(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスをフォトレジストの現像の後に水で洗浄するステップ、該電子デバイスを一種類以上の界面活性剤と水とを含む組成物と接触させるステップを含み、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満であることを特徴とする電子デバイスの欠陥数を減らすための方法。
【請求項２】
フォトレジスト層を基板から少なくとも部分的に除去するステップ、フォトレジストが部分的に除去された基板を水で洗浄するステップ、及びフォトレジストが部分的に除去された基板を一種類以上の界面活性剤と水とを含む組成物と接触させるステップを含み、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満であることを特徴とする電子デバイスの製作方法。
【請求項３】
界面活性剤がカチオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤から選択される請求項１または２の何れかに記載の方法。
【請求項４】
界面活性剤の量が５０００ｐｐｍ未満である請求項１から３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
界面活性剤の量が１０００ｐｐｍ未満である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
電子デバイスがウェーハである請求項１から５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
請求項２に拠り製作された電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に電子デバイスの製作分野に関する。具体的には、本発明は電子デバイス製作時の欠陥を減らすための組成物と方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトレジストはイメージを基板に転写するために使用される光感受性皮膜である。フォトレジストの皮膜を基板上に生成させ、次いでフォトレジスト層を活性照射源に光マスクを介して暴露する。光マスクには、活性照射に不透明な部分と透明な部分とがある。活性照射への暴露がフォトレジスト皮膜の光誘発化学変態を引き起こし、光マスクのパターンをフォトレジスト被覆基板に転写する。暴露の後、フォトマスクを現像して基板の選択的加工を可能にする浮彫りイメージが得られる。
【０００３】
フォトレジストはポジ活性またはネガ活性の何れかである。殆どのネガ活性フォトレジストでは、活性照射に暴露される皮膜層部は光活性化合物とフォトレジスト組成物の重合性成分との間の反応で重合または架橋する。その結果、暴露された皮膜部は非暴露部分に比べて現像液に溶けにくくなる。ポジ活性フォトレジストでは、暴露部分は現像液により溶け易くなり、非暴露域は比較的現像液に不要性のままである。一般的に、フォトレジスト化合物は少なくとも樹脂バインダ化合物と光活性成分とを包含する。
【０００４】
暴露の後、フォトレジスト組成物の皮膜層を約７０〜１６０℃の範囲の温度で焼くことが好ましい。その後、皮膜層を現像する。暴露されたレジスト皮膜は極性現像液、標準的に、は０．２６Ｎテトラメチル水酸化アンモニウムが好適であるテトラアルキル水酸化アンモニウムなどの第四級水酸化アンモニウム液、エチルアミン、ｎ-プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンまたはメチルジエチルアミンなどの種々のアミン溶液、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン、ピロール、ピリジンなどの環状アミンなどの水溶性系の現像液を用いることによってポジ機能となる。
【０００５】
フォトレジスト皮膜の現像の後、現像された基板を、例えば従来技術で周知な操作に拠りレジストのない基板領域を化学的にエッチングすること、或いはめっきすることで、レジストのない部分で選択的に加工することができる。マイクロエレクトロニック基板、例えば二酸化ケイ素ウェーハの製造に適切な腐食剤はプラズマ流として適用されるＣｌ２またはＣＦ４/ＣＨＦ３などの塩素系またはフッ素系の気体腐食剤である。この種の加工の後、レジストは従来技術で周知な任意のストリッピング操作を用いることによって加工基板から除去される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フォトレジストを現像液またはストリップ液に接触させた後、標準的には電子デバイス、例えばウェーハを先ずイソプロパノールで、次に脱イオン水で洗う。この種の洗浄は残存する現像液またはストリップ液のすべてを除去し、残存するフォトレジスト粒子または残渣をすべて除去するために用いられる。かかる現像、ストリッピング、洗浄の後に於いても、電子デバイスはその表面上に残留フォトレジストを、ポリマー、粒子または残渣の何れかの形態で含むことがある。この種の残存フォトレジストは得られる電子デバイスに短絡などの欠陥を引き起こすことになる。
