조공정에 있어서, 에싱 공정 중 발생할 수 있는 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물을, 배치 방식 또는 매엽 방식의, 침적법 또는 분무법으로 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 박리액 조성물에 노출되는 하부의 금속막 및 절연막에 대한 부식 또한 방지할 수 있는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한 박리 방법이 제공된다.
유기 술폰산 화합물, 하이드록시카르복시산 화합물, 다가알코올, 포토레지스트, 박리

Description

포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한 박리 방법 {STRIPPER COMPOSITION FOR REMOVAL PHOTORESIST RESIDUE AND STRIPPING METHOD OF PHOTORESISTS USING THE SAME}
본 발명은 반도체소자 또는 평판표시소자의 제조공정 중 에칭(etching) 및 에싱(ashing)을 거친 기판에 잔류하는 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물 등을, 박리액 조성물에 노출되는 하부 금속막 또는 절연막의 부식 없이, 효과적으로 제거할 수 있는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한 박리 방법에 관한 것이다.
반도체소자 및 평판표시소자의 제조는, 금속막 또는 절연막을 형성하는 공정, 포토레지스트를 형성하는 공정, 포토레지스트에 마스크 패턴을 전사하는 노광 공정, 패턴을 따라 막을 에칭하는 식각 공정 및 포토레지스트를 제거하는 박리공정으로 진행된다. 상기 박리 공정에서는, 웨이퍼 또는 기판 위에 도포된 포토레지스트를 습식 에싱 또는 건식 에싱으로 제거하고 있다. 이러한 습식 에싱 또는 건식 에싱 공정 후, 일부 변질 및/또는 경화된 포토레지스트 잔류물 등이 존재하게 된다. 상기 변질 및/또는 경화된 포토레지스트를 완전히 제거하지 않는 경우, 포토 레지스트 잔류물에 의해 후속 공정에서의 배선의 단락, 단선의 요인으로 작용할 수 있기 때문에 생산 수율의 저하 요인이 될 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 에싱 공정 후에 잔류하는 변질 및/또는 경화된 포토레지스트는 습식 공정을 통하여 제거되고 있다. 상기의 습식 공정에서 포토레지스트를 제거하기 위하여 사용하고 있는 박리 용액 조성물은 [아민 + 유기용매 + 부식방지제], [산 + 유기산염 또는 무기산염 + 물] 또는 [불소화합물 + 4급암모늄화합물 + 물], [불소화합물 + 4급암모늄화합물 + 유기용매 + 물]로 구성된 것들이 제안되었다.
예를 들면 미국 등록특허 제4,617,251호는 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-부티로락톤(GBL), N,N-디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물)을 함유하는 포지형 포토레지스트 박리제 조성물에 대해 개시하고 있다. 또한, 미국 등록특허 제5,279,771호는 하이드록실아민, 알칸올아민 및 임의의 극성 용매를 포함하는 스트리핑 조성물을 개시하고 있다.
그러나, 상기의 아민계 박리용액으로는 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 잔류하는 폴리머나 이온 주입 후 경화된 포토레지스트를 완전하게 제거하지 못하거나, 알루미늄과 같은 금속막을 부식시키는 등의 심각한 문제점을 안고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2004-75058호는 a)수용성 유기용매, b)술폰산 또는 그의 상응하는 염, 및 c)물로 구성된 조성물에 d)부식 억제제가 추가로 포함되는 조성물을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2006-98333호는 a)아세틸렌 알코올 화합물 및 유기술폰산 화합물 중 적어도 1종과 b)다가 알코올 및 그 유도체 중 적어도 1종을 함유하는 포토레지스트 박리액 조성물을 제안하고 있다.
불소화합물이 첨가된 조성물의 예로서, 일본국특개 제2001-5200호에서 [불소화합물 + 아스코르빈산 + 극성유기용매]로 이루어진 조성물이 보고되어 있으나, 조성물의 불안전성이 문제가 되고 있다. 또한 대한민국 공개특허 제10-2006-50601호는 불소화합물과 설폰산류 그리고 물로 이루어진 조성물을 제안하고 있으나 첨가되는 불소의 함유량이 높은 문제점을 갖고 있다.
