KR101400184B1 - 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 - Google Patents
수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101400184B1 KR101400184B1 KR1020110092241A KR20110092241A KR101400184B1 KR 101400184 B1 KR101400184 B1 KR 101400184B1 KR 1020110092241 A KR1020110092241 A KR 1020110092241A KR 20110092241 A KR20110092241 A KR 20110092241A KR 101400184 B1 KR101400184 B1 KR 101400184B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solvent
- thin film
- group
- hydrogenated polysiloxazane
- polysiloxazane
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 66
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 32
- CFJYNSNXFXLKNS-UHFFFAOYSA-N p-menthane Chemical compound CC(C)C1CCC(C)CC1 CFJYNSNXFXLKNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- HFPZCAJZSCWRBC-UHFFFAOYSA-N p-cymene Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C)C=C1 HFPZCAJZSCWRBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 229930004008 p-menthane Natural products 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012487 rinsing solution Substances 0.000 claims description 9
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001293 FEMA 3089 Substances 0.000 claims description 3
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 8
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 8
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N 1S,5S-(-)-alpha-Pinene Natural products CC1=CC[C@@H]2C(C)(C)[C@H]1C2 GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- 101150041968 CDC13 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- MVNCAPSFBDBCGF-UHFFFAOYSA-N alpha-pinene Natural products CC1=CCC23C1CC2C3(C)C MVNCAPSFBDBCGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine group Chemical group NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005597 hydrazone group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- GRWFGVWFFZKLTI-UHFFFAOYSA-N rac-alpha-Pinene Natural products CC1=CCC2C(C)(C)C1C2 GRWFGVWFFZKLTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/50—Solvents
- C11D7/5004—Organic solvents
- C11D7/5022—Organic solvents containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/50—Solvents
- C11D7/5004—Organic solvents
- C11D7/5009—Organic solvents containing phosphorus, sulfur or silicon, e.g. dimethylsulfoxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 용매; 및 테르핀(terpene, isoprenoid)계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고, 알코올기를 갖지 않는 제2 용매를 포함하는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제공한다.
Description
본 기재는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
수소화폴리실록사잔은 요철이 형성되어 있는 기판에 도포 및 가열되어 골이 형성된 부분을 갭필(gap-fill)하고 요철을 평탄화하면서, 치밀한 실리카글라스질로 전환하는 특징을 갖는 것으로 절연막, 분리막, 하드 코팅 등으로의 이용이 검토되고 있다. 이러한 실리카질의 막은, 예를 들면, LSI, TFT 액정 표시 장치 등의 반도체 소자의 층간 절연막, 평탄화막, 패시베이션막, 소자간 분리 절연체 등으로서 널리 이용되고 있다.
실리카질의 막을 반도체 소자 등에 형성하는 경우, 통상적으로 다음과 같은 방법이 채용되고 있다. 즉, 우선, 필요에 따라 반도체, 배선, 전극 등이 형성된, 단차를 갖는 또는 단차를 갖지 않는 기판 위에 폴리실록사잔 용액을 스핀 도포하고, 가열하여 도막으로부터 용매가 제거되며, 이어서 350℃ 이상의 온도에서 소성하여 폴리실록사잔이 실리카질의 막으로 전환되고, 이러한 첨가된 실리카질의 막이 층간 절연막, 평탄화막, 패시베이션막, 소자간 분리 절연체 등으로서 이용되고 있다.
그러나, 이러한 방법에 있어서는, 폴리실록사잔 용액을 기판 위에 스핀 도포하였을 때에, 기판의 주변부분에 비드가 형성되는 동시에, 기판 이면에 용액이 돌아 들어가는 문제가 발생하게 된다. 이러한 비드에 의한 기판 주변부분에서의 도막 두께의 불균일화를 방지하기 위해서, 통상적으로 폴리실록사잔 용액을 도포한 후, 기판 표면측에 형성된 폴리실록사잔 도막 주변부에 처리용 용매를 도포 또는 분사하여 주변부의 폴리실록사잔 도포막을 제거(엣지 절단)하는 엣지 비드 제거 처리(이하, EBR 처리라고 한다)가 이루어지며, 또한 이것과 함께 기판 이면에 돌아 들어가 부착된 폴리실록사잔을 제거하여 이면을 청정하게 하기 위해, 이면 린스가 이루어진다.
