説明

レジスト剥離剤用化合物及びそれを用いたレジスト剥離剤

【課題】優れた防食性を有するレジスト剥離剤を提供する。
【解決手段】下記式(A)又は(B)で表される化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レジスト剥離剤用化合物及びそれを用いたレジスト剥離剤に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶及び半導体は、一般にフォトリソグラフィー技術を用いて製造されている。このフォトリソグラフィー技術は、レジスト剥離剤(洗浄剤、溶剤)を用いて、不必要となったレジスト(感光剤)を溶解し、除去する工程を有する。
上記レジスト剥離剤は、液晶及び半導体の品質及び生産性向上のため、研究開発がなされており、アミン系化合物を含むレジスト剥離剤が現在では主に使用されている。
【0003】
このアミン系剥離剤は溶剤系と水系に分類できる。溶剤系剥離剤としてはモノエタノールアミン(MEA)+ジメチルスルホキシド(DMSO)、MEA+N−メチルピロリドン(NMP)等を挙げることができ、水系剥離剤としては水+MEA+ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)等を挙げることができる。
【0004】
上記剥離剤のうち、剥離性に優れ、しかも引火性がなく危険物ではないという理由から、水リンスが可能な水系剥離剤の使用が拡大している。しかし、水系剥離剤は、配線(Cu,Al)等の導電体への腐食が起こるという欠点を有していた。
上記欠点を改善したレジスト剥離剤がいくつか開示されているが(特許文献1〜5)、レジスト剥離性能と腐食防止性能(防食性能)の両者を完全に満足したレジスト剥離剤は未だ報告されていない。
【特許文献1】特開2004−219486号公報
【特許文献2】特開平5−281753号公報
【特許文献3】特開2005−049438号公報
【特許文献4】特開2004−205674号公報
【特許文献5】特開2006−350325号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、優れた防食性を有するレジスト剥離剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、以下のレジスト剥離剤等が提供される。
1.下記式(A)又は(B)で表される化合物。
【化2】

2.1に記載の式(A)又は(B)で表される化合物の少なくとも一方を含むレジスト剥離剤。
3.さらに水を含み、前記化合物及び水の質量比が50:50〜100:0である2に記載のレジスト剥離剤。
4.アクリル酸メチル及びメトキシエタノールを塩基性触媒存在下で反応させる1に記載の化合物の製造方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、優れた防食性を有するレジスト剥離剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の化合物は、下記式(A)又は(B)で表される化合物であり、レジスト剥離剤として好適に用いることができる(以下、式(A)で表される化合物を単に化合物Aといい、式(B)で表される化合物を単に化合物Bという場合がある)。
【化3】

