TW201621480A - 除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種於抗蝕劑等的剝離或除去時,可根據要求抑制鋁等電極材料的損傷的除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。另外,提供一種亦可應用於彩色濾光片材料等的永久膜或TSV製成用的抗蝕劑及殘渣的剝離或除去的除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。一種除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法,所述除去液除去抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且含有具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物及有機溶媒。

Description

除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法
本發明是有關於一種除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。
於半導體元件的製造步驟中,包括微影步驟、蝕刻步驟、離子植入步驟等多種步驟。其中,於各步驟結束後、或轉移至下一步驟前,包括對有機物進行處理的步驟。例如實施將殘存於基板表面的抗蝕劑剝離×除去的處理。作為有機殘渣或殘存抗蝕劑的剝離液,例如可採用濃硫酸與過氧化氫的混合溶液(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture,SPM)或銨與過氧化氫的混合溶液(Ammonia-peroxide mixture,APM)等(參照專利文獻1~專利文獻3)。作為與此種強酸×強鹼不同的剝離液,存在揭示有使用胺、有機溶媒以及共溶媒的剝離液的例子(參照專利文獻4)。另外,揭示有調配氫氧化鉀及/或氫氧化鈉、水溶性有機溶劑以及第9族或第11族的金屬的防蝕劑而成的清洗劑(參照專利文獻5)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-268308號公報 [專利文獻2]日本專利特開2005-189660號公報 [專利文獻3]日本專利特開2012-049391號公報 [專利文獻4]日本專利特表2013-500503號公報 [專利文獻5]日本專利特開2007-119783號公報
[發明所欲解決之課題]
除所述半導體基板的加工所需要的抗蝕劑的除去以外,亦存在將樹脂的永久膜形成於半導體基板上後,將所述樹脂的永久膜除去的需求。例如,於固體攝像元件或圖像顯示元件的製造中,有時於半導體基板上形成經微細加工的彩色濾光片或透明絕緣膜、樹脂製的透鏡。於所述一部分中存在製造上的缺損等的情況下,考慮自基板整體沖洗該些的樹脂並進行再生而重新加工。 或者,於Si貫通電極(Through-silicon via,以下簡稱為「TSV」)的加工中,有時於其蝕刻後除去抗蝕劑。此時,於TSV中,並非單單除去抗蝕劑即可,有時會殘留進入至開口部狹小且具有深度的通孔的抗蝕劑殘渣或蝕刻殘渣(以下亦有時將源自該些抗蝕劑的殘渣簡稱為「殘渣」)。因此,理想的是:基板表面的抗蝕劑的除去自不必說,通孔內的殘渣亦確實地除去。 另一方面,於抗蝕劑等的剝離或除去時,多存在形成於半導體基板的電極材料等露出的情況。若有可能,理想的是並不使此種電極材料等腐蝕地優先剝離抗蝕劑。
本發明的目的在於提供一種應用於各種抗蝕劑及殘渣的至少一種(以下稱為抗蝕劑等)的除去的除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。目的在於提供一種於所述抗蝕劑等的剝離或除去時,可根據要求抑制鋁等電極材料的損傷的除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。進而,目的在於提供一種視需要亦可應用於彩色濾光片材料等的永久膜或TSV製成用的抗蝕劑及殘渣的剝離或除去的除去液、使用其的除去方法以及半導體基板製品的製造方法。 [解決課題之手段]
所述課題藉由以下手段而得以解決。 (1)一種除去液,其除去抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且 含有具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物及有機溶媒。 (2)如(1)所述的除去液,其中所述環狀化合物為芳香族雜環化合物。 (3)如(1)或(2)所述的除去液,其中所述環狀化合物為四唑-5-乙酸、苯并三唑-5-羧酸、咪唑-4,5-二羧酸或3-胺基-1,2,4-三唑-5-羧酸。 (4)如(1)至(3)中任一項所述的除去液,其中所述四級銨化合物為氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨或所述兩者的組合。 (5)如(1)至(4)中任一項所述的除去液,其中所述有機溶媒為極性非質子性的有機溶媒。 (6)如(1)至(5)中任一項所述的除去液,其中所述有機溶媒為二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)。 (7)如(1)至(6)中任一項所述的除去液,其中所述有機溶媒的含有率為70質量%以上且99.5質量%以下。 (8)如(1)至(7)中任一項所述的除去液,其含有烷氧基矽烷化合物。 (9)如(1)至(8)中任一項所述的除去液,其含有水。 (10)一種除去液,其除去抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且 含有二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。 (11)如(10)所述的除去液,其含有80質量%以上且99質量%以下的所述二甲基亞碸,並以合計計含有0.1質量%以上且10質量%以下的所述氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。 (12)如(10)或(11)所述的除去液,其含有水,且所述水的含有率為0.1質量%以上且10質量%以下。 (13)如(10)至(12)中任一項所述的除去液,其中氫氧化四丁基銨的含有率除以氫氧化四甲基銨的含有率所得的值為5以上。 (14)如(1)至(13)中任一項所述的除去液,其中所述抗蝕劑為樹脂製的永久膜。 (15)如(1)至(13)中任一項所述的除去液,其中所述抗蝕劑為TSV製成用的抗蝕劑。 (16)一種除去方法,其將除去液應用於抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種而除去所述抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且所述除去液含有下述成分(I)或成分(II), (I)具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物及有機溶媒 (II)二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。 (17)如(16)所述的除去方法,其中所述抗蝕劑為包含鹼可溶性樹脂、聚合性化合物、聚合起始劑及著色劑的著色硬化性樹脂組成物的硬化物。 (18)如(16)或(17)所述的除去方法,其中於40℃以上且100℃以下將除去液應用於抗蝕劑。 (19)如(16)至(18)中任一項所述的除去方法,其中所述環狀化合物為芳香族雜環化合物。 (20)一種半導體基板製品的製造方法,其經由如(16)至(19)中任一項所述的除去方法而製造半導體基板製品。
於本說明書中的基(原子群)的表述中,未記載經取代及未經取代的表述於不損及本發明的效果的範圍內包含不具有取代基的基(原子群),並且亦包含具有取代基的基(原子群)。例如,所謂「烷基」,不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),亦包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。該情況對於各化合物而言為相同含義。 另外,所謂本說明書中的「放射線」,例如是指水銀燈的明線光譜、以凖分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線(EUV(Extreme Ultraviolet)光)、X射線、電子束等。另外,於本發明中,所謂光是指光化射線或放射線。所謂本說明書中的「曝光」,只要事先無特別說明,則不僅包含利用水銀燈、以凖分子雷射為代表的遠紫外線、X射線、EUV光等進行的曝光,利用電子束、離子束等粒子束進行的描繪亦包含於曝光中。 另外,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的兩者或任一者,「(甲基)丙烯酸」表示丙烯酸及甲基丙烯酸的兩者或任一者,「(甲基)丙烯醯基」表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基的兩者或任一者。 另外,於本說明書中,「單量體」與「單體(monomer)」為相同含義。本說明書中的單量體與寡聚物及聚合物不同,只要事先無特別說明,則是指分子量為2,000以下的化合物。於本說明書中,所謂聚合性化合物是指具有聚合性官能基的化合物,可為單量體,亦可為聚合物。所謂聚合性官能基是指參與聚合反應的基。 於本說明書中,重量平均分子量及數量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)而求出。 於本說明書中,化學式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Pr表示丙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。 [發明的效果]
