JP3525309B2 - 洗浄液及び洗浄方法 - Google Patents
洗浄液及び洗浄方法Info
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Description
る感放射線性組成物を用いるフォトリソグラフィー工程
に於て使用される洗浄液及び洗浄方法に関するものであ
る。詳しくは感放射線性組成物を基板に塗布する工程に
おいて用いる洗浄液及び洗浄方法に関するものである。
れ、ダイナミックランダムアクセスメモリー(DRA
M)を例にとれば、現在では、4Mビットの記憶容量を
持つものの本格生産が開始されている。それに伴い集積
回路の生産に不可欠のフォトリソグラフィー技術に対す
る要求も年々厳しくなってきており、例えば、1Mビッ
トDRAMの生産には、1μmレベルのリソグラフィー
技術が必要とされ、4M、16MDRAMにおいては、
それぞれ、0.8μm、0.5μmレベルのリソグラフ
ィー技術が必要とされるといわれている。
線性組成物の開発が鋭意行われているが使用するプロセ
ス側からは本質的な高解像等の性能に加え、塗布膜厚の
均一性、塗布機の安定運転性等、使いやすさが強く要求
されている。即ち、スピンコート法、ロールコート法等
の塗布方法において、塗布機の各部を定期的に、及び/
又は、該組成物が塗布される被塗布基板の裏面にまわり
こんだ該組成物を、或いは、被塗布基板の端面部分に塗
布された該組成物を洗浄除去しているのが一般的であ
り、この洗浄液においては、溶解性が高く、又、効率よ
く洗浄除去でき、又、洗浄中に逆に汚染物が発生しない
こと等が要求されている。
チューブ、フィルター等は該組成物液を切り換える場合
等において洗浄が必要となり、この場合、洗浄液は該組
成物と混合しても固体成分を発生することなく該組成物
を溶解し系外へ除去する必要がある。又、被塗布基板の
洗浄においては、少量で効率よく洗浄する必要がある。
又、被塗布基板の洗浄においては、洗浄そのもの以外に
も感放射線性組成物と洗浄液との混合により固体成分が
発生すれば廃液の配管等を閉塞させることにもなり安定
的に運転できる使いやすい洗浄液が求められている。
線性組成物は貯槽よりポンプ、チューブ、必要に応じフ
ィルター等を経由して移送され被塗布基板に到達する。
このため、この経路は常に清浄に保つ必要があり、定期
的な洗浄、或いは感放射線性組成物の種類を切り換える
場合には相互の混合汚染を防止するために、洗浄が必要
になる。この際、洗浄液によっては洗浄液と感放射線性
組成物の混合により固形物が発生し逆に系内を汚染して
しまうこともある。
洗浄では、洗浄液と感放射線性組成物は混合され廃液と
してチューブ等を経由して廃液貯槽等に送られるが、こ
の際、固形物が発生すると、長期間の運転ではチューブ
壁に固形物が蓄積しチューブの閉塞をおこし安定運転が
できない等の問題が発生する。又、例えば集積回路を製
造する場合にはウェハー裏面に付着した感放射線性組成
物は露光工程においてウェハー面の水平を保つことを妨
害し、画像転写の精度が低下するのでウェハー裏面の洗
浄が必要になる。この場合、少量の洗浄液にて効率よく
洗浄できる洗浄液が望まれている。
いた溶媒であるエチルセロソルブアセテートは近年安全
性の問題が指摘されており、これにかわる安全な溶媒が
求められている。因みに、エチルセロソルブアセテート
は生体内にてエトキシ酢酸が生成し、このアルコキシ酢
酸が毒性を示すとされている(化学経済、1988年8
月号72頁、及び、European Chemica
l IndustryEcology and Tox
icology Center Technical
Report No.4 July 30,1982、
及び 同 No.17 April 19,198
5)。エチルセロソルブアセテートに代わる溶媒とし
て、例えば、特開昭61−6648号公報には、プロピ
レングリコールメチルエーテル等のプロピレングリコー
ルアルキルエーテル類が、特開昭61−7837号公報
には、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート
類が、特開昭62−123444号公報には、メトキシ
酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、2−オキシプロピオ
ン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチ
ル、3−メトキシプロピオン酸メチル等のモノオキシモ
ノカルボン酸エステル類が溶媒として提案されている。
ロピオン酸エチル)、3−エトキシプロピオン酸エチル
等が安全溶媒として使用されている(SEMICOND
UCTOR INTERNATIONAL 1988年
4月号132頁)。しかし、これらの溶媒のなかには、
感放射線性組成物の溶媒としては溶解性があるものの、
洗浄剤としては溶解能力が不足するものもあり、溶解能
力が高い新規な洗浄溶媒が求められていた。
のない感放射線性組成物洗浄溶剤として、3−メトキシ
プロピオン酸メチル、4−エトキシ酪酸エチル等のω−
