TW202413613A - 去除異物用之塗佈膜形成組成物及半導體基板 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於含有聚合物及溶劑,可形成可藉由除去液除去的塗佈膜之去除異物用之塗佈膜形成組成物,
前述聚合物為含有下述式(1)所示結構單位之聚合物的組成物。
Description
本發明係關於,於基板上殘留異物可藉由簡便方法進行防止的去除異物用之塗佈膜形成組成物、去除異物用之塗佈膜、半導體基板及經加工的半導體基板之製造方法。
半導體裝置之製造中,特別對於所謂後步驟,將半導體基板(例如晶圓)貼合於支持基板後,進行背研磨(研削)、配線作成步驟等,其後剝離支持基板得到所望半導體基板之步驟進行檢討。
對於如此步驟,有時會產生異物,要求該除去。因此,例如在專利文獻1及專利文獻2中揭示,於半導體基板表面上形成基板處理膜,除去該基板表面之異物的製程中,可有效率地除去基板表面之微小顆粒,且欲將所形成的基板處理膜自基板表面容易地除去的基板處理膜形成用組成物及基板之處理方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2017/056746號公報
[專利文獻2] 國際公開第2020/008965號公報
[發明所解決的問題]
另外,將半導體基板貼合於支持基板時,在其後步驟(例如,加熱步驟、藥液處理步驟等)中藉由具有耐性之接著劑層(例如含有聚合物之液狀組成物、背研磨膠帶、切割膠帶等)貼合半導體基板。然後進行剝離半導體基板之步驟。此時接著劑層可作為基板上的異物(殘渣)而殘留的情況有時會產生。此為,於基板上預先形成配線等之半導體基板表面上直接形成接著劑層之情況時,特別會顯著產生。該異物可藉由公知有機溶劑、液狀藥品等洗淨等,亦可為完全未取除之情況。
因此,本發明為提供可藉由簡便的方法防止於半導體基板上殘留接著劑層之剝離殘渣的經加工的半導體基板之製造方法者為目的。
又,將半導體基板貼合於支持基板後所進行的步驟之中,有時可進行在高加熱溫度(例如300℃)之處理。即使進行如此高溫處理之情況下,亦可藉由簡便的方法防止於基板上的異物殘留之去除異物用的塗佈膜形成組成物受到期待。即,可得到具有耐熱性之去除異物用之塗佈膜的去除異物用之塗佈膜形成組成物受到期待。
其中,本發明係以提供可得到具有耐熱性之去除異物用的塗佈膜之去除異物用的塗佈膜形成組成物、使用該組成物的去除異物用之塗佈膜、半導體基板,及經加工的半導體基板之製造方法者為目的。
[解決課題的手段]
本發明者們,欲解決上述課題,進行詳細檢討結果,發現可解決上述課題,完成具有以下要旨之本發明。
即,本發明包含以下。
[1] 含有聚合物及溶劑,可形成可藉由除去液除去的塗佈膜之去除異物用之塗佈膜形成組成物,前述聚合物為含有下述式(1)所示結構單位之聚合物。
[式(1)中,X表示氧原子或NR,R表示氫原子或藉由鹼可脫保護之醯亞胺基的保護基]。
[2] 前述除去液為鹼性除去液之如[1]所記載的組成物。
[3] 前述除去液為含有有機溶劑50質量%以上之除去液的如[1]或[2]所記載的組成物。
[4] 含有交聯劑及添加劑至少一方之如[1]至[3]中任一所記載的組成物。
[5] 由如[1]至[4]中任一所記載的組成物所形成的去除異物用之塗佈膜。
[6] 在氮環境下,以250℃進行10分鐘加熱時的膜厚減少為5%以下的如[5]所記載的去除異物用之塗佈膜。
[7] 具有如[5]或[6]所記載的去除異物用之塗佈膜的半導體基板。
[8] 一種經加工的半導體基板之製造方法,其中含有:將如[7]所記載的半導體基板與支持基板藉由前述去除異物用之塗佈膜進行貼合而製造層合體之第1A步驟、
加工該層合體之第2A步驟、
由該層合體剝離前述支持基板之第3A步驟,及
將前述半導體基板或前述支持基板以除去液進行洗淨,除去前述去除異物用之塗佈膜的第4A步驟之經加工的半導體基板的製造方法。
[9] 在前述第4A步驟,同時除去前述去除異物用之塗佈膜與異物的如[8]所記載的經加工的半導體基板之製造方法。
[10] 前述第1A步驟為,將前述半導體基板與前述支持基板藉由前述去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之步驟的如[8]所記載的經加工的半導體基板之製造方法。
[11] 在前述第4A步驟同時除去前述去除異物用之塗佈膜,與作為前述接著劑層之剝離殘渣的異物之如[10]所記載的半導體基板之製造方法。
[12] 前述加工含有連接前述半導體基板與第2半導體基板之如[8]至[11]中任一所記載的經加工的半導體基板之製造方法。
[13] 一種經加工的半導體基板之製造方法,其係含有半導體基板與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之第1B步驟、
加工該層合體之第2B步驟、
自該層合體剝離支持基板之第3B步驟,及
將前述半導體基板或前述支持基板以除去液進行洗淨,除去前述去除異物用之塗佈膜的第4B步驟;前述加工含有連接前述半導體基板與第2半導體基板之經加工的半導體基板之製造方法。
[發明之效果]
依據本發明的一實施形態可提供可藉由簡便方法防止於半導體基板上殘留接著劑層之剝離殘渣的經加工的半導體基板之製造方法。
又,依據本發明的一實施形態可提供可得到具有耐熱性之去除異物用的塗佈膜之去除異物用的塗佈膜形成組成物、使用該組成物的去除異物用之塗佈膜、半導體基板,及經加工的半導體基板之製造方法。
[實施發明的型態]
(去除異物用之塗佈膜形成組成物)
本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物含有聚合物及溶劑。
去除異物用之塗佈膜形成組成物以可形成可藉由除去液除去的塗佈膜者為佳。
<聚合物>
聚合物為含有下述式(1)所示結構單位之聚合物。
[式(1)中,X表示氧原子或NR,R表示氫原子或藉由鹼可脫保護之醯亞胺基的保護基]。
R中,作為藉由鹼進行脫保護的醯亞胺基之保護基,例如可舉出甲基、環己基、羥基乙基、苯甲基、苯基等。
作為鹼,例如可舉出含於鹼性除去液的鹼。
由去除異物用之塗佈膜形成組成物所得的塗佈膜因含有式(1)所示結構單位之聚合物而可顯示良好耐熱性。
又,由去除異物用之塗佈膜形成組成物所得的塗佈膜來自式(1)所示結構單位,變得可藉由除去液除去。
因此,本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物為可藉由簡單方法防止於基板上殘留異物之組成物,且為可得到具有耐熱性之塗佈膜的組成物。
又,由本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物所得的塗佈膜對於雷射照射亦具有優異耐性。因此,後述經加工的半導體基板之製造方法(第一實施形態)中,在自層合體剝離支持基板之第3A步驟中可使用雷射。
聚合物亦可具有除式(1)所示結構單位以外的結構單位。作為如此結構單位,並無特別限制。可舉出來自具有聚合性不飽和鍵之化合物的結構單位。
作為聚合物中之式(1)所示結構單位的比例,雖無特別限制,以全結構單位之50莫耳%以上為佳,以70莫耳%以上為較佳,以80莫耳%以上為更佳,以90莫耳%以上為特佳。
作為聚合物之重量平均分子量,雖無特別限制,以1,000~50,000為佳,1,500~30,000為較佳。且,重量平均分子量為藉由凝膠滲透層析法(GPC)使用作為標準試料之聚苯乙烯而得的值。
聚合物例如可藉由聚合含有下述式(1A)所示化合物之單體而得。
[式(1A)中,X與式(1)中之X同義]。
作為式(1A)所示化合物,例如可舉出馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-羥基乙基馬來醯亞胺、N-苯甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、馬來酸酐。
作為聚合方法,並無特別限制,例如可舉出自由基聚合。
例如藉由馬來醯亞胺等式(1A)所示化合物的均聚合或與其他單體之共聚合而得到聚合物。
使用於聚合的單體亦可含有除式(1A)所示化合物以外之單體。作為如此單體,例如可舉出具有聚合性不飽和鍵之化合物。作為具體例子,可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、丙烯醯胺化合物、甲基丙烯醯胺化合物、乙烯基化合物、苯乙烯化合物、丙烯腈等,並無限定於此等。
