KR20110026198A - 유기계 포토레지스트 제거용 조성물 - Google Patents

유기계 포토레지스트 제거용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물은 하드 베이킹, 플라즈마 에칭 및 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 포토레지스트 잔류물을 막질의 부식 없이 매우 효과적으로 제거한다. 또한, 생산라인 전단의 공정에서 소오스/드레인 영역을 형성하기 위해서 불순물을 도핑하는 이온주입공정 후 경화된 포토레지스트의 박리 공정에도 탁월한 효과를 나타낸다.
포토레지스트, 폴리머, 박리, 부식성, 유기계

Description

유기계 포토레지스트 제거용 조성물{ORGANIC PHOTORESIST STRIPPER COMPOSITION}
본 발명은 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판표시장치 또는 반도체장치의 제조 공정에 있어서, 기판으로부터 포토레지스트, 포토레지스트 잔사물, 이온주입공정을 통해 경화된 포토레지스트 등을 박리하기 위한 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 관한 것이다.
평판표시장치 또는 반도체 장치의 제조는, 금속막 또는 절연막층을 형성하는 공정, 포토레지스트층을 형성하는 공정, 포토레지스트에 마스크 패턴을 전사하는 노광 공정, 패턴을 따라 막을 에칭하는 식각공정 및 포토레지스트를 제거하는 박리공정으로 진행된다. 최근 배선 간격이 좁아짐에 따라 반응성 가스를 이용한 드라이에칭 및 고온에싱 공정이 반도체 공정 중 중요한 공정으로 자리잡아가고 있다. 이들 공정에 의해 폴리머가 절연막 또는 금속막에 강하게 응착되어 형성되는 잔사물이 발생된다. 이러한 포토레지스트 잔사, 즉 폴리머는 포토레지스트 박리액으로 제거하는 것이 보통이다.
또한 반도체 공정 중 생산라인 전단에서 소오스/드레인을 형성하는 이온주 입 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, 문턱전압 등의 전기적 성질을 바꾸기 위한 목적으로 수행되는 공정이다. 소오스/드레인 영역을 형성하기 위해서는 높은 도즈(dose)량의 이온주입공정을 거치므로 포토레지스트 상부의 경화가 가속화된다. 따라서 이 포토레지스트를 제거하는 것은 매우 어렵다. 이러한 포토레지스트를 제거하기 위해 고온에싱처리를 할 경우 포토레지스트의 부피는 줄지만 포토레지스트막의 경화가 심화되고 또한 포토레지스트 내부의 압력 상승으로 인한 퍼핑 작용에 의해 폴리머가 형성되므로 이들 역시 제거하기가 어렵다.
이러한 포토레지스트, 플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 공정 후 잔류하는 포토레지스트 잔사물, 이온주입 후 경화된 포토레지스트 및 퍼핑 작용에 의해 형성된 폴리머를 제거하는 포토레지스트 제거용 조성물로는, 아민계 조성물, 히드록실아민 화합물로 구성되는 조성물 등이 공지되어 있다. 예를 들면 미국 특허공보 제 4,617,251호는 특정 아민 화합물[예컨대, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 또는 이들의 혼합물] 및 극성용매(예컨대, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라히드로푸르푸릴알코올, 디메틸글루타레이트, 술포란, 감마-부틸락톤(GBL), N,N-디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물)를 함유하는 포지형 포토레지스트 제거용 조성물에 대해 개시하고 있고, 미국 특허공보 제5,279,771호는 히드록실아민, 알칸올아민 및 임의의 극성용매를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 개시하고 있다.
그러나, 상기의 아민계 포토레지스트 제거용 조성물은 플라즈마 에칭 및 고온 에싱 후 잔류하는 폴리머나 이온 주입 후 경화된 포토레지스트를 완전하게 제거하지 못하는 문제가 있으며, 또한, 알루미늄과 같은 금속막의 부식 문제도 야기한다.
