KR970007328B1 - Cleaning agent containing nucleophilic amine compound provided with reduction and oxidation potential - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 플라스마 애싱(ashing)의 이용으로 앞서 플라스마 부식된 산화규소 유전층으로부터 내식막을 제거한 후의 부식된 웨이퍼 잔여물을 나타낸다.Figure 1 shows the corroded wafer residue after removing the resist from the plasma corroded silicon oxide dielectric layer with the use of plasma ashing.
제2도는 제1도에 제시된 잔여물의 이온 질량 분광법(LIMA)을 사용한 분석의 결과를 나타낸다.FIG. 2 shows the results of the analysis using ion mass spectroscopy (LIMA) of the residues shown in FIG. 1.
제3a 및 3b도는 본 발명(제3a도)의 세척 조성물 및 미합중국 특허 제4,403,029호(제3b도)에 서술된 바와같은 스트리핑 조성물을 사용하여 플라스마 애싱에 의한 내식막 제거 후에 그 상에 존재하는 부식 잔여물을 함유하는 산화규소 유전층에 관한 비교시험의 결과를 나타낸다.Figures 3a and 3b show the corrosion present on a resist after plasma resist removal by plasma ashing using the cleaning composition of the present invention (Figure 3a) and the stripping composition as described in US Pat. No. 4,403,029 (Figure 3b). Results of comparative tests on silicon oxide dielectric layers containing residues are shown.
제4a 및 4b도는 본 발명(제4a도)의 세척 조성물 및 미합중국 특허 제4,770,713(제4b도)에 서술된 바와같은 스트리핑 조성물을 사용하여 플라스마 애싱에 의해 내식막을 그로부터 제거한 후에 부식 잔여물을 함유된 규소 유전층에 관한 비교시험의 결과를 나타낸다.4A and 4B show corrosion residues after removal of the resist from plasma resisting by using the cleaning composition of the present invention (FIG. 4A) and the stripping composition as described in US Pat. No. 4,770,713 (FIG. 4B). The result of the comparative test on the silicon dielectric layer is shown.
제5a도는 플타스마 부식 후에 지지체 상에 남은 부식 잔여물을 함유하는 산화규소상의 폴리-규소의 미소회로 패턴을 나타낸다.FIG. 5A shows a microcircuit pattern of poly-silicon on silicon oxide containing corrosion residues remaining on the support after platmamas corrosion.
제5b도는 본 발명의 조성물로써 세척부의 동일한 미소회로 패턴을 나타낸다.Figure 5b shows the same microcircuit pattern of the wash section with the composition of the present invention.
제6a도는 플라스마 애싱에 의해 지지체로부터 감광성 내식막을 제거한 후에 금속 지지체 상에 남은 잔여물을 나타낸다.Figure 6a shows the residue remaining on the metal support after removing the photoresist from the support by plasma ashing.
제6b도는 본 발명의 조성물로써 세척한 후의 동일 지지체를 나타낸다.Figure 6b shows the same support after washing with the composition of the present invention.
제7a-7d도는 본 발명의 세척 조성물(제7a 및 7b도) 및 N-메틸-2-피롤리돈 용매/알카놀아민 기재 스트리퍼(제7c 및 7d도)를 사용하여 산화규소 유전층 상의 구멍에 관한 비교 시험의 결과를 나타낸다.Figures 7a-7d show pores on a silicon oxide dielectric layer using the cleaning composition of the present invention (Figures 7a and 7b) and N-methyl-2-pyrrolidone solvent / alkanolamine based stripper (Figures 7c and 7d). The result of the comparative test is shown.
제8a도는 부식 및 그로부터 감광성 내식막을 제거한 후에 웨이퍼 상에 남은 잔여물을 나타낸다. 제8b도는 본 발명의 조성물로써 세척한 후의 동일 웨이퍼를 나타낸다. 모두 웨이퍼 상의 잔여물이 제거됐다.8A shows residue left on the wafer after corrosion and removal of the photoresist therefrom. 8B shows the same wafer after washing with the composition of the present invention. All residue on the wafer was removed.
제9도는 세척 조성물 A, C 및 G를 비교한 하기 실시예 11의 결과를 예시한다.9 illustrates the results of Example 11 below, comparing wash compositions A, C, and G.
본 발명은 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민과 혼화성인 적어도 하나의 유기용매, 물 및 임의로, 하나 이상의 킬레이트제로 구성되는 내식막 및 부식 잔여물 제거 조성물에 관한 것이다. 이 용액은 가공 공정 중에 미소회로로부터의 내식막 및 부식 잔여물 제거에 유용하다.The present invention relates to resists and corrosion residue removal compositions composed of at least one nucleophilic amine compound having a reduction and oxidation potential, at least one organic solvent miscible with the nucleophilic amine, water and optionally one or more chelating agents. . This solution is useful for removing resists and corrosion residues from microcircuits during processing.
본 발명은 히드록실아민 및 알칸올아민을 함유하는 스트리핑 조성물이라는 제목의, 1990년 11월 5일 출원된 미합중국 특허 출원 일련 번호 610,044의 CIP인, 부식 잔여물 제거용 세척 조성물 및 이용 방법이라는 제목의 1992년 7될 9일 출원된 미합중국 일련번호 91l,102의 CIP이다.The present invention is a cleaning composition for removing corrosion residues and a method of use, which is CIP of US Patent Application Serial No. 610,044, filed November 5, 1990 entitled Stripping Compositions Containing Hydroxylamine and Alkanolamine. CIP, US Serial Number 91l, 102, filed on July 9, 1992.
미소회로의 가공중에, 반도체의 슬라이스 상의 다수의 적당히 도핑된 영역의 정확한 위치조정이 필요하고, 이어서 반도체 상의 하나 이상의 상호 접속 패턴의 위치조정이 필요하다. 패턴을 순차적으로 부식시키거나 그렇지 않으면 지지체내에 형성시킬 수 있도록 지지체 상에 패턴의 윤곽을 그리는 마스킹 물질로서 양화-유형 내식막을 널리 사용해 왔다. 그 다음 지지체 제조에서의 최종 단계는 지지체로부터 노출안된 내식막 물질 및 임의 부식 잔여물의 제거를 수반한다.During processing of the microcircuits, accurate positioning of a number of suitably doped regions on the slice of semiconductor is required, followed by positioning of one or more interconnect patterns on the semiconductor. Yang-type resists have been widely used as masking materials that delineate patterns on supports so that the patterns can be sequentially corroded or otherwise formed in the support. The final step in the support preparation then involves the removal of unexposed resist material and any corrosion residues from the support.
그러나, 점점 플라스마 부식, 반응성 이온 부식 또는 이온 밀링을 사용하여 하기 용매들 : 할로겐화 탄화수소 예컨대, 염화메틸렌 또는 테트라클로로에틸렌 ; 아민 및 그들의 유도체 예컨대, 디메틴포름아미드, 디메틸아세트아미드, 피롤리돈, 디에탄올아민, 및 트리에탄올아민 ; 글리콜 에테르, 예컨대, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 2-부톡시 에탄올, 및 2-(부톡시에톡시)에탄올 ; 및 알킬설폰, 예컨대 디메틸설폰 중 하나이상을 포함하는 상기 또는 유사 목적을 위해 앞서 일반적으로 사용된 스트리핑제에 의해 내식막 마스크를 제거하는 것은 실질적으로 불가능하게 만드는 지지체내 패턴을 형성한다.However, increasingly using plasma corrosion, reactive ion corrosion or ion milling, the following solvents: halogenated hydrocarbons such as methylene chloride or tetrachloroethylene; Amines and derivatives thereof such as dimethinformamide, dimethylacetamide, pyrrolidone, diethanolamine, and triethanolamine; Glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, 2-butoxy ethanol, and 2- (butoxyethoxy) ethanol; And a stripping agent previously used for such or similar purposes, including one or more of alkylsulfones such as dimethylsulfone, to form a pattern in the support that makes it virtually impossible to remove the resist mask.
게다가, 상기 부식 처리중에 유기금속 부산물 화합물은 지지체 물질의 측벽상에 형성될 수 있다. 또한 상기 언급된 용매는 상기 유기금속 중합체 제거에 효과적이지 않다. 최근에 개발된 감광성 내식막 제거에 유용한 기술은 플라스마 애싱으로 또한 공지된 플라스마 산화이다. 그러나, 이 방법이 감광성 내식막 제거에는 효과적인 반면 부식 공정중에 지지체의 측벽상에 형성된 유기금속 중합체 제거에는 효과적이지 않다.In addition, organometallic by-product compounds may be formed on the sidewalls of the support material during the corrosion treatment. In addition, the aforementioned solvents are not effective for removing the organometallic polymer. A technique useful for photoresist removal recently developed is plasma oxidation, also known as plasma ashing. However, this method is effective for removing photoresist, but not for removing organometallic polymer formed on the sidewall of the support during the corrosion process.
또한, 점점 가공 보조제, 패시반트, 및 중간수준 절연체로서 극소전자공학에서 폴리이미드를 사용한다. 가공 보조제로서 폴리이미드의 사용은 이온 삽입 마스크로서 및 다중-수준 감광성 내식막 구조에서 평면화층인 감광성 내식막으로서 폴리이미드의 적용을 포함한다.In addition, polyimide is increasingly used in microelectronics as processing aids, passivants, and mid-level insulators. The use of polyimides as processing aids includes the application of polyimides as ion implantation masks and as photoresists that are planarization layers in multi-level photoresist structures.
상기 적용에서, 상기 중합체를 웨이퍼 또는 지지체에 적용시키고, 순차적으로 경화시키거나 적합한 방법에 의해 패턴화하고 사용후에 제거한다. 일단 폴리이미드를 엄격한 경화 작업에 적용시키면 많은 통상적인 스트리퍼는 폴리이미드 층을 제거하는데 충분히 효과적이지 않다. 상기 폴리이미드의 제거는 보통 히드라진에서 또는 산소 플라스마에서 지지체를 가열하여 수행한다.In this application, the polymer is applied to a wafer or support and subsequently cured or patterned by a suitable method and removed after use. Once the polyimide has been subjected to stringent curing operations, many conventional strippers are not effective enough to remove the polyimide layer. Removal of the polyimide is usually carried out by heating the support in hydrazine or in an oxygen plasma.
따라서, 신속하고 완전하게 내식막을 제거하기 위한 스트리핑 내식막으로 적합한 조성물은 통상적인 스트리퍼를 능가하는 실질적인 이점을 제공할 것이다. 또한, 내식막과 유기 금속성 부산물 모두를 제거할 수 있는 조성물은 보다 더 큰 이점을 제공할 것이다.Thus, a composition suitable as a stripping resist for quickly and completely removing the resist will provide substantial advantages over conventional strippers. In addition, compositions that can remove both resists and organometallic by-products will provide even greater advantages.
명백하게, 부식 잔여물이 지지체로부터 완전히 제거되지 않는다면, 잔여물은 지지체를 수분하는 후속 공정을 장애할 수 있다.Obviously, if the corrosion residues are not completely removed from the support, the residues may interfere with subsequent processes of moistening the support.
특히 서브미크론 공정 기술을 도입하여 웨이퍼를 형성하므로써 완전히 내식막 물질을 제거하는데 더하여, 내식막 제거에 이어 남은 부식 잔여물 제거를 위한 세척기술이 요구된다. 다양한 유형의 금속, 예컨대 알루미늄, 알루미늄/규소/구리, 티타늄, 질화 티타늄, 티타늄/텅스텐, 텅스텐, 산화규소, 폴리규소 결정 등의 플라스마 부식의 결과로서 발생한 모두 유형의 잔여물을 제거하는 세척 용액에 대한 필요는 처리 영역에서 보다 효과적인 세척 화학약품에 대한 필요를 야기한다.In particular, a submicron process technology is used to form the wafer to completely remove the resist material, and a cleaning technique for removing the corrosion residue following the resist removal is required. Cleaning solutions to remove all types of residues resulting from plasma corrosion of various types of metals, such as aluminum, aluminum / silicon / copper, titanium, titanium nitride, titanium / tungsten, tungsten, silicon oxide, polysilicon crystals, etc. The need creates a need for more effective cleaning chemicals in the treatment area.