作為丙烯酸酯化合物之具體例子,可舉出甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、正己基丙烯酸酯、i-丙基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、2-羥基乙基丙烯酸酯、3-氯-2-羥基丙基丙烯酸酯、2-羥基丙基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、2,2,2-三氯乙基丙烯酸酯、2-溴乙基丙烯酸酯、4-羥基丁基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基丙烯酸酯、5-丙烯醯氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內酯、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、縮水甘油基丙烯酸酯等,但不限定於此等。
作為甲基丙烯酸酯化合物之具體例子,可舉出甲基丙烯酸甲酯、乙基甲基丙烯酸酯、正己基甲基丙烯酸酯、i-丙基甲基丙烯酸酯、環己基甲基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸甲酯、苯基甲基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸甲酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、2,2,2-三氯乙基甲基丙烯酸酯、2-溴乙基甲基丙烯酸酯、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、四氫糠基甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、5-甲基丙烯醯氧-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內酯、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、縮水甘油基甲基丙烯酸酯、2-苯基乙基甲基丙烯酸酯、羥基苯基甲基丙烯酸酯、溴苯基甲基丙烯酸酯等,但不限定於此等。
作為丙烯醯胺化合物之具體例子,可舉出丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-苯甲基丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-蒽基丙烯醯胺等,但不限定於此等。
作為甲基丙烯醯胺化合物之具體例子,可舉出甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-苯甲基甲基丙烯醯胺、N-苯基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N-蒽基甲基丙烯醯胺等,但不限定於此等。
作為乙烯基化合物之具體例子,可舉出乙烯基醇、2-羥基乙基乙烯基醚、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、苯甲基乙烯基醚、乙烯基乙酸、乙烯基三甲氧基矽烷、2-氯乙基乙烯基醚、2-甲氧基乙基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基蒽等,但不限定於此等。
作為苯乙烯化合物之具體例子,可舉出苯乙烯、羥基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氰基苯乙烯、乙醯苯乙烯等,但不限定於此等。
作為去除異物用之塗佈膜形成組成物中的聚合物之含有量,雖無特別限制,相對於固體成分,以0.01質量%~60質量%為佳,0.1質量%~40質量%為較佳,0.5質量%~30質量%為特佳。
<<除去液>>
作為除去液,若為可去除由去除異物用之塗佈膜形成組成物所形成的塗佈膜即可並無特別限制。
塗佈膜例如形成於半導體基板上。作為此時的除去係指自半導體基板上除去的意思。
其中,作為除去態樣,可舉出溶解除去、剝離除去等。作為剝離除去,例如可舉出藉由膨潤而自包覆物剝離者。
除去液可含有水,亦可含有有機溶劑。
除去液亦可含有有機溶劑50質量%以上之除去液。
作為有機溶劑,例如可舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁烷酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯酮等。
作為除去液,例如可舉出鹼性除去液。
鹼性除去液含有鹼。作為鹼,例如可舉出氨、無機鹼化合物、氫氧化四級銨、胺、肼等。
鹼性除去液為在半導體製造製程所使用的顯像液或洗淨液,且亦可為顯示鹼性者。作為顯像液,例如可舉出NMD-3(2.38%四甲基銨氫氧化物水溶液、東京應化工業股份有限公司製)。
作為無機鹼化合物,例如可舉出氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、磷酸氫二銨、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鈉、矽酸鋰、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、硼酸鋰、硼酸鈉、硼酸鉀等。
作為氫氧化四級銨,例如可舉出氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、三甲基羥基乙基銨氫氧化物、膽鹼等。
作為胺,例如可舉出乙醇胺、甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、n-丙基胺、二-n-丙基胺、異丙基胺、二異丙基胺、甲基二乙基胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺等。
作為肼,例如可舉出肼一水合物等。
又,鹼性除去液亦可為SC-1(氨-過氧化氫溶液)。
<溶劑>
作為去除異物用之塗佈膜形成組成物所含的溶劑,例如可使用乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁烷酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯酮等。
此等溶劑可單獨使用或2種以上之組合。
進一步可使用混合丙二醇單丁基醚、丙二醇單丁基醚乙酸酯等高沸點溶劑而使用。
去除異物用之塗佈膜形成組成物,例如可藉由均勻地混合各成分而容易地調製,可在溶解於適當溶劑之溶液狀態下使用。
如此調製的去除異物用之塗佈膜形成組成物使用孔徑為0.2μm程度之濾器等進行過濾後提供於使用者為佳。如此所調製的去除異物用之塗佈膜形成組成物在室溫的長期間之貯藏穩定性亦優異。
去除異物用之塗佈膜形成組成物中之固體成分的比例若為均勻地溶解各成分者即可並無特別限定,例如為0.5~50質量%,又例如為1~30質量%。其中所謂固體成分表示自去除異物用之塗佈膜形成組成物的全成分除去溶劑成分者。
在本發明中所謂異物表示,附著於基板上的目的物以外之物質。半導體裝置製造中,其為半導體裝置製造中不需要的物質。例如可舉出附著於晶圓上之顆粒、金屬雜質、蝕刻後殘渣、接著劑層之剝離殘渣等。
去除異物用之塗佈膜為,經晶圓彼此藉由接著劑進行黏著,其後剝離接著劑時,於接著劑塗佈前形成本發明的塗佈膜,其後進行晶圓之接著、剝離步驟後的異物(接著劑層之殘渣)之剝離上所使用的特佳者。
去除異物用之塗佈膜亦可使用於除去已經存在於半導體基板上之異物。
所謂去除異物用之塗佈膜溶解於除去液,其表示藉由除去液進行浸漬、洗淨等時,塗佈膜溶解於除去液,使其不存在於基板等包覆物上。在本發明中所謂溶解,其表示形成於基板上之該膜由當初所形成的膜厚,例如至少除去90%以上(即殘膜之膜厚為當初膜厚之10%以下),或至少除去95%以上(即殘膜之膜厚為當初膜厚之5%以下),或至少除去99%以上(即殘膜之膜厚為當初膜厚之1%以下),最佳為除去100%(即殘膜之膜厚為當初膜厚之0%(無殘膜))的意思。
前述組成物以至少含有交聯劑及添加劑中至少一方者為佳。
<交聯劑>
前述交聯劑以含有環氧基者為佳。
前述交聯劑亦可含有具有至少二個環氧基之化合物。作為如此化合物,若為具有環氧基的化合物即可並無特別限定。例如可舉出參(2,3-環氧丙基)異氰脲酸酯、1,4-丁二醇二縮水甘油基醚、1,2-環氧-4-(環氧乙基)環己烷、甘油三縮水甘油基醚、二乙二醇二縮水甘油基醚、2,6-二縮水甘油基苯基縮水甘油基醚、1,1,3-參[p-(2,3-環氧丙氧基)苯基]丙烷、1,2-環己烷二羧酸二縮水甘油基酯、4,4’-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、三羥甲基乙烷三縮水甘油基醚及雙酚-A-二縮水甘油基醚、季戊四醇聚縮水甘油基醚等。