本發明的除去液適合於各種抗蝕劑等的除去且發揮優異的抗蝕劑等的剝離×除去性。於所述抗蝕劑等的剝離×除去時,可根據要求抑制鋁等電極材料的損傷。進而,視需要亦可應用於彩色濾光片材料等的永久膜或TSV製成用的抗蝕劑或殘渣的剝離或除去,而發揮該優異的特性。 於本發明的除去方法以及半導體基板製品的製造方法中,使用所述除去液,而發揮源自所述除去液的所述優異的效果。 本發明的所述及其他特徵以及優點可參照適當隨附的圖式並根據下述的記載而更加明瞭。
本發明的除去液含有四級銨化合物及有機溶媒。於其第一實施形態中,進而含有具有羧基或其鹽的環狀化合物。於第二實施形態中含有二甲基亞碸作為有機溶媒。以下,以本發明的較佳實施形態為中心對本發明進行詳細說明。 再者,以下,「羧基的鹽」包含於「含有羧基的鹽的基」中。
<除去液> (四級銨化合物) 本發明的第一實施形態中所使用的四級銨化合物並無特別限定,較佳為四級銨的氫氧化物。作為氫氧化四級銨,可列舉氫氧化四甲基銨(Tetramethyl Ammonium Hydroxide,TMAH)、氫氧化四乙基銨(Tetraethyl Ammonium Hydroxide,TEAH)、氫氧化四丙基銨(Tetrapropyl Ammonium Hydroxide,TPAH)、氫氧化四丁基銨(Tetrabutyl Ammonium Hydroxide,TBAH)、氫氧化三甲基羥基乙基銨(膽鹼)、氫氧化甲基三(羥基乙基)銨、氫氧化四(羥基乙基)銨、氫氧化苄基三甲基銨(Benzyl Trimethyl Ammonium Hydroxide,BTMAH)等。該些之中更佳為TMAH、TEAH、TPAH、TBAH、膽鹼,尤佳為TMAH、TBAH。就去除相對離子後的碳數而言,較佳為碳數4~36的氫氧化四級銨化合物,更佳為碳數4~24的氫氧化四級銨化合物。
四級銨化合物的相對離子(陰離子)並無特別限定,可為如上所述的氫氧化物離子,可於不損及本發明的效果的範圍內適當選定並加以組合。例如亦可將四級銨的鹵化物(氯化物、氟化物、溴化物)或羧酸、磷酸、硫酸、膦酸、硝酸等的各種酸根陰離子設為相對離子。或者,亦可列舉具有所述酸作為官能基的化合物的陰離子。此外,亦可將後述的具有羧基或其鹽的特定環狀化合物設為相對離子。
於本發明的第一實施形態中,四級銨化合物的含有率較佳為於除去液中含有0.1質量%以上,更佳為0.5質量%以上,進而佳為1質量%以上,尤佳為2質量%以上。上限尤佳為含有20質量%以下,更佳為15質量%以下,進而佳為10質量%以下,尤佳為5質量%以下。其中,於使用TMAH的除去液中,較佳為細微地調節TMAH的含有率,其下限較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,尤佳為0.1質量%以上。上限較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下,進而佳為2質量%以下,進而更佳為1質量%以下,尤佳為0.5質量%以下。藉由將四級銨化合物的含有率設為所述範圍,可兼顧較佳的抗蝕劑等的剝離×除去性與電極材料(鋁等)的保護性,因此較佳。於第一實施形態中,可單獨使用四級銨化合物,亦可組合使用兩種以上。
於本發明的第二實施形態中,使用氫氧化四甲基銨(TMAH)與氫氧化四丁基銨(TBAH)作為四級銨化合物。並不妨礙使用除此之外的四級銨化合物,但於本實施形態中較佳為僅使用所述兩種作為四級銨化合物。
關於TMAH與TBAH的合計的含有率,於除去液中的較佳範圍與所述第一實施形態相同。TMAH與TBAH的比率較佳為以TBAH的量除以TMAH的量所得的值(TBAH/TMAH)計為3以上,更佳為5以上,進而佳為8以上,尤佳為10以上。上限較佳為100以下,更佳為50以下,進而佳為30以下,進而更佳為20以下,尤佳為15以下。再者,關於TMAH與TBAH的比率,於所述第一實施形態中較佳的範圍亦為相同含義。藉由將TMAH與TBAH設定為所述比率,可一邊維持高的抗蝕劑等的剝離×除去效果一邊發揮尤其良好的電極材料(鋁等)的損傷的防止性。該理由雖未確定,但可預測為該些化合物所具有的親水性×疏水性的平衡得以較佳化,從而於電極材料(鋁等)的表面形成有效的保護膜。
(有機溶媒) 本發明的第一實施形態中所應用的有機溶媒並無特別限定,較佳為極性非質子性溶媒。作為此種有機溶媒,可列舉鹵化烴化合物、醇化合物、醚化合物、酯化合物、酮化合物、腈化合物、醯胺化合物、亞碸化合物等。以下例示具代表性者,其中較佳為包含亞碸化合物的有機溶媒,尤佳為二甲基亞碸。再者,於本發明的第二實施形態中,使用二甲基亞碸作為有機溶媒。 ×醇化合物 甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、1,6-己二醇、環己二醇、山梨糖醇、木糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等 ×醚化合物(包括含有羥基的醚化合物) 二甲醚、二乙醚、二異丙醚、二丁醚、第三丁基甲醚、環己基甲醚、苯甲醚、四氫呋喃、烷二醇烷基醚(乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚等)等 ×酯化合物 乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸-2-(1-甲氧基)丙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等 ×酮化合物 丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、2-庚酮等 ×腈化合物 乙腈等 ×醯胺化合物 N,N-二甲基甲醯胺、1-甲基-2-吡咯啶酮(1-methyl-2-pyrrolidone)、2-吡咯啶酮(2-pyrrolidinone)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、ε-己內醯胺、甲醯胺、N-甲基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺、六甲基磷醯三胺等 ×亞碸化合物 二甲基亞碸等
除去液中的有機溶媒的含有率較佳為70質量%以上,更佳為80質量%以上,尤佳為含有90質量%以上。上限較佳為99.8質量%以下,更佳為99.5質量%以下,進而佳為99質量%以下,進而更佳為98質量%以下,尤佳為97質量%以下。藉由將有機溶媒設為所述範圍,可一邊維持電極材料(鋁等)的保護性一邊發揮抗蝕劑等的高的除去性,因此較佳。所述有機溶媒可僅使用一種,亦可併用兩種以上。於併用兩種以上的情況下,其併用比例並無特別限定,較佳為合計使用量以兩種以上的總和計成為所述濃度範圍。
(特定環狀化合物) 於本發明的第一實施形態中,使用具有羧基或其鹽的環狀化合物(以下有時稱為特定環狀化合物)。特定環狀化合物的環狀結構部可為雜環亦可為烴環。或者可為芳香族環,亦可為非芳香族環(脂肪族環)。其中,特定環狀化合物較佳為具有羧基或其鹽且包含雜環的化合物(以下有時稱為特定雜環化合物)。於特定環狀化合物包含雜環時,形成其母核的雜環化合物可為脂肪族雜環化合物亦可為芳香族雜環化合物,較佳為芳香族雜環化合物。雜環化合物較佳為具有5員環~7員環的骨架的化合物,更佳為具有5員環或6員環的骨架的化合物。因此,尤佳為5員環或6員環的芳香族雜環化合物。此時,雜環化合物可為單環,亦可為多環。因此,具有5員環或6員環的骨架的化合物進而亦可為伴有苯環等的多環結構,該些多環化合物亦包含於具有5員環或6員環的骨架的化合物中。具體而言,吲哚或咔唑、嘌呤等亦包含於此。
其中,形成所述特定雜環化合物的母核的雜環化合物較佳為5員的唑化合物。作為5員的唑化合物,可列舉吡咯、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、吡唑、咪唑、四唑。
其中,特定雜環化合物較佳為下述式(1)~式(6)的任一者所表示的化合物。
[化1]
R11 、R12 、R21 、R22 、R31 、R41 、R42 、R43 、R51 、R52 、R53 、R54 、R61 、R62 、R63 分別獨立地為氫原子、烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、烯基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、炔基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、芳基(較佳為碳數6~22,更佳為6~14,尤佳為6~10)、芳烷基(較佳為碳數7~23,更佳為7~15,尤佳為7~11)、含有羧基或其鹽的基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、或者含有胺基(較佳為碳數0~6,更佳為0~3)或其鹽的基(銨基)。於含有羧基或其鹽的基或者含有胺基或其鹽的基具有連結基時,該連結基較佳為伸烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、伸烯基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、O、CO、NRN 、S或其組合的基。構成連結基的原子數於去除氫原子後較佳為1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3。連結基的連結原子數較佳為6以下,更佳為3以下。下限為1以上。所謂所述連結原子數是指位於連接規定的結構部間的路徑上且參與連結的最少的原子數。例如,於-CH2 -C(=O)-O-的情況下,構成連結基的原子數為6,連結原子數為3。再者,將此處所定義的連結基稱為連結基L。
