TW201930487A - 重工方法及酸性洗淨液 - Google Patents
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Abstract
本發明為提供一種重工(Rework)方法與可適合用於該重工方法的酸性洗淨液,該重工方法在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,能夠抑制對下層膜的損傷,並且從下層膜上良好地剝離有機樹脂膜。在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,使用包含可鹵素化之烷基磺酸的酸性洗淨液進行有機樹脂膜的去除。
Description
本發明係關於重工(rework)方法與可適合使用於該重工方法的酸性洗淨液,前述重工方法是在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工的方法。
例如,在製造半導體製品等的過程中,出於各種目的在矽等的半導體基板上形成圖型化的有機樹脂膜。然而,在進行有機樹脂膜的圖型化時,存在有機樹脂膜的位置或尺寸產生偏移等的、有機樹脂膜圖型化失敗的情況。
若在這種情況下直接繼續進行半導體製品等的製造,則會造成製造出不良製品的結果。在該情況下,不僅白白消耗了基板,並且浪費了製造不良製品所需的時間與勞動力。
若在這種情況下直接繼續進行半導體製品等的製造,則會造成製造出不良製品的結果。在該情況下,不僅白白消耗了基板,並且浪費了製造不良製品所需的時間與勞動力。
因此,在這種情況下,進行所謂的重工作業,將具有不良狀況的有機樹脂膜從基板上剝離,從而對基板進行翻新。
作為重工方法,例如提出有對於依次層疊了矽樹脂膜與光阻膜的基板,保留矽樹脂膜而去除光阻膜的方法(參照專利文獻1)。在專利文獻1所記載的方法中,使用溶劑對光阻膜進行去除。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
作為重工方法,例如提出有對於依次層疊了矽樹脂膜與光阻膜的基板,保留矽樹脂膜而去除光阻膜的方法(參照專利文獻1)。在專利文獻1所記載的方法中,使用溶劑對光阻膜進行去除。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]:日本特開2007-165838號公報
[發明要解決的技術問題]
然而,在如專利文獻1所記載的那樣使用溶劑對光阻膜進行去除的情況下,存在如下問題:因光阻膜的種類的不同,可能未必能夠良好地去除光阻膜,或若不花費較長時間則不能夠良好地去除光阻膜。
對此,例如存在藉由使用市售的鹼性洗淨液,能夠在短時間內在一定程度上良好地去除光阻膜的情況。但是在該情況下,在由矽樹脂膜那樣的含矽材料構成的下層膜中可能會容易產生損傷。
對此,例如存在藉由使用市售的鹼性洗淨液,能夠在短時間內在一定程度上良好地去除光阻膜的情況。但是在該情況下,在由矽樹脂膜那樣的含矽材料構成的下層膜中可能會容易產生損傷。
本發明是鑑於上述之課題而完成者,目的是提供一種重工方法及可適合用於該重工方法的酸性洗淨液,前述重工方法在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,能夠抑制對下層膜的損傷,並且能夠良好地從下層膜上剝離有機樹脂膜。
[用於解決課題的手段]
[用於解決課題的手段]
本發明者們發現,在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,藉由使用包含可鹵素化之烷基磺酸的酸性洗淨液進行有機樹脂膜的去除,能夠解決上述之課題,從而完成了本發明。更具體而言,本發明提供以下內容。
本發明的第1態樣,為基板的重工方法,該重工方法包括:
在基板上形成包含含矽材料的下層膜;
在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜;
藉由酸性洗淨液從下層膜上去除有機樹脂膜,
酸性洗淨液包含烷基磺酸,
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
在基板上形成包含含矽材料的下層膜;
在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜;
藉由酸性洗淨液從下層膜上去除有機樹脂膜,
酸性洗淨液包含烷基磺酸,
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
本發明的第2態樣,為一種酸性洗淨液,在第1態樣的該基板的重工方法中,用於從下層膜上去除有機樹脂膜,
酸性洗淨液包含烷基磺酸,
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
酸性洗淨液包含烷基磺酸,
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
本發明的第3態樣,為一種酸性洗淨液,包含烷基磺酸,
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
[發明效果]
烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
[發明效果]
根據本發明,能夠提供一種重工方法與可適合用於該重工方法的酸性洗淨液,在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,能夠抑制對下層膜的損傷,並且能夠良好地從下層膜上剝離有機樹脂膜。
《重工方法》
重工方法是包括以下步驟的方法:在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜。
更具體而言,重工方法包括:
在基板上形成包含含矽材料的下層膜;
在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜;
藉由酸性洗淨液從下層膜上去除有機樹脂膜。
在上述方法中,使用包含烷基磺酸的酸性洗淨液作為酸性洗淨液。藉由使用上述酸性洗淨液,能夠抑制對下層膜的損傷,並且能夠良好地從下層膜上剝離有機樹脂膜。
重工方法是包括以下步驟的方法:在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜。
更具體而言,重工方法包括:
在基板上形成包含含矽材料的下層膜;
在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜;
藉由酸性洗淨液從下層膜上去除有機樹脂膜。
在上述方法中,使用包含烷基磺酸的酸性洗淨液作為酸性洗淨液。藉由使用上述酸性洗淨液,能夠抑制對下層膜的損傷,並且能夠良好地從下層膜上剝離有機樹脂膜。
在此,重工方法是指以在去除了圖型化的有機樹脂膜之後對基板進行再利用為前提的、係關於去除有機樹脂膜的方法。作為基板的再利用方法,典型地能夠列舉出在去除圖型化的有機樹脂膜之後,在下層膜上再形成圖型化的有機樹脂膜的方法。
例如,在圖型化的有機樹脂膜中產生了尺寸或位置的偏移或其他各種缺陷的情況下,去除有機樹脂膜,在下層膜上再形成圖型化的有機樹脂膜。由此,不會浪費基板,能夠形成沒有缺陷的圖型化的有機樹脂膜,並製造滿足所期望的質量水準的製品(典型的有半導體製品)。
<形成下層膜>
在基板的重工方法中,首先在基板上形成包含含矽材料的下層膜。
在基板的重工方法中,首先在基板上形成包含含矽材料的下層膜。
基板的種類在不妨礙本發明目的的範圍內沒有特別地限定。作為基板,典型地可列舉出矽基板等半導體基板或鋁基板,較佳為矽基板。
下層膜含有含矽材料。從作為下層膜物理性質良好的觀點或在後述的有機樹脂膜的去除中更難以受到酸性洗淨液造成的損傷的觀點來看,下層膜中含矽材料的含量較佳為50質量%以上,更佳為60質量%以上,再更佳為70質量%以上,特佳為80質量%以上。