보다 특히, 미소회로의 가공중에, 지지체 표면은 알루이늄, 티타늄, 산화규소 또는 폴리규소일 수 있고 패턴은 화학적 부식에 의해 그 상에 윤곽이 형성된다. 점점, 플라스마 부식, 반응성 이온 부식 또는 이온 밀링을 사용하고, 상기 부식 방법은 플라스마 가스, 반응된 종 및 감광성 내식막의 상호 반응으로부터의 원하지 않는 부산물을 생성한다. 상기 부산물의 조성물은 일반적으로 부식된 지지체, 밑에 놓인 지지체, 감광성 내식막 및 부식 가스로 구성된다. 상기 부산물의 형성은 사용된 부식 장비, 처리 조건 및 지지체의 유형에 의해 영향받는다. 일반적으로 이들 부산물은 측벽 중합체, 베일. 피켓 펜스, 토끼귀 또는 염소뿔로 불리고 산소 플라스마 또는 통상적으로 내식막 제거를 위해 사용되는 통상적인 용매, 예컨대 N-메틸-2-피롤리돈, 디에틸렌글리콜모노부틸-에테르, 디메틸아세트아미드 등에 의해 완전히 제거할 수 없다. 미소회로에서 웨이퍼의 순차적인 이용을 위해 충분한 집적도를 갖는 웨이퍼를 제공하기 위해 모든 부식 잔여물 등을 제거하는 것이 중요하다.More particularly, during the processing of the microcircuits, the support surface may be aluminum, titanium, silicon oxide or polysilicon and the pattern is contoured thereon by chemical corrosion. Increasingly, plasma erosion, reactive ion erosion or ion milling is used, and the erosion method produces unwanted byproducts from the interaction of plasma gases, reacted species and photoresists. The byproduct composition generally consists of a corroded support, an underlying support, a photoresist and a corrosive gas. The formation of these by-products is influenced by the corrosion equipment used, the treatment conditions and the type of support. Generally these by-products are sidewall polymers, bales. By conventional solvents such as picket fence, rabbit ears or goat's horn and used for oxygen plasma or commonly used for resist removal such as N-methyl-2-pyrrolidone, diethylene glycol monobutyl-ether, dimethylacetamide and the like It cannot be removed completely. It is important to remove all corrosion residues and the like to provide a wafer with sufficient density for sequential use of the wafer in microcircuits.
스트리핑 적용에서의 이용이 공지된, 반드시 세척제는 아니나 감광성 내식막 스트리퍼로서 유용한 알카리/용매 혼합물의 실례는 미합중국 특허 제4,770,713호 및 제4,403,029호에 서술된 바와 같은 디메틸아세트아미드 또는 디메틸포름아미드 및 알칸올아민 ; 미합중국 특허 제4,428,871호, 제4,401,747호 및 제4,395,479호에 서술된 바와같은 2-피롤리돈, 디알킬설폰 및 알칸올아민 ; 및 미합중국 특허 제4,744,834호에 서술된 바와같은 2-피롤리돈 및 수산화 테트라메틸암모늄을 포함한다. 그러나, 단지 상기 스트리핑 조성물이, 금속구조가 주로 Al-Si 또는 Al-Si-Cu를 함유하고 측벽 중합체 잔여물이 단지 알루미늄을 갖는 유기금속 화합물을 함유할 때 금속의 단일층을 수반하는 단순 미소회로 제조에서 접촉 오프닝 및 금속 선부식으로부터 측벽 중합체 세척에만 성공적임을 입증했다.Examples of alkali / solvent mixtures that are known to be used in stripping applications but not necessarily cleaning agents but useful as photoresist strippers are dimethylacetamide or dimethylformamide and alkanols as described in US Pat. Nos. 4,770,713 and 4,403,029. Amines; 2-pyrrolidone, dialkylsulfones and alkanolamines as described in US Pat. Nos. 4,428,871, 4,401,747 and 4,395,479; And 2-pyrrolidone and tetramethylammonium hydroxide as described in US Pat. No. 4,744,834. However, only the above stripping composition is a simple microcircuit involving a single layer of metal when the metal structure mainly contains Al-Si or Al-Si-Cu and the sidewall polymer residue contains an organometallic compound with only aluminum. It has proved successful only in sidewall polymer cleaning from contact openings and metal corrosion from manufacturing.
상기 물질들을 수반하는 세척 기작은 P.L. pai, C.H. Ting, W.M.Lee 및 R. Kuroda에 의해 습윤 내식막 스트리핑 방법에서 금속 부식이란 제목으로 1989년 K.T.I. 회의에 제출된 바와같이 EKC Technology Inc. 및 Intel Corp.에 의해 연구되었다. 상기 서술된 바와같이 상기 스트리퍼의 부식 성질로 인하여, 측벽 중합체는 유기 알루미늄 화합물 또는 금속 표면 그 자체를 공격하고 측벽 중합체 잔여물을 들어내므로써 제거된다. 또한, 스트리핑 조성물의 사용에 더하여 측벽 중합체의 완전한 제거를 성취하기 위해 초음파 진동 같은 기계적 스크루빙(scrubbing)이 필요하다.The washing mechanism involving the materials is P.L. pai, C.H. By Ting, W.M.Lee and R. Kuroda, in 1989, K.T.I. As submitted to the meeting, EKC Technology Inc. And Intel Corp. Due to the corrosive nature of the stripper as described above, the sidewall polymer is removed by attacking the organoaluminum compound or the metal surface itself and lifting off the sidewall polymer residue. In addition to the use of stripping compositions, mechanical scrubbing such as ultrasonic vibrations is required to achieve complete removal of the sidewall polymer.
다중-수준의 금속 및 다중-수준의 상호 접속 공정을 수반하는 산업에 이용되는 가장 최근의 서브 미크론 처리 기술은 보통 TiN, TiW, Ti, TiSi, W, WSi 등을 포함하는 금속 물질을 혼입시킨다.The most recent submicron treatment technology used in industries involving multi-level metal and multi-level interconnect processes usually incorporates metal materials including TiN, TiW, Ti, TiSi, W, WSi, and the like.
의도적으로 또는 의도적이지 않게 형성되든지 간에 현존하는 상업적으로 구입가능한 스트리핑 및 세척 제품을 사용할때 세척을 불완전하게 하는 상기 물질의 이용은 플라스마 부식중에 새로운 유기금속 물질 부산물의 생성을 초래한다. 상기 발견은 John W. Coburn에 의해 플라스마 부식 및 반응성 이온 부식이라는 제목의 발표에서 1991년에 미소 석판 인쇄에 대한 SPIE 심포지움에서 서술되었다. 특히, 플라스마 애싱에 의한 내식막의 제거 후에 지지체 표면 상에 남은 잔여물이, 유기금속에서 온화한 알카리성 스트리퍼에 대해 화학적으로 불활성인 상응하는 산화물, 예컨대 TiO2로 변함을 발견했다. 상기 불량한 세척의 효과는 낮은 장치 수율, 낮은 장치 신방성, 및 낮은 장치 성능을 초래한다.The use of these materials to incomplete cleaning when using existing commercially available stripping and cleaning products, whether formed intentionally or unintentionally, results in the production of new organometallic material byproducts during plasma corrosion. The findings were described at the SPIE Symposium on Microlithography in 1991 by John W. Coburn in the publication entitled Plasma Corrosion and Reactive Ion Corrosion. In particular, it was found that the residue remaining on the support surface after removal of the resist by plasma ashing turns into a corresponding oxide, such as TiO 2 , which is chemically inert to mild alkaline strippers in organometallics. The effect of poor cleaning results in low device yield, low device reliability, and low device performance.
따라서, 통상적인 스트리핑 조성물은 내식막 제거를 위한 현행 기술을 이용하여 측벽 유기금속 및 존재하는 기타 산화 금속 잔여물을 제거하는데 효과적이지 않다. 심지어 감광성 내식막 제거를 위해 효과적이라고 발전되었던 플라스마 애싱도 부식 공정중에 형성된 측벽 유기 금속 중합체 및 몇몇 기타 금속 산화물 잔여물을 제거하는데 효과적이지 않다.Thus, conventional stripping compositions are not effective at removing sidewall organometallics and other metal oxide residues present using current techniques for resist removal. Even plasma ashing, which has been developed to be effective for removing photoresist, is not effective at removing sidewall organometallic polymers and some other metal oxide residues formed during the corrosion process.
따라서, 본 발명의 일차 목적은 산화 및 환원 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 용매 ; 물 및 임의로 하나이상의 킬레이트제로 구성되는 내식막 및 부식 잔여물 제거 조성물 ; 및 내식막을 완전히 제거하고 미소회로 지지체를 세척하기 위해 조성물을 사용하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a primary object of the present invention is at least one nucleophilic amine compound having oxidation and reduction potential, at least one solvent miscible with the nucleophilic amine compound; Resist and corrosion residue removal compositions composed of water and optionally one or more chelating agents; And a method of using the composition to completely remove the resist and wash the microcircuit support.
본 발명의 부가적인 일차 목적은 산화 및 환원 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 용매 ; 물 및 임의로 하나 이상의 킬레이트제로 구성되는 조성물을 제공하여 장기간 안정성을 갖는 내식막 및 부식 잔여물 제거 조성물을 제공하는 것이다.Additional primary objects of the present invention are at least one nucleophilic amine compound having oxidation and reduction potentials, at least one solvent miscible with the nucleophilic amine compound; It is to provide a composition consisting of water and optionally one or more chelating agents to provide a resist and corrosion residue removal composition with long term stability.
본 발명의 부가적인 일차 목적은 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 용매, 및 물로 구성되는 내식막 및 부식 잔여물 제거 조성물을 제공하는 것인데, 이때, 구핵성 아민 및 유기용매는 따로 따로 유지시키고 사용하기 직전에 합하여 짧은 활성 수명 주기를 가지므로 인해 사용후에 처분할 수 있다. 대안적으로, 상기 조성물은 일단 상기와 동일한 성분을 합하여 형성하면 그와 킬레이트제를 합하여 재활성화될 수 있다.A further primary object of the present invention is to provide a resist and corrosion residue removal composition comprising at least one nucleophilic amine compound having a reduction and oxidation potential, at least one solvent miscible with the nucleophilic amine compound, and water. At this time, the nucleophilic amine and the organic solvent are kept separately and can be disposed of after use because they have a short active life cycle in combination just before use. Alternatively, the composition can be reactivated once it is formed by combining the same components as above and combining the chelating agent with it.
본 발명의 부가적인 일차 목적은 지지체를 수반하는 후속 작업 또는 처리 단계를 장애하거나 지지체 표면을 역으로 손상시키지 않으면서 지지체로부터 부식 및 내식막 제거 공정 중에 형성된 잔여물을 제거하는 조성물을 제공하는 것이다.It is a further primary object of the present invention to provide a composition for removing residues formed during corrosion and resist removal processes from a support without obstructing subsequent operations or processing steps involving the support or adversely damaging the surface of the support.
