TWI704219B - 半導體基板洗淨用膜形成組成物及半導體基板的洗淨方法 - Google Patents
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Abstract
本發明是一種半導體基板洗淨用膜形成組成物,其包括:具有極性基、由下述式(i)所表示的基或該些的組合的分子量為300以上的化合物;以及溶媒。下述式(i)中,R1為藉由加熱或酸的作用而解離的基。所述極性基較佳為羥基、羧基、醯胺基、胺基、磺醯基、磺基或該些的組合。較佳為含有聚合體作為所述化合物,所述聚合體的重量平均分子量為300以上、50,000以下。較佳為所述聚合體為環狀的聚合體,所述環狀的聚合體的重量平均分子量為300以上、3,000以下。
-O-R1 (i)
Description
本發明是有關於一種半導體基板洗淨用膜形成組成物及半導體基板的洗淨方法。
於半導體基板的製造步驟中,為了去除附著於形成有圖案的基板的表面上的顆粒等污染物質而進行洗淨。近年來,所形成的圖案的微細化、高縱橫比化正在發展。於使用液體或氣體的洗淨時,液體或氣體難以流入基板表面的附近或圖案間,因此難以去除微小的顆粒或附著於所述圖案間的顆粒。
於日本專利特開平7-74137號公報中揭示有如下的方法:將塗佈液供給至基板表面來形成薄膜後,利用黏著膠帶等進行剝離,藉此去除基板表面的顆粒。根據該方法,可減少對於半導體基板的影響,並以高去除率去除微小的顆粒或圖案間的顆粒。但是,於該方法中必須自基板表面物理式地剝下薄膜,而存在步驟繁雜、當薄膜的一部分殘存於圖案內時難以去除等問題。
於日本專利特開2014-99583號公報中揭示有如下的基板洗淨裝置及基板洗淨方法:將用以形成膜的處理液供給至基板表面,使其固化或硬化後,利用去除液使經固化或硬化的處理液全部溶解,藉此用以去除基板表面的顆粒。於發明的詳細的說明
中記載有頂塗液作為處理液的非限定性的例子,但關於何種處理液合適並無詳細的記載。
[專利文獻1]日本專利特開平7-74137號公報
[專利文獻2]日本專利特開2014-99583號公報
本發明是基於如以上般的情況而成者,其目的在於提供如下的半導體基板洗淨用膜形成組成物及半導體基板的洗淨方法:於在半導體基板的表面上形成膜後去除基板表面的異物的製程中,可高效地去除基板表面的顆粒、且可自基板表面容易地去除所形成的膜。
為了解決所述課題而完成的發明是一種半導體基板洗淨用膜形成組成物,其包括:具有極性基、由下述式(i)所表示的基(以下,亦稱為「基(i)」)或該些的組合的分子量為300以上的化合物(以下,亦稱為「[A]化合物」);以及溶媒(以下,亦稱為「[B]溶媒」)。
[化1]
-O-R1 (i)
(式(i)中,R1為藉由加熱或酸的作用而解離的基)
為了解決所述課題而完成的其他發明是一種半導體基板的洗淨方法,其包括:藉由該半導體基板洗淨用膜形成組成物的塗敷而於半導體基板表面上形成半導體基板洗淨用膜的步驟;以及去除所述半導體基板洗淨用膜的步驟。
此處,所謂「極性基」,是指含有至少1個雜原子的基,且相當於基(i)的基除外。
根據本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物,於在基板表面上形成膜後去除基板表面的異物的製程中,可高效地去除基板表面的顆粒、且可自基板表面容易地去除所形成的膜。另外,根據本發明的半導體基板的洗淨方法,可自基板表面容易地去除所形成的膜,並可高效地去除基板表面的顆粒。因此,本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物及半導體基板的洗淨方法可適宜地用於預計今後微細化、高縱橫比化越來越發展的半導體元件的製造步驟。
10:洗淨用膜形成組成物
20:圖案
30:顆粒
40:藉由加熱處理而解離的基
50:去除液
60:動電位
(I):膜
W:晶圓
圖1A是使用本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物的半導體基板的洗淨方法的說明圖。
圖1B是使用本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物的半導體基板的洗淨方法的說明圖。
圖1C是使用本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物的半
導體基板的洗淨方法的說明圖。
<半導體基板洗淨用膜形成組成物>
本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物(以下,亦簡稱為「洗淨用膜形成組成物」)是用於對半導體基板進行洗淨的膜形成組成物。使用該洗淨用膜形成組成物於半導體基板的表面上形成膜,然後去除該膜,藉此可高效地去除附著於基板的表面,特別是附著於圖案間等的顆粒等。
該洗淨用膜形成組成物含有[A]化合物與[B]溶媒。推測藉由[A]化合物的分子量為300以上、且含有極性基及/或基(i),該洗淨用膜形成組成物顯示出對於基板表面的適度的潤濕擴大性,並且所形成的膜具有對於去除液的親和性與適度的溶解速度,並以包入基板表面的顆粒的狀態被迅速地去除,而實現高去除效率。尤其,推測當[A]化合物具有基(i)時,藉由進行加熱,式(i)中的R1解離而生成極性基,因此膜對於去除液的親和性與溶解速度提昇,進而,藉由經解離的基的揮發,顆粒自基板上的剝離得到促進,而實現更高的去除效率。
該洗淨用膜形成組成物可進而含有[C]熱酸產生劑。藉由該洗淨用膜形成組成物含有[C]熱酸產生劑,所形成的膜自基板表面上的去除變得更容易。推測其原因在於:例如所形成的膜中的[C]熱酸產生劑藉由進行加熱而產生酸,促進基(i)中的R1的解離,並有效率地生成極性基,因此膜對於去除液的親和性與溶
解速度進一步提昇,而實現更高的去除效率。
該洗淨用膜形成組成物可進而含有[D]界面活性劑。藉由該洗淨用膜形成組成物含有[D]界面活性劑,所形成的膜自基板表面上的去除變得更容易。推測根據如所述般含有[D]界面活性劑的洗淨用膜形成組成物,尤其於例如基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,該洗淨用膜形成組成物對於基板表面的埋入性進一步提昇,而實現更高的去除效率。
進而,除[A]成分~[D]成分以外,於無損本發明的效果的範圍內,該洗淨用膜形成組成物亦可含有其他任意成分。以下,對各成分進行說明。