典型而言,含矽材料是矽原子的含量為5質量%以上的材料。較佳為,含矽材料中的矽原子的含量是10質量%以上。
典型而言,含矽材料是矽原子的含量為5質量%以上的材料。較佳為,含矽材料中的矽原子的含量是10質量%以上。
下層膜的形成方法沒有特別地限定。例如藉由塗佈下層膜形成用的塗佈液或蒸鍍等方法形成下層膜。在由塗佈法形成下層膜的情況下,如有需要,可對塗佈膜實施曝光或烘烤從而形成下層膜。
在由塗佈形成下層膜的情況下,例如能夠使用被稱作旋轉塗佈玻璃材料(SOG材料)的、在塗佈後賦予二氧化矽系被膜的材料。作為SOG材料的典型的例子,可列舉四乙氧基矽烷等四烷氧基矽烷、四烷氧基矽烷的部分水解縮合物、具有烷氧基等的水解性基的有機矽烷、由該有機矽烷的水解縮合得到的寡聚物或聚合物等。
此外,在由塗佈形成下層膜的情況下,較佳為使用包含二氧化矽粒子的感光性組成物。從容易進行有機樹脂膜形成後的蝕刻加工的觀點來看,在藉由壓印法(特別是光壓印法)形成圖型化的有機樹脂膜的情況下,較佳為包含二氧化矽的下層膜。
作為前述感光性組成物,較佳為包含二氧化矽粒子、光聚合性化合物與光聚合起始劑的組成物。針對以下之較佳的感光性組成物進行說明。
作為前述感光性組成物,較佳為包含二氧化矽粒子、光聚合性化合物與光聚合起始劑的組成物。針對以下之較佳的感光性組成物進行說明。
二氧化矽粒子較佳為由氧化矽(二氧化矽)構成的二氧化矽粒子。二氧化矽粒子的平均粒徑較佳為5nm以上100nm以下,更佳為10nm以上50nm以下。
可以使用乾燥後的粉末狀的氧化矽粒子作為二氧化矽粒子,也可以使用分散在有機溶劑中的膠態二氧化矽。
二氧化矽粒子的表面可以被修飾,也可以無修飾。從提高在感光性組成物中的分散性、並能夠形成均勻的下層膜的觀點來看,較佳為表面被修飾的二氧化矽粒子。
可以使用乾燥後的粉末狀的氧化矽粒子作為二氧化矽粒子,也可以使用分散在有機溶劑中的膠態二氧化矽。
二氧化矽粒子的表面可以被修飾,也可以無修飾。從提高在感光性組成物中的分散性、並能夠形成均勻的下層膜的觀點來看,較佳為表面被修飾的二氧化矽粒子。
相對於二氧化矽粒子及光聚合性化合物的總量100質量份,感光性成物中的二氧化矽粒子含量較佳為超過20質量份未滿90質量份,更佳為25質量份以上80質量份以下。
作為光聚合性化合物,可列舉光聚合性倍半矽氧烷化合物、光聚合性矽氧烷化合物、光聚合性環氧化合物、光聚合性甲基丙烯酸系化合物、光聚合性鹼可溶性酚醛清漆樹脂等。
‧光聚合性倍半矽氧烷化合物
作為光聚合性倍半矽氧烷化合物,較佳為使用主鏈骨架由Si-O鍵構成的以下述式(1)表示的化合物。
[(RSiO3/2 )n] (1)
(式中,R表示有機基,n表示自然數)。
作為光聚合性倍半矽氧烷化合物,較佳為使用主鏈骨架由Si-O鍵構成的以下述式(1)表示的化合物。
[(RSiO3/2 )n] (1)
(式中,R表示有機基,n表示自然數)。
R表示1價的有機基。作為1價的有機基,能夠列舉可具有取代基的1價烴基。
作為烴基,能夠列舉脂肪族烴基及芳香族烴基。作為脂肪族烴基,能夠列舉甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、2-甲基己基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基等的碳原子數1以上20以下的脂肪族烴基。其中較佳為碳原子數1以上12以下的烷基。
作為芳香族烴基,可列舉苯基、萘基、苄基、甲苯基、苯乙烯基等的碳原子數6以上20以下的芳香族烴基。
作為1價的烴基可具有的取代基,可列舉(甲基)丙醯基、羥基、巰基、羧基、異氰醯基、氨基、脲基等1價的取代基。此外,1價的烴基所含的-CH2 -也可以被替換為 -O-、-S-、羰基等。
作為烴基,能夠列舉脂肪族烴基及芳香族烴基。作為脂肪族烴基,能夠列舉甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、2-甲基己基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基等的碳原子數1以上20以下的脂肪族烴基。其中較佳為碳原子數1以上12以下的烷基。
作為芳香族烴基,可列舉苯基、萘基、苄基、甲苯基、苯乙烯基等的碳原子數6以上20以下的芳香族烴基。
作為1價的烴基可具有的取代基,可列舉(甲基)丙醯基、羥基、巰基、羧基、異氰醯基、氨基、脲基等1價的取代基。此外,1價的烴基所含的-CH2 -也可以被替換為 -O-、-S-、羰基等。
以R表示的1價有機基較佳為至少包括1個反應性基。反應性基是指能夠藉由化學反應與其他部位進行反應的基。
作為反應性基,可列舉乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、氧雜環丙基、氧雜環丁基、羧基、羥基、硫雜環丙基、巰基、異氰醯基、氨基及脲基,較佳為(甲基)丙烯醯基、巰基及氧雜環丙基。
作為反應性基,可列舉乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、氧雜環丙基、氧雜環丁基、羧基、羥基、硫雜環丙基、巰基、異氰醯基、氨基及脲基,較佳為(甲基)丙烯醯基、巰基及氧雜環丙基。
以式(1)表示的化合物能夠列舉籠型、梯型或無規型。
籠型倍半矽氧烷化合物可以是完全籠型,也可以是籠的一部分打開的不完全籠型倍半矽氧烷化合物。
作為以式(1)表示的化合物,可列舉MAC-SQ LP-35、MAC-SQ TM-100、MAC-SQSI-20、MAC-SQ SI-20、MAC-SQ HDM、(東亞合成(股)製)、COMPOCERAN(註冊商標) SQ107、COMPOCERAN(註冊商標)SQ109、COMPOCERAN (註冊商標)SQ506、COMPOCERAN(註冊商標)SQ502-6(荒川化學工業(股)製)等。
籠型倍半矽氧烷化合物可以是完全籠型,也可以是籠的一部分打開的不完全籠型倍半矽氧烷化合物。
作為以式(1)表示的化合物,可列舉MAC-SQ LP-35、MAC-SQ TM-100、MAC-SQSI-20、MAC-SQ SI-20、MAC-SQ HDM、(東亞合成(股)製)、COMPOCERAN(註冊商標) SQ107、COMPOCERAN(註冊商標)SQ109、COMPOCERAN (註冊商標)SQ506、COMPOCERAN(註冊商標)SQ502-6(荒川化學工業(股)製)等。
‧光聚合性矽氧烷化合物
作為光聚合性矽氧烷,可列舉在分子內具有烷氧基矽烷基的含環氧基化合物。
作為在分子內具有烷氧基矽烷基的含環氧基化合物,可列舉例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷矽、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷。
作為市售品,能够列舉COMPOCERAN E102、E102B、E103、E103A、E201、E202、P501(荒川化學工業股份有限公司製)、Nagase ChemteX股份有限公司製的SK-401M、SK-602M、ST-B86(新日鐵住金股份有限公司製)等。
作為光聚合性矽氧烷,可列舉在分子內具有烷氧基矽烷基的含環氧基化合物。
作為在分子內具有烷氧基矽烷基的含環氧基化合物,可列舉例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷矽、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷。
作為市售品,能够列舉COMPOCERAN E102、E102B、E103、E103A、E201、E202、P501(荒川化學工業股份有限公司製)、Nagase ChemteX股份有限公司製的SK-401M、SK-602M、ST-B86(新日鐵住金股份有限公司製)等。
