CN109661615B - 溶液、溶液收容体、感光化射线性或感放射线性树脂组合物、图案形成方法、半导体装置的制造方法 - Google Patents

溶液、溶液收容体、感光化射线性或感放射线性树脂组合物、图案形成方法、半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种含有98质量％以上的机溶剂作为主成分，且缺陷抑制性能优异的溶液。本发明的另一课题在于提供一种收容有所述溶液的溶液收容体、含有所述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、以及使用了所述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。本发明的溶液为具有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。

Description

溶液、溶液收容体、感光化射线性或感放射线性树脂组合物、 图案形成方法、半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种将有机溶剂作为主成分(98质量％)的溶液。并且，本发明涉及一种收容有上述溶液的溶液收容体、含有上述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、使用了上述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。
背景技术
以往，在IC(Integrated Circuit、集成电路)或LSI(Large Scale Integratedcircuit、大规模集成电路)等半导体装置的制造步骤中，进行基于使用了光阻剂组合物的光微影法的微加工。近年来，随着集成电路的高集成化，开始要求亚微米区域及四分之一微米区域的超微细图案形成。伴随与此，曝光波长也具有如从g射线改变为i射线，更改变为KrF准分子激光的短波长化的趋势。进而，现在，除了准分子激光以外，还正在研发使用了电子束、X射线或EUV光(Extreme Ultra Violet、极紫外线)的光微影法。
在这种光微影法中，进行如下：用光阻剂组合物(还称为感光化射线性或感放射线性树脂组合物或化学放大型抗蚀剂组合物)形成膜之后，用显影液对所得到的膜进行显影，进而用冲洗液对显影后的膜进行清洗。并且，为了提高光阻剂组合物对基板的润湿性，在将光阻剂组合物涂布于基板之前，还进行使预湿液与基板接触的步骤。
在上述半导体装置的制造步骤中，还因数微米尺寸的粗大粒子等的混入而导致半导体装置中产生缺陷。因此，要求使用在半导体装置的制造步骤中的原料或溶剂等为高纯度。
专利文献1中公开了“一种剥离用组合物，所述组合物含有用于对基板上贴合支撑板的粘合剂进行溶解而从支撑板剥离基板的溶剂，其中，比上述溶剂的沸点高25℃以上的沸点的高沸点杂质的含量为5质量％以下。”。
专利文献1中所记载的剥离用组合物在拆除支撑板时使用，所述支撑板以在制造半导体芯片时提高半导体晶片的强度为目的而经由粘合剂贴合于半导体晶片，具体而言溶解上述粘合剂。专利文献1的实施例栏中公开了不含有上述高沸点杂质的组合物及含有0.01～1.07质量％左右的上述高沸点杂质的组合物。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-177555号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面，本发明人分别使用在专利文献1中具体记载的实施例的组合物、即不含有高沸点杂质的组合物(换言之，仅由有机溶剂组成的组合物)及含有0.01～1.07质量％的上述高沸点杂质的组合物(由作为主成分的有机溶剂和高沸点杂质组成的溶液)这两种而应用于半导体装置的制造步骤的结果，在任一个中均确认到基板的缺陷不良，即发现缺陷抑制性能不满足当今的要求水平。
本发明的课题在于提供一种作为主成分(98质量％以上)含有有机溶剂，且缺陷抑制性能优异的溶液。
并且，本发明的课题在于提供一种收容有上述溶液的溶液收容体、含有上述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、以及使用了上述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。
本发明人为了实现上述课题而进行深入研究的结果，发现在溶液中除了作为主成分的有机溶剂以外，还以微量的规定数值范围含有沸点为250℃以上的有机杂质，由此解决了上述课题，并完成了本发明。
即，发现能够通过以下构成来实现上述目的。
〔1〕一种溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，
上述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，
上述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。
〔2〕如〔1〕所述的溶液，其中，
含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001～10质量ppt。
〔3〕如〔2〕所述的溶液，其中，
含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.1～10质量ppt。
〔4〕如〔1〕至〔3〕中任一项所述的溶液，其中，
通过光散射液载粒子计数器进行计数的0.1μm以上的尺寸的被计数体的数量为100个/mL以下。
〔5〕如〔1〕至〔4〕中任一项所述的溶液，其中，
水的含量相对于溶液总质量为0.01～1.0质量％。
〔6〕如〔1〕至〔5〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机杂质为碳数8以上的有机化合物。
〔7〕如〔1〕至〔6〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机杂质为碳数12以上的有机化合物。
