JPS61169847A - 半導体基板からホトレジストおよび剥離剤残留物を除去するための後洗浄剤および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体基板からホトレジストおよび剥離剤残留
物を除去するための新規な洗浄剤および改善された方法
に関する。

現時点で、半導体部品および集積回路の製造は専らホト
リソグラフ方式を使用して行なわれている。パターニン
グの目的では、半導体基板をホトレジスト（ポジ作用性
またはネガ作用性のホトレジスト）で被覆し、その上に
画像露光を行ない次いで現像することによシホトレジス
トレリーフ構造体を生じさせる。これらの・ぐターンは
次いでエツチング、ドーピング、金属、別の半導体材料
または絶縁性材料により被覆するような実際的パターニ
ング方法のマスクとしての役目を果たす。これらの処理
の後に、ホトレジストマスクは再び除去せねばならない
。この目的には、当該技術における用語で剥離剤（スト
リッパー）として知られている特別の剥離剤が用いられ
る。これらは通常、表面活性物質に加工て、一般にアル
キルベンゼンスルホン酸化合物の混合物を含有する有機
溶剤の混合物である。

ホトレジスト被覆物を除去するためには、半導体材料（
一般に、これらはシリコンディスク、いわゆるウェファ
−である）をこの種の剥離剤の浴中に浸すが、通常、そ
の効果を増加させるために８０〜１５０℃、通常１００
℃附近の温度に加熱する。この処理を行なうと、ホトレ
ジストは割合短時間の後に剥離される。

半導体技術における高純度の要件に適合する完全に清浄
な表面を得るためには、レジストを剥離した後に、まだ
付着している剥離剤残留物並びに不完全に除去されたホ
トレジスト残留物またはその分解生成物を半導体材料か
ら除去する必要がある。これは、たとえば一種または二
種以上の中間温、たとえばアセトン、アルコールまたは
キシレンのような有機溶剤中で実施でき、次いで脱イオ
ン水で後洗浄する。

処理を簡単にするためと経費節約のために、さらにまた
作業現場の安全性および環境保護のために、有機溶剤を
使用する中間温工程を省略しようとすることが試みられ
ている。

従って、剥離剤浴から取出した後にすぐに半導体基板を
直接に水で洗浄することが実施されている。しかしなが
ら、剥離剤残留物で汚染されているウェファ−を剥離処
理後に有機溶剤中に最初に浸さずに、静止水浴中に直接
に浸した場合には、アルキルベンゼンスルホン［［の結
果として沈着物が生じる。この沈着物は水で除去でき、
この除去はさらに急速にさらに激しく水浴を動かすと生
じる。流水で洗浄するとさらに有益であり、この場合に
可能ならば僅かに加圧下で実施されるべきである。しか
しながら、剥離処理後に直ちに剥離剤残留物を水で洗出
した場合に、ホトレジストが、剥離処理中に完全に剥離
され、ウェファ−は剥離浴から取出した後に剥離剤残留
物で汚されており、ホトレジスト残留物では汚されてい
ないものと予想される。

経験上、これが一般にネガ作用性ホトレジストの剥離の
場合に生じることを示す。主として環化ゴム物質および
感光性ビスアジトール化合物を基材とするネガ作用性ホ
トレジストの場合に、剥離処理後の水による後洗浄が次
いで実施可能である。

ポジ作用性ホトレジスト材料の場合には、この状況はさ
らに困難であることが判った。このタイプの材料は通常
、ノボラック樹脂系のホルムアルデヒド−フェノール縮
金物および感光性キノンジアジドスルホニル誘導体を基
材とする。

このようなホトレジストは通常、基板に対する接着性を
増すために、レジスト被覆物の製造時および光露光パタ
ーニングの後に、熱処理を必要とする。この熱処理の温
度は１００〜２００℃、通常１４０〜１８０℃である。

これに関連して、性質上の改善は適用された温度に決定
的に依存して変わる。後続のプラズマエツチングまたは
イオン注入工程において、被覆物はまた相当に高い温度
にさらされる。この種のポジ型レジストは、特に高温度
で処理された場合には、剥離剤溶液によって基板から難
なく完全に除去できない。新たに剥離されたウェファ−
を水に浸すと、除去されなかったラッカー残留物が沈殿
性剥離剤成分および剥離されたホトレジスト成分と一緒
になって、半導体表面上を覆う実質的に不溶性の被膜を
形成する。この被膜は流水を用いて加圧下においても除
去するのが難しいか、または全く除去できない。従って
、完全に清浄な表面は、前もって、有機溶剤を含有する
中間温を用いることによって得られるだけである。