【０００７】
このように、電子デバイス中の欠陥、特に残存フォトレジストまたはフォトレジストの現像またはストリッピングの後に残存するフォトレジスト残渣に由来する欠陥の数を効果的に減らすための方法に関するニーズがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に拠り電子デバイスの欠陥数を著しく削減できることが見出されたことは意外であった。欠陥による収率損も本発明の組成物と方法とによって改良される。
【０００９】
一態様では、本発明は電子デバイスを一種類以上の界面活性剤と水とを含む組成物であって、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満である組成物に接触させるステップを含む電子デバイスの欠陥数を減らす方法を提供する。
【００１０】
第二の態様では、本発明は基板から少なくとも一部のフォトレジストを除去するステップ、フォトレジストが部分的に除去された基板を一種類以上の界面活性剤と水とを含む組成物であって、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満である組成物に接触させるステップを含む電子デバイスの製作方法を提供する。
【００１１】
第三の態様では、本発明は上述した方法により製作された電子デバイスを提供する。
【００１２】
第四の態様では、本発明は基板上にフォトレジスト層を一種類以上の界面活性剤と水とを含む組成物であって、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満である組成物に接触させるステップと、少なくとも一部のフォトレジストを除去するステップとを含むフォトレジストの除去方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本明細書の全体を通して使用されるように、以下に示す略号は、文脈が明らかに多意を示すものでない限り、次の意味を示すものとする。ＤＩ：脱イオン化、ｐｐｍ：百万分の一、％ｗｔ：重量基準パーセント、ＲＰＭ：分当り回転数。百分率はすべて重量基準であり、数字の範囲はすべて包含される。
【００１４】
本発明の組成物は電子デバイスの表面から重合性残渣を除去することによって電子デバイスの欠陥削減に適切である。特に、本発明の組成物は電子デバイスの表面からフォトレジスト残渣を除去することによる電子デバイスの欠陥削減に特に適切である。理論に拘束される積もりはないが、本発明の組成物は処理される基板の表面からポリマー残渣、特にポリマー粒子を可溶化、分散化、キレート化、伴出、カプセル化すること、さもなければ除去することを助けるように機能すると思われる。本発明は、非限定的に、ウェーハ、回路盤など、すべての電子デバイスの製作に使用され得る。
【００１５】
本発明の組成物は一種類以上の界面活性剤と水とを含み、組成物中の界面活性剤の量は臨界ミセル濃度未満である。如何なるグレードの水も本発明の使用に適しているが、脱イオン水が好ましい。
【００１６】
本発明に特殊な界面活性剤を使用することは重要ではない。従って、すべての界面活性剤が本発明の使用に適している。従って、アニオン性、カチオン性、非イオン性及び両性界面活性剤が本発明に都合よく使用される。界面活性剤はカチオン性または非イオン性が好適であり、非イオン性がより好適である。特に好適な非イオン性界面活性剤は酸化エチレン/酸化プロピレン（ＥＯ/ＰＯ）コポリマーである。当業者にとって、界面活性剤の混合物が本発明の使用に適切であろうことは理解されるであろう。従って、カチオン性及び非イオン性界面活性剤の混合物、アニオン性及び非イオン性界面活性剤の混合物が本発明に使用され得る。この種の界面活性剤は、一般的に、種々の供給元から入手可能であり、さらなる純化を必要としないで使用することができる。この種の界面活性剤は水溶性組成物として入手可能であり、本発明に使用され得る。
【００１７】
界面活性剤の如何なる量も、それが臨界ミセル濃度濃度（ＣＭＣ）未満である限り、本発明の使用に適切である。「臨界ミセル濃度」とは、それを超えると表面張力が界面活性剤の濃度増加に対し実質的に不変となる水中での界面活性剤の濃度を云う。かかる臨界ミセル濃度は当業者に十分周知なものである。標準的に、本発明に於いて使用される界面活性剤の量は５０００ｐｐｍ未満、好ましくは１０００ｐｐｍ未満、さらに好ましくは５００ｐｐｍ未満、最も好ましくは２５０ｐｐｍ未満である。
【００１８】
本発明の組成物は一種類以上の付加成分、非限定的に腐食防止剤、補助溶剤、キレート剤などを任意的に含むこともある。本発明の組成物は腐食防止剤を含まないことが好ましい。本発明の組成物は補助溶剤を含まないことが好ましい。
