KR100794465B1 - Stripper composition for photoresist - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것으로, 특히 수용성 유기 아민 화합물, 비점이 적어도 150 ℃인 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물, 극성 비양자성 용매, 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물군으로부터 1 종 이상 선택되는 부식방지제를 포함하는 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a stripper composition for photoresist, in particular, from a water-soluble organic amine compound, a proton alkylene glycol monoalkyl ether compound having a boiling point of at least 150 ° C., a polar aprotic solvent, and a compound represented by the following formula (1): The present invention relates to a stripper composition for photoresists comprising a corrosion inhibitor selected from at least two species.
본 발명에 따른 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 가혹한 포토리소그라프 및 습식에칭 공정에 의해 변질 경화된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 중간 세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금배선, 구리, 구리배선 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 대한 부식을 동시에 최소화할 수 있다.The stripper composition for photoresists according to the present invention can not only easily and cleanly remove the deteriorated and cured photoresist film in a short time even at high temperature and low temperature by harsh photolithography and wet etching process, but also does not use isopropanol which is an intermediate cleaning solution. Corrosion can be minimized simultaneously with conductive metal films such as aluminum, aluminum alloy wirings, copper, and copper wirings, and insulating films such as silicon oxide films and silicon nitride films.
스트리퍼, 포토레지스트, 수용성 유기 아민 화합물, 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물, 극성 비양자성 용매, 부식방지제 Strippers, photoresists, water soluble organic amine compounds, alkylene glycol monoalkyl ether compounds, polar aprotic solvents, corrosion inhibitors
Description
본 발명은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가혹한 포토리소그라프 및 습식에칭 공정에 의해 변질 경화된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 중간 세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금배선, 구리, 구리배선 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 대한 부식을 동시에 최소화할 수 있는 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a stripper composition for photoresist, and more particularly, it is not only able to easily and cleanly remove a photoresist film that has been hardened by a severe photolithography and wet etching process in a short time even at high temperature and low temperature, and at the same time In a stripper composition for photoresist that can minimize corrosion to conductive metal films such as aluminum, aluminum alloy wiring, copper, and copper wiring and insulating films such as silicon oxide film and silicon nitride film without using isopropanol as a cleaning liquid. It is about.
반도체 집적회로 또는 액정표시소자의 미세 회로 제조공정은 기판상에 형성된 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등의 도전성 금속막이나 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 포토레지스트를 균일하게 도포하고, 이것을 선택적으로 노광, 현상 처리하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 패턴화된 포토레지스트막을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막이나 절연막을 습식 또는 건식으로 에칭하여 미세 회로 패턴을 포토레지스트 하부층에 전사한 후, 불필요한 포토레지스트층을 스트리퍼(박리액)로 제거하는 고정으로 진행된다.In the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit or a fine circuit of a liquid crystal display device, a photoresist is uniformly applied to an insulating metal, such as an aluminum or aluminum alloy, copper, a copper alloy, or a conductive metal film formed on a substrate, a silicon oxide film, or a silicon nitride film. After selectively exposing and developing the photoresist pattern to form a photoresist pattern, the conductive metal film or the insulating film is wet or dry etched using the patterned photoresist film as a mask to transfer the fine circuit pattern to the photoresist underlayer, and then It proceeds to fixation which removes a photoresist layer with a stripper (peel solution).
상기 반도체 소자 또는 액정표시소자 제조용 포토레지스트를 제거하기 위한 스트리퍼가 갖추어야할 특성은 다음과 같다.Characteristics of the stripper for removing the photoresist for manufacturing the semiconductor device or the liquid crystal display device are as follows.
첫째, 저온에서 단시간 내에 포토레지스트를 박리할 수 있어야 하고, 세척(rinse)한 후 기판상에 포토레지스트 잔류물을 남기지 않아야 하는 우수한 박리능력을 가져야 한다. First, it must be able to peel off the photoresist in a short time at low temperature, and have a good peeling ability not to leave photoresist residue on the substrate after rinsing.
둘째, 포토레지스트 하부층의 금속막이나 절연막을 손상시키지 않아야 하는 저부식성을 가져야 한다.Second, it should have low corrosion resistance that should not damage the metal film or insulating film of the photoresist underlayer.
셋째, 스트리퍼를 이루는 용제간의 상온반응이 일어나면 스트리퍼의 저장안정성이 문제되고, 스트리퍼 제조시의 혼합순서에 따라 다른 물성을 보일 수 있으므로, 혼합 용제간의 무반응성 및 고온 안정성이 있어야 한다.Third, when the room temperature reaction between the solvent constituting the stripper occurs, the storage stability of the stripper is a problem, and may exhibit different physical properties depending on the mixing sequence during the stripper production, there should be a non-reactive and high temperature stability between the mixed solvents.
넷째, 작업자의 안전이나 폐기 처리시의 환경문제를 고려하여 저독성이어야 한다.Fourth, it should be low toxicity in consideration of worker safety or environmental problems in disposal.
다섯째, 고온 공정에서 포토레지스트 박리가 진행될 경우 휘발이 많이 일어나면 구성 성분비가 빨리 변하게 되고, 스트리퍼의 공정안정성과 작업 재현성이 저하되므로 저휘발성이어야 한다.Fifth, when the photoresist peeling proceeds at a high temperature process, if the volatilization occurs a lot, the component ratio changes quickly, and thus, the process stability and work reproducibility of the stripper are deteriorated.
여섯째, 일정 스트리퍼 양으로 처리할 수 있는 기판수가 많아야 하고, 스트리퍼를 구성하는 성분의 수급이 용이하며, 저가이고 폐스트리퍼의 재처리를 통한 재활용이 가능하도록 경제성이 있어야 한다.Sixth, the number of substrates that can be treated with a certain amount of stripper should be large, the supply of the components constituting the stripper is easy, low-cost and economical to enable recycling through the reprocessing of the waste stripper.
상기와 같은 조건들을 충족시키기 위해 다양한 포토레지스트용 스트리퍼 조성물이 연구, 개발되어 왔으며, 그 예는 다음과 같다.In order to satisfy the above conditions, various stripper compositions for photoresists have been researched and developed. Examples are as follows.
초기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물로 일본공개특허공보 소51-72503호는 탄소수 10∼20 개의 알킬 벤젠 설폰산 및 비점이 150 ℃ 이상인 비할로겐화 방향족 탄화수소를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 소57-84456호는 디메틸설폭사이드 또는 디에틸설폭사이드와 유기 설폰화합물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제4,256,294호는 알킬아릴 설폰산, 탄소수 6∼9 개의 친수성 방향족 설폰산, 및 비점이 150 ℃ 이상인 비할로겐화 방향족 탄화수소를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 51-72503 discloses a stripper composition comprising an alkyl benzene sulfonic acid having 10 to 20 carbon atoms and a non-halogenated aromatic hydrocarbon having a boiling point of 150 ° C or higher. Publication No. 57-84456 discloses a stripper composition comprising dimethyl sulfoxide or diethyl sulfoxide and an organic sulfone compound. U.S. Patent 4,256,294 also discloses a stripper composition comprising an alkylaryl sulfonic acid, a hydrophilic aromatic sulfonic acid having 6 to 9 carbon atoms, and a non-halogenated aromatic hydrocarbon having a boiling point of at least 150 ° C.
