JP2011236272A - Protective film composition and cleaning method - Google Patents

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章 岩崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protective film composition which provides a wafer protective film, the wafer protective film having resistance to an alkaline processing treatment agent when a wafer is subjected to processing such as polishing and chamfering using the processing treatment agent upon wafer processing, the wafer protective film further having such excellent detergency that the wafer protective film which has been made needless after the processing is easily cleaned away with an alkali aqueous solution without giving damage to the wafer in a state in which an environmental load is reduced, and to provide a cleaning method which cleans away the wafer protective film which has been made needless.SOLUTION: The protective film composition contains at least a film-forming material (X) with a homopolymer (a) expressed by general formula (1) (wherein, n is an integer) as the main component, is insoluble in an alkali aqueous solution with a hydrogen exponent (pH) of ≤11, and is also soluble in an alkali aqueous solution with a hydrogen exponent (pH) of ≥13.

Description

本発明は、ウエーハを加工処理する際に、加工される面以外のウエーハ面を一時的に保護するためのウエーハ保護膜を形成するウエーハ保護膜用組成物(以下、単に「保護膜用組成物」という場合がある)に関する。さらに詳しくは、アルカリ性の加工処理剤を用いてウエーハを研磨や面取りなどの加工をする際に、該加工処理剤に対する耐性、および、加工後、不要になった上記保護膜を、ウエーハにダメージを与えることなく、環境負荷も軽減された状態でアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できる洗浄性が優れたウエーハ保護膜が得られる保護膜用組成物および洗浄方法に関する。   The present invention relates to a wafer protective film composition (hereinafter simply referred to as “protective film composition”) for forming a wafer protective film for temporarily protecting a wafer surface other than the processed surface when processing the wafer. ”). More specifically, when the wafer is polished or chamfered using an alkaline processing agent, the resistance to the processing agent and the protective film that has become unnecessary after processing are damaged to the wafer. The present invention relates to a composition for a protective film and a cleaning method that can provide a wafer protective film having excellent detergency that can be easily washed and removed with an alkaline aqueous solution without reducing the environmental burden.

従来、液晶用基板、半導体基板などの薄板状基板(以下、単にウエーハという場合がある)を研磨、あるいは面取り加工処理する際に、加工される以外のウエーハ面がアルカリ性の加工処理剤によってエッチング、あるいは汚染され、また、傷が付くのを防ぐためにウエーハ保護膜が被覆される。   Conventionally, when polishing or chamfering a thin plate substrate such as a liquid crystal substrate or a semiconductor substrate (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer), the wafer surface other than the processed surface is etched with an alkaline processing agent. Alternatively, a wafer protective film is coated to prevent contamination and scratching.

上記研磨加工は、例えば、ウエーハが動かないように、研磨面とは反対側の面であるウエーハ保持面を、吸引などによりウエーハホルダーに保持し、研磨面を研磨機の回転定盤上に圧力をかけながら押しつけ、アルカリ性の研磨剤を滴下しながら研磨面を研磨する。また、上記面取り加工は、例えば、品質向上のためにウエーハの切断面をアルカリ溶液を含浸させた布などで研磨することによって滑らかにし、また切断面に付着した切りクズを洗浄して除去する。   In the above polishing process, for example, the wafer holding surface, which is the surface opposite to the polishing surface, is held on the wafer holder by suction or the like so that the wafer does not move, and the polishing surface is pressed onto the rotating platen of the polishing machine. The polishing surface is polished while dripping an alkaline abrasive. In the chamfering process, for example, to improve quality, the cut surface of the wafer is smoothed by polishing with a cloth impregnated with an alkaline solution or the like, and scraps adhering to the cut surface are cleaned and removed.

上記ウエーハ加工の際に使用されているウエーハ用保護膜は、研磨加工あるいは面取り加工が終了し保護膜としての役割が終了すると、不要になった保護膜は、有機溶剤、アンモニア・過酸化水素混合液などの酸化性洗浄剤、温水などの洗浄剤に浸漬するなどして洗浄除去されていた。   The protective film for wafers used in the above-mentioned wafer processing is completed when the polishing process or chamfering process is completed and the role of the protective film is completed. It has been removed by immersing it in an oxidizing cleaning agent such as liquid or a cleaning agent such as warm water.

しかしながら、有機溶剤系の洗浄剤は、環境負荷やウエーハ面を疎水性にするなどの問題があり、また、酸化性洗浄剤は、ウエーハを侵食してウエーハにダメージを与えやすく、また、洗浄ライフが短いなどの問題があった。また、温水などの水洗浄剤は、環境負荷が伴わず好ましいが、これら水洗浄剤で洗浄除去されるウエーハ保護膜はアルカリ水溶液からなる研磨剤に対する耐性が劣る。   However, organic solvent-based cleaning agents have problems such as environmental impact and making the wafer surface hydrophobic. Oxidizing cleaning agents can easily erode the wafer and cause damage to the wafer. There were problems such as short. Further, a water cleaning agent such as warm water is preferable without causing environmental load, but the wafer protective film cleaned and removed by these water cleaning agents is inferior in resistance to an abrasive made of an alkaline aqueous solution.