<[A]化合物>
[A]化合物為具有極性基、基(i)或該些的組合的分子量為300以上的化合物。[A]化合物可具有1個或2個以上的極性基及/或基(i)。[A]化合物可單獨使用一種、或將兩種以上混合使用。當[A]化合物為聚合體時,所謂分子量,例如是指重量平均分子量(Mw)。
(極性基)
極性基為含有至少1個雜原子的基。作為雜原子,例如可列舉:氧原子、氮原子、硫原子、磷原子、矽原子、鹵素原子等。作為鹵素原子,例如可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為雜原子,就極性基的極性變得更高的觀點而言,較佳為氧原子、氮原子、硫原子、磷原子及鹵素原子,更佳為氧原子、
氮原子及硫原子。
作為極性基,例如可列舉:羥基、羧基、胺基、亞胺基(-NH-)、磺基、硫酸基、硫基、磷酸基等具有活性氫的基;羰基、硫羰基、醚基、硫醚基等具有1個雜原子的基;磺醯基、醯胺基(-CO-NH-)等具有2個以上的雜原子的基等。
作為極性基,就提昇該洗淨用膜形成組成物的去除效率的觀點而言,較佳為具有活性氫的基及具有2個以上的雜原子的基,較佳為羥基、羧基、醯胺基、胺基、磺醯基及磺基,更佳為羥基及羧基,進而更佳為羥基。
(基(i))
基(i)為由下述式(i)所表示的基。
[化2]-O-R1 (i)
所述式(i)中,R1為藉由加熱或酸的作用而解離的基。
基(i)的R1藉由加熱、或藉由例如自後述的[C]熱酸產生劑中產生等的酸作為解離反應的觸媒發揮作用,而於比不存在酸的情況低的溫度或室溫下進行解離。其結果,自基(i)中產生作為極性基的羧基、羥基等。
作為R1進行解離的溫度的下限,較佳為50℃,更佳為80℃,進而更佳為110℃,特佳為140℃。作為所述溫度的上限,
較佳為300℃,更佳為270℃,進而更佳為240℃,特佳為220℃。藉由將R1進行解離的溫度設為所述範圍,可進一步促進進行加熱處理的情況下所解離的基的揮發,其結果,可進一步提昇去除效率。
作為R1,例如可列舉:二級或三級的一價的烴基、一價的烴基取代矽烷基等。所謂「二級的烴基」,是指成為結合鍵的碳原子與1個氫原子進行鍵結的烴基。所謂「三級的烴基」,是指成為結合鍵的碳原子未與氫原子進行鍵結的烴基。
作為二級的烴基,例如可列舉:異丙基、第二丁基、第二戊基等烷基;乙烯基、1-丙烯-1-基、1-丁烯-3-基等烯基;1-丁炔-3-基、1-戊炔-4-基等炔基等鏈狀烴基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、降冰片基、金剛烷基等環烷基;1-環戊烯-1-基乙烷-1-基等環烯基等脂環式烴基;1-苯基乙烷-1-基、1-苯基丙烷-1-基、1-萘基乙烷-1-基等芳烷基等芳香族烴基等。
作為三級的烴基,例如可列舉:第三丁基、第三戊基、第三己基等烷基;丙烯-2-基、1-丁烯-2-基等烯基;乙炔基、丙炔-1-基、丁炔-1-基等炔基等鏈狀烴基;1-甲基環丙烷-1-基、1-乙基環丁烷-1-基、1-甲基環戊烷-1-
基、1-乙基環己烷-1-基、2-乙基降冰片烷-2-基、2-甲基金剛烷-2-基等環烷基;環戊烯-1-基、環己烯-1-基、降冰片烯-2-基等環烯基等脂環式烴基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基等芳基;2-苯基丙烷-2-基、2-萘基丙烷-2-基等芳烷基等芳香族烴基等。
作為二級及三級的一價的烴基的碳數的下限,較佳為2,更佳為3,進而更佳為4。作為所述碳數的上限,較佳為20,更佳為10,進而更佳為8。
作為一價的烴基取代矽烷基,例如可列舉:鍵結有3個一價的烴基的矽烷基等。作為一價的烴基取代矽烷基的碳數的下限,較佳為1,更佳為2,進而更佳為3。作為所述碳數的上限,較佳為20,更佳為10,進而更佳為8。
作為R1,就於更適度的溫度下解離、且經解離的基的揮發性變高的觀點而言,較佳為三級的一價的烴基及一價的烴基取代矽烷基,更佳為三級的鏈狀烴基、三級的脂環式烴基及具有至少1個甲基的烴基取代矽烷基,進而更佳為三級的烷基、三級的環烷基及具有至少2個甲基的烴基取代矽烷基,特佳為第三丁基、第三戊基、三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基及苯基二甲基矽烷基,進而特佳為第三丁基。
作為基(i)所鍵結的[A]化合物的部位,並無特別限定,
例如可列舉:亞甲基鏈、芳香環、羰基、硫羰基、磺醯基、磺醯氧基、二氧磷基等。該些之中,就進一步提高去除效率的觀點而言,較佳為芳香環、羰基及磺醯基,更佳為羰基及磺醯基,進而更佳為羰基。
作為[A]化合物,較佳為具有基(i)的化合物。
作為相對於[A]化合物中的極性基與基(i)的合計的基(i)的含有率的下限,較佳為10莫耳%,更佳為30莫耳%,進而更佳為50莫耳%,特佳為80莫耳%,進而特佳為90莫耳%,最佳為95莫耳%。作為所述含有率的上限,通常為100莫耳%,較佳為99莫耳%。藉由將[A]化合物中的基(i)的含有率設為所述範圍,可進一步提昇該洗淨用膜形成組成物的去除效率。
作為[A]化合物,例如可列舉:聚合體(以下,亦稱為「[A1]聚合體」)、低分子化合物(以下,亦稱為「[A2]低分子化合物」)等。所謂「聚合體」,是指具有重複單元的化合物。所謂「低分子化合物」,是指並非聚合體、且分子量為3,000以下的化合物。
[[A1]聚合體]
該洗淨用膜形成組成物藉由含有[A1]聚合體作為[A]化合物,膜形成性提昇,其結果,可進一步提高去除效率。
作為[A1]聚合體,例如可列舉:環狀的聚合體(以下,亦稱為「[A1a]環狀聚合體」)、鏈狀的聚合體(以下,亦稱為「[A1b]鏈狀聚合體」)等。所謂「環狀的聚合體」,是指聚合體的主鏈的末端彼此相互鍵結而形成環者。所謂「鏈狀的聚合體」,是指聚合
體的主鏈的末端彼此未相互鍵結者。所謂「主鏈」,是指聚合體所具有的原子鏈中的最長者。
[A1]聚合體的Mw的下限為300,較佳為500,更佳為800,進而更佳為1,000。作為所述Mw的上限,較佳為50,000,更佳為10,000,進而更佳為5,000。推測藉由將[A1]聚合體的Mw設為所述範圍,於基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,對於基板表面的埋入性進一步提昇,而實現更高的去除效率。
([A1a]環狀聚合體)
