説明

レジスト除去用組成物及びそれを用いたレジスト除去方法

【課題】アルカノールアミン系のレジスト除去用組成物では、レジスト除去能力が十分でなく、特に有機溶媒を分解しやすく、しかも半導体、フラットパネルディスプレー材料へのダメージが大きかった。
【解決手段】N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンを含んでなるレジスト除去用組成物では、レジスト除去能が高く、なおかつ有機溶媒を分解せず、半導体、フラットパネルディスプレー材料へのダメージがない。N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンとしては、N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N−(2−メチル−2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等が好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は半導体集積回路、プリント配線基板、液晶の製造工程におけるフォトレジスト層を除去するためのレジスト除去用組成物及びそれを用いたレジスト除去方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路は、基体上にフォトレジストを塗布し、露光、現像の後、エッチングを行い、回路を形成した後、フォトレジストを基体上から剥離するか、回路形成の後、アッシングを行い、レジストを除去した後、残ったレジスト残渣を剥離する方法で製造される。フォトレジストを基体上から剥離するため、あるいはレジスト残渣を基体上から剥離するため、様々なレジスト剥離剤が提案されてきた。
【0003】
従来、最も頻繁に使用されてきたレジスト剥離剤には、モノエタノールアミンなどのエタノールアミン類が含有されていた(例えば、特許文献1)。
【0004】
しかし、モノエタノールアミンのレジスト剥離能力は工業的に不十分であるだけではなく、半導体、フラットパネルディスプレー材料に対してダメージが大きいという欠点があった。
【0005】
従来の半導体集積回路の配線材料としてはアルミニウムが用いられており、モノエタノールアミンはアルミニウム配線については問題なく使用することができた。しかし、近年、半導体集積回路の微細化が進み、配線材料は抵抗の大きいアルミニウムから抵抗の小さい銅へと変わりつつある。ところが、従来のレジスト剥離剤の主剤であったモノエタノールアミンは銅に対する腐食が大きく、銅配線プロセスへの使用は困難であった。
【0006】
一方、液晶パネルなどのフラットパネルディスプレーでは、ゲート材料としてクロムが使用されてきたが、フラットパネルディスプレーの配線材料も、クロムより低抵抗の材料、すなわちアルミ、モリブデン、銅へと変わりつつある。そのためフラットパネルディスプレーについても、従来の剥離剤の主原料であるモノエタノールアミンではダメージが大きいという問題があった。
【0007】
また、従来知られているN−(2−シアノエチル)エチレンジアミン等のシアノエチルエチレンアミンは水溶液として用いた場合にレジスト剥離性に優れ、アルミ、銅へのダメージは小さいが、モノエタノールアミン同様に有機溶媒で用いた場合、有機溶媒と反応し、分解を招くという問題があった。(特許文献2参照)そのためモノエタノールアミンよりレジスト剥離能力が高く、半導体、フラットパネルディスプレー材料に対してダメージの小さく、なおかつ、有機溶媒との反応性が低い剥離液が求められている。
【0008】
【特許文献1】特開昭62−49355号公報
【特許文献2】特開2004−155822
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来のレジスト剥離剤では、剥離性が十分でなく、半導体、フラットパネルディスプレー材料へのダメージの問題があった。本発明の目的は、優れたレジスト除去性を有するとともに、有機溶媒を分解せず、さらにフラットパネルディスプレー材料へのダメージが小さいレジスト除去用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、レジスト除去について鋭意検討した結果、N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンを含んでなるレジスト除去用組成物では、レジスト除去能力が高く、有機溶媒と反応して分解することがなく、しかも半導体、フラットパネルディスプレー材料へのダメージが小さいことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0011】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
【0012】
本発明のレジスト除去用組成物に使用するN−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンとしては、N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N−(2−メチル−2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンから成る群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0013】
N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンは、2−(2−アミノアルキルアミノ)エタノールに不飽和ニトリル(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)を付加反応させることにより、容易に製造できる。例えば、N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンは、溶媒中で2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールに当量のアクリロニトリルを混合すると、自らの反応熱で付加反応が進行して得られる。
【0014】
溶媒としては水、有機溶媒が使用できる。この反応において、アクリロニトリルが1当量しか付加しないN−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(モノ体)の他に2当量以上付加したN,N’−ビス(2−シアノエチル)エチレンジアミン−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(ビス体)、N,N−ビス(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(ビス体)、N,N,N’−トリス(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(トリス体)が副生することがあるが本発明の組成物はこれらのビス体、トリス体を含んでも良い。ビス体、トリス体が生成しても、有機溶媒の分解には影響せず、半導体材用、フラットパネルディスプレー材料に対するダメージも小さいため問題ない。
【0015】
さらに未反応の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールが残存していても、残存量が少ないか、或いは残存量が比較的多くても未反応の不飽和ニトリル類も併せて残存していれば特に問題なく使用することができる。
【0016】
不飽和ニトリル類が残存していない場合には、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールは含まれないことが好ましく、少なくとも組成物中のアミン全体の50%以下、特に20%以下、さらには5%以下であることが好ましい。これらの未反応物が50%を超えると用いる有機溶媒を分解し易くなり、なおかつ半導体材用、フラットパネルディスプレー材料に対してダメージが大きくなり易い。
【0017】
本発明のレジスト除去用組成物の溶媒には、有機溶媒、水を使用することができる。有機溶媒、水を添加することで、レジスト除去能力が高くなる。
【0018】