作為具有至少二個環氧基之化合物,例如可舉出以下者。
作為具有胺基之環氧樹脂,例如可舉出YH-434、YH434L(日鐵化學&材料(股)製,商品名)等。
作為具有環己烯氧化物結構之環氧樹脂,例如可舉出EpoleadGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、CELLOXIDE2021、CELLOXIDE3000(大賽璐化學(股)製,商品名)等。
作為雙酚A型環氧樹脂,例如可舉出EPICOAT1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上,Yuka Shell Epoxy(股)製,商品名)等。
作為雙酚F型環氧樹脂,例如可舉出EPICOAT807 (Yuka Shell Epoxy(股)製,商品名)等。
作為酚酚醛清漆型環氧樹脂,例如可舉出
EPICOAT152、同154(以上,Yuka Shell Epoxy(股)製,商品名)、EPPN201、同202(以上,日本化藥(股)製,商品名)等。
作為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,例如可舉出EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上,日本化藥(股)製,商品名)、EPICOAT180S75(Yuka Shell Epoxy(股)製,商品名)等。
作為脂環式環氧樹脂,例如可舉出DenacolEX-252(Nagase Chemtex(股)製,商品名)、CY175、CY177、CY179(以上,CIBA-GEIGY AG製,商品名)、AralditeCY-182、同CY-192、同CY-184(以上,CIBA-GEIGY AG製,商品名)、EPICLON200、同400(以上,大日本油墨工業(股)製,商品名)、EPICOAT871、同872(以上,Yuka Shell Epoxy(股)製,商品名)、ED-5661、ED-5662(以上,Celanese coating(股)製,商品名)等。
作為脂肪族聚縮水甘油基醚,例如可舉出DenacolEX-611、同EX-612、同EX-614、同EX-622、同EX-411、同EX-512、同EX-522、同EX-421、同EX-313、同EX-314、同EX-321(Nagase Chemtex(股)製,商品名)等。
上述具有至少二個環氧基之化合物的含有量相對於前述聚合物100質量份,例如5~70質量份,或10~60質量份,以15~45質量份為佳。具有至少二個環氧基之化合物的含有量由塗佈膜之硬化度及與接著劑層之互混防止的觀點來看,相對於聚合物100質量份,以5質量份以上為佳,由對除去液之溶解性的觀點來看,相對於聚合物100質量份,以70質量份以下為佳。
<添加劑>
去除異物用之塗佈膜形成組成物中可含有作為添加劑之吸光性化合物、界面活性劑、接著補助劑、流變調整劑、二氧化矽粒子。
作為吸光性化合物若為所使用的曝光波長具有吸收的化合物即可,並無特別限定。使用具有蒽環、萘環、苯環、喹啉環、三嗪環等芳香環結構的化合物為佳。又,由不會阻礙去除異物用之塗佈膜對除去液之溶解性的觀點來看,使用具有酚性羥基、羧基或磺酸基之化合物為佳。
作為對於波長248nm的光具有大吸收的吸光性化合物,例如可舉出1-萘羧酸、2-萘羧酸、1-萘酚、2-萘酚、1-胺基萘、1-羥基-2-萘羧酸、3-羥基-2-萘羧酸、3,7-二羥基-2-萘羧酸、6-溴-2-羥基萘、1,2-萘二羧酸、1,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、1,6-萘二羧酸、1,7-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、1,8-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、6-羥基-1-萘羧酸、1-羥基-2-萘羧酸、3-羥基-2-萘羧酸、6-羥基-2-萘羧酸、1-溴-2-羥基-3-萘羧酸、1-溴-4-羥基-3-萘羧酸、1,6-二溴-2-羥基-3-萘羧酸、3-羥基-7-甲氧基-2-萘羧酸、1-胺基-2-萘酚、1,5-二巰基萘、1,4,5,8-萘四羧酸、3,5-二羥基-2-萘羧酸、1,4-二羥基-2-萘羧酸、2-乙氧基-1-萘羧酸、2,6-二氯-1-萘酚、2-羥基-3-萘羧酸甲基酯、6-羥基-2-萘羧酸甲基酯、3-羥基-7-甲氧基-2-萘羧酸甲基酯、3,7-二羥基-2-萘羧酸甲基酯、2,4-二溴-1-萘酚、1-溴-2-萘酚、2-萘硫醇、4-甲氧基-1-萘酚、6-乙醯氧基-2-萘羧酸、1,6-二溴-1-萘酚、2,6-二溴-1,5-二羥基萘、1-乙醯-2-萘酚、9-蒽羧酸、1,4,9,10-四羥基蒽、1,8,9-三羥基蒽等。
又,作為對波長193nm的光具有大吸收之吸光性化合物,例如可舉出安息香酸、4-甲基安息香酸、o-鄰苯二甲酸、m-鄰苯二甲酸、p-鄰苯二甲酸、2-甲氧基安息香酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、2-羥基安息香酸、3-羥基安息香酸、4-羥基安息香酸、2-乙醯氧基安息香酸、2-胺基安息香酸、3-胺基安息香酸、4-胺基安息香酸、苯均三酸、1,4-苯二羧酸、2,3-二甲氧基安息香酸、2,4-二甲氧基安息香酸、2,5-二甲氧基安息香酸、2,4-二羥基安息香酸、2,6-二羥基安息香酸、3,4-二羥基安息香酸、3,5-二羥基安息香酸、4-乙醯安息香酸、苯四酸、苯均三酸酐、2-s[雙-(4-羥基苯基)-甲基]安息香酸、3,4,5-三羥基安息香酸、2-二苯甲酮羧酸、m-苯基安息香酸、3-(4’-羥基苯氧基)安息香酸、3-苯氧基安息香酸、酚、1,4-二羥基苯、1,3-二羥基苯、1,2-二羥基苯、2-甲基酚、3-甲基酚、4-甲基苯酚、1,3,5-三羥基苯、2,2-雙-4-羥基苯基丙烷、2-羥基聯苯基、2-胺基酚、3-胺基酚、4-胺基酚、及4-苯甲基氧基酚等。
又,此等吸光性化合物為,欲抑制使用於去除異物用之塗佈膜形成的燒烤時之昇華,聚合物或與具有1個以上反應性基之化合物進行反應而使用。
例如為具有羧基或酚性羥基之吸光性化合物的情況時,可使用參(2,3-環氧丙基)異氰脲酸酯、1,4-丁二醇二縮水甘油基醚、1,2-環氧-4-(環氧乙基)環己烷、甘油三縮水甘油基醚、二乙二醇二縮水甘油基醚、2,6-二縮水甘油基苯基縮水甘油基醚、1,1,3-參(p-(2,3-環氧丙氧基)苯基)丙烷、1,2-環己烷二羧酸二縮水甘油基酯、4,4’-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、三羥甲基乙烷三縮水甘油基醚、雙酚-A-二縮水甘油基醚,及季戊四醇聚縮水甘油基醚等多官能環氧化合物或縮水甘油基甲基丙烯酸酯等含有具有環氧基之結構的聚合物進行反應而得的化合物。
上述吸光性化合物可單獨使用或以2種以上組合方式使用。使用吸光性化合物之情況時,作為該含有量,相對於聚合物100質量份,例如1~300質量份或1~200質量份,又例如1~100質量份,或5~100質量份。吸光性化合物之含有量相對於聚合物100質量份若為300質量份以下時,去除異物用之塗佈膜對除去液之溶解性優異,去除異物用之塗佈膜變得不易與接著劑層互混。
去除異物用之塗佈膜形成組成物可含有酸產生劑。作為酸產生劑,可舉出2,4,4,6-四溴環己二烯酮、安息香甲苯磺酸酯、2-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、其他有機磺酸烷基酯等熱酸產生劑、雙(4-tert-丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸鹽、三苯基硫鎓三氟甲烷磺酸鹽、苯基-雙(三氯甲基)-s-三嗪、安息香甲苯磺酸酯,及N-羥基琥珀酸醯亞胺三氟甲烷磺酸鹽等光酸產生劑。作為酸產生劑之添加量,去除異物用之塗佈膜形成組成物的固體成分中,例如10質量%以下,較佳為3質量%以下之量在視必要時使用。