従って、充分に清浄な半導体表面をホトレジスト層の除
去後に、特にポジ作用性ホトレジストの場合に、迅速に
、しかも追加の有機中間浴を用いることなく得ることの
できる方法およびできれば処理剤を知ることが望まれて
いる。

ここに驚くべきことに、この目的が、半導体基板を剥離
剤処理した後に、非イオン性界面活性剤および有機塩基
を含有する水性の後洗浄剤で処理することにより達成で
きることが見い出された。

従って、本発明の主題は非イオン性（ノン・イオノゲニ
ツク）界面活性剤および有機塩基を水溶液中に含有する
、半導体からホトレジストおよび剥離剤残留物を除去す
るための水性の後洗浄剤にある。

本発明の主題はさらに本発明による後洗浄剤で半導体基
板を処理することを含む半導体基板からのホトレジスト
および剥離剤残留物の除去方法にある。

本発明による後洗浄剤には、原則として全ての既知で慣
用の非イオン性界面活性剤が適当である。エトキシル化
アルキルフェノール化合物、脂肪酸エトキシレート化合
物、脂肪アルコールエトキシレートおよび酸化エチレン
／酸化プロピレン網金物の群からの非イオン性界面活性
剤が特に有益であることが証明された。

この種類の界面活性剤は別々の各化合物として、混合物
としておよび分画配合物としていづれか所望の組成で入
手できる工業的商品である。

本発明による用途分野では、アルキル鎖中に６〜１４個
のＣ原子を有しおよび２〜２０のエトキシル化度を有す
る市販のアルキルフェノールのエトキシル化生成物、８
〜２４個のＣ原子を含有する飽和および不飽和の炭化水
素鎖を有しおよび２〜２０のエトキシル化度を有する脂
肪酸またハ脂肪アルコールエトキシレート、並びに約１
０〜２０個の単量体単位から構成されている酸化エチレ
ン／酸化プロピレン網金物が好適である。

平均エトキシル化度が９であるエトキシル化ノニルフェ
ノールおよびヤシ、オレイル、ステアリルまたは牛脂の
脂肪酸または脂肪アルコールから誘導され、そして８〜
１２のエトキシル化度を有するエトキシレートが特に好
適である。主成分としてこのような界面活性剤を含有す
る生成物配合物またはこれらの種々の界面活性剤の混合
物もまた使用できる。

第２の必須成分として、本発明による後洗浄剤は有機塩
基を含有する。原則として、水に充分に可溶であって、
アルキルベンゼンスルホン酸と容易に水溶性塩を迅速に
生成する全ての単純な有機塩基が適当である。エタノー
ルアミン、ジェタノールアミンおよびトリエタノールア
ミンの群からの塩基がこの目的に好適であることが証明
された。トリエタノールアミンが特に適するものとして
あげられる。

本発明による洗浄剤中の界面活性剤および有機塩基の含
有量並びにこれら２種の成分相互の量的比率にはほとん
ど限界はない。すぐに使用できる洗浄剤の総量に対して
０．１〜１０重量％の界面活性剤および１〜１０重量％
のトリエタノールアミンの量が本発明による用途分野に
とって有益であることが証明された。エトキシル化アル
キルフェノール１〜５重量％およびトリエタノールアミ
ン約５重量％を含有する水溶液が特に好ましい。

本発明による後洗浄剤の製造は簡単な方法でこれら２種
の成分を、場合により僅かに加熱しながら脱イオン水に
溶解するかまたは脱イオン水と混合することにより行な
う。粒子を全く含有しないという半導体電子部品に必要
な保証を与えるのに必要ないづれかの微細濾過の後でこ
の後洗浄剤は即時使用が可能である。

剥離処理後に半導体基板からホトレジストおよび剥離剤
残留物を除去する本発明の方法はそれ自体既知の方法で
行なうが、水の代りに本発明による後洗浄剤を使用する
。

半導体ディスクをホトレジストで被覆し、露光し、現像
し、次いで慣用の方法で剥離処理した後に、ディスクを
剥離剤浴から取シ出した直後に本発明による後洗浄剤の
浴中に、好ましくは僅かに動かしながら浸す。通常、こ
の後洗浄処理は室温で行なう。後洗浄剤は、有利な場合
には、また僅かに、たとえば５０℃附近の温度に加熱で
きる。