본 발명은 산화 및 환원 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 유기용매 ; 물 및 임의로 하나이상의 킬레이트제로 구성되는 내식막 및 부식 잔여물 제거 조성물에 관한 것이다. 물은 그 자체로 또는 구핵성 아민 화합물에 대한 캐리어로서, 즉 구핵성 아민이 수용액으로 존재하도록 조성물에 첨가할 수 있다.The present invention provides at least one nucleophilic amine compound having oxidation and reduction potential, at least one organic solvent miscible with the nucleophilic amine compound; A resist and corrosion residue removal composition consisting of water and optionally one or more chelating agents. Water may be added to the composition by itself or as a carrier for the nucleophilic amine compound, ie the nucleophilic amine is present in aqueous solution.
공개된 유럽 특허 출원 제485,161A1호에 상응하는 1990년 11월 5일 출원된 관련 출원 미합중국 일련 번호 610,044은 지지체로부터 내식막을 제거하는데 유용한 것으로서 히드록실아민과 혼화성인 알칼올아민과 함께 히드록실아민을 공개했다. 히드록실아민 및 알칸올아민이 아닌 화합물도 내식막 제거에 유용하나 또한 특히 지지체로부터 부식 잔여물 제거에 유용함을 발견했다. 산화 및 환원 전위를 갖는 구핵성 아민 화합물이, 구핵성 아민 화합물 및 물과 혼화성인 유기용매와 합할때 지지체로부터 내식막 및 부식 잔여물을 만족스럽게 제거함을 발견했다. 구핵성 아민 화합물은 환원 및 산화에 대한 전위를 가져야만 하나 조성물의 이용시에는 실제로 환원 및 산화가 일어날 것이 필요치는 않다. 본 발명에 유용한 구핵성 아민 화합물의 실례는 히드록실아민, 히드라진, 특정 상술된 아민, 및 하기에 부가적으로 서술되는 바와같은 그들의 유도체를 포함한다. 유기용매가 아민일 필요는 없으나, 아민 용매의 존재가 바람직하다.Related application U.S. Serial No. 610,044, filed November 5, 1990, corresponding to published European Patent Application No. 485,161A1, is useful for removing resists from a support, which is useful for removing hydroxylamines with alkalolamines that are miscible with hydroxylamines. Made public. Compounds other than hydroxylamine and alkanolamine have also been found useful in resist removal but also in particular in removing corrosion residues from supports. It has been found that nucleophilic amine compounds having oxidation and reduction potentials satisfactorily remove resists and corrosion residues from supports when combined with nucleophilic amine compounds and organic solvents that are miscible with water. The nucleophilic amine compound must have a potential for reduction and oxidation, but the use of the composition does not actually require reduction and oxidation. Examples of nucleophilic amine compounds useful in the present invention include hydroxylamine, hydrazine, certain aforementioned amines, and their derivatives as further described below. The organic solvent need not be an amine, but the presence of an amine solvent is preferred.
또한, 킬레이트제가 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물 및 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 유기용매를 포함하는 수용액내에 존재할때 적어도 두개의 추가적인 놀라운 이점이 성취됨을 발견했다. 즉, (1) 킬레이트제는 세척액내에 부식 잔여물을 보유하여 지지체 상에 잔여물의 재부착을 방지하므로써 세척을 돕고, (2) 킬레이트제는 안정화제로서 작용하여 조성물에 장기간 효과를 제공한다. 보다 특히, 킬레이트체는 구핵성 아민 화합물이 지지체로부터 잔여물을 취한 후에 세척액내 부식 잔여물을 보유하거나 동결하여 조성물의 세척 능력을 향상시킨다. 이 작용은 지지체 상에 임의 잔여물의 재부착을 최소화한다. 부가적으로 킬레이트제의 존재는 장기간 활성 및, 따라서 긴 저장 수명을 갖는 조성물을 제공한다. 킬레이트제가 구핵성 아민 화합물 및 유기용매의 수용액에 존재하지 않을때, 용액은 단지 단기간 안정성, 즉 일반적으로 약 1주일의 활성수명을 갖는다. 따라서, 킬레이트제가 존재하지 않을때, 사용하기 바로전까지 구핵성아민 화합물 및 유기용매를 따로 따로 유지시키는 것이 바람직하다. 성분을 합하고 용액을 사용한 후에, 남은 용액을 처분할 수 있거나, 일단 활성이 감소되면, 킬레이트제의 첨가에 의해 용액을 재활성화할 수 있다. 바람직한 킬레이트제는 하기에 부가적으로 서술된 바와같은 디히드록시벤젠 및 그들의 유도체이다.It has also been found that at least two additional surprising advantages are achieved when the chelating agent is present in an aqueous solution comprising at least one nucleophilic amine compound having a reduction and oxidation potential and an organic solvent miscible with the nucleophilic amine compound. That is, (1) the chelating agent retains corrosion residues in the wash solution to aid in cleaning by preventing reattachment of the residue on the support, and (2) the chelating agent acts as a stabilizer to provide long-term effects to the composition. More particularly, the chelator enhances the cleaning ability of the composition by retaining or freezing the corrosion residue in the wash solution after the nucleophilic amine compound has taken up the residue from the support. This action minimizes the reattachment of any residue on the support. Additionally the presence of the chelating agent provides a composition with long term activity and thus a long shelf life. When the chelating agent is not present in the aqueous solution of the nucleophilic amine compound and the organic solvent, the solution has only short term stability, i.e. generally about one week of active life. Therefore, when no chelating agent is present, it is desirable to separately maintain the nucleophilic amine compound and the organic solvent until just before use. After combining the components and using the solution, the remaining solution can be disposed of, or once the activity is reduced, the solution can be reactivated by the addition of a chelating agent. Preferred chelating agents are dihydroxybenzenes and their derivatives as further described below.
특히, 세척 조성물은 알루미늄 이외의 금속원소, 예컨대 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 규소(Si) 및 산화규소(SiO2)를 함유하는 지지체로부터 부식 잔여물을 제거하는데 유용하다. 본 발명의 조성물이 지지체로부터 내식막을 제거할 수 있는 한편, 본 발명의 조성물은 깨끗이 부식 잔여물 특히 내식막의 제거 후에 지지체로부터 유기금속 및 산화금속 부식 잔여물을 제거하는데 놀라운 능력을 가짐을 보였다. 현재 산업에서, 부식 잔여물은 지지체를 손상하지 않고 완전히 제거하기 극히 어렵다.In particular, the cleaning composition is useful for removing corrosion residues from supports containing metal elements other than aluminum, such as titanium (Ti), tungsten (W), silicon (Si) and silicon oxide (SiO 2 ). While the composition of the present invention can remove the resist from the support, the composition of the present invention has been shown to have a surprising ability to cleanly remove organometallic and metal oxide corrosion residues from the support after removal of the corrosion residues, in particular the resist. In the present industry, corrosion residues are extremely difficult to completely remove without damaging the support.
본 발명의 세척 조성물은 후속 제조공정 또는 지지체를 수반하는 처리단계를 장애하거나 불리한 영향을 미치지 않고 특히 서브미크론(즉, 0.8미크론 미만) 집적회로의 가공중에, 지지체로부터 유기금속 및 산화금속 잔여물 제거에 특히 적합하다. 또한, 본 발명의 세척 조성물은 공정에서 사용된 부식 장비의 부품상에 배치된 가스를 발생하는 유기금속 잔여물을 제거하는데 효과적이다. 이 장비는 폴리카보네이트, 세라믹 또는 알루미늄으로 제조할 수 있다.The cleaning compositions of the present invention remove organometallic and metal oxide residues from the support without disrupting or adversely affecting subsequent manufacturing processes or processing steps involving the support, especially during processing of submicron (ie less than 0.8 micron) integrated circuits. Particularly suitable for In addition, the cleaning compositions of the present invention are effective in removing organometallic residues that generate gases disposed on parts of corrosion equipment used in the process. The equipment can be made of polycarbonate, ceramic or aluminum.
또한 본 발명의 조성물을 사용하여 지지체롭터 내식막 또는 부식 잔여물을 제거하는 방법은 복잡한 처리단계 및 장비가 필요하지 않다는 점에서 이롭다. 본 발명의 방법은 특정 내식막 또는 존재하는 부식 잔여물을 제거하기에 충분한 온도 및 시간동안 여기서 서술된 바와같은 본 발명의 조성물과 내식막 또는 부식 잔여물을 함류하는 지지체를 접촉시키는 것을 포함한다.In addition, the method of removing the scaffold resist or corrosion residues using the compositions of the present invention is advantageous in that no complicated processing steps and equipment are required. The method of the present invention comprises contacting the composition of the invention as described herein with a support containing the resist or the corrosion residue for a temperature and time sufficient to remove the particular resist or the corrosion residue present.
제2도의 분석은 잔여물이 산화금속 및 미량의 유기금속을 함유함을 나타낸다.Analysis of FIG. 2 shows that the residue contains metal oxides and trace amounts of organometallics.
제3a도와 제3b도를 비교하여, 미합중국 특허 제4,403,029호에 서술된 스트리핑 조성물의 사용후에 잔여물이 남은 반면, 본 발명 조성물을 사용하여 모든 유기금속 잔여물이 제거됨을 볼 수 있다.Comparing Figures 3a and 3b, it can be seen that residues remain after use of the stripping compositions described in US Pat. No. 4,403,029, while all organometallic residues are removed using the compositions of the present invention.
제4a도와 제4b도의 비교에 의한 증거로써 본 발명의 조성물은 모두 유기금속 잔여물이 제거된 반면 나머지 조성물은 제거되지 않았다.As evidence from the comparison of Figures 4a and 4b, the compositions of the present invention were all free of organometallic residues while the remaining compositions were not.
제5a도와 제5b도의 비교에 의한 증거로서, 잔여물이 제거되었음을 볼 수 있다.As evidence from the comparison of Figures 5a and 5b, it can be seen that the residue has been removed.
제6b도는 본 발명의 조성물로써 세척한 후의 동일 지지체를 나타낸다.Figure 6b shows the same support after washing with the composition of the present invention.
제7a도 및 7b도에 나타낸 바와같이, 본 발명의 조성물을 사용하여 모든 유기금속 잔여물을 제거된 반면, 제7c 및 7d도로부터의 증거로써, 스트리퍼로 처리된 지지체 상에 잔여물이 남았다.As shown in Figures 7a and 7b, all organometallic residues were removed using the compositions of the present invention, while as evidence from Figures 7c and 7d, residues remained on the stripper treated support.
지지체로부터 내식막 및 부식 잔여물을 제거하기 위한 본 발명의 세척 및 스트리핑 조성물은 세척 환경에서 산화 및 환원 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 유기용매, 물 및 임의로 하나이상의 킬레이트제를 포함한다. 물은 독립적으로 또는 구핵성 아민 화합물과 함께 조성물로서 제공할 수 있다. 예컨대 구핵성 아민 화합물은 50% 수용액으로서 첨가할 수 있다.The cleaning and stripping compositions of the present invention for removing resist and corrosion residues from a support include at least one nucleophilic amine compound having oxidation and reduction potential in a washing environment, at least one organic solvent miscible with the nucleophilic amine compound, Water and optionally one or more chelating agents. Water may be provided as a composition independently or in combination with a nucleophilic amine compound. For example, the nucleophilic amine compound can be added as a 50% aqueous solution.
본 발명에 따른 조성물에서, 조성물은 바람직하게 킬레이트제를 함유할 수 있다. 킬레이트제는 조성물에 장기간 안정성 및 활성을 제공한다. 따라서, 조성물은 긴 저장 수명을 갖는 원하는 상업적 특성을 갖는다.In the composition according to the invention, the composition may preferably contain a chelating agent. Chelating agents provide long term stability and activity to the composition. Thus, the composition has the desired commercial properties with long shelf life.