또한, 이러한 방법으로 도포하여 형성된 폴리실록사잔 피막을 그 후의 처리의 필요성에 따라 기판으로부터 박리하는 것이 필요해지는 경우도 있고, 또한 스핀 도포기 등의 도포 장치에 부착된 폴리실록사잔을 세정, 제거하는 것도 필요하게 된다.
종래, 이러한 폴리실록사잔을 제거하기 위한 린스액 또는 박리액으로서, 예를 들면, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 등을 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 공지의 린스액 또는 박리액에 의하면 폴리실록사잔의 린스 또는 박리를 충분히 실시할 수 없었고, EBR 처리를 하였을 때에 엣지 절단한 부분에 있어서, 막과, 막이 제거된 부분과의 경계에 험프라고 불리는 막 두께의 고조가 발생하는 경우가 있었다. 이러한 험프는 막의 소성 시에 균열이나 막 박리의 원인이 되기 때문에, EBR 처리후의 엣지 절단 부분의 형상이 보다 우수한 막을 수득할 수 있는 처리용 용매가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 수소화폴리실록사잔 박막의 경계 부분을 샤프(sharp)하게 박리할 수 있는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제을 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 구현예는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 이용하여 형성된 절연막을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 용매; 및 테르핀(terpene, isoprenoid)계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고, 알코올기를 갖지 않는 제2 용매를 포함하는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제공한다.
상기 제1 용매는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 디-n-부틸에테르, 사이클로헥사논, n-부틸아세테이트, 메틸-i-부틸케톤(MIBK), 아니솔 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 제2 용매는 p-멘탄(p-menthane), p-시멘(p-cymene), α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 테레빈유(turpentine oil) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 중량비는 1:99 내지 99:1일 수 있고, 보다 구체적으로 5:95 내지 95:5일 수도 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
수소화폴리실록사잔 박막의 경계 부분을 샤프(sharp)하게 박리할 수 있는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제공할 수 있다.
도 1은 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액의 박리 특성 평가 방법을 나타내는 도면이다.
이하에서 본 발명의 구현예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란, 별도의 정의가 없는한, 작용기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 이미노기(=NH, =NR, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기임, 아미노기(-NH2, -NH(R'), -N(R")(R"'), R', R" 및 R"'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기임), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 10의 헤테로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 치환기로 치환되거나, 두 개의 수소원자가 =O, =S, =NR(R은 C1 내지 C10의 알킬기임), =PR(R은 C1 내지 C10의 알킬기임) 및 =SiRR'(R 및 R'는 독립적으로, C1 내지 C10의 알킬기임)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나, 세 개의 수소원자가 ≡N, ≡P 및 ≡SiR(R은 C1 내지 C10의 알킬기임)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액은, (A) 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 용매; 및 (B) 테르핀(terpene, iso-prenoid)계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 알코올기를 갖지 않는 제2 용매를 포함한다.
앞서 기술한 바와 같이, 수소화폴리실록사잔 박막을 반도체, 액정 등 디바이스 기판(substrate)에 스핀코트법이나 슬릿코트법 등으로 제막할 경우, 기판의 주변 부분 및 뒷면에 붙은 막을 용제로 박리할 때 수소화폴리실록사잔 박막의 경계 부분이 샤프하게 박리되지 않거나, 박리하고자 하는 부분에 막이 남는 문제점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여, 자일렌, 에틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소나 이들의 혼합물을 사용하면, 인체에 발암성 문제를 일으킬 수 있으므로 안전한 산업 이용을 위해서는 이들을 포함하지 않는 용제가 요구되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 수소화폴리실록사잔에 대한 용해 특성이 다른 제1 용매와 제2 용매를 혼합함으로써 양호한 린스액 특성을 얻었다.