또한, 상기와 같은 아민계 포토레지스트 제거용 조성물과는 별도로 알카리 화합물, 카르복실산, 및 물 등으로 구성된 포토레지스트 제거용 조성물이 제안되고 있다. 예를 들면, 일본 공개 특허11-125916호는, 아민, 물, α-히드록시탄산(α-Hydroxycarbonic acid), 유기용매 등으로 구성된 포토레지스트 제거용 조성물을 개시하고 있으며, 일본특개평 11-174690호는 알카놀아민, 유기산, 그리고 물로 구성된 사이드월 제거액을 개시하고 있으며, 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 함유하며, pH가 3.5~5.5인 포토레지스트 제거용 조성물을 개시하고 있다.
그러나 이러한 포토레지스트 제거용 조성물은 고집적화된 반도체 소자 제조 공정 중 플라즈마 에칭 또는 고온 에싱, 그리고 이온주입 후 발생하는 폴리머 및 경화된 포토레지스트 제거성이 떨어지거나 금속막 또는 폴리 실리콘과 같은 절연막의 부식을 야기하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 하드 베이킹, 플라즈마 에칭 및 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 포토레지스트 잔류물을 막질의 부식 없이 효과적으로 제거할 수 있는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 생산라인 전단의 공정에서, 소오스/드레인 영역을 형성하기 위해서 불순물을 도핑하는 이온주입공정 후 경화된 포토레지스트의 박리 공정에도 탁월한 기능을 발휘하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 유기용매를 사용하여 유기물간 용해력의 향상과 알칸올아민계 화합물과의 혼합시 세정 효과를 증진시키며 아민으로 발생하는 막질의 부식을 효과적으로 제거할 수 있는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 (A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제4급 암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물; (B) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물; (C) 당류, 당알콜류, C3~C10의 히드록시 시클로알칸 화합물, 방향족 히드록시 화합물, 아세틸렌알코올, 카르복실산 화합물, 카르복실산 화합물의 무수물 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물; 및 (D) 알킬렌글리콜계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112009054928775-PAT00001
<화학식 2>
Figure 112009054928775-PAT00002
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 아미노기로 치환 또는 비치환된 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R3는 직접결합 또는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R4는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 5이고;
R5는 수소, C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon)이고;
R6는 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고;
R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R9는 수소, 또는 C1~C7의 직쇄형, 분지쇄형 또는 환형의 탄화수소이다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물은, 하드 베이킹, 플라즈마 에칭 및 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 및 포토레지스트 잔류물을 매우 효과적으로 제거한다. 특히 생산라인 전단의 공정에서, 소오스/드레인 영역을 형성하기 위해서 불순물을 도핑하는 이온주입공정 후 경화된 포토레지스트의 박리 공정에도 탁월한 효과를 나타낸다. 또한, 유기용매를 사용하여 유기물간 용해력의 향상과 알칸올계아민 화합물과의 혼합 시 후-세정 효과를 증진시키며 아민으로 발생하는 막질의 부식을 매우 효과적으로 제거한다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물은 (A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제4급 암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물; (B) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물; (C) 당류, 당알콜류, C3~C10의 히드록시 시클로알칸 화합물, 방향족 히드록시 화합물, 아세틸렌알코올, 카르복실산 화합물, 카르복실산 화합물의 무수물 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물; 및 (D) 알킬렌글리콜계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매를 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112009054928775-PAT00003
<화학식 2>
Figure 112009054928775-PAT00004
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 아미노기로 치환 또는 비치환된 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R3는 직접결합 또는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R4는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 5이고;
R5는 수소, C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon)이고;
R6는 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고;
R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
R9는 수소, 또는 C1~C7의 직쇄형, 분지쇄형 또는 환형의 탄화수소이다.
여기서, m이 2 이상일 때, R4는 서로 동일하지 않을 수 있다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 포함되는 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제4급 암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 70중량%이고, 1 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 경화된 포토레지스트에 대하여 충분한 박리효과가 발휘되며, 너무 과량이 포함되어 발생할 수 있는 환경적인 문제, 오염물의 처리비용 증가 문제, 알루미늄, 구리, 티타늄과 같은 금속막을 부식시키는 문제 등을 피할 수 있다.