前記のウエーハ保護膜を形成する組成物として、ある種のウエーハ保護膜組成物(特許文献1および2)が開示されている。特許文献1に開示のシリコンウエーハ保護膜用樹脂組成物は、被膜形成材料としてケン化度90モル%以上のポリビニルアルコールを溶媒に溶解して調製したものであり、さらに、耐アルカリ性を向上させるために、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、またはエポキシ化合物などの二重結合を有する化合物を配合している。   As a composition for forming the wafer protective film, certain wafer protective film compositions (Patent Documents 1 and 2) are disclosed. The resin composition for a silicon wafer protective film disclosed in Patent Document 1 is prepared by dissolving polyvinyl alcohol having a saponification degree of 90 mol% or more as a film forming material in a solvent, and further improves alkali resistance. In addition, a compound having a double bond such as an acrylic ester, a methacrylic ester, or an epoxy compound is blended.

一般に、ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる高分子化合物なので酢酸基を残存するものが含まれ、ケン化度90モル%未満のものは耐アルカリ性が劣る。従って、上述のケン化度90モル%以上のポリビニルアルコールを使用しても、ケン化度90モル%未満のものの混入を完全に排除することは難しく、アルカリ性研磨剤に対する完全な耐アルカリ性が得られない。また、ケン化度が高くなると、75℃以上の温水には溶解するが水に不溶となり、ウエーハ加工後、不要となったウエーハ保護膜を洗浄除去する温度設定などの条件設定が複雑となる。   In general, since polyvinyl alcohol is a polymer compound obtained by saponifying polyvinyl acetate, it includes those having an acetate group remaining, and those having a saponification degree of less than 90 mol% are inferior in alkali resistance. Therefore, even if the above-mentioned polyvinyl alcohol having a saponification degree of 90 mol% or more is used, it is difficult to completely eliminate contamination with a saponification degree of less than 90 mol%, and complete alkali resistance against an alkaline abrasive is obtained. Absent. Further, when the degree of saponification is increased, it dissolves in hot water of 75 ° C. or higher but becomes insoluble in water, and the setting of conditions such as temperature setting for cleaning and removing the unnecessary wafer protective film after wafer processing becomes complicated.

また、特許文献2に開示の保護膜用塗布組成物は、被膜形成材料がポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、および水溶性セルロース誘導体などの水溶性樹脂であるために、ウエーハ加工用のアルカリ性研磨剤水溶液には充分な耐性が得られない。   In addition, the coating composition for protective film disclosed in Patent Document 2 is a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and a water-soluble cellulose derivative. Does not have sufficient resistance.

上述のことから、アルカリ性の加工処理剤を用いてウエーハを研磨や面取りなどの加工をする際に、該加工処理剤に対する耐性、および、加工後、不要になった上記保護膜をウエーハにダメージを与えることなく、環境負荷が軽減された状態で容易に洗浄除去できるウエーハ保護膜が得られる保護膜用組成物が要望されている。   From the above, when processing a wafer such as polishing or chamfering using an alkaline processing agent, the resistance to the processing agent and damage to the wafer after the processing becomes unnecessary. There is a need for a protective film composition that can provide a wafer protective film that can be easily washed and removed without reducing the environmental burden.

特開平10−120965号公報JP-A-10-120965 特開平9−106981号公報JP-A-9-106981

従って、本発明の目的は、ウエーハ加工において、アルカリ性の加工処理剤を用いてウエーハを研磨や面取りなどの加工をする際に、該加工処理剤に対する耐性、および、加工後、不要になった上記保護膜をウエーハにダメージを与えることなく、環境負荷が軽減された状態でアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できる洗浄性に優れたウエーハ保護膜が得られる保護膜用組成物および不要となったウエーハ保護膜を洗浄除去する洗浄方法を提供することである。   Accordingly, the object of the present invention is to provide resistance to a processing agent when the wafer is ground or chamfered using an alkaline processing agent in wafer processing, and the above-mentioned processing becomes unnecessary after processing. Protective film composition that can provide a wafer protective film with excellent cleaning properties that can be easily washed and removed with an alkaline aqueous solution without damaging the protective film to the wafer while reducing the environmental load, and unnecessary wafer protection A cleaning method for cleaning and removing a film is provided.