그러나 상기와 같은 종래 스트리퍼 조성물들은 구리, 구리 합금 등의 도전성 금속막에 대한 부식이 심하고, 강한 독성으로 환경오염문제가 있어 사용이 곤란하다는 문제점이 있다.However, the conventional stripper compositions as described above have a problem in that corrosion on a conductive metal film such as copper and a copper alloy is severe, and there is a problem of environmental pollution due to strong toxicity, which makes it difficult to use.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 수용성 알칸올 아민을 필수성분으로 여러 유기용제에 혼합시켜 스트리퍼 조성물을 제조하는 기술들이 제안되어 왔고, 그 예는 다음과 같다.In order to solve the above problems, techniques for preparing a stripper composition by mixing a water-soluble alkanol amine as an essential component in various organic solvents, have been proposed as follows.
미국특허 제4,617,251호는 모노에탄올 아민(MEA), 2-(2-아미노에톡시)-1-에탄올(AEE) 등의 유기아민 화합물과 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO), 카비톨 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 등의 극성용제를 포함하는 2 성분계 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 또한 미국특허 제4,770,713호는 유기아민 화합물과 N-메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), N-메틸-N-에틸프로피온아미드, 디에틸아세트아미드(DEAc), 디프로필아세트아미드(DPAc), N,N-디메틸프로피온아미드, N,N-디메틸부틸아미드 등의 아미드 용제를 포함하는 2 성분계 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 뿐만 아니라, 일본공개특허공보 소62-49355호는 알칸올 아민 및 에틸렌디아민에 에틸렌옥사이드를 도입한 알킬렌 폴리아민 설폰 화합물과 글리콜 모노알킬에테르를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 소63-208043호는 수용성 알칸올 아민과 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI)을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 소63-231343호는 아민 화합물, 극성 용제류, 및 계면활성제를 포함하는 포지형 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 또한 일본공개특허공보 소64-42653호는 디메틸설폭사이드(DMSO), 디에틸렌글리콜 모노알킬에테르, 디에틸렌글리콜 디알킬에테르, 감마부티로락톤, 및 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논으로부터 선택된 1 종 이상의 용제, 및 모노에탄올아민 등의 함질소 유기히드록시 화합물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평4-124668호는 유기 아민, 인산에스테르 계면활성제, 2-부틴-1,4-디올, 디에틸렌글리콜 디알킬에테르, 및 비양자성 극성 용제류를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다.U.S. Patent 4,617,251 discloses organic amine compounds such as monoethanol amine (MEA), 2- (2-aminoethoxy) -1-ethanol (AEE), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N Disclosed is a two-component stripper composition containing a polar solvent such as methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), carbitol acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). U.S. Patent No. 4,770,713 also discloses organic amine compounds and N-methylacetamide, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-N-ethylpropionamide, diethylacetamide (DEAc), di Disclosed is a two-component stripper composition comprising an amide solvent such as propyl acetamide (DPAc), N, N-dimethylpropionamide, N, N-dimethylbutylamide, and the like. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 62-49355 discloses a stripper composition comprising an alkylene polyamine sulfone compound in which ethylene oxide is introduced into alkanol amine and ethylenediamine and a glycol monoalkyl ether. US Pat. No. 63-208043 discloses a stripper composition comprising a water-soluble alkanol amine and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-231343 discloses an amine compound, Disclosed is a stripper composition for a positive photoresist comprising a polar solvent and a surfactant. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 64-42653 discloses dimethyl sulfoxide (DMSO), diethylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, gamma butyrolactone, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone A stripper composition comprising at least one solvent selected from and a nitrogen-containing organic hydroxy compound such as monoethanolamine is disclosed. Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-124668 discloses an organic amine, phosphate ester surfactant, 2- A stripper composition comprising butene-1,4-diol, diethylene glycol dialkyl ether, and aprotic polar solvents is disclosed.
그러나, 상기와 같은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 구리 및 구리 합금막에 대한 부식방지력이 약하여 스트리퍼 공정 중에 심한 부식을 유발할 수 있으며, 후공정인 게이트 절연막 증착시 불량을 발생시킬 수 있다는 문제점이 있다.However, the stripper composition for the photoresist as described above has a problem that the corrosion resistance of the copper and copper alloy film is weak, which may cause severe corrosion during the stripper process, and may cause a defect during the deposition of the gate insulating film, which is a later process.
또한 일본공개특허공보 평4-350660호는 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 디메 틸설폭사이드, 및 수용성 유기 아민을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평5-281753호는 알칸올 아민, 설폰화합물 또는 설폭사이드 화합물, (C6H6)n(OH)n(이때, n은 1, 2, 또는 3의 정수)의 히드록시 화합물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평8-87118호는 N-알킬알칸올아민과 디메틸설폭사이드 또는 디메틸포름아미드를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 상기와 같은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 박리력, 안정성 등에서 비교적 양호한 특성을 나타내고 있으나, 최근 액정표시소자 및 반도체 소자 제조공정에서 유리기판과 실리콘 웨이퍼 기판을 120 ℃ 이상의 고온에서 처리하는 등 공정조건이 가혹해짐에 따라 포토레지스트가 고온에서 포스트베이크(postbake)되는 경우가 많아지고, 이로부터 변질 경화 정도가 심해져 상기와 같은 종래의 스트리퍼 조성물로는 제거가 완전히 되지 않는다는 문제점이 있었다. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-350660 discloses a stripper composition containing 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethylsulfoxide, and a water-soluble organic amine. -281753 relates to a stripper composition comprising an hydroxy compound of an alkanol amine, a sulfone compound or a sulfoxide compound, (C 6 H 6 ) n (OH) n ( where n is an integer of 1, 2, or 3). Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-87118 discloses a stripper composition containing N-alkylalkanolamine and dimethyl sulfoxide or dimethylformamide. The stripper composition for photoresist as described above exhibits relatively good characteristics in terms of peeling force and stability. However, in recent years, glass substrates and silicon wafer substrates are treated at high temperatures of 120 ° C. or higher in liquid crystal display devices and semiconductor device manufacturing processes. As the photoresist becomes more post-baked at a high temperature, the degree of deterioration hardening increases, and thus there is a problem that the removal of the conventional stripper composition is not completed.