상기 알칸올아민은 N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-프로필에탄올아민, N-부틸에탄올아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, N-메틸이소프로판올아민, N-에틸이소프로판올아민, N-프로필이소프로판올아민, 2-아미노프로판-1-올, N-메틸-2-아미노프로판-1-올, N-에틸-2-아미노프로판-1-올, 1-아미노프로판-3-올, N-메틸-1-아미노프로판-3-올, N-에틸-1-아미노프로판-3-올, 1-아미노부탄-2-올, N-메틸-1-아미노부탄-2-올, N-에틸-1-아미노부탄-2-올, 2-아미노부탄-1-올, N-메틸-2-아미노부탄-1-올, N-에틸-2-아미노부탄-1-올, 3-아미노부탄-1-올, N-메틸-3-아미노부탄-1-올, N-에틸-3-아미노부탄-1-올, 1-아미노부탄-4-올, N-메틸-1-아미노부탄-4-올, N-에틸-1-아미노부탄-4-올, 1-아미노-2-메틸프로판-2-올, 2-아미노-2-메틸프로판-1-올, 1-아미노펜탄-4-올, 2-아미노 -4-메틸펜탄-1-올, 2-아미노헥산-1-올, 3-아미노헵탄-4-올, 1-아미노옥탄-2-올, 5-아미노옥탄-4-올, 1-아미노프로판-2,3-디올, 2-아미노프로판-1,3-디올, 트리스(옥시메틸)아미노메탄, 1,2-디아미노프로판-3-올, 1,3-디아미노프로판-2-올 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종인 것이 더 바람직하다. 이 중에서, 모노에탄올아민이 가장 바람직하다.
상기 제4급 암모늄히드록시드는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라프로필암모늄히드록시드, 테트라부틸암모늄히드록시드, 트리메틸벤질암모늄히드록시드, 모노메틸트리프로필암모늄히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄히드록시드 및 (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄히드록시드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 이 중에서, 테트라메틸암모늄히드록시드가 더 바람직하다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 포함되는 (B) 화학식 2로 표시되는 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 범위로 포함되면, 비아홀 주변이나 하부막에 옥사이드 잔유물이나 레지스트 폴리머등과 같은 잔유물의 우수한 제거 효과를 기대할 수 있다.
상기 (B) 화학식 2의 화합물은 알콕시 N-히드록시알킬 알칸아미드(alkoxy N-hydroxyalkyl alkanamide)인 것이 바람직하다. 이러한 화합물의 대표적인 예로는, 3-메톡시 N-히드록시에틸 프로판아미드(화학식 2에서 R2는 수소이고, R3는 -CH2CH2- 이고, R4는 -CH2CH2- 이고, R5는 -CH3 인 경우)를 들 수 있다.
상기 (B) 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1에 의해 제조될 수 있다.
<반응식 1>
Figure 112009054928775-PAT00005
상기 반응식 1의 변수는 상기 화학식 2의 변수와 모두 동일하고, R10은 C1~C5의 탄화수소이다.
상기 반응식 1의 알칸올아민은 R5가 수소, R6가 -CH2CH2-인 모노에탄올아민(monoethanolamine)이 바람직하고, 알킬알콕시알카노에이트로는 R7가 -CH2CH2-, R8는 -CH3, R6는 -CH3인 메틸 3-메톡시 프로파노에이트(methyl 3-methoxy propanoate)가 바람직하다.
이 때, 반응이 일어나기에 충분한 에너지를 공급하기 위해서 반응 온도는 상온 내지 120℃로 유지하고, 80℃ 내지 90℃인 것이 바람직하다.