〔8〕如〔1〕至〔7〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机杂质包含沸点为270℃以上的有机杂质，
上述沸点为270℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～60质量ppm。
〔9〕如〔1〕至〔8〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，
上述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～30质量ppm。
〔10〕如〔9〕所述的溶液，其中，
上述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，
上述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1～30质量ppm。
〔11〕如〔1〕至〔10〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机杂质是选自包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物的组中的一种以上。
〔12〕如〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中。
〔13〕如〔1〕至〔12〕中任一项所述的溶液，其中，
上述有机溶剂为选自包括丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇的组中的至少一种。
〔14〕如〔1〕至〔13〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由后述式(AI)表示的重复单元的树脂P。
〔15〕如〔14〕所述的溶液，其中，
上述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
〔16〕如〔14〕所述的溶液，其中，
上述树脂P为由后述式(I)表示的树脂。
〔17〕如〔1〕至〔13〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
〔18〕一种溶液收容体，其具备容器、收容在上述容器内的〔1〕至〔17〕中任一项所述的溶液。
〔19〕如〔18〕所述的溶液收容体，其中，
与上述容器内的上述溶液接触的接液部由非金属材料或不锈钢形成。
〔20〕如〔19〕所述的溶液收容体，其中，
上述非金属材料为选自包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯-聚丙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂、三氟氯乙烯-乙烯共聚树脂、偏二氟乙烯树脂、三氟氯乙烯共聚树脂及氟乙烯树脂的组中的至少一种。
〔21〕一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液和具有由后述式(AI)表示的重复单元的树脂P。
〔22〕如〔21〕所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
上述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
〔23〕如〔21〕所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
上述树脂P为由后述式(I)表示的树脂。
〔24〕一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液和树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
〔25〕一种图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液。
〔26〕一种图案形成方法，所述方法具有：
预湿工序，使预湿液与基板接触；
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液用作上述预湿液。
〔27〕一种图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液用作上述显影液。
〔28〕如〔25〕至〔27〕中任一项所述的图案形成方法，其中，
上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由后述式(AI)表示的重复单元的树脂P。
〔29〕如〔28〕所述的图案形成方法，其中，
上述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
〔30〕如〔28〕所述的图案形成方法，其中，
上述树脂P为由后述式(I)表示的树脂。
〔31〕如〔25〕至〔27〕中任一项所述的图案形成方法，其中，
上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
〔32〕一种半导体装置的制造方法，其包括〔25〕至〔31〕中任一项所述的图案形成方法。
发明效果
根据本发明，能够提供一种作为主成分(98质量％以上)含有有机溶剂，且缺陷抑制性能优异的溶液。
并且，根据本发明，能够提供一种收容有上述溶液的溶液收容体、含有上述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、以及使用了上述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。
用于解决技术课题的手段
以下，对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要素的说明有时基于本发明的代表性实施方式而进行，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，本说明书中，利用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且，本发明中称为“准备”时，除了将特定的材料合成或调配等以外，还表示包括通过购买等而备置规定物品。