於R11 、R12 、R21 、R22 、R31 、R41 、R42 、R43 、R51 、R52 、R53 、R54 、R61 、R62 、R63 為氫原子、羧基或胺基以外的基時,可具有任意的取代基T。作為任意的取代基T,可列舉羧基、胺基(較佳為碳數0~6,更佳為0~3)、羥基等。所述連結基L中,關於O、S、CO以外的連結基亦可同樣地具有取代基T。
RN 為氫原子、烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、烯基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、炔基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、芳基(較佳為碳數6~22,更佳為6~14,尤佳為6~10)、芳烷基(較佳為碳數7~23,更佳為7~15,尤佳為7~11)。RN 亦可具有所述任意的取代基T。
式(1)~式(6)的任一者所表示的化合物於分子內具有一個以上的羧基或其鹽。其上限為各化合物中可於分子內進行取代的個數,分子內的羧基或其鹽的個數較佳為1個~4個,更佳為一個或兩個。若對各式進行具體表示則如下所述。 式(1)中,R11 、R12 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R11 及R12 的任一者為含有羧基或其鹽的基。 式(2)中,R21 、R22 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R21 及R22 的任一者為含有羧基或其鹽的基。 式(3)中,R31 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R31 為含有羧基或其鹽的基。 式(4)中,R41 、R42 、R43 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R41 、R42 及R43 的任一者為含有羧基或其鹽的基。 式(5)中,R51 、R52 、R53 、R54 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R51 、R52 、R53 及R54 的任一者為含有羧基或其鹽的基。 式(6)中,R61 、R62 、R63 及RN 的任一者為含有羧基或其鹽的基。其中,較佳為R61 、R62 及R63 的任一者為含有羧基或其鹽的基。
R11 與R12 、R12 與RN 、R22 與RN 、R41 與RN 、R41 與R42 、R42 與R43 、R51 與RN 、R51 與R52 、R52 與R53 、R53 與R54 、R54 與RN 、R61 與RN 、R61 與R62 、R63 與RN 可相互連接而形成環。所形成的環較佳為5員環或6員環。具體而言,可列舉苯環、環己烷環、環戊烷環、環丁烷環、環丙烷環等。進而於所形成的環上,R11 的選擇項中的基可任意地進行取代。
以下預先示出所述式(1)、式(4)、式(5)及式(6)的任一者所表示的化合物伴有苯環而成的多環的例子。式中,以相同的符號表示的取代基具有相同的含義。
[化2]
R17 、R47 、R57 、R58 、R67 分別為具有與R11 相同的選擇項的基。n為0~4的整數。此時,各式的化合物於分子內具有一個以上的羧基或其鹽。其上限為各化合物中可於分子內進行取代的個數,羧基或其鹽的個數較佳為1個~4個,更佳為一個或兩個。其中,關於式(1a),較佳為R17 中的至少一個為羧基或其鹽。關於式(4a),較佳為R47 及R41 中的至少一個為羧基或其鹽。關於式(5a),較佳為R57 、R51 及R52 中的至少一個為羧基或其鹽。關於式(5b),較佳為R51 、R54 及R58 中的至少一個為羧基或其鹽。關於式(6a),較佳為R63 及R67 中的至少一個為羧基或其鹽。
作為特定環狀化合物的具體例,可列舉四唑-5-乙酸、苯并三唑-5-羧酸、咪唑-4,5-二羧酸或3-胺基-1,2,4-三唑-5-羧酸等。
於除去液中,特定環狀化合物的含有率的下限較佳為0.001質量%以上,更佳為0.005質量%以上,尤佳為0.01質量%以上。上限較佳為5質量%以下,更佳為1質量%以下,尤佳為0.5質量%以下。藉由於所述範圍內將特定環狀化合物應用於除去液,可達成充分的抗蝕劑等的除去×剝離性且可有效地防止Al等電極材料的腐蝕,就此方面而言較佳。特定環狀化合物可單獨使用,亦可組合使用兩種以上。
(水) 本發明的除去液中亦可含有水。所應用的水並無特別限定,可為於不損及本發明的效果的範圍內包含溶解成分的水性介質。或者亦可包含不可避免的微量混合成分。其中,較佳為蒸餾水或離子交換水、或者超純水等實施了淨化處理的水,尤佳為使用半導體製造中所使用的超純水。於除去液中,水的量較佳為10質量%以下,更佳為8質量%以下,進而佳為5質量%以下,尤佳為3質量%以下。下限值較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,進而佳為0.1質量%以上,尤佳為0.4質量%以上。於本發明中,較佳為實質上不含有水,但以所述下限值以上含有較佳。這是因為因水的存在而電極的腐蝕性提高,因此較佳為降低其濃度,但為了有效地發揮四級銨化合物所具有的抗蝕劑等的除去×剝離性,較佳為包含微量。
(矽烷化合物) 本發明的除去液亦可含有矽烷化合物。矽烷化合物廣義上是指於化合物中具有矽原子的化合物。矽烷化合物的分子量較佳為80以上,更佳為100以上。上限較佳為1000以下,更佳為500以下。矽烷化合物較佳為於分子中具有烷氧基的烷氧基矽烷化合物。其中,更佳為下述式(S1)所表示的化合物。
(R1 )a Si(OR2 )4-a (S1)   R1 及R2 分別獨立地表示氫原子或烴基。烴基較佳為烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、烯基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、炔基(較佳為碳數2~12,更佳為2~6)、芳基(較佳為碳數6~22,更佳為6~14,尤佳為6~10)、芳烷基(較佳為碳數7~23,更佳為7~15,尤佳為7~11),更佳為烷基、芳基或烯基。 a為0、1或2。
於除去液中,矽烷化合物的含有率的下限較佳為0.001質量%以上,更佳為0.005質量%以上,尤佳為0.01質量%以上。上限較佳為5質量%以下,更佳為1質量%以下,尤佳為0.5質量%以下。藉由於所述範圍內將矽烷化合物應用於除去液,可達成充分的抗蝕劑等的除去×剝離性且可有效地防止Al等電極材料的腐蝕,就此方面而言較佳。矽烷化合物可單獨使用,亦可組合使用兩種以上。
(其他添加劑) 並不妨礙於發揮本發明的效果的範圍內使本發明的除去液含有其他添加劑。例如可適當添加pH調整劑或界面活性劑、消泡劑、所述特定環狀化合物以外的有機酸等。
作為本發明的除去液的實施形態,較佳為(Ia)實質上僅包含具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物、有機溶媒及水,或(Ib)實質上僅包含具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物、有機溶媒、矽烷化合物及水。或者較佳為(IIa)實質上僅包含二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨及水,或(IIa)實質上僅包含二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨、矽烷化合物及水。此處,所謂「實質上」是指可於發揮本發明的效果的範圍內含有不可避免的雜質或微量混合物。
<容器> 本發明的除去液(無論是否為套組)只要耐腐蝕性等不成問題,則可填充至任意的容器中並進行保管、搬運以及使用。另外,較佳為面向半導體用途而容器的清潔度高,雜質的溶出少。可使用的容器可列舉愛賽璐化學(Aicello Chemical)(股)製造的「清潔瓶(Clean Bottle)(商品名)」系列、兒玉(Kodama)樹脂工業(股)製造的「潔淨瓶(Pure Bottle)(商品名)」等,但並不限定於該些容器。該容器或其收容部的內壁較佳為由與選自由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂及聚乙烯-聚丙烯樹脂所組成的群組中的一種以上的樹脂不同的樹脂、或實施了防鏽×金屬溶出防止處理的金屬形成。關於此種容器的保存,其較佳實施形態與後述的抗蝕劑的保存相同。
<過濾> 為了除去異物或減少缺陷等,較佳為利用過濾器對本發明的除去液進行過濾。若為先前用於過濾用途等的過濾器,則可並無特別限定地使用。例如可列舉利用聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂、聚乙烯、聚丙烯(Polypropylene,PP)等聚烯烴樹脂(高密度、包含超高分子量)等的過濾器。該些原材料中,較佳為聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龍。 過濾器的孔徑合適的是0.1 μm~7.0 μm左右,較佳為0.2 μm~2.5 μm左右,更佳為0.2 μm~1.5 μm左右,進而佳為0.3 μm~0.7 μm。藉由設為所述範圍,可抑制過濾堵塞且可確實地除去除去液中所含的雜質或凝聚物等微細的異物。 於使用過濾器時,亦可將不同的過濾器加以組合。此時,利用第1過濾器的過濾可僅進行一次,亦可進行兩次以上。於組合不同的過濾器來進行兩次以上的過濾的情況下,較佳為第二次以後的過濾的孔徑與第一次的過濾的孔徑相同,或大於第一次的過濾的孔徑。另外,亦可於所述範圍內將不同孔徑的第1過濾器加以組合。此處的孔徑可參照過濾器生產商的標稱值。作為市售的過濾器,例如可自日本頗爾(Pall)股份有限公司、愛多邦得科東洋(Advantec Toyo)股份有限公司、日本應特格(Entegris)股份有限公司(原日本密科理(Mykrolis)股份有限公司)或北澤微濾器(Kitz Microfilter)股份有限公司等提供的各種過濾器中進行選擇。 第2過濾器可使用藉由與所述第1過濾器相同的材料等所形成的過濾器。第2過濾器的孔徑合適的是0.2 μm~10.0 μm左右,較佳為0.2 μm~7.0 μm左右,進而佳為0.3 μm~6.0 μm左右。藉由設為所述範圍,可於使混合液中所含的成分粒子殘存的狀態下除去除去液中混入的異物。 例如,亦可於利用第1過濾器進行過濾後,於除去液中混合其他成分,之後進行第2過濾。