アルコキシアルキルカルボン酸アルキルエステルが開示
されている。しかし、メトキシ酢酸メチル、エトキシ酢
酸エチルは生体内にてエチルセロソルブアセテート系の
毒性の原因物質であるメトキシ酢酸、エトキシ酢酸を生
成するので、安全溶媒とは言いがたい。
放射線性化合物の溶解能力等は良好であるが、安全性に
疑念のある報告がなされており、これも安全溶媒とは言
いがたい。(米国 EPA ドキュメント 8EHQ−
0486−0599、88−8600074) 4−エトキシ酪酸エチル等の4−アルコキシ酪酸アルキ
ルエステルも生体内にてエチルセロソルブアセテート系
の毒性の原因物質であるエトキシ酢酸等のアルコキシ酢
酸を生成する可能性があり、安全溶媒とは言いがたい。
が多いω−アルコキシアルキルカルボン酸アルキルエス
テルは高沸点であり、又、溶解能力も低下し、洗浄剤と
しての適性は大きく低下する。即ち、ω−アルコキシア
ルキルカルボン酸アルキルエステルは毒性がないと認識
されていたが、安全性に疑念があるか、或いは従来と同
様安全性に問題のある化合物が多く、又、化合物によっ
ては使いづらい等の問題点があり、未だ一般的には使用
は困難である。
おいては、高性能を達成するために、溶解性をやや犠牲
にしている組成物もあり、従来使用されていた洗浄液で
は上記要求を完全にみたすものは少なく、新しく安全な
洗浄液が求められていた。即ち、従来使用されていた、
酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテル、γ
−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、2−オキシ
プロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオ
ン酸メチル等を溶媒とする感放射線性組成物、又は、上
記の如き溶媒を含む洗浄液では一長一短があり、用いる
感放射線性組成物によっては使用できなかったりして、
新しい洗浄液が求められている。
の背景に鑑み、エチルセロソルブアセテート、酢酸ブチ
ル等にかわる高性能の新しい洗浄液、及び、洗浄方法を
提案するものである。
成するべく検討の結果、特別の構造式を有する化合物を
含有する洗浄液が選択的に特異な効果を発揮し、高性能
の洗浄液として最適であることを見出した。即ち、本発
明の要旨は、ベース樹脂、感放射線化合物、及び溶媒を
含有する感放射線性塗布組成物の除去用洗浄液におい
て、該洗浄液が下記一般式で表わされる化合物を含有す
ることを特徴とする洗浄液に存する。
子で置換されていても良いメチル基又はエチル基を表
し、相互に同じでも異なっていても良い。R4 は水素原
子、ハロゲン原子で置換されていても良いメチル基又は
エチル基を表す。)
て用いられるベース樹脂は一般的にはアルカリ可溶性樹
脂であり、より具体的には、ノボラック樹脂、ポリヒド
ロキシスチレンもしくはその誘導体、スチレン−無水マ
レイン酸共重合体等が挙げられ、好ましくはノボラック
樹脂、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体であ
る。
−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、3−
エチルフェノール、2,5−キシレノール、3,5−キ
シレノール、フェニルフェノール等のアルキル基又はア
リール基で置換されていてもよいフェノール類;2−メ
トキシフェノール、4−メトキシフェノール、4−フェ
ノキシフェノール等のアルコキシ又はアリールオキシフ
ェノール類;α−ナフトール、β−ナフトール、3−メ
チル−α−ナフトール等のアルキル基で置換されていて
もよいナフトール類;1,3−ジヒドロキシベンゼン、
1,3−ジヒドロキシ−2−メチルベンゼン、1,2,
3−トリヒドロキシベンゼン、1,2,3−トリヒドロ
キシ−5−メチルベンゼン、1,3,5−トリヒドロキ
シベンゼン等のアルキル基で置換されていてもよいポリ
ヒドロキシベンゼン類等のヒドロキシ芳香族化合物とホ
ルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド等の脂肪族アルデヒド類、ベンズアルデヒド、ヒド
ロキシベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド類、アセ
トン等のアルキルケトン類等のカルボニル化合物とを、
例えば塩酸、硫酸、しゅう酸等の酸性触媒の存在下、加
熱し、重縮合させることにより製造されたものが挙げら
れる。
に悪影響を与えないかぎりハロゲン原子、ニトロ基、エ
ステル基等の置換基を有していても良い。又、これらの
樹脂は必要に応じ、更に、水素等により還元し、短波長
領域の吸光を低くしたものを用いても良い。ポリヒドロ
キシスチレンもしくはその誘導体としては、例えば、4
−ヒドロキシスチレン、3−メチル−4−ヒドロキシス
チレン、3−クロロ−4−ヒドロキシスチレン等の重合
物が挙げられる。尚、これらの樹脂は必要に応じ更に、
水素等により還元し、短波長領域の吸光を低くしたもの
を用いても良く、又、芳香族化合物モノマー中に本発明