대안적으로, 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물, 유기용매 및 물로 구성되는 조성물을 제공할 수 있다. 그러나, 상기 조성물은 단지 단기간 효과를 가지므로 구핵성 아민 화합물 및 유기용매를 사용 바로 전까지 따로 따로 유지하는 것이 바람직하다.Alternatively, a composition consisting of at least one nucleophilic amine compound, organic solvent and water having a reduction and oxidation potential can be provided. However, since the composition has only a short term effect, it is preferable to keep the nucleophilic amine compound and the organic solvent separately until just before use.
상기 언급된 바와같이, 물은 구핵성 아민 화합물과 함께 존재할 수 있다. 이 경우에 수용액내 구핵성 아민화합물은 사용하기 바로 전까지 유기용매와 분리시켜 유지할 것이다. 그 다음 성분을 합하고 필요한 만큼 조성물을 사용한다. 일반적으로 킬레이트제가 없는 조성물은 대략 1주일동안 유효활성수명을 가질 것이다. 그다음 조성물의 임의 미사용 부분을 간단히 처분하거나, 대안적으로 킬레이트제를 용액에 첨가하여 미사용부분을 재활성화 할 수 있다.As mentioned above, water may be present with nucleophilic amine compounds. In this case, the nucleophilic amine compound in aqueous solution will remain separated from the organic solvent until just before use. Then combine the ingredients and use the composition as needed. In general, compositions without chelating agents will have an effective lifespan for approximately one week. Any unused portion of the composition can then be simply disposed of or alternatively, a chelating agent can be added to the solution to reactivate the unused portion.
본 발명의 조성물은 내식막을 제거하는 스트리핑 조성물 또는 지지체로부터 부식 잔여물을 제거하는 세척조성물로서 사용할 수 있다. 부식 잔여물 제거 능력은 효과적인 부식 잔여물 제거 용액을 생산하기 위해 당업계에서 경험된 어려움에 비추어 특히 놀랍다.The compositions of the present invention can be used as stripping compositions to remove resists or as cleaning compositions to remove corrosion residues from supports. The corrosion residue removal capability is particularly surprising in view of the difficulties experienced in the art for producing effective corrosion residue removal solutions.
본 발명의 세척 조성물은 지지체상에 형성된 유기금속 및 산화금속 잔여물같은 부식 잔여물, 특히 플라스마 부식 공정중에 형성된 잔여물을 제거하는데 적합하다. 지지체는 알루미늄 및 비-알루미늄 금속 원소 예컨대 티타늄, 텅스텐, 규소 및 산화규소를 포함할 수 있다. 부식 후에 남은 잔여물의 정도 및 유형은 사용된 부식 장비, 공정 조건 및 사용된 지지체에 의해 결정된다.The cleaning composition of the present invention is suitable for removing corrosion residues such as organometallic and metal oxide residues formed on the support, in particular residues formed during the plasma corrosion process. The support may comprise aluminum and non-aluminum metal elements such as titanium, tungsten, silicon and silicon oxide. The extent and type of residue remaining after corrosion is determined by the corrosion equipment used, the process conditions and the support used.
바람직하게 세척 조성물은 약 5% 내지 50중량%의 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민, 약 10% 내지 80중량%의 구핵성 아민 화합물과 혼화성인 적어도 하나의 유기용매, 임의로 약 5%-30중량%의 적어도 하나의 킬레이트제 및 물, 특히 고순도 탈이온수로 구성되는 나머지 분량의 조성물로 구성된다.Preferably the cleaning composition comprises at least one nucleophilic amine having a reduction and oxidation potential of about 5% to 50% by weight, at least one organic solvent, optionally about 5, that is miscible with about 10% to 80% by weight of the nucleophilic amine compound. % -30% by weight of at least one chelating agent and the remainder of the composition consisting of water, in particular high purity deionized water.
산화 및 환원 전위를 갖는 구핵성 아민 화합물로서 사용하기 적합한 화합물은 하기 나열된 바와 같은 특정 아민, 히드록실아민, 히드라진 및 그들의 유도체를 포함한다. 본 발명에서 사용된 구핵성 아민 화합물은 세척 또는 스트리핑 공정중에 산화 또는 환원에 실제로 참여하지 않아야 한다. 구핵성 산화 화합물은 세척 또는 스트리핑 환경에서 산화 및 환원력을 가져야만 한다.Compounds suitable for use as nucleophilic amine compounds having oxidation and reduction potentials include certain amines, hydroxylamines, hydrazines and derivatives thereof as listed below. The nucleophilic amine compounds used in the present invention should not actually participate in oxidation or reduction during the washing or stripping process. The nucleophilic oxidizing compounds must have oxidative and reducing power in a washing or stripping environment.
본 발명에 유용한 적당한 구핵성 아민 화합물은 하기 일반식을 갖는 화합물 또는 그의 염이다 :Suitable nucleophilic amine compounds useful in the present invention are compounds having the following general formula or salts thereof:
이때 R1, R2, R3및 R4는 동일하거나 상이하고 수소, 히드록실기 ; 치환된 C1-C6직쇄, 분지 또는 시클로알킬, 알케닐 또는 알키닐기 ; 치환된 아실기 ; 직쇄 또는 분지 알콕시기 ; 아미딜기 ; 카르복실기 ; 알콕시알킬기 ; 알킬아미노기 ; 알킬 설포닐기 ; 또는 설폰산기를 포함하는 군으로부터 선택되고 ; y=1일때 x=0이거나 y=0일때 x=0 또는 1이고 ; x=1일때 y=0이거나 x=0일때 y=0 또는 1이고 ; 단 R4는 단지 x=1일때 존재한다. 구핵성 아민 화합물의 특정 실례는 부가적으로 하기에 서술된다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and are hydrogen, a hydroxyl group; Substituted C 1 -C 6 straight, branched or cycloalkyl, alkenyl or alkynyl groups; Substituted acyl groups; Linear or branched alkoxy group; Amidyl group; Carboxyl group; Alkoxyalkyl group; Alkylamino group; Alkyl sulfonyl group; Or selected from the group containing sulfonic acid groups; x = 0 when y = 1 or x = 0 or 1 when y = 0; y = 0 when x = 1 or y = 0 or 1 when x = 0; Provided that R 4 only exists when x = 1. Specific examples of nucleophilic amine compounds are additionally described below.
환원 및 산화 전이를 갖는 구핵성 아민 화합물로서 사용하기 적합한 히드록시아민은 하기 일반식을 갖는 아민 화합물 또는 하기 화합물의 염으로 표현된다.Hydroxyamines suitable for use as nucleophilic amine compounds with reducing and oxidative transitions are represented by amine compounds having the following general formula or salts of the following compounds.
이때, R1, R2및 R3은 독립적으로 수소 ; 히드록실기 ; 임의로 치환된 C1-C6직쇄, 분지 또는 시클로알킬, 알케닐 또는 알키닐기 ; 임의로 치환된 아실기, 직쇄 또는 분지 알콕시기, 아미딜기, 카르복실기, 알콕시알킬기, 알킬아미노기, 알킬설포닐기, 또는 설폰산기이다. 이들 화합물, 예컨대 상기 서술된 아미드의 유도체도 또한 사용하기 적합하다.At this time, R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen; Hydroxyl group; Optionally substituted C 1 -C 6 straight, branched or cycloalkyl, alkenyl or alkynyl groups; Optionally substituted acyl, straight or branched alkoxy group, amidyl group, carboxyl group, alkoxyalkyl group, alkylamino group, alkylsulfonyl group, or sulfonic acid group. Derivatives of these compounds, such as the amides described above, are also suitable for use.
본 발명의 구핵성 아민 화합물로서 사용하기 적합한 아민은 하기 일반식 또는 하기 화합물의 염으로 표현할 수 있다 :Suitable amines for use as the nucleophilic amine compounds of the present invention can be represented by the following general formulas or salts of the following compounds:
이때, R1, R2및 R3는 독립적으로 수소 ; 임의로 치환된 C1-C6직쇄, 분지 또는 시클로알킬, 알케닐, 또는 알키닐기 ; 임의로 치환된 아실기, 직쇄 또는 분지 알콕시기, 아미딜기, 카르복실기, 알콕시알킬기, 알킬아미노기, 알킬설포닐기, 또는 설폰산기이다.At this time, R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen; Optionally substituted C 1 -C 6 straight, branched or cycloalkyl, alkenyl, or alkynyl groups; Optionally substituted acyl, straight or branched alkoxy group, amidyl group, carboxyl group, alkoxyalkyl group, alkylamino group, alkylsulfonyl group, or sulfonic acid group.
본 발명의 구핵성 아민 화합물로서 사용하기 적합한 히드라진은 하기 일반식 또는 하기 화합물의 염으로 표현할 수 있다 :Hydrazines suitable for use as the nucleophilic amine compounds of the present invention can be represented by the following general formulas or salts of the following compounds:
이때, R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 수소 ; 히드록실기 ; 임의로 치환된 C1-C6직쇄, 분지 또는 시클로알킬, 알케닐 또는 알키닐기 ; 임의로 치환된 아실기, 직쇄 또는 분지 알콕시기, 아미딜기, 카르복실기, 알콕시알킬기, 알킬아미노기 알킬설포닐기, 또는 설폰산기이다.At this time, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen; Hydroxyl group; Optionally substituted C 1 -C 6 straight, branched or cycloalkyl, alkenyl or alkynyl groups; Optionally substituted acyl group, straight or branched alkoxy group, amidyl group, carboxyl group, alkoxyalkyl group, alkylamino group alkylsulfonyl group, or sulfonic acid group.
환원 및 산화 전위를 갖는 바람직한 구핵성 아민 화합물은 알콕시 치환 아민, 히드록실아민, 알킬 또는 카르복실 치환 히드록실아민, 및 알킬 또는 카르복실 치환 히드라진이다. 가장 바람직한 화합물은 히드록실아민, N-메틸히드록실아민 염화수소, N,N-디에틸히드록실아민 및 메틸히드라진이다.Preferred nucleophilic amine compounds with reduction and oxidation potentials are alkoxy substituted amines, hydroxylamines, alkyl or carboxyl substituted hydroxylamines, and alkyl or carboxyl substituted hydrazines. Most preferred compounds are hydroxylamine, N-methylhydroxylamine hydrogen chloride, N, N-diethylhydroxylamine and methylhydrazine.
본 발명에 사용하기 적합한 유기용매는, 구핵성 아민 화합물과 혼화성이고 바람직하게 수용성이다. 게다가, 본 발명에 유용한 유기용매는 바람직하게 비교적 높은 비점, 예컨대 100℃ 이상, 및 높은 인화점, 예컨대 45℃ 이상을 갖는다.Organic solvents suitable for use in the present invention are miscible with the nucleophilic amine compound and are preferably water soluble. In addition, the organic solvents useful in the present invention preferably have a relatively high boiling point, such as at least 100 ° C, and a high flash point, such as at least 45 ° C.
적합한 유기용매는 알킨올아민 및 그들의 유도체를 포함한다. 게다가, 비-아민 용매, 예컨대 디메틸 설폭시드(DMSO)가 사용하기 적합하다. 바람직하게 아민 용매는 단독으로 또는 또 다른 용매와 함께 존재한다. 이전에는, 알칸올아민 용매를 사용해야만 한다고 생각했다. 알칸올아민 용매가 여전히 바람직한 용매이나, 다른 용매도 환원 및 산화 전위를 갖는 적어도 하나의 구핵성 아민 화합물과 사용할 때 사용에 적합함을 발견했다.Suitable organic solvents include alkinolamines and derivatives thereof. In addition, non-amine solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) are suitable for use. Preferably the amine solvent is present alone or in combination with another solvent. Previously, it was thought that an alkanolamine solvent should be used. Although alkanolamine solvents are still preferred solvents, other solvents have been found suitable for use when used with at least one nucleophilic amine compound having a reduction and oxidation potential.
