JPH06222573A - ポジ型レジスト用剥離液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ジメチルスルホキシドと含窒素有機ヒドロキ
シ化合物とを、重量比１０：９０ないし９０：１０の割
合で混合して得られた溶液に対して、一般式 【化１】 （式中のＲ^１は水酸基又はアミノ基、Ｒ^２は水素原子、
水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルキル基又はヒ
ドロキシアルキルである）で表わされる芳香族ヒドロキ
シ化合物０．５〜３０重量％を配合して成るポジ型レジ
スト用剥離液である。 【効果】 比較的低温においても剥離性に優れる上、ア
ルミニウムなどの金属層に対する腐食性が少なく、ＩＣ
やＬＳＩなどの半導体素子の製造に好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なポジ型レジスト用
剥離液、さらに詳しくは、ＩＣやＬＳＩなどの半導体素
子の製造に好適な、比較的低温においても剥離性に優れ
る上、アルミニウムなどの金属層に対する腐食性の少な
いポジ型レジスト用剥離液に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子の製造に
おいては、通常、まずシリコンウエハーなどの基板上に
酸化膜などの薄膜を形成し、次いでその表面にレジスト
を均一に塗布して感光層を設けたのち、露光及び現像処
理してレジストパターンを形成し、続いてこのレジスト
パターンをマスクとして下層部の酸化膜などの薄膜を選
択的にエッチングしたのち、レジストを完全に除去する
工程がとられている。

【０００３】従来、このレジストの除去に使用される剥
離液としては、全炭素数１０〜２０のアルキルベンゼン
スルホン酸と沸点１５０℃以上の非ハロゲン化芳香族炭
化水素系溶剤との混合液（特開昭５１−７２５０３号公
報）、ジメチル又はジエチルスルホキシドと有機スルホ
ンとから成る混合液（特開昭５７−８４４５６号公
報）、全炭素数１０〜２０の表面活性アルキルアリール
スルホン酸と全炭素数６〜９の向水性芳香族スルホンと
沸点１５０℃以上の非ハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤
との混合液（米国特許第４１６５２９４号明細書）、有
機スルホン酸及び１，２‐ジヒドロキシベンゼンに極性
又は非極性有機溶剤を添加したもの（ヨーロッパ公開特
許第０１１９３３７号明細書）などが提案されている。

【０００４】しかしながら、これらの剥離液はレジスト
に対する剥離能力について十分ではなく、特に半導体素
子の製造過程で例えば高温に曝されたり、エッチング処
理の際に強い酸溶液や、プラズマのような過酷な化学的
環境に曝されて、変質したレジストに対しては剥離性が
低いため、実用性を欠き、また半導体素子の製造工程で
使用されるアルミニウムなどの金属層に対して腐食をも
たらすおそれがあるなどの欠点を有している。

【０００５】さらに、従来の剥離液においては、通常レ
ジストを剥離処理する際に温度が１００℃以上でないと
実用的な剥離性を示さないため、剥離液の揮発量が多く
て、経時的に組成変化を生じるのを免れず、剥離液を安
定に使用できないという欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しよとする課題】本発明は、このような従
来の剥離液が有する欠点を克服し、従来より低い処理温
度においても剥離性に優れ、しかもアルミニウムなどの
金属層を腐食させないポジ型レジスト用剥離液を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有するポジ型レジスト用剥離液を開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、特定の割合のジメチルスルホ
キシドと含窒素有機ヒドロキシ化合物とから成る混合液
に、水酸基を有する特定の芳香族化合物を所定の割合で
配合することにより、その目的を達成しうることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、ジメチルスルホキシ
ドと含窒素有機ヒドロキシ化合物とを、重量比１０：９
０ないし９０：１０の割合で混合して得られた溶液に対
して、一般式

【化２】 （式中のＲ^１は水酸基又はアミノ基、Ｒ^２は水素原子、
水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルキル基又はヒ
ドロキシアルキル基である）で表わされる芳香族ヒドロ
キシ化合物０．５〜３０重量％を配合したことを特徴と
するポジ型レジスト用剥離液を提供するものである。

【０００９】本発明剥離液において用いられる含窒素有
機ヒドロキシ化合物については、分子中に窒素原子を有
する有機ヒドロキシ化合物であればよく特に制限され
ず、各種のものを用いることができるが、Ｎ‐ヒドロキ
シアルキル置換のアミン及び含窒素複素環式化合物が好
適である。

【００１０】このような化合物としては、例えばモノエ
タノールアミン、Ｎ‐ヒドロキシエチルピペラジン、１
‐（２‐ヒドロキシエチル）‐２‐ピロリドン、１‐
（３‐ヒドロキシプロピル）‐２‐ピロリドン、４‐
（２‐ヒドロキシエチル）モルホリン、Ｎ‐（２‐ヒド
ロキシエチル）フタルイミド、２‐（２‐ヒドロキシエ
チル）ピリジン、３‐（１‐ピロリジル）‐１，２‐プ
ロパンジオール、２‐ピペリジンメタノール、Ｎ‐メチ
ル‐３‐ピペリジンメタノール、２‐ピペリジンエタノ
ール、Ｎ‐メチル‐３‐ヒドロキシピペリジン、Ｎ‐メ
チル‐４‐ピペリジノール、１‐ピペリジンエタノール
などを挙げることができる。これらの含窒素有機ヒドロ
キシ化合物は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。