に悪影響を与えないかぎりハロゲン原子、ニトロ基、エ
ステル基等の置換基を有していても良い。又、フェノー
ル性の水酸基はt−ブチルオキシカルボニル基等のエス
テル化物として置換して使用しても良い。
常2,000〜30,000、好ましくは、3,000
〜20,000である。又、感放射線性塗布組成物の性
能上、低分子量成分を除いた樹脂、或いは、分子量の異
なる樹脂を2種類以上混合した(分子量分布をひろげ
た)樹脂をもちいてもよい。又、分別結晶等の手法にて
上記樹脂中の低分子量成分を除いたベース樹脂を用いる
こともできる。
は、通常オルトキノンジアジド基を含む感光剤、アジド
化合物、又はポリハロゲン化炭化水素基を含む光酸発生
剤等を挙げることができる。オルトキノンジアジド基を
含む感光剤としては、通常、1,2−ベンゾキノンジア
ジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸等のエステルもしくはアミド等のオルトキ
ノンジアジド系感光剤であり、具体的にはグリセリン、
ペンタエリスリトール等のポリヒドロキシアルキル化合
物又はノボラック樹脂、ビスフェノールA、4,4′,
4″−トリヒドロキシフェニルメタン、没食子酸エステ
ル、ケルセチン、モリン、ポリヒドロキシベンゾフェノ
ン等のポリヒドロキシ芳香族化合物と1,2−ベンゾキ
ノンジアジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホン酸等のエステル類が好ましく用いら
れる。このなかでも、フェノール性水酸基含有化合物の
エステル化物が好ましく、特にポリヒドロキシベンゾフ
ェノン又はノボラック樹脂のエステル化物が特に好まし
い。又、1分子中に2個以上、好ましくは3個以上のオ
ルトキノンジアジド基を含む感光剤が好ましい。
−ジアジドスチルベン、p−フェニレンビスアジド、
4,4′−ジアジドベンゾフェノン、4,4′−ジアジ
ドカルコン、4,4′−ジアジドジフェニル、4,4′
−ジアジドジフェニルメタン、4,4′−ジアジド−
3,3′−ジメチルジフェニル、2,7−ジアジドフル
オレン、4,4′−ジアジドジベンジル、4,4′−ジ
アジドフェニルエーテル、3,3′−ジクロロ−4,
4′−ジアジドジフェニルメタン、3,3′−ジアジド
フェニルスルホン、4,4′−ジアジドフェニルスルホ
ン、4,4′−ジアジドフェニルスルフィド、4,4′
−ジアジドフェニルジスルフィド、2,6−ビス(4′
−アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス
(4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノ
ンなどを挙げることができる。
剤としては、通常、ヘキサクロロエタン、ヘキサクロロ
アセトン、1,2,3,4,5,6−ヘキサクロロシク
ロヘキサン、四臭化炭素、ヨードホルム、1,1,2,
2−テトラブロモエタン等のポリハロゲン化炭化水素基
を含む光酸発生剤等が挙げられる。これらのポリハロゲ
ン化炭化水素基は、例えば、トリス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン、ビス(トリブロモメチル)ベン
ゼン、トリブロモメチルフェニルスルホン等のように、
トリアジン、ベンゼン等の置換基として、あるいはスル
ホン化合物の構成基として含有されていてもよい。又、
ジフェニールヨードニウムヘキサフルオロホスホネー
ト、ジフェニールヨードニウムクロライド等のヨードニ
ウム塩、トリフェニールスルホニウムヘキサフルオロホ
スホネート、トリフェニールスルホニウムブロマイド等
のスルホニウム塩等のオニウム塩を光酸発生剤として用
いることもできる。
アルカリ可溶性樹脂の架橋剤を添加することもできる。
この架橋剤の具体例としてはヘキサメトキシメチル化メ
ラミン、N,N,N′,N′−テトラヒドロキシメチル
サクシナミド、テトラメトキシメチル化尿素、2,4,
6−トリヒドロキシメチル化フェノール等のヒドロキシ
メチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基等の架
橋剤基を一分子中に2個以上含有する化合物が挙げられ
る。
ノンジアジド基を含む感放射線化合物が特に好ましい。
感放射線性塗布組成物に含有される溶媒としては、エチ
ルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテー
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリ
コール類のアルキルエーテル類及び/又はその酢酸エス
テル類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類、
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル等のヒ
ドロキシカルボン酸エステル類、3−メトキシプロピオ
ン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エ