【0009】
上記式(A)又は式(B)で表される化合物の少なくとも一方を含む本発明のレジスト剥離剤は、優れた溶解力(剥離性)を有し、沸点が特に高くない。また、本発明のレジスト剥離剤は、例えば銅及びアルミニウム等の金属に対して優れた防食性を有し、表面張力が小さいので、濡れ性にも優れる。
【0010】
本発明のレジスト剥離剤は好ましくはさらに水を含む。水を含むことにより、レジスト剥離剤の引火性が低下し、非危険物として取扱うことができる。
加えて、水を添加して、本発明のレジスト剥離剤を水系剥離剤とすることで、IPAリンスが不要となり、生産性を向上させることができる。
【0011】
本発明のレジスト剥離剤において、レジスト剥離剤用化合物(化合物A及び/又は化合物B)及び水の質量比は、好ましくは50:50〜100:0であり、より好ましくは70:30〜90:10である。
水の含有割合が、レジスト剥離剤用化合物(化合物A及び/又は化合物B)に対して50%超の場合、レジスト剥離剤の剥離性が十分に発揮されないおそれがある。尚、レジスト剥離剤が水を含有しない場合であっても、その剥離性等は損なわれないが、経済性の観点から不利となる場合がある。
【0012】
本発明のレジスト剥離剤は、例えば、添加剤として界面活性剤を含むことにより微細隙間への浸透性が向上し、剥離性を向上させることができる。
界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等が挙げられ、これらを1種又は2種以上用いることができる。また、界面活性剤の添加量は、本発明のレジスト剥離剤に対して、好ましくは0.1〜5.0重量%である。
【0013】
陰イオン界面活性剤の具体例としては、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩が挙げられる。
【0014】
陽イオン界面活性剤の具体例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩及びアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩が挙げられる。
【0015】
両性界面活性剤の具体例としては、アミノ酸型両性界面活性剤、アルキルカルボキシベタイン、アルキルスルホベタイン等のベタイン型両性界面活性剤及びイミダゾリン型両性界面活性剤が挙げられる。
【0016】
非イオン界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド及びアルキルジメチルアミンオキシドが挙げられる。
【0017】
本発明のレジスト剥離剤は、例えば、添加剤として酸化防止剤を含むことにより、酸化による性能劣化を防ぐことができる。
酸化防止剤の具体例としては、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール等のモノフェノール系化合物、4,4‘−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4‘−メチレン−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2‘−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4‘−メチレン−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)等のビスフェノール化合物、4,4‘−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(6−tert−ブチル−o−クレゾール)、2,2‘−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)等のチオビスフェノール系化合物、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチル−フェノール)ブタン等のトリスフェノール系化合物、トリフェニルフォスファイト、トリスノニルフェニルフォスファイト、トリス(モノ及びジ−ノニルフェニル)ホスファイト等のホスファイト系酸化防止剤、ジラウリルジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤が挙げられる。
【0018】
上記酸化防止剤は、1種又は2種以上用いてもよく、その添加量は本発明のレジスト剥離剤に対して、好ましくは0.01〜1.0重量%である。
【0019】
本発明のレジスト剥離剤が含有できる添加剤は、上記界面活性剤及び酸化防止剤に限定されず、本発明の効果を損なわない範囲で金属イオン封鎖剤等の種々の添加剤を含んでも良い。
【0020】
化合物A及び化合物Bは、アクリル酸メチル及びメトキシエタノールを塩基性触媒存在下で反応させることにより製造することができる。
反応に用いるアクリル酸メチル及びメトキシエタノールの好ましいモル比は、[メトキシエタノール]/[アクリル酸メチル]=1.0〜2.0である。
【0021】
用いる塩基性触媒としては、アルカリ金属アルコキサイドが挙げられる。アルカリ金属アルコキサイドの具体例としては、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、カリウムt−ブトキサイド及びナトリウム−t−ブトキサイドが挙げられる。
上記塩基性触媒は、1種又は2種以上用いてもよく、その添加量は、アクリル酸メチルに対して、好ましくは0.1〜3.0mol%である。
【0022】
上記反応は、好ましくは溶媒を用いずに行うが、例えば塩化メチレン、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)等を溶媒として用いてもよい。
また、反応温度としては通常20〜50℃であり、好ましくは30〜40℃、より好ましくは30〜35℃であり、反応時間は通常1〜5時間である。
【0023】
アクリル酸メチル及びメトキシエタノールを塩基性触媒存在下で反応させることにより、化合物A及び化合物Bが混合物として得られる。得られた混合物は、例えば沸点の差を利用することにより、化合物Aと化合物Bにそれぞれ分離することができる。
【実施例】
【0024】
実施例1
攪拌装置及び温度計を備えた500mLフラスコに、アクリル酸メチル129.2g、メトキシエタノール114.2g及びカリウムt−ブトキサイド0.5gを仕込み、反応溶液の温度が30〜40℃となるように水浴で冷却しながら3時間攪拌した。室温に冷却後、反応液にリン酸0.5gを加え、析出した固体を濾過により分離した。得られた濾液を減圧蒸留し、フラクション1(0.7kPa、76℃)、フラクション2(0.7kPa、85℃)及びフラクション3(0.6kPa、114℃)の3つの留分に分離した。フラクション1の収量は123.0gであり、フラクション3の収量は53.0gであった。
【0025】
得られた留分を、H−NMRを用いて測定した結果、フラクション1が化合物Bであり、フラクション3が化合物Aであることを確認した。フラクション3(化合物A)のNMRチャート図1に、及びフラクション1(化合物B)のNMRチャートを図2に示す。
【0026】
実施例2〜5及び比較例1〜6
実施例1で製造した化合物A及び化合物B、水、及び公知のレジスト剥離剤用化合物を、表1に示す混合比となるように混合し、レジスト剥離剤を調製した。調製したレジスト剥離剤について、その剥離性及び防食性を下記の方法を用いて評価した。結果を表1に示す。
尚、用いたレジスト剥離剤用化合物は以下の通りである。
DMSO:ジメチルスルホキシド
BDG :ジエチレングリコールモノブチルエーテル
MEA :モノエタノールアミン
【0027】
[剥離性試験]
剥離性試験に用いるレジスト基板を下記の方法で作製した。
基板(日立金属成膜ガラス、100mm×100mm)に、HPR204(ナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂、富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)を塗布し、130℃、15分でオーブンを用いてベーキングし、レジスト基板を作製した。
尚、剥離性を評価する場合は、上記レジスト基板を10mm×5mmに切断した試験片を用いた。
【0028】
レジスト剥離剤の剥離性を下記2つの評価方法を用いて評価した。
(1)剥離性試験1
30mlのサンプル瓶に、レジスト剥離剤5ml及びレジスト基板の試験片を1枚入れ、室温で攪拌しながら液中のガラス基板が無色透明になるまでの時間を測定し、下記のように評価した。
○:透明になるまでの時間が40秒未満
×:透明になるまでの時間が40秒以上
尚、表1において、カッコ内に無色透明になるまでの時間(秒)を記載した。
【0029】
(2)剥離性試験2
30mlのサンプル瓶に、剥離剤5ml及びレジスト基板の試験片を1枚入れ、室温で60秒間攪拌し、レジストを剥離させた後、レジスト基板を取り出し、アセトンリンス後、50℃で30分乾燥後の表面を観察し、下記のように評価した。
○:ガラス基板表面に全く曇り部分がなく、レジストが完全に洗浄剥離されている
△:ガラス基板表面に僅かに曇り部分があり、ほぼレジストが洗浄剥離されている
×:ガラス基板表面の半分以上に曇りがあり、洗浄剥離が不十分で、かなりのレジストが残存している
【0030】
[防食性試験]
(1)防食性試験1
30mlのサンプル瓶に、剥離剤を入れ、その中に直径0.5mmの銅線100mmを丸めて浸漬させ、剥離剤の1週間後の着色度合いを観察し、下記のように評価した。
○:全く変色無し
△:僅かに淡青色に変色
×:明らかに青色に変色
【0031】
(2)防食性試験2
Mo−Al−Moの積層配線基板を作製し、この試験片(10mm×5mm)を30mlのサンプル瓶入れ、剥離剤5mlを添加し、40℃、5分間浸漬させた。浸漬及び腐食操作後、基板をイソプロピルアルコール(IPA)リンスし、さらにアセトンリンスして、50℃で30分乾燥した。得られた基板について、SEMを用いてAlの腐食具合を観察し、下記のように評価した。
○:全く変化なし
△:僅かにAlが溶出し、腐食が観察された
×:明らかにAlが溶出し、激しい腐食が観察された
【0032】
【表1】