상기 제1 용매는 수소화폴리실록사잔에 대한 높은 용해성을 나타내는 용매로, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 상압에서의 비점이 100℃ 내지 220℃인 것이 바람직하다. 상기 제1 용매는 OH기를 가질 수 있는 것으로, 수소화폴리실록사잔과 거의 반응을 일으키지 않으며, 수소화폴리실록사잔의 골격에 포함되어 있는 산소 원자를 포함한다. 상기 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액에 상기 제1 용매가 포함되지 않으면, 수소화폴리실록사잔에 대한 용해성이 불충분하여 박리하고자 하는 부분에 막이 남는 경향을 보이고, 이로 인하여 웨이퍼 반송 시 장치에 수소화폴리실록사잔이 부착되거나 이후 프로세스에서 디바이스 특성에 악영향을 미치는 문제가 있다.
상기 제1 용매의 케톤계 용매는 RC(=O)R'(여기에서 R과 R'은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18의 아릴기이다)을 의미한다.
상기 에테르계 용매는 ROR'(여기에서 R과 R'은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18의 아릴기이다)을 의미한다.
상기 에스테르계 용매는 RC(=O)OR'(여기에서 R과 R'은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18의 아릴기이다)로 표시되는 에스테르 화합물을 의미한다.
상기 제1 용매의 구체적인 예는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 디-n-부틸에테르, 사이클로헥사논, n-부틸아세테이트, 메틸-i-부틸케톤(MIBK), 아니솔 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 용매는 알코올기(또는 히드록시기)를 갖지 않는 것으로, 테르핀(terpene, isoprenoid)계 용매이다. 상기 제2 용매는 수소화폴리록사잔에 대해 약한 용해성을 나타내는 용매로, 수소화폴리실록사잔과의 반응을 일으키지 않는다. 상기 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액에 상기 제2 용매가 포함되지 않으면, 수소화폴리실록사잔에 대한 용해성이 너무 높기 때문에 경계 부분에서 수소화폴리실록사잔 박막이 볼록해지기 쉬운 경향을 보이고, 이로 인하여 경화 과정에서 수소화폴리실록사잔 박막이 산화 및 수축되었을 때 이 부분에 많은 스트레스(stress)가 가해져 크랙(crack)이나 박리가 발생하는 문제가 있다.
상기 제2 용매는 p-멘탄(p-menthane), p-시멘(p-cymene), α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 테레빈유(turpentine oil) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액에서 제1 용매 및 상기 제2 용매의 중량비는 1:99 내지 99:1일 수 있고, 이 중에서 5:95 내지 95:5의 중량비로 포함될 수 있으며, 제1 용매가 1 이상이면 수소화폴리실록사잔에 대한 용해성이 충분하여 박리하고자 하는 부분에 잔막이 남지 않으며, 제2 용매가 1 이상이면 높은 용해성으로 인한 경계 부분에서 수소화폴리실록사잔 박막이 볼록해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 용매 및 제2 용매는 모두 상압에서의 비점이 100℃ 내지 220℃인 용매인데, 상기 제1 용매 및 제2 용매의 상압에서의 비점이 100℃ 내지 220℃ 이면 건조 시 속도가 빠르거나 느리지 않으므로, 수소화폴리실록사잔 박막을 말끔히 박리할 수 있다.
상기 제1 용매 및 제2 용매는 종래에 널리 사용되는 자일렌, 에틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소와 비교하면 인체에 해가 적고, 특히 테르핀계 용매는 곤충이나 수목 등의 생태계에 존재하는 화합물로, 안전성이 높은 용매이다.
상기 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 사용하여 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴을 형성할 수 있다. 상기 수소화폴리실록사잔 박막을 구성하는 수소화폴리실록사잔의 물성은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 대표적인 예로서 중량평균분자량 1,000 내지 10,000이고, 산소함유량이 0.2중량% 내지 3중량%이며, 분자 내의 모든 Si-H기 중 Si-H3기가 15몰% 내지 35몰%인 것일 수 있다.
패턴화된 수소화폴리실록사잔 박막은 반도체 소자 등의 절연막으로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되는 것은 아니다.