불소화합물이 포함된 조성물의 경우 조성의 불안정성과 더불어 박리 조건의 마진폭이 좁은 문제점을 갖고 있다. 또한 유기계 박리 조성물의 경우, 박리 후 세정 시간이 길고 환경 처리 비용이 높은 문제점을 갖고 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼의 크기가 대구경화됨에 따라 적용되고 있는 매엽식 방식에 적용하기에는 비용면에서 문제점이 존재한다. 따라서, 포토레지스트의 제거성이 우수함과 동시에, 금속막 및 절연막에 대한 방식효과가 우수하고, 세정처리시간을 단축시킬 수 있는, 보다 효과적이고도 저렴한 가격의 박리제가 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 유기술폰산 화합물, 하이드록시카르복시산 화합물, 다가알코올 화합물 및 물을 포함하는 본 발명의 박리액 조성물을 기판에 처리하였을 때 포토레지스트막에 대한 박리능이 탁월할 뿐만 아니라, 금속막 또는 절연막의 부식성이 낮음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 반도체소자 및 평판표시소자의 제조 공정에서, 에싱 후 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물을 금속막 및 절연막의 부식 없이 제거하는 박리액 조성물을 제공하는 것으로서, 특히 알루미늄 막질을 포함하는 소자의 제조 공정에 효과적인 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용하는 박리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명은
(A) 유기술폰산 화합물,
(B) 하이드록시카르복시산 화합물,
(C) 다가알코올 화합물, 및
(D) 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리 방법을 제공한다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 반도체소자 및 평판표시소자의 제조 공정 중 하드 베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱에 의해 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있으며, 또한 금속막 및 절연막의 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다. 특히 본 발명의 박리액 조성물은 알루미늄 배선 및 알루미늄 비아홀 등의 제조공정에 적합하며, 탈이온수 세정이 용이하여 세정시간의 단축이 가능하다.
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 반도체소자 및 평판표시소자의 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서 발생하는 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트의 잔류물을, 금속막 및 절연막의 부식 없이, 특히 알루미늄을 포함하는 금속의 부식 없이, 효과적으로 제거할 수 있는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 이용한 박리 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 조성물 총중량에 대하여,
(A) 유기술폰산 화합물 0.1 내지 20 중량%;
(B) 하이드록시카르복시산 화합물 0.1 내지 20 중량%;
(C) 다가알코올 화합물 0.1 내지 20 중량%; 및
(D) 전체 조성물의 총중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물을 포함하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물을 제공한다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물에 포함되는 유기술폰산 화합물은 유기술폰산 또는 이의 염 화합물로서, 수용액상에 해리될 때 해리상 수, 또는 산성도가 높은 편이다.
반도체 공정에서 유기물을 제거하는 공정에는 일반적으로 황산이 널리 사용되고 있는데, 이는 황산이 산성도가 높고, 산화시키는 능력이 강하기 때문이다. 즉, 물 속에 용해되는 경우 수소 이온의 발생량이 높기 때문에 수소이온지수가 작게 표시되고 있다. 이와 같은 수소이온 즉, 산 이온은 폴리머인 소수성의 포토레지스트와 반응하여 친수성의 포토레지스트로 변화시키는 한편, 포토레지스트 내 결합을 완화시키는 작용을 할 수 있으며, 완화된 포토레지스트는 다른 작용기에 의하여 보다 쉽게 용해되는 특성을 가지게 된다. 이러한 특성으로 인하여 황산과 유사한 산 해리 상수, 즉 산성도를 가질 수 있는 유기 술폰산을 사용하는 경우, 황산과 같은 강한 산성도에 의하여 포토레지스트를 보다 쉽게 제거할 수 있게 된다. 이에 따라 종래의 박리액으로는 제거하기가 어려웠던 포토레지스트 변질층 및 측벽 보호 퇴적막을 포토레지스트와 함께 제거할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
상기 유기술폰산 화합물은
(a) 탄소수 1 내지 4의 알킬술폰산;
(b) 탄소수 6 내지 8의 아릴술폰산;
(c) 탄소수 5 내지 7의 헤테로아릴술폰산;
(d) 탄소수 6 내지 18의 알킬벤젠술폰산; 및
(e) 이의 염을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기술폰산 화합물은 치환기를 가질 수도 있으며, 상기 치환기는 머캅토기, 아미노기 또는 플루오로기 등이 사용될 수도 있다.