상기 반응식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 아민과 에스테르를 반응시키면 아미드가 생성됨과 동시에 알코올이 생성된다. 상기 알코올은 탄소수 1 내지 5개의 알코올로 끓는 점이 낮은 물질(예: 메탄올의 끓는 점은 약 60℃임)인 반면, 아미드는 끓는 점이 높은 물질(예: 메톡시 N-히드록시에틸 프로판아미드의 경우 끓는 점 이 약 200℃임)이다. 따라서, 분별 증류법으로 알코올(V)을 제거하여 아미드 화합물을 수득한다. 분별 증류시 반응조내에 질소 버블링(bubbling) 처리를 하여 분별 증류를 촉진하거나 반응조 내의 압력을 감압하여 알코올의 기화를 촉진하는 것이 바람직하다. 물론 두 가지 방법을 동시에 사용할 수도 있다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 포함되는 (D) 당류, 당알콜류, 방향성 히드록시 화합물, 알킨알코올, 카르복실산 화합물, 카르복실산 화합물의 무수물 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물은 조성물 총 중량에 있어서, 1 내지 40중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 범위로 포함되면, 알루미늄, 구리, 티타늄과 같은 금속막에 대한 부식 방지 효과가 충분히 발휘되며, 너무 과량 포함되어 아민의 활동도를 저하시키는 문제를 피할 수 있다.
상기 당류는 글리세린 알데히드, 아스코르빈산, 이소(iso-)아스코르빈산, 트레오즈, 아라비노스, 크실로스, 리보스, 리불로스(ribulose), 크실루로스(xylulose), 글루코스, 만노스, 갈락토스, 타가토스, 알로스, 알트로스, 굴로스(gulose), 이도스(idose), 탈로스(talose), 소르보스(sorbose), 사이코스(psicose), 프룩토스 같은 탄소수 3 내지 6의 단당류와; 트리할로스(trihalose) 같은 2당류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 당알콜류는 트레이톨(threitol), 에리쓰리톨(erythritol), 아도니톨, 아라비톨, 크실리톨, 탈리톨, 소르비톨, 만니톨, 이디톨(iditol), 둘시 톨(dulcitol) 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 C3~C10의 히드록시 시클로알칸 화합물은 사이클로헥산-1,4-디메탄올인 것이 바람직하다.
상기 방향족 히드록시 화합물은 페놀, 크레졸, 크실레놀, 피로카테콜(pyrocatechol), 레조르시놀, 히드로퀴논, 피로갈롤(pyrogallol), 1,2,4-벤젠트리올, 살리실알코올, p-히드록시벤질 알코올, p-히드록시페네틸 알코올, p-아미노페놀, m-아미노페놀, 디아미노페놀, 아미노레조르시놀, p-히드록시벤조산, o-히드록시벤조산, 2,4-디히드록시벤조산, 2,5-디히드록시벤조산, 3,4-디히드록시벤조산, 3,5-디히드록시벤조산 및 갈릭산로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 알킨알코올은 에틴알코올, 2-부틴-1,4-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신(decin)-4,7-디올 및 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 카르복실산 화합물과 이의 무수물은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 말레산, 푸마르산, 벤조산, 프탈산, 1,2,3-벤젠트리카르복실산, 글리콜산, 디글리콜산, 락트산, 말릭산, 시트르산, 아세트산무수물, 프탈산무수물, 말레산무수물, 숙신산 무수물 및 살 리실산로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 트리아졸 화합물은 벤조트리아졸, o-톨릴트리아졸, m-톨릴트리아졸, p-톨릴트리아졸, 카르복시벤조트리아졸, 1-히드록시벤조트리아졸, 니트로벤조트리아졸 및 디히드록시프로필벤조트리아졸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 (C) 성분은 소르비톨, 만니톨, 이디톨(iditol), 둘시톨(dulcitol) 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 당알콜류로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물에 포함되는 (D) 알킬렌글리콜계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매는 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트의 박리 역할을 하는 화합물의 활동도를 떨어뜨리는 문제를 피할 수 있으며, 박리 효과를 나타내는 다른 화합물의 함량을 상대적으로 감소시켜 박리 효과를 저하시키거나 금속막 부식이 야기되는 문제를 피할 수 있다.
상기 알킬렌글리콜계 화합물은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 부틸렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 트리부틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르로 이루어진 군에서 선 택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 이 중에서 에틸렌글리콜인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물은 유기계이므로 탈이온수를 사용하지 않는다.