‧光聚合性環氧化合物
作為光聚合性環氧化合物,可列舉具有環氧基的乙烯性不飽和化合物。
具有環氧基的乙烯性不飽和化合物,可列舉例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯、3,4-環氧環己基甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯縮水甘油醚等及此等之混合物。
作為較佳之市售的環氧化合物的例子,可列舉Nagase ChemteX公司製EX111、EX201、EX411、EX611、EX901、EX212L、DA-111、DA-141、Denacol FCA-635、Denacol FCA-667、日本化藥公司製EPPN501H、日本環氧樹脂公司製JER152、大賽璐化學公司製EHPE3150等。
作為光聚合性環氧化合物,可列舉具有環氧基的乙烯性不飽和化合物。
具有環氧基的乙烯性不飽和化合物,可列舉例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯、3,4-環氧環己基甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯縮水甘油醚等及此等之混合物。
作為較佳之市售的環氧化合物的例子,可列舉Nagase ChemteX公司製EX111、EX201、EX411、EX611、EX901、EX212L、DA-111、DA-141、Denacol FCA-635、Denacol FCA-667、日本化藥公司製EPPN501H、日本環氧樹脂公司製JER152、大賽璐化學公司製EHPE3150等。
‧光聚合性甲基丙烯酸系化合物
作為光聚合性甲基丙烯酸系化合物,例如亦可使用對雙酚A進行環氧烷烴改質,而在兩末端鍵結(甲基)丙烯醯基的化合物。環氧烷烴改質包括環氧乙烷改質、環氧丙烷改質、環氧丁烷改質、環氧戊烷改質、環氧己烷改質等。
作為光聚合性甲基丙烯酸系化合物,例如亦可使用對雙酚A進行環氧烷烴改質,而在兩末端鍵結(甲基)丙烯醯基的化合物。環氧烷烴改質包括環氧乙烷改質、環氧丙烷改質、環氧丁烷改質、環氧戊烷改質、環氧己烷改質等。
作為這樣的化合物,可列舉2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基二乙氧基)苯基)丙烷(例如新中村化學工業(股)製NK Ester BPE-200)、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基三乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基五乙氧基)苯基)丙烷(例如新中村化學工業(股)製NK Ester BPE-500)、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基六乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基七乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基八乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基九乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十一乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十二乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十三乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十五乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十六乙氧基)苯基)丙烷等2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基)丙烷等。
‧光聚合性鹼可溶性酚醛清漆樹脂
光聚合性鹼可溶性酚醛清漆樹脂是指,例如i線負型光阻組成物等所含的鹼可溶性酚醛清漆樹脂。前述鹼可溶性酚醛清漆樹脂,在光酸產生劑因曝光而產生的酸的作用下產生的、交聯劑的酯部位與酚醛清漆樹脂的羥基的反應而交聯、聚合。
作為鹼可溶性酚醛清漆樹脂的具體例子,可列舉下述例示的在酸觸媒下使酚類與醛類反應得到的酚醛清漆樹脂。
作為酚類,可列舉苯酚;間甲酚、對甲酚、鄰甲酚等甲酚類;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚等二甲苯酚類;間乙基苯酚、對乙基苯酚、鄰乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、4-tert-丁基苯酚、3-tert-丁基苯酚、2-tert-丁基苯酚、2-tert-丁基-4-甲基苯酚,2-tert-丁基-5-甲基苯酚等烷基苯酚類;對甲氧基苯酚、間甲氧基苯酚、對乙氧基苯酚、間乙氧基苯酚、對丙氧基苯酚、間丙氧基苯酚等烷氧基苯酚類;鄰異丙烯基苯酚、對異丙烯基苯酚、2-甲基-4-異丙烯基苯酚、2-乙基-4-異丙烯基苯酚等異丙烯基苯酚類;苯基苯酚等芳基苯酚類;4,4’-二羥基聯苯、雙酚A、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚等聚羥基酚類等。這些酚類可以單獨使用,也可以組合2種以上進行使用。在這些酚類之中,特佳為間甲酚、對甲酚、2,3,5-三甲基苯酚。
作為市售的鹼可溶性酚醛清漆樹脂,可列舉TO-547 (住友電木股份有限公司製)。
光聚合性鹼可溶性酚醛清漆樹脂是指,例如i線負型光阻組成物等所含的鹼可溶性酚醛清漆樹脂。前述鹼可溶性酚醛清漆樹脂,在光酸產生劑因曝光而產生的酸的作用下產生的、交聯劑的酯部位與酚醛清漆樹脂的羥基的反應而交聯、聚合。
作為鹼可溶性酚醛清漆樹脂的具體例子,可列舉下述例示的在酸觸媒下使酚類與醛類反應得到的酚醛清漆樹脂。
作為酚類,可列舉苯酚;間甲酚、對甲酚、鄰甲酚等甲酚類;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚等二甲苯酚類;間乙基苯酚、對乙基苯酚、鄰乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、4-tert-丁基苯酚、3-tert-丁基苯酚、2-tert-丁基苯酚、2-tert-丁基-4-甲基苯酚,2-tert-丁基-5-甲基苯酚等烷基苯酚類;對甲氧基苯酚、間甲氧基苯酚、對乙氧基苯酚、間乙氧基苯酚、對丙氧基苯酚、間丙氧基苯酚等烷氧基苯酚類;鄰異丙烯基苯酚、對異丙烯基苯酚、2-甲基-4-異丙烯基苯酚、2-乙基-4-異丙烯基苯酚等異丙烯基苯酚類;苯基苯酚等芳基苯酚類;4,4’-二羥基聯苯、雙酚A、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚等聚羥基酚類等。這些酚類可以單獨使用,也可以組合2種以上進行使用。在這些酚類之中,特佳為間甲酚、對甲酚、2,3,5-三甲基苯酚。
作為市售的鹼可溶性酚醛清漆樹脂,可列舉TO-547 (住友電木股份有限公司製)。
作為光聚合性化合物,在上述之中,較佳為光聚合性倍半矽氧烷化合物或光聚合性矽氧烷化合物,更佳為光聚合性矽氧烷化合物。
光聚合性化合物的質均分子量沒有特別地限定,較佳為500以上10000以下,更佳為1000以上5000以下,再更佳為1000以上3000以下。光聚合性化合物可以單獨使用1種,也可以併用2種以上。