【００１１】本発明剥離液は、ジメチルスルホキシドと
前記含窒素有機ヒドロキシ化合物とを重量比１０：９０
ないし９０：１０、好ましくは２０：８０ないし８０：
２０の割合で混合して得られた溶液に対して、前記一般
式（Ｉ）で表わされる化合物を０．５〜３０重量％、好
ましくは１〜２０重量％の割合で配合したものであっ
て、ジメチルスルホキシドと含窒素有機ヒドロキシ化合
物との混合割合が前記範囲を逸脱すると剥離性が著しく
低下するとともに、アルミニウムなどの金属層に対する
腐食性が大きくなる。また、一般式（Ｉ）で表わされる
化合物の配合量が０．５重量％未満では剥離性の向上効
果が十分に発揮されないし、３０重量％を超えると剥離
液としての安定性が低下する。

【００１２】前記一般式（Ｉ）で表わされる芳香族ヒド
ロキシ化合物としては、例えばクレゾール、キシレノー
ル、ピロカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、
ピロガロール、１，２，４‐ベンゼントリオール、サリ
チルアルコール、ｐ‐ヒドロキシベンジルアルコール、
ｏ‐ヒドロキシベンジルアルコール、ｐ‐ヒドロキシフ
ェネチルアルコール、ｐ‐アミノフェノール、ｍ‐アミ
ノフェノール、ジアミノフェノール、アミノレゾルシノ
ール、ｐ‐ヒドロキシ安息香酸、ｏ‐ヒドロキシ安息香
酸、２，４‐ジヒドロキシ安息香酸、２，５‐ジヒドロ
キシ安息香酸、２，６‐ジヒドロキシ安息香酸、３，４
‐ジヒドロキシ安息香酸、３，５‐ジヒドロキシ安息香
酸などを挙げることができる。これらの化合物は１種用
いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。こ
れらの化合物の中でも特に剥離性の向上作用に優れるピ
ロカテコールが好適に使用される。

【００１３】本発明のポジ型レジスト用剥離液は、シリ
コンウエハーなどの基板上に形成されたレジスト膜に６
０〜１００℃の温度で接触させることで、レジスト膜を
容易に剥離することができ、従来の剥離液の処理温度で
ある９０〜１３０℃に比べ低い温度で処理することがで
きる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のポジ型レジスト用剥離液は、１
００℃以下の温度においても剥離性に優れ、特に過酷な
化学的環境に曝され、変質したレジストに対しても容易
に剥離することができ、かつアルミニウムなどの金属層
を腐食しないため、半導体素子の製造用として好適であ
る。

【００１５】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。

【００１６】なお、各例中の剥離性及び耐食性は次のよ
うにして試験し、評価した。 （１）剥離性 シリコンウエハー上にポジ型レジストＯＦＰＲ‐８００
（東京応化工業社製）を乾燥膜厚１．３５μｍになるよ
うに塗布し、次いでこれを露光し、現像したのち、１５
０℃で５分間ポストベークしてレジスト膜を得た。次に
液温８０℃に保持した剥離液中にレジスト膜を形成した
シリコンウエハーを浸漬し、５分後、１０分後及び１５
分後にこれらを取り出して、その剥離性を以下の基準に
従って評価した。 ○…５分未満で剥離する △…５〜１０分で剥離する ×…１０分経過後も剥離しない

【００１７】（２）耐食性 純水に剥離液を配合することで、各剥離液の１０重量％
水溶液を調製し、その水溶液にパターン化されたアルミ
ニウム層が形成されたシリコンウエハーを２０分間浸漬
し、アルミニウムの腐食の有無を目視により観察した。 ○…腐食が認められないもの。 △…多少の腐食は認められるが、実用上問題がないも
の。 ×…腐食が認められ、実用上使用できないもの。

【００１８】実施例１〜１５、比較例１〜６ ジメチルスルホキシド、モノエタノールアミン及び表１
に示した芳香族ヒドロキシ化合物を用い、表１に示す割
合で配合して剥離液を調製し、それぞれの剥離液につい
て剥離性及び耐食性を評価した。その結果を表１に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】（注）芳香族ヒドロキシ化合物の重量％
は、ジメチルスルホキシドとモノエタノールアミンとの
混合物の全重量に対する値である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 初幸 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジメチルスルホキシドと含窒素有機ヒド
   ロキシ化合物とを、重量比１０：９０ないし９０：１０
   の割合で混合して得られた溶液に対して、一般式 【化１】 （式中のＲ^１は水酸基又はアミノ基、Ｒ^２は水素原子、
   水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルキル基又はヒ
   ドロキシアルキル基である）で表わされる芳香族ヒドロ
   キシ化合物０．５〜３０重量％を配合したことを特徴と
   するポジ型レジスト用剥離液。