【0033】
実施例6及び7
[溶解性試験]
化合物Aのみからなるレジスト剥離剤及び化合物Bのみからなるレジスト剥離剤に、それぞれ5重量%となるようにポリフッ化ビニリデン(フルオロケム株式会社製)を添加し、レジスト剥離剤に対するポリフッ化ビニリデンの溶解性を測定し、以下のように評価した。
○: 5%の濃度で完全に溶解した
△: 一部白濁する部分があった
×: 不溶であった
【0034】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明の化合物A及び/又は化合物Bを含むレジスト剥離剤は、優れた剥離性を有するとともに、例えば銅やアルミニウムに対して優れた防食性を有する。また、引火性が低いので、高い安全性を有する。
本発明のレジスト剥離剤は、例えば精密機器部品、電子部品等に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】実施例1で調製した化合物AのH−NMRチャートである。
【図2】実施例1で調製した化合物BのH−NMRチャートである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(A)又は(B)で表される化合物。
【化1】

【請求項2】
請求項1に記載の式(A)又は(B)で表される化合物の少なくとも一方を含むレジスト剥離剤。
【請求項3】
さらに水を含み、
前記化合物及び水の質量比が50:50〜100:0である請求項2に記載のレジスト剥離剤。
【請求項4】
アクリル酸メチル及びメトキシエタノールを塩基性触媒存在下で反応させる請求項1に記載の化合物の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−120489(P2009−120489A)
【公開日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−292755(P2007−292755)
【出願日】平成19年11月12日(2007.11.12)
【出願人】(000183646)出光興産株式会社 (2,069)
【Fターム(参考)】