본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물은 상기에서 언급한 화합물을 소정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있으며 혼합 방법은 특별히 제한되지 않으며 여러가지 공지방법을 적용할 수 있다.
본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물을 이용한 박리방법은 당 업계에 통상적으로 알려진 방법에 의하여 수행될 수 있으며, 포토레지스트 제거용 조성물과 경화되거나 폴리머로 변질된 포토레지스트가 있는 기판이 접촉할 수 있는 방법이면 양호한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 박리방법으로는 침적, 분무, 또는 침적 및 분무를 이용한 방법 등이 적용된다. 침적, 분무, 또는 침적 및 분무에 의하여 박리하는 경우, 박리 조건으로서 온도는 대개 10 내지 100℃, 바람직하게는 20 내지 80℃이고, 침적, 분무, 또는 침적 및 분무 시간은 대개 30초 내지 180분, 바람직하게는 1분 내지 20분이지만, 본 발명에 있어서 엄밀하게 적용되지는 않으며, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하 기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예1 내지 4 및 비교예1 내지 6: 유기계 포토레지스트 제거용 조성물의 제조
하기 표 1 및 표 2와 같은 성분들을 정해진 함량으로 혼합하여 실시예1 내지 4 및 비교예1 내지 6의 포토레지스트 제거용 조성물을 제조하였다. 표 1 및 표 2에서 함량의 단위는 모두 중량%이다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
(A) MEA 10 15 25 15
TMAH 10 10 10 10
(B) NHAA 30 25 25 30
(C) 소르비톨 30 - 25 -
만니톨 - - - 30
둘시톨 - 28 - -
사이클로헥산1,4-디메탄올 - 2 5 -
(D) 에틸렌 글리콜 20 20 10 15
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
DGA 60 40 30 - 40 -
MEA - 40 - - -
HA 15 - - 15 - -
MMP - - 10 - - -
EDA - - 25 - - -
MDEA - - - 60 - -
AEEA - - - - 40 -
APM - - - - - 30
MMEA - - - - - 40
카테콜 5 10 - 5 10 10
레조르시놀 - - - - - -
소르비톨 - - 15 - - 10
H2O 20 10 20 20 10 10
MEA: 모노에탄올아민 TMAH: 테트라메틸암모늄히드록시드
NHAA(N-히이드록시알킬 알칸아미드): 3-메톡시 N-히드록시에틸 프로판아미드
DGA: 다이글리콜아민 HA: 히드록시아민
MMP: 메틸메톡시프로파노에이트 EDA: 에틸렌다이아민
MDEA: 메틸다이에탄올아민 AEEA: 아미노에틸에탄올아민
APM: 아미노프로필몰포린 MMEA: 모노메틸에탄올아민
시험예 1: 박리 능력 및 부식성 테스트
플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 경화된 포토레지스트막과 잔류 잔사물이 금속막 또는 절연막에 응착된 시편을 온도 65℃의 실시예 및 비교예의 포토레지스트 제거용 조성물에 20분간 침적시켰다. 그 후, 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후, 질소 가스를 이용하여 건조시켰다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 경화된 포토레지스트막과 잔류 잔사물의 제거성과 약액에 노출된 금속막 및 절연막의 부식성을 평가하였다. 제거성 및 부식성 평가는 다음과 같은 기준에 의하여 실시하였으며, 그 결과는 하기의 표 3에 나타내었다.
<박리 능력 평가 기준>
O: 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 완전하게 제거된 경우
△: 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 70% 이상 제거된 경우
X: 메탈, 패드, 비아홀 주변이나 표면에 남아 있는 폴리머가 거의 제거되지 않은 경우
<부식성 평가 기준>
O: 메탈, 패드의 상하부, 비아홀 주변이나 하부막에 부식이 없는 경우
△: 메탈, 패드의 상하부, 비아홀 주변이나 하부막에 부식이 있는 경우
X: 메탈, 패드의 상하부, 비아홀 주변이나 하부막에 부식이 심한 경우
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
박리성 O O O O △ △ X △ △ △ △
부식성 O O O O △ △ △ X △ △ △
표 3을 참조하면, 본 발명의 유기계 포토레지스트 제거용 조성물은 박리성 및 부식성에 있어서 수계 포토레지스트 제거용 조성물 대비하여 우수한 기능을 나타냈다. 그러나, 비교예의 조성물들은 박리성과 부식성 중 하나 이상에 있어서 부족한 기능을 나타냈다.