상기 고온공정을 거쳐 경화된 포토레지스트를 깨끗이 제거하기 위한 조성물로 물 및/또는 히드록실아민 화합물을 포함하는 포토레지스트 스트리퍼 조성물이 제안된 바 있다. 구체적으로, 일본공개특허공보 평4-289866호는 히드록실 아민류, 알칸올 아민류, 및 물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평6-266119호는 히드록실 아민류, 알칸올 아민류, 물, 및 방식제를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 또한 일본공개특허공보 평7-69618호는 감마부티로락톤(GBL), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피 롤리돈 등의 극성 비양자성 용제, 2-메틸아미노 에탄올(N-MAE)을 포함하는 아미노알콜, 및 물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평8-123043호는 아미노알콜, 물, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 글리콜 알킬에테르를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평8-262746호는 알칸올 아민류, 알콕시알킬아민류, 글리콜 모노알킬 에테르, 당화합물, 제4급 암모늄 수산화물, 및 물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. 뿐만 아니라, 일본공개특허공보 평9-152721호는 알칸올 아민, 히드록실 아민, 디에틸렌글리콜 모노알킬에테르, 방식제로서 당화합물(솔비톨 등), 및 물을 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평9-96911호는 히드록실 아민류, 물, 산해리 상수(pKa)가 7.5 내지 13인 아민류, 수용성 극성 유기용제, 및 방식제를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다.A photoresist stripper composition including water and / or a hydroxylamine compound has been proposed as a composition for cleanly removing the photoresist cured through the high temperature process. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-289866 discloses a stripper composition containing hydroxyl amines, alkanol amines, and water, and Japanese Patent Laid-Open No. 6-266119 discloses hydroxyl amines and alkanols. A stripper composition comprising amines, water, and an anticorrosive agent is disclosed. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-69618 discloses polar aprotic solvents such as gamma butyrolactone (GBL), dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, and 2-methylamino ethanol (N-MAE). A stripper composition comprising an aminoalcohol comprising a water and water is disclosed. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 8-123043 discloses a stripper composition comprising a glycol alkyl ether such as aminoalcohol, water, and diethylene glycol monobutyl ether. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-262746 discloses a stripper composition comprising alkanol amines, alkoxyalkylamines, glycol monoalkyl ethers, sugar compounds, quaternary ammonium hydroxides, and water. . In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-152721 discloses a stripper composition containing alkanol amine, hydroxyl amine, diethylene glycol monoalkyl ether, a sugar compound (such as sorbitol) as an anticorrosive, and water. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-96911 discloses a stripper composition comprising hydroxyl amines, water, amines having an acid dissociation constant (pKa) of 7.5 to 13, a water-soluble polar organic solvent, and an anticorrosive agent.
그러나, 상기와 같은 스트리퍼 조성물들은 가옥한 고온공정, 건식식각, 에칭, 및 이온 주입공정에 의해 변질되며, 가교 경화된 포토레지스트막과 식각공정에서 금속성 부산물과 반응하여 생성되는 포토레지스트 식각 잔류물에 대한 박리력 및 포토레지스트 도전성 하부막인 구리 또는 구리합금막의 부식방지 성능면에서 충분하지 못하며, 고온 조건에서 히드록실 아민 화합물이 불안정하여 시간이 경과함에 따라 분해가 될 수 있다는 문제점이 있다.However, such stripper compositions are deteriorated by high-temperature processes, dry etching, etching, and ion implantation processes, and are applied to photoresist etching residues formed by reacting with metal by-products in the cross-cured photoresist and etching processes. It is not sufficient in terms of peel strength and corrosion resistance of the copper or copper alloy film, which is a photoresist conductive underlayer, and the hydroxyl amine compound is unstable at high temperature, and may be degraded over time.
상기와 같이 다양한 종래의 스트리퍼 조성물들은 구성성분과 성분간의 함량비에 따라 포토레지스트 박리성, 금속부식성, 박리 후 세정공정의 다양성, 작업 재 현성, 보관안정성, 및 경제성 면에서 현저히 차이가 나며, 이에 따라 다양한 공정 조건에 대하여 최적 성능을 갖는 경제적인 스트리퍼 조성물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다.Various conventional stripper compositions as described above are significantly different in terms of photoresist stripping property, metal corrosion resistance, variety of cleaning process after peeling, work reproducibility, storage stability, and economy depending on the content ratio between components. Accordingly, there is a continuing need for development of economical stripper compositions having optimum performance for various process conditions.
한편, 액정표시장치가 대형화되고 대량생산이 이루어짐에 따라 스트리퍼의 사용량이 많은 딥(dipping) 방식보다는 낱장으로 처리하는 매엽식(single wafer treatment method) 설비를 이용한 포토레지스트의 박리가 일반화되고 있고, 이 설비에 적합한 스트리퍼 조성물로 대한민국 특허공개 제2000-8103호는 알칸올 아민 5 내지 15 중량%, 설폭사이드 또는 설폰 화합물 35 내지 55 중량%, 글리콜 에테르 35 내지 55 중량%를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허공게 제2000-8553호는 수용성 아민 화합물 10 내지 30 중량%와 디에틸렌글리콜 모노알킬에테르, N-알킬 피롤리돈, 및 히드록시알킬 피롤리돈의 총 함량이 70 내지 90 중량%를 포함하는 스트리퍼 조성물에 대하여 개시하고 있다. On the other hand, as liquid crystal displays become larger and mass-produced, peeling of photoresists using single wafer treatment method equipment is more common than a dipping method in which stripper usage is high. Korean Patent Publication No. 2000-8103 discloses a stripper composition comprising 5 to 15% by weight of alkanol amine, 35 to 55% by weight of sulfoxide or sulfone compound, and 35 to 55% by weight of glycol ether. Korean Patent Publication No. 2000-8553 discloses 10 to 30% by weight of a water-soluble amine compound and 70 to 90% by weight of diethylene glycol monoalkyl ether, N-alkyl pyrrolidone, and hydroxyalkyl pyrrolidone. A stripper composition comprising% is disclosed.
상기 매엽식 설비에 적합한 스트리퍼 조성물들은 금속부식성은 양호하나, 저온박리력이 다소 약하다는 문제점이 있다.Stripper compositions suitable for the sheet type equipment has a problem that the metal corrosion resistance is good, but the low temperature peeling strength is somewhat weak.
또한 상기 기재한 종래 스트리퍼 조성물들은 알루미늄 배선이나 구리 배선이 한가지 금속 배선에만 적용이 가능하다는 문제점이 있다.In addition, the above-described stripper compositions have a problem that aluminum wiring or copper wiring can be applied to only one metal wiring.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 딥방식 및 매엽식 박리공정에 모두 적합하고, 가혹한 포토리소그라프 및 습식에칭 공정에 의해 변질 경화된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거할 수 있는 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is suitable for both the dip method and the single-leaf type peeling process, and easily change the photoresist film that is deteriorated and cured by a harsh photolithography and wet etching process in a short time even at a high temperature and a low temperature. An object of the present invention is to provide a stripper composition for photoresist that can be removed.