적합한 알칸올아민은 일차, 이차 또는 삼차 아민이고 바람직하게 모노아민, 디아민 또는 트리아민, 및, 가장 바람직하게 모노아민이다. 아민의 알칸올기는 바람직하게 1 내지 5 탄소원자를 갖는다.Suitable alkanolamines are primary, secondary or tertiary amines and are preferably monoamines, diamines or triamines, and most preferably monoamines. Alkanol groups of amines preferably have 1 to 5 carbon atoms.
본 발명에서 사용에 적합한 바람직한 알칸올아민은 R1및 R2가 H, CH3, CH3CH2또는 CH2CH2OH일 수 있고, R3는 CH2CH2OH인 일반식 R1R2-N-CH2CH2-O-R3로 표현할 수 있다.Preferred alkanolamines suitable for use in the invention R 1 and R and 2 can be H, CH 3, CH 3 CH 2 or CH 2 CH 2 OH, R 3 is CH 2 CH 2 OH in the general formula R 1 R It can be represented by 2 -N-CH 2 CH 2 -OR 3 .
적합한 알칸올아민의 실례는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 터셔리-부틸에탄올아민 이소프로판아민, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 이소부탄올아민, 2-아미노-2-에톡시프로판올 및 디글리콜아민으로 공지된 2-아미노-2-에톡시-에탄올을 포함한다.Examples of suitable alkanolamines are monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tert-butylethanolamine isopropanamine, 2-amino-1-propanol, 3-amino-1-propanol, isobutanolamine, 2- 2-amino-2-ethoxy-ethanol known as amino-2-ethoxypropanol and diglycolamine.
본 발명의 조성물에 사용하기 적합한 유기 용매의 부가적인 실례는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸프로판아미드, N,N-디에틸포름아미드, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 알킬에테르, 디에틸렌 글리콜 알킬에테르, 트리에틸렌 글리콜 알킬에테르, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 알킬에테르, 디프로필렌 글리콜 알킬에테르, 트리프로필렌 글리콜 알킬에테르, N-치환 피롤리돈, 에틸렌 디아민 및 에틸렌트리아민을 포함한다. 당업계에 공지된 것으로서 부가적인 극성 용매를 또한 본 발명의 조성물에 사용할 수 있다.Additional examples of suitable organic solvents for use in the compositions of the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylpropanamide, N, N-diethylformamide, ethylene glycol, ethylene glycol alkylethers, Diethylene glycol alkyl ether, triethylene glycol alkyl ether, propylene glycol, propylene glycol alkyl ether, dipropylene glycol alkyl ether, tripropylene glycol alkyl ether, N-substituted pyrrolidone, ethylene diamine and ethylene triamine. Additional polar solvents as known in the art can also be used in the compositions of the present invention.
본 발명의 조성물에 유용한 바람직한 킬레이트제는 하기 일반식에 따른 히드록시벤젠 또는 하기 화합물의 염이다 :Preferred chelating agents useful in the compositions of the present invention are hydroxybenzenes or salts of the compounds according to the general formula
이때 n=1-4, m=2-5이고 R은 독립적으로 수소, 임의로 치환된 C1-C6직쇄, 분지 또는 시클로알킬, 알케닐, 또는 알킬닐기 ; 임의로 치환된 아실기, 직쇄 또는 분지 알콕시기 아미딜기, 카르복실기, 알콕시알킬기, 알킬아미노기, 알킬설포닐기, 또는 설폰산기이다. 바람직한 화합물은 디히드록시벤젠 이성질체, 및 알킬치환된 디히드록시벤젠이다. 가장 바람직한 화합물을 1,2-디히드록시벤젠 및 1,2-디히드록시-4-t-부틸벤젠이다.Wherein n = 1-4, m = 2-5 and R is independently hydrogen, an optionally substituted C 1 -C 6 straight chain, branched or cycloalkyl, alkenyl, or alkylyl group; Optionally substituted acyl group, straight or branched alkoxy group, amidyl group, carboxyl group, alkoxyalkyl group, alkylamino group, alkylsulfonyl group, or sulfonic acid group. Preferred compounds are dihydroxybenzene isomers, and alkylsubstituted dihydroxybenzenes. Most preferred compounds are 1,2-dihydroxybenzene and 1,2-dihydroxy-4-t-butylbenzene.
당업계에 공지된 바의 부가적인 킬레이트제도 또한 본 발명의 조성물에 사용할 수 있다. 예컨대, 금속이온이 없는 킬레이트제인 킬레이트제, 예컨데 티오페놀 및 하기 일반식에 따른 그의 유도체 :Additional chelating agents as known in the art can also be used in the compositions of the present invention. For example, chelating agents which are chelating agents free of metal ions, for example thiophenols and derivatives thereof according to the following general formula:
이때, R1=OH 또는 COOH이고 ; 또는 하기 일반식의 에틸렌 디아민 테트라카르복실산 및 그의 암모늄염을 사용할 수 있다.Wherein R 1 = OH or COOH; Or ethylene diamine tetracarboxylic acid and its ammonium salt of the following general formula can be used.
이때, R1, R2, R3및 R4는 H 또는 NH4일 수 있다. 나트륨, 칼륨등 염은 세척에 의해 야기되는 바의 미소회로내 이온성 오염의 공지된 기작에 근거하여 사용에 적합하지 않다고 생각된다. 상기 일반식으로부터의 증거로서, 카르복실산은 사-치환되기보다는 일-, 이- 또는 삼-치환될 수 있다.At this time, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be H or NH 4 . Sodium, potassium, etc. salts are not considered suitable for use based on the known mechanism of ionic contamination in microcircuits caused by washing. As evidence from the above formula, the carboxylic acid may be mono-, di- or tri-substituted rather than tetra-substituted.
부가적인 적합한 킬레이트제는 R1, R2, R3및 R4가 바람직하게 1 내지 5 탄소원자를 갖는 단쇄 알킬기이고, R1, R2, R3및 R4가 동일하거나 상이할 수 있는 일반식 R1R2R3R4NOH로 표현할 수 있는 알킬 암모늄 수산화물을 포함한다. 바람직한 알킬 암모늄 수산화물은 수산화 테트라메틸암모늄이다.Additional suitable chelating agents are general formulas in which R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are preferably short-chain alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, and wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different. Alkyl ammonium hydroxide, which can be represented by R 1 R 2 R 3 R 4 NOH. Preferred alkyl ammonium hydroxide is tetramethylammonium hydroxide.
본 발명의 현재 가장 바람직한 세척 조성물은, 조성물의 총중량을 기준으로 히드록실아민 35부, 2-아미노-2-에톡시에탄올 65부, 및 1,2-디히드록시벤젠 5부로 구성되며, 이때 히드록실아민은 50% 수용액으로 존재한다. 다른 바람직한 특정 실시양태는 하기 실시예에 나열된다.The present most preferred washing composition of the present invention consists of 35 parts of hydroxylamine, 65 parts of 2-amino-2-ethoxyethanol, and 5 parts of 1,2-dihydroxybenzene based on the total weight of the composition Oxylamine is present in 50% aqueous solution. Other preferred specific embodiments are listed in the examples below.
본 발명의 스트리핑 및 세척 조성물이 지지체 그 자체를 공격하지 않고 감광성 내식막을 제거하는 지지체의 실례는 금속 지지체 예컨대 알루미늄, 티타늄/텡스텐, 알루미늄/규소, 알루미늄/규소/구리 ; 및 지지체 예컨대 산화규소, 질화규소, 및 갈륨/비소 ; 및 플라스틱 지지체 예컨대 폴리카보네이트를 포함한다.Examples of supports in which the stripping and cleaning compositions of the present invention remove the photoresist without attacking the support itself include metal supports such as aluminum, titanium / tungsten, aluminum / silicon, aluminum / silicon / copper; And supports such as silicon oxide, silicon nitride, and gallium / arsenic; And plastic supports such as polycarbonate.
본 발명의 세척 조성물은 또한 부식 지지체에 사용된 부식 장비로부터 부식 잔여물 제거에 효과적이다. 상업적으로 구입 가능한 부식 장비의 실례는 램 리서치, 테칼, 일렉트로테크, 어플라이드 머티리얼, 토교 일렉트론, 히타찌등을 포함한다.The cleaning composition of the present invention is also effective for removing corrosion residues from corrosion equipment used in corrosion supports. Examples of commercially available corrosion equipment include RAM Research, Tecal, Electrotech, Applied Materials, Tokyo Electron, Hitachi, and others.
본 발명의 조성물을 사용하여 지지체로부터 내식막의 제거 또는 지지체로부터 부식 잔여물의 세척 방법은 잔여물을 제거하기 충분한 온도에서 및 시간동안 본 발명의 조성물을 제거될 물질을 갖는 지지체와, 접촉시키는 것을 수반한다. 지지체를 조성물에 침지시킨다. 침지 시간 및 온도는 지지체로부터 제거되는 특정 물질에 기초하여 결정된다. 일반적으로, 온도는 약 주변온도 또는 실온 내지 100℃의 범위이고 접촉시간은 약 2내지 60분이다. 바람직한 방법은 30분 동안 약 65℃의 온도에서 본 발명의 용액에 웨이퍼같은 지지체 표본을 침지시키고 이어서 약 80°-85℃에서 10분 동안 용매욕에 지지체 표면을 위치시킨 후, 수욕에서 지지체 표본 헹구는 단계들을 수반한다.The method of removing the resist from the support or cleaning the corrosion residue from the support using the composition of the present invention involves contacting the composition of the present invention with a support having the material to be removed at a temperature and for a time sufficient to remove the residue. . The support is immersed in the composition. Immersion times and temperatures are determined based on the specific material removed from the support. Generally, the temperature is in the range of about ambient temperature or room temperature to 100 ° C. and the contact time is about 2 to 60 minutes. A preferred method is to immerse a support sample such as a wafer in a solution of the present invention at a temperature of about 65 ° C. for 30 minutes and then place the support surface in a solvent bath at about 80 ° -85 ° C. for 10 minutes, then rinse the support sample in a water bath. Involves the steps.
지지체로부터 부식 잔여물의 제거를 예시하는 실시예는 하기 나열된다. 하기 실시예는 본 발명을 더 예시하기 위해 제공되며 본 발명의 영역을 제한하지 않는다.Examples illustrating the removal of corrosion residues from the support are listed below. The following examples are provided to further illustrate the invention and do not limit the scope of the invention.
실시예에서, 본 발명의 조성물로써 지지체를 처리하기 전에 통상적인 공지 방식으로 지지체를 처리한다.In an embodiment, the support is treated in a conventional known manner prior to treating the support with the compositions of the present invention.
지지체로부터 부식 잔여물 제거를 위해 하기 실시예 1-11에서 사용된 본 발명에 따른 세척 조성물의 실례는 하기 표 I 에 나열된다.Examples of cleaning compositions according to the invention used in Examples 1-11 below for removal of corrosion residues from supports are listed in Table I below.