作為[A1a]環狀聚合體,例如可列舉:杯芳烴、環糊精等。推測藉由該洗淨用膜形成組成物使用[A1a]環狀聚合體作為[A]化合物,於基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,對於基板表面的埋入性提昇,而實現更高的去除效率。
(杯芳烴)
杯芳烴是多個羥基所鍵結的芳香環或羥基所鍵結的雜芳香環經由烴基而鍵結成環狀的環狀的聚合體,或該羥基、芳香環、雜芳香環及烴基所具有的氫原子的一部分或全部經取代而成者。即,杯芳烴通常具有作為極性基的羥基,另外,可使用該羥基來導入基(i)或含有基(i)的基。
具有作為極性基的羥基的杯芳烴例如可藉由使由下述式(1)所表示的含有酚性羥基的化合物與醛類進行縮合反應而獲得。作為醛類,可列舉由下述式(2)所表示的化合物。再者,當
由下述式(2)所表示的化合物為甲醛時可使用三聚甲醛,當由下述式(2)所表示的化合物為乙醛時可使用三聚乙醛。
所述式(1)中,Y為碳數1~10的烴基。q為0~7的整數。p為1~4的整數。其中,滿足1≦p+q≦6。k為0或1。
所述式(2)中,X為經取代或未經取代的碳數1~30的k價的烴基或氫原子。j為1或2。
作為由Y所表示的碳數1~10的烴基,例如可列舉:作為所述R1所例示的一價的烴基中的碳數1~10者等。該些之中,較佳為碳數1~5的烴基,更佳為碳數1~5的烷基。
作為p,較佳為1~3的整數,更佳為2及3。作為q,較佳為0~2的整數,更佳為0及1,進而更佳為0。
作為由X所表示的碳數1~30的j價的烴基,於j為1的情況下,可列舉作為所述R1所例示的一價的烴基等,於j為2的情況下,可列舉自該烴基中去除1個氫原子而成的基等。作為所述烴基的取代基,例如可列舉:羥基、鹵素原子、側氧基(=O)等。
作為j,較佳為1。作為X,較佳為氫原子、鏈狀烴基、以及經取代及未經取代的芳香族烴基,更佳為氫原子、一價的鏈
狀烴基、以及經取代及未經取代的一價的芳香族烴基,進而更佳為氫原子、烷基及羥基取代苯基,特佳為氫原子、甲基、4-羥基苯基及3,4-二羥基苯基。
利用作為所述R1所例示的基或含有基(i)的基取代所述所獲得的杯芳烴的羥基的氫原子,藉此可獲得具有基(i)的杯芳烴。作為取代杯芳烴的羥基的氫原子的基,較佳為含有基(i)的基,更佳為鍵結有基(i)的羰基烷基,進而更佳為鍵結有基(i)的羰基甲基,特佳為第三丁氧基羰基甲基。
作為杯芳烴,例如可列舉:由下述式(3)所表示的化合物、由下述式(4)所表示的化合物、由下述式(5)所表示的化合物等。
所述式(3)中,R為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。m為4~12的整數。Y、k、p及q的含義與所述式(1)相同。X的含義與所述式(2)中的j為1的情況相同。
作為所述m的上限,就進一步提昇該洗淨用膜形成組成物對於經圖案化的基板表面的埋入性的觀點而言,較佳為8,更佳
為6,進而更佳為4。
所述式(4)中,R為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。n為2或3。Y、k、p及q的含義與所述式(1)相同。X的含義與所述式(2)中的j為2的情況相同。
所述式(5)中,R為氫原子或碳數1~30的一價的有
機基。Y、k、p及q的含義與所述式(1)相同。X的含義與所述式(2)中的j為2的情況相同。
作為杯芳烴,例如可列舉由下述式所表示的化合物等。
所述式中,R為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。
(環糊精)
環糊精是指D-葡萄糖藉由α1→4鍵而形成環狀結構者。環糊
精具有作為極性基的羥基,另外,可使用該羥基來導入基(i)或含有基(i)的基。
作為環糊精,例如可列舉:α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精等。該些之中,就進一步提昇對於經圖案化的基板的埋入性的觀點而言,較佳為α-環糊精。
[A1a]環狀聚合體的Mw的下限為300,較佳為350,更佳為400,進而更佳為500,特佳為600。作為所述Mw的上限,較佳為3,000,更佳為2,500,進而更佳為2,000,特佳為1,500。推測藉由將[A1a]環狀聚合體的Mw設為所述範圍,於基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,對於基板表面的埋入性進一步提昇,而實現更高的去除效率。
([A1b]鏈狀聚合體)
作為[A1b]鏈狀聚合體,例如可列舉:丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、乙烯醇樹脂等加成聚合體,酚樹脂等縮合聚合體等。
(丙烯酸樹脂)
丙烯酸樹脂是具有源自丙烯酸、丙烯酸酯或該些的取代體的重複單元的聚合體,即,具有-[C(RA)(RB)-C(RC)(COORD)]-作為重複單元的聚合體。RA、RB及RC分別獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基。RD為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。由RD所表示的有機基含有極性基及/或基(i)。
作為具有形成丙烯酸樹脂的極性基的單量體,例如可列舉:
(甲基)丙烯酸羥基乙酯、巴豆酸羥基乙酯等含有羥基的酯;(甲基)丙烯酸、(異)巴豆酸等的含有羧基的酯;(甲基)丙烯醯胺、(異)巴豆醯胺等的含有醯胺基的酯;(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(異)巴豆酸胺基乙酯等含有胺基的酯;(甲基)丙烯酸甲基磺醯基乙酯、(異)巴豆酸甲基磺醯基乙酯等含有磺醯基的酯;(甲基)丙烯酸磺基乙酯、(異)巴豆酸磺基乙酯等含有磺基的酯等。
作為具有形成丙烯酸樹脂的基(i)的單量體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸第三戊酯、(異)巴豆酸第三丁酯、(異)巴豆酸第三戊酯等三級烷基酯;(甲基)丙烯酸三甲基矽烷酯、(甲基)丙烯酸第三丁基二甲基矽烷酯、(甲基)丙烯酸苯基二甲基矽烷酯等矽烷酯等。
(苯乙烯樹脂)