於去除異物用之塗佈膜形成組成物中,以促進對除去液之溶解速度的目的下可加多價酚化合物或含有羧基的化合物。如此化合物雖非特別限定者,例如可舉出參-羥基苯基乙烷、雙酚-A、雙酚-S、4,4’-異亞丙基-二-o-甲酚、5-tert-丁基鄰苯三酚、六氟雙酚-A、3,3,3’,3’-四甲基-1、1’-螺雙茚滿-5,5’,6,6’-四氟乙烯、4,4’-(9-亞芴)二酚、雙酚-AP、雙酚-P、5-α,α-二甲基-4-羥基苯甲基水楊酸、α,α,α’-參(4-羥基苯基)-1-乙基-4-異丙基苯、5,5’-二-tert-丁基-2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮等多價酚類、含有苯四酸、鄰苯二甲酸、三聚酸、4-磺基鄰苯二甲酸、苯六羧酸、2,3-萘二羧酸、4-羥基鄰苯二甲酸、3,4-二羥基鄰苯二甲酸、4,5-二羥基鄰苯二甲酸、3,3’-,4,4’-聯苯基四羧酸、3,3’-、4,4’-二苯甲酮四羧酸、3,3’-、4,4’-二苯基醚四羧酸、3,3’-、4,4’-二苯基碸四羧酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,2,3,4-環己烷四羧酸、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸等多價羧酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚醯胺酸、聚馬來酸酐等羧酸或羧酸酐之聚合物等。作為上述化合物之添加量,去除異物用之塗佈膜形成組成物的固體成分中,例如20質量%以下,較佳為10質量%以下量在視必要使用。
於去除異物用之塗佈膜形成組成物中,又調整對除去液之溶解速度的目的下,可添加具有以tert-丁基、四氫吡喃基、1-乙氧基乙基及三甲基矽基等酸存在下容易分解的基所保護的羧基或酚性羥基之化合物。
作為如此化合物,例如可舉出二-tert-丁基丙二酸酯、tert-丁基乙酸酯、tert-丁基丙酸酯、tert-丁基乙醯乙酸酯、tert-戊基乙酸酯、安息香酸-tert-丁基酯及tert-丁基新戊酸酯等化合物。
此等化合物可為在酸存在下可容易生成羧基或酚性羥基,可提高對於鹼性除去液的溶解性之化合物。
因此,此等化合物以可與光酸產生劑共同添加於去除異物用之塗佈膜形成組成物者為佳。即,對於含有具有以在上述酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物與光酸產生劑之去除異物用之塗佈膜形成組成物所形成的去除異物用之塗佈膜,藉由該經曝光的部分藉由曝光自光酸產生劑所產生的酸,具有以在酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物的羧基或酚性羥基經再生,其結果可使經曝光的部分之去除異物用之塗佈膜對於鹼性除去液之溶解性提高。相對於此,對於以具有未經曝光的部分在酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物並無變化,並未提高該部分的去除異物用之塗佈膜對於鹼性除去液之溶解性。因此,藉由同時使用具有以在酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物與光酸產生劑時,曝光後之去除異物用之塗佈膜的曝光部與非曝光部對於鹼性除去液的溶解性變得具有差異性,成為容易藉由顯影的圖型形成者。
使用具有以在上述酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基的化合物之情況時,作為該含有量,相對於聚合物100質量份,例如50~1質量份,或30~5質量份,又例如20~10質量份。同時使用具有以在酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物與光酸產生劑之情況時,該含有量相對於具有以在酸存在下可容易被分解的基進行保護的羧基或酚性羥基之化合物100質量份,例如0.1~30質量份,或0.5~20質量份,又例如1~10質量份。
去除異物用之塗佈膜形成組成物可含有界面活性劑。作為界面活性劑,例如可舉出聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚等聚氧乙烯烷基烯丙基醚類、聚氧乙烯・聚氧伸丙基嵌段共聚物類、山梨糖醇單月桂酸酯、山梨糖醇單棕櫚酸酯、山梨糖醇單硬脂酸酯、山梨糖醇單油酸酯、山梨糖醇三油酸酯、山梨糖醇三硬脂酸酯等山梨糖醇脂肪酸酯類、聚氧乙烯山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三硬脂酸酯等聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯類等非離子系界面活性劑、EftopEF301、EF303、EF352((股)Tochem Products製,商品名)、MegafacF171、F173(DIC(股)製,商品名)、FLUORADFC430、FC431(住友3M(股)製,商品名)、Asahi GuardAG710、SurflonS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGC(股)製,商品名)等氟系界面活性劑、有機矽氧烷聚合物KP341(信越化學工業(股)製,商品名)等。此等界面活性劑之配合量在去除異物用之塗佈膜形成組成物之全成分中,通常0.2質量%以下,較佳為0.1質量%以下。此等界面活性劑可單獨添加,亦可組合2種以上而添加。
去除異物用之塗佈膜形成組成物可含有二氧化矽粒子。作為二氧化矽粒子,例如可舉出含有具有所定平均粒子徑值之矽氧粉,或具有所定平均粒子徑值之二氧化矽的二氧化矽溶膠等。
作為矽氧粉之具體例子,可舉出信越化學工業(股)製 矽氧粉 KMP系列 KMP-600、KMP-601、KMP-602、KMP-605、X-52-7030等,但不限定於此等。
作為膠態二氧化矽(二氧化矽溶膠)之具體例子,可舉出日產化學(股)製 MA-ST-S(甲醇分散二氧化矽溶膠)、MT-ST(甲醇分散二氧化矽溶膠)、MA-ST-UP(甲醇分散二氧化矽溶膠)、商品名MA-ST-M(甲醇分散二氧化矽溶膠)、MA-ST-L(甲醇分散二氧化矽溶膠)、IPA-ST-S(異丙醇分散二氧化矽溶膠)、IPA-ST(異丙醇分散二氧化矽溶膠)、IPA-ST-UP(異丙醇分散二氧化矽溶膠)、IPA-ST-L(異丙醇分散二氧化矽溶膠)、IPA-ST-ZL(異丙醇分散二氧化矽溶膠)、NPC-ST-30(n-丙基溶纖劑分散二氧化矽溶膠)、PGM-ST(1-甲氧基-2-丙醇分散二氧化矽溶膠)、DMAC-ST(二甲基乙醯胺分散二氧化矽溶膠)、XBA-ST(二甲苯・n-丁醇混合溶劑分散二氧化矽溶膠)、商品名EAC-ST(乙酸乙酯分散二氧化矽溶膠)、PMA-ST(丙二醇單甲基醚乙酸酯分散二氧化矽溶膠)、MEK-ST(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠)、MEK-ST-UP(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠)、MEK-ST-L(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠)、MIBK-ST(甲基異丁基酮分散二氧化矽溶膠)等,但不限定於此等。
(去除異物用之塗佈膜)
本發明的去除異物用之塗佈膜係由本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物所形成。
本發明的去除異物用之塗佈膜以在氮環境下,以250℃進行10分鐘加熱時的膜厚之減少為5%以下者為佳。
本發明的去除異物用之塗佈膜,例如可如以下所示而形成。
於半導體基板上面,藉由旋塗器、塗佈機、浸漬等適當塗佈方法塗布本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物後,藉由燒烤而形成去除異物用之塗佈膜。作為燒烤條件為適當地選自燒烤溫度80℃~300℃,燒烤時間0.3~60分鐘中。
去除異物用之塗佈膜的膜厚一般為5nm~1μm,較佳為10nm~500nm,最佳為15nm~300nm。
作為所形成的去除異物用之塗佈膜對於除去液之溶解速度,其中膜厚之減少速度,例如每秒0.1nm~50nm,以每秒0.2nm~40nm為佳,較佳為0.3~20nm。溶解速度比此小的情況時,去除異物用之塗佈膜的除去必要時間變長,而造成生產性降低。