본 발명의 다른 목적은 중간 세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금배선, 구리, 구리배선 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 대한 부식을 동시에 최소화할 수 있는 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to minimize the corrosion of the conductive metal film, such as aluminum, aluminum alloy wiring, copper, copper wiring and the insulating film, such as silicon oxide film, silicon nitride film, and the like, the photoresist underlayer without using isopropanol as an intermediate cleaning solution. It is to provide a stripper composition for a photoresist.
본 발명의 또다른 목적은 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거할 수 있는 포토레지스트의 박리방법, 이 방법을 포함하는 액정표시소자 또는 반조체 소자의 제조방법, 및 이로부터 제조된 액정표시소자 또는 반도체 소자를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is a method of peeling a photoresist that can be easily and cleanly removed in a short time even at a high temperature and a low temperature, a method of manufacturing a liquid crystal display device or a semi-assembly device comprising the method, and a liquid crystal display device manufactured therefrom. Another object is to provide a semiconductor device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is a stripper composition for a photoresist,
a) 수용성 유기 아민 화합물 5 내지 50 중량%;a) 5 to 50% by weight of a water soluble organic amine compound;
b) 비점이 적어도 150 ℃인 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물 20 내지 70 중량%; b) 20 to 70 wt% of a protic alkylene glycol monoalkylether compound having a boiling point of at least 150 ° C .;
c) 극성 비양자성 용매 0.01 내지 70 중량%; 및c) 0.01 to 70 weight percent of a polar aprotic solvent; And
d) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물군으로부터 1 종 이상 선택되는 부식방지제 0.01 내지 5 중량%d) 0.01 to 5% by weight of a corrosion inhibitor selected from the group of compounds represented by the following general formula (1)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 스트리퍼 조성물을 제공한다.It provides a photoresist stripper composition comprising a.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1의 식에서,In the formula of Formula 1,
R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시기, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R5 및 R6는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 하이드록시알킬기이다.R 5 and R 6 are each independently a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
또한 본 발명은 금속배선을 포함하는 기판상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 에칭처리한 후, 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물로 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트의 박리방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of removing a photoresist comprising the step of etching the photoresist pattern formed on a substrate including a metal wiring with a mask, and then peeling the photoresist stripper composition.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 이용하여 포토레지스트를 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising the step of peeling the photoresist using the stripper composition for the photoresist.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a liquid crystal display device characterized in that the manufacturing method.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 이용하여 포토레지스트를 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of peeling the photoresist using the stripper composition for the photoresist.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a semiconductor device characterized in that the manufacturing method.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 수용성 유기 아민 화합물 5 내지 50 중량%, 비점이 적어도 150 ℃인 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물 20 내지 70 중량%, 극성 비양자성 용매 0.01 내지 70 중량%, 및 상기 1로 표시되는 부식방지제 0.01 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 바, 본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 포토레지스트 하부의 도전성 금속막과 절연막에 대한 부식을 최소화할 수 있다.Stripper composition for a photoresist of the present invention is 5 to 50% by weight of a water-soluble organic amine compound, 20 to 70% by weight of a protic alkylene glycol monoalkyl ether compound having a boiling point of at least 150 ℃, 0.01 to 70% by weight of a polar aprotic solvent, And 0.01 to 5% by weight of a corrosion inhibitor represented by 1, the stripper composition for a photoresist of the present invention can minimize the corrosion of the conductive metal film and the insulating film under the photoresist.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 수용성 유기 아민 화합물은 1차 아미노 알코올류 화합물, 2차 아미노 알코올류 화합물, 또는 3차 아미노 알코올류 화합물 등의 아미노 알코올류 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 아미노 알코올류 화합물은 모노에탄올 아민(MEA), 1-아미노이소프로판올(AIP), 2-아미노-1-프로판올, N-메틸아미노에탄올(N-MAE), 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 2-(2-아미노에톡시)-1-에탄올(AEE), 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, 디에탄올 아민(DEA), 또는 트리에탄올 아민(TEA) 등을 사용할 수 있으며, 특히 모노에탄올 아민, 1-아미노이소프로판올, N-메틸아미노에탄올, 또는 2-(2-아미노에톡시)-1-에탄올을 사용하는 것이 박리성능 및 경제성면에 있어 더욱 바람직하다.It is preferable to use amino alcohol compounds, such as a primary amino alcohol compound, a secondary amino alcohol compound, or a tertiary amino alcohol compound, as said water-soluble organic amine compound of said a) used for this invention. Specifically, the amino alcohol compounds include monoethanol amine (MEA), 1-aminoisopropanol (AIP), 2-amino-1-propanol, N-methylaminoethanol (N-MAE), 3-amino-1-propanol , 4-amino-1-butanol, 2- (2-aminoethoxy) -1-ethanol (AEE), 2- (2-aminoethylamino) -1-ethanol, diethanol amine (DEA), or triethanol amine (TEA) and the like, and in particular, it is preferable to use monoethanol amine, 1-aminoisopropanol, N-methylaminoethanol, or 2- (2-aminoethoxy) -1-ethanol in terms of peeling performance and economy. More preferred.
상기 수용성 유기 아민 화합물은 스트리퍼 조성물에 5 내지 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 변성된 포토레지스트에 대한 박리력이 충분하지 못하다는 문제점이 있으며, 50 중량%를 초과할 경우에는 포토레지스트 하부층인 도전성 금속막에 대한 부식성이 커진다는 문제점이 있다.The water-soluble organic amine compound is preferably included in the stripper composition 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 30% by weight. If the content is less than 5% by weight, there is a problem in that the peeling force on the modified photoresist is insufficient. If the content is more than 50% by weight, the corrosion resistance of the conductive metal film, which is the lower layer of the photoresist, is increased. .
본 발명에 사용되는 상기 b)의 비점이 적어도 150 ℃인 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물은 물과 유기 화합물과의 상용성이 우수하고, 포토레지스트를 용해시키는 용제 역할을 하며, 그 외에도 스트리퍼의 표면장력을 저하시켜 포토레지스트막에 대한 습윤성(wetting property)을 향상시키는 작용을 한다.The proton alkylene glycol monoalkyl ether compound having a boiling point of at least 150 ° C. used in the present invention is excellent in compatibility with water and organic compounds, and serves as a solvent for dissolving the photoresist. It lowers the surface tension of and improves the wettability of the photoresist film.