상기 탄소수 1 내지 4의 알킬술폰산은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 프로판술폰산 및 아미노메탄술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.
상기 탄소수 6 내지 8의 아릴술폰산은 벤젠술폰산 및 페놀술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 탄소수 5 내지 7의 헤테로아릴술폰산은 피리딘술폰산인 것이 바람직하다.
상기 탄소수 6 내지 18의 알킬벤젠술폰산은 도데실벤젠술폰산, 톨루엔술폰산(4-메틸벤젠술폰산), 피리디니움파라톨루엔술폰산, 0-크레졸술폰산(2-메틸페놀술폰산), 크레졸술폰산(메틸페놀술폰산), 큐멘술폰산, 크실렌술폰산, 2,5-크실렌술폰산 및 2,4-크실렌술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
그 외에 캄파술폰산(camphorsulfonic acid) 등이 사용될 수 있다.
상기 열거한 유기술폰산 중에서는, 도데실벤젠술폰산, 톨루엔술폰산, 큐멘술폰산, 아미노메탄술폰산, 크실렌술폰산, 2,5-크실렌술폰산, 2,4-크실렌술폰산, 캄파술폰산 및 이의 염을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 유기술폰산 화합물의 배합량은 특별하게 한정되지 않으나, 제거 대상 및 제거 조건에 따라 증감이 가능하며, 바람직하게는 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10중량% 포함될 수 있다. 상기 유기술폰산 화합물이 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.1중량% 미만으로 포함되 는 경우, 포토레지스트 잔류물의 제거가 용이치 않으며, 20중량% 초과하여 포함되는 경우, 알루미늄과 같은 금속막의 부식 원인이 될 수 있을 뿐만 아니라 제조 비용이 커지는 문제점이 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물에 포함되는 하이드록시카르복시산(hydroxycarboxylic acid) 화합물은 포토레지스트 잔류물을 제거하는 기능도 보유하고 있으나, 금속막의 부식을 억제하는 부식방지제로서의 기능도 함께 수행한다.
상기 하이드록시카르복시산 화합물은 카르복시기와 히드록시기를 함유하는 화합물을 통칭하는 것으로서, 본 발명의 조성물에는 글리콜산, 글루콘산, 살리실산, 숙신산 및 이의 염을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하이드록시카르복시산 화합물의 배합량은 특별하게 한정하지 않으나, 제거 대상 및 제거 조건에 따라 증감이 가능하며, 바람직하게는 전체 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 10중량% 포함될 수 있다. 상기 하이드록시카르복시산이 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.1중량% 미만으로 포함되는 경우, 알루미늄과 같은 금속막의 부식 원인이 되고, 20중량% 초과하여 포함되는 경우, 유기 술폰산의 활동도 저하의 원인을 제공하여 포토레지스트 잔류물의 제거가 용이치 않은 문제점이 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물에 포함되는 다가알코올(polyalcohol) 화합물은 금속막의 부식을 억제하는 부식방지제로서의 기능을 수 행한다. 상기 다가알코올 화합물은 2개 이상의 히드록시기를 함유하는 화합물을 통칭하는 것으로서, 본 발명의 조성물에는 글라이콜, 글리세롤, 에리스리톨, 아라비톨, 자일리톨, 마니톨, 솔비톨 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 다가알코올 화합물의 배합량은 특별하게 한정하지 않으나, 제거 대상 및 제거 조건에 따라 증감이 가능하며, 바람직하게는 전체 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 10중량% 포함될 수 있다. 상기 다가알코올이 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.1중량% 미만으로 포함되는 경우, 알루미늄과 같은 금속막의 부식 원인이 되고, 20중량% 초과하여 포함되는 경우, 유기 술폰산의 활동도 저하의 원인을 제공하여 포토레지스트 잔류물의 제거가 용이치 않은 문제점이 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니나 반도체 공정용의 물로서, 비저항값이 18MΩ/㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물의 함량은 다른 구성성분의 함량에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 추가로 불소화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 불소화합물은 기판 상에 잔류하는 경화, 변질된 포토레지스트의 제거를 촉진하는 역할을 한다. 또한, 기판 상의 오염물질, 즉 미세 먼지 등을 제거시켜 주는 역할을 한다.