本發明的由去除異物用之塗佈膜形成組成物所形成的去除異物用之塗佈膜為可藉由改變形成時之燒烤條件,控制去除異物用之塗佈膜對於除去液之溶解速度者。特定燒烤時間之情況時,越提高燒烤溫度,越可形成對除去液的溶解速度小的去除異物用之塗佈膜。
對於去除異物用之塗佈膜,該膜形成後可進行曝光。曝光為可對晶圓進行全面曝光,亦可通過所定圖型之光罩。在曝光中,可使用KrF準分子激光(波長248nm)、ArF準分子激光(波長193nm)及F2準分子激光(波長157nm)等。曝光後視必要亦可進行曝光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)。
(半導體基板)
本發明的半導體基板為於上面具有本發明的去除異物用之塗佈膜。
作為構成半導體基板全體之主要材質,若為使用於此種用途者即可,並無特別限定,例如可舉出矽、矽碳化物、化合物半導體等。
半導體基板之形狀雖無特別限定,例如為圓盤狀。且,圓盤狀半導體基板中該面形狀並非必需為完全圓形,例如半導體基板之外圍可具有稱為定向平面的直線部,亦可具有稱為缺口之切口。
作為圓盤狀之半導體基板的厚度,可配合半導體基板之使用目的等進行適宜特定,雖無特別限定,例如為500~1,000μm。
作為圓盤狀之半導體基板的直徑,可配合半導體基板之使用目的等而適宜特定即可,並無特別限定,例如100~1,000mm。
半導體基板亦可具有凸塊。所謂凸塊表示突起狀端子。
半導體基板具有凸塊之情況時,半導體基板的支持基板側具有凸塊。
半導體基板中,凸塊通常形成於形成有迴路之面上。迴路可為單層亦可為多層。作為迴路形狀並無特別限制。
半導體基板中,具有凸塊之面的反面(裏面)為進行加工之面。
半導體基板所具有凸塊之材質、尺寸、形狀、結構、密度,並無特別限定。
作為凸塊,例如可舉出球凸塊、印刷凸塊、柱形凸塊、鍍敷凸塊等。
通常由凸塊高度1~200μm程度、凸塊半徑1~200 μm、凸塊間距1~500μm之條件來適宜地決定凸塊高度、半徑及間距。
作為凸塊之材質,例如可舉出低熔點鍍敷、高熔點鍍敷、錫、銦、金、銀、銅等。凸塊可僅由單一成分所構成,亦可由複數種成分所構成。更具體可舉出SnAg凸塊、SnBi凸塊、Sn凸塊、AuSn凸塊等將Sn作為主體的合金鍍敷等。
又,凸塊亦可具有含有此等成分的至少任一種所成的金屬層之層合結構。
半導體基板之一例子為直徑300mm、厚度770μm程度之矽晶圓。
(經加工的半導體基板之製造方法)
<第一實施形態>
本發明的經加工的半導體基板之製造方法的第一實施形態含有第1A步驟、第2A步驟、第3A步驟與第4A步驟。
第1A步驟為製造將本發明的半導體基板(具有本發明的去除異物用之塗佈膜的半導體基板)與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜進行貼合的層合體之步驟。
第2A步驟為加工層合體之步驟。
第3A步驟為自層合體剝離支持基板之步驟。
第4A步驟為將半導體基板或支持基板以除去液進行洗淨並除去去除異物用之塗佈膜的步驟。
在第一實施形態中,作為去除異物用之塗佈膜使用具有耐熱性之本發明的去除異物用之塗佈膜。因此,在第2A步驟中進行高溫處理時,亦難以異常地產生去除異物用之塗佈膜,可藉由簡易方法防止於基板上殘留異物。
<<第1A步驟>>
第1A步驟為將本發明的半導體基板(具有本發明的去除異物用之塗佈膜的半導體基板)與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜進行貼合而製造層合體之步驟。
作為支持基板,加工層合體(例如半導體基板)時,若為可支撐半導體基板之構件即可,並無特別限定,例如可舉出玻璃製支持基板等。
作為支持基板之形狀,雖無特別限定,例如可舉出圓盤狀。
作為圓盤狀支持基板之厚度,若配合半導體基板之尺寸等即可適宜地決定,並無特別特別限定,例如500~1,000μm。
作為圓盤狀支持基板之直徑可配合半導體基板之尺寸而適宜地決定即可,並無特別限定,例如100~1,000mm。
支持基板的一例子為直徑300mm、厚度700μm程度之玻璃晶圓。
第1A步驟較佳為將半導體基板與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之步驟。
作為接著劑層,僅為可在第3A步驟自層合體剝離支持基板者即可,並無特別限制。
接著劑層可藉由公知接著劑與方法而形成。作為接著劑,例如可使用國際公開第2015/190438號等所記載的塗佈形態之晶圓暫時接著劑、Thin Materials公司之暫時貼合材料(日產化學股份有限公司)、Toray股份有限公司製之半導體用晶圓暫時貼合材料、WaferBOND(註冊商標)CR-200、HT-10.10(啤酒科學公司製),亦可使用膠帶狀接著劑(例如背研磨用膠帶(例如3MTM暫時固定用黏著膠帶 ATT-4025(3M日本股份有限公司製)、E系列、P系列、S系列(Lintec股份有限公司製,商品名)、微距膠帶(註冊商標)(三井化學東賽羅股份有限公司製))、切割用膠帶(例如耐溶劑切割膠帶(日東電工股份有限公司製,商品名)、感溫性黏著薄片Intellimar(註冊商標)膠帶(新田股份有限公司製)、Intellimar(註冊商標)膠帶(安佳科技有限公司製)等)。
亦可適用於特定晶圓處理系統(例如Zero Newton(註冊商標)(東京應化工業股份有限公司製)中之晶圓用接著劑。
又,作為接著劑層,亦可使用黏著劑層、黏著膠帶、稱為暫時固定材者。作為如此者,例如可舉出國際公開第2021/225163號手冊所記載的黏著劑層、國際公開第2022/065376號手冊所記載的接著劑層、國際公開第2022/065388號手冊所記載的光硬化型接著劑層等。
例如背研磨膠帶係由基材薄膜、黏著劑層及剝離薄膜所構成。基材薄膜雖自從前使用如乙烯-乙酸乙烯基共聚物(EVA)之軟質的熱塑性薄膜,但以提高晶圓之支撐性的目的,亦可嘗試使用如聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)之剛直的延伸薄膜。其後,隨著進一步改良,有關彈性率相異的二種類薄膜之層合設計,例PET與乙烯系共聚物之層合設計,或聚丙烯(PP)與乙烯系共聚物之層合設計已被報告。
黏著劑以丙烯酸系為一般。丙烯酸系黏著劑已知有將如丙烯酸丁基的玻璃轉移溫度低的單體作為主原料之丙烯酸共聚物與硬化劑進行反應而使其交聯的設計。背研磨膠帶係以貼合於晶圓迴路面而使用,故有的來自膠帶剝離後之黏著劑的污染之懸念。因此,假設即使有黏著劑殘留,亦可由水進行洗淨而除去,因而使用乳膠系黏著劑之設計亦已被報告,但難以完全除去。故將本發明的去除異物用之塗佈膜形成於迴路面後,藉由形成接著層,此後的剝離步驟時之異物(接著劑層之殘渣)可藉由除去液進行洗淨而完全除去,對於迴路等配線部亦不會造成損傷。
作為接著劑層之厚度,雖無特別限制,例如為5μm~500μm,以10μm~300μm為佳,以20μm~200μm為更佳,以30μm~150μm為特佳。
進行第1A步驟前,接著劑層可形成於去除異物用之塗佈膜上,亦可形成於支持基板上,更可形成於半導體基板上。
貼合例如可藉由加熱及加壓下進行。
作為加熱之溫度,若為常溫(25℃)以上即可,並無特別限定,通常為50℃以上,由迴避過度加熱之觀點來看,通常為220℃以下,在某態樣下為170℃以下。
負載量僅可進行基板或層之貼合,且對於基板或層不會造成損傷之情況下,並非特別限定者,例如0.5~50kN。
又,作為貼合時之壓力,例如可舉出0.1~20N/mm
2。且,壓力係表示連接賦予負載的夾具之基板的每單位面積(mm
2)之力(負載)。
減壓度僅可進行基板與層之貼合,且對於基板或層不會賦予損傷之情況下,並非特別限定者,例如10~10,000Pa。
使用接著劑層之情況時,在第4A步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與接著劑層之剝離殘渣的異物,將欲使半導體基板上不存在異物作為目的,在第1A步驟所製造的層合體之層結構亦可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/支持基板。
又,使用接著劑層之情況時,在第4A步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與接著劑層之剝離殘渣的異物,將欲使支持基板上不存在異物者作為目的,在第1A步驟所製造之層合體的層結構可為半導體基板/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。此時,變得容易支持基板之再利用。