在包括二氧化矽粒子的下層膜形成用的感光性組成物中,相對於二氧化矽粒子及光聚合性化合物的總量100質量份,光聚合性化合物的含量較佳為10質量份以上80質量份以下,更佳為20質量份以上75質量份以下。
光聚合起始劑只要是藉由曝光能夠開始、促進光聚合性化合物的聚合的化合物,就沒有特別地限定。
作為光聚合起始劑的具體例,可列舉1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮、雙(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-(4-甲基硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-哢唑-3-基]乙酮-1-(o-乙醯肟)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、4-苯甲醯基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-異戊基苯甲酸、苯偶醯-β-甲氧基乙基縮醛、苯偶醯二甲基縮酮、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、噻噸、2-氯噻噸、2,4-二乙基噻噸、2-甲基噻噸、2-異丙基噻噸、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯並蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮雙異丁腈、過氧化苯甲醯、過氧化氫異丙苯、2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並噻唑、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)-咪唑基二聚物、二苯酮、2-氯二苯酮、p,p’-雙二甲基氨基二苯酮、4,4’-雙二乙基氨基二苯酮、4,4’-二氯二苯酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯酮、苯甲醯、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻n-丁基醚、苯偶姻異丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對tert-丁基苯乙酮、對二甲基氨基苯乙酮、對tert-丁基三氯苯乙酮、對tert-丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、二苯並環庚酮、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-雙-(9-吖啶基)庚烷、1,5-雙-(9-吖啶基)戊烷、1,3-雙-(9-吖啶基)丙烷、對甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-n-丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪;甲基乙基酮過氧化物、甲基異丁基酮過氧化物、環己酮過氧化物等酮過氧化物類;過氧化二異丁醯、雙(3.5.5-三甲基己醯)過氧化物等二醯基過氧化物類;萜烷過氧化氫、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫等氫過氧化物類;2,5-二甲基-2,5-二(tert-丁基過氧化)己烷等二烷基過氧化物類;1,1-雙(tert-丁基過氧化)-3,5,5-三甲基環己烷等過氧化縮酮類;過氧化新癸酸tert-丁酯、1,1,3,3-四甲基過氧新癸酸酯等過氧化酯類;二n-丙基過氧化二碳酸酯、二異丙基過氧化二碳酸酯等過氧化二碳酸酯類;偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮雙異丁酸酯等偶氮化合物等。
作為光聚合起始劑的具體例,可列舉1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮、雙(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-(4-甲基硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-哢唑-3-基]乙酮-1-(o-乙醯肟)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、4-苯甲醯基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-異戊基苯甲酸、苯偶醯-β-甲氧基乙基縮醛、苯偶醯二甲基縮酮、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、噻噸、2-氯噻噸、2,4-二乙基噻噸、2-甲基噻噸、2-異丙基噻噸、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯並蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮雙異丁腈、過氧化苯甲醯、過氧化氫異丙苯、2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並噻唑、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)-咪唑基二聚物、二苯酮、2-氯二苯酮、p,p’-雙二甲基氨基二苯酮、4,4’-雙二乙基氨基二苯酮、4,4’-二氯二苯酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯酮、苯甲醯、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻n-丁基醚、苯偶姻異丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對tert-丁基苯乙酮、對二甲基氨基苯乙酮、對tert-丁基三氯苯乙酮、對tert-丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、二苯並環庚酮、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-雙-(9-吖啶基)庚烷、1,5-雙-(9-吖啶基)戊烷、1,3-雙-(9-吖啶基)丙烷、對甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-n-丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪;甲基乙基酮過氧化物、甲基異丁基酮過氧化物、環己酮過氧化物等酮過氧化物類;過氧化二異丁醯、雙(3.5.5-三甲基己醯)過氧化物等二醯基過氧化物類;萜烷過氧化氫、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫等氫過氧化物類;2,5-二甲基-2,5-二(tert-丁基過氧化)己烷等二烷基過氧化物類;1,1-雙(tert-丁基過氧化)-3,5,5-三甲基環己烷等過氧化縮酮類;過氧化新癸酸tert-丁酯、1,1,3,3-四甲基過氧新癸酸酯等過氧化酯類;二n-丙基過氧化二碳酸酯、二異丙基過氧化二碳酸酯等過氧化二碳酸酯類;偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮雙異丁酸酯等偶氮化合物等。