<金屬濃度等> 本發明的除去液較佳為可包含的金屬(Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni及Zn的金屬元素)的濃度均為5 ppm以下。關於此種金屬濃度的降低,其較佳實施形態與後述的抗蝕劑(著色硬化性樹脂組成物)相同。另外,於除去液或抗蝕劑中,平均粒徑為0.5 μm以上的粗大粒子(顆粒(particle))數較佳為處於100個/cm3 以下的範圍,較佳為處於50個/cm3 以下的範圍。
<除去方法> 除去液的應用方法並無特別限定,較佳為使除去液於流路中流通,自噴出口噴出或噴射除去液而使其與半導體基板接觸。若以具體例進行說明,則可從導入口導入所製備的除去液,使其移行至噴出口並自噴出口進行噴射,從而應用於處理容器(處理槽)內的半導體基板的上表面。於所述實施形態中,使除去液經由流路而移行至噴出口。流路示出用以再利用化學藥液的歸還路徑。半導體基板處於旋轉台上,且較佳為藉由旋轉驅動部而與旋轉台一同旋轉。
於本發明中,較佳為使用單片式裝置。具體而言,單片式裝置較佳為如下所述的裝置:具有處理槽,且在該處理槽中搬送所述半導體基板或使其旋轉,向所述處理槽內賦予(噴出、噴射、流下、滴加等)上除去液,從而使所述除去液與半導體基板接觸。作為單片式裝置的優點,可列舉(i)可始終供給新鮮的除去液,因此再現性良好;(ii)面內的均勻處理性高等。單片式裝置較佳為於其處理槽中具備噴嘴,且較佳為使該噴嘴沿半導體基板的面方向擺動而將除去液噴出至半導體基板的方法。藉由所述方式,可防止液的劣化而較佳。
處理溫度較佳為40℃以上,更佳為50℃以上,尤佳為60℃以上。上限較佳為100℃以下,更佳為90℃以下。 再者,處理溫度是於單片式裝置中藉由以下條件測定。將堀場製作所股份有限公司製造的放射溫度計IT-550F(商品名)固定於所述單片式裝置內的晶圓上方30 cm的高度。使溫度計面向自晶圓中心向外側2 cm的晶圓表面上方,一邊使化學藥液流動一邊測量溫度。溫度是自放射溫度計以數位形式輸出,並由個人電腦連續地記錄。將其中溫度穩定的10秒內的溫度的平均值設為晶圓上的溫度。可保持保存溫度或以批次處理進行管理時其儲罐內的溫度直至於規定時間(例如1分鐘)內穩定而加以設定。以循環系統進行管理時,亦可以循環流路內的溫度進行保持直至於規定時間(例如1分鐘)內穩定而加以設定。
單片式的情況下的除去液的供給速度並無特別限定,較佳為設為0.05 L/min~5 L/min,更佳為設為0.1 L/min~3 L/min。藉由設為所述範圍,可更良好地確保處理的面內均勻性,另一方面可於連續處理時確保穩定的性能而較佳。當使半導體基板旋轉時,雖亦取決於其大小等,但就與所述相同的觀點而言,較佳為以50 rpm~1000 rpm使其旋轉。噴出口(噴嘴)的移動速度並無特別限定,但較佳為0.1 cm/s以上,更佳為1 cm/s以上。另一方面,其上限較佳為30 cm/s以下,更佳為15 cm/s以下。移動軌跡線可為直線,亦可為曲線(例如圓弧狀)。於任一情況下,移動速度均可根據實際的軌跡線的距離與所述移動所花費的時間來計算。一片基板的處理所需要的時間較佳為10秒~200秒的範圍。
<抗蝕劑> (圖案化用的抗蝕劑) 由本發明的除去液剝離的抗蝕劑並無特別限定,可將通常的抗蝕劑材料用作對象。例如可列舉正型、負型以及正-負兩用型的光阻劑。正型抗蝕劑的具體例可列舉肉桂酸乙烯酯系、環化聚異丁烯系、偶氮-酚醛清漆樹脂系、重氮酮-酚醛清漆樹脂系等。另外,負型抗蝕劑的具體例可列舉疊氮-環化聚異丁烯系、疊氮-酚樹脂系、氯甲基聚苯乙烯系等。進而,正-負兩用型抗蝕劑的具體例可列舉聚(對丁氧基羰氧基苯乙烯)系等。作為正型抗蝕劑,可列舉包含酚醛清漆系樹脂及聚羥基苯乙烯系樹脂的至少一種樹脂的正型抗蝕劑。此外,作為抗蝕劑的例子,可參照日本專利5222804、日本專利5244740、日本專利5244933、日本專利5286236、日本專利5210755、日本專利5277128、日本專利5303604、日本專利5216892、日本專利5531139、日本專利5531078、日本專利5155803號的各公報中所揭示者而以引用形式併入本說明書中。
(彩色濾光片用的抗蝕劑) 本發明的除去液可應用於彩色濾光片或微透鏡、絕緣膜等組裝至各種元件中的樹脂製的永久膜而用於其剝離。於本說明書中,設為該些永久膜亦包含於「抗蝕劑」這一用語中。 作為彩色抗蝕劑,具體而言可較佳地使用富士軟片股份有限公司製造的RGB 5000系列/6000系列(商品名)、CMY 3000系列(商品名)。另外,可參照日本專利5274680、日本專利5283747、日本專利05334624、日本專利05339781、日本專利05340102、日本專利05344843、日本專利5355069、日本專利5367060、日本專利5371313、日本專利5371449、日本專利5374189、日本專利5398586、日本專利5448352、日本專利5448416號的各公報中所揭示者而以引用形式併入本說明書中。 以下,關於彩色濾光片的形成材料與形成方法,對其一實施形態的詳細內容進行說明。
本實施形態的彩色濾光片的各畫素可使下述著色硬化性樹脂組成物(以下有時亦簡稱為「組成物」)硬化而形成。作為著色硬化性樹脂組成物,可列舉含有鹼可溶性樹脂、聚合性化合物、聚合起始劑以及著色劑者。
×鹼可溶性樹脂 作為鹼可溶性樹脂,較佳為分子中具有至少一個促進鹼可溶性的基者。就耐熱性的觀點而言,較佳為聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂。就顯影性控制的觀點而言,較佳為丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂。作為促進鹼可溶性的基(以下亦稱為酸性基),例如可列舉羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等。較佳為可溶於溶媒且可利用弱鹼性水溶液顯影者,可列舉(甲基)丙烯酸作為尤佳者。該些酸性基可僅為一種,亦可為兩種以上。 作為鹼可溶性樹脂,較佳為於主鏈或者側鏈具有羧基的聚合物。具體而言,可列舉甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化馬來酸共聚物、酚醛清漆型樹脂等鹼可溶性酚樹脂等,以及於側鏈具有羧酸的酸性纖維素衍生物、使酸酐與具有羥基的聚合物加成而得者。尤其較佳的是(甲基)丙烯酸與可與其進行共聚合的其他單量體的共聚物。作為可與(甲基)丙烯酸進行共聚合的其他單量體,可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯基化合物等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯等,作為乙烯基化合物,可列舉苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸四氫糠酯、聚苯乙烯大分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體等,作為日本專利特開平10-300922號公報中記載的N位取代馬來醯亞胺單體,可列舉jN-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。 作為鹼可溶性樹脂,亦較佳為具有聚合性基。作為聚合性基,可例示乙烯性不飽和結合性基。具體而言,較佳為(甲基)丙烯醯基及乙烯基,進而佳為(甲基)丙烯醯基。丙烯酸系聚合物較佳為具有源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺的任一種以上的重複單元的乙烯基聚合物。
聚合性的鹼可溶性樹脂的合成可基於日本專利特開2003-262958號公報的段落編號0027~0057中記載的合成方法來進行。其中,較佳為利用該公報中的合成方法1)。作為該例示化合物,可參照所述日本專利特開2003-262958號公報的段落編號0058~0061中記載的化合物而倂入本說明書中。作為具有特定結構單元的鹼可溶性樹脂的具體的化合物例子,可列舉下述化合物(樹脂)。於下述化合物P-1中,MMA表示甲基丙烯酸甲酯成分,AA表示丙烯酸成分。
[化3]
鹼可溶性樹脂亦較佳為下述式的聚合物。
[化4]
LX1 表示單鍵或連結基。作為連結基的例子,可列舉所述連結基L。其中較佳為單鍵。 RX1 、RY1 為氫原子、甲基、乙基、丙基、或氰基,較佳為氫原子或甲基。 RA 為酸性基。其較佳者與所述為相同含義。 RY2 表示取代基,其中,較佳為烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、芳基(較佳為碳數6~22,更佳為6~14,尤佳為6~10)、芳烷基(較佳為碳數7~23,更佳為7~15,尤佳為7~11)。該些基可進而具有取代基,作為進一步的取代基,可列舉羥基、羧基等。 nx、ny為莫耳分率,nx+ny可未滿1(意指可具有其他重複單元),但較佳為1。nx的下限較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,尤佳為0.2以上。上限較佳為0.7以下,更佳為0.6以下,尤佳為0.5以下。ny的下限較佳為0.3以上,更佳為0.4以上,尤佳為0.6以上。上限較佳為0.9以下,更佳為0.8以下。