상기 불소화합물은 특별히 한정하지 않으나, 불산, 불화암모늄, 중불화암모 늄 및 불화붕소산로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용함이 바람직하다.
상기 불소화합물의 배합량은 특별하게 한정하지 않으나, 제거 대상 및 제거 조건에 따라 증감이 가능하며, 바람직하게는 전체 조성물 총중량에 대하여 0.0001중량% 내지 5중량%가 포함될 수 있다. 상기 불소화합물이 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.0001중량% 미만으로 포함되는 경우, 포토레지스트 잔류물의 제거가 용이치 않으며, 5중량% 초과하여 포함될 경우, 알루미늄과 같은 금속막, SiO2 또는 SiNx와 같은 절연막의 부식 원인이 될 수 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 상기에서 언급한 화합물을 일정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있으며, 혼합 방법은 특별히 제한되지 않고, 여러 가지 공지 방법을 적용할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물의 pH는 1 내지 7로 조정됨이 바람직하다. 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물의 pH가 1 미만일 경우, 알루미늄과 같은 금속막질의 부식 현상이 심화되고, pH가 7 초과인 경우, 포토레지스트 잔류물의 제거 효과가 현저히 떨어진다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 반도체소자 혹은 평판표시소자의 제조 공정에서 하드 베이킹(hard baking), 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물을 효과적으로 제거하는 박리 공정에 사용할 수 있다.
본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 수계형(water system type)으로 조성물 내의 화합물의 활동도를 증가시켜 포토레지스트 잔류물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 가격적으로도 유기계 박리제보다 유리하다. 또한 유기계 박리액과 비교하여, 점도가 물과 비슷하게 낮아 분무가 가능한 조성물이므로 매엽 방식에 적용 가능하다. 따라서, 본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 여러 장의 웨이퍼를 한번에 박리하는 배치(batch) 방식, 또는 한번에 한장씩 박리하는 매엽(single wafer processor) 방식 모두에 적용할 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 박리액 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하고, 하드 베이킹, 플라즈마 에칭, 고온 에싱 후 경화 및/또는 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있는 포토레지스트 박리 방법을 제공한다.
상기의 포토레지스트 박리 방법은,
(Ⅰ) 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계;
(Ⅱ) 상기 포토레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계;
(Ⅲ) 상기 노광 후의 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(Ⅳ) 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 기판을 식각하는 단계;
(Ⅴ) 상기 포토레지스트 패턴을 에싱하는 단계; 및
(Ⅵ) 상기 에싱 후의 포토레지스트 잔류물을, 본 발명의 포토레지스트 잔류 물 제거용 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 박리 방법은, 마스크를 이용한 포토레지스트 패턴 형성 공정을 진행하지 않고, 에치백 (etchback) 공정과 같은 건식 식각 공정 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 수행한 다음, 노출된 포토레지스트막을 본 발명의 박리액 조성물로 박리하는 방법도 포함할 수 있다.