在上述光聚合起始劑中,較佳為2-甲基-1-(4-甲基硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、碘鎓、(4-甲基苯基)[4-(2-甲基丙基)苯基]-六氟磷酸鹽、2-[2-側氧-2-苯基乙醯氧基乙氧基]乙酯與2-(2-羥基乙氧基)乙酯的混合物、乙醇酸苯基酯、二苯酮等。
這些光聚合起始劑能夠使用市售的光聚合起始劑。作為市售品,例如可列舉IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 651(均為BASF公司製)等。這些光聚合起始劑可以單獨地使用任一種,也可以組合2種以上進行使用。
在包含二氧化矽粒子的下層膜形成用的感光性組成物中,相對於二氧化矽粒子及光聚合性化合物的總量100質量份,光聚合起始劑的含量較佳為0.1質量份以上20質量份以下,更佳為1質量份以上15質量份以下,再更佳為5質量份以上15質量份以下。藉由使光聚合起始劑的含量在上述範圍內,能夠具有良好的光硬化性。
包含二氧化矽粒子的下層膜形成用的感光性組成物,可以根據需要包含有機溶劑。作為有機溶劑,較佳為從丙二醇單甲醚乙酸酯、環己酮、2-庚酮、γ丁內酯、丙二醇單甲醚及乳酸乙酯構成的組中選擇的單獨溶劑或混合溶劑。從塗佈均勻性的觀點來看,特佳為含有丙二醇單甲醚的溶劑。
有機溶劑的使用量沒有特別地限定,能夠以塗佈到基板等的濃度,根據塗佈膜厚適當設定。一般而言,以使包含二氧化矽粒子的下層膜形成用的感光性組成物的固體成分濃度在1質量%以上20質量%以下,較佳為2質量%以上15質量%以下的範圍內使用有機溶劑。
將以上說明的SOG材料或包含二氧化矽的塗佈液塗佈在基板上後,如有需要,可藉由實施曝光及/或烘烤能夠形成下層膜。例如能夠使用輥式塗佈機、反向塗佈機、棒式塗佈機、狹縫塗佈機等的接觸轉印型塗佈裝置或旋塗器(旋轉式塗佈裝置)、幕簾塗佈器等的非接觸型塗佈裝置進行基板上塗佈膜的形成。
下層膜的膜厚沒有特別地限定,可因應基板的使用目的適當設定。下層膜的膜厚例如為5nm以上500nm以下,較佳為10nm以上300nm以下。
<形成有機樹脂膜>
如前述,在基板的表面形成下層膜之後,在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜。
作為形成圖型化的有機樹脂膜的方法沒有特別地限定。作為典型的方法,可列舉使用感光性組成物即光阻材料由光微影法形成圖型化的有機樹脂膜的方法,或由壓印法形成圖型化的有機樹脂膜的方法。
如前述,在基板的表面形成下層膜之後,在下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜。
作為形成圖型化的有機樹脂膜的方法沒有特別地限定。作為典型的方法,可列舉使用感光性組成物即光阻材料由光微影法形成圖型化的有機樹脂膜的方法,或由壓印法形成圖型化的有機樹脂膜的方法。
有機樹脂膜可以僅由有機樹脂成分構成,也可以包含有機樹脂成分以外的成分。有機樹脂膜中的有機樹脂成分的含量較佳為70質量%以上,更佳為80質量%以上。
有機樹脂成分只要是被本發明具有通常知識者認作是有機樹脂的樹脂,就沒有特別地限定。有機樹脂成分較佳為由碳原子、氫原子及任意地選自氧原子、氮原子和硫原子中的1種以上的原子構成。
有機樹脂成分還包含光聚合性化合物或熱硬化性化合物經高分子量化後的高分子化合物。
有機樹脂成分只要是被本發明具有通常知識者認作是有機樹脂的樹脂,就沒有特別地限定。有機樹脂成分較佳為由碳原子、氫原子及任意地選自氧原子、氮原子和硫原子中的1種以上的原子構成。
有機樹脂成分還包含光聚合性化合物或熱硬化性化合物經高分子量化後的高分子化合物。
在使用感光性組成物由光微影法形成圖型化的有機樹脂膜的情況下,可無特別地限制地使用以下周知的感光性組成物:包含有機樹脂成分或包含有機樹脂成分的前體的光聚合性化合物或熱硬化性化合物,且能夠形成不屬於下層膜的膜。
負型感光性組成物及正型感光性組成物均能夠用作感光性組成物。
負型感光性組成物及正型感光性組成物均能夠用作感光性組成物。
在由光微影法形成圖型化的有機樹脂膜的情況下,典型地能夠由包括以下步驟的方法形成圖型化的有機樹脂膜:
藉由在下層膜上塗佈感光性組成物形成塗佈膜;
對形成的塗佈膜,位置選擇性地進行曝光;
藉由顯影液對曝光後的塗佈膜進行顯影。
藉由在下層膜上塗佈感光性組成物形成塗佈膜;
對形成的塗佈膜,位置選擇性地進行曝光;
藉由顯影液對曝光後的塗佈膜進行顯影。
例如可使用輥式塗佈機、反向塗佈機、棒式塗佈機、狹縫塗佈機等的接觸轉印型塗佈裝置或旋塗器(旋轉式塗佈裝置)、幕簾塗佈器等的非接觸型塗佈裝置進行感光性組成物的塗佈。
典型地可透過遮罩進行位置選擇性地曝光。曝光所使用的光線的種類或曝光量,可因應感光性組成物的組成、塗佈膜的膜厚等適當地進行選擇。
因應感光性組成物的組成使用各種顯影液進行顯影。作為顯影液,可列舉有機溶劑,或單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有機系的顯影液,或氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、氨、4級銨鹽等的水溶液。
典型地可透過遮罩進行位置選擇性地曝光。曝光所使用的光線的種類或曝光量,可因應感光性組成物的組成、塗佈膜的膜厚等適當地進行選擇。
因應感光性組成物的組成使用各種顯影液進行顯影。作為顯影液,可列舉有機溶劑,或單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有機系的顯影液,或氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、氨、4級銨鹽等的水溶液。
在藉由壓印法形成圖型化的有機樹脂膜的情況下,能夠使用熱壓印法或光壓印法作為壓印法。
作為壓印法,由於生產量高,故較佳為光壓印法。
作為壓印法,由於生產量高,故較佳為光壓印法。
在熱壓印法中,預先藉由加熱樹脂層從而使樹脂層軟化,接著,按壓模具使樹脂層變形,然後,使樹脂層冷卻從而硬化,從而形成圖型化的有機樹脂膜。
在光壓印法中,將模具按壓到藉由光(例如紫外線或電子束)硬化的由感光性組成物構成的感光性層從而使感光性層變形,接著,使照射光而變形的感光性層硬化,然後,藉由剝離模具,形成圖型化的有機樹脂膜。
在光壓印法中,也可以在模具剝離前或在剝離後對圖型化的有機樹脂膜進行烘烤。
在光壓印法中形成感光性層的方法沒有特別地限定。可以使用輥式塗佈機、反向塗佈機、棒式塗佈機、狹縫塗佈機等的接觸轉印型塗佈裝置或旋塗器(旋轉式塗佈裝置)、幕簾塗佈器等的非接觸型塗佈裝置對感光性組成物進行塗佈,也可以由噴塗法等的印刷法形成感光性層。
作為適宜的用於光壓印的感光性組成物,可列舉含有光聚合性化合物、光聚合起始劑的感光性組成物。以下,對用於光壓印法的感光性組成物之適合的例子進行說明。
作為光聚合性化合物,可列舉自由基聚合性化合物或陽離子聚合性化合物。作為自由基聚合性化合物,較佳為具有1個以上的丙烯醯基或甲基丙烯醯基的化合物。作為陽離子聚合性化合物,較佳為具有1個以上的乙烯基醚基、環氧基或氧雜環丁基的化合物。