本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記のホモポリマー(a)を主成分とする被膜形成材料を含有する保護膜用組成物が、ウエーハ面を一時的に保護するためのウエーハ保護膜を形成し、該保護膜が被覆された以外のウエーハ面を、アルカリ性の加工処理剤を用いて研磨や面取りなどの加工をした場合に、上記ウエーハ保護膜が、該加工処理剤に対する耐性に優れており、加工後、不要になった上記保護膜をウエーハにダメージを与えることなく、環境負荷も軽減された状態でアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor of the present invention temporarily protects the wafer surface by a protective film composition containing a film-forming material mainly composed of the following homopolymer (a). When a wafer protective film is formed and the wafer surface other than the one coated with the protective film is subjected to processing such as polishing or chamfering using an alkaline processing agent, the wafer protective film is processed. It has been found that the protective film is excellent in resistance to the agent, and can be easily washed and removed with an alkaline aqueous solution without damaging the wafer after processing without damaging the wafer.

上記の目的は、以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、少なくとも下記一般式(1)で表わされるホモポリマー(a)を主成分とする被膜形成材料(X)を含有しており、水素指数(pH)11以下のアルカリ水溶液に不溶であり、かつ、水素指数(pH)13以上のアルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする保護膜用組成物を提供する。

Figure 2011236272
(上記式中のnは、整数である) The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention contains a film-forming material (X) containing at least a homopolymer (a) represented by the following general formula (1) as a main component, and is insoluble in an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 11 or less. And a composition for a protective film, which is soluble in an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 13 or more.
Figure 2011236272
(N in the above formula is an integer)

また、本発明の好ましい実施形態では、前記ホモポリマー(a)の重量平均分子量が、1,500〜12,000であり、前記被膜形成材料(X)の融点が、100℃〜200℃であり、さらに、シランカップリング剤を含有しており、前記のホモポリマー(a)とシランカップリング剤(b)との配合割合が、b/a=1/100〜10/100(質量比)であり、および、前記被膜形成材料(X)の固形分濃度が、10〜40質量%であることが好ましい。   In a preferred embodiment of the present invention, the homopolymer (a) has a weight average molecular weight of 1,500 to 12,000, and the film forming material (X) has a melting point of 100 ° C. to 200 ° C. Furthermore, it contains a silane coupling agent, and the blending ratio of the homopolymer (a) and the silane coupling agent (b) is b / a = 1/100 to 10/100 (mass ratio). Yes, and the solid content concentration of the film-forming material (X) is preferably 10 to 40% by mass.

また、本発明は、前記の保護膜用組成物を、ウエーハ基材に塗布して形成されたウエーハ保護膜を水素指数(pH)13以上のアルカリ水溶液で洗浄除去することを特徴とする洗浄方法を提供する。   In addition, the present invention provides a cleaning method characterized by cleaning and removing a wafer protective film formed by applying the protective film composition to a wafer substrate with an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 13 or more. I will provide a.

本発明によれば、本発明の保護膜用組成物は、ウエーハを加工処理する際に使用される研磨剤などのアルカリ性加工剤に対する優れた耐性と、加工後、ウエーハにダメージを与えることなく、環境負荷も軽減された状態でアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できるウエーハ保護膜を得るのに有効である。   According to the present invention, the composition for a protective film of the present invention has excellent resistance to an alkaline processing agent such as an abrasive used when processing a wafer, without damaging the wafer after processing, This is effective for obtaining a wafer protective film that can be easily washed and removed with an alkaline aqueous solution in a state where the environmental load is also reduced.

次に、本発明を実施するための好ましい実施の形態を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。本発明の保護膜用組成物は、被膜形成材料として、下記のホモポリマー(a)を主成分として含有することにより、アルカリ性加工剤に対する優れた耐性と、加工後、不要となった保護膜をアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できるウエーハ用保護膜が得られる。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments for carrying out the present invention. The composition for a protective film of the present invention contains the following homopolymer (a) as a main component as a film forming material, thereby providing excellent resistance to an alkaline processing agent and a protective film that is no longer necessary after processing. A protective film for a wafer that can be easily washed away with an alkaline aqueous solution is obtained.

本発明を主に特徴づけるホモポリマー(a)は、下記の一般式(1)で表わされるホモポリマーである。上記ホモポリマー(a)は、被膜形成材料(X)の構成成分として、ウエーハを研磨加工、あるいは面取り加工する際に、得られるウエーハ保護膜に対して、使用されるアルカリ性研磨剤に対する耐性および耐摩擦性などの耐研磨性を向上し、加工後、不要となった上記保護膜をpH13以上のアルカリ水溶液で容易に洗浄除去できる洗浄性を付与する。