并且，本发明中“ppm”表示“百万分之一(parts-per-million)(10-6)”，“ppb”表示“十亿分之一(parts-per-billion)(10-9)”，“ppt”表示“一兆分之一(parts-per-trillion)(10-12)”，“ppq”表示“一千兆分之一(parts-per-quadrillion)(10-15)”。
并且，本发明中，
Figure BDA0001982954380000071
(埃)相当于0.1nm。
并且，本说明书中的基团(原子团)的表述中，未记载取代及未取代的表述是在不损害本发明的效果的范围内，包含不具有取代基的基团和具有取代基的基团。例如，“烃基”不仅包含不具有取代基的烃基(未取代烃基)，还包含具有取代基的烃基(取代烃基)。这对于各化合物中也相同。
并且，本发明中的“放射线”例如是指以水银灯的明线光谱、准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等。并且，本发明中，光是指光化射线或放射线。本说明书中“曝光”只要无特别限定，则除了利用以水银灯、准分子激光为代表的远紫外线、X射线或EUV光等的曝光以外，还包含利用电子束或离子束等粒子束的描绘。
〔溶液〕
本发明的溶液为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，
上述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，
上述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。
本发明人发现，将含有有机杂质的沸点小于200℃的有机溶剂(换言之，含有作为主成分的沸点小于200℃的有机溶剂和有机杂质的溶液)应用到半导体装置制造步骤时，有机杂质中尤其具有250℃以上的沸点的高沸点有机杂质不挥发而残留，明显容易成为基板的缺陷不良的原因。
推测上述沸点为250℃以上的有机杂质是制造溶液中的构成主成分的沸点小于200℃的有机溶剂时或制造构成沸点小于200℃的有机溶剂的原料成分时混入的成分。尤其，关于上述沸点为250℃以上的有机杂质，推测为如下：具体而言，认为是在对制造装置的部件中所使用的塑料材料(例如，O型环等)或过滤器进行制造的工序中滤膜中所含有的树脂成分或增塑剂等，在制造过程中的任意时刻溶出到液中。
最近，本发明人的研究结果确认到：溶液中，若上述沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量小于100质量ppm，则使用在半导体装置制造步骤的情况下，不易产生基板的缺陷不良(换言之，缺陷抑制性能优异)。
确认到上述沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为100质量ppm以上时，例如将上述溶液用作预湿液而使其与基板接触的情况下，上述有机杂质不挥发而残留于基板表面，从而有时会导致缺陷不良。并且，还确认到残留在基板表面的有机杂质成为在预湿工序后形成在基板上的抗蚀剂膜的缺陷不良的原因。
并且，确认到将上述溶液用作显影液的情况下，上述有机杂质粘附于显影后的膜，从而会导致膜的缺陷不良。
还确认到，例如将上述溶液用作光阻组合物(感光化射线性或感放射线性树脂组合物)中所含有的抗蚀剂材料(形成抗蚀剂膜的树脂、光酸产生剂及光聚合起始剂等固体成分)的稀释液的情况下，即使经曝光后的抗蚀剂膜的烘烤处理工序上述有机杂质也会残留于膜中，从而导致膜的缺陷不良。
另一方面，本发明人认为上述沸点为250℃以上的有机杂质的含量越少则缺陷不良越得以抑制，但发现其含量相对于溶液总质量小于0.1质量ppm，反而有时缺陷不良明显增加。
其理由虽不明确，但可推测如下。
认为在溶液中，沸点为250℃以上的有机杂质(尤其，从O型环溶出的邻苯二甲酸二辛酯(DOP、沸点385℃)等成分)相对于作为杂质而混入溶液中的金属粒子、金属离子或上述以外的有机杂质(沸点小于250℃的有机杂质)等成分示出较高的相溶性。推断溶液中，沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量小于0.1质量ppm，即极少时，金属粒子、金属离子或上述以外的有机杂质变得易析出，结果使缺陷恶化。
以下，对本发明的溶液进行详细说明。
＜沸点小于200℃的有机溶剂＞
沸点小于200℃的有机溶剂并无特别限定，可列举使用在半导体装置制造步骤中的各种有机溶剂或在制造使用于半导体装置制造步骤中的各种材料的过程中使用的各种有机溶剂，例如可列举甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲基-1-丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁基醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、环己醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、2,2-二甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-3-戊醇、2,4-二甲基-3-戊醇、4,4-二甲基-2-戊醇、3-乙基-3-戊醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-1-己醇、5-甲基-2-己醇、2-乙基-1-己醇、甲基环己醇、三甲基环己醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、2-丙基-1-戊醇、2,6-二甲基-4-庚醇、2-壬醇、3,7-二甲基-3-辛醇、乙二醇、丙二醇、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、丁甲醚、丁乙醚、丁丙醚、二丁醚、二异丁醚、叔丁基甲醚、叔丁基乙醚、叔丁基丙醚、二-叔丁基醚、二戊醚、二异戊醚、环戊基甲醚、环己基甲醚、溴甲基甲醚、α,α-二氯甲基甲醚、氯甲基乙醚、2-氯乙基甲醚、2-溴乙基甲醚、2,2-二氯乙基甲醚、2-氯乙基乙醚、2-溴乙基乙醚、(±)-1,2-二氯乙基乙醚、2,2,2-三氟乙醚、乙基乙烯醚、丁基乙烯醚、烯丙基乙醚、烯丙基丙醚、烯丙基丁醚、二烯丙醚、2-甲氧基丙烯、乙基-1-丙烯醚、顺-1-溴-2-乙氧基乙烯、2-氯乙基乙烯醚、烯丙基-1,1,2,2-四氟乙醚、辛烷、异辛烷、壬烷、癸烷、甲基环己烷、萘烷、二甲苯、乙苯、二乙苯、异丙苯、仲丁苯、异丙甲苯、二戊烯、丙酮酸甲酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、氯仿、二氯甲烷、1,4-二恶烷及四氢呋喃等。