この方法において、剥離処理されたネガ作用性ホトレジ
スト被覆物の場合に、本発明による洗浄剤を用いると、
水だけによる後洗浄の場合に比較して充分に清浄なウェ
ファ−表面を得るのに要する後洗浄処理時間が格別に短
縮されることが判った。水による場合に通常１〜２分間
であるのに比較して、０．５〜１分の後洗浄時間が適当
である。

剥離処理後のポジ作用性ホトレジスト被覆物の場合に、
特に驚くべき結果が得られる。１８０℃までの温度で後
処理されたポジ型レジストの場合でさえも、清浄なウェ
ファ−表面が、特に高温処理した材料の場合に不完全で
ある剥離処理後に本発明による洗浄剤で後洗浄すること
により１〜５分以内に得られる。これは従来使用されて
いた方法によってはこのように簡単にしかも問題のない
方法で達成することは不可能であった。

半導体材料を後洗浄剤浴から取り出した後に、脱イオン
水による洗浄を短時間、さらに行なう。

半導体基板を完全に乾燥させた後に、これらは直ちに通
常の処理工程に送ることができる。

例　　１ 後洗浄剤を下記の成分から製造する： エトキシル化ノニルフェノール　５０ｇ（平均エトキシ
ル化度：約９） トリエタノールアミン　　　　　　５１脱イオン水　　
　　　　　　　９００ａｉ例　２　（使用例） 表面が加熱により酸化され゛ているシリコンウェファ−
に市販のネガ型ホトレジストまたはポジ型ホトレジスト
を常法によシ被覆し、露光し、次いで現像する。その後
、これらを１４０〜２００Ｃの温度で加熱処理する（後
焼成）。次いで、市販の剥離剤浴中で剥離処理を行なう
。この処理は種々の時間および温度でるるいは数回実施
できる。剥離剤浴から取り出した後に、ウェファ−を例
１に記載の洗浄剤で、または比較用の流水で処理する。

詳細な処理条件および得られた結果を下記の第１表に示
す。

第１表 ３０’／１７０Ｃ５’／１０［］Ｃ５’／１００’Ｃ＋
　　＋３０７１６０′Ｃ５７１３０Ｃ５７１３０℃−十
３０’／１８０’Ｃ１０’／１３０Ｃ５’／１３０Ｃ−
＋３０’／２００ｃ５０７１３０′Ｃ，／、　　−−十
：良好な結果を示す；充分に清浄な表面−二使用不能の
結果を示す；表面上に汚染物ネガ型レジストの場合に、
流動脱イオン水による洗浄によっても清浄なウェファ−
表面を得ることができるが、本発明による洗浄剤を用い
ると格別にさらに迅速であることが判る。

ポジ型レジストの場合に、特にこれらを１４０〜１８０
°で熟成した場合には、剥離処理後に直ちに本発明によ
る後洗浄剤で処理した場合にだけ充分に清浄なウニ７ア
ーが得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板からホトレジストおよび剥離剤残留物
   を除去するための水性の後洗浄剤であつて、非イオン性
   界面活性剤および有機塩基を水溶液中に含有することを
   特徴とする水性の後洗浄剤。
2. （２）界面活性剤としてエトキシル化アルキルフエノー
   ル化合物、脂肪酸エトキシレート化合物、脂肪アルコー
   ルエトキシレート化合物または酸化エチレン／酸化プロ
   ピレン縮合物の群からの界面活性剤および有機塩基とし
   てエタノールアミン、ジエタノールアミンまたはトリエ
   タノールアミンの群からの塩基を含有する特許請求の範
   囲第１項に記載の後洗浄剤。
3. （３）総量に基づき、界面活性剤０．１〜１０重量％、
   好ましくは１〜５重量％およびトリエタノールアミン１
   〜１０重量％、好ましくは約５重量％を含有する特許請
   求の範囲第１項に記載の後洗浄剤。
4. （４）半導体基板からホトレジストおよび剥離剤残留物
   を除去する方法であつて、半導体基板を非イオン性界面
   活性剤および有機塩基を水溶液中に含有する水性の後洗
   浄剤で処理することを特徴とする前記除去方法。