鹼可溶性樹脂較佳為於23℃下可溶於0.1質量%以上的濃度的氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液。更佳為可溶於1質量%以上的TMAH水溶液,進而佳為可溶於2質量%以上的TMAH水溶液。
作為鹼可溶性樹脂的酸價,較佳為30 mgKOH/g~200 mgKOH/g,進而佳為70 mgKOH/g~120 mgKOH/g。藉由設為此種範圍,可有效地減少未曝光部的顯影殘渣。 作為鹼可溶性樹脂的重量平均分子量(Mw),較佳為2,000~50,000,尤佳為7,000~20,000。 作為鹼可溶性樹脂的含有率,相對於組成物的總固體成分,較佳為10質量%~50質量%,更佳為15質量%~40質量%,尤佳為20質量%~35質量%。可溶性樹脂可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
×聚合性化合物 聚合性化合物只要為分子內具有聚合性基的化合物即可,其中較佳為具有乙烯性不飽和雙鍵的單體(以下有時稱為「特定單體」)。特定單體較佳為多官能的單體。特定單體可單獨使用一種,亦可倂用兩種以上。特定單體較佳為(甲基)丙烯酸酯單體。作為該些單體的具體的化合物,亦可於本實施形態中較佳地使用日本專利特開2009-288705號公報的段落編號0095~0108中所記載的化合物。特定單體進而較佳為下述式(MO-1)~式(MO-6)所表示者。
[化5]
式中,n分別為0~14,m分別為1~8。於一分子內存在多個的R、T及Z分別可相同,亦可不同。於T為氧伸烷基的情況下,碳原子側的末端鍵結於R。R中的至少一個為聚合性基。
n較佳為0~5,更佳為1~3。 m較佳為1~5,更佳為1~3。 作為所述式(MO-1)~式(MO-6)的任一者所表示的聚合性化合物的具體例,亦可於本實施形態中較佳地使用日本專利特開2007-269779號公報的段落編號0248~0251中所記載的化合物。
其中,作為聚合性化合物等,較佳為二季戊四醇三丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-330;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-320;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-310;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)DPHA;日本化藥股份有限公司製造)以及該些的(甲基)丙烯醯基介隔乙二醇、丙二醇殘基的結構、或二甘油環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改質(甲基)丙烯酸酯(市售品為M-460;東亞合成製造)(均為商品名)。亦可使用該些的寡聚物型。 聚合性化合物的分子量並無特別限定,但較佳為300以上且1500以下,更佳為400以上且700以下。 相對於組成物中的總固體成分,聚合性化合物的含有率較佳為1質量%~50質量%的範圍,更佳為3質量%~40質量%的範圍,進而佳為5質量%~30質量%的範圍。若為該範圍內,則硬化性良好且無需使折射率或透明性過度降低而較佳。聚合性化合物可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
×聚合起始劑 作為聚合起始劑,可為熱聚合起始劑,亦可為光聚合起始劑,但較佳為光聚合性起始劑。例如可列舉有機鹵素化合物、氧二唑化合物、羰基化合物、縮酮化合物、安息香化合物、吖啶化合物、有機過氧化化合物、偶氮化合物、香豆素化合物、疊氮化合物、茂金屬化合物、六芳基聯咪唑化合物、有機硼酸化合物、二磺酸化合物、肟化合物、鎓鹽化合物、羥基苯乙酮化合物、胺基苯乙酮化合物、醯基氧化膦化合物、三鹵代甲基三嗪化合物、苄基二甲基縮酮化合物、a-羥基酮化合物、a-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、三烯丙基咪唑二聚物、鎓類化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、環戊二烯-苯-鐵錯合物化合物、鹵代甲基噁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物、a-胺基苯烷基酮化合物、苯甲酸酯化合物。 作為該些的具體例,可參考日本專利特開2010-106268號公報段落[0135](對應的美國專利申請公開第2011/0124824號說明書的[0163])以後的記載,將該些內容組入本申請案說明書中。
較佳為於本發明中使用肟化合物。其中,可較佳地使用豔佳固(IRGACURE)OXE01(下式)、豔佳固(IRGACURE)OXE02(下式)等市售品(均為商品名,巴斯夫(BASF)公司製造)。另外,亦較佳為下述化學式(A)所表示的NCl-831(商品名 艾迪科(ADEKA)公司製造)及下述化學式(B)所表示的化合物。該些肟化合物亦可倂用兩種以上。
[化6]
[化7]
聚合起始劑於組成物的固體成分中較佳為0.1質量%~20質量%的範圍,更佳為0.5質量%~10質量%的範圍,尤佳為1質量%~8質量%的範圍。聚合起始劑亦可視需要組合使用兩種以上。
·著色劑 著色劑並無特別限定,可使用多種染料或顏料。例如,亦可使用形成彩色濾光片的彩色畫素的紅色、洋紅色、黃色、藍色、青色及綠色等彩色系的著色劑(彩色著色劑)以及黑色矩陣形成用途中所通常使用的黑色系的著色劑(黑色著色劑)的任一者。本實施形態中,較佳為著色劑為選自紅色、洋紅色、黃色、藍色、青色及綠色中的至少一種。 作為無機顏料,可列舉金屬氧化物、金屬錯鹽等所表示的金屬化合物,具體而言可列舉鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻、銀等的金屬氧化物以及所述金屬的複合氧化物。亦可使用鈦的氮化物、銀錫化合物、銀化合物等。 作為有機顏料,可列舉苝顏料、紫環酮顏料、喹吖啶酮顏料、喹吖啶酮醌顏料、蒽醌顏料、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)顏料、苯并咪唑酮顏料、雙偶氮顏料、偶氮顏料、陰丹士林顏料、酞菁顏料、三芳基碳鎓顏料、二噁嗪顏料、胺基蒽醌顏料、二酮吡咯并吡咯顏料、靛藍顏料、硫靛藍顏料、異吲哚啉顏料、異吲哚啉酮顏料、皮蒽酮(pyranthrone)顏料、或者異紫蒽酮顏料。 作為染料,例如可使用三芳基甲烷系、吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三苯基甲烷系、蒽醌系、蒽并吡啶酮(anthrapyridone)系、亞苄基系、氧雜菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻嗪系、偶氮次甲基系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、氧雜蒽系、酞菁系、苯并哌喃系、靛藍系、吡咯亞甲基系等染料。另外,亦可使用該些染料的多聚物。
作為彩色著色劑的例子,可列舉以下者。然而本發明並不限定於該些例子。 顏色索引(Color Index,C.I.)顏料黃1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等 C.I. 顏料橙2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73等 C.I. 顏料紅1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279 C.I. 顏料綠7、10、36、37、58、59 C.I. 顏料紫1、19、23、27、32、37、42 C.I. 顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80 該些彩色著色劑可單獨使用,或者為了提高色純度而將多種組合使用。 作為黑色著色劑的例子,可使用各種公知的黑色顏料。尤其就可以少量實現高光學濃度的觀點而言,較佳為碳黑、鈦黑、氧化鈦、氧化鐵、氧化錳、石墨等,其中,較佳為包含碳黑、鈦黑中的至少一種,尤其就與曝光的硬化效率相關的起始劑於光吸收波長區域的吸收少的觀點而言,較佳為鈦黑。作為碳黑的具體例,可列舉作為市售品的C.I. 顏料黑1等有機顏料、C.I. 顏料黑7等無機顏料,但並不限定於該些具體例。另外,黑色著色劑可單獨使用,亦可倂用兩種以上。再者,亦可與彩色著色劑倂用。
於所述著色劑為粒子狀的情況下,其平均一次粒徑較佳為5 nm以上、尤佳為30 nm以上。上限較佳為1 μm以下,更佳為500 nm以下,尤佳為100 nm以下。 只要事先無特別說明,則本說明書中所謂的「平均粒徑」是指關於一次粒子聚合而成的二次粒子的平均粒徑。所述粒徑的測定是使用動態光散射式粒徑分佈測定裝置(日機裝製造的奈米追蹤(Nanotrac)Wave-EX150[商品名]、堀場製作所股份有限公司製造的LB-500[商品名])進行。順序如下所述。將試樣分散物分裝至20 ml樣品瓶中,藉由不溶性的溶媒(例如水)以固體成分濃度成為0.2質量%的方式進行稀釋。於溫度25℃下使用2 ml的測定用石英單元進行50次資料導入,將所得的「數平均」設為平均粒徑。其他的詳細條件等視需要可參照JISZ8828:2013「粒徑解析-動態光散射法」的記載。