苯乙烯樹脂是具有源自苯乙烯或取代苯乙烯的重複單元的聚合體,即,具有-[C(RA)(RB)-C(RC)(ArD-RE)]-作為重複單元的聚合體。RA、RB及RC分別獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基。ArD為碳數6~20的芳烴二基。RE為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。由RE所表示的有機基含有極性基及/或基(i)。
作為具有形成苯乙烯樹脂的極性基的單量體,例如可列
舉:羥基苯乙烯、羥基乙烯基萘、羥基甲基苯乙烯、羥基甲基乙烯基萘等含有羥基的乙烯基芳香族化合物;羧基苯乙烯、羧基乙烯基萘等含有羧基的乙烯基芳香族化合物;甲基磺醯基苯乙烯、甲基磺醯基乙烯基萘等含有磺醯基的乙烯基芳香族化合物;磺基苯乙烯、磺基乙烯基萘等含有磺基的乙烯基芳香族化合物等。
作為具有形成苯乙烯樹脂的基(i)的單量體,例如可列舉:第三丁氧基苯乙烯、第三戊氧基苯乙烯、第三丁氧基乙烯基萘、第三戊氧基乙烯基萘等含有三級烷基的乙烯基芳香族化合物;三甲基矽烷氧基苯乙烯、第三丁基二甲基矽烷氧基苯乙烯、苯基二甲基矽烷氧基苯乙烯、三甲基矽烷氧基乙烯基萘、第三丁基二甲基矽烷氧基乙烯基萘、苯基二甲基矽烷氧基乙烯基萘等含有矽烷氧基的乙烯基芳香族化合物等。
(乙烯醇樹脂)
乙烯醇樹脂是具有-[C(RF)(RG)-C(RH)(ORI)]-作為重複單元的聚合體。RF、RG及RH分別獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基。RI為氫原子或碳數1~30的一價的有機基。由RI所表示的有機基含有極性基及/或基(i)。
RI為氫原子的乙烯醇樹脂具有羥基作為極性基。此種乙烯醇樹脂可藉由對將羧酸烯基酯作為單量體所形成的聚合體進行水解而獲得。
作為具有形成乙烯醇樹脂的基(i)的單量體,可列舉:乙烯氧基乙酸第三丁酯、乙烯氧基乙酸第三戊酯、1-丙烯氧基乙酸第三丁酯、1-丙烯氧基乙酸第三戊酯等烯氧基羧酸三級酯;乙烯氧基乙酸三甲基矽烷酯、乙烯氧基乙酸第三丁基二甲基矽烷酯、乙烯氧基乙酸苯基二甲基矽烷酯、1-丙烯氧基乙酸三甲基矽烷酯、1-丙烯氧基乙酸第三丁基二甲基矽烷酯、1-丙烯氧基乙酸苯基二甲基矽烷酯等烯氧基羧酸矽烷酯等。
(酚樹脂)
酚樹脂是利用酸性觸媒或鹼性觸媒等使具有酚性羥基的化合物與醛或二乙烯基化合物等進行反應所獲得的聚合體。酚樹脂含有源自具有酚性羥基的化合物與醛或二乙烯基化合物的重複單元。酚樹脂通常具有作為極性基的羥基。另外,藉由取代該羥基的氫原子,可將極性基及/或基(i)導入至酚樹脂中。
作為具有酚性羥基的化合物,例如可列舉:苯酚、甲酚、二甲酚、對第三丁基苯酚、對辛基苯酚、1-萘酚、2-萘酚等一元酚;間苯二酚、雙酚A、1,5-二羥基萘、2,7-二羥基萘、茀-9,9-二酚等二酚等。
作為醛,例如可列舉:甲醛、三聚甲醛、三噁烷、乙醛、
三聚乙醛、丙醛、苯甲醛等。作為二乙烯基化合物,例如可列舉:二乙烯基苯、二環戊二烯、四氫茚、4-乙烯基環己烯、5-乙烯基降冰片-2-烯、α-蒎烯、檸檬烯、5-乙烯基降冰片二烯等。
[A1b]鏈狀聚合體亦可具有含有極性基及/或基(i)的重複單元以外的其他重複單元。
作為[A1b]鏈狀聚合體中的含有極性基及/或基(i)的重複單元的含有比例的下限,相對於構成[A1b]鏈狀聚合體的所有重複單元,較佳為10莫耳%,更佳為50莫耳%,進而更佳為70莫耳%,特佳為90莫耳%,進而特佳為100莫耳%。藉由將[A1b]鏈狀聚合體中的含有極性基及/或基(i)的重複單元的含有比例設為所述範圍,可進一步提昇該洗淨用膜形成組成物的去除效率。
作為[A1b]鏈狀聚合體的Mw的下限,較佳為500,更佳為800,進而更佳為1,000。作為所述Mw的上限,較佳為50,000,更佳為10,000,進而更佳為5,000,特佳為3,000。推測藉由將[A1b]鏈狀聚合體的Mw設為所述範圍,於基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,對於基板表面的埋入性進一步提昇,而實現更高的去除效率。
[[A2]低分子化合物]
[A2]低分子化合物是並非聚合體、且分子量為3,000以下的化合物。推測藉由該洗淨用膜形成組成物含有[A2]低分子化合物作為[A]化合物,於基板為配線槽(溝槽)、插塞槽(通孔)等經圖案化的基板的情況下,對於基板表面的埋入性進一步提昇,而
實現更高的去除效率。
作為[A2]低分子化合物的分子量的下限,較佳為350,更佳為400,進而更佳為500,特佳為600。作為所述分子量的上限,較佳為2,000,更佳為1,500,進而更佳為1,200,特佳為1,000。推測藉由該洗淨用膜形成組成物將[A2]低分子化合物的分子量設為所述範圍,膜形成性進一步提昇,其結果,實現更高的去除效率。
作為[A2]低分子化合物中的極性基及基(i)的數量的下限,較佳為2,更佳為3。作為所述數量的上限,較佳為10,更佳為6。推測藉由該洗淨用膜形成組成物將[A2]低分子化合物中的極性基及基(i)的數量設為所述範圍,膜形成性進一步提昇,其結果,可實現更高的去除效率。
作為[A2]低分子化合物,例如可列舉:極性基、基(i)或含有該些基的基鍵結於芳香環、芳香族雜環、脂環、脂肪族雜環等環上而成的化合物等。
作為具有極性基的[A2]低分子化合物,例如可列舉:均苯三甲酸三(羥基丁基)酯、1,2,3-三(羥基丁氧基)苯等含有極性基的芳香族化合物;核糖、去氧核糖等五碳糖;葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等六碳糖等單糖類。
作為具有基(i)的[A2]低分子化合物,例如可列舉:均苯三甲酸三第三丁酯、1,2,3-三(第三丁氧基羰基甲氧基)苯
等具有基(i)的芳香族化合物;利用含有基(i)的基取代所述單糖類所具有的羥基的氫原子的一部分或全部而成的化合物等。
作為[A]化合物的含量的下限,較佳為0.1質量%,更佳為0.5質量%,進而更佳為1質量%。作為所述含量的上限,較佳為50質量%,更佳為30質量%,進而更佳為15質量%。
作為相對於該洗淨用膜形成組成物中的總固體成分的[A]化合物的含量的下限,較佳為30質量%,更佳為40質量%,進而更佳為50質量%。作為所述含量的上限,較佳為100質量%,更佳為98質量%,進而更佳為96質量%。所謂「總固體成分」,是指[B]溶媒以外的成分的總和。
藉由將[A]化合物的含量設為所述範圍,可進一步提高膜自基板表面上的去除性。
<[B]溶媒>