具體而言,作為具有1個丙烯醯基或甲基丙烯醯基的單官能(甲基)丙烯酸化合物,可列舉例如苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基-2-甲基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-苯氧基-2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、4-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(2-苯基苯基)-2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、EO改質對枯基苯酚的(甲基)丙烯酸酯、2-溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2,4-二溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、EO改質苯氧基(甲基)丙烯酸酯、PO改質苯氧基(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯、1-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-2-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、冰片基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸4-丁基環己酯、丙烯醯基嗎啉、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸tert-丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸異硬脂基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、雙丙酮(甲基)丙烯醯胺、異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、tert-辛基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、7-氨基-3,7-二甲基辛基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯醯胺等,但並非被限定於此等。
作為上述單官能(甲基)丙烯酸化合物的市售品,可列舉Aronix M101、M102、M110、M111、M113、M117、M5700、TO-1317、M120、M150、M156(以上為東亞合成製);MEDOL10、MIBDOL10、CHDOL10、MMDOL30、MEDOL30、MIBDOL30、CHDOL30、LA、IBXA、2-MTA、HPA、Viscoat #150、#155、#158、#190、#192、#193、#220、#2000、#2100、#2150(以上為大阪有機化學工業製);LIGHT ACRYLATE BO-A、EC-A、DMP-A、THF-A、HOP-A、HOA-MPE、HOA-MPL、PO-A、P-200A、NP-4EA、NP-8EA、EPOXYESTER M-600A(以上為共榮社化學製);KAYARAD TC110S、R-564、R-128H(以上為日本化藥製);NK ESTER AMP-10G、AMP-20G(以上為新中村化學工業製);FA-511A、512A、513A(以上為日立化成製);PHE、CEA、PHE-2、PHE-4、BR-31、BR-31M、BR-32(以上為第一工業製藥製);VP(由BASF公司製);ACMO、DMAA、DMAPAA(以上為興人製)等,但並非被限定於此等。
作為具有兩個以上的丙烯醯基或甲基丙烯醯基的多官能(甲基)丙烯酸化合物,能夠列舉三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO、PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基)異氰脲酸酯、雙(羥甲基)三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、EO改質2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基)苯基)丙烷、PO改質2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基)苯基)丙烷,EO、PO改質2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基)苯基)丙烷,但並非被限定於此等。
作為上述多官能(甲基)丙烯酸化合物的市售品,可列舉Upimer UV SA1002、SA2007(以上為三菱化學製);Viscoat #195、#230、#215、#260、#335HP、#295、#300、#360、#700、GPT、3PA(以上為大阪有機化學工業製);LIGHT ACRYLATE 4EG-A、9EG-A、NP-A、DCP-A、BP-4EA、BP-4PA、TMP-A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A (以上為共榮社化學製);KAYARAD PET-30、TMPTA、R-604、DPHA、DPCA-20、-30、-60、-120、HX-620、D-310、D-330(以上為日本化藥製);Aronix M208、M210、M215、M220、M240、M305、M309、M310、M315、M325、M400(以上為東亞合成製);Lipoxy VR-77、VR-60、VR-90(以上為昭和高分子製)等,但並非被限定於此等。
以上列舉的自由基聚合性化合物可以單獨地使用1種,也可以組合使用2種以上。另外,在上述化合物組中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及與其對應的甲基丙烯酸酯。(甲基)丙烯醯基是指丙烯醯基及與其對應的甲基丙烯醯基。EO表示環氧乙烷,EO改質的化合物是指具有環氧乙烷基的嵌段結構的化合物。此外,PO表示環氧丙烷,PO改質的化合物是指具有環氧丙烷基的嵌段結構的化合物。
光聚合起始劑沒有特別的限定,只要是藉由光的照射而產生使上述光聚合物進行聚合的活性種的化合物即可。作為光聚合起始劑,較佳為藉由光照射產生自由基的自由基聚合起始劑、藉由光照射產生酸的陽離子聚合起始劑,更佳為自由基聚合起始劑。光聚合起始劑可以因應聚合性化合物的聚合性基的種類而適當地決定。即,光聚合起始劑摻入對於使用的光源的波長具有活性的物質,因應反應形式的不同(例如自由基聚合或陽離子聚合等)而使用產生適當的活性種的物質。此外,亦可併用多種光聚合起始劑。
在光聚合性化合物為自由基聚合性化合物的情況下,作為光聚合起始劑,例如能夠使用與對下層膜形成用的塗佈液進行了說明的光聚合起始劑相同的光聚合起始劑。
為了調整塗佈性或噴塗法的印刷性等,含有光聚合性化合物與光聚合起始劑的光壓印用的感光性組成物,如有需要可包含有機溶劑。
作為有機溶劑,與對下層膜形成用的塗佈液進行了說明的有機溶劑相同。在考慮到感光性層的形成方法的基礎上適當地決定有機溶劑的使用量,以使感光性組成物的黏度適宜。
作為有機溶劑,與對下層膜形成用的塗佈液進行了說明的有機溶劑相同。在考慮到感光性層的形成方法的基礎上適當地決定有機溶劑的使用量,以使感光性組成物的黏度適宜。
含有光聚合性化合物與光聚合起始劑的光壓印用感光性組成物除了上述成分之外,還可以含有界面活性劑、敏化劑、抗氧化劑、脫模劑等。
除了以上說明的光壓印用的感光性組成物之外,日本特開2010-000612號公報、日本特開2014-077110號公報、日本專利第5475173號公報、日本專利第5499546號公報、日本專利第5499596號公報、日本專利第5669913號公報及日本專利第5846974號公報中記載的硬化性組成物也可以適合用於光壓印法的有機樹脂膜的形成。
在由上述的方法等形成的圖型化的有機樹脂膜中,圖型形狀沒有特別地限定。作為典型的圖型形狀,可列舉線與空間圖型、格子狀圖型、點圖型及孔圖型等。
有機樹脂膜的膜厚沒有特別地限定。有機樹脂膜的膜厚,典型的有5nm以上500nm以下,較佳為10nm以上300nm以下。
<去除有機樹脂膜>
在下層膜上形成了圖型化的有機樹脂膜之後,用酸性洗淨液從下層膜上對有機樹脂膜進行去除。對於去除對象的有機樹脂膜沒有特別地限定。典型地,除了產生了位置偏移或尺寸偏移等的不良的有機樹脂膜以外,含有裂縫或裂紋等的各種缺陷的有機樹脂膜也是適合的去除對象。