(
합성예
;
수소화폴리실록사잔의
합성)
교반장치 및 온도제어장치가 부착된 2L의 반응기 내부를 건조 질소로 치환하였다. 그리고 건조피리딘 1,500g에 순수 4.0g을 주입하여 충분히 혼합한 후에 이를 반응기에 넣고 ５℃로 보온하였다. 이어서 여기에 디클로로실란 100ｇ을 １시간에 걸쳐서 서서히 주입하며 교반하였다. 여기에 암모니아 70ｇ을 ３시간에 걸쳐서 서서히 주입하였다. 다음으로 건조 질소를 30분간 주입하고 반응기 내에 잔존하는 암모니아를 제거하였다.
얻어진 백색의 슬러리 상의 생성물을 건조 질소 분위기 중에서 １㎛의 테프론제 여과기를 사용하여 여과하여 여액 1,000g을 얻었다. 여기에 건조 디-n-부틸에테르 1,000g을 첨가한 후, 로터리 이베포레이터를 사용하여 용매를 피리딘에서 디-n-부틸에테르로 치환하는 조작을 총３회 반복하면서 고형분 농도를 20중량%로 조정하고, 마지막으로 포어 사이즈 0.03㎛의 테프론제 여과기로 여과했다.
얻어진 수소화폴리실록사잔의 산소 함유량은 1.6중량%, SiH3/SiH(total) 몰비는 0.20, 중량 평균 분자량은 2,100 이었다.
여기서 산소함유량은 FlashEA 1112 (Thermo Fisher Scientific Inc. 제조)를 사용하여 측정하였으며, SiH3/SiH(total) 몰비는 1H-NMR: Avance DPX-300 (Bruker社 제조) 및 Lock 용매로서 CDC13을 사용하여 측정하였으며, 중량평균분자량은 GPC; HPLC Pump 1515, RI Detector 2414 (Waters社 제조) 및 Column: KF801, KF802, KF803 (Shodex社 제조)를 사용하여 측정하였다.
(
실시예
1 내지 10 및
비교예
1 내지 6:
수소화폴리실록사잔
박막용
린스액의
제조)
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6의 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 제조하였다.
| 제1용제(중량%) | 제2용제(중량%) | |
| 실시예 1 | PGMEA(10) | p-멘탄(90) |
| 실시예 2 | 디-n-부틸에테르(5) | p-멘탄(95) |
| 실시예 3 | 디-n-부틸에테르(99) | p-멘탄(1) |
| 실시예 4 | 디-n-부틸에테르(5) + PGMEA(5) |
p-멘탄(90) |
| 실시예 5 | 디-n-부틸에테르(5) + PGMEA(5) |
α-피넨(40) + p-멘탄(50) |
| 실시예 6 | 디-n-부틸에테르(10) | 테레빈유(90) |
| 실시예 7 | n-부틸아세테이트(1) | α-피넨(99) |
| 실시예 8 | 아니솔(3) | α-피넨(97) |
| 실시예 9 | 디-n-부틸에테르(20) | p-시멘(80) |
| 실시예 10 | 디-n-부틸에테르(80) | p-멘탄(10) + p-시멘(10) |
| 비교예 1 | PGMEA(100) | - |
| 비교예 2 | 디-n-부틸에테르(100) | - |
| 비교예 3 | 디-n-부틸에테르(50) + PGMEA(50) |
- |
| 비교예 4 | - | p-멘탄(100) |
| 비교예 5 | - | α-피넨(100) |
| 비교예 6 | - | α-피넨(50) + p-멘탄(50) |
(평가: 박리 특성 측정)
상기 합성예를 통하여 얻어진 수소화폴리실록사잔의 디-n-부틸에테르 용액 3cc를 스핀 코터에 세팅한 직경 ８인치의 베어 실리콘 웨이퍼 중앙부분에 적하하고, 회전수 1,500rpm으로 20초간 스핀 도포하고, 이어서 웨이퍼 외주부에서 3mm의 위치의 상부에서 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6을 통하여 제조한 각각의 린스액을 유량 10ml/min로 5초간 분사하였다. 그 후, 상기 웨이퍼를 100℃의 핫플레이트에서 3분간 가열 건조하였다.