又,將欲使半導體基板及支持基板上不存在異物等者作為目的,在第1A步驟所製造的層合體之層結構亦可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。
在第1A步驟所製造之層合體的半導體基板與支持基板之間亦可具有雷射剝離層。層合體具有雷射剝離層之情況時,在第3A步驟中,例如藉由對雷射剝離層照射雷射,可自層合體剝離支持基板。雷射,例如對具有雷射光之透過性的支持基板側照射雷射剝離層。
層合體為具有雷射剝離層之情況時,在第4A步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與雷射剝離層及接著劑層之剝離殘渣的異物,將欲在半導體基板上不存在異物者作為目的,在第1A步驟所製造的層合體之層結構,例如亦可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/雷射剝離層/接著劑層/支持基板。
層合體為具有雷射剝離層之情況時,在第4A步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與雷射剝離層及接著劑層之剝離殘渣的異物,將欲在支持基板不存在異物者作為目的,在第1A步驟所製造的層合體之層結構,例如可為半導體基板/接著劑層/雷射剝離層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。此時支持基板之再利用變得容易。
又,藉由對雷射剝離層照射雷射,於自層合體剝離支持基板後,若在接著劑層上面殘留雷射剝離層之剝離殘渣時,有著於半導體基板或支持基板再附著來自雷射剝離層之異物,或接著劑層之洗淨時間變長之情況。欲防止此等,將接著劑層上之雷射剝離層的殘渣除去作為目的,在第1A步驟所製造的層合體之層結構可為半導體基板/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/雷射剝離層/支持基板,或半導體基板/雷射剝離層/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/支持基板。
<<第2A步驟>>
第2A步驟為加工層合體之步驟。
作為第2A步驟中之加工,雖無特別限制,例如可舉出半導體基板之研磨處理、半導體基板之貫通電極形成處理、半導體基板與第2半導體基板的銜接處理等。在第2A步驟中之加工可含有此等處理之1種,亦可含有2種以上。
<<研磨處理>>
作為半導體基板之研磨處理,例如若為研磨半導體基板之去除異物用之塗佈膜側面的反面,使半導體基板變薄的處理,並無特別限定,例如可舉出使用研磨劑或磨石的物理研磨等。
研磨處理可使用在半導體基板(例如矽晶圓)之研磨上所使用的一般研磨裝置而進行。
藉由研磨處理減少半導體基板之厚度而得到薄化至所望厚度之半導體基板。作為經薄化的半導體基板之厚度,並無特別限定,例如可為30~300μm,亦可為30~100μm。
<<貫通電極形成處理>>
例如對於經研磨的半導體基板,具有形成欲實現層合複數經薄化的半導體基板時使其薄化的半導體基板間之導通的貫通電極之情況。
因此,在研磨處理之後且剝離步驟之前,亦可含有於經研磨的半導體基板上形成貫通電極之貫通電極形成處理。
作為於半導體基板形成貫通電極之方法,雖無特別限定,例如可舉出形成貫通孔、對於所形成的貫通孔填充導電性材料等。
貫通孔之形成,例如藉由光刻而進行。
對貫通孔之導電性材料的填充,例如藉由鍍敷技術而進行。
且,在第2A步驟中可無需進行研磨處理而進行貫通電極形成處理。
<<銜接處理>>
銜接處理例如為銜接半導體基板與第2半導體基板之處理。
作為第2半導體基板,並無特別限制,例如可舉出前述半導體基板的說明所舉出者。
銜接處理例如在加熱下進行。又,銜接處理例如在加壓下進行。
作為加熱溫度,雖無特別限制,例如可舉出100℃~350℃。
在銜接處理中,例如將半導體基板之配線與第2半導體基板之配線以電方式銜接。如此銜接例如以銜接配線端部彼此方式進行。
作為半導體基板中之配線的材質、形狀、結構,並無特別限制。
作為第2半導體基板中之配線的材質、形狀、結構,並無特別限制。
<第3A步驟>
第3A步驟為自層合體剝離支持基板之步驟。第3A步驟可為分離半導體基板與支持基板之步驟。
作為剝離之方法,例如可舉出溶劑剝離、藉由光照射之剝離(雷射光、非雷射光)、藉由具有尖銳部分之機材(所謂固晶機)進行機械性剝離、在半導體基板與支持基板之間以手冊的拉扯方式進行剝離等,但不限定於此等。
特別在層合體含有接著劑層之情況時,接著劑層為使用吸收光產生在剝離能提高上必要的變質之有機樹脂所形成的接著劑層之情況時,例如可藉由對支持基板側照射雷射而剝離接著劑層。
雷射光之照射,例如使用190nm~400nm或190nm~600nm之波長(例如308nm、355nm、532nm)的紫外光而進行。
剝離可在將脈衝雷射之加工能量密度設定在50~500mJ/cm
2程度時進行。
層合體含有接著劑層之情況時,通常在與接著劑層內部或接著劑層進行隣接之基板或者層(例如去除異物用之塗佈膜)的界面上引起剝離。在接著劑層內部引起的剝離表示,開裂接著劑層的意思。
<第4A步驟>
第4A步驟為將半導體基板或支持基板以除去液進行洗淨,除去去除異物用之塗佈膜的步驟。
在自支持基板所剝離的半導體基板上,例如殘留去除異物用之塗佈膜。其中將該去除異物用之塗佈膜藉由除去液進行除去。
在第4A步驟中,例如同時除去去除異物用之塗佈膜與異物。
在第4A步驟中,例如同時除去去除異物用之塗佈膜,與接著劑層之剝離殘渣的異物。
作為除去液,例如可舉出在本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物的說明所舉出的除去液。
作為洗淨方法,雖無特別限制,可舉出將殘留去除異物用之塗佈膜的半導體基板浸漬於除去液之方法、對殘留去除異物用之塗佈膜的半導體基板吹附除去液的方法等。
作為洗淨之條件,雖無特別限制,例如洗淨液之溫度為5℃~50℃。又,洗淨時間為適宜地選自2~500秒或者3~400秒。
例如去除異物用之塗佈膜以可使用泛用的2.38質量%之氫氧化四甲基銨水溶液在室溫(例如25℃)下可容易地進行剝離者為佳。
<第二實施形態>
本發明的經加工的半導體基板之製造方法的第二實施形態中含有第1B步驟、第2B步驟、第3B步驟與第4B步驟。
第1B步驟為將半導體基板與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之步驟。
第2B步驟為加工層合體之步驟。
第3B步驟為自層合體剝離支持基板之步驟。
第4B步驟為將半導體基板或支持基板藉由除去液進行洗淨,除去去除異物用之塗佈膜的步驟。
加工含有銜接半導體基板與第2半導體基板者。
在第二實施形態中,藉由使用去除異物用之塗佈膜,將半導體基板以支持基板支撐,且銜接半導體基板與第2半導體基板之情況時,亦可防止接著劑層之剝離殘渣在半導體基板上的殘留。
<<第1B步驟>>
第1B步驟為將半導體基板與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體的步驟。
作為半導體基板,例如可舉出在本發明的半導體基板之說明中所例示者。
作為支持基板,例如可舉出在第1A步驟之說明中所例示的支持基板。
在第二實施形態所使用的去除異物用之塗佈膜若為可除去接著劑層的剝離殘渣之膜即可,並不限定於本發明的去除異物用之塗佈膜,可使用種種塗佈膜。
作為如此塗佈膜,例如可舉出國際公開第
2018-159665號手冊所記載的塗佈膜、國際公開第
2022-019287號手冊所記載的塗佈膜等。
去除異物用之塗佈膜的膜厚通常為5nm~1μm,以10nm~500nm為佳,最佳為15nm~300nm。
去除異物用之塗佈膜以形成於半導體基板上者為佳。
作為於半導體基板上形成去除異物用之塗佈膜的方法,雖無特別限制,例如可舉出將欲形成去除異物用之塗佈膜的組成物在半導體基板上藉由旋塗器、塗佈機、浸漬等適當塗佈方法進行塗佈後進行燒烤的方法。
作為接著劑層,僅在第3B步驟可自層合體剝離支持基板者即可,並無特別限制。
作為接著劑層,例如可舉出第1A步驟中所例示的接著劑層。
進行第1B步驟前,接著劑層可形成在去除異物用之塗佈膜上,亦可形成在支持基板上,更可形成在半導體基板上。
使用接著劑層之情況時,將在第4B步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與接著劑層之剝離殘渣的異物,使於半導體基板不存在異物者作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構亦可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/支持基板。
