Применение композиций, содержащих поверхностно-активное вещество и средство придания гидрофобности, для предохранения рельефа от разрушения при обработке рельефных материалов с линейными размерами, равными 50 нм или менее - RU2015128132A

1. Применение водной композиции, содержащей по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество A и по меньшей мере одно средство придания гидрофобности В, для обработки подложек, содержащих рельефы, имеющие линейные размеры 50 нм или менее, в которой

(a) по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество A обладает равновесным поверхностным натяжением от 10 мН/м до 35 мН/м, определенным из раствора по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества А в воде при критической концентрации мицеллообразования, и

(b) средство придания гидрофобности В выбирается так, чтобы угол контакта воды к подложке увеличивался посредством контакта подложки с раствором средства придания гидрофобности B в воде на 5-95° по сравнению с углом контакта воды к подложке до подобного контакта.

2. Применение по п. 1, отличающееся тем, что поверхностно-активное вещество A обладает равновесным углом контакта к подложке от 0° до 30°.

3. Применение по п. 2, отличающееся тем, что неионное поверхностно-активное вещество А выбирается из поверхностно-активных веществ (A1) на основе коротких разветвленных перфторалкилов, поверхностно-активных веществ (A2) на основе кремния, поверхностно-активных веществ (A3) на основе этиленоксида и пропиленоксида с концевыми алкоксигруппами, поверхностно-активных веществ (A4) на основе алкилполигликозидов и сорбатов, поверхностно-активных веществ (A5) на основе алкиламиноксидов и поверхностно-активных веществ (A6) на основе ацетиленовых диолов.

4. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества (A1) на основе коротких разветвленных перфторалкилов содержат по меньшей мере три короткоцепочечные перфторированные группы R^f, выбираемые из трифторметила, пентафторэтила, 1-гептафторпропила, 2-гептафторпропила и пентафторсульфанила.

5. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества (A2) на основе кремния выбираются из поверхностно-активных веществ на основе силоксанов общих формул A-IIa и A-IIb:

в которых

u, v являются целыми числами, выбираемыми независимо от 0 до 5,

w является целым числом от 0 до 6,

x является целым числом от 1 до 22,

y является целым числом от 1 до 5,

R¹⁰ выбирается из H или алкильной группы, содержащей от 1 до 10 атомов углерода, и

R¹¹ выбирается из H, метила или этила.

6. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества на основе этиленоксида и пропиленоксида с концевыми алкоксигруппами (A3) имеют общую формулу A-III

в которой

R¹² является c-валентной группой, выбираемой из алкила, содержащего от 4 до 30 атомов углерода, который может быть необязательно фторированным или перфторированным,

EO оксиэтандиил,

PO оксипропандиил,

a является целым числом от 1 до 100,

b является целым числом от 0 до 100, и

c является целым числом от 1 до 6.

7. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества на основе алкилполигликозидов (A4) обладают общей формулой A-IV

в которой

R²¹ представляет собой гидрофобную группу, выбираемую из группы, состоящей из алкила, алкилфенила, гидроксиалкилфенила, в которой алкильная группа содержит от около 10 до 18 атомов углерода,

n равно предпочтительно 2 или 3,

j равно от 0 до 10,

k равно от 1 до 8, и

Z выбирается из гексозы, глюкозы, производных глюкозы, сахарозы.

8. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества на основе алкиламиноксидов (A5) обладают общей формулой A-V

в которой

R⁴¹ представляет собой гидрофобный органический радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода,

R⁴², R⁴³ выбираются независимо из алкила, содержащего от 1 до 4 атомов углерода, или гидроксиалкила, содержащего от 1 до 4 атомов углерода.

9. Применение по п. 3, отличающееся тем, что поверхностно-активные вещества на основе ацетиленовых диолов (А6) обладают общей формулой A-VI

в которой

R⁵¹ и R⁴ представляют собой линейный или разветвленный алкил, содержащий от 3 до 10 атомов углерода,

R⁵² и R⁵³ выбираются из H и линейного или разветвленного алкила, содержащего от 1 до 5 атомов углерода, и

q, r, s и t являются целыми числами от 0 до 20.

10. Применение по п. 1, отличающееся тем, что средство придания гидрофобности B выбирается так, чтобы угол контакта воды к подложке увеличивался посредством контакта подложки с раствором средства придания гидрофобности B в воде по меньшей мере на 10°, предпочтительно по меньшей мере 15°, по сравнению с углом контакта к подложке до подобного контакта.

11. Применение по п. 1, отличающееся тем, что средство придания гидрофобности B обладает равновесным поверхностным натяжением от 30 мН/м до 70 мН/м.

12. Применение по п. 1, отличающееся тем, что средство придания гидрофобности B является катионным, амфифильным или цвиттерионным.

13. Применение по п. 1, отличающееся тем, что средство придания гидрофобности B выбирается из соединения на основе четвертичного алкиламмония (B1), соединения на основе димерного четвертичного алкиламмония (B2), и полиаминов (B3).

14. Применение по п. 13, отличающееся тем, что соединение на основе четвертичного алкиламмония (B1) обладает общей формулой B-I

в которой

R¹ выбирается из фрагментов следующей формулы:

R², R³, R⁴ выбираются из R¹ и H,

R⁵ выбирается из H, OH и алкила, содержащего от 1 до 10 атомов углерода,

z является целым числом от 1 до 18,

R⁶ выбирается из H и алкила, содержащего от 1 до 10 атомов углерода.