在下層膜上形成了圖型化的有機樹脂膜之後,用酸性洗淨液從下層膜上對有機樹脂膜進行去除。對於去除對象的有機樹脂膜沒有特別地限定。典型地,除了產生了位置偏移或尺寸偏移等的不良的有機樹脂膜以外,含有裂縫或裂紋等的各種缺陷的有機樹脂膜也是適合的去除對象。
使用包含烷基磺酸的酸性洗淨液作為酸性洗淨液。烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。以下,在本發明的說明書中,「烷基磺酸」是指可以由鹵素原子進行取代的烷基磺酸。
作為鹵素原子沒有特別地限定,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,但較佳為氟原子及氯原子,更佳為氟原子。
烷基磺酸所具有的烷基可以是直鏈烷基,亦可為支鏈烷基。烷基磺酸的碳原子數沒有特別地限定。由於容易良好地去除有機樹脂膜,所以烷基磺酸的碳原子數較佳為1以上10以下,更佳為1以上6以下,特佳為1以上4以下。
作為烷基磺酸的適合的具體例,可列舉甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、三氟甲磺酸、五氟乙磺酸、七氟丙磺酸及九氟丁磺酸。
由於能夠特別容易良好地去除有機樹脂膜,所以酸性洗淨液更加較佳含有甲磺酸及/或三氟甲磺酸。
作為烷基磺酸的適合的具體例,可列舉甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、三氟甲磺酸、五氟乙磺酸、七氟丙磺酸及九氟丁磺酸。
由於能夠特別容易良好地去除有機樹脂膜,所以酸性洗淨液更加較佳含有甲磺酸及/或三氟甲磺酸。
只要能夠良好地去除有機樹脂膜,酸性洗淨液中的烷基磺酸的含量就沒有特別地限制。典型地,酸性洗淨液中的烷基磺酸的含量為50質量%以上,較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,再更佳為95質量%以上,最佳為100質量%。
酸性洗淨液可以含有烷基磺酸和脂肪族羧酸。一般而言脂肪族羧酸與烷基磺酸相比較為廉價。在併用烷基磺酸和脂肪族羧酸的情況下,即便酸性洗淨液中的烷基磺酸的含量略少一些,也可以使用酸性洗淨液良好地去除有機樹脂膜。
作為能夠與烷基磺酸併用的脂肪族羧酸,能夠列舉甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及乳酸等。
作為能夠與烷基磺酸併用的脂肪族羧酸,能夠列舉甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及乳酸等。
酸性洗淨液中的脂肪族羧酸的含量例如是1質量%以上,也可以是5質量%以上、10質量%以上或20質量%以上。
酸性洗淨液中的脂肪族羧酸的含量的上限沒有特別地限定,只要能夠良好地去除有機樹脂膜即可。酸性洗淨液中的脂肪族羧酸的含量的上限例如為50質量%以下,亦可為20質量%以下。
酸性洗淨液中的烷基磺酸與脂肪族羧酸的總量較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,再更佳為95質量%以上,最佳為100質量%。
酸性洗淨液中的脂肪族羧酸的含量的上限沒有特別地限定,只要能夠良好地去除有機樹脂膜即可。酸性洗淨液中的脂肪族羧酸的含量的上限例如為50質量%以下,亦可為20質量%以下。
酸性洗淨液中的烷基磺酸與脂肪族羧酸的總量較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,再更佳為95質量%以上,最佳為100質量%。
酸性洗淨液可以包含烷基磺酸和有機溶劑。酸性洗淨液可以包含的有機溶劑與下層膜形成用的塗佈液可以含有的有機溶劑相同。
只要是不阻礙有機樹脂膜的去除或不對下層膜造成損傷的成分,酸性洗淨液也可以包含除上述的成分以外的其他成分。作為該其他成分,能夠列舉防腐劑及界面活性劑等。
藉由使以上所說明的酸性洗淨液與下層膜上的有機樹脂膜接觸,去除下層膜上的有機樹脂膜。
使酸性洗淨液與有機樹脂膜接觸的方法沒有特別地限定。作為較佳之方法可列舉以下的1)~4)的方法。在以下的方法中,從操作簡便且使酸性洗淨液接觸整個有機樹脂膜的觀點來看,較佳為1)的浸漬法。
1)將具備有機樹脂膜的基板浸漬於酸性洗淨液的方法;
2)在有機樹脂膜上盛放酸性洗淨液的方法;
3)對有機樹脂膜噴霧酸性洗淨液的方法;
4)用酸性洗淨液沖洗有機樹脂膜的表面的方法。
使酸性洗淨液與有機樹脂膜接觸的方法沒有特別地限定。作為較佳之方法可列舉以下的1)~4)的方法。在以下的方法中,從操作簡便且使酸性洗淨液接觸整個有機樹脂膜的觀點來看,較佳為1)的浸漬法。
1)將具備有機樹脂膜的基板浸漬於酸性洗淨液的方法;
2)在有機樹脂膜上盛放酸性洗淨液的方法;
3)對有機樹脂膜噴霧酸性洗淨液的方法;
4)用酸性洗淨液沖洗有機樹脂膜的表面的方法。
與有機樹脂膜接觸的酸性洗淨液的溫度沒有特別地限定,只要能夠抑制對下層膜的損壞、並且良好地去除有機樹脂膜即可。
典型地,酸性洗淨液的溫度為40℃以上170℃以下,較佳為50℃以上160℃以下,更佳為60℃以上150℃以下。
藉由使前述範圍內的溫度的酸性洗淨液與有機樹脂膜接觸,能夠抑制對下層膜的損壞,並且容易且良好地對有機樹脂膜進行去除。
典型地,酸性洗淨液的溫度為40℃以上170℃以下,較佳為50℃以上160℃以下,更佳為60℃以上150℃以下。
藉由使前述範圍內的溫度的酸性洗淨液與有機樹脂膜接觸,能夠抑制對下層膜的損壞,並且容易且良好地對有機樹脂膜進行去除。
使有機樹脂膜與酸性洗淨液接觸的時間沒有特別地限定,只要能夠良好地去除有機樹脂膜即可。雖然也取決於酸性洗淨液的溫度,但是典型地,接觸時間較佳為10秒以上1小時以內,更佳為30秒以上30分鐘以內,特佳為1分鐘以上10分鐘以內。
藉由期望的時間使有機系樹脂膜與酸性洗淨液接觸之後,如有需要使用水或有機溶劑對基板進行洗淨。藉由乾燥洗淨後的基板,一方面能夠去除有機樹脂膜,還能夠得到具備沒有損壞的下層膜的基板。
藉由以上所說明的重工處理得到的、去除了圖型化的有機樹脂膜並且具備包含含矽材料的下層膜的基板,能夠在各種用途中較佳地作為帶下層膜的基板而進行再利用。特佳為在以上所說明的重工處理中得到的附下層膜的基板上,再形成圖型化的有機樹脂膜。
[實施例]
[實施例]
[調製例1]
在調製例1中,對下層膜形成用的塗佈液進行了調整。
以固體成分濃度為3.5%的方式將80質量份二氧化矽粒子(YA010C-SM1,(Admax公司制))、20質量份光聚合性化合物(甲基丙烯酸酯改質的倍半矽氧烷,MAC-SQ LP-35(東亞合成股份有限公司製))、2質量份光聚合起始劑(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮,Irgacure 907(BASF公司製))、0.4質量份光聚合起始劑(2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮,Irgacure 369)均勻地溶解、分散到丙二醇單甲基醚中從而得到塗佈液。
在調製例1中,對下層膜形成用的塗佈液進行了調整。
以固體成分濃度為3.5%的方式將80質量份二氧化矽粒子(YA010C-SM1,(Admax公司制))、20質量份光聚合性化合物(甲基丙烯酸酯改質的倍半矽氧烷,MAC-SQ LP-35(東亞合成股份有限公司製))、2質量份光聚合起始劑(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮,Irgacure 907(BASF公司製))、0.4質量份光聚合起始劑(2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮,Irgacure 369)均勻地溶解、分散到丙二醇單甲基醚中從而得到塗佈液。