トキシプロピオン酸エチル、2−メトキシ−3−メトキ
シプロピオン酸メチル等のアルコキシアルキルカルボン
酸エステル類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等
のピルビン酸エステル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の
酢酸アルキルエステル類、メチルエチルケトン、メチル
アミルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン
等のケトン類、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリ
ドン等の環状アルキルエステル類、又は、アミド類、キ
シレン等の芳香族炭化水素類、ジアセトンアルコール等
のケトンアルコール類等の単独、又は2種類以上の混合
溶媒が挙げられる。
は、例えば、塗布性を向上させるため塗布性改良剤を、
基板よりの乱反射光の影響を少なくするために吸光性材
料、又、感度向上のための増感剤等の添加剤を添加する
こともできる。又、感放射線性組成物は、画像転写方
法、結果によりポジ型、ネガ型の種類に分類されるが、
本発明の洗浄液、洗浄方法は基本的に双方の感放射線性
組成物に適用されうるものである。
物の洗浄除去用洗浄液が特に前記一般式(I)で表わさ
れる化合物を含有することを特徴とする。前記一般式
(I)に於て、R1 〜R4 で表わされるハロゲン原子で
置換されていても良いメチル基又はエチル基の置換基で
あるハロゲン原子としては塩素原子等が挙げられる。
2−メチル−3−メトキシプロピオン酸メチル、2−メ
チル−3−メトキシプロピオン酸エチル、2−エチル−
3−メトキシプロピオン酸メチル、2−エチル−3−メ
トキシプロピオン酸エチル、2−メチル−3−エトキシ
プロピオン酸メチル、2−メチル−3−エトキシプロピ
オン酸エチル、2−エチル−3−エトキシプロピオン酸
メチル、2−エチル−3−エトキシプロピオン酸エチ
ル、2−メチル−3−メチル−3−メトキシプロピオン
酸メチル、2−メチル−3−メチル−3−エトキシプロ
ピオン酸メチル、2−エチル−3−メチル−3−メトキ
シプロピオン酸メチル、2−エチル−3−メチル−3−
エトキシプロピオン酸メチル、2−メチル−3−エチル
−3−メトキシプロピオン酸メチル、2−メチル−3−
エチル−3−エトキシプロピオン酸メチル、2−エチル
−3−エチル−3−メトキシプロピオン酸メチル、2−
エチル−3−エチル−3−エトキシプロピオン酸メチ
ル、2−メチル−3−メチル−3−メトキシプロピオン
酸エチル、2−メチル−3−メチル−3−エトキシプロ
ピオン酸エチル、2−エチル−3−メチル−3−メトキ
シプロピオン酸エチル、2−エチル−3−メチル−3−
エトキシプロピオン酸エチル、2−メチル−3−エチル
−3−メトキシプロピオン酸エチル、2−メチル−3−
エチル−3−エトキシプロピオン酸エチル、2−エチル
−3−エチル−3−メトキシプロピオン酸エチル、2−
エチル−3−エチル−3−エトキシプロピオン酸エチ
ル、2−クロロメチル−3−メトキシプロピオン酸メチ
ル、2−クロロメチル−3−クロロメチル−3−メトキ
シプロピオン酸メチル等が挙げられる。
が好ましく、更に具体的には、2−メチル−3−メトキ
シプロピオン酸メチル、2−メチル−3−メトキシプロ
ピオン酸エチル、2−メチル−3−エトキシプロピオン
酸メチル、2−メチル−3−エトキシプロピオン酸エチ
ルが好ましく、特に、2−メチル−3−メトキシプロピ
オン酸メチル、2−メチル−3−エトキシプロピオン酸
エチルが好ましい。
てエチルセロソルブアセテートのようなアルコキシ酢酸
を生成することがなく、又、生分解性が良好であり、例
えば、2−メチル−3−メトキシプロピオン酸メチルで
は急性毒性の指標であるLD50値が5g/kg以上
(ラット経口)と良好であり、又、突然変異原性の指標
であるAmes−testも陰性と良好である。
のみからなるものでも良いが、発明の効果を損なわない
範囲内にて酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸アルキルエ
ステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等
のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、又
は、その酢酸エステル類、乳酸メチル、乳酸エチル等の
乳酸エステル類、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオ
ン酸メチル等のヒドロキシカルボン酸エステル類、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のピルビン酸エステ
ル類、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、エチ
ルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、γ−