Figure 2011236272
(上記式中のnは、整数である) The homopolymer (a) that mainly characterizes the present invention is a homopolymer represented by the following general formula (1). The homopolymer (a), as a constituent of the film forming material (X), has resistance and resistance to an alkaline abrasive used for the wafer protective film obtained when the wafer is polished or chamfered. Abrasion resistance such as frictional properties is improved, and a detergency that can be easily removed by washing with an alkaline aqueous solution having a pH of 13 or higher after processing is provided.
Figure 2011236272
(N in the above formula is an integer)

上記ホモポリマー(a)の重量平均分子量は、1,400〜25,000、好ましくは1,500〜12,000である。上記分子量範囲内のものが、得られるウエーハ保護膜に対して前記性能を付与するのに有効である。上記ホモポリマー(a)は、単独でも、あるいは2種以上を混合して使用することができる。   The homopolymer (a) has a weight average molecular weight of 1,400 to 25,000, preferably 1,500 to 12,000. Those within the above molecular weight range are effective for imparting the above performance to the obtained wafer protective film. The said homopolymer (a) can be used individually or in mixture of 2 or more types.

上記ホモポリマー(a)の内で、重量平均分子量が1,600〜2,400のもの(a1)、重量平均分子量が4,000〜6,000のもの(a2)、および重量平均分子量が9,000〜11,000のもの(a3)から選ばれる少なくとも1種がよく、好ましくは上記(a2)または(a3)、もしくは(a2)と(a3)との混合物がよい。なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算の値である。   Among the homopolymers (a), those having a weight average molecular weight of 1,600 to 2,400 (a1), those having a weight average molecular weight of 4,000 to 6,000 (a2), and having a weight average molecular weight of 9 , 1,000 to 11,000 (a3) is preferable, and (a2) or (a3) or a mixture of (a2) and (a3) is preferable. In addition, the weight average molecular weight in this invention is a value of polystyrene conversion by a gel permeation chromatography (GPC) method.

上記ホモポリマー(a)は、ビニルフェノールモノマーを公知の方法で重合させたもので、前記重量平均分子量を有する(a1)、(a2)、および(a3)が主として用いられる。   The homopolymer (a) is obtained by polymerizing a vinylphenol monomer by a known method, and (a1), (a2), and (a3) having the weight average molecular weight are mainly used.

前記被膜形成材料(X)は、得られるウエーハ保護膜を構成する成分として、上記ホモポリマー(a)を単独、または、本発明の目的を妨げない範囲においてホモポリマー(a)を被膜形成材料(X)総量中において80質量%以上占める量を主成分として含有し、その他樹脂類を併用できる。好ましくはホモポリマー(a)単独がよい。   The film-forming material (X) is the above-mentioned homopolymer (a) as a component constituting the obtained wafer protective film, or the homopolymer (a) is used as a film-forming material (to the extent that the object of the present invention is not hindered). X) An amount of 80% by mass or more in the total amount is contained as a main component, and other resins can be used in combination. The homopolymer (a) alone is preferable.

上記その他樹脂類としては、例えば、セラック、酢酸ビニル樹脂、ロジン、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メタクリル樹脂、アクリル共重合体、エポキシ系樹脂、ロジンエステル樹脂、ポリp−ビニルフェノール誘導体など、好ましくは酸価が20mgKOH/g未満のロジンエステル樹脂、アクリル共重合体、エポキシ系樹脂などの樹脂類が挙げられる。上記樹脂類の配合量が多過ぎると、得られるウエーハ保護膜の研磨剤に対する耐性、加工後の不要となった上記保護膜をpH13以上のアルカリ水溶液により洗浄除去する洗浄性が低下する。また、上記酸価の値が高過ぎると、アルカリ性研磨剤に対する耐性が低下する。なお、上記の酸価は、JISK5902に準じて測定した値である。   Examples of the other resins include shellac, vinyl acetate resin, rosin, phenol resin, novolac resin, methacrylic resin, acrylic copolymer, epoxy resin, rosin ester resin, poly p-vinylphenol derivative, and preferably acid. Resins such as rosin ester resins, acrylic copolymers, epoxy resins and the like having a value of less than 20 mg KOH / g can be mentioned. If the amount of the resin is too large, the resistance of the resulting wafer protective film to the polishing agent and the detergency of washing and removing the protective film that has become unnecessary after processing with an alkaline aqueous solution having a pH of 13 or more are reduced. Moreover, when the value of the acid value is too high, the resistance to the alkaline abrasive is lowered. In addition, said acid value is the value measured according to JISK5902.

前記被膜形成材料(X)の融点は、好ましくは100℃〜200℃である。上記融点範囲が、ウエーハを研磨する際における耐熱性として有効であり、融点が低過ぎると、ウエーハを研磨する際における耐熱性が劣る。   The melting point of the film forming material (X) is preferably 100 ° C to 200 ° C. The above melting point range is effective as heat resistance when polishing a wafer. If the melting point is too low, heat resistance when polishing a wafer is poor.