Claims (7)

  1. (A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제4급 암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물;
    (B) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물;
    (C) 당류, 당알콜류, C3~C10의 히드록시 시클로알칸 화합물, 방향족 히드록시 화합물, 아세틸렌알코올, 카르복실산 화합물, 카르복실산 화합물의 무수물 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물; 및
    (D) 알킬렌글리콜계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물:
    <화학식 1>
    Figure 112009054928775-PAT00006
    <화학식 2>
    Figure 112009054928775-PAT00007
    상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 아미노기로 치환 또는 비치환된 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
    R3는 직접결합 또는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
    R4는 C1~C10의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
    n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 5이고;
    R5는 수소, C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리(ring) 구조를 가지는 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon)이고;
    R6는 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소 또는 1 내지 3개의 고리 구조를 가지는 방향족 탄화수소이고;
    R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1~C5의 직쇄형 또는 분지쇄형 탄화수소이고;
    R9는 수소, 또는 C1~C7의 직쇄형, 분지쇄형 또는 환형의 탄화수소이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    조성물 총 중량에 있어서,
    상기 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제4급 암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물 1 내지 70 중량%;
    상기 (B) 화학식 2로 표시되는 화합물 10 내지 40 중량%;
    상기 (C) 당류, 당알콜류, C3~C10의 히드록시 시클로알칸 화합물, 방향족 히드록시 화합물, 아세틸렌알코올, 카르복실산 화합물 및 카르복실산 화합물의 무수물 및 트리아졸 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물 1 내 지 40 중량%; 및
    상기(D) 알킬렌글리콜계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물 5 내지 30 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-프로필에탄올아민, N-부틸에탄올아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, N-메틸이소프로판올아민, N-에틸이소프로판올아민, N-프로필이소프로판올아민, 2-아미노프로판-1-올, N-메틸-2-아미노프로판-1-올, N-에틸-2-아미노프로판-1-올, 1-아미노프로판-3-올, N-메틸-1-아미노프로판-3-올, N-에틸-1-아미노프로판-3-올, 1-아미노부탄-2-올, N-메틸-1-아미노부탄-2-올, N-에틸-1-아미노부탄-2-올, 2-아미노부탄-1-올, N-메틸-2-아미노부탄-1-올, N-에틸-2-아미노부탄-1-올, 3-아미노부탄-1-올, N-메틸-3-아미노부탄-1-올, N-에틸-3-아미노부탄-1-올, 1-아미노부탄-4-올, N-메틸-1-아미노부탄-4-올, N-에틸-1-아미노부탄-4-올, 1-아미노-2-메틸프로판-2-올, 2-아미노-2-메틸프로판-1-올, 1-아미노펜탄-4-올, 2-아미노-4-메틸펜탄-1-올, 2-아미노헥산-1-올, 3-아미노헵탄-4-올, 1-아미노옥탄-2-올, 5-아미노옥탄-4-올, 1-아미노프로판-2,3-디올, 2-아미노프로판-1,3-디올, 트리스(옥시메틸)아미노메탄, 1,2-디아미노프로판-3-올, 1,3-디아미노프로판 -2-올 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종인 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4급 암모늄히드록시드는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라프로필암모늄히드록시드, 테트라부틸암모늄히드록시드, 트리메틸벤질암모늄히드록시드, 모노메틸트리프로필암모늄히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄히드록시드 및 (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄히드록시드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B) 화학식 2로 표시되는 화합물이 3-메톡시 N-히드록시에틸 프로판아미드인 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 당알콜류는 소르비톨, 만니톨, 자일리톨, 이디톨(iditol), 둘시톨(dulcitol) 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 (D) 알킬렌글리콜계 화합물은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 부틸렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 트리부틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 유기계 포토레지스트 제거용 조성물.
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