[표 1] TABLE 1
실시예 1Example 1
실시예 1은 플라스마 부식 및 애싱 후에 웨이퍼 지지체상에 남아 있는 잔여물의 문제를 설명한다. 제1도는 플라스마 애싱후에 부식된 지지체상에 존재하는 부식된 웨이퍼 잔여물을 보인다. 특별히, 유전층으로서 사용되는 산화규소는 표준 플라스마 부식 공정에 따라 상호 접속된 다층에 대해 부식된 패턴을 가진다. 마스킹 물질로서 사용된 감광성 내식막을 산소 플라스마 애싱에 의해 이미 제거하였다. 부식된 웨이퍼상에 존재하는 잔여물을 이온 질량 분광법(LIMA)에 의해 분석했다. 분석의 결과는 제2도에서 보인 바와 같다. 분석으로 잔여물이 금속 산화물 및 흔적량의 유기 물질을 함유한다는 것을 확증했다.Example 1 illustrates the problem of residues remaining on the wafer support after plasma corrosion and ashing. 1 shows the corroded wafer residue present on the corroded support after plasma ashing. In particular, silicon oxide used as the dielectric layer has a corroded pattern for interconnected multilayers according to standard plasma corrosion processes. The photoresist used as the masking material was already removed by oxygen plasma ashing. The residue present on the corroded wafer was analyzed by ion mass spectroscopy (LIMA). The results of the analysis are as shown in FIG. The analysis confirmed that the residue contained metal oxides and trace amounts of organic material.
실시예 2Example 2
실시예 2는 C/V 테스트에 의해 결정된 바와 같은 웨이퍼에 대한 본 발명의 세척 조성물의 효과를 설명한다. C/V 이동 측정은 웨이퍼를 세척하는데 사용된 화학약품의 효과를 결정하기 위해 이용된 방식이다. 고압이동은 웨이퍼에 이동 이온 오염에 의해 주로 일어난다. 상기 오염은 연속 공정 단계에 해로운 영향을 미칠것이고, 결과적으로 미소회로의 파손을 일으킬 수 있다.Example 2 illustrates the effect of the cleaning composition of the present invention on wafers as determined by C / V testing. C / V migration measurements are the method used to determine the effect of the chemicals used to clean the wafer. High pressure transfer is mainly caused by mobile ion contamination on the wafer. The contamination will have a detrimental effect on the continuous process step and may result in breakage of the microcircuits.
테스트 평가는 본 발명의 세척 조성물과 다른 통상의 감광성 내식막 스트리핑 조성물의 C/V 이동을 비교한다. 사용된 모든 웨이퍼는 우수한 산화규소 지지체인 것으로 공지되었다.Test evaluations compare the C / V shifts of the wash compositions of the invention with other conventional photoresist stripping compositions. All wafers used are known to be good silicon oxide supports.
파이렉스 비이커를 사용하여 제조자들의 제안된 작동 온도까지 모든 화학약품을 뜨거운 판에서 가열했다. 이용된 각각의 비이커는 새롭고, 임의 화학 공정에서 앞서 사용되지 않았다. 각 생성물에 대해 개개의 비이커를 사용했다. 서술된 조성물에 산화규소 웨이퍼를 침지시킨 후에, 웨이퍼를 헹구고 건조시켰다. 표 2에서 작동 조건 및 C/V 이동 테스트 결과를 보였다. 표 2는 하기와 같다.Pyrex beakers were used to heat all chemicals in hot plates up to the manufacturer's suggested operating temperature. Each beaker used was new and not previously used in any chemical process. Individual beakers were used for each product. After immersing the silicon oxide wafer in the described composition, the wafer was rinsed and dried. Table 2 shows the operating conditions and the C / V shift test results. Table 2 is as follows.
[표 2] TABLE 2
음성 판독은 C/V 이동에 있어서 변화가 없음을 의미한다.Voice reading means no change in C / V shift.
상기 서술된 바와 같이 본 발명에 따른 세척 조성물 C는 테스트한 임의 양성 감광성 내식막 스트리퍼보다 더 깨끗한 표면을 제공하는 것으로 알려졌다.As described above, the cleaning composition C according to the present invention is known to provide a cleaner surface than any positive photoresist stripper tested.
실시예 3Example 3
실시예 3은 미합중국 특허 제4,403,029호에서 서술되고, J. T. Baker에 의해 상표 PRS-2000하에 팔리는, 상기 서술된 바와 같은 본 발명의 조성물 F 및 스트리핑 조성물 사이의 비교 테스트 결과를 설명한다. 비교 테스트의 결과를 제3a 및 3b도에서 1.2μ의 크기를 가지는 오프닝에 관해서 보였다. 각 오프닝은 표준 산화규소 플라스마 부식 공정을 사용하여 부식된 산화규소 유전층상에 존재했다. 감광성 내식막을, 산소 플라즈마 애싱에 의해 부식후에 층으로부터 제거했다. 그리고나서, 상기 서술된 바와 같이 조성물 F에 지지체를 65℃에서 10분 동안 침지시킴으로써 지지체를 처리했다. 제3a도에서 보이는 바와 같이 주사 현미경으로부터의 현미경사진으로, 조성물 F가 유기금속성 잔여물 모두를 제거했다는 것을 알 수 있다. 제3b도에서 보이는 바와 같이, 같은 공정 조건하에 제조된 부식된 웨이퍼를 65℃에서 10분 동안 PRS-2000 내에 침지시킴으로써 처리했을때 지지체상에 잔여물이 남았다.Example 3 sets forth the comparative test results between the composition F and the stripping composition of the present invention as described above, described in US Pat. No. 4,403,029 and sold under the trademark PRS-2000 by J. T. Baker. The results of the comparative test were shown with respect to the openings having a size of 1.2μ in FIGS. 3a and 3b. Each opening was on a silicon oxide dielectric layer corroded using a standard silicon oxide plasma corrosion process. The photoresist was removed from the layer after corrosion by oxygen plasma ashing. The support was then treated by soaking the support in Composition F for 10 minutes at 65 ° C. as described above. Micrographs from the scanning microscope, as shown in FIG. 3A, show that composition F removed all of the organometallic residue. As shown in FIG. 3B, a residue remained on the support when treated by immersing the corroded wafer prepared under the same process conditions in PRS-2000 at 65 ° C. for 10 minutes.
실시예 4Example 4
실시예 4는 상기 서술된 바와 같은 조성물 C 및 미합중국 특허 제4,770,713호에서 서술되고 상표 ACT-150I하에 팔리는 스트리핑 조성물 사이의 비교 테스트 결과를 설명한다.Example 4 sets forth comparative test results between Composition C as described above and stripping compositions described in US Pat. No. 4,770,713 and sold under the trademark ACT-150I.
ACT-150I는 디메틸 아세트아미드 용매 기재 감광성 내식막 스트리퍼이다.ACT-150I is a dimethyl acetamide solvent based photoresist stripper.
비교 테스드 결과를 1.0μ크기를 가지는 오프닝에 관해서 제4a 및 4b도에서 보였다. 각 오프닝은 표준산화규소 플라스마 부식 공정을 사용하여 부식시킨 산화규소 유전층상에 존재했다.Comparative test results are shown in FIGS. 4a and 4b with respect to the opening having a size of 1.0 μ. Each opening was on a silicon oxide dielectric layer that was corroded using a standard silicon oxide plasma corrosion process.
감광성 내식막을 산소 플라스마 애싱에 의해 제거했다. 그리고나서, 지지체를 45℃에서 30분 동안 상기 서술된 바와강티 조성물 C내에 침지시킴으로써 처리했다. 제4a도에서 보이는 바와 같이 주사 전자 현미경으로부터의 현미경 사진으로, 조성물 C가 산화규소 지지체를 손상시키지 않고 모든 유기금속 잔여물을 완전히 제거했다는 것을 알았다. 제4b도는 45℃에서 30분 동안 ACT-150I 내에 침지시킨 후에 같은 공정 조건하에서 제조된 지지체를 보인다. 제4b도에서 보이는 바와 같이, 스트리핑 조성물은 부식 잔여물을 단지 부분적으로 제거했다.The photoresist was removed by oxygen plasma ashing. The support was then treated by immersion in the bar and Gangti composition C described above for 30 minutes at 45 ° C. Micrographs from the scanning electron microscopy as shown in FIG. 4A showed that Composition C completely removed all organometallic residues without damaging the silicon oxide support. 4B shows the support prepared under the same process conditions after soaking in ACT-150I for 30 minutes at 45 ° C. As shown in Figure 4b, the stripping composition only partially removed the corrosion residues.
실시예 5Example 5
실시예 5는 폴리규소 부식 잔여물의 세척을 설명한다.Example 5 describes the cleaning of polysilicon corrosion residues.
산화규소상 폴리규소의 미소회로 패턴을 부식 기체로서 HBr을 사용하여 플라스마 부식 장치에서 부식시켰다. 감광성 내식막을 산소 플라스마 애싱에 의해 제거했다. 감광성 내식막의 제거후에 폴리규소 회로선상에 남아 있는 대부분 Si-C-Br인 부식 잔여물을 제5a도에서 보인다. 웨이퍼를 20분 동안 65℃에서 본 발명의 조성물 C내에 침지시킴으로써 한층 더 처리했을때, 모든 부식 잔여물을 제5b도에서 보이는 바와 같이 지지체로부터 제거했다.The microcircuit pattern of polysilicon on silicon oxide was corroded in a plasma corrosion apparatus using HBr as the corrosive gas. The photoresist was removed by oxygen plasma ashing. The corrosion residue, mostly Si-C-Br, remaining on the polysilicon circuit after removal of the photoresist is shown in Figure 5a. Upon further processing by immersing the wafer in Composition C of the present invention at 65 ° C. for 20 minutes, all corrosion residues were removed from the support as shown in FIG. 5B.
실시예 6Example 6
실시예 6은 지지체로부터 금속 부식 잔여물의 세척을 설명한다. TiW/Al-Si-Cu/TiW의 샌드위치 금속지지체를 패턴화하고, 플라스마 금속 부식기, 즉 Applied Material 8330 Metal Etcher에서 부식시켰다. 이 금속 부식기는 배치 부식 장치이므로, 한번에 하나 이상의 웨이퍼를 처리할 수 있다. 상기 부식 장치에 의해 수행한 부식 방식 때문에, 부식중에 보다 적은 양의 중합체 잔여물이 생긴다. 제6a도에서 보이는 바와 같이, 감광성 내식막을 산소 플라스마 애싱에 의해 제거한 후에 금속선상에 잔여물이 남았다. 그리고나서, 웨이퍼를 30분 동안 65℃에서 상기 서술된 바와 같이 조성물 B내에 침지시킴으로써 처리했다. 제6b도에서 보이는 바와 같이, 조성물 B는 표면으로부터 모든 유기금속 잔여물을 제거하는 작용을 한다.Example 6 describes the cleaning of metal corrosion residues from a support. The sandwich metal support of TiW / Al-Si-Cu / TiW was patterned and corroded in a plasma metal corroder, namely Applied Material 8330 Metal Etcher. Since this metal corroder is a batch corrosive device, it can process more than one wafer at a time. Due to the corrosion mode carried out by the corrosion apparatus, less polymer residues are produced during corrosion. As shown in FIG. 6A, a residue remained on the metal wire after the photoresist was removed by oxygen plasma ashing. The wafer was then treated by immersing in composition B for 30 minutes at 65 ° C. as described above. As shown in Figure 6b, composition B serves to remove all organometallic residues from the surface.
실시예 7Example 7
실시예 7은 바이아(Via) 구멍 또는 오프닝, 즉 표준 산화규소 플라스마 부식 공정을 사용하여 부식시킨 산화규소 유전층 상에 0.6μ의 크기를 가지는, 지지체상에 전도무질을 통과시키는 지지체상 유전 덮개층내에 오프닝상 구멍에 의한 서브미크론 회로의 세척을 설명한다. 특히, Lam Research에 의해 팔리는 산화물 부식기를 이용했다. 이 공정에서, 부식 잔여물은 대부분 조성물내 작은 비의 금속을 가지는 실리콘 함유 중합체이다. 밑에 놓인 층은 TiN/Al-Si-Cu의 금속 지지체였다.Example 7 includes a via hole or opening, i.e., in a support-like dielectric sheath layer having a size of 0.6 micron on a silicon oxide dielectric layer corroded using a standard silicon oxide plasma erosion process. The cleaning of the submicron circuit by the opening on the opening will be described. In particular, the oxide corrode sold by Lam Research was used. In this process, the corrosion residues are mostly silicone containing polymers with a small proportion of metals in the composition. The underlying layer was a metal support of TiN / Al-Si-Cu.