상기 박리 방법 중의, 포토레지스트막의 형성, 노광, 현상, 식각 및 에싱 공정은 당업계에 통상적으로 알려진 방법에 의하여 수행할 수 있고 특별히 한정되는 것이 아니며, 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트 잔류물이 존재하는 기판과 박리액 조성물이 접촉할 수 있는 방법이면 양호한 박리 결과를 얻을 수 있다.
상기 박리 방법에는 침적법, 분무법 또는 침적 및 분무법를 이용할 수 있다. 침적, 분무 또는 침적 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 조건으로 수정될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물 및 이를 사용하는 박리 방법은, 반도체소자 및 평판표시소자의 제조에 사용하여 알루미늄과 같은 금속 배선 및 SiO2 또는 SiNx와 같은 절연막에 대한 방식성이 뛰어난 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 7
하기 표 1과 같은 조성과 함량으로 혼합하여 실시예 1~8 및 비교예 1~7의 포토레지스트 박리액 조성물을 제조하였다.
술폰산 화합물 (중량%) 하이드록시 카르복시산 (중량%) 불소화합물 (중량%) 다가알코올 (중량%) 그 외 (중량%) 물 (중량%)
실시예1 PSA 5 HC-3 10 - - Sor 1 - - 잔량
실시예 2 DBSA 5 HC-1 3 - - Gl 10 - - 잔량
실시예 3 TSA 10 HC-2 3 - - Gl 3 - - 잔량
실시예4 TSA 2 HC-3 5 - - Ery 5 - - 잔량
실시예 5 TSA 2 HC-3 0.5 NH4F 0.005 Ara 0.5 - - 잔량
실시예 6 TSA 5 HC-2 1 FBA 0.0005 Xyl 1 - - 잔량
PSA 5
실시예 7 TSA 10 HC-1 5 FBA 0.001 Man 5 - - 잔량
실시예 8 TSA 2 HC-3 5 FBA 0.001 Sor 5 - - 잔량
PSA 2
비교예 1 DBSA 2 - - - - - - - - 잔량
비교예 2 DBSA 10 HC-3 0.05 NH4F 0.5 - - - - 잔량
비교예 3 TSA 2 - - NH4F 1 - - - - 잔량
비교예 4 TSA 25 HC-2 5 NH4F 0.1 - - - - 잔량
비교예 5 - - HC-3 3 - - - - TMAH 2 잔량
비교예 6 TSA 5 - - FBA 0.001 - - H2SO4 5 잔량
비교예 7 TSA 5 - - NH4F 0.01 - - BDG 20 잔량
주) DBSA : 도데실벤젠술폰산
TSA : 톨루엔술폰산
PSA : 페놀술폰산
HC-1 : 글리콜산(glycolic acid)
HC-2 : 숙신산(succinic acid)
HC-3 : 글루콘산(gluconic acid)
FBA : 불화붕소산
TMAH : 테트라메틸암모늄하이드록사이드
BDG : 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르
Gl : 글라이콜(Glycol)
Ery : 에리스리톨(Erythritol)
Ara : 아라비톨(Arabitol)
Xyl : 자일리톨(Xylitol)
Man : 마니톨(Mannitol)
Sor : 솔비톨(Sorbitol)
시험예 : 박리성 및 방식성 시험
SiO2 절연막에 Al 금속 배선을 가지며, 플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 발생한 변질된 포토레지스트 잔류물 및 폴리머 잔사물이 상기의 금속막 및 절연막에 부착된 시편을 온도 40℃의 박리액(상기 실시예 및 비교예) 각각에 20분간 침적시킨 후 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후 질소 가스를 이용하여 건조시켰다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 건식 식각 또는 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 잔류물 및 폴리머의 제거성과, 약액에 노출된 금속막 및 절연막의 방식성을 평가하였다. 박리성 및 방식성 평가는 하기와 같은 기준에 의거 평가하였으며, 그 결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[박리성 평가 기준]
◎: 매우 양호, ○: 양호, △: 일부 잔류물 존재, X: 잔류물 제거 불가
[Al 방식성 평가 기준]
◎: 부식 없음, ○: 부식 거의 없음, △: 일부 부식, 표면 거칠기 변화, X: 에칭 발생
Figure 112008003293155-PAT00001
상기 표 2에 나타난 결과와 같이, 본 발명의 유기술폰산, 하이드록시카르복시산 화합물, 다가알코올 및 물을 포함하는 조성물인 실시예 1 내지 8의 조성물이 비교예 1 내지 7의 조성물에 비해 포토레지스트 잔류물 박리능 및 알루미늄에 대한 방식성이 우수한 것을 확인하였다.