상기 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물은 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(메틸 카비톨, MDG), 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(에틸 카비톨, EDG), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(부틸 카비톨, BDG), 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM), 또는 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르(DPE) 등을 사용할 수 있다.The protic alkylene glycol monoalkyl ether compound is diethylene glycol monomethyl ether (methyl carbitol, MDG), diethylene glycol monoethyl ether (ethyl carbitol, EDG), diethylene glycol monobutyl ether (butyl carbitol, BDG), dipropylene glycol monomethyl ether (DPM), dipropylene glycol monoethyl ether (DPE), and the like.
상기 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물은 비점이 적어도 150 ℃인 것이 바람직하며, 비점이 150 ℃ 미만일 경우에는 고온의 작업공정 중에서 휘발하게 된다는 문제점이 있다.Preferably, the protic alkylene glycol monoalkyl ether compound has a boiling point of at least 150 ° C., and when the boiling point is less than 150 ° C., there is a problem that volatilization occurs in a high temperature working process.
상기 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 화합물은 스트리퍼 조성물에 20 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 스트리퍼의 표면장력이 상승하여 습윤성(wetting)이 저하된다는 문제점이 있으며, 70 중량%를 초과할 경우에는 스트리퍼의 박리력이 저하된다는 문제점이 있다.Preferably, the protic alkylene glycol monoalkyl ether compound is included in the stripper composition in an amount of 20 to 70% by weight, and when the content is less than 20% by weight, the surface tension of the stripper is increased to reduce the wettability. There exists a problem that peeling force of a stripper falls when it exceeds 70 weight%.
본 발명에 사용되는 상기 c)의 극성 비양자성 용매는 포토레지스트의 주성분인 고분자 수지와 광활성 화합물에 대한 용해력이 기타 용제에 비하여 매우 우수한 화합물을 사용하는 것이 좋다. 특히, 상기 극성 비양자성 용매는 물과의 상용성이 크고, 상기 수용성 유기 아민 화합물과 양자성 알킬렌글리콜 모노알킬에테르와 모든 비율로 혼합가능하며, 비점이 적어도 150 ℃인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.As the polar aprotic solvent of c) used in the present invention, it is preferable to use a compound having a very high solubility in the polymer resin and the photoactive compound which are the main components of the photoresist. In particular, the polar aprotic solvent has a high compatibility with water, can be mixed with the water-soluble organic amine compound and the protic alkylene glycol monoalkyl ether in any ratio, and it is preferable to use a compound having a boiling point of at least 150 ° C. Do.
상기 극성 비양자성 용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸포름아마이드(DMF), 또는 테트라메틸렌설폰 등을 사용할 수 있다.The polar aprotic solvent is N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide ( DMF), tetramethylenesulfone, or the like can be used.
상기 극성 비양자성 용매는 스트리퍼 조성물에 0.01 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 특히 물을 포함하지 않는 유기계 스트리퍼에 적용할 경우에는 스트리퍼 조성물에 20 내지 70 중량%로 사용하고, 물을 포함하는 수계 스트리퍼에 적용할 경우에는 스트리퍼 조성물에 10 내지 50 중량%로 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 극성 비양자성 용매가 0.01 중량% 미만일 경우에는 스트리퍼 조성물이 박리력이 저하된다는 문제점이 있으며, 70 중량%를 초과할 경우에는 가혹한 식각공정 중 가교 경화된 포토레지스트의 잔류물이 도전성 금속막과 절연막에 잔존할 수 있다는 문제점이 있다.The polar aprotic solvent is preferably included in the stripper composition 0.01 to 70% by weight, especially when applied to an organic stripper containing no water, 20 to 70% by weight in the stripper composition, containing water When applied to an aqueous stripper, it is more preferable to use 10 to 50% by weight of the stripper composition. When the polar aprotic solvent is less than 0.01% by weight, the stripper composition has a problem in that peeling force is lowered. When the polar aprotic solvent is more than 70% by weight, the residue of the crosslinked and cured photoresist during the severe etching process is a conductive metal film and an insulating film. There is a problem that can remain.
본 발명에 사용되는 상기 d)의 부식방지제는 포토레지스트의 하부층인 도전성 금속막과 절연막을 손상되지 않도록 하는 작용을 한다.The corrosion inhibitor of d) used in the present invention functions to prevent damage to the conductive metal film and the insulating film, which are lower layers of the photoresist.
일반적으로 중간세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고 바로 물에 세정할 경우 스트리퍼 내의 아민 성분이 물과 혼합하여 부식성이 강한 알칼리의 하이드록시 이온이 생기게 되어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 또는 구리 합금 등의 도전 성 금속막의 부식을 촉진시키나, 본 발명에 사용되는 상기 부식방지제는 알칼리 상태에서 알루미늄과 착화합물을 형성하여 알루미늄 표면에 흡착하고 보호막을 형성함으로써 이소프로판올을 사용하지 않고도 하이드록시 이온에 의한 금속이 부식을 방지할 수 있다.In general, when washing directly with water without using isopropanol, which is an intermediate cleaning solution, the amine component in the stripper is mixed with water to form highly corrosive alkali hydroxy ions, which is conductive to aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy. Although the corrosion inhibitor used in the present invention promotes the corrosion of the metal film, it forms a complex with aluminum in an alkali state, adsorbs on the surface of the aluminum and forms a protective film, thereby preventing metal corrosion by hydroxy ions without using isopropanol. Can be.
또한 상기 부식방지제는 종래 구리막의 부식방지제로 상용화되어온 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸 등에 비해 부식방지능이 획기적으로 개선되었으며, 소량 첨가시에도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 또는 구리 합금 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 부식을 야기하지 않을 뿐만 아니라, 경화된 포토레지스트의 잔류물을 제거하는데 매우 효과적이다.In addition, the corrosion inhibitors have significantly improved corrosion protection compared to benzotriazole, tolyltriazole, etc., which have been commercialized as corrosion inhibitors of conventional copper films, and even when a small amount is added, the photoresist underlayers such as aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy Not only does it cause corrosion of the conductive metal film, the silicon oxide film, the silicon nitride film, etc., but also is very effective in removing the residue of the cured photoresist.
상기 부식방지제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 특히 하기 화학식 1a로 표시되는 엔-디에탄올아미노메틸디하이드록시벤조트리아졸을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. It is preferable to use the compound represented by the said Formula (1), and, as for the said corrosion inhibitor, it is more preferable to use en- diethanolaminomethyl dihydroxy benzotriazole represented by following General formula (1a) especially.
[화학식 1a][Formula 1a]
상기 부식방지제는 트리아졸 고리에 존재하는 풍부한 질소 원자의 비공유전자쌍이 구리와 전자적으로 결합하여 금속 부식을 제어하며, 벤젠고리에 직접치환된 하이드록시기와 알루미늄이 흡착하여 염기성 용액에 의한 금속 부식을 제어한다.The corrosion inhibitor controls the metal corrosion by the non-covalent pair of electrons of abundant nitrogen atoms present in the triazole ring electronically combined with copper, and the metal and hydroxy group directly substituted in the benzene ring adsorb the aluminum to control the metal corrosion by basic solution do.