前記被膜形成材料(X)は、ウエーハと得られるウエーハ保護膜との密着性を向上させるために、好ましくは、さらにシランカップリング剤を含有させるのがよい。   The film-forming material (X) preferably further contains a silane coupling agent in order to improve the adhesion between the wafer and the resulting wafer protective film.

上記シランカップリング剤としては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルジメトキシシランなどのウレイド系シランカップリング剤;γ−グリシドキシトリメチルシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤;その他、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。上記シランカップリング剤は、単独でも、もしくは2種以上を混合しても使用することができる。   Examples of the silane coupling agent include ureido silane coupling agents such as γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, and γ-ureidopropyldimethoxysilane; γ-glycidoxytrimethylsilane, γ -Epoxy silane coupling agents such as glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, vinyltris ( β-methoxyethoxy) silane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like. The silane coupling agent can be used alone or in combination of two or more.

前記ホモポリマー(a)と上記シランカップリング剤(b)との配合割合が、好ましくはb/a=1/100〜10/100である。上記シランカップリング剤の配合割合が上記上限を超えても、得られるウエーハ保護膜のウエーハに対してのそれ以上の密着効果が得られず、逆に接着阻害を起こす。一方、その配合割合が上記下限未満であると、接着向上効果が得られない。   The blending ratio of the homopolymer (a) and the silane coupling agent (b) is preferably b / a = 1/100 to 10/100. Even if the blending ratio of the silane coupling agent exceeds the above upper limit, no further adhesion effect to the wafer of the obtained wafer protective film can be obtained, and conversely, adhesion inhibition occurs. On the other hand, if the blending ratio is less than the above lower limit, the effect of improving adhesion cannot be obtained.

前記被膜形成材料(X)の固形分濃度は、保護膜用組成物中において、好ましくは10〜40質量%がよい。上記固形分濃度が、上記上限を超えると、ウエーハに対する塗布性が低下する。一方、上記固形分濃度が、上記下限未満の場合であると、得られるウエーハ保護膜のアルカリ性研磨剤に対する耐研磨性が低下する。   The solid content concentration of the film-forming material (X) is preferably 10 to 40% by mass in the protective film composition. When the solid content concentration exceeds the upper limit, applicability to the wafer decreases. On the other hand, when the solid content concentration is less than the lower limit, the polishing resistance of the obtained wafer protective film to the alkaline abrasive is lowered.

本発明の保護膜用組成物は、前記被膜形成材料(X)と、シランカップリング剤と、その他得られるウエーハ保護膜に可燒性を付与する展延剤などの添加剤とを、適宜に有機溶媒中に公知の方法で溶解分散させ調製する。   The composition for a protective film of the present invention suitably comprises the film-forming material (X), a silane coupling agent, and other additives such as a spreading agent that imparts flexibility to the resulting wafer protective film. It is prepared by dissolving and dispersing in an organic solvent by a known method.

上記展延剤としては、例えば、リン酸トリクレジル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなど、およびそれらの混合物が挙げられる。   Examples of the spreading agent include tricresyl phosphate, dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl maleate, and the like, and mixtures thereof.

また、上記有機溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、アリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミルなど、およびそれらの混合物が挙げられる。   Examples of the organic solvent include ethanol, isopropanol, butanol, octanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol, allyl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, acetone. , Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, isoamyl acetate, and the like, and mixtures thereof.

本発明の保護膜用組成物を使用する事例としては、例えば、半導体基板のシリコンウエーハ基板の片面にスピンコート塗工機により、本発明の保護膜用組成物を膜厚2μm〜3μm程度(乾燥厚み)になるように塗布し、80℃〜120℃で乾燥し、上記ウエーハ表面にウエーハ保護膜を形成する。上記ウエーハ保護膜が形成されたウエーハ面を、例えば、市販の研磨機((株)岡本工作機械製作所製、研磨機PNX−332B)のウエーハホルダーにセットし、反対面の加工ウエーハ面をpH10.5に調整されたコロイダルシリカからなるアルカリ性の研磨剤を用いて滴下しながら研磨荷重15kPa、常磐回転数30rpm、研磨時間4min、研磨剤供給速度500ml/minの条件で研磨加工する。また、必要に応じて、さらに仕上げ研磨用研磨剤を用いて仕上げ研磨する。研磨加工終了後、ウエーハホルダーより、ウエーハ保護膜が形成されているウエーハを取り出し、不要となったウエーハ保護膜を下記の洗浄方法により洗浄除去する。   As an example of using the protective film composition of the present invention, for example, the protective film composition of the present invention is formed with a film thickness of about 2 μm to 3 μm (dried) on one side of a silicon wafer substrate of a semiconductor substrate by a spin coat coater. Thickness) and dried at 80 ° C. to 120 ° C. to form a wafer protective film on the wafer surface. The wafer surface on which the wafer protective film is formed is set on, for example, a wafer holder of a commercially available polishing machine (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd., polishing machine PNX-332B), and the opposite processing wafer surface is set to pH 10. While dripping with an alkaline abrasive made of colloidal silica adjusted to 5, polishing is performed under conditions of a polishing load of 15 kPa, a normal rotation speed of 30 rpm, a polishing time of 4 min, and an abrasive supply speed of 500 ml / min. Further, if necessary, finish polishing is further performed using a polishing agent for finish polishing. After the polishing process is completed, the wafer on which the wafer protective film is formed is taken out from the wafer holder, and the wafer protective film that is no longer needed is cleaned and removed by the following cleaning method.