얻어진 웨이퍼의 외주 부근의 단면을 도 １에 간략히 나타내었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 상의 수소화폴리실록사잔 박막에 린스액을 분사한 경계 부분이 볼록해지고(ΔＴ), 박리하고자 하는 부분, 즉 웨이퍼 외주부에서 3mm까지 범위에 막이 남지 않았던 사례를 나타낸다. ΔＴ는 반사분광형막두께계인 ST-4000(K-MAC社 제조) 및 SEM인 S-4800(Type-2)(Hitachi社 제조)을 사용하여 웨이퍼 외주부에서 약 10mm까지의 범위(SEM은 ΔＴ 부근만)을 스캔하여 측정하고, 박리하고자 하는 부분의 잔막 유무는 광학현미경인 LV100D(Nikon社 제조)를 사용하여 1,000배 확대한 것을 육안으로 확인하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| ΔＴ(㎛) | 잔막 | |
| 실시예 1 | 0.3 | 없음 |
| 실시예 2 | 0.2 | 없음 |
| 실시예 3 | 0.7 | 없음 |
| 실시예 4 | 0.4 | 없음 |
| 실시예 5 | 0.2 | 없음 |
| 실시예 6 | 0.3 | 없음 |
| 실시예 7 | 0.1 | 없음 |
| 실시예 8 | 0.2 | 없음 |
| 실시예 9 | 0.4 | 없음 |
| 실시예 10 | 0.6 | 없음 |
| 비교예 1 | 〉1 | 없음 |
| 비교예 2 | 〉1 | 없음 |
| 비교예 3 | 〉1 | 없음 |
| 비교예 4 | 0.2 | 있음 |
| 비교예 5 | 0.3 | 있음 |
| 비교예 6 | 0.2 | 있음 |
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따라 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 제1 용매; 및 p-멘탄, p-시멘, α-피넨, β-피넨, 및 테레빈유와 같은 테르핀(terpene, iso-prenoid)계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 알코올기를 갖지 않는 제2 용매를 포함하는 실시예 1 내지 10의 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 사용한 경우에는 ΔＴ가 낮고, 잔막이 형성되지 않는 우수한 결과를 얻었다.
반면에, 제2 용매를 포함하지 않는 비교예 1 내지 3의 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 사용한 경우에는 ΔＴ가 1㎛를 넘어 경화 후에 크랙이 현저히 나타나는 문제가 발생하였고, 제1 용매를 포함하지 않는 비교예 4 내지 6의 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 사용한 경우에는 잔막의 존재가 확인되어 장비 오염이나 디바이스 특성에 손상을 시킬 가능성이 있는 것으로 확인되었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Claims (7)
- 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 용매; 및
테르핀(terpene, isoprenoid)계 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고, 알코올기를 갖지 않는 제2 용매를 포함하는 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 용매는,
프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 디-n-부틸에테르, 사이클로헥사논, n-부틸아세테이트, 메틸-i-부틸케톤(MIBK), 아니솔 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 용매는 p-멘탄(p-menthane), p-시멘(p-cymene), α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 테레빈유(turpentine oil) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 중량비는 1:99 내지 99:1인 것인 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 중량비는 5:95 내지 95:5인 것인 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액을 이용하여 형성된 절연막.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110092241A KR101400184B1 (ko) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110092241A KR101400184B1 (ko) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130028587A KR20130028587A (ko) | 2013-03-19 |
| KR101400184B1 true KR101400184B1 (ko) | 2014-05-27 |
Family
ID=48179059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110092241A KR101400184B1 (ko) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101400184B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101692757B1 (ko) * | 2013-04-18 | 2017-01-04 | 제일모직 주식회사 | 절연막용 린스액 및 절연막의 린스 방법 |
| KR101653336B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2016-09-01 | 제일모직주식회사 | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06336598A (ja) * | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Olympus Optical Co Ltd | 洗浄組成物 |