상기 부식방지제는 스트리퍼 조성물에 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 박리하고자하는 기판이 장시간 박리액과 접촉할 경우 금속배선에서 부분적인 부식현상이 일어날 수 있다는 문제점이 있으며, 5 중량%를 초과할 경우에는 박리력을 감소시킬 수 있으며, 가격이 상승하여 가격대비 성능면에서 비효율적이며, 비경제적이라는 문제점이 있다.The corrosion inhibitor is preferably included in the stripper composition 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight. If the content is less than 0.01% by weight, there is a problem that partial corrosion may occur in the metal wiring when the substrate to be peeled is in contact with the stripping solution for a long time, and when it exceeds 5% by weight, the peeling force may be reduced. In addition, there is a problem that the price is rising, inefficient in terms of price-performance ratio, and is uneconomical.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 필요에 따라 e) 물 및 f) 수용성 비이온성 계면활성제를 추가로 포함하여 수계 스트리퍼 조성물로 제조할 수도 있다.The stripper composition for photoresists of the present invention comprising the above components may be prepared as an aqueous stripper composition further comprising e) water and f) a water-soluble nonionic surfactant, if necessary.
본 발명에 사용되는 상기 e)의 물은 일정량 이상 함유하면 50 ℃ 이하의 저온 박리 공정에서 더욱 우수한 박리력을 나타내나, 특히 스트리퍼 조성물에 최대 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 30 중량%를 초과할 경우에는 포토레지스트 하부의 금속 배선을 부식시킬 수 있으며, 스트리퍼 조성물의 유기물에 대한 용해력 및 포토레지스트 박리력이 저하된다는 문제점이 있다.When the water of e) used in the present invention contains a predetermined amount or more, it shows more excellent peeling force in a low temperature peeling process of 50 ° C. or lower, but it is particularly preferably included in the stripper composition at a maximum of 30% by weight, more preferably. It is included in 10 to 25% by weight. When the content is more than 30% by weight, the metal wiring under the photoresist may be corroded, and there is a problem in that the dissolving power and photoresist peeling force of the stripper composition are degraded.
본 발명에 사용되는 상기 f)의 수용성 비이온성 계면활성제는 물의 함량이 증가할 때 스트리퍼의 표면장력을 저하시키고, 기판으로부터 변질된 포토레지스트를 박리한 후, 재침착(redeposition)되는 현상을 방지하는 작용을 한다.The water-soluble nonionic surfactant of f) used in the present invention lowers the surface tension of the stripper when the water content is increased, and prevents the phenomenon of redeposition after peeling off the deteriorated photoresist from the substrate. It works.
상기 수용성 비이온성 계면활성제는 염기성이 강한 스트리퍼 조성물에서도 화학적 변화를 일으키지 않고, 물과 스트리퍼 조성물에 사용가능한 유기용제와의 사용성 및 스트리퍼의 박리성 향상 측면에 있어 하기 화학식 2로 표시되는 수용성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.The water-soluble nonionic surfactant does not cause a chemical change even in a highly basic stripper composition, and the water-soluble surfactant represented by the following formula (2) in terms of usability with water and an organic solvent usable in the stripper composition and improvement of stripper peelability It is preferable to use.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2의 식에서,In the formula (2),
R7은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,R 7 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
T는 수소, 메틸기, 또는 에틸기이고,T is hydrogen, a methyl group, or an ethyl group,
m은 1 내지 4의 정수이고,m is an integer from 1 to 4,
n은 1 내지 50의 정수이다.n is an integer from 1 to 50.
상기 수용성 비이온성 계면활성제는 스트리퍼 조성물에 사용되는 성분들의 종류와 함량에 따라 그 양을 달리하여 사용할 수 있으며, 물이 포함되지 않을 경우에는 상기 수용성 비이온성 계면활성제를 사용하지 않아도 무방하다. 물의 함량이 많아질 경우 상기 수용성 비이온성 계면활성제는 최대 1 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.3 중량%로 사용하는 것이다. 그 함량이 1 중량%를 초과할 경우에는 특별한 개선점이 없고, 점도가 상승하여 저온 박리력이 저하되며, 조성물 가격이 상승하여 비경제적이라는 문제점이 있다.The water-soluble nonionic surfactant may be used in different amounts depending on the type and content of the components used in the stripper composition, and when water is not included, the water-soluble nonionic surfactant may not be used. When the amount of water increases, the water-soluble nonionic surfactant is preferably used at a maximum of 1% by weight, more preferably 0.01 to 0.3% by weight. If the content exceeds 1% by weight, there is no particular improvement, the viscosity is increased to lower the low temperature peel force, there is a problem that the cost of the composition is uneconomical.
또한 본 발명은 금속배선을 포함하는 기판상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 에칭처리한 후, 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물로 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트의 박리방법을 제공하는 바, 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 이용하여 미세 회로 패턴이 형성된 기판으로부터 포토레지스트를 박리하는 방법은 많은 양의 스트리퍼액에 박리하고자하는 기판을 동시에 여러 장 침지(dipping)하는 딥방식과 한 장씩 박리액을 기판에 스프레이(분무)시켜 포토레지스트를 제거하는 매엽식에 모두 적용할 수 있다.In another aspect, the present invention provides a method for peeling a photoresist comprising the step of etching the photoresist pattern formed on a substrate including a metal wiring with a mask, followed by peeling with the stripper composition for photoresist. The method of peeling photoresist from a substrate on which a fine circuit pattern is formed using the stripper composition for photoresist includes a dip method of dipping several substrates at the same time into a stripper liquid and a stripping solution one by one. It can be applied to both single-layer type which sprays (sprays) to a substrate and removes photoresist.
상기와 같이 본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 이용하여 박리할 수 있는 포토레지스트는 포지형 포토레지스트, 네가형 포토레지스트, 또는 포지형/네가형 겸용 포토레지스트(dual tone photoresist) 등이 있으며, 특히 노볼락계 페놀 수지와 디아조나프토퀴논을 주성분으로 하는 광활성 화합물로 구성된 포토레지스트가 좋다.As described above, the photoresist that can be peeled off using the stripper composition for photoresists of the present invention may be a positive photoresist, a negative photoresist, or a positive / negative photoresist, or a dual tone photoresist. A photoresist composed of a novolak-based phenol resin and a photoactive compound composed mainly of diazonaphthoquinone is preferable.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 적하 또는 노즐을 통한 스프레이 방식으로 분사하여 기판의 에지와 후면 부위에 발생된 불필요한 포토레지스트를 제거한다.Stripper composition for a photoresist of the present invention consisting of the above components is sprayed by dropping or spraying through a nozzle to remove unnecessary photoresist generated on the edge and the rear surface of the substrate.