감광성 내식막 마스킹 물질을 산소 플라스마 애싱에 의해 제거했다. 그리고나서, 지지체를 60℃에서 30분동안 상기 서술된 바와 같이 조성물 A내에 침지시킴으로서 처리했다. 제7a도에서 보이는 바와 같이 주사 현미경으로부터의 단면 현미경사진으로, 조성물 A가 모든 유기금속 잔여물을 제거한다는 것을 알았다. 그러나, 제7b도에서 보이는 바와 같이, 부식된 웨이퍼가 같은 조건에서 처리될때 오프닝 내부에 남아 있는 잔여물을. 초음파 욕내에 90℃에서 60분 동안 N-메틸-2-피롤리돈 용매/알칸올아민 기재 스트리퍼 내에서 처리했다.The photoresist masking material was removed by oxygen plasma ashing. The support was then treated by immersing in Composition A as described above at 60 ° C. for 30 minutes. Cross-sectional micrographs from the scanning microscope, as shown in FIG. 7A, showed that Composition A removes all organometallic residues. However, as shown in Figure 7b, residues remaining inside the opening when the corroded wafer is processed under the same conditions. The ultrasonic bath was treated in a N-methyl-2-pyrrolidone solvent / alkanolamine based stripper at 90 ° C. for 60 minutes.
실시예 8Example 8
무거운 게이지 알루미늄으로 제조된 산화규소 부식 장치부분을 세척을 위해 부식 장치로부터 제거했다. 부식 장치상에 부착된 가스발생 잔여물을 제거하기 위해 이용된 통상의 절차는 샌드블래스팅에 의해서이다. 그러나, 샌드블래스팅은 시간 소비절차이다. 부식 장치의 알루미늄 부분상에 부착된 잔여물은 본 발명의 조성물내에 침지시킴으로써 쉽게 제거될 수 있다는 것을 알았다. 부식 장치의 알루미늄 부분을 40℃에서 30분 동안 조성물 E내에 침지시켰다. 헹구고 건조시킨 후에, 잔여물이 제거되었다는 것을 관찰했다.A portion of the silicon oxide corrosion device made of heavy gauge aluminum was removed from the corrosion device for cleaning. A common procedure used to remove gaseous residues deposited on the corrosion apparatus is by sandblasting. However, sandblasting is a time consuming procedure. It has been found that residue adhering on the aluminum portion of the corrosion apparatus can be easily removed by immersing it in the composition of the present invention. The aluminum portion of the corrosion apparatus was immersed in Composition E for 30 minutes at 40 ° C. After rinsing and drying, it was observed that the residue was removed.
실시예 9Example 9
금속 부식 장치의 일부를 형성하는 세라믹 고리를 세척하는 통상의 공정은 샌드블래스팅 또는 손으로 문지르는 것을 포함한다. 35℃에서 45분 동안 초음파 욕내에 세라믹 고리를 침지시킴으로써 상기 세라믹 고리를 세척하기 위해 조성물 A를 이용했다. 세라믹 고리상에 부착물이 완전히 제거되었다는 것을 알았다.Conventional processes for cleaning ceramic rings forming part of a metal corrosion apparatus include sandblasting or rubbing by hand. Composition A was used to wash the ceramic ring by immersing the ceramic ring in an ultrasonic bath at 35 ° C. for 45 minutes. It was found that the deposit was completely removed on the ceramic ring.
실시예 10Example 10
실시예 10은 금속 부식 잔여물의 세척을 설명한다.Example 10 describes washing of metal corrosion residues.
플라스마 향상된 TEOS상에 정착된 Al-Si-Cu/W/TiW 금속 패턴을 이용했다. 웨이퍼를 50% 과부식시켰다. Applied Material에 의해 팔리는 P-5000을 금속 부식을 위해 사용했다. P-5000은 단일 웨이퍼 부식기이고, 부식 장치의 공정 기술때문에, 부식후에 상기 실시예 6 및 7에서 서술한 것 보다 제거하기에 더 어려운 더 높이 쌓인 중합체가 남는다. Al-Si-Cu/W/TiW의 샌드위치 금속 지지체를 패턴화하고, 플라스마 금속 부식기 P-5000에서 부식시켰다. 감광성 내식막을 산소 플라스마 애싱에 의해 제거한 후에 금속선의 구석상에 소량의 잔여물이 남았고, 30분 동안 65℃에서 조성물 B를 사용하여 세척했다. 상기 세척된 지지체를 제8a도에서 보인다. 조성물 B는 잔여물의 완전한 제거를 제공하지 않았다. 그리고나서, 유사한 부식된 웨이퍼를 30분 동안 65℃에서 상기 서술한 바와 같이 조성물 D내에 침지시킴으로써 처리했다. 제8b도에서 보인 바와 같이, 조성물 D는 표면으로부터 모든 유기금속 잔여물을 제거했다. 조성물 B는 킬레이트제를 함유하지 않고, 조성물 D는 킬레이트제를 함유한다.Al-Si-Cu / W / TiW metal patterns settled on the plasma enhanced TEOS were used. The wafer was 50% overcorroded. P-5000, sold by Applied Material, was used for metal corrosion. P-5000 is a single wafer corroder and, due to the processing technology of the corrosive device, after corrosion the higher stacked polymer remains more difficult to remove than described in Examples 6 and 7 above. A sandwich metal support of Al-Si-Cu / W / TiW was patterned and corroded in a plasma metal corroder P-5000. After removal of the photoresist by oxygen plasma ashing, a small amount of residue remained on the corners of the metal wire and washed with Composition B at 65 ° C. for 30 minutes. The washed support is shown in Figure 8a. Composition B did not provide complete removal of the residue. Similar corroded wafers were then treated by immersing in Composition D as described above at 65 ° C. for 30 minutes. As shown in Figure 8b, Composition D removed all organometallic residues from the surface. Composition B does not contain a chelating agent, and Composition D contains a chelating agent.
조성물 B의 활성은 킬레이트제 부재를 기초로 한 그의 단기간 효과때문에 감소하기 시작한 것으로 추측된다.It is assumed that the activity of composition B began to decrease because of its short-term effects based on the absence of chelating agent.
실시예 11Example 11
실시예 11은, 킬레이트제 함유 세척 용액이 킬레이트제를 함유하지 않는 세척 용액에 비교할때 증가된 안정성을 가진다는 것을 설명한다. 표 1 에서 서술된 바와 같이, 조성물 A,C 및 G를 각각 분리 봉합된 파이렉스 플라스크내에 놓고, 80일의 기간 동안 실온에서 유지시켰다. 규칙적인 간격으로 각 플라스마로부터 표본을 취하고, 그의 활성을 결정하기 위해 분석했다. 세척 조성물의 활성을 히드록실아민의 환원 전위에 의해 측정했다.Example 11 demonstrates that chelating agent containing wash solutions have increased stability compared to wash solutions containing no chelating agent. As described in Table 1, Compositions A, C and G were each placed in separate sealed Pyrex flasks and maintained at room temperature for a period of 80 days. Samples were taken from each plasma at regular intervals and analyzed to determine their activity. The activity of the wash composition was measured by the reduction potential of hydroxylamine.
킬레이트제를 함유하지 않는 조성물 G 및 A가 조성물 C 보다 훨씬 더 빨리 그들의 활성을 잃는다는 것을 제9도로부터 알 수 있다.It can be seen from FIG. 9 that compositions G and A that do not contain chelating agents lose their activity much faster than composition C.
하기 실시예 12-26은 본 발명에 따라 제조한 세척 용액을 한층 더 설명한다. 실시예 12-20은 킬레이트제로서 카테콜 또는 디히드록시벤젠의 포함에 기인하는 장기간 효과를 가지는 세척 용액을 서술한다. 실시예 21-26은 킬레이트제를 함유하지 않으므로 단기간 효과를 가지는 세척 용액을 설명한다.Examples 12-26 below further illustrate the wash solutions prepared according to the present invention. Examples 12-20 describe wash solutions having a long-term effect due to the inclusion of catechol or dihydroxybenzene as chelating agents. Examples 21-26 describe wash solutions having a short term effect since they do not contain chelating agents.
실시예 12-26에 관하여 이용한 절차는 조성물 성분을 함께 혼합하고 나서, 혼합물을 65℃까지 가열하는것을 포함했다. 그리고나서, 웨이퍼 표본을 빈번하지 않게 교반시키면서 30분 동안 세척 용액내에 침지시켰다. 그리고나서, 웨이퍼 표본을 10분 동안 80-85℃의 온도를 가지는 N-메틸-2-피롤리디논 내에 놓았다. 그후에, 웨이퍼 표본을 수욕내에서 헹구었다. 몇몇 실시예에서, 세척 용액을 20부 물의 첨가로써 연속적으로 희석시키고, 비교의 목적으로 새로운 웨이퍼 표본을 같은 절차를 이용하여 그 안에서 처리했다. 건조 웨이퍼를 SEM 분공기에 의해 평가했다. 실시예에서 사용될때 DGA는 또한 2-아미노-2-에톡시 에탄올로 공지된 디글리콜아민을 나타내고, DMSO는 디메틸설폭시드를 나타내고, 카테콜은 1,2-디히드록시벤젠이다.The procedure used for Examples 12-26 included mixing the composition components together and then heating the mixture to 65 ° C. The wafer sample was then immersed in the wash solution for 30 minutes with infrequent stirring. The wafer specimen was then placed in N-methyl-2-pyrrolidinone having a temperature of 80-85 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the wafer specimens were rinsed in a water bath. In some examples, the wash solution was serially diluted with the addition of 20 parts water, and new wafer specimens were treated therein using the same procedure for comparison purposes. The dry wafers were evaluated by SEM air blowing. When used in the examples, DGA represents diglycolamine, also known as 2-amino-2-ethoxy ethanol, DMSO represents dimethylsulfoxide, and catechol is 1,2-dihydroxybenzene.
실시예 12Example 12
35부 히드록실아민(50% 수성), 27부 DGA, 5부 카테콜 및 33부 DMSO를 포함하는 세척 용액을 제조하고 웨이퍼를 세척하기 위해 이용했다. 웨이퍼는 폴리실리콘 구조를 가졌고, 세척 용액에 의해 구조를 손상시키지 않고 완전히 세척했다. 바이아 구멍을 함유하는 웨이퍼의 플라스마 부식 잔여물을 또한 세척했다.A wash solution comprising 35 parts hydroxylamine (50% aqueous), 27 parts DGA, 5 parts catechol and 33 parts DMSO was prepared and used to clean the wafer. The wafer had a polysilicon structure and was thoroughly cleaned without damaging the structure by the cleaning solution. Plasma corrosion residues on the wafers containing the via holes were also washed.
그후에 세척 용액을 20부 물로 희석하고, 새로운 웨이퍼 표본을 상기 용액을 이용하여 세척했다. 부가의 물은 폴리규소 구조물을 세척하는 용액의 능력을 감소시키지 않았다. 부식 잔여물을 웨이퍼 표본으로부터 만족스럽게 제거했다.The wash solution was then diluted with 20 parts water and fresh wafer specimens were washed using the solution. Additional water did not reduce the ability of the solution to clean the polysilicon structure. Corrosion residues were satisfactorily removed from the wafer specimen.