| US20080234163A1 (en) | 2001-12-27 | 2008-09-25 | Yasuo Shimizu | Solvent for treating polysilazane and method of treating polysilazane with the solvent |
| JP2010016046A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Yasuhara Chemical Co Ltd | ポリシラザン溶解用処理液、およびこれを用いた半導体装置の製造方法 |
| JP2010189635A (ja) | 2009-01-26 | 2010-09-02 | Kaken Tec Kk | 洗浄剤組成物用原液、洗浄剤組成物、および洗浄方法 |
-
2011
- 2011-09-09 KR KR1020110092241A patent/KR101400184B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06336598A (ja) * | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Olympus Optical Co Ltd | 洗浄組成物 |
| US20080234163A1 (en) | 2001-12-27 | 2008-09-25 | Yasuo Shimizu | Solvent for treating polysilazane and method of treating polysilazane with the solvent |
| JP2010016046A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Yasuhara Chemical Co Ltd | ポリシラザン溶解用処理液、およびこれを用いた半導体装置の製造方法 |
| JP2010189635A (ja) | 2009-01-26 | 2010-09-02 | Kaken Tec Kk | 洗浄剤組成物用原液、洗浄剤組成物、および洗浄方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130028587A (ko) | 2013-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4578993B2 (ja) | ポリシラザン処理溶剤およびこの溶剤を用いるポリシラザンの処理方法 | |
| KR101896483B1 (ko) | 웨이퍼 본딩 시스템 및 그의 본딩 및 디본딩 방법 | |
| JP3479648B2 (ja) | ポリシラザン処理溶剤およびこの溶剤を用いるポリシラザンの処理方法 | |
| KR101653336B1 (ko) | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 | |
| EP1035183A1 (en) | Coating fluid for forming low-permittivity silica-based coating film and substrate with low-permittivity coating film | |
| TWI586715B (zh) | 用於形成二氧化矽類層的組成物、二氧化矽類層及電子裝置 | |
| TW593463B (en) | Process for forming a dielectric film, polymeric solution and microelectronic device formed thereby | |
| TWI570175B (zh) | 黏著促進劑 | |
| TW200914522A (en) | Spin-on protective coatings for wet-etch processing of microelectronic substrates | |
| KR101400184B1 (ko) | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 | |
| KR101178215B1 (ko) | 폴리실라잔 처리 용제 및 이를 이용한 폴리실라잔 처리 방법 | |
| JP4718584B2 (ja) | ポリシラザン溶解用処理液、およびこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
| KR20140125203A (ko) | 절연막용 린스액 및 절연막의 린스 방법 | |
| CN109786223B (zh) | 间隙填充方法 | |
| TWI309757B (en) | Thinner composition for removing photosensitive resin | |
| JP6797514B2 (ja) | シリカ薄膜形成用リンス液、これを用いたシリカ前駆体薄膜およびシリカ薄膜の製造方法、ならびにこれらを用いて製造されるシリカ薄膜前駆体およびシリカ薄膜 | |
| KR101367252B1 (ko) | 수소화폴리실록사잔 박막용 린스액 및 이를 이용한 수소화폴리실록사잔 박막의 패턴 형성 방법 | |
| JP6207995B2 (ja) | ポリシラザンの処理用溶剤およびこれを用いたポリシラザンの処理方法 | |
| JP4344903B2 (ja) | 半導体素子用の層間絶縁膜形成用材料 | |
| JP2010189569A (ja) | 多孔質膜 | |
| KR101879414B1 (ko) | 실리카 박막용 린스액, 실리카 박막의 제조방법, 및 실리카 박막 | |
| JPWO2013111241A1 (ja) | ポリイミド前駆体及びそれを用いた樹脂組成物 | |
| JP2014203858A (ja) | ポリシラザンの処理用溶剤およびこれを用いたポリシラザンの処理方法 | |
| WO2011078446A1 (en) | Polysilazane treating solvent and method for treating polysilazane using the same | |
| KR20160036328A (ko) | 실리카 박막용 린스액, 및 이를 이용하여 제조된 실리카 박막 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170424 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180503 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190502 Year of fee payment: 6 |