[B]溶媒只要是使[A]化合物溶解或分散者,便可使用,但較佳為使[A]化合物溶解者。另外,於該洗淨用膜形成組成物含有[C]熱酸產生劑的情況下,[B]溶媒較佳為使[C]熱酸產生劑溶解者。另外,於該洗淨用膜形成組成物添加[D]界面活性劑的情況下,[B]溶媒較佳為使[D]界面活性劑溶解者。
作為[B]溶媒,例如可列舉:醇系溶媒、醚系溶媒、酮系溶媒、醯胺系溶媒、酯系溶媒等極性有機溶媒;烴系溶媒;水等。
作為醇系溶媒的例子,可列舉:乙醇、異丙醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、環己醇、3,3,5-三甲基環己醇、糠醇、苄醇、二丙酮醇等碳數1~18的一價的醇,乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等碳數2~12的二價的醇或該些的部分醚等。
作為醚系溶媒的例子,可列舉:二乙基醚、二丙基醚、二丁基醚、二異戊基醚等二烷基醚系溶媒,四氫呋喃、四氫吡喃等環狀醚系溶媒,二苯基醚、茴香醚等含有芳香環的醚系溶媒等。
作為酮系溶媒的例子,可列舉:丙酮、甲基乙基酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、二乙基酮、甲基-異丁基酮、2-庚酮、乙基-正丁基酮、甲基-正己基酮、二-異丁基酮、三甲基壬酮等鏈狀酮系溶媒,環戊酮、環己酮、環庚酮、環辛酮、甲基環己酮等環狀酮系溶媒,2,4-戊二酮、丙酮基丙酮、苯乙酮等。
作為醯胺系溶媒的例子,可列舉:N,N'-二甲基咪唑啶酮、N-甲基吡咯啶酮等環狀醯胺系溶媒,N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺等鏈狀醯胺系溶媒等。
作為酯系溶媒的例子,可列舉:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸苄酯、乙酸環己酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯等一元醇羧酸酯系溶媒,或烷二醇單烷基醚的單羧酸酯、二烷二醇單烷基醚的單羧酸酯等多元醇部分醚羧酸酯系溶媒,丁內酯等環狀酯系溶媒,碳酸二乙酯等碳酸酯系溶媒,草酸二乙酯、鄰苯二甲酸二
乙酯等多元羧酸烷基酯系溶媒。
作為烴系溶媒的例子,可列舉:正戊烷、異戊烷、正己烷、異己烷、正庚烷、異庚烷、2,2,4-三甲基戊烷、正辛烷、異辛烷、環己烷、甲基環己烷等脂肪族烴系溶媒,苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、三甲基苯、甲基乙基苯、正丙基苯、異丙基苯、二乙基苯、異丁基苯、三乙基苯、二-異丙基苯、正戊基萘等芳香族烴系溶媒等。
該些之中,較佳為極性有機溶媒及水。作為極性有機溶媒,較佳為醇、二元醇的醚、多元醇的烷基醚系溶媒、環狀酮系溶媒、一元醇羧酸酯系溶媒、環狀酯系溶媒、多元醇部分醚羧酸酯系溶媒及多元醇的烷基醚系溶媒,更佳為醇及多元醇的烷基醚,進而更佳為4-甲基-2-戊醇、二異戊基醚、丙二醇單乙基醚、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、丁內酯及丙二醇單甲基醚乙酸酯。
當[B]溶媒含有水時,作為[B]溶媒中的水的含有率的上限,較佳為20質量%,更佳為10質量%,進而更佳為5質量%,特佳為2質量%。藉由將[B]溶媒中的水的含有率設為所述上限以下,可提昇[A]化合物對於溶媒的溶解性與該洗淨用膜形成組成物對於基板表面的適度的潤濕擴大性,其結果,可提昇利用該洗淨用膜形成組成物的洗淨性。作為所述水的含有率的下限,較佳為0.1質量%,更佳為0.5質量%,進而更佳為1質量%。
作為[B]溶媒的含量的下限,較佳為50質量%,更佳為80質量%,進而更佳為90質量%。作為所述含量的上限,較佳為
99.9質量%,更佳為99.5質量%,進而更佳為99.0質量%。藉由將[B]溶媒的含量設為所述下限與上限之間,該洗淨用膜形成組成物對於基板的洗淨性進一步提昇。該洗淨用膜形成組成物可含有一種或兩種以上的[B]溶媒。
<[C]熱酸產生劑>
該洗淨用膜形成組成物亦可含有[C]熱酸產生劑。[C]熱酸產生劑是藉由加熱而產生酸者,推測藉由添加該成分,而促進式(i)中的R1的解離,並有效率地生成極性基,因此該洗淨用膜形成組成物中的對於去除液的親和性與溶解速度進一步提昇,而實現更高的去除效率。
作為[C]熱酸產生劑,例如可列舉:2,4,4,6-四溴環己二烯酮、安息香甲苯磺酸酯、2-硝基苄基甲苯磺酸酯、其他有機磺酸的烷基酯等。另外,作為[C]熱酸產生劑,亦可列舉:鋶鹽、錪鹽、苯并噻唑鎓鹽、銨鹽、鏻鹽等鎓鹽等。具體而言,例如可列舉:4-乙醯氧基苯基二甲基鋶六氟砷酸鹽、苄基-4-羥基苯基甲基鋶六氟銻酸鹽、4-乙醯氧基苯基苄基甲基鋶六氟銻酸鹽、二苄基-4-羥基苯基鋶六氟銻酸鹽、4-乙醯氧基苯基苄基鋶六氟銻酸鹽、3-苄基苯并噻唑鎓六氟銻酸鹽等氟化金屬化合物的鹽;由下述式(6-1)所表示的化合物等磺醯亞胺化合物;雙(4-第三丁基苯基)錪九氟-正丁磺酸鹽、三乙基銨九氟-正丁磺酸鹽、由下述式(6-2)所表示的化合物等有機磺酸的鹽等。
作為[C]熱酸產生劑,該些鎓鹽之中,較佳為有機磺酸的錪鹽及銨鹽,更佳為有機磺酸的銨鹽,特佳為由下述式(6-3)所表示的化合物。
所述式(6-3)中,R11為碳數1~15的烷基。R12~R14分別獨立地為碳數1~10的烷基。R15為碳數1~5的羥基烷基。x為1~3的整數。當x為2以上時,多個R11可相同,亦可不同。
作為由所述R11所表示的烷基的碳數,較佳為3~15,更佳為3~12。另外,該烷基可為直鏈狀,亦可為分支狀,但較佳為直鏈狀。作為該烷基,特佳為十二基。作為所述式(6-3)中的x,較佳為1。再者,苯環中的R11的鍵結位置並無特別限定,但若考慮獲得的容易性等,則較佳為相對於-SO3 -的鍵結位置,至少
鍵結於對位上。
作為由所述R12~R14所表示的烷基的碳數,較佳為1~5。另外,該烷基可為直鏈狀,亦可為分支狀。作為該烷基,較佳為甲基。作為由所述R15所表示的羥基烷基,可為直鏈狀,亦可為分支狀,但較佳為直鏈狀。該些之中,較佳為由-(CH2)mOH[式中,m為1~4的整數]所表示的基,特佳為-CH2CH2OH。