上記アルカリ性の研磨剤としては、例えば、アルカリ化合物と、水溶性高分子化合物と、コロイダルシリカとを水に適宜に溶解・分散し調製されたものが挙げられる。上記アルカリ化合物としては、例えば、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムなどの塩基性有機化合物、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基性無機化合物などが挙げられる。また、上記水溶性高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。   Examples of the alkaline abrasive include those prepared by appropriately dissolving and dispersing an alkali compound, a water-soluble polymer compound, and colloidal silica in water. Examples of the alkali compound include basic organic compounds such as ammonia, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide, and basic inorganic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. It is done. Examples of the water-soluble polymer compound include celluloses, polyvinyl alcohol, and polyvinyl pyrrolidone.

前記洗浄方法としては、加工終了後、前記保護膜用組成物をウエーハ基板に塗布して形成されたウエーハ保護膜を水素指数(pH)13以上のアルカリ水溶液で洗浄除去する。上記洗浄除去は、不要となったウエーハ保護膜を、上記アルカリ水溶液に浸漬するか、または上記アルカリ水溶液をウエーハ保護膜面にスプレーしてウエーハ面から洗浄除去する。   As the cleaning method, after the processing is completed, the wafer protective film formed by applying the protective film composition to the wafer substrate is washed and removed with an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 13 or more. In the cleaning and removal, the wafer protective film that is no longer needed is immersed in the alkaline aqueous solution, or the alkaline aqueous solution is sprayed on the surface of the wafer protective film and washed away from the wafer surface.

上記洗浄除去に使用されるアルカリ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウムなどのアルカリ金属リン酸塩、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのアルカリ金属ケイ酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩などの無機アルカリ化合物、アルカノールアミン、アミノアルコール、水溶性アミン、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの有機アルカリ化合物などのアルカリ化合物を適宜水に溶解し調製したもの、その他アンモニア・過酸化水素水などのpH13以上に調整されたアルカリ水溶液が挙げられる。上記アルカリ水溶液は、必要に応じて界面活性剤を配合することができる。   Examples of the alkaline aqueous solution used for the washing and removal include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkali metal phosphates such as potassium pyrophosphate, sodium pyrophosphate and potassium tripolyphosphate. Salt, alkali metal silicates such as sodium silicate and potassium silicate, inorganic alkali compounds such as alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, alkanolamines, amino alcohols, water-soluble amines, tetramethylammonium hydroxide, etc. And an aqueous alkali solution adjusted to pH 13 or higher, such as ammonia / hydrogen peroxide solution, and the like. The alkaline aqueous solution can contain a surfactant as required.

前記ウエーハ基板としては、例えば、シリコン、ガリウム砒素、ガリウム燐、セラミック、サファイヤ、水晶ガラスなどのウエーハ基板、好ましくはシリコンウエーハ基板が挙げられる。   Examples of the wafer substrate include a wafer substrate such as silicon, gallium arsenide, gallium phosphide, ceramic, sapphire, and quartz glass, and preferably a silicon wafer substrate.

次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。文中「部」または「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified. In addition, this invention is not limited to the following Example.

[実施例1〜5](保護膜用組成物R1〜R5)
被膜形成材料(X)と、シランカップリング剤と、展延剤と、有機溶媒とを表1のように配合し均一に混合して本発明の保護膜用組成物R1〜R5を調製した。なお、上記被膜形成材料(X)、シランカップリング剤、および展延剤は下記の通りである。
[Examples 1 to 5] (Compositions R1 to R5 for protective film)
The film forming material (X), the silane coupling agent, the spreading agent, and the organic solvent were blended as shown in Table 1 and mixed uniformly to prepare the protective film compositions R1 to R5 of the present invention. The film forming material (X), the silane coupling agent, and the spreading agent are as follows.