ブチロラクトン、N−メチルピロリドン等の環状アルキ
ルエステル類、又は、アミド類、キシレン等の芳香族炭
化水素類、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール
類等の1種類以上を混合使用することもできる。
(I)の化合物が30重量%以上、好ましくは40重量
%以上、更に好ましくは50重量%以上で用いるのが良
い。又、必要に応じて、その他の添加剤を含有すること
も可能である。本発明の洗浄液が適用される感放射線性
組成物塗布装置及び被塗布基板としては、例えば集積回
路を製造する工程において、シリコンウェハー、ガリウ
ム・砒素ウェハー等のウェハー類を回転させながら基板
上に感放射線性組成物を塗布するスピンコーター、該ウ
ェハー類が挙げられる。
線性組成物を塗布したアルミニウム板を製造する工程に
おいて、アルミニウム板上にロールコーター等にて感放
射線性組成物を塗布する装置、プリント基板、液晶表示
用の電極等を形成させる樹脂基板、液晶表示用の着色画
素を形成させたガラス基板(カラーフィルター)等を製
造する工程において、同様に感放射線性組成物を基板に
塗布する装置等が挙げられる。
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例によりなんら制限を受けない。尚、特に説明のないか
ぎり、精密盧過後の感放射線性組成物の取扱は500n
m以下の光をカットした所謂イェロールームのクラス1
00のクリーンルーム内で行った。又、実施例、比較
例、及び参考例に用いた感放射線性化合物、及び樹脂と
しては、下記のものを使用した。
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸のエス
テル化物(フェノール性水酸基に対し75%のエステル
化率) 感放射線性化合物B ピロガロールとアセトンとを重縮合させて得られた樹脂
の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸のエ
ステル化物(フェノール性水酸基に対し50%のエステ
ル化率) 樹脂A m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノー
ル及びホルムアルデヒドより製造されたノボラック樹脂
(重量平均分子量6500)
に溶解し、0.2μmのテフロン製フィルターにて精密
濾過し、感放射線性組成物I及びIIを調製した。尚各表
中の溶媒記号の説明は次の通りである。
1:4に混合し、1時間経過後に不溶解性の固形物の発
生有無を目視にて確認した。結果を表−2に示す。○は
固形物の発生が無かったことを、×は固形物の発生が認
められたことを表わす。
に大日本スクリーン社製スピンコーターにて約1μmの
厚さに回転塗布した。乾燥ベークは行わない状態(風乾
状態)にて引き続き、表−3に示す各溶媒5mlを10
00rpmにてウェハー中心に3秒間にてスポイトで注
ぎ、1000rpmにて5秒間ふりきり、感放射線性組
成物を溶解除去した。塗布された感放射線性組成物の洗
浄除去状況を確認した。結果を表−3に示す。
物を用いることにより、塗布機、被塗布基板が良好に洗
浄でき、工業的実用上極めて有用である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ベース樹脂、感放射線化合物、及び溶媒
を含有する感放射線性塗布組成物の除去用洗浄液におい
て、該洗浄液が下記一般式で表わされる化合物を50重
量%以上含有することを特徴とする洗浄液。 【化1】 (式中、R1,R2及びR3はメチル基又はエチル基を
表し、相互に同じでも異なっていても良い。R4は水素
原子、メチル基又はエチル基を表す。) - 【請求項2】 基板に付着した感放射線性組成物の洗浄
除去用に使用する請求項1に記載の洗浄液。 - 【請求項3】 感放射線性組成物塗布装置に付着した感
放射線性組成物の洗浄除去用に使用する請求項1に記載
の洗浄液。 - 【請求項4】 感放射線性組成物が付着した基板を請求
項1に記載の洗浄液で処理することを特徴とする基板の
洗浄方法。 - 【請求項5】 感放射線性組成物が付着した感放射線性
組成物塗布装置を請求項1に記載の洗浄液で処理するこ
とを特徴とする塗布装置の洗浄方法。
Priority Applications (1)
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JP8033195A JP3525309B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 洗浄液及び洗浄方法 |
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JP8033195A JP3525309B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 洗浄液及び洗浄方法 |
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