又,使用接著劑層之情況時,將在第4B步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與接著劑層之剝離殘渣的異物,使在支持基板不存在異物者作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構可為半導體基板/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。此情況時,支持基板之再利用變得容易。
又,將使在半導體基板及支持基板不存在異物者等作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。
在第1B步驟所製造的層合體的半導體基板與支持基板之間可具有雷射剝離層。層合體具有雷射剝離層之情況時,在第3B步驟例如對雷射剝離層藉由照射雷射,可自層合體剝離支持基板。雷射例如自具有雷射光之透過性的支持基板側對雷射剝離層進行照射。
層合體具有雷射剝離層之情況時,將在第4B步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與雷射剝離層及接著劑層之剝離殘渣的異物,使在半導體基板不存在異物者作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構例如可為半導體基板/去除異物用之塗佈膜/雷射剝離層/接著劑層/支持基板。
層合體具有雷射剝離層之情況時,將在第4B步驟同時除去去除異物用之塗佈膜與雷射剝離層及接著劑層之剝離殘渣的異物,使在支持基板不存在異物者作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構例如可為半導體基板/接著劑層/雷射剝離層/去除異物用之塗佈膜/支持基板。此時支持基板之再利用變得容易。
又,藉由對雷射剝離層照射雷射,自層合體剝離支持基板後,若在接著劑層上面殘留雷射剝離層之剝離殘渣時,於半導體基板或支持基板會再附著來自雷射剝離層之異物,或接著劑層之洗淨時間會有變長之情況。欲防止此等,將接著劑層上之雷射剝離層的殘渣除去作為目的,在第1B步驟所製造的層合體之層結構可為半導體基板/接著劑層/去除異物用之塗佈膜/雷射剝離層/支持基板,或半導體基板/雷射剝離層/去除異物用之塗佈膜/接著劑層/支持基板。
<<第2B步驟>>
第2B步驟為加工層合體之步驟。
第2B步驟含有作為層合體之加工的半導體基板與第2半導體基板之銜接處理。即,加工含有銜接半導體基板與第2半導體基板者。
作為第2半導體基板,雖無特別限制,例如可舉出前述半導體基板的說明所舉出者。
第2B步驟中亦可含有作為其他處理的研磨處理、貫通電極形成處理等。
作為銜接處理,例如可舉出在第2A步驟中所說明的銜接處理。
作為研磨處理,例如可舉出在第2A步驟中所說明的研磨處理。
作為貫通電極形成處理,例如可舉出第2A步驟中所說明的貫通電極形成處理。
在銜接處理中,例如可將半導體基板之配線與第2半導體基板之配線以電方式銜接。如此銜接例如可銜接配線之端部彼此的方式進行。
作為半導體基板中之配線的材質、形狀、結構,並無特別限制。
作為第2半導體基板中之配線的材質、形狀、結構,並無特別限制。
<<第3B步驟>>
第3B步驟為自層合體剝離支持基板之步驟。第3B步驟亦可為分離半導體基板與支持基板之步驟。
作為第3B步驟之具體例子,例如可舉出第3A步驟中所例示的具體例子。
<<第4B步驟>>
第4B步驟為將半導體基板或支持基板以除去液進行洗淨,除去去除異物用之塗佈膜的步驟。
作為第4B步驟的具體例子,例如可舉出第4A步驟中所例示的具體例子。
於自支持基板所剝離的半導體基板上,例如殘留去除異物用之塗佈膜。因此,將該去除異物用之塗佈膜以除去液進行除去。
在第4B步驟中,例如同時除去去除異物用之塗佈膜與接著劑層之剝離殘渣的異物。
作為除去液,例如可舉出本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物的說明中所舉出的除去液。
作為洗淨方法,雖無特別限制,可舉出將殘留去除異物用之塗佈膜的半導體基板浸漬於除去液之方法、對殘留去除異物用之塗佈膜的半導體基板吹附除去液的方法等。
作為洗淨之條件,雖無特別限制,例如洗淨液之溫度為5℃~50℃。又,洗淨時間可適宜地選自2~500秒或者3~400秒。
例如去除異物用之塗佈膜以使用泛用的2.38質量%之氫氧化四甲基銨水溶液在室溫(例如25℃)下可容易地進行剝離者為佳。
以下將第二實施形態的一例子使用圖進行說明。
首先,準備具有配線1A之半導體基板1(圖1A)。
其次,於半導體基板1上形成去除異物用之塗佈膜2(圖1B)。
另外,準備於表面形成有接著劑層3之玻璃基板4(圖1C)。
然後將如圖1B所示具備去除異物用之塗佈膜2的半導體基板1,與如圖1C所示具備接著劑層3之玻璃基板4,配置成去除異物用之塗佈膜2與接著劑層3面對面而貼合(圖1D及圖1E)。
其次,研磨半導體基板1之去除異物用之塗佈膜2側面的反面,使半導體基板1變薄(圖1F)。然後露出配線1A。
其次,將如圖1F所示層合體與具有配線5A之第2半導體基板5配置成半導體基板1之去除異物用之塗佈膜2側面之反面,與第2半導體基板5之配線5A所露出的面呈面對面而貼合(圖1G及圖1H)。
其次,將接著劑層3及玻璃基板4自半導體基板1進行分離(圖1I)。分離例如藉由對接著劑層3照射雷射,降低接著劑層3之接著力,可容易地進行。
於分離後之異物除去塗佈膜2上,殘留接著劑層3之剝離殘渣3A(圖1I及圖1J)。因此將去除異物用之塗佈膜2藉由除去液而除去(圖1K)。藉由此,可防止於半導體基板1上殘留異物之剝離殘渣3A。
本發明的經加工的半導體基板之製造方法可適用於銜接半導體基板彼此的混合黏接上。
<其他實施形態>
本發明的一實施形態可為在半導體製造用基板上已經存在的除去異物之方法。例如如國際公開2017/056746號公報、國際公開2020/008965號公報所記載,於半導體基板表面上形成基板處理膜,除去該基板表面之異物的製程中,可更有效地除去基板表面之微小顆粒,且可容易地自基板表面除去所形成的基板處理膜之基板處理膜形成用組成物及基板之處理方法。本發明的去除異物用之塗佈膜組成物亦可使用於與上述的相同方法・用途。
對於上述一例子以下具體地說明。本適用例中,作為欲在半導體基板上形成塗佈膜之組成物,使用本發明的去除異物用之塗佈膜形成組成物。首先進行塗佈膜形成步驟。即,將去除異物用之塗佈膜形成組成物塗布於半導體基板上,形成塗佈膜。半導體基板可為未加工狀態或形成各種膜之狀態的所謂實板(平面狀),欲製造半導體裝置,可為加工為配線等形狀者。作為塗層方法,例如可舉出轉動塗層(旋塗)、流延塗層、輥塗層等。其次,將塗層膜藉由加熱(燒烤)及/或減壓,藉由有效率地除去含於塗層膜之溶劑的一部分或全部,可促進含於塗層膜的固體成分之固化及/或硬化。在此所謂的「固化」表示固體化的意思,所謂「硬化」表示增大分子彼此連結之分子量(例如交聯或聚合等)。如此形成塗佈膜。此時,例如附著於半導體基板的迴路之顆粒可有效率地埋入於塗佈膜而從迴路等拉出分離。其次進行塗佈膜除去步驟。即,藉由將溶解有塗佈膜之除去液供給於塗佈膜上,自半導體基板除去所有塗佈膜。此結果顆粒與塗佈膜同時自半導體基板除去。
[實施例]
以下對於本發明舉出實施例而詳細敘述,但本發明並未受到此等實施例之任何限定。
<分子量之測定>
本說明書的下述合成例所示聚合物之重量平均分子量為藉由凝膠滲透層析法(以下簡稱為GPC)的測定結果。測定為使用Tosoh公司(股)製GPC裝置,測定條件等如以下所示。
・GPC管柱:Shodex KF803L、Shodex KF802、Shodex KF801[註冊商標](昭和電工(股))
・管柱溫度:40℃
・溶劑:二甲基甲醯胺(DMF)
・流量:1.0ml/分
・標準試料:聚苯乙烯(Tosoh公司(股)製)
<a.聚合物之合成>
<合成例1>
將馬來醯亞胺15g與偶氮二異丁腈0.15g溶解於丙二醇單甲基醚61.2g後,在氮氣下升溫至55℃。其後進行72小時反應後得到高分子化合物之溶液。其後以水進行再沈澱,在真空烤箱進行乾燥。進行所得的高分子化合物的GPC分析後,以標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量為7400。
<b.組成物之調製>
<實施例1>
於在合成例1所得的高分子化合物0.1g中加入丙二醇單甲基醚4.9g後,使用孔徑0.10μm之聚乙烯製微濾器進行過濾後調製出樹脂組成物溶液。