其中，优选在半导体装置制造步骤中用作预湿液或显影液的有机溶剂及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中用作抗蚀剂材料的稀释液的有机溶剂，更优选选自包括丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇的组中的至少一种。
有机溶剂可以以任意比率组合使用两种以上。作为组合并无特别限定，优选组合沸点、溶解度参数或相对介电常数不同的两种以上的有机溶剂。通过上述构成，能够进一步减少半导体装置中产生缺陷。例如，通过使用相对介电常数低的有机溶剂，能够减少因静电而半导体装置中产生缺陷。
另外，本说明书中，沸点是指一个大气压下的沸点。
组合使用两种以上的有机溶剂的情况下，优选使用醚类，更优选同时使用两种以上的醚类。通过使用醚类，能够进一步减少半导体装置中产生缺陷。
组合使用两种以上的醚类的情况下，优选组合使用选自包括丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二乙二单甲醚、二乙二单乙醚及二乙二醇单丁醚的组中的化合物。
这些中，优选丙二醇单甲醚乙酸酯与丙二醇单甲醚的组合(混合溶剂)。同时使用两种有机溶剂的情况下，优选其混合比(质量)为1/99～99/1的范围，更优选为10/90～90/10的范围，进一步优选为20/80～60/40的范围。
并且，有机溶剂可以以任意比例混合三种以上。通过以任意比例混合三种以上的有机溶剂，能够实施如细微的抗蚀剂形状调整及粘度调整等操作。作为三种以上的有机溶剂的组合，可列举PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)、PGME(丙二醇单甲醚)及γ-丁内酯的组合、PGMEA、PGME及环己酮的组合、PGMEA、PGME及2-庚酮的组合、PGMEA、环己酮及γ-丁内酯的组合及PGMEA、γ-丁内酯及2-庚酮的组合等。
作为制造溶液时所使用的成分(例如，沸点小于200℃的有机溶剂)及其原材料，能够购入高纯度级产品(尤其，后述金属成分、水、后述有机杂质等的含量较少者)来使用。或者，还可以对上述高纯度级产品进行后述纯化处理之后使用。
沸点小于200℃的有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，优选为99质量％以上，更优选为99.5质量％以上，尤其优选为99.8质量％以上。上限并无特别限制，可列举99.99质量％左右。
另外，沸点小于200℃的有机溶剂可以单独使用一种，也可以同时使用两种以上。当同时使用两种以上的有机溶剂时，优选合计含量在上述范围内。
＜沸点为250℃以上的有机杂质＞
溶液中，沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。
有机杂质是指除了组成溶液的沸点小于200℃的有机溶剂以外的有机物(其中，水不包含于有机杂质中)。作为上述有机杂质，例如包含合成沸点小于200℃的有机溶剂时所使用的原材料成分、沸点小于200℃的有机溶剂的结构异构体、用于防止沸点小于200℃的有机溶剂的氧化的稳定剂(例如，二丁基羟基甲苯(BHT、沸点265℃)等)及从制造装置等部件溶出的有机物等。沸点为250℃以上的有机杂质是指上述有机杂质中的沸点为250℃以上的有机物。
并且，如上述，具体而言，从制造装置等部件溶出的有机物为制造装置的部件中所使用的塑料材料(例如，O型环等)中所含有的树脂成分或增塑剂等，作为这种成分，例如确认到邻苯二甲酸二辛酯(DOP、沸点385℃)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP、沸点403℃)、己二酸二辛酯(DOA、沸点335℃)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP、沸点340℃)及乙烯丙烯橡胶(EPDM、沸点300～450℃)等。
除了上述以外，作为有机杂质可列举邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二(2-丙基庚基)酯(DPHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸芐基丁酯(BBzP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三(2-乙基己基)酯(TEHTM)、偏苯三酸三(正辛基-正癸基)酯(ATM)、己二酸二(2-乙基己基)酯(DEHA)、己二酸单甲酯(MMAD)、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二丁酯(DBS)、马来酸二丁酯(DBM)、马来酸二异丁酯(DIBM)、壬二酸酯、苯甲酸酯、对苯二酸酯(例：对苯二甲酸二辛酯(DEHT))、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(DINCH)、环氧化植物油、磺酰胺(例：N-(2-羟丙基)苯磺酰胺(HPBSA)、N-(正丁基)苯磺酰胺(BBSA-NBBS))、有机磷酸酯(例：磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三丁酯(TBP))、乙酰化单甘油酯、柠檬酸三乙酯(TEC)、乙酰柠檬酸三乙酯(ATEC)、柠檬酸三丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、柠檬酸三辛酯(TOC)、乙酰柠檬酸三辛酯(ATOC)、柠檬酸三己酯(THC)、乙酰柠檬酸三己酯(ATHC)环氧化大豆油、聚丁烯及以下例示的高分子增塑剂。