於該洗淨用膜形成組成物含有[C]熱酸產生劑的情況下,作為[C]熱酸產生劑的含量的下限,相對於[A]化合物100質量份,較佳為0.1質量份,更佳為0.5質量份,進而更佳為1質量份,特佳為3質量份。作為所述含量的上限,較佳為20質量份,更佳為10質量份,進而更佳為7質量份,特佳為5質量份。推測藉由將[C]熱酸產生劑的含量設為所述範圍,而有效率地促進式(i)中的R1的解離,並有效率地生成極性基,對於去除液的親和性與溶解速度進一步提昇,而實現更高的去除效率。[C]熱酸產生劑可單獨使用一種,亦可將兩種以上組合使用。
<[D]界面活性劑>
作為[D]界面活性劑,例如可列舉:聚氧化乙烯月桂基醚、聚氧化乙烯硬脂基醚、聚氧化乙烯油烯基醚、聚氧化乙烯正辛基苯基醚、聚氧化乙烯正壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等非離子系界面活性劑等。
於該洗淨用膜形成組成物含有[D]界面活性劑的情況下,作為[D]界面活性劑的含量的下限,較佳為0.001質量%,更
佳為0.01質量%。作為所述含量的上限,較佳為2質量%,更佳為1質量%,進而更佳為0.1質量%。
<其他任意成分>
該洗淨用膜形成組成物亦可含有所述[A]成分~[D]成分以外的其他任意成分。作為其他任意成分,例如可列舉:交聯劑、交聯促進劑等。該洗淨用膜形成組成物可分別含有一種或兩種以上的其他任意成分。於該洗淨用膜形成組成物含有其他任意成分的情況下,作為其他任意成分的含量的上限,相對於[A]成分100質量份,較佳為20質量份,更佳為10質量份。作為所述含量的下限,例如為0.1質量份。
<洗淨用膜形成組成物的製備方法>
該洗淨用膜形成組成物例如可藉由如下方式來製備:將[A]化合物及[B]溶媒,視需要而含有的[C]熱酸產生劑、[D]界面活性劑及其他任意成分以規定的比例混合,然後較佳為利用例如孔徑為0.1μm~5μm左右的過濾器等對所獲得的混合液進行過濾。作為該洗淨用膜形成組成物的固體成分濃度的下限,較佳為0.1質量%,更佳為0.5質量%,進而更佳為1質量%,特佳為2質量%。作為所述固體成分濃度的上限,較佳為50質量%,更佳為30質量%,進而更佳為20質量%,特佳為15質量%。
<半導體基板的洗淨方法>
該半導體基板的洗淨方法包括:藉由該洗淨用膜形成用組成物的塗敷而於半導體基板表面上形成半導體基板洗淨用膜(以
下,亦稱為「膜(I)」)的步驟(以下,亦稱為「膜形成步驟」)、以及去除所述膜(I)的步驟(以下,亦稱為「去除步驟」)。
使用所述洗淨用膜形成組成物於基板表面上形成膜(I),藉此可高效地去除基板表面的異物。進而,所形成的膜(I)可自基板表面上容易地去除。因此,所述洗淨用膜形成組成物可應用於包含各種材質的基板。作為可應用的基板的例子,可列舉:矽基板、鋁基板、鎳基板、鉻基板、鉬基板、鎢基板、銅基板、鉭基板、鈦基板等金屬基板或半金屬基板;氮化矽基板、氧化鋁基板、二氧化矽基板、氮化鉭基板、氮化鈦等的陶瓷基板等。該些之中,較佳為矽基板、氮化矽基板及氮化鈦基板,更佳為矽基板。
一面參照圖式,一面對將本發明的洗淨用膜形成組成物應用於基板洗淨的方法的一例進行更詳細的說明。
如圖1A所示,於本應用例中,作為用以於晶圓W上形成膜(I)的處理液,使用所述洗淨用膜形成組成物。首先,進行膜形成步驟。即,將洗淨用膜形成組成物10塗敷於晶圓W上,形成洗淨用膜形成組成物的塗敷膜。作為塗敷方法,例如可列舉:旋轉塗敷(旋塗)、流延塗敷、輥塗敷等。繼而,對塗敷膜進行加熱(烘烤)及/或減壓,藉此有效率地去除塗敷膜中所含有的溶媒的一部分或全部,由此可促進塗敷膜中所含有的固體成分的固化及/或硬化。此處所述的「固化」是指固體化,所謂「硬化」,是指分子彼此連結且分子量增大(例如交聯或聚合等)。如此,形成膜
(I)。此時,附著於圖案20等上的顆粒30被裹入至膜(I)中而自圖案等中有效率地分離(參照圖1B)。作為用於所述固化及/或硬化的加熱的溫度的下限,較佳為50℃,更佳為80℃,進而更佳為110℃,特佳為140℃。作為所述加熱的溫度的上限,較佳為300℃,更佳為270℃,進而更佳為240℃,特佳為220℃。作為所述加熱的時間的下限,較佳為5秒,更佳為10秒,進而更佳為30秒。作為所述加熱的時間的上限,較佳為10分鐘,更佳為5分鐘,進而更佳為2分鐘。藉由將加熱的溫度及時間設為所述範圍,可進一步促進藉由加熱處理而解離的基40的揮發,其結果,可進一步提昇去除效率。作為所形成的膜(I)的平均厚度的下限,較佳為10nm,更佳為20nm。作為所述平均厚度的上限,較佳為1,000nm,更佳為500nm。
繼而,進行去除步驟。即,將使膜(I)溶解的去除液50供給至膜(I)上,藉此自晶圓W上將膜(I)全部去除。其結果,將顆粒與膜(I)一同自晶圓W上去除。作為去除液,可使用水、有機溶媒、鹼性水溶液等,較佳為水及鹼性水溶液,更佳為鹼性水溶液。作為鹼性水溶液,可使用鹼性顯影液、氨水溶液與過氧化氫水及水的混合物等。鹼性顯影液可使用公知者。作為具體例,可列舉:含有氨、氫氧化四甲基銨(TMAH:TetraMethyl Ammonium Hydroxide)及膽鹼中的至少一者的水溶液等。作為有機溶媒,例如可使用:稀釋劑、異丙醇(Isopropyl Alcohol,IPA)、4-甲基-2-戊醇(甲基異丁基甲醇(Methyl Isobutyl Carbinol,
MIBC))、甲苯、乙酸酯類、醇類、二醇類(丙二醇單甲基醚等)等。另外,膜(I)的去除亦可首先將水作為去除液供給至膜(I)上,繼而供給鹼性顯影液等依次使用不同種類的去除液來進行。藉由依次使用不同種類的去除液,可進一步提昇膜去除性。
藉由供給鹼性顯影液等去除液,如圖1C所示,在晶圓W或圖案的表面與顆粒的表面上產生同一極性(此處為負)的動電位60。自晶圓W等上分離的顆粒帶電成與晶圓W等同一極性的動電位,藉此與晶圓W等相互排斥。藉此,防止顆粒朝晶圓W等上的再附著。
如此,於本應用例中,與先前的利用物理力的顆粒去除相比,可藉由弱小的力來去除顆粒,因此可抑制圖案崩塌。另外,因不利用化學作用來進行顆粒去除,故亦可抑制由蝕刻作用等所引起的基底膜的侵蝕。進而,亦可容易地去除於利用物理力的基板洗淨方法中難以去除的粒徑小的顆粒或進入至圖案的間隙中的顆粒。
對晶圓W所供給的洗淨用膜形成組成物最終被自晶圓W上全部去除。因此,洗淨後的晶圓W變成塗佈洗淨用膜形成組成物前的狀態,具體而言,變成電路形成面露出的狀態。
所述洗淨方法可藉由公知的各種裝置、方法來進行。作為適宜的裝置的例子,可列舉日本專利特開2014-99583號公報中所揭示的基板洗淨裝置。
以下,根據實施例來具體地說明本發明,但本發明並不限定於該些實施例。以下表示各種物性值的測定方法。