【００１９】
腐食金属皮膜層を少なくする腐食防止剤は何れも水溶性であり、一種類以上の界面活性剤に適合性であり、本発明の使用に適している。適切な腐食防止剤には、非限定的にカテコール、メチルカテコール、エチルカテコール及び第三級ブチルカテコールなどの（Ｃ１〜Ｃ６）アルキルカテコール、ベンゾトリアゾール、（Ｃ１〜Ｃ１０）アルキルベンゾトリアゾール類、（Ｃ１〜Ｃ１０）ヒドロキシアルキルベンゾトリアゾール類、２-メルカプトベンイミダゾール、没食子酸、没食子酸メチル及び没食子酸プロピルなどの没食子酸エステル類などが含まれる。この種の腐食防止剤は、一般的に、Aldrich（Milwaukee，Wisconsin）など種々の供給元から入手可能であり、さらに純化しないで使用することができる。
【００２０】
腐食防止剤は、標準的に、組成物全重量基準で約０．０１〜５重量％の範囲の量で本発明の組成物中に存在する。腐食防止剤の量は約０．１〜３重量％であるのが好ましい。
【００２１】
何れの溶媒も水に可溶性であり、一種類以上の界面活性剤に適合性であり、本発明の使用に適している。本発明に有用な補助溶剤には、非限定的に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、２-メチルプロパンジオール及びジプロピレングリコールなどの（Ｃ１〜Ｃ２０）アルカンジオール類、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ジメチルエーテル、プロピレングリコールｎ-ブチルエーテル、ジ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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールメチル酢酸エーテルなどの（Ｃ１〜Ｃ２０）アルカンジオール（Ｃ１〜Ｃ６）アルキルエーテル類、アミノエチルアミノエタノールなどのアミノアルコール類、Ｎ-メチルピロリドン、Ｎ-エチルピロリドン、Ｎ-ヒドロキシエチルピロリドン及びＮ-シクロヘキシルピロリドンなどのＮ-(Ｃ１〜Ｃ１０)アルキルピロリドン類、エタノール及びイソプロパノールなどの(Ｃ１〜Ｃ１０)アルコール類などが含まれる。好ましい補助溶剤は一種類以上の(Ｃ１〜Ｃ２０)アルカンジオール類、(Ｃ１〜Ｃ２０)アルカンジオール(Ｃ１〜Ｃ６)アルキルエーテル類及び(Ｃ１〜Ｃ１０)アルコール類であり、一種類以上の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ジメチルエーテル、プロピレングリコールｎ-ブチルエーテル、ジ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メチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ-ブチルエーテル、トリ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メチル酢酸エーテル、エタノール及びイソプロパノールはさらに好ましい。この種の補助溶剤は、一般的に、Aldrich（Milwaukee，Wisconsin）など種々の供給元から入手可能であり、さらに純化しないで使用することができる。
【００２２】
この種の補助溶剤が使用される場合、それらは標準的に組成物の全重量基準で約０．５〜８０重量％、好ましくは約１〜４５重量％の範囲の量で存在する。
【００２３】
本発明の組成物は一種類以上の界面活性剤と水とを任意の順序で一緒にすることで調製される。一種類以上の界面活性剤を水に添加するのが好ましい。界面活性剤の混合物を使用する場合、最初にそれらを一緒にしてから水に加えることもできるが、別々に水に加えるのが好ましい。
【００２４】
本発明の組成物は電子デバイスの製作に於ける種々の用途、非限定的に、フォトレジストの現像またはストリッピング前のプレ湿潤剤として、フォトレジストの現像またはストリッピング後の洗浄用に、洗浄後の最終艶出用などに有用である。
【００２５】
本発明の組成物をプレ湿潤剤として使用する場合、フォトレジスト層が少なくとも部分的に除去される前にフォトレジスト層を本発明の処理液に接触させる。フォトレジストの「少なくとも部分的な除去」とは、フォトレジストの一部が除去されることを意味する。かかる少なくとも部分的な除去には、フォトレジストの暴露部分または非暴露部分だけが除去される現像と、フォトレジストの実質的にすべてが除去されるストリッピングが含まれる。
【００２６】
このようなプレ湿潤プロセスでは、基板上のフォトレジストをフォトレジスト層の表面が湿潤する十分な時間本発明の組成物に接触させる。このような「湿潤」によって、フォトレジスト層の所望の部分を除去する現像液またはストリッピング液の能力が増強される。湿潤の後、現像液またはストリッピング液のいずれかに接触させる前に、フォトレジスト層を任意的に、イソプロパノールまたは水などで洗浄する。フォトレジストの現像またはストリッピングに続き、基板を通常の加工条件、非限定的に洗浄または乾燥などの下に置く。