推断这些有机杂质是从纯化工序中接触的过滤器、配管、罐、O型环及容器等混入的。尤其，除烷烯烃以外的化合物的混入会导致桥接缺陷，因此尤其不优选。
[化学式1]
Figure BDA0001982954380000121
作为有机杂质，优选选自包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物的组中的一种以上。包含这些有机杂质时，溶液的缺陷抑制性能更优异。
从缺陷抑制性能尤其优异的方面考虑，优选溶液包含邻苯二甲酸二辛酯来作为有机杂质。作为有机杂质而包含邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的溶液的缺陷抑制性能优异的理由的详细原因虽不明确，但作为其理由之一，认为如下。即，DOP具有配位性，因此容易与金属配位，且以络合物的形态存在于液中。因此，由于DOP的结构比预测更具有亲水性质。从而，将含有DOP的纯化后的溶液使用于基板的清洗等时，DOP不易残留于基板上，因此推测能够进一步抑制产生基板的缺陷等。
另外，沸点为250℃以上的有机杂质的沸点的上限并无特别限定，优选为1000℃以下，更优选为800℃以下，尤其优选为500℃以下。
并且，从上述沸点为250℃以上的有机杂质包含沸点为270℃以上的有机杂质时，缺陷抑制性能更优异的观点考虑，优选沸点为270℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～60质量ppm，更优选为0.1～60质量ppm。通过将沸点为270℃以上的有机杂质的含量设为上述数值范围，缺陷抑制性能更优异。
并且，从上述沸点为250℃以上的有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质时，缺陷抑制性能更优异的观点考虑，优选沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～30质量ppm，更优选为0.1～30质量ppm。通过将沸点为300℃以上的有机杂质的含量设为上述数值范围，缺陷抑制性能更优异。
从缺陷抑制性能更优异的观点考虑，其中，优选沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1～8质量ppm。
关于上述沸点为250℃以上的有机杂质，其中，优选碳数8以上的有机化合物，更优选碳数12以上的有机化合物。另外，确认到如下：通常具有有机杂质的碳数越多，则越容易成为缺陷不良的倾向，尤其，将沸点为250℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量设为规定量(尤其，0.1～8质量ppm)时，与碳数无关而缺陷抑制性能优异。即，碳数越多，则越能够显著地得到基于本发明的效果。
溶液中的沸点为250℃以上的有机杂质的含量可利用GC-MS(气相色谱法)来测定。
作为将溶液中的沸点为250℃以上的有机杂质的含量设为上述范围内的方法，可列举后述的纯化工序中所列举的方法。
＜含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分(金属杂质)＞
本发明中，还优选在溶液中，含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001～10质量ppt。
有机溶剂中存在一定程度的金属成分，金属成分通过这些而混入到溶液中。此时，得知尤其溶液中含有的含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分对缺陷性能造成较大影响。
若含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为10质量ppt以下，则缺陷抑制性能更优异。另一方面，若含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001质量ppt以上(优选为0.1质量ppt以上)，则可得到缺陷抑制性能更优异的效果。
当含有多种含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分时，优选其总量满足上述范围。
从缺陷抑制性能更优异的观点考虑，更优选含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量为0.1～10质量ppt，尤其优选为0.1～5质量ppt。
溶液中的金属杂质的含量可利用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)来测定。
作为将溶液中的金属杂质的含量设为上述范围内的方法，可列举在后述纯化工序中列举的方法(例如，使用了离子交换树脂的处理或使用了金属吸附部件的过滤等)。
另一方面，相对于上述方法，在SP-ICP-MS中测定金属粒子含量。从而，从试料中的金属原子的含量减去金属粒子的含量，则能够计算出试料中的金属离子的含量。
作为SP-ICP-MS的测定装置，例如可列举Agilent Technologies Japan,Ltd制、Agilent 8800三重四极杆ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry：电感耦合等离子体质谱，半导体分析用，选项#200)。除上述以外，除PerkinElmer Co.,Ltd.制NexION350S以外，还可列举Agilent Technologies Japan,Ltd制、Agilent 8900。
＜粗大粒子＞