作為著色劑的含有率,於組成物的固體成分中較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,進而佳為30質量%以上。關於上限並無特別限制,較佳為80質量%以下,更佳為60質量%以下。根據本發明的除去液,即使如此般組成物大量含有著色劑,亦可充分地剝離抗蝕劑。
·分散劑 著色硬化性樹脂組成物中亦可含有分散劑。作為分散劑,可列舉高分子分散劑(例如,聚醯胺胺及其鹽、多羧酸及其鹽、高分子量不飽和酸酯、改質聚胺基甲酸酯、改質聚酯、改質聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福爾馬林縮合物)以及聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺、顏料衍生物等。 高分子分散劑可根據其結構進而分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。 作為顏料分散劑的具體例,可列舉畢克化學(BYK Chemie)公司製造的「迪斯帕畢克(Disperbyk)-101(聚醯胺胺磷酸鹽)、107(羧酸酯)、110(包含酸基的共聚物)、130(聚醯胺)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共聚物)」、「畢克(BYK)-P104、P105(高分子量不飽和多羧酸)、畢克(BYK)2001」、埃夫卡(EFKA)公司製造的「埃夫卡(EFKA)4047、4050、4010、4165(聚胺基甲酸酯系)、埃夫卡(EFKA)4330、4340(嵌段共聚物)、4400、4402(改質聚丙烯酸酯)、5010(聚酯醯胺)、5765(高分子量多羧酸鹽)、6220(脂肪族聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮顏料衍生物)」、味之素精細化學公司製造的「阿吉斯帕(Ajisper)PB821、PB822」、共榮社化學公司製造的「弗洛蘭(Florene)TG-710(胺基甲酸酯寡聚物)」、「波利弗洛(Polyfow)No.50E、No.300(丙烯酸系共聚物)」、楠本化成公司製造的「迪斯帕隆(Disparlon)KS-860、873SN、874、#2150(脂肪族多元羧酸)、#7004(聚醚酯)、DA-703-50、DA-705、DA-725」、花王公司製造的「德莫耳(Demol)RN、N(萘磺酸福爾馬林縮聚物)、MS、C、SN-B(芳香族磺酸福爾馬林縮聚物)」、「火莫格諾(Homogenol)L-18(高分子多羧酸)」、「愛慕根(Emulgen)920、930、935、985(聚氧乙烯壬基苯醚)」、「阿塞他命(Acetamin)86(硬脂胺乙酸酯)」、路博潤(Lubrizol)公司製造的「索努帕斯(Solsperse)5000(酞菁衍生物)、22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、17000、27000(於末端部具有功能部的高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝型高分子)」、日光化學(Nikko Chemicals)公司製造的「尼科爾(Nikol)T106(聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯)、MYS-IEX(聚氧乙烯單硬脂酸酯)」等(均為商品名)。
作為分散劑的濃度,相對於著色劑1質量份,較佳為1質量份~100質量份,更佳為3質量份~100質量份,進而佳為5質量份~80質量份。另外,相對於組成物的總固體成分(總固體成分中),較佳為5質量%~30質量%。作為該些分散劑,可單獨使用,亦可組合使用兩種以上。
·界面活性劑 就使塗佈性進一步提高的觀點而言,亦可於著色硬化性樹脂組成物中添加各種界面活性劑。作為界面活性劑,可使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等各種界面活性劑。於調配界面活性劑的情況下,其添加量相對於組成物的固體成分總質量(總固體成分質量中),較佳為1質量%~40質量%的範圍,更佳為5質量%~20質量%。
著色硬化性樹脂組成物亦可適當含有其他成分。作為其他成分,可列舉溶劑(可適當使用所述「有機溶媒」一項中敘述者等)、紫外線吸收劑、密接性提高劑、增感色素、共增感劑、稀釋劑、塑化劑、感脂化劑等。
·彩色濾光片的形成 關於著色硬化性樹脂組成物的製備及其硬化膜的形成,利用通常的方法即可,以下以使用著色硬化性樹脂組成物的彩色濾光片的形成為例進一步進行詳述。作為形成彩色濾光片時的支撐體,例如可使用在基板(例如矽基板)上設置有電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補金氧半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)等攝像元件(受光元件)的固體攝像元件用基板。著色圖案可形成於固體攝像元件用基板的攝像元件形成面側(表面),亦可形成於攝像元件非形成面側(背面)。亦可於固體攝像元件用基板中的各攝像元件間或固體攝像元件用基板的背面設置遮光膜。另外,於支撐體上,亦可以與上部的層的密接改良、物質的擴散防止或者基板表面的平坦化為目的而視需要設置底塗層。作為著色硬化性樹脂組成物向支撐體上的應用方法,可應用狹縫塗佈、噴墨法、旋轉塗佈、流延塗佈、輥塗、網版印刷法等各種塗佈方法。
塗佈於支撐體上的著色硬化性樹脂組成物層的乾燥(預烘烤)可利用加熱板、烘箱等於50℃~140℃的溫度下進行10秒~300秒。
於曝光步驟中,例如使用步進機等曝光裝置,介隔具有規定的遮罩圖案的遮罩對著色硬化性樹脂組成物層形成步驟中所形成的著色硬化性樹脂組成物層進行圖案曝光。作為曝光時可使用的放射線(光),尤其可較佳地使用g射線、i射線等紫外線(尤佳為i射線)。照射量(曝光量)較佳為30 mJ/cm2 ~1500 mJ/cm2 ,更佳為50 mJ/cm2 ~1000 mJ/cm2 ,最佳為80 mJ/cm2 ~500 mJ/cm2
繼而,藉由進行鹼顯影處理等顯影,曝光步驟中光未照射部分的著色硬化性樹脂組成物溶出至鹼性水溶液中且僅進行了光硬化的部分殘存。作為顯影液,理想的是不易對基底的攝像元件或電路等造成損壞的有機鹼性顯影液。作為顯影溫度,通常為20℃~30℃,且顯影時間例如為20秒~90秒。為了進一步除去殘渣,近年來亦有實施120秒~180秒的情況。進而,為了進一步提高殘渣除去性,有時亦重複進行數次如下步驟:每隔60秒甩去顯影液,進而重新供給顯影液。 作為於本發明中可較佳地應用的彩色濾光片的製造方法或材料,可參照日本專利特開2014-199272、日本專利特開2013-064999、日本專利特開2013-064998、日本專利特開2013-064993、日本專利特開2013-054081、日本專利特開2013-040240、日本專利特開2012-136669、日本專利特開2012-012498、日本專利特開2011-252046、日本專利特開2011-252045、日本專利特開2011-252044、日本專利特開2011-162781、日本專利特開2011-144299、日本專利特開2011-144298、日本專利特開2011-127044、日本專利特開2011-127043、日本專利特開2011-084726、日本專利特開2010-244028、日本專利特開2010-159409、日本專利特開2010-155983、日本專利特開2010-085979、日本專利特開2010-084135、日本專利特開2009-244320、日本專利特開2006-058821、日本專利特開2004-117856等的記載而以引用形式倂入本說明書中。
繼而,較佳為於實施乾燥後進行加熱處理(後烘烤)。此時,較佳為形成多種顏色的著色圖案,可對各種顏色依次重複進行所述步驟而製造硬化皮膜。藉此可獲得彩色濾光片。後烘烤是用以使硬化完全進行的顯影後的加熱處理。其加熱溫度較佳為250℃以下,更佳為240℃以下,進而佳為230℃以下,尤佳為220℃以下。並不特別存在下限,但若考慮有效率且有效果的處理,則較佳為進行50℃以上的熱硬化處理,更佳為100℃以上。亦可代替所述利用加熱的後烘烤而藉由UV(紫外線)照射使彩色濾光片的畫素硬化。
硬化膜(彩色濾光片)的膜厚較佳為0.05 μm以上,更佳為0.1 μm以上,尤佳為0.5 μm以上。上限較佳為10 μm以下,更佳為5 μm以下,進而佳為4 μm以下,尤佳為3 μm以下。作為著色圖案(著色畫素)的尺寸(圖案寬度),較佳為5 μm以下,更佳為4 μm以下,尤佳為3 μm以下。下限實際為0.1 μm以上。作為彩色濾光片,一般為此種程度的膜厚,且根據本發明的除去液,即使對於如所述般的彩色濾光片亦可獲得充分的剝離效果。
<TSV> 本發明的較佳實施形態的除去液亦對TSV製成用(TSV的開孔用)的抗蝕劑的剝離發揮效果。當然可於對TSV進行加工後剝離殘存於基板表面的抗蝕劑,亦可有效地除去殘留於狹小的TSV(通孔)的內部的抗蝕劑殘渣或蝕刻殘渣等。 TSV所代表的三維(3D)技術或其構造物於積體電路(integrated circuit,IC)技術中變得越來越重要。其原因在於,富有使系統的性能進一步提高、使其尺寸減小的可能性。於此種3D應用(application)中應用光阻劑。例如為TSV的圖案化或鍍敷與凸塊的組合的加工等(三維積層積體回:3D-SIC(three-dimensional stacked-integrated circuit),三維晶圓級封裝:3D-WLP(three-dimensional wafer-level packaging))。 3D-WLP TSV中通常應用數μm厚度的正型的光阻劑。一般進行矽的乾式蝕刻與光阻劑的濕式蝕刻(剝離)。銅的鍍敷與微凸塊的應用(application)中亦應用負型的光阻劑。