실시예 13Example 13
34부 히드록실아민(50부 수성), 5부 카테콜, 54부 N-메틸-2-피롤리디논 및 7부 테트라메틸암모늄 수산화물(25% 수성)을 함유하는 세척 용액을 제조하고, 금속 구조를 가지는 웨이퍼를 세척하기 위해 이용했다. 침식의 증거를 남기지 않고 웨이퍼의 부식 잔여물을 세척했다.A wash solution containing 34 parts hydroxylamine (50 parts aqueous), 5 parts catechol, 54 parts N-methyl-2-pyrrolidinone and 7 parts tetramethylammonium hydroxide (25% aqueous) was prepared, and the metal structure It was used to clean the wafer with. The corrosion residues on the wafers were cleaned without leaving evidence of erosion.
그후에, 세척 용액을 20부 물로 희석했다. 웨이퍼내 바이아 구멍을 지지체의 하부를 잘라내는 증거를 남기지 않고 상기 희석 용액으로 세척했다.Thereafter, the wash solution was diluted with 20 parts water. The via holes in the wafer were washed with the dilution solution leaving no evidence of cutting off the bottom of the support.
실시예 14Example 14
35부 히드록실아민(50% 수성), 59부 DGA, 5부 t-부틸-카테콜 및 1부 물을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 폴리규소 구조를 가지는 웨이퍼를 세척하기 위해 상기 용액을 이용했다.A wash solution was prepared containing 35 parts hydroxylamine (50% aqueous), 59 parts DGA, 5 parts t-butyl-catechol and 1 part water. The solution was used to clean a wafer having a polysilicon structure.
지지체를 구멍내지 않고 웨이퍼를 세척했다.The wafer was washed without perforating the support.
그후에, 20부 물을 세척 용액에 첨가했다. 새로운 웨이퍼 표본을 세척하기 위해 상기 희석 용액을 이용했다. 세척 용액의 희석으로 폴리규소 구조물에 대한 용액의 세척 효과를 감소시키지 않았다. 실시예 14의 용액 각각은 웨이퍼 지지체의 하부를 자르는 증거없이 바이아 구멍에 대해 만족스럽게 효과적이었다.Thereafter, 20 parts of water was added to the wash solution. The dilution solution was used to wash fresh wafer specimens. Dilution of the cleaning solution did not reduce the cleaning effect of the solution on the polysilicon structure. Each of the solutions of Example 14 were satisfactorily effective against the via holes without evidence of cutting the bottom of the wafer support.
실시예 15Example 15
35부 히드록실아민(50% 수성), 45부 DGA, 5부 카테콜 및 15부 테트라메틸암모늄 수산화물(25% 수성)을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 지지체에 구멍을 내지 않고 폴리규소 구조물의 우수한 세척을 제공했다.A wash solution was prepared containing 35 parts hydroxylamine (50% aqueous), 45 parts DGA, 5 parts catechol and 15 parts tetramethylammonium hydroxide (25% aqueous). The cleaning solution provided good cleaning of the polysilicon structure without puncturing the support.
실시예 16Example 16
60부 DGA, 5부 카테콜 및 35부 N,O-디메틸히드록실아민(50% 수성)을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 폴리규소 구조물의 우수한 세척을 제공하고, 바이아 구멍의 세척에 있어서 매우 만족스러운 결과를 보였다.A wash solution containing 60 parts DGA, 5 parts catechol and 35 parts N, O-dimethylhydroxylamine (50% aqueous) was prepared. The cleaning solution provided good cleaning of the polysilicon structure and gave very satisfactory results for the cleaning of the via holes.
그후에, 세척 용액을 20부 물로 희석시키고, 새로운 웨이퍼를 세척하기 위해 이용했다. 세척 용액의 희석은 용액의 세척력을 감소시키지 않았다.The wash solution was then diluted with 20 parts water and used to wash new wafers. Dilution of the wash solution did not reduce the wash power of the solution.
실시예 17Example 17
51부 DGA, 5부 카테콜, 31부 메톡실아민 히드로클로라이드 및 13부 물을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 구조물을 침식시키지 않고 금속 구조물을 세척했다.A wash solution was prepared containing 51 parts DGA, 5 parts catechol, 31 parts methoxylamine hydrochloride and 13 parts water. The cleaning solution cleaned the metal structure without eroding the structure.
연속적으로, 용액을 희석시키기 위해 20부 물을 세척 용액에 첨가했을때, 희석된 용액은 금속 구조의 명백한 침식없이 폴리규소 및 바이아 구멍 형태를 세척하는 것으로 알려졌다.Subsequently, when 20 parts of water were added to the wash solution to dilute the solution, the diluted solution was known to wash the polysilicon and via hole forms without apparent erosion of the metal structure.
실시예 18Example 18
60부 DGA, 5부 카테콜, 및 35부 N,N-디에틸히드록실 아민을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 구조물의 명백한 침식없이 금속 구조물을 세척했다.A wash solution containing 60 parts DGA, 5 parts catechol, and 35 parts N, N-diethylhydroxyl amine was prepared. The cleaning solution cleaned the metal structure without apparent erosion of the structure.
세척 용액을 20부 물로 희석했을때, 용액은 바이아 구멍 및 금속 구조물을 충분히 세척했다.When the wash solution was diluted with 20 parts water, the solution thoroughly washed the via holes and the metal structures.
실시예 19Example 19
61부 DGA, 5부 카테콜, 및 34부 아세토히드록삼산을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 허용가능한 폴리규소 웨이퍼 세척을 제공했다.A wash solution containing 61 parts DGA, 5 parts catechol, and 34 parts acetohydroxysamic acid was prepared. The cleaning solution provided acceptable polysilicon wafer cleaning.
20부 물로의 세척 용액의 연속적 희석은 웨이퍼내에 바이아 구멍 구조물을 세척하는 용액의 능력에 영향을 끼치지 않았다.Continuous dilution of the wash solution with 20 parts water did not affect the ability of the solution to clean the via hole structures in the wafer.
실시예 20Example 20
60부 DGA, 5부 카테콜, 및 35부 메틸히드라진을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 웨이퍼 바이아 구멍을 세척하는데 우수한 결과를 제공했다.A wash solution containing 60 parts DGA, 5 parts catechol, and 35 parts methylhydrazine was prepared. The cleaning solution gave excellent results for cleaning the wafer via holes.
20부 물로의 세척 용액의 연속적 희석은 거리에 플라스마 부식 잔여물을 가지는 바이아 구멍을 세척하는 용의 능력을 유의하게 감소시키지 않았다.Subsequent dilution of the wash solution with 20 parts water did not significantly reduce the ability of the dragon to clean the via holes with plasma corrosion residues at a distance.
실시예 21Example 21
49부 DGA, 4부 카테콜, 29부 메틸히드라지노카르복실레이트 및 18부 물을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 폴리규소 및 바이아 구멍 구조물을 세척하는데 효과적이었다.A wash solution was prepared containing 49 parts DGA, 4 parts catechol, 29 parts methylhydrazinocarboxylate and 18 parts water. The cleaning solution was effective to clean the polysilicon and via hole structures.
실시예 22Example 22
35부 히드록실아민(50% 수성), 60부 DGA 및 5부 디메틸글록심을 함유하는, 단기간 효과를 가지는 세척용액을 제조했다. 그의 제조 다음에 바로 사용될때, 세척 용액을 바이아 구멍을 세척하는데 허용 가능한 결과를 제공했다.A washing solution having a short term effect was prepared containing 35 parts hydroxylamine (50% aqueous), 60 parts DGA and 5 parts dimethylgloxime. When used immediately after its preparation, the wash solution gave acceptable results for cleaning the via holes.
세척 용액에 18부 물을 연속적으로 첨가했을때, 바이아 구멍의 플라스마 부식 잔여물은 희석 용액에 의해 여전히 효과적으로 세척되었다.When 18 parts water was continuously added to the wash solution, the plasma corrosion residues of the via holes were still effectively washed by the dilute solution.
실시예 23Example 23
60부 DGA 및 40부 N,O-디메틸히드록실아민(50% 수성)을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 용액의 제조 후에 즉시 이용했을때, 세척 용액은 문제없이 폴리규소 구조물을 세척했다.A wash solution containing 60 parts DGA and 40 parts N, O-dimethylhydroxylamine (50% aqueous) was prepared. When used immediately after the preparation of the solution, the wash solution cleaned the polysilicon structure without problems.
실시예 24Example 24
53부 DGA, 33부 N-메틸히드록실아민 히드로클로라이드, 및 14부 물을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 용액의 제조후에 즉시 사용할때, 세척 용액은 유해한 효과없이 폴리규소 구조물 및 바이아 구멍을 세척했다.A wash solution containing 53 parts DGA, 33 parts N-methylhydroxylamine hydrochloride, and 14 parts water was prepared. When used immediately after the preparation of the solution, the cleaning solution cleaned the polysilicon structure and via holes without deleterious effects.
실시예 25Example 25
60부 DGA 및 40부 N,N-디에틸히드록실아민 및 20부 물을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 용액을 그의 제조후에 즉시 이용했을때, 세척 용액은 침식 결과없이 폴리규소 구조물을 세척했다.A wash solution was prepared containing 60 parts DGA and 40 parts N, N-diethylhydroxylamine and 20 parts water. When the solution was used immediately after its preparation, the wash solution washed the polysilicon structure without eroding results.
실시예 26Example 26
60부 DGA, 및 40부 히드록실아민(50% 수성)을 함유하는 세척 용액을 제조했다. 세척 용액은 폴리규소구조물, 바이아 구멍 및 금속 구조물을 충분히 세척했다. 그러나, 약 1주 후에, 조성물이 변하지 않더라도 상기 용액은 그의 효과를 잃었다. 그때, 5부 카테콜을 용액에 첨가하여, 용액을 재활성화 시켰다. 재활성화된 용액은 바이아 구멍을 포함하여 웨이퍼 구조물을 다시 세척할 수 있었다.A wash solution containing 60 parts DGA and 40 parts hydroxylamine (50% aqueous) was prepared. The wash solution thoroughly washed the polysilicon structures, via holes and metal structures. However, after about one week, the solution lost its effect even if the composition did not change. At that time, 5 parts of catechol were added to the solution to reactivate the solution. The reactivated solution could include the via holes to clean the wafer structure again.
18부 물로 재활성화된 세척 용액을 희석할때, 용액의 세척력은 감소하지 않는 것을 알았다.When diluting the reactivated wash solution with 18 parts water, it was found that the wash force of the solution did not decrease.
실시예에 열거된 여러가지 테스트 결과로부터 본 발명의 세척 용액은 신규하고 놀라운 결과를 제공한다는 것을 알 수 있다.From the various test results listed in the Examples, it can be seen that the cleaning solutions of the present invention provide novel and surprising results.
본 조성물은 사용의 간단한 방법을 허용하고, 원하는 결과를 여전히 제공하면서 여러가지 변형에 적용 가능하다. 그러므로 본 발명의 조성물은 약간의 조정에 의해 넓은 적용을 허용한다.The composition is applicable to various modifications while allowing a simple method of use and still providing the desired results. Therefore, the composition of the present invention allows wide application with slight adjustments.
당업자에게 명백할때, 앞서 언급된 서술의 범위내에 여러가지 변형이 만들어질 수 있다. 당업자의 능력내인 상기 변형은 본 발명의 일부를 형성하고, 첨부된 특허청구범위에 의해 포함된다.As will be apparent to those skilled in the art, various modifications may be made within the scope of the foregoing description. Such modifications, within the ability of those skilled in the art, form part of the invention and are covered by the appended claims.
Claims (21)
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- 1993-07-08 KR KR1019930012969A patent/KR970007328B1/en not_active IP Right Cessation
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