상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물의 적하 혹은 분사량은 사용하는 감광성 수지의 종류, 막의 두께에 따라 조절하여 사용 가능하며, 특히 5∼100 cc/min의 범위에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 상기와 같이 스트리퍼 조성물을 분사한 후 후속 포토리소그래피 공정을 거쳐 미세 회로 패턴을 형성할 수 있다.The dropping or spraying amount of the photoresist stripper composition can be adjusted and used depending on the kind of photosensitive resin used and the thickness of the film. In addition, the present invention may be formed by spraying the stripper composition as described above and then forming a fine circuit pattern through a subsequent photolithography process.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 이용하여 포토레지스트를 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 또는 반도체 소자의 제조방법, 이로부터 제조된 액정표시소자 또는 반도체 소자를 제공하는 바, 상기 박리단계 전후의 공정은 통상의 액정표시소자 또는 반도체 소자 제조공정에 따라 실시할 수 있음은 물론이다.In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal display device or a semiconductor device comprising the step of peeling the photoresist using the stripper composition for the photoresist, a liquid crystal display device or a semiconductor device manufactured therefrom Of course, the steps before and after the peeling step may be performed according to a conventional liquid crystal display device or a semiconductor device manufacturing process.
상기와 같은 본 발명의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 딥방식 및 매엽식 박리공정에 모두 적용할 수 있으며, 가혹한 포토리소그라프 및 습식에칭 공정에 의해 변질 경화된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 중간 세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금배선, 구리, 구리배선 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 대한 부식을 동시에 최소화할 수 있다.The stripper composition for photoresists of the present invention as described above can be applied to both the dip method and the single-leaf peeling process, and the photoresist film, which is deteriorated and cured by a harsh photolithography and wet etching process, can be easily carried out within a short time even at a high temperature and a low temperature. Not only can it be removed, but it also minimizes the corrosion of conductive metal films such as aluminum, aluminum alloy wiring, copper and copper wiring, and silicon oxide film and silicon nitride film, without using intermediate cleaning solution isopropanol. can do.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]EXAMPLE
실시예 1Example 1
2-(2-아미노에톡시)-1-에탄올 10 중량%, N-메틸피롤리돈 30 중량%, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 59.3 중량%, 및 n-디에탄올아미노메틸디하이드록시벤조트리아졸(N-diethanolaminomethyltolyltriazole)인 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물(D1) 0.2 중량%, 화학식 4의 화합물(D4) 2.5 중량%를 혼합하여 상온에서 2 시간 동안 교반한 후, 0.1 ㎛로 여과하여 스트리퍼 조성물을 제조하였다.10% by weight 2- (2-aminoethoxy) -1-ethanol, 30% by weight N-methylpyrrolidone, 59.3% by weight diethylene glycol monobutyl ether, and n-diethanolaminomethyldihydroxybenzotriazole (N-diethanolaminomethyltolyltriazole) was mixed with 0.2% by weight of compound (D1) represented by Formula 1a, 2.5% by weight of compound (D4) of Formula 4, and stirred at room temperature for 2 hours, and then filtered to 0.1 μm to stripper composition. Prepared.
실시예 2∼17 및 비교예 1∼7Examples 2 to 17 and Comparative Examples 1 to 7
상기 실시예 1에서 하기 표 1에 나타낸 성분과 조성으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 스트리퍼 조성물을 제조하였다.A stripper composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that Example 1 was used as the component and the composition shown in Table 1 below.
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 이용하여 하기와 같은 방법으로 알루미늄 배선과 구리 배선에 대한 박리력과 부식정도를 측정하였다.Using the stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were measured the peel force and the corrosion degree for the aluminum wiring and copper wiring in the following manner.
1. 알루미늄 배선에 대한 평가1. Evaluation of aluminum wiring
LCD의 TFT 회로 제작에서 게이트 공정을 거친 유리기판 위에 Al/Nd 층을 2,000 Å, 상부에 Mo층을 200 Å으로 형성한 후, 포지티브 포토레지스트를 도포 및 건조하여 포토리소그라피에 의해 패턴을 형성하고, 습식에칭까지 완료한 상태의 시편을 준비하였다.In the TFT circuit fabrication of LCD, the Al / Nd layer was formed at 2,000 2,000 on the glass substrate after the gate process, and the Mo layer was 200Å at the top, and then the positive photoresist was applied and dried to form a pattern by photolithography. The specimens were prepared by wet etching.
1) 박리력1) Peeling force
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 70 ℃로 유지시키고, 여기에 상기 준비한 시편을 각각 1 분간 침적시켜 스트립한 후, 초순수에서 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 건조 완료 후, 각각의 시편을 1,000 배율의 광학 현미경과 5,000∼10,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 포토레지스트의 박리정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 박리정도는 하기와 같은 기준으로 평가하였으며, 평가결과 실시예 1 내지 17의 스트리퍼 조성물을 적용한 시편의 경우 포토레지스트 이물이 전혀 없는 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.The stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were maintained at 70 ° C., and the prepared specimens were immersed and stripped for 1 minute, and then washed in ultrapure water for 30 seconds and dried with nitrogen. After completion of drying, each specimen was observed for peeling degree of the photoresist with an optical microscope at 1,000 magnification and an electron microscope (FE-SEM) at 5,000 to 10,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the degree of peeling was evaluated based on the following criteria, the evaluation result was obtained in the case of the specimen to which the stripper composition of Examples 1 to 17 was obtained without a clean photoresist foreign material at all.
2) 부식평가-12) Corrosion Evaluation-1
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 70 ℃로 유지시키고, 여기에 상기 준비한 시편을 각각 10 분간 침적시켜 스트립한 후, 초순수에서 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 상기 스트립 공정을 3 회 연속으로 실시한 후, 50,000∼100,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 시편의 표면, 측면, 및 단면의 부식정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 부식정도는 하기와 같은 기준으로 평가하였으며, 평가결과 실시예 1 내지 17의 스트리퍼 조성물을 적용한 시편의 표면, 측면, 및 단면에 부식이 전혀 없이 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.The stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were maintained at 70 ° C., and the prepared specimens were immersed and stripped for 10 minutes, and then washed in ultrapure water for 30 seconds and dried with nitrogen. After performing the strip process three times in succession, the degree of corrosion of the surface, side, and cross-section of the specimen was observed with an electron microscope (FE-SEM) of 50,000 to 100,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the corrosion degree was evaluated based on the following criteria, the evaluation result was able to obtain a clean pattern without any corrosion on the surface, side, and cross section of the specimen to which the stripper composition of Examples 1 to 17 were applied.