并且，优选溶液实质上不含有粗大粒子。
其中，粗大粒子是指通过光散射液载粒子计数器进行计数的0.1μm以上的尺寸的被计数体。
并且，实质上不含有粗大粒子是指，使用光散射型液中粒子测定方式中的市售的测定装置(例如，“KS-18F”(Rion Co.,Ltd.制))来进行溶液测定时，溶液1mL中的上述被计数体为100个以下。当溶液1mL中的上述被计数体为100个以下时，缺陷抑制性能更优异，并且溶液中的有机溶剂的经时稳定性更优异。
另外，溶液中所含有的粗大粒子为在原料中作为杂质而含有的尘、埃、有机固形物及无机固形物等粒子，以及在溶液的制备中作为污染物而带入的尘、埃、有机固形物及无机固形物等粒子等，相当于最终不溶解于溶液中而作为粒子存在的物质。
另外，本发明的被计数体只要是通过光散射液载粒子计数器而检测为0.1μm以上的尺寸，则并无特别限定。
作为粗大粒子的去除方法，例如可列举后述过滤等处理。
＜水＞
并且，溶液可以含有水。溶液中，优选水的含量相对于溶液总质量为0.01～1.0质量％。
水可以是在组成溶液的有机溶剂中不可避免地含有的水分，也可以是在有机溶剂的制造时不可避免地含有的水分，也可以是有意添加的水分。
若水的含量相对于溶液总质量为1.0质量％以下，则能够抑制因水印而对基板表面引起的缺陷不良。另一方面，若水的含量相对于溶液总质量为0.01质量％以上，则可得到抑制因金属离子析出在基板表面引起的缺陷不良的效果。
从缺陷抑制性能更优异的观点考虑，更优选水的含量为0.05～1.0质量％。
关于溶液中的水的含量，使用以卡尔-费休水分测定方法(电量滴定法)为测定原理的装置，并利用后述实施例栏中所记载的方法来测定。
作为将溶液中的水的含量设为上述范围内的方法之一，可列举将容液载置于用氮气取代的干燥器内，将干燥器内保持为正压的同时在干燥器内对溶液加温的方法。并且，还能够通过在后述纯化工序中列举的方法来将溶液中的水调整为所希望的范围。
＜因药液导致的缺陷的确认方法＞
在半导体制造工序中，优选因药液(相当于本发明的溶液)中的杂质导致的缺陷较少。
因药液中的杂质导致的缺陷的确认方法并无特别限定，列举以下例来进行说明。
作为检测出晶片上的异物或图案缺陷的方法，并无特别限定，能够使用晶片上表面检查装置(SP-5；KLA Tencor制)。
将药液涂布于半导体晶片，并对上述晶片的药液涂布面照射激光束。此时，若激光束与异物/缺陷接触则光散射，而散射光被检测器检测，由此检测出异物/缺陷。
照射激光束时，通过将晶片旋转的同时进行测定，能够根据晶片的旋转角度和激光束的半径位置得出异物/缺陷的坐标位置。
作为这种晶片上表面检查装置，可列举KLA Tencor制Surfscan系列等。
尤其，作为与10nm节点以下的微细半导体装置的制造相关的缺陷的评价，优选使用SP-5的分辨率以上的晶片上表面检查装置。
＜用途＞
本发明的溶液的用途并无特别限定，其中优选在半导体装置制造步骤中使用。尤其，能够适宜地使用于10nm节点以下的半导体的制造步骤中。本发明的溶液能够使用在用于制造半导体装置的任意工序中。作为具体用途，例如可列举于使用光阻剂组合物形成抗蚀剂膜之前，为了改善组合物的涂布性而涂布于基板上的预湿液、用于对光阻剂组合物形成的曝光后的抗蚀剂膜进行显影的显影液或用于对显影后的膜进行清洗的冲洗液。并且，本发明的溶液还能够用作光阻剂组合物中所含有的抗蚀剂材料的稀释液。
(基板)
本发明中所述的“基板”例如包括由单层组成的半导体基板及由多层组成的半导体基板。
构成由单层组成的半导体基板的材料并无特别限定，通常优选由硅、硅锗、GaAs等第III-V族化合物或它们的任意组合构成。
由多层组成的半导体基板的情况下，其结构并无特别限定，例如可以于上述硅等半导体基板上具有如金属线及介电材料那样的相互连接结构(interconnect features)等露出的集成电路结构。作为相互连接结构中所使用的金属及合金，可列举铝、与铜合金化的铝、铜、钛、钽、钴、硅、氮化钛、氮化钽及钨，但并不限定于此。并且，可以在半导体基板上具有层间电介质层、氧化硅、氮化硅、碳化硅及碳掺杂氧化硅等层。
并且，本发明的溶液还能够适宜地使用于半导体制造用以外的其他用途中，还能够用作聚酰亚胺、传感器用抗蚀剂及透镜用抗蚀剂等显影液或冲洗液。
并且，本发明的溶液还能够用作医疗用途或清洗用途的溶剂。尤其，本发明的溶液能够适宜地使用于容器、配管或基板(例如，晶片、玻璃等)等的清洗中。
＜溶液的制造方法＞
本发明的溶液中，为了将金属成分、沸点为250℃以上的有机杂质及水的含量设定在所希望的范围内，实施以下纯化工序优选。
(纯化工序)
纯化工序是指，进行纯化，以使制造组成溶液的沸点小于200℃的有机溶剂时混入的成分(例如，金属成分、沸点为250℃以上的有机杂质及水等)成为上述所希望的含量的工序。
纯化工序可以在任意时刻实施。作为纯化工序，例如可列举以下纯化处理I～IV。
即，纯化处理I为在制造组成溶液的沸点小于200℃的有机溶剂之前，对沸点小于200℃的有机溶剂的制造中所使用的原材料进行纯化的处理。
并且，纯化处理II为在制造组成溶液的沸点小于200℃的有机溶剂时和/或制造后，对其进行纯化的处理。
并且，纯化处理III为在制造溶液时，将两种以上的沸点小于200℃的有机溶剂进行混合之前，对每一成分进行纯化的处理。
并且，纯化处理IV为在制造溶液时，将两种以上的沸点小于200℃的有机溶剂进行混合之后，对混合物进行纯化的处理。
并且，在使用沸点小于200℃的有机溶剂的市售品的情况，可以通过实施纯化处理II，将金属成分、沸点为250℃以上的有机杂质及水等的含量设为规定量。
纯化处理I～IV分别可以仅实施一次，也可以实施两次以上。
以下，示出纯化工序的一例。以下的说明中，纯化工序中的纯化对象(例如，沸点小于200℃的有机溶剂其本身或将2种以上沸点小于200℃的有机溶剂进行混合而成的混合物)简称为“被纯化液”。