【００２７】
本発明の組成物は電子デバイスなどの基板上のフォトレジストを現像またはストリップした後のポリマー残渣、具体的にはフォトレジスト残渣を減少させるのに有効である。従って、本発明は電子デバイスの欠陥数の削減に有用であり、一種類以上の界面活性剤と水とを含み、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満である組成物に電子デバイスを接触させるステップを含む。
【００２８】
標準的に、基板上のフォトレジスト層は現像またはストリッピングによって少なくとも部分的に除去される。かかる現像またはストリッピングの後に、基板を水またはイソプロパノールなどで任意的に洗浄してから、基板を本発明の組成物に接触させる。ポリマー、粒子または残渣の何れかの形態であるフォトレジストを除去するのに十分な時間、基板を本発明の組成物に接触させる。標準的に、約１２０秒、好ましくは６０秒未満、より好ましくは約３０秒未満、基板を本発明の組成物に接触させる。本発明の処理液に接触させた後に、基板を乾燥させる前に、ＤＩ水またはイソプロパノールなどで二度洗浄する。別の実施態様では、かかる二度の洗浄を省略して、処理液との接触の後に乾燥させる。
【００２９】
本発明の組成物は最終艶出しにも用いられる。従って、基板を組成物と接触させ、ＤＩ水で洗浄した後に、乾燥の前に組成物の新しい浴に基板を接触させる。
【００３０】
任意の既知な方法、組成物を含む浴中に基板を浸漬すること、組成物を噴霧などで基板に配分するなどの方法で本発明の組成物を基板に接触させることができる。本発明の組成物を基板上に噴霧することが好ましく、旋回する基板に噴霧することはさらに好ましい。
【００３１】
任意の既知の方法、例えば旋回乾燥または窒素気流などの大気流下で基板を乾燥することができる。基板を旋回乾燥することが好ましい。基板を旋回乾燥する場合、任意の速さ、例えば１００〜５０００ＲＰＭで乾燥することができる。基板を低速度で乾燥させることが好ましい。従って、基板を約１００〜１５００ＲＰＭで乾燥させることが好ましい。
【００３２】
本発明は電子機器の製作、例えば非限定的に、ウェーハ、半導体、プリント配線基板などの製作に特に有用である。従って、本発明は電子デバイスの製作方法を提供するものであり、少なくとも一部のフォトレジストを基板から除去するステップと、フォトレジストが部分的に除去された基板を一種類以上の界面活性剤と水とを含み、組成物中の界面活性剤の量が臨界ミセル濃度未満である組成物に接触させるステップとを包含する。本発明の方法で製作された電子デバイスは、通常の方法で製作された電子デバイスに比べ、欠陥の数は著しく少ない。
【００３３】
本発明の利点は処理液が電子デバイス製作時のイソプロパノール洗浄、特にフォトレジスト層の現像またはストリッピング後のイソプロパノール洗浄の代替として使用できることにある。
【００３４】
以下の実施例は本発明の種々のさらなる態様を例示するためのものであり、本発明の範囲を如何なる態様に於いても限定するものではない。
【００３５】
【実施例】
実施例１
二種類の界面活性剤溶液を調製した。試料Ａは市販の非イオン性界面活性剤ＥＯ/ＰＯコポリマーの２５ｐｐｍをＤＩ水中に含む。試料Ｂは試料Ａに同じ界面活性剤の５０ｐｐｍを水中に含む。暴露されたフォトレジスト層を含有する一連の試験ウェーハを標準の方法を用いて現像した。現像の後、ウェーハの一部を試料Ａで洗浄し、ウェーハの一部を試料Ｂで洗浄した。試料Ａ及びＢでの洗浄に続き、ウェーハを二種の速さで旋回乾燥した。低旋回速度は５００ＲＰＭ、高旋回速度は５０００ＲＰＭとした。乾燥の後、テンコール（Ｔｅｎｃｏｒ）欠陥スキャンと標準方法とを用いて試験ウェーハの欠陥マップを作成した。欠陥の合計を二重実験の平均値として表１に示した。暴露しなかったフォトレジストを塗布し、試験ウェーハと同じ方法で現像し、ＤＩ水で洗浄し４０００ＲＰＭで旋回乾燥したウェーハを対照試料とした。ウェーハの略７５％がスキャンされた時に、欠陥数が予め設定した最大値を超えたので、対照試料の欠陥スキャンは欠陥の計数を中止した。
【００３６】
【表１】
0004817579.tif 000002
【００３７】
上に示したデータは本発明の処理液が欠陥数、特に低旋回速度での欠陥数を著しく減らすことを明白に示している。
【００３８】
実施例２
現像の後に試験ウェーハを試料ＡまたはＢで洗浄する前にＤＩ水で洗浄したことを別にして、実施例１の操作を繰り返した。
【００３９】
【表２】
0004817579.tif 000003
【００４０】
上に示したデータは本発明の処理液が欠陥数、特に低旋回速度での欠陥数を著しく減らすことを明白に示している。