[重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)]
所獲得的聚合體的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)是使用東曹製造的GPC管柱(G2000HXL:2根,G3000HXL:1根,G4000HXL:1根),於流量:1.0mL/min、溶出溶媒:四氫呋喃、試樣濃度:1.0質量%、試樣注入量:100μL、管柱溫度:40℃、檢測器:示差折射計的分析條件下,藉由將單分散聚苯乙烯作為標準的凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)來測定。另外,分散度(Mw/Mn)根據Mw及Mn的測定結果來算出。
<[A]聚合體的合成>
根據下述程序,合成[A]聚合體。
[製造例1]
於氮氣環境下,向具備溫度計、冷凝器及磁力攪拌器的1,000mL三口燒瓶中加入間苯二酚125.0g(1.14mol)、乙醇100g、濃鹽酸42.1g及水126.6g,並於室溫下進行溶解。將所獲得的溶液增溫至90℃,歷時15分鐘滴加三聚乙醛50.0g(0.38mol)後,進行6小時反應。反應後,將燒瓶冷卻至溶液溫度變成室溫為止。其後,藉由利用過濾去除乙醇溶液來回收所析出的固體物質。使用甲醇/水混合溶液(各500g)進行放流洗淨,並於60℃下減壓乾燥一晚,而獲得作為粉末狀的淡黃色固體的聚合體(A1a-1a)(產
量:93.3g,產率:60%)。聚合體(A1a-1a)是於下述式(A1a-1)中,所有RX為氫原子的化合物。
繼而,於氮氣環境下,將N,N-二甲基乙醯胺200mL、碳酸鉀27.2g及所述所合成的聚合體(A1a-1a)10.0g於具備溫度計、冷凝器及磁力攪拌器的500mL三口燒瓶中混合,一面利用磁力攪拌器進行攪拌一面進行溶解。將所獲得的溶液增溫至80℃,歷時30分鐘滴加溴乙酸第三丁酯39.4g後,進行6小時反應。反應結束後,將該反應溶液加入至添加有乙酸14mL的水2L中。去除上清液,使殘存的高黏性物質溶解於最少量的丙酮中,然後投入至500mL的水中進行再沈澱。將所獲得的高黏性物質於60℃下減壓乾燥一晚,而獲得由下述式(A1a-1)所表示的聚合體(A1a-1)10.9g(產率:60%)。所獲得的聚合體(A1a-1)的Mw為1,200。再者,進行核磁共振氫譜(1H-Nuclear Magnetic Resonance Spectra,1H-NMR)分析的結果,聚合體(A1a-1)中的保護率(聚合體(A1a-1a)中的酚性羥基的氫原子經第三丁氧基羰基甲基取代的比例,即,下述式(A1a-1)中的RX的氫原子或第三丁氧基羰基甲基之中,第三丁氧基羰基甲基的比例)為85%。
所述式(A1a-1)中,RX分別獨立地為氫原子或第三丁氧基羰基甲基。
[製造例2]
於製造例1中,使用鄰苯三酚來代替間苯二酚,並使用3,4-二羥基苯甲醛來代替三聚乙醛,除此以外,以與製造例1相同的方式獲得聚合體(A1a-2a)(產率:45%)。另外,以與製造例1相同的方式自該聚合體(A1a-2a)獲得聚合體(A1a-2)(產率:30%)。聚合體(A1a-2)中的保護率為83%。
[製造例3]
於製造例1中,使用鄰苯三酚來代替間苯二酚,除此以外,以與製造例1相同的方式獲得聚合體(A1a-3a)(產率:53%)。另外,以與製造例1相同的方式自該聚合體(A1a-3a)獲得聚合體(A1a-3)(產率:42%)。聚合體(A1a-3)中的保護率為86%。
[製造例4]
於製造例1中,使用4-羥基苯甲醛來代替三聚乙醛,除此以外,以與製造例1相同的方式獲得聚合體(A1a-4)(總產率:32%)。聚合體(A1a-4)中的保護率為85%。
[製造例5]
於製造例1中,使用3,4-二羥基苯甲醛來代替三聚乙醛,除此以外,以與製造例1相同的方式獲得聚合體(A1a-5)(總產率:29%)。聚合體(A1a-5)中的保護率為83%。
[製造例6]
使丙烯酸第三丁酯20g溶解於2-丁酮40g中,進而使作為自由基聚合起始劑的偶氮雙異丁腈(Azobisisobutyronitrile,AIBN)1.28g(相對於單量體為5莫耳%)溶解,而製備單量體溶液。繼而,於氮氣環境下,一面對加入有2-丁酮20g的200mL三口燒瓶進行攪拌一面加熱至80℃,並歷時3小時滴加所製備的單量體溶液。滴加結束後,進而於80℃下加熱3小時,藉此進行聚合反應。聚合反應結束後,將聚合反應液冷卻至室溫,然後投入至甲醇300g中並濾除所析出的固體。利用甲醇60mL對所濾除的固體進行2次洗淨,濾除後,於減壓下以50℃進行15小時乾燥,而獲得作為丙烯酸第三丁酯的均聚物的聚合體(A1b-1)(產量:15.7g,產率:79%)。聚合體(A1b-1)的Mw為2,460,Mw/Mn為1.87。
[製造例7]
於製造例6中,使用巴豆酸第三丁酯來代替丙烯酸第三丁酯,除此以外,以與製造例6相同的方式獲得作為巴豆酸第三丁酯的均聚物的聚合體(A1b-2)(產率:68%)。聚合體(A1b-2)的Mw為1,980,Mw/Mn為1.65。
[製造例8]
於製造例6中,使用乙烯氧基乙酸第三丁酯來代替丙烯酸第三丁酯,除此以外,以與製造例6相同的方式獲得作為乙烯氧基乙酸第三丁酯的均聚物的聚合體(A1b-3)(產率:70%)。聚合體(A1b-3)的Mw為2,110,Mw/Mn為1.71。
[製造例9]
於製造例6中,使用1-丙烯氧基乙酸第三丁酯來代替丙烯酸第三丁酯,除此以外,以與製造例6相同的方式獲得作為1-丙烯氧基乙酸第三丁酯的均聚物的聚合體(A1b-4)(產率:58%)。聚合體(A1b-4)的Mw為2,470,Mw/Mn為1.86。
[製造例10]
將間甲酚、2,3-二甲酚、3,4-二甲酚以60:30:10的質量比混合,向其中添加福馬林,使用草酸觸媒並將丙二醇單甲基醚用作反應溶媒,於100℃下加熱6小時後,使反應產物溶解於乳酸乙酯中,混合水,並回收有機層,藉此獲得聚合體(A1b-5a)(產率:61%)。聚合體(A1b-5a)的Mw為8,000。以與製造例1相同的方式自該聚合體(A1b-5a)獲得聚合體(A1b-5)。聚合體(A1b-5)中的保護率為79%。
[製造例11]
於製造例10中,使用2,7-萘二醇來代替間甲酚、2,3-二甲酚及3,4-二甲酚,除此以外,以與製造例10相同的方式獲得聚合體(A1b-6)(產率:54%)。聚合體(A1b-6)的Mw為6,700。聚合