Claims (12)

  1. (A) 유기술폰산 화합물;
    (B) 하이드록시카르복시산 화합물;
    (C) 다가알코올 화합물 및;
    (D) 물
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 조성물 총중량에 대하여,
    (A) 유기술폰산 화합물 0.1 내지 20 중량%,
    (B) 하이드록시카르복시산 화합물 0.1 내지 20 중량%,
    (C) 다가알코올 화합물 0.1 내지 20 중량%, 및
    (D) 전체 조성물의 총중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 물
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 유기술폰산 화합물은
    (a) 탄소수 1 내지 4의 알킬술폰산;
    (b) 탄소수 6 내지 8의 아릴술폰산;
    (c) 탄소수 5 내지 7의 헤테로아릴술폰산;
    (d) 탄소수 6 내지 18의 알킬벤젠술폰산; 및
    (e) 이의 염
    을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 탄소수 1 내지 4의 알킬술폰산은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 프로판술폰산 및 아미노메탄술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 탄소수 6 내지 8의 아릴술폰산은 벤젠술폰산 및 페놀술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 탄소수 5 내지 7의 헤테로아릴술폰산은 피리딘술폰산인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 탄소수 6 내지 18의 알킬벤젠술폰산은 도데실벤젠술폰산, 톨루엔술폰산(4-메틸벤젠술폰산), 피리디니움파라톨루엔술폰산, 0-크레졸 술폰산(2-메틸페놀술폰산), 크레졸술폰산(메틸페놀술폰산), 큐멘술폰산, 크실렌술폰산, 2,5-크실렌술폰산 및 2,4-크실렌술폰산을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 하이드록시카르복시산 화합물은 글리콜산, 글루콘산, 살리실산, 숙신산 및 이의 염을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 다가알코올 화합물은 글라이콜, 글리세롤, 에리스리톨, 아라비톨, 자일리톨, 마니톨 및 솔비톨을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물은 추가로 불소화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물의 pH가 1 내지 7인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물.
  12. (Ⅰ) 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계;
    (Ⅱ) 상기 포토레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계;
    (Ⅲ) 상기 노광 후의 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    (Ⅳ) 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 기판을 식각하는 단계;
    (Ⅴ) 상기 포토레지스트 패턴을 에싱하는 단계; 및
    (Ⅵ) 상기 에싱 후의 포토레지스트 잔류물을, 청구항 1 내지 청구항 11중 어느 한 항의 포토레지스트 잔류물 제거용 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8687492B2 (en) * 2009-03-10 2014-04-01 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Traffic control by IP multimedia subsystem
KR20210062762A (ko) * 2019-11-21 2021-06-01 엘티씨 (주) 디스플레이 제조용 포토레지스트 박리액 조성물

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4776191B2 (ja) * 2004-08-25 2011-09-21 関東化学株式会社 フォトレジスト残渣及びポリマー残渣除去組成物、並びにそれを用いた残渣除去方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8687492B2 (en) * 2009-03-10 2014-04-01 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Traffic control by IP multimedia subsystem
KR20210062762A (ko) * 2019-11-21 2021-06-01 엘티씨 (주) 디스플레이 제조용 포토레지스트 박리액 조성물

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