常常難以除去於蝕刻或電漿灰化中被損壞的光阻劑即蝕刻後殘渣(post-etching residue,PER)。為了除去此種PER,亦有時需要進一步的物理處理。
根據本發明的較佳實施形態的除去液,可較佳地用於所述TSV等中所應用的正型的抗蝕劑或負型的抗蝕劑的剝離。另外,較佳為亦對PER的除去起到效果。另一方面,較佳為矽晶圓(毯覆式晶圓(blanket wafer))或鋁等電極材料未損傷而維持為良好的狀態。根據本發明的較佳實施形態的除去液,亦可同時達成所述兩者而較佳。
作為負型抗蝕劑,參考所述彩色濾光片用的抗蝕劑的調配。例如,可包含光聚合起始劑、光硬化材料(單官能或多官能的單體、寡聚物或者含交聯基的聚合物),且可任意地包含黏合劑、填料、增感劑、聚合抑制劑、染料、顏料、界面活性劑、增黏劑、調平劑、交聯劑、密接改良劑、溶媒等添加劑。作為光聚合起始劑,可適當地選擇使用作為光自由基聚合的光起始劑而公知的化合物及該等的混合物。所述光聚合起始劑的種類並無特別限制,例如可使用苯烷基酮系化合物(例如苄基二甲基縮酮化合物、a-羥基苯烷基酮化合物以及a-胺基苯烷基酮化合物等)、肟系化合物(例如肟酯系化合物)等。另外,光聚合起始劑可單獨使用,亦可組合使用兩種以上。 作為正型抗蝕劑,例如可包含光酸產生劑、硬化劑,且可任意地包含黏合劑、填料、增感劑、聚合抑制劑、染料、顏料、界面活性劑、增黏劑、調平劑、交聯劑、密接改良劑、溶媒等添加劑。
就可較佳地發揮本發明的除去液的效果的觀點而言,TSV的開口部的寬度較佳為15 μm以下,更佳為10 μm以下,尤佳為5 μm以下。下限值實際為1 μm以上。TSV的通孔的縱橫比(深度/開口寬度)較佳為5以上,更佳為10以上,尤佳為15以上。上限值實際為30以下。
<電極材料> 電極材料並無特別限定,作為通用者可列舉銅或鋁等。電極材料(鋁等)的蝕刻速率[R1]並無特別限定,但較佳為不會因除去液的賦予而被過度除去。具體而言,較佳為500 Å/min以下,更佳為200 Å/min以下,尤佳為100 Å/min以下。並不特別存在下限,若考慮測定極限,則實際為1 Å/min以上。於本說明書中,只要事先無特別說明,則蝕刻速度設為藉由後述實施例中的測定條件而得者。
<半導體基板製品的製造> 半導體基板中的晶圓尺寸並無特別限定,可較佳地使用直徑8英吋、直徑12英吋、或者直徑14英吋者(1英吋=25.4 mm)。半導體元件的製造步驟中如上所述般應用微影步驟、蝕刻步驟、離子注入步驟等多種步驟。於本發明中,可利用適當的常法製造半導體基板製品或半導體元件。其中,為了剝離×除去應用於基板的圖案化的抗蝕劑等,較佳為應用本發明的除去液。 或者,亦可為了於半導體基板上形成樹脂的永久膜後將其除去而使用本發明的除去液。例如,於在製造中途的半導體基板製品中發現需要修復的部分的情況下等,考慮沖洗該構件並再生基板。根據本發明,可較佳地應對此種基板的再生。作為永久膜,例如可列舉所述彩色濾光片或透明絕緣膜、樹脂製的透鏡(微透鏡陣列)等。此種永久膜與抗蝕劑膜不同,即使藉由顯影亦不會溶解而殘存,無法設想於加工後將其剝離×除去,從而預測其剝離變得困難。
相對於此,於本發明的一實施形態的除去液中,對永久膜的剝離×除去發揮尤其高的效果。其中,應用於彩色濾光片的剝離×除去可發揮尤其顯著的效果,因此較佳。其理由雖包含不明確的方面,但可解釋為:彩色濾光片亦具有有色材料等通常的抗蝕劑中所不具有的含有成分,從而預測剝離變得困難,相對於此,調配本發明的成分而成的除去液藉由其相互作用而發揮高的效果,且達成抗蝕劑(彩色濾光片)的剝離性與電極材料(鋁等)的損傷抑制性的兼顧。
於本說明書中,所謂半導體基板是以如下含義使用:不僅包括晶圓,而且包括在該晶圓施加有電路結構的基板結構體整體。所謂半導體基板構件,是指構成所述定義的半導體基板的構件,可包含一種材料,亦可包含多種材料。再者,有時將加工完成的半導體基板加以區分而稱作半導體基板製品,視需要進一步進行區分,將對所述加工完成的半導體基板進行加工而分割後導出的晶片及其加工製品稱為半導體元件。即,在廣義上,半導體元件或組裝有所述半導體元件的半導體製品屬於半導體基板製品。
於本說明書中,當提及「準備」時,是指除合成或調配特定的材料等以備使用以外,亦包含藉由購買等而籌備規定的物品。另外,於本說明書中,將使用除去液以對半導體基板的各材料進行處理的情況稱為「應用」,但其實施方式並無特別限定。例如,廣泛地包括使除去液與基板接觸的情況,具體而言,可以批次式進行浸漬以進行處理,亦可以單片式藉由噴出而進行處理。 再者,於本說明書中,容許方法的發明的各步驟於發揮本發明的效果的範圍內適當改換其順序來應用。另外,同樣地,並不妨礙於各步驟之間適當插入其他步驟。 [實施例]
以下,列舉實施例對本發明進行更詳細地說明,但本發明並不限定於以下的實施例。再者,只要事先無特別說明,則實施例中作為配方或調配量而示出的%及份為質量基準。
(實施例1×比較例1) <綠色顏料分散液的製備> 藉由珠磨機,對包含作為顏料的C.I. 顏料綠36與C.I. 顏料黃139的100/55(質量比)混合物12.6份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造,固體成分濃度為45.1質量%)5.2份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價為134 mgKOH/g,Mw=30,000)2.7份以及作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯78.3份的混合液進行15小時混合×分散而製備綠色顏料分散液。
<紅色顏料分散液的製備> 藉由珠磨機,對包含作為顏料的C.I. 顏料紅254 12.1份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造,固體成分濃度為45.1質量%)10.4份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價為134 mgKOH/g,Mw=30,000)3.8份以及作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯73.7份的混合液進行15小時混合×分散而製備紅色顏料分散液。
<藍色顏料分散液的製備> 藉由珠磨機,對包含作為顏料的C.I. 顏料藍15:6與C.I. 顏料紫23的100/25(質量比)混合物14份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造,固體成分濃度為45.1質量%)4.7份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價為134 mgKOH/g,Mw=30,000)3.5份以及作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯77.8份的混合液進行15小時混合×分散而製備藍色顏料分散液。
<著色硬化性樹脂組成物的製備> 使用所述各顏料分散液以成為下述組成的方式進行混合、攪拌而製備著色感光性樹脂組成物
―――――――――――――――――――――――――――――― 所述各顏料分散液                      83.3份 所述樹脂P-1                                                    2.05份 聚合起始劑                                                       1.2份 DPHA                                                               1.4份 M-305                                                              1.4份 對甲氧基苯酚                                                0.001份 PGMEA                                                            7.4份 下述含氟聚合物型界面活性劑 (以PGMEA的0.2%溶液應用)                      4.2份 ――――――――――――――――――――――――――― 聚合起始劑:巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)OXE01[商品名] DPHA:日本化藥公司製造的卡亞拉得(KAYARAD)DPHA[商品名]               二季戊四醇六丙烯酸酯 M-305[商品名]:東亞合成公司製造的三丙烯酸酯以及 季戊四醇四丙烯酸酯的混合物 PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯 含氟聚合物型界面活性劑:下述化學式所表示的化合物的混合物
[化8]
<彩色濾光片(color filter,CF)的形成> 將所述製備的各著色感光性組成物塗佈於預先噴霧有六甲基二矽氮烷的8英吋的矽晶圓上,形成光硬化性的塗佈膜。以該塗佈膜的乾燥膜厚成為1.0 mm的方式,使用100℃的加熱板進行180秒加熱處理(預烘烤)。繼而,使用步進機曝光裝置FPA-3000i5+(商品名,佳能(Canon)(股)製造),於365 nm的波長下經由1.0 mm見方的拜耳(bayer)圖案遮罩以50 mJ/cm2 ~1000 mJ/cm2 照射i射線(以50 mJ/cm2 為單位使曝光量變化)。其後,將形成有經照射的塗佈膜的矽晶圓載置於旋轉×噴淋顯影機(DW-30型;商品名,化學電子(Chemitronics)(股)製造)的水平旋轉台上。使用CD-2000(商品名,富士軟片電子材料(股)製造)的40%稀釋液,於23℃下進行180秒覆液顯影,從而於矽晶圓上形成著色圖案。