[調製例2]
將80質量份丙烯酸異冰片酯(LIGHT ACRYLATE IB-XA(共榮社化學股份有限公司製))、20質量份光聚合性化合物(甲基丙烯酸酯改質的倍半矽氧烷,MAC-SQ LP-35(東亞合成股份有限公司製))、10質量份光聚合起始劑(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮,Irgacure 907(BASF公司製))、2質量份光聚合起始劑(2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮,Irgacure 369)進行混合得到壓印用的感光性組成物。
將80質量份丙烯酸異冰片酯(LIGHT ACRYLATE IB-XA(共榮社化學股份有限公司製))、20質量份光聚合性化合物(甲基丙烯酸酯改質的倍半矽氧烷,MAC-SQ LP-35(東亞合成股份有限公司製))、10質量份光聚合起始劑(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮,Irgacure 907(BASF公司製))、2質量份光聚合起始劑(2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮,Irgacure 369)進行混合得到壓印用的感光性組成物。
[實施例1]
在矽基板上旋塗在調製例1中得到的塗佈液後,在100℃下加熱1分鐘,去除塗佈膜中的溶劑。接著,將塗佈膜在180℃下加熱3分鐘使其硬化,從而形成膜厚100nm的下層膜。
在矽基板上旋塗在調製例1中得到的塗佈液後,在100℃下加熱1分鐘,去除塗佈膜中的溶劑。接著,將塗佈膜在180℃下加熱3分鐘使其硬化,從而形成膜厚100nm的下層膜。
接著,在下層膜上使用噴塗頭(KM-512(柯尼卡美能達股份有限公司製))形成感光性層。具體而言,以每個噴嘴14pL的液滴量,以圖型的中間距離(間距)為300μm的正方配列的方式控制噴出時機,噴出在調製例2中得到的感光性組成物,由此在整個下層膜上塗佈感光性組成物從而形成感光性層。
使用奈米壓印轉印裝置(ST200(東芝機械股份有限公司製)),將50nm線和空間圖型的鑄模模具在真空下以2MPa的按壓力按壓感光性層4秒鐘,從而使感光性層變形。對變形後的感光性層,將對波長365nm的UV光以曝光量300mJ/cm2 進行曝光從而使感光性層硬化後,使鑄模模具剝離,從而形成了圖型化為線和空間圖型的有機樹脂膜。
使用奈米壓印轉印裝置(ST200(東芝機械股份有限公司製)),將50nm線和空間圖型的鑄模模具在真空下以2MPa的按壓力按壓感光性層4秒鐘,從而使感光性層變形。對變形後的感光性層,將對波長365nm的UV光以曝光量300mJ/cm2 進行曝光從而使感光性層硬化後,使鑄模模具剝離,從而形成了圖型化為線和空間圖型的有機樹脂膜。
將得到的具備圖型化的有機樹脂膜與下層膜的基板,在表1所記載的處理條件下,浸漬在僅由三氟甲磺酸構成的酸性洗淨液中,從而對圖型化的有機樹脂膜進行了去除。浸漬後,用超純水洗淨基板後,吹送氮氣使基板乾燥,從而得到了具備下層膜的基板。
藉由掃描型電子顯微鏡(S-4700(日立製作所股份有限公司製))對得到的基板進行觀察,並藉由以下的基準對圖型化的有機樹脂膜的去除性與下層膜的損壞進行了評估。將它們的評估結果記載在表1。
<去除性評估>
A:圖型化的有機樹脂膜被完全地去除了。
B:僅殘留了些許圖型化的有機樹脂膜。
C:殘留了大部分的圖型化的有機樹脂膜。
<下層膜損壞評估>
○:沒有損壞
×:有損壞
藉由掃描型電子顯微鏡(S-4700(日立製作所股份有限公司製))對得到的基板進行觀察,並藉由以下的基準對圖型化的有機樹脂膜的去除性與下層膜的損壞進行了評估。將它們的評估結果記載在表1。
<去除性評估>
A:圖型化的有機樹脂膜被完全地去除了。
B:僅殘留了些許圖型化的有機樹脂膜。
C:殘留了大部分的圖型化的有機樹脂膜。
<下層膜損壞評估>
○:沒有損壞
×:有損壞
[實施例2~4及比較例1~4]
在實施例2~4及比較例1~3中,除了將酸性洗淨液變更為表1所記載的酸性洗淨液或鹼性洗淨液之外,與實施例1同樣地對具備圖型化的有機樹脂膜與下層膜的基板進行了有機樹脂膜的去除試驗。
另外,比較例1~3中使用的洗淨液均為市售的洗淨液。
在比較例4中,對與實施例1同樣地得到的具備圖型化的有機樹脂膜與下層膜的基板,由O2 等離子體灰化進行有機樹脂膜的去除試驗。
藉由掃描型電子顯微鏡(S-4700(日立製造所股份有限公司製))對實施例2~4及比較例1~4中得到的基板進行觀察,並按照上述的基準對圖型化的有機樹脂膜的剝離性與下層膜的損壞進行了評估。將它們的評估結果記載在表1。
另外,在比較例1~3中,考慮洗淨液的沸點,並在表1所記載的溫度條件下進行有機樹脂膜的去除。
在實施例2~4及比較例1~3中,除了將酸性洗淨液變更為表1所記載的酸性洗淨液或鹼性洗淨液之外,與實施例1同樣地對具備圖型化的有機樹脂膜與下層膜的基板進行了有機樹脂膜的去除試驗。
另外,比較例1~3中使用的洗淨液均為市售的洗淨液。
在比較例4中,對與實施例1同樣地得到的具備圖型化的有機樹脂膜與下層膜的基板,由O2 等離子體灰化進行有機樹脂膜的去除試驗。
藉由掃描型電子顯微鏡(S-4700(日立製造所股份有限公司製))對實施例2~4及比較例1~4中得到的基板進行觀察,並按照上述的基準對圖型化的有機樹脂膜的剝離性與下層膜的損壞進行了評估。將它們的評估結果記載在表1。
另外,在比較例1~3中,考慮洗淨液的沸點,並在表1所記載的溫度條件下進行有機樹脂膜的去除。
根據表1可知,在表面具備包含含矽材料的下層膜的基板中,去除形成在下層膜上的圖型化的有機樹脂膜從而進行重工時,僅在使用了包含可鹵素化之烷基磺酸的酸性洗淨液進行有機樹脂膜的去除的、實施例1~4中,才能夠兼顧對有機樹脂膜的良好的去除與抑制對下層膜的損壞。
Claims (10)
- 一種重工方法,其係基板的重工方法,其特徵為包含: 在前述基板上形成包含含矽材料的下層膜; 在前述下層膜上形成圖型化的有機樹脂膜; 由酸性洗淨液從前述下層膜上去除前述有機樹脂膜, 前述酸性洗淨液含有烷基磺酸, 前述烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
- 如請求項1的重工方法,其中, 在前述酸性洗淨液中,前述烷基磺酸的含量為80質量%以上。
- 如請求項1或2的重工方法,其中, 前述下層膜包含50質量%以上的前述含矽材料。
- 如請求項1~3中任一項之重工方法,其中, 藉由塗佈或蒸鍍下層膜形成用材料而進行前述下層膜的形成。
- 如請求項1~4中任一項之重工方法,其中, 藉由壓印法或使用光阻材料的光微影法進行前述有機樹脂膜的形成。
- 如請求項1~5中任一項之重工方法,其中, 前述酸性洗淨液含有甲磺酸及/或三氟甲磺酸。
- 如請求項1~6中任一項之重工方法,其中, 藉由將前述基板浸漬到前述酸性洗淨液而進行前述有機樹脂膜的去除。
- 如請求項1~7的任一項前述的重工方法,其中, 使50℃以上170℃以下的前述酸性洗淨液與前述有機樹脂膜接觸。
- 一種酸性洗淨液,其係在如請求項1~8中任一項之基板的重工方法中,用於從前述下層膜上去除前述有機樹脂膜, 前述酸性洗淨液包含烷基磺酸, 前述烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
- 一種酸性洗淨液,其係包含烷基磺酸, 前述烷基磺酸所具有的烷基中的氫原子的至少一部分可以被鹵素原子取代。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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