作为纯化工序的一例，可列举依次实施，进行被纯化液的离子交换处理的第1离子交换处理、进行第1离子交换处理后的被纯化液的脱水的脱水处理、进行脱水处理后的被纯化液的蒸馏的蒸馏处理、进行蒸馏处理后的被纯化液的离子交换处理的第2离子交换处理及进行第2离子交换处理后的被纯化液的有机杂质去除的有机杂质去除处理的方式。另外，以下，将上述纯化工序作为一例来进行说明，但制备本发明的溶液时的纯化方法并无特别限定。例如，可以是，首先实施进行被纯化液的脱水的脱水处理，然后依次实施进行脱水处理后的被纯化液的蒸馏的蒸馏处理、进行被纯化液的离子交换处理的第1离子交换处理及进行第2离子交换处理后的被纯化液的有机杂质去除的有机杂质去除处理的方式。
根据第1离子交换处理，能够去除被纯化液中的离子成分(例如，金属成分等)。
第1离子交换处理中，使用离子交换树脂等第1离子交换机构。作为离子交换树脂，可以是将阳离子交换树脂或阴离子交换树脂以单床设置的交换树脂、将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂以复床设置的交换树脂及将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂以混床设置的交换树脂中的任一个。
并且，作为离子交换树脂，为了减少水分从离子交换树脂溶出，优选尽量使用不含水分的干燥树脂。作为这种干燥树脂，能够使用市售品，且可列举Organo Corporation制15JS-HG·DRY(商品名、干燥阳离子交换树脂、水分2％以下)及MSPS2-1·DRY(商品名、混床树脂、水分10％以下)等。
根据脱水处理，能够去除被纯化液中的水。并且，在脱水处理中使用了后述沸石(尤其，UNION SHOWA K.K.制分子筛(商品名)等)的情况下，还能够去除烯烃类。
作为使用于脱水处理的脱水机构，可列举脱水膜、不溶于被纯化液的吸水剂、使用了已干燥的惰性气体的曝气更换装置及加热或真空加热装置等。
使用脱水膜的情况下，进行基于浸透气化(PV)或蒸气渗透(VP)的膜脱水。脱水膜例如是作为透水性膜模块而构成的。作为脱水膜，能够使用聚酰亚胺类、纤维素类及聚乙烯醇类等高分子类或沸石等无机类素材组成的膜。
吸水剂添加于被纯化液而使用。作为吸水剂，可列举沸石、五氧化二磷、硅胶、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、无水氯化锌、发烟硫酸及碱石灰等。
根据蒸馏处理，能够去除从脱水膜溶出的杂质、在第1离子交换处理中不易去除的被纯化液中的金属成分、微粒(金属成分为微粒的情况下，也包含此)及被纯化液中的水。
作为蒸馏机构，例如由单级蒸馏装置构成。通过蒸馏处理在蒸馏装置内等对杂质进行浓缩，但为了防止该被浓缩的杂质的一部分流出，优选在蒸馏机构中设置将浓缩了杂质的液的一部分向外部定期或平稳地排出的机构。
根据第2离子交换处理，蓄积在蒸馏装置内的杂质流出的情况下能够将其去除，或者能够去除来自被用作输送线的不锈钢(SUS)等配管的溶出物。
作为第2离子交换机构，可列举向塔状容器内填充离子交换树脂的机构及离子吸附膜，从能够以高流速进行处理的方面考虑，优选离子吸附膜。作为离子吸附膜，可列举NEOSEPTA(商品名、ASTOM Corporation.制)。
上述各项处理优选在密闭状态，且水混入被纯化液的可能性低的惰性气体环境下进行。
并且，各项处理中，为了极力抑制水分的混入，优选在露点温度为-70℃以下的惰性气体环境下进行。其原因为于-70℃以下的惰性气体环境下，气相中的水分浓度为2质量ppm以下，因此水分混入溶液(被纯化液)中的可能性变低。
作为纯化工序，除了上述处理以外，还可列举国际公开第WO2012/043496号中所记载的使用了碳化硅的金属成分的吸附纯化处理等。
根据有机杂质去除处理，能够去除蒸馏处理后的被纯化液中含有的、且不易通过蒸馏处理去除的高沸点有机杂质等(还含有沸点为250℃以上的有机杂质)。
作为有机杂质去除方法，例如能够通过具备能够吸附有机杂质的有机杂质吸附过滤器的有机杂质吸附部件来实施。另外，有机杂质吸附部件通常被构成为具备上述有机杂质吸附过滤器和固定上述杂质吸附过滤器的基材。
关于有机杂质吸附过滤器，从提高有机杂质的吸附性能的观点考虑，优选在表面具有能够与有机杂质相互作用的有机物骨架(换言之，表面修饰有能够与有机杂质相互作用的有机物骨架)。另外，以后述在构成有机杂质吸附过滤器的基材的表面赋予有能够与上述有机杂质相互作用的有机物骨架的形态为一例而列举于表面具有能够与有机杂质相互作用的有机物骨架。
作为能够与有机杂质相互作用的有机物骨架，例如可列举如与有机杂质反应而能够将有机杂质捕获于有机杂质吸附过滤器的化学结构。更具体而言，作为有机杂质含有邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯的情况下，作为有机物骨架，可列举苯环骨架。并且，作为有机杂质包含乙烯丙烯橡胶的情况下，作为有机骨架，可列举亚烷基骨架。并且，作为有机杂质含有正长链烷基醇(作为溶剂使用了1-长链烷基醇的情况下的结构异构体)的情况下，作为有机物骨架，可列举烷基。
作为构成有机杂质吸附过滤器的基材(材质)，可列举载有活性炭的纤维素、硅藻土、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟树脂等。
并且，有机杂质去除过滤器中还能够使用日本特开2002-273123号公报及日本特开2013-150979号公报中所记载的将活性炭固定到不织布的过滤器。
并且，上述有机杂质去除处理并不限定于如上述那样使用了能够吸附有机杂质的有机杂质吸附过滤器的方式，例如还可以是物理捕捉有机杂质的方式。具有250℃以上的相对较高的沸点的有机杂质粗大的情况较多(例如，碳数8以上的化合物)，因此还能够通过使用孔径为1nm左右的过滤器来物理捕捉。
例如，作为有机杂质而含有邻苯二甲酸二辛酯时，邻苯二甲酸二辛酯的结构比
Figure BDA0001982954380000201
大。因此，通过使用孔径为1nm的有机杂质去除过滤器，由此邻苯二甲酸二辛酯无法通过过滤器的孔。即，邻苯二甲酸二辛酯被过滤器物理捕获，因此从被纯化液中去除。如此，有机杂质的去除中不仅能够应用化学相互作用还能够应用物理去除方法。但，在该情况下，孔径3nm以上的过滤器被用作后述“过滤部件”，且孔径小于3nm的过滤器被用作“有机杂质去除过滤器”。
本说明书中，
Figure BDA0001982954380000202
(埃)相当于0.1nm。