本発明のレジスト除去用組成物において、使用できる有機溶媒としてはN−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンと混和可能であれば特に制限を受けない。有機溶媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、アセトアミド、N−メチルピロリドン、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N’−ジメチルエチレン尿素、N,N’−ジメチルプロピレン尿素、テトラメチル尿素、ジメチルカルバミン酸メチル、アセトニトリル、ラクトアミド、ヒドロキシ酪酸アミド、2−ピロリドン、N−メチルプロピオンアミド、ジメチルプロピルアミド、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。
【0019】
これらの有機溶媒の内、N−メチルアセトアミド等はモノエタノールアミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールやN−(2−シアノエチル)エチレンジアミン等と反応し、溶媒が分解してしまうが、本発明のレジスト除去用組成物のN−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンでは、これらの有機溶媒ともほとんど反応せず、有機溶媒の分解を防ぐことができる。
【0020】
本発明のレジスト除去用組成物は、これらの有機溶媒を分解しないだけでなく、半導体デバイス、フラットパネルディスプレー等の製造で使用されるレジストの除去に対して、優れた性能を発揮する。その中でも特に、アルミ、銅、モリブデンから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属を使用する半導体又はフラットパネルディスプレーの製造において使用されるレジストの除去に使用することができる。
【0021】
本発明のレジスト除去用組成物を使用する際の温度は、20〜180℃、好ましくは80〜160℃である。180℃を超える温度では、N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンが分解し易く、20℃未満の温度では、工業的に満足できる速度でレジストを除去することが難しい。
【0022】
本発明のレジスト除去用組成物を使用し、レジストを除去する際、超音波などを使用し、除去速度を促進させても良い。
【発明の効果】
【0023】
本発明のレジスト除去用組成物は、半導体、フラットパネルディスプレー材料へのダメージが無く、レジスト除去性能が高く、なおかつ併せて用いられる有機溶媒を分解することがないため、微細化された半導体、フラットパネルディスプレーを製造することが可能となる。
【実施例】
【0024】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0025】
実施例1
N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン10gにN−メチルアセトアミドを加えて100gのレジスト除去用組成物とした。これを70℃に加熱し、i線レジストを成膜したシリコンウエハを浸漬した。30秒後、水洗し、レジストの状態を観察したところ、完全に除去されていた。
【0026】
また、N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン10gに水を加えて100gとした液を70℃に加熱した液に、銅を成膜したシリコンウエハを浸漬した。1分後、水洗し、銅の膜厚変化から銅のダメージ速度を測定したところ、0.48nm/分であった。同様にアルミを成膜したシリコンウエハを70℃の液に浸漬した。1分後、水洗し、アルミの膜厚変化からアルミのダメージ速度を測定したところ、0.08nm/分であった。
【0027】
実施例2
実施例1の剥離液を70℃で12時間加熱した。冷却後、ガスクロで剥離液の分析を行ったところ、N−メチルアセトアミドの分解は0.1%以下であった。
【0028】
実施例3
N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン9.8g、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール0.2gにN−メチルアセトアミドを加えて100gのレジスト除去用組成物とした。これを70℃に加熱し、i線レジストを成膜したシリコンウエハを浸漬した。30秒後、水洗し、レジストの状態を観察したところ、完全に除去されていた。
【0029】
また、N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン9.8g、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール0.2gに水を加えて100gとした液を70℃に加熱した液に、銅を成膜したシリコンウエハを浸漬した。1分後、水洗し、銅の膜厚変化から銅のダメージ速度を測定したところ、0.53nm/分であった。同様にアルミを成膜したシリコンウエハを70℃の液に浸漬した。1分後、水洗し、アルミの膜厚変化からアルミのダメージ速度を測定したところ、0.11nm/分であった。
【0030】
実施例4
実施例3の剥離液を70℃で12時間加熱した。冷却後、ガスクロマトグラフィーで組成物の分析を行ったところ、N−メチルアセトアミドの分解は0.3%であった。
【0031】
比較例1
N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンの代わりにモノエタノールアミンを使用した他は実施例と同じ方法で試験した。
【0032】
その結果、レジストの除去率は80%、銅へのダメージは、1.13nm/分アルミへのダメージは0.38nm/分であった。
【0033】
比較例2
比較例1のレジスト除去用組成物を70℃で12時間加熱した。冷却後、ガスクロマトグラフィーで剥離液の分析を行ったところ、N−メチルアセトアミドの分解は4.5%であった。
【0034】
比較例3
N−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンの代わりにN−(2−シアノエチル)−エチレンジアミンを使用した他は実施例2と同じ方法で加熱した。冷却後、ガスクロマトグラフィーで剥離液の分析を行ったところ、N−メチルアセトアミドの分解は4.2%であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンを含んでなるレジスト除去用組成物。
【請求項2】
N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンがN−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンである請求項1に記載のレジスト除去用組成物。
【請求項3】
N−(シアノアルキル)−N’−(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンがN−(2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン及び/又はN−(2−メチル−2−シアノエチル)−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンである請求項1又は2のいずれかに記載のレジスト除去用組成物。
【請求項4】
さらに有機溶媒を用いてなる請求項1〜3のいずれかに記載のレジスト除去用組成物。
【請求項5】
アルミ、銅、モリブデンから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属を使用する半導体又はフラットパネルディスプレーの製造に使用されたレジストを除去することを特徴とする請求項1及至4のいずれかに記載のレジスト除去用組成物。
【請求項6】
アルミ、銅、モリブデンから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属を使用する半導体又はフラットパネルディスプレーの製造に使用されたレジストを請求項1及至4のいずれかに記載のレジスト除去用組成物を用いて除去するレジスト除去方法。

【公開番号】特開2009−92979(P2009−92979A)
【公開日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−264161(P2007−264161)
【出願日】平成19年10月10日(2007.10.10)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】