<比較例1>
於聚羥基苯乙烯VP-15000(Tosoh公司股份有限公司製)0.1g加入丙二醇單甲基醚4.9g後,使用孔徑0.10μm之聚乙烯製微濾器進行過濾而調製樹脂組成物溶液。
<調製例1>
於攪拌機専用600mL攪拌容器中,放入作為聚有機矽氧烷(a1)之含有聚矽氧烷與乙烯基的MQ樹脂(瓦克化學有限公司製)80g、作為聚有機矽氧烷(a2)之黏度100mPa・s的含有SiH基之直鏈狀聚二甲基矽氧烷(瓦克化學有限公司)2.52g、作為聚有機矽氧烷(a2)的黏度70mPa・s之含有SiH基的直鏈狀聚二甲基矽氧烷(瓦克化學有限公司製)5.89g,作為及聚合抑制劑(A3)的1-乙炔基環己醇(瓦克化學有限公司製)0.22g,以攪拌機((股)Thinky製自轉公轉混合機ARE-500)進行5分鐘攪拌後得到混合物(I)。
將作為鉑族金屬系觸媒(A2)之鉑觸媒(瓦克化學有限公司製)0.147g與作為聚有機矽氧烷(a1)之黏度1000mPa・s的含有乙烯基之直鏈狀聚二甲基矽氧烷(瓦克化學有限公司製)5.81g以攪拌機進行5分鐘攪拌後得到混合物(II)。
將混合物(II)中之3.96g加入於混合物(I)中,以攪拌機進行5分鐘攪拌後得到混合物(III)。
最後將所得的混合物(III)以尼龍濾器300網孔進行過濾,得到接著劑組成物1。以黏度計(東機產業(股)製 轉動黏度計TVE-22H)進行測定的接著劑之黏度為10,000mPa・s。
<c.在高溫條件下的膜厚減少及鹼溶解試驗>
將在實施例1及比較例1各所調製的樹脂組成物溶液藉由旋塗器塗布於矽晶圓上。在加熱板上進行220℃且3分鐘燒烤後形成熱硬化膜(膜厚40nm)。將該硬化膜進一步在300℃進行2小時加熱板上的高溫處理後,對於自在實施例1所調製的樹脂組成物溶液而得之膜,觀察到膜厚減少抑制在5%以內,但對於自比較例1所調製的樹脂組成物溶液所得的膜,觀察到35%的膜厚減少。且將該膜浸漬於2.38%四甲基銨氫氧化物水溶液(NMD-3、東京應化工業股份有限公司製)1分鐘。對於自在實施例1所調製的樹脂組成物溶液所得之膜,確認到容易溶解於NMD-3,對於自在比較例1所調製的樹脂組成物溶液所得之膜,確認到未溶解於NMD-3。
<d.將貼合基板放置於高溫條件下時的空隙確認>
對於作為載體側之晶圓(支持體)的300mm玻璃晶圓(康寧公司製(CTE7.8),厚度700μm)以旋轉塗布機將在實施例1所調製之樹脂組成物溶液進行塗佈,在加熱板上進行於220℃之溫度的3分鐘加熱後,形成熱硬化膜(膜厚40nm)。
其次,作為裝置側之晶圓,對於300mm矽晶圓(厚度:770μm)以旋轉塗佈機將在調製例1所調製的接著劑組成物1進行塗佈,將接著劑組成物層成為65μm厚度。繼續,將預先製作的附有熱硬化膜之玻璃晶圓(載體側之晶圓)與附有接著劑組成物層之矽晶圓,在真空貼合裝置(Zuss microtech(股)製之全自動臨時・黏接裝置XBS300)內貼合成夾著熱硬化膜及接著劑組成物層而製作層合體。其後,在加熱板上將裝置側晶圓放在下面,以170℃進行7分鐘的加熱處理,繼續在190℃進行7分鐘的加熱處理,使接著劑組成物硬化後得到層合體(1)。
將所得的層合體(1)在真空加熱裝置內於氮環境下,進行在300℃之2小時加熱。加熱後,以目視確認外觀,確認是否有空隙或剝離等變化。其結果,未確認到加熱前後之外觀確認中的變化,在300℃且2小時間後亦明顯具有耐性。
<e.現像處理後之缺陷檢査評估>
將在實施例1所調製的樹脂組成物溶液藉由旋塗器,塗布於矽晶圓上。在加熱板上進行205℃的1分鐘燒烤,形成熱硬化膜(膜厚40nm)而製作出試樣(試樣A)。又,進一步追加下,製造出將此硬化膜在300℃的加熱板上進行30分鐘的高溫處理之試樣(試樣B)。進一步將此等試樣之膜浸漬於2.38%四甲基銨氫氧化物水溶液(NMD-3,東京應化工業股份有限公司製)30秒。將在NMD-3中塗膜完全溶解的矽晶圓,使用缺陷間檢査裝置(科拉坦科(股)製之Surfscan SP2XP),評估矽晶圓全面後,評估現像後之塗膜的除去性。比較缺陷尺寸100nm以上的缺陷數之結果,在試樣A、B未見到缺陷數之變化。即使在300℃之高溫處理後,顯影性亦無變化且明顯具有耐性。
1:半導體基板
1A:配線
2:去除異物用之塗佈膜
3:接著劑層
4:玻璃基板
5:第2半導體基板
5A:配線
[圖1A]圖1A為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其1)。
[圖1B]圖1B為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其2)。
[圖1C]圖1C為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其3)。
[圖1D]圖1D為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其4)。
[圖1E]圖1E為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其5)。
[圖1F]圖1F為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其6)。
[圖1G]圖1G為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其7)。
[圖1H]圖1H為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其8)。
[圖1I]圖1I為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其9)。
[圖1J]圖1J為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其10)。
[圖1K]圖1K為欲說明經加工的半導體基板之製造方法的一例子之概略截面圖(其11)。
Claims (13)
- 一種去除異物用之塗佈膜形成組成物,其為含有聚合物及溶劑,可形成可藉由除去液除去的塗佈膜之去除異物用之塗佈膜形成組成物,前述聚合物為含有下述式(1)所示結構單位之聚合物, [式(1)中,X表示氧原子或NR,R表示氫原子或藉由鹼可脫保護之醯亞胺基的保護基]。
- 如請求項1之組成物,其中前述除去液為鹼性除去液。
- 如請求項1之組成物,其中前述除去液為含有有機溶劑50質量%以上之除去液。
- 如請求項1之組成物,其中含有交聯劑及添加劑至少一方。
- 一種去除異物用之塗佈膜,其係由如請求項1至4中任一項之組成物所形成者。
- 如請求項5之去除異物用之塗佈膜,其在氮環境下,以250℃進行10分鐘加熱時的膜厚減少為5%以下。
- 一種半導體基板,其為具有如請求項5之去除異物用之塗佈膜的半導體基板。
- 一種經加工的半導體基板之製造方法,其中含有: 將如請求項7之半導體基板與支持基板藉由前述去除異物用之塗佈膜進行貼合而製造層合體之第1A步驟、 加工該層合體之第2A步驟、 由該層合體剝離前述支持基板之第3A步驟,及 將前述半導體基板或前述支持基板以除去液進行洗淨,除去前述去除異物用之塗佈膜的第4A步驟。
- 如請求項8之經加工的半導體基板之製造方法,其在前述第4A步驟,同時除去前述去除異物用之塗佈膜與異物。
- 如請求項8之經加工的半導體基板之製造方法,其中前述第1A步驟為,將前述半導體基板與前述支持基板藉由前述去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之步驟。
- 如請求項10之半導體基板之製造方法,其中在前述第4A步驟同時除去前述去除異物用之塗佈膜,與作為前述接著劑層之剝離殘渣的異物。
- 如請求項8之經加工的半導體基板之製造方法,其中前述加工含有連接前述半導體基板與第2半導體基板者。
- 一種經加工的半導體基板之製造方法,其係含有將半導體基板與支持基板藉由去除異物用之塗佈膜及接著劑層進行貼合而製造層合體之第1B步驟、 加工該層合體之第2B步驟、 自該層合體剝離支持基板之第3B步驟,及 將前述半導體基板或前述支持基板以除去液進行洗淨,除去前述去除異物用之塗佈膜的第4B步驟; 前述加工含有連接前述半導體基板與第2半導體基板者。
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JP2022-099796 | 2022-06-21 |
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