15. Применение по п. 13, отличающееся тем, что соединения на основе димерного четвертичного алкиламмония B2 обладают общей формулой B-II:

в которой

X является двухвалентной группой, причем каждое повторяющееся звено от 1 до n независимо выбирается из

(a) линейного или разветвленного алкандиила, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, который может быть необязательно замещенным и который может необязательно прерываться до 5 гетероатомами, выбираемыми из О и N,

(b) циклоалкандиила, содержащего от 5 до 20 атомов углерода, который может быть необязательно замещенным и который может необязательно прерываться до 5 гетероатомами, выбираемыми из O и N,

(c) органической группы, содержащей от 6 до 20 атомов углерода, формулы -X¹-A-X²-, в которой X¹ и X² независимо выбираются из линейного или разветвленного алкандиила, содержащего от 1 до 7 атомов углерода, и A выбирается из ароматического фрагмента, содержащего от 5 до 12 атомов углерода, или циклоалкандиила, содержащего от 5 до 30 атомов углерода, H атомы которого могут быть необязательно замещенными, и C атомы которого могут необязательно прерываться вплоть до 5 гетероатомами, выбираемыми из O и N, и

(d) двухвалентный радикал полиоксиалкилена формулы II:

в которой p равен 0 или 1, r является целым числом от 1 до 100; R⁵ выбирается из H и линейной или разветвленной алкильной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода,

R¹ и R² являются одновалентными группами, выбираемыми независимо из H, линейного или разветвленного алкила, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, циклоалкила, содержащего от 5 до 20 атомов углерода, арила, содержащего от 5 до 20 атомов углерода, алкиларила, содержащего от 6 до 20 атомов углерода, арилалкила, содержащего от 6 до 20 атомов углерода, гидроксиалкила, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, или гомо- или сополимеров оксиалкилена, содержащего от 2 до 4 атомов углерода, каждый из которых может быть необязательно дополнительно замещенным,

R³ и R⁴ являются одновалентными группами, независимо выбираемыми из линейной или разветвленной алкильной группы, содержащей от 5 до 30 атомов углерода, циклоалкила, содержащего от 5 до 30 атомов углерода, гидроксиалкила, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, и гомо- и сополимеров оксиалкилена, содержащего от 2 до 4 атомов углерода, каждый из которых может быть необязательно замещенным, и в котором парные R³-R⁴ и соседние R⁴-R⁴ и R³-R³ могут вместе необязательно образовывать двухвалентную группу X, как определено выше, и также могут быть продолжением Q молекулы посредством разветвления, и в случае n, равного или больше чем 2, R³, R⁴ или R³ и R⁴ также могут быть атомами водорода,

n является целым числом от 1 до 5, или в случае, если по меньшей мере один из X, R³ и R⁴ содержит полиоксиалкиленовую группу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода, n может быть целым числом от 1 до 10000, и при условии, если присутствует по меньшей мере один Q, n включает все повторяющиеся звенья ветвей Q,

Q представляет собой

16. Применение по п. 13, отличающееся тем, что полиамины (B3) имеют общую формулу B-III

в которой

R²¹ представляет собой H или содержащий от 1 до 24 атомов углерода алкил или алкенил,

R²⁰ представляет собой H, алкил, содержащий от 1 до 24 атомов углерода, или H-(O(CH₂)_k)₁-группу,

i равен 2 или 3,

j является целым числом от 3 до 7,

k является целым числом от 1 до 3,

l является целым числом от 1 до 5.

17. Применение по любому одному из пп. 1-16, отличающееся тем, что средство придания гидрофобности B сдвигает электрокинетический потенциал поверхности по меньшей мере на 10 мВ по направлению к более положительному потенциалу, предпочтительно на значение от +18 до +150 мВ.

18. Способ получения интегральных схем, оптических устройств, микромашин и механических прецизионных устройств, причем указанный способ включает в себя стадии

(1) обеспечение подложки, имеющей рельефные слои материала с линейными размерами, равными 50 нм и менее, и соотношением геометрических размеров, более или равным 2,

(2) контакт подложки по меньшей мере однократно с водным раствором, содержащим по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество A и по меньшей мере одно средство придания гидрофобности В, как определено в любом одном из пп. 1-17,

и

(3) удаления водного раствора из контакта с подложкой.

19. Способ по п. 18, в котором рельефные слои материала имеют линейные размеры, равные 32 нм и менее, и соотношение геометрических размеров более 10 для нефоторезистных структур и соотношение геометрических размеров более 2 для фоторезистных структур.

20. Способ по п. 18, в котором рельефные слои материала выбираются из группы, состоящей из рельефных слоев проявленных фоторезистов, рельефных слоев барьерных материалов, рельефных слоев многослойных материалов и рельефных слоев диэлектрических материалов.

21. Способ по п. 18, в котором водный раствор содержит на основе общей массы раствора от 0,0005 до 1 мас.% поверхностно-активного вещества и от 0,0005 до 1 мас.% средства придания гидрофобности B.

22. Способ по любому одному из пп. 18-21, в котором подложка обеспечивается фотолитографическим процессом, включающим в себя стадии

(i) обеспечения подложки со слоем иммерсионного фоторезиста, EUV фоторезиста или электронно-лучевого фоторезиста,

(ii) воздействия на слой фоторезиста актиничного излучения через экран с иммерсионной жидкостью или без нее,

(iii) проявления облученного слоя фоторезиста раствором проявителя с получением рельефа, имеющего линейные размеры, равные 32 нм и менее, и соотношение геометрических размеров >2,

(iv) нанесения химического промывочного раствора на проявленный рельефный слой фоторезиста, и

(v) высушивания центрифугированием полупроводниковой подложки после нанесения химического промывочного раствора;

в котором по меньшей мере одно из следующих: иммерсионная жидкость, раствор проявителя и химический промывочный раствор, представляет собой водный раствор, содержащий по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество A и по меньшей мере одно средство придания гидрофобности B, как определено в любом одном из пп. 1-17.