・被膜形成材料(X)
前記一般式(1)のホモポリマー(a)
ホモポリマー(a1):重量平均分子量1,600〜2,400のポリp−ビニルフェノール
ホモポリマー(a2):重量平均分子量4,000〜6,000のポリp−ビニルフェノール
ホモポリマー(a3):重量平均分子量9,000〜11,000のポリp−ビニルフェノール
ロジンエステル樹脂:酸価10mgKOH/gのロジンエステル樹脂(荒川化学工業製、スーパーエステルA−115)
・シランカップリング剤
γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン
・展延剤
マレイン酸ジブチル
・ Film forming material (X)
Homopolymer of the general formula (1) (a)
Homopolymer (a1): Poly p-vinylphenol having a weight average molecular weight of 1,600 to 2,400 Homopolymer (a2): Poly p-vinylphenol having a weight average molecular weight of 4,000 to 6,000 Homopolymer (a3): Poly p-vinylphenol rosin ester resin having a weight average molecular weight of 9,000 to 11,000: rosin ester resin having an acid value of 10 mgKOH / g (manufactured by Arakawa Chemical Industries, super ester A-115)
・ Silane coupling agent γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane ・ Spreading agent Dibutyl maleate

[比較例1〜2](保護膜用組成物S1〜S2)
実施例における被膜形成材料(X)をポリビニルアルコールに代え、表1のように水と配合して保護膜用組成物S1〜S2を調製した。なお、上記ポリビニルアルコールは、下記の通りである。
・ポリビニルアルコール
a1:ケン化度86%のポリビニルアルコール
a2:ケン化度99%のポリビニルアルコール
[Comparative Examples 1 and 2] (Compositions for protective film S1 and S2)
The film-forming material (X) in the examples was replaced with polyvinyl alcohol and blended with water as shown in Table 1 to prepare protective film compositions S1 to S2. The polyvinyl alcohol is as follows.
Polyvinyl alcohol a1: Polyvinyl alcohol with a saponification degree of 86% a2: Polyvinyl alcohol with a saponification degree of 99%

Figure 2011236272
表中の数値は配合部数を表す。
Figure 2011236272
The numerical values in the table represent the number of blending parts.

前記で得られた各々の保護膜用組成物を用いて、6inのシリコンウエーハ表面にスピンコーターを使用して3μm(乾燥厚み)になるように塗布し、100℃に加熱されたホットプレート上で30秒間乾燥させウエーハ保護膜を作成した。上記ウエーハ保護膜の、耐研磨剤性、およびアルカリ洗浄性に関し下記の方法により測定し評価した。評価結果を表2に示す。   Each of the protective film compositions obtained above was applied to a 6-inch silicon wafer surface to a thickness of 3 μm (dry thickness) using a spin coater and heated on a hot plate heated to 100 ° C. A wafer protective film was formed by drying for 30 seconds. The above-mentioned wafer protective film was measured and evaluated by the following methods for polishing resistance and alkali cleaning properties. The evaluation results are shown in Table 2.

[耐研磨剤性]
水素指数(pH)11に調整されたNaOH水溶液(水温40℃)に上記ウエーハ保護膜が形成された試料を30分間浸漬し、ウエーハ保護膜表面の状態を下記の基準により評価した。
○:ウエーハ保護膜の膨潤、または侵食が、全く認められない。
△:ウエーハ保護膜の膨潤、または侵食が、わずかに認められる。
×:ウエーハ保護膜の膨潤、または侵食が、かなり認められる。
上記の評価は、アルカリ性のウエーハ研磨剤に対する耐性を示す。
[Abrasive resistance]
The sample on which the wafer protective film was formed was immersed in an aqueous NaOH solution (water temperature 40 ° C.) adjusted to a hydrogen index (pH) 11 for 30 minutes, and the state of the wafer protective film surface was evaluated according to the following criteria.
○: No swelling or erosion of the wafer protective film is observed.
Δ: Swelling or erosion of the wafer protective film is slightly observed.
X: Swelling or erosion of the wafer protective film is considerably observed.
Said evaluation shows the tolerance with respect to an alkaline wafer abrasive | polishing agent.

[アルカリ洗浄性]
(洗浄除去性)
水素指数(pH)13以上に調整されたNaOH水溶液(洗浄剤)に上記ウエーハ保護膜が形成された試料を浸漬し、ウエーハ保護膜の上記洗浄剤に対する洗浄除去性を下記基準により評価した。
○:ウエーハ保護膜が、完全に洗浄除去される。
△:ウエーハ保護膜が、残渣が認められ完全に洗浄除去されない。
×:ウエーハ保護膜が、洗浄除去されない。
[Alkali detergency]
(Cleanability)
The sample on which the wafer protective film was formed was immersed in an aqueous NaOH solution (cleaning agent) adjusted to a hydrogen index (pH) of 13 or more, and the cleaning removal property of the wafer protective film with respect to the cleaning agent was evaluated according to the following criteria.
○: The wafer protective film is completely removed by washing.
Δ: Residue is observed in the wafer protective film and is not completely removed by washing.
X: The wafer protective film is not removed by washing.