3) 부식평가-23) Corrosion Evaluation-2
본 실험은 스트리퍼 조성물에 포토레지스트를 침적시키는 스트립 완료 후 초순수에 세정하는 공정에서의 부식여부를 평가하기 위한 실험으로, 상기 준비된 시편을 40 ℃로 유지된 아세톤 용액에 10 분 동안 침적시킨 후, 이소프로판올에 30 초간, 초순수에 30 초간 세척하였다. 그 다음 상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물 50 g과 물 950 g의 혼합액에 상기 시편을 상온에서 3 분간 각각 침적시킨 후, 초순수로 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 건조 완료 후, 50,000∼100,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 시편의 표면, 측면, 및 단면의 부식정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 부식정도는 하기와 같은 기준으로 평가하였으며, 평가결과 실시예 1 내지 17의 스트리퍼 조성물을 적용한 시편의 표면, 측면, 및 단면에 부식이 전혀 없이 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.This experiment is an experiment to evaluate the corrosion in the process of washing in ultrapure water after the completion of the strip to deposit the photoresist on the stripper composition, the prepared specimen was immersed in acetone solution maintained at 40 ℃ for 10 minutes, isopropanol Washed 30 seconds in ultrapure water for 30 seconds. Then, the samples were immersed in a mixture of 50 g of the stripper composition prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 and 950 g of water at room temperature for 3 minutes, and then washed with ultrapure water for 30 seconds and dried with nitrogen. . After completion of drying, the degree of corrosion of the surface, side, and cross-section of the specimen was observed with an electron microscope (FE-SEM) at 50,000 to 100,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the corrosion degree was evaluated based on the following criteria, the evaluation result was able to obtain a clean pattern without any corrosion on the surface, side, and cross section of the specimen to which the stripper composition of Examples 1 to 17 were applied.
2. 구리 배선에 대한 평가2. Evaluation of Copper Wiring
LCD의 TFT 회로 제작에서 게이트 공정을 거친 유리기판 위에 이종금속합금을 300 Å, 상부에 Cu층을 2,000 Å으로 형성한 후, 포지티브 포토레지스트를 도포 및 건조하여 포토리소그라피에 의해 패턴을 형성하고, 습식에칭까지 완료한 상태의 시편을 준비하였다.In the TFT circuit fabrication of LCD, the dissimilar metal alloy is formed on the glass substrate which has been gated to 300 Cu and the Cu layer is 2,000 Å on the upper part, and then the positive photoresist is applied and dried to form a pattern by photolithography. The specimen of the state completed by the etching was prepared.
1) 박리력1) Peeling force
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 70 ℃로 유지시키고, 여기에 상기 준비한 시편을 각각 1 분간 침적시켜 스트립한 후, 초순수에서 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 건조 완료 후, 각각의 시편을 1,000 배율의 광학 현미경과 5,000∼10,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 포토레지스트의 박리정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 박리정도는 상기 알루미늄 배선과 동일한 기준으로 평가하였다.The stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were maintained at 70 ° C., and the prepared specimens were immersed and stripped for 1 minute, and then washed in ultrapure water for 30 seconds and dried with nitrogen. After completion of drying, each specimen was observed for peeling degree of the photoresist with an optical microscope at 1,000 magnification and an electron microscope (FE-SEM) at 5,000 to 10,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the peeling degree was evaluated based on the same criteria as the aluminum wiring.
2) 부식평가-12) Corrosion Evaluation-1
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 70 ℃로 유지시키고, 여기에 상기 준비한 시편을 30 분 동안 침적시킨 후, 이소프로판올에 30 초간, 초순수에 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 건조 완료 후, 50,000∼200,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 시편의 표면, 측면, 및 단면의 부식정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 부식정도는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.The stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were maintained at 70 ° C., and the prepared specimens were then deposited for 30 minutes, washed with isopropanol for 30 seconds and ultrapure water for 30 seconds, and then with nitrogen. Dried. After completion of drying, the degree of corrosion of the surface, side, and cross-section of the specimen was observed with an electron microscope (FE-SEM) at 50,000 to 200,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the corrosion degree was evaluated based on the following criteria.
3) 부식평가-23) Corrosion Evaluation-2
상기 실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 스트리퍼 조성물을 70 ℃로 유지시키고, 여기에 상기 준비한 시편을 각각 5 분간 침적시킨 후, 이소프로판올에 30 초간, 초순수에 30 초간 세척하고 질소로 건조하였다. 상기 스트립 공정을 3 회 연속으로 실시한 후, 50,000∼200,000 배율의 전자현미경(FE-SEM)으로 시편의 표면, 측면, 및 단면의 부식정도를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 부식정도는 하기와 같은 기준으로 평가하였다.The stripper compositions prepared in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were maintained at 70 ° C., and the prepared specimens were then deposited for 5 minutes, and then washed with isopropanol for 30 seconds and ultrapure water for 30 seconds, and then with nitrogen. Dried. After performing the strip process three times in succession, the degree of corrosion of the surface, side, and cross section of the specimen was observed with an electron microscope (FE-SEM) at 50,000 to 200,000 magnification, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the corrosion degree was evaluated based on the following criteria.
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 화학식 1 로 표시되는 부식방지제를 포함하는 실시예 1 내지 17의 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 부식방지제를 사용하지 않거나, 종래 상용화되던 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 또는 카테콜을 사용한 비교예 1 내지 7과 비교하여 알루미늄 배선과 구리 배선에서 모두 박리력과 부식방지력이 우수함을 확인할 수 있었다.Through the above Table 2, the stripper composition for photoresists of Examples 1 to 17 including the corrosion inhibitor represented by the formula (1) according to the present invention does not use a corrosion inhibitor, benzotriazole, tolyltriazole, Or compared with Comparative Examples 1 to 7 using the catechol it was confirmed that the peeling and corrosion protection excellent in both the aluminum wiring and copper wiring.
본 발명에 따른 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 딥방식 및 매엽식 박리공정에 모두 적용할 수 있으며, 가혹한 포토리소그라프 및 습식에칭 공정에 의해 변질 경화된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 단시간내에 용이하고 깨끗이 제거 할 수 있을 뿐만 아니라, 중간 세정액인 이소프로판올을 사용하지 않고도 포토레지스트 하부층인 알루미늄, 알루미늄 합금배선, 구리, 구리배선 등의 도전성 금속막과 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 대한 부식을 동시에 최소화할 수 있다.The stripper composition for photoresist according to the present invention can be applied to both a dip method and a sheet type peeling process, and easily and cleanly removes a photoresist film that has been hardened by a severe photolithography and wet etching process in a short time even at a high temperature and a low temperature. In addition, it is possible to simultaneously minimize corrosion of conductive metal films such as aluminum, aluminum alloy wirings, copper, and copper wirings and insulating films such as silicon oxide films and silicon nitride films without using isopropanol as an intermediate cleaning solution. have.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although only described in detail with respect to the described embodiments of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims. .
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