[发明专利]液体组合物和使用其的半导体基板的表面处理方法

说明书

本发明提供液体组合物和使用其的半导体基板的表面处理方法，所述液体组合物为对半导体基板材料赋予拒醇性的液体组合物，所述液体组合物包含：表面活性剂(A)0.01～15质量％，其具有式(1)：(式中，n为3以上且20以下的整数。)所示的取代基和阴离子性亲水基团；和，化合物(B)0.0001～20质量％，其重均分子量为200以上且500000以下、且每1g具有4mmol以上且30mmol以下的氨基，所述化合物(B)为选自由聚乙烯亚胺、和具有式(2)或(3)：(式中，R¹和R²各自独立地为氢或碳数1～6的烷基、烯基、炔基或芳基。)(式中，R³和R⁴各自独立地为氢或碳数1～6的烷基、烯基、炔基或芳基，X^‑为氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子、氟硼酸根离子、磷酸根离子、乙酸根离子、三氟乙酸根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、甲硫酸根离子、氢氧化物离子、高氯酸根离子或硝酸根离子。)所示的取代基的化合物组成的组。C_nF_2n+1‑ (1)

技术领域

本发明涉及对半导体基板材料赋予拒醇性的液体组合物、和使用其的半导体基板的表面处理方法。

背景技术

半导体元件的制造工序中，有在半导体基板的表面上形成微细的凹凸的工序。该微细的凹凸一般用如下方法形成。在平坦地堆积的半导体基板材料的表面上均质地涂布光致抗蚀而设置感光层，对其实施选择性曝光和显影处理，制成期望的光致抗蚀图案。接着，以该光致抗蚀图案为掩模，对想要形成凹凸的半导体基板材料实施干蚀刻处理，从而在该薄膜上形成期望的图案。然后，将光致抗蚀图案和通过干蚀刻处理而产生的残渣物用剥离液和清洗液完全去除。然后，为了将该剥离液和清洗液从表面去除，利用纯水进行冲洗。使基板以高速旋转从半导体基板去除该纯水从而使其干燥。

设计规则的微细化推进，由于微细凹凸图案的高度的增大和布线宽度窄小化而其长径比增大。这样的高长径比图案的冲洗中使用水时，由于水的毛细管力而图案有时坍塌。毛细管力与表面张力成比例。因此，为了解决该问题，用表面张力小于水的异丙醇(以下，称为“IPA”)进行冲洗。然而，例如，微细凹凸图案的高度为500nm、线宽为20nm那样的长径比(图案高度/布线宽度)为25那样高的值的情况下，即使使用IPA进行冲洗，有时也引起图案的坍塌。因此，仅凭借这样的单纯的IPA处理是不充分的。

作为解决该图案坍塌问题的方法，有如下方法：将图案表面进行疏水化，使图案与水的接触角接近90度，从而防止水冲洗时的图案坍塌。

然而，图案中有微小的凹凸，接触角受到表面凹凸的影响，因此，在平坦的面上，使纯水的接触角为90度，也无法完全消除实际的图案中对坍塌施加的力。另外，源自表面张力的力也作用于图案，该力用接触角的正弦与表面张力之积表示，因此，使接触角为90度时，该力会变大。因此，近年来的以往没有的高长径比图案中，仅凭借上述那样的图案表面的疏水化处理，无法防止图案的坍塌。

为了解决该问题，考虑使用表面张力小于水的醇等、例如IPA进行清洗，但强烈要求使用IPA时也为了防止坍塌而增大IPA与图案的接触角的拒IPA技术。

专利文献1、专利文献2和专利文献3中提出了如下半导体基板的表面处理方法：使用化学溶液，对半导体基板进行接液处理，使用纯水将前述化学溶液去除后，在前述半导体基板表面形成拒水性保护膜，之后，用纯水冲洗前述半导体基板，并使其干燥。另外，作为形成拒水性保护膜的化学溶液，提出了硅烷系化合物。

专利文献4中提出了一种表面处理剂，其具备具有氟化碳基的硅烷系化合物、酸催化剂、液态或固态介质，其用于各种基材的表面处理。

专利文献5中，作为能用于各种基材的表面处理的具有拒IPA性能的表面处理剂，提出了包含具有碳数为6的直链状的全氟烷基的丙烯酸酯与具有碳数为6的直链状的全氟烷基的甲基丙烯酸酯的共聚物的表面处理剂。

现有技术文献

专利文献