(耐ウエーハ侵食性)
上記洗浄除去性に使用した試料のウエーハ保護膜が形成されていないウエーハ面の上記洗浄剤による侵食状況を下記基準により評価した。
○:ウエーハ面が、洗浄剤により侵食されていない。
△:ウエーハ面が、洗浄剤によりわずかに侵食されている。
×:ウエーハ面が、洗浄剤により侵食されている。
(Wafer erosion resistance)
The condition of erosion by the cleaning agent on the wafer surface on which the wafer protective film of the sample used for the cleaning removal property was not formed was evaluated according to the following criteria.
○: The wafer surface is not eroded by the cleaning agent.
Δ: The wafer surface is slightly eroded by the cleaning agent.
X: The wafer surface is eroded by the cleaning agent.

Figure 2011236272
Figure 2011236272

上記の評価結果より、本発明の保護膜用組成物は、得られるウエーハ保護膜が、研磨加工において優れた耐研磨剤性と、加工後、不要となった上記保護膜をウエーハにダメージを与えることなくアルカリ水溶液により容易に洗浄除去されることが実証された。   From the above evaluation results, the composition for a protective film of the present invention is such that the obtained wafer protective film has excellent abrasive resistance in polishing processing and damages the protective film that is no longer necessary after processing to the wafer. It was demonstrated that it can be easily washed away with an alkaline aqueous solution without any problems.

本発明の保護膜用組成物は、耐研磨剤性およびアルカリ洗浄性が優れたウエーハ保護膜が得られることから、半導体基板、液晶基板などに使用されるシリコンなどのウエーハを研磨あるいは面取り加工する際に、加工される面以外のウエーハ面を一時的に保護するウエーハ保護膜を得るのに有効に使用することができる。また、加工後、不要となった上記保護膜をウエーハにダメージを与えることなく容易に洗浄除去できる洗浄方法が提供されることから、高品質の加工されたウエーハが得られる。   The composition for a protective film of the present invention provides a wafer protective film having excellent polishing agent resistance and alkali cleaning properties, so that a wafer such as silicon used for a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate or the like is polished or chamfered. At this time, it can be effectively used to obtain a wafer protective film that temporarily protects the wafer surface other than the processed surface. In addition, a high-quality processed wafer can be obtained because a cleaning method is provided that can easily clean and remove the protective film that has become unnecessary after processing without damaging the wafer.

Claims (7)

少なくとも下記一般式(1)で表わされるホモポリマー(a)を主成分とする被膜形成材料(X)を含有しており、水素指数(pH)11以下のアルカリ水溶液に不溶であり、かつ、水素指数(pH)13以上のアルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする保護膜用組成物。
Figure 2011236272
(上記式中のnは、整数である)
It contains a film-forming material (X) containing at least a homopolymer (a) represented by the following general formula (1) as a main component, is insoluble in an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 11 or less, and hydrogen A composition for a protective film, which is soluble in an aqueous alkali solution having an index (pH) of 13 or more.
Figure 2011236272
(N in the above formula is an integer)
前記ホモポリマー(a)の重量平均分子量が、1,500〜12,000である請求項1に記載の保護膜用組成物。   The composition for a protective film according to claim 1, wherein the homopolymer (a) has a weight average molecular weight of 1,500 to 12,000. 前記被膜形成材料(X)の融点が、100℃〜200℃である請求項1または2に記載の保護膜用組成物。   The composition for a protective film according to claim 1 or 2, wherein the film forming material (X) has a melting point of 100C to 200C. さらに、シランカップリング剤を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護膜用組成物。   Furthermore, the composition for protective films of any one of Claims 1-3 containing a silane coupling agent. 前記のホモポリマー(a)とシランカップリング剤(b)との配合割合が、b/a=1/100〜10/100(質量比)である請求項1〜4のいずれか1項に記載の保護膜用組成物。   The blending ratio of the homopolymer (a) and the silane coupling agent (b) is b / a = 1/100 to 10/100 (mass ratio). 5. Composition for protective film. 前記被膜形成材料(X)の固形分濃度が、10〜40質量%である請求項1に記載の保護膜用組成物。   The composition for protective films according to claim 1, wherein the solid content concentration of the film-forming material (X) is 10 to 40% by mass. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護膜用組成物を、ウエーハ基材に塗布して形成されたウエーハ保護膜を水素指数(pH)13以上のアルカリ水溶液で洗浄除去することを特徴とする洗浄方法。   A wafer protective film formed by applying the protective film composition according to any one of claims 1 to 6 to a wafer substrate is washed and removed with an alkaline aqueous solution having a hydrogen index (pH) of 13 or more. A characteristic cleaning method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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