將形成有著色圖案的矽晶圓以真空吸盤方式固定於所述水平旋轉台,一邊利用旋轉裝置使該矽晶圓以轉速50 rpm進行旋轉,一邊自該旋轉中心的上方由噴出噴嘴以噴淋狀供給純水而進行淋洗處理,其後進行噴霧乾燥。繼而,利用200℃的加熱板進行5分鐘加熱,從而獲得形成有圖案的彩色濾光片。
<鋁電極的製作> 利用化學氣相沈積(chemical vapor deposition,CVD)法於另一矽晶圓形成鋁(Al)電極。Al電極的厚度為約0.5 mm。
<CF剝離試驗的實施> 將配置有所述彩色濾光片的晶圓以及Al的毯覆式晶圓切割為1´2 cm而獲得測試晶圓。製成下述組成的化學藥液,並將攪拌器與化學藥液加入燒杯中,一邊以轉速250 rpm攪拌化學藥液,一邊昇溫至70℃。其後,將所述晶圓浸漬5分鐘。浸漬後,利用二流體噴嘴噴出離子交換水(去離子水(deionized water,DIW))而進行30秒淋洗處理。再者,測試晶圓的側面示意圖如圖1(a)、圖1(b)所示。圖1(a)為剝離處理前,圖1(b)為剝離處理後。
<抗蝕劑的剝離性評價[CF剝離性]> 利用光學顯微鏡(倍率為50倍)觀察配設有所述RGB彩色濾光片的晶圓,並觀察彩色濾光片層的剝離性。關於彩色濾光片(CF)的剝離性,以下述方式進行區分來加以評價。 A:利用光學顯微鏡無法確認到殘留物,為100%被除去的狀態 B:利用光學顯微鏡可確認到殘留物,為超過50%且未滿100%被除去的狀態 C:利用光學顯微鏡可確認到殘留物,為50%以上殘存的狀態
<Al層的剝離性的評價[Al EV]> 以所述CF剝離試驗的條件對Al的測試晶圓進行處理。於該處理的前後,使用四端子型電流計(國際電氣阿爾法(Kokusai Electric Alpha)公司製造,商品名為VR200),根據Al層的電流值計算膜厚。於下表中記載膜厚的減少量。
<經時變化的評價> 將化學藥液於室溫(25℃)下靜置一周。其後,以目視確認化學藥液的顏色的變化。 A:未發現經時變化 B:發現經時變化
[表1] 表1
[表2] 表1續
調配:質量份 Al EV:鋁層的蝕刻量(所減少的厚度) DMSO:二甲基亞碸 TMAH:氫氧化四甲基銨 TBAH:氫氧化四丁基銨 TMS:四甲氧基矽烷 TA:四級銨化合物 1 Å=0.1 nm 關於所述實施例,均使用日本頗爾(Pall)製造的DFA4201NXEY(商品名,0.45 μm尼龍過濾器)分別於試樣液的製備後以及製備著色硬化性樹脂組成物後進行過濾。
根據以上結果得知,根據本發明的第一實施形態的除去液以及第二實施形態的除去液,均實現良好的彩色濾光片(抗蝕劑永久膜)的剝離,另一方面,發揮電極材料(鋁)的損傷防止性。
將所述著色硬化性樹脂組成物分別替換為富士軟片股份有限公司製造的RGB 5000系列/6000系列(商品名)以及CMY 3000系列(商品名),同樣地製作具有彩色濾光片層的測試晶圓。使用該測試晶圓進行所述剝離實驗。其結果確認到,對於任一者均顯示出良好的剝離性。
(實施例2×比較例2) <TSV基板的製成> 對規定的矽基板使用氟系氣體形成開口徑(直徑)為5 μm、深度為50 μm的縱橫比為10:1的TSV(參照圖2(a)、圖2(b))。形成Si層、SiO2 層(硬遮罩:厚度500 nm)、正型光阻劑(PR:厚度3.5 μm)的三層構成。 <鋁基板> 另一方面,對鋁的損傷的評價中使用市售的鋁晶圓(先進材料(Advanced Materials)公司製造)。膜厚為5000 Å。
<TSV清洗試驗的實施> 使用單片裝置(E.T.系統工程(E.T.system engineering)股份有限公司製造 商品名為晶圓旋轉清洗裝置)對所述晶圓進行處理。 化學藥液處理:3分鐘/70℃ 流速:1.5 L/min 轉速:10 rpm,DIW(蒸餾水) 超音波(megasonic)淋洗:1分鐘 旋轉乾燥:25℃ 1分鐘
<清洗能力評價> 利用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)觀察所述TSV晶圓,評價對晶圓的表面及TSV內部的清洗能力。 A:無法於晶圓表面或TSV內部確認到殘留物,為100%被除去的狀態 B:可於晶圓表面或TSV內部確認到殘留物,為超過50%且未滿100%被除去的狀態 C:可於晶圓表面或TSV內部確認到殘留物,為50%以上殘存的狀態
<Al的損壞評價[Al EV]> 以所述條件與實施例1同樣地對Al晶圓進行處理。於該處理的前後,使用四端子型電流計(國際電氣阿爾法公司製造,商品名為VR200),根據Al層的電流值計算膜厚。於下表中記載膜厚的減少量。
[表3] 表2
[表4] 表2續
表的注釋與表1相同。
根據所述結果得知,根據本發明的除去液,可對TSV製成用的抗蝕劑的剝離發揮效果,且亦可有效地進行TSV(通孔)內部的殘渣的除去。
對本發明及其實施方式進行了說明,但我方認為,只要未作出特別指定,則不欲將我方的發明限定於說明的任何細節,而應於不違反隨附的申請專利範圍所示的發明的精神與範圍的條件下廣泛地進行解釋。
本申請案主張基於2014年11月27日在日本提出專利申請的日本專利特願2014-240588及於2015年2月19日在日本提出專利申請的日本專利特願2015-030378的優先權,於本文中參照該等而將其內容倂入來作為本說明書記載的一部分。
圖1(a)、圖1(b)是示意性地表示實施例中使用的試驗基板的側面圖。圖1(a)表示剝離處理前的狀態,圖1(b)表示剝離處理後的狀態。 圖2(a)、圖2(b)是示意性地表示實施例中使用的另一試驗基板(TSV基板)的側面圖。圖2(a)表示剝離處理前的狀態,圖2(b)表示剝離處理後的狀態。

Claims (20)

  1. 一種除去液,其除去抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且 含有具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物及有機溶媒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的除去液,其中所述環狀化合物為芳香族雜環化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其中所述環狀化合物為四唑-5-乙酸、苯并三唑-5-羧酸、咪唑-4,5-二羧酸或3-胺基-1,2,4-三唑-5-羧酸。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其中所述四級銨化合物為氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨或所述兩者的組合。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其中所述有機溶媒為極性非質子性的有機溶媒。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其中所述有機溶媒為二甲基亞碸。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其中所述有機溶媒的含有率為70質量%以上且99.5質量%以下。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其含有烷氧基矽烷化合物。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的除去液,其含有水。
  10. 一種除去液,其除去抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且 含有二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的除去液,其含有80質量%以上且99質量%以下的所述二甲基亞碸,並以合計計含有0.1質量%以上且10質量%以下的所述氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述的除去液,其含有水,且所述水的含有率為0.1質量%以上且10質量%以下。
  13. 如申請專利範圍第10項或第11項所述的除去液,其中氫氧化四丁基銨的含有率除以氫氧化四甲基銨的含有率所得的值為5以上。
  14. 如申請專利範圍第1項或第10項所述的除去液,其中所述抗蝕劑為樹脂製的永久膜。
  15. 如申請專利範圍第1項或第10項所述的除去液,其中所述抗蝕劑為矽貫通電極製成用的抗蝕劑。
  16. 一種除去方法,其將除去液應用於抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種而除去所述抗蝕劑及蝕刻殘渣的至少一種,且所述除去液含有下述成分(I)或成分(II), (I)具有羧基或其鹽的環狀化合物、四級銨化合物及有機溶媒 (II)二甲基亞碸、氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的除去方法,其中所述抗蝕劑為包含鹼可溶性樹脂、聚合性化合物、聚合起始劑及著色劑的著色硬化性樹脂組成物的硬化物。
  18. 如申請專利範圍第16項或第17項所述的除去方法,其中於40℃以上且100℃以下將除去液應用於抗蝕劑。
  19. 如申請專利範圍第16項或第17項所述的除去方法,其中所述環狀化合物為芳香族雜環化合物。
  20. 一種半導體基板製品的製造方法,其經由如申請專利範圍第16項至第19項中任一項所述的除去方法而製造半導體基板製品。
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