體(A1b-6)中的保護率為82%。
[製造例12]
於製造例10中,以40:60的質量比使用2-萘酚及9,9-雙(4-羥基苯基)茀來代替間甲酚、2,3-二甲酚及3,4-二甲酚,除此以外,以與製造例10相同的方式獲得聚合體(A1b-7)(產率:51%)。聚合體(A1b-7)的Mw為5,200。聚合體(A1b-7)中的保護率為84%。
[製造例13]
於製造例1中,使用α-環糊精(和光純藥工業公司)來代替聚合體(A1a-1),除此以外,以與製造例1相同的方式獲得將α-環糊精的羥基的一部分取代成第三丁氧基羰基甲基的聚合體(A1a-6)(產率:38%)。聚合體(A1a-6)中的保護率(α-環糊精中的羥基的氫原子經第三丁氧基羰基甲基取代的比例)為59%。
[製造例14]
於製造例1中,針對聚合體(A1a-1a)的羥基的氫原子的取代反應,使用36.5g的對氯甲基苯乙烯來代替溴乙酸第三丁酯,除此以外,以與製造例1相同的方式獲得聚合體(CA1-1)(產率:57%)。再者,進行1H-NMR分析的結果,聚合體(CA1-1)中的保護率(聚合體(A1a-1a)中的酚性羥基的氫原子經對乙烯基苯基甲基取代的比例)為100%。
<洗淨用膜形成組成物的製備>
以下表示用於洗淨用膜形成組成物的製備的[A]成分以外的
成分。
([B]溶媒)
B-1:丙二醇單甲基醚乙酸酯
B-2:異丙醇
B-3:γ-丁內酯
B-4:乳酸乙酯
([C]熱酸產生劑)
C-1:雙(4-第三丁基苯基)錪九氟-正丁磺酸鹽(由下述式(C-1)所表示的化合物)
C-2:三乙基銨九氟-正丁磺酸鹽(由下述式(C-2)所表示的化合物)
([D]界面活性劑)
D-1:珀利弗洛(Polyflow)No.75(共榮社化學公司)
D-2:美佳法(Megafac)F171(迪愛生(DIC)公司)
[實施例1]
將作為[A]聚合體的(A1a-1)100質量份及作為[B]溶媒的
(B-1)2,000質量份混合,而製成均勻溶液。利用孔徑為0.1μm的薄膜過濾器對該溶液進行過濾,而製備洗淨用膜形成組成物(J-1)。
[實施例2~實施例16及比較例1)
除使用下述表1中所示的種類及含量的各成分以外,以與實施例1相同的方式製備洗淨用膜形成組成物(J-2)~洗淨用膜形成組成物(J-16)及洗淨用膜形成組成物(CJ-1)。表1中的「-」表示未使用符合的成分。
(粒子去除性及膜去除性的評價)
利用旋塗法,於事先附著有粒徑為40nm的二氧化矽粒子的矽晶圓上形成各組成物的樹脂膜(膜(I))。將形成有樹脂膜的晶圓浸漬於去除液中,而去除樹脂膜。當進行加熱處理時,以下述表2中所示的加熱溫度及加熱時間,於將形成有樹脂膜的晶圓浸漬於去除液中前實施。膜去除性是將自朝去除液中的浸漬開始起20秒以內所有樹脂膜的去除完成者判定為「A」,將超過20秒並於1分鐘以內完成者判定為「B」,將於1分鐘以內未完成去除者判定為「C」。另外,使用暗視野缺陷裝置(科磊(KLA-TENCOR)公司的「KLA2800」)對去除步驟後殘存於晶圓上的二氧化矽粒子數進行分析。粒子去除性是將二氧化矽粒子的去除率為90%以上者判定為「S」,將60%以上、未滿90%者判定為「A」,將30%以上、未滿60%者判定為「B」,將未滿30%者判定為「C」。
(評價例1~評價例20及比較評價例1~比較評價例3)
使用矽晶圓作為晶圓,如下述表2中所示,將組成物(J-1)~組成物(J-16)或比較用組成物(CJ-1)用作洗淨用膜形成組成物,將去除液A(將28質量%氨水溶液/30質量%過氧化氫水/水以1/8/60的質量比混合而成的溶液)或去除液B(2.38質量%的氫氧化四甲基銨水溶液)用作去除液,根據所述評價方法評價粒子去除性及膜去除性。將結果示於表2中。
根據各評價例與各比較評價例的比較,可知本發明的洗淨用膜形成組成物於在基板表面上形成膜後去除該膜的半導體基板的洗淨方法中,粒子去除性及膜去除性均優異。
根據本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物,於在基板表面上形成膜後去除基板表面的異物的製程中,可高效地去除基板表面的顆粒、且可自基板表面容易地去除所形成的膜。另外,根據本發明的半導體基板的洗淨方法,可自基板表面容易地去除
所形成的膜,並可高效地去除基板表面的顆粒。因此,本發明的半導體基板洗淨用膜形成組成物及半導體基板的洗淨方法可適宜地用於預計今後微細化、高縱橫比化越來越發展的半導體元件的製造步驟。
10:洗淨用膜形成組成物
20:圖案
30:顆粒
40:藉由加熱處理而解離的基
W:晶圓
Claims (8)
- 一種半導體基板洗淨用膜形成組成物,其包括:具有第三丁氧基羰基甲基的分子量為300以上的化合物;以及溶媒,其中所述化合物的含量為0.1質量%以上、50質量%以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其包括聚合體作為所述化合物,所述聚合體的重量平均分子量為300以上、50,000以下。
- 如申請專利範圍第2項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其中所述聚合體為環狀的聚合體,所述環狀的聚合體的重量平均分子量為300以上、3,000以下。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其中所述溶媒為水、極性有機溶媒或該些的組合。
- 如申請專利範圍第4項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其中所述極性有機溶媒為醇、多元醇的烷基醚或該些的組合。
- 如申請專利範圍第4項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其中所述溶媒中的水的含量為20質量%以下。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物,其更包括熱酸產生劑。
- 一種半導體基板的洗淨方法,其包括:藉由如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的半導體基板洗淨用膜形成組成物的塗敷而於半導體基板表面上形成半導體基板洗淨用膜的步驟;以及去除所述半導體基板洗淨用膜的步驟。
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