并且，本发明的纯化工序可以进一步具有例如后述纯化处理V及纯化处理VI。纯化处理V及纯化处理VI可以在任意时刻实施，例如可列举实施纯化处理IV之后等。
纯化处理V为以去除金属离子为目的而使用了金属离子吸附部件的过滤处理。
并且，纯化处理VI为用于去除粗大粒子的过滤处理。
以下，对纯化处理V及纯化处理VI进行说明。
纯化处理V中，作为金属离子的去除方法，列举使用了具备金属离子吸附过滤器的金属离子吸附部件的过滤作为其一例。
金属离子吸附部件为至少具备一个金属离子吸附过滤器的结构，并且可以是根据作为目的的纯化水平重叠多种金属离子吸附过滤器的结构。金属离子吸附部件通常被构成为具备上述金属离子吸附过滤器和对上述金属离子吸附过滤器进行固定的基材。
金属离子吸附过滤器具备吸附被纯化液中的金属离子的功能。并且，金属离子吸附过滤器优选为能够进行离子交换的过滤器。
其中，作为吸附对象的金属离子并无特别限定，从易成为半导体装置的缺陷的原因的方面考虑，优选Fe、Cr、Ni及Pb。
从提高金属离子的吸附性能的观点考虑，金属离子吸附过滤器优选在表面具有酸基。作为酸基，可列举磺基及羧基等。
作为构成金属离子吸附过滤器的基材(材质)，可列举纤维素、硅藻土、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟树脂等。
并且，作为金属离子的去除方法的另一例，可列举使用了由包含聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺的材质构成的过滤器的过滤。作为例子，可列举日本特开2016-155121号公报中所记载的使用了将聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺多孔质膜作为金属离子吸附过滤器而具备的金属离子吸附部件的过滤。使用于这些的聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺多孔质膜可以具有选自包括羧基、盐型羧基及-NH-键的组中的至少一个。
从耐溶剂性的观点考虑，优选使用氟化聚酰亚胺和/或氟化聚酰胺酰亚胺。
纯化处理VI中，作为过滤方法，列举使用具备去除粒径为20nm以下的过滤器的过滤部件来实施的方式作为一例。被纯化液中，能够通过追加上述过滤器来从被纯化液去除粒状杂质。其中，作为“粒状杂质”，可列举在被纯化液的制造时所使用的原料中作为杂质而含有的尘、埃、有机固形物及无机固形物等粒子、以及于被纯化液的纯化时作为污染物而带入的尘、埃、有机固形物及无机固形物的粒子等，相当于最终不溶解于被纯化液中而作为粒子存在的物质。
并且，“粒状杂质”还包含含有金属原子且被胶体化的杂质。作为金属原子并无特别限定，选自包括Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn及、Pb(优选为Fe、Cr、Ni及Pb)的组中的至少一种金属原子的含量尤其低时(例如，被纯化液中的上述金属原子的含量分别为1000质量ppt以下时)，含有这些金属原子的杂质易被胶体化。上述金属离子吸附部件中，很难去除被胶体化的杂质。从而，通过使用去除粒径为20nm以下的过滤器(例如，孔径为20nm以下的精密过滤膜)，有效地进行被胶体化的杂质的去除。
粒状杂质具有去除粒径为20nm以下的被过滤器去除的尺寸，具体而言，其是直径为20nm以上的粒子。另外，本明细书中，有时将粒状杂质称为“粗大粒子”。
其中，上述过滤器的去除粒径优选为1～15nm，更优选为1～12nm。由于去除粒径为15nm以下，由此能够去除更微细的粒状杂质，由于去除粒径为1nm以上，由此被纯化液的过滤效率得以提高。
其中，去除粒径是指，能够由过滤器去除的粒子的最小尺寸。例如，过滤器的去除粒径为20nm的情况下，能够去除直径20nm以上的粒子。
作为上述过滤器的材质，例如可列举6-尼龙、6,6-尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺、以及氟树脂等。聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺可以具有选自包括羧基、盐型羧基及-NH-键的组中的至少一个。从耐溶剂性的观点考虑，聚酰亚胺和/或聚酰胺酰亚胺可以是氟化聚酰亚胺和/或氟化聚酰胺酰亚胺。
过滤部件还可以具备去除粒径为50nm以上的过滤器(例如，孔径为50nm以上的微粒去除用精密过滤膜)。溶液中除了被胶体化的杂质、尤其除了含有如铁或铝等金属原子且被胶体化的杂质以外还存在微粒的情况下，使用去除粒径为20nm以下的过滤器(例如，孔径为20nm以下的精密过滤膜)进行过滤之前，使用去除粒径为50nm以上的过滤器(例如，孔径为50nm以上的微粒去除用精密过滤膜)实施被纯化液的过滤，由此提高去除粒径为20nm以下的过滤器(例如，孔径为20nm以下的精密过滤膜)的过滤效率，且很一步提高粗大粒子的去除性能。
能够将经这种各项处理而得到的被纯化液使用于本发明的溶液的组成，或者用作本发明的溶液本身。
另外，作为上述纯化工序的一例，示出了各项处理全部进行的情况，但并不限定于此，可以单独进行上述各项处理，也可以将上述处理组合多个来进行。并且，上述各项处理可以进行一次，也可以进行多次。
除上述纯化工序以外，作为将溶液中所含有的沸点为250℃以上的有机杂质、金属成分及水的含量设为所希望的范围内的方法，还可列举如下方法；将组成溶液的沸点小于200℃的有机溶剂等原材料或溶液其本身收容于杂质的溶出少的容器。并且，还可列举对上述配管内壁实施氟类树脂的内衬，以使不会从制造溶液时的“配管”等溶出金属成分。
〔容器(收容容器)〕
本发明的溶液中，只要在腐蚀性等不成为问题，则能够将其填充于任意容器来进行保管、搬运、并使用。
作为容器，针对半导体用途，优选容器内的清洁度高，且杂质的溶出少的容器。
作为能够使用的容器，具体而言可列举AICELLO CHEMICAL CO.,LTD.制“清洁瓶”系列及KODAMA PLASTICS Co.,Ltd.制“纯瓶”等，但并不限定于此。该容器的内壁(与容器内的溶液接触的接液部)优选由非金属材料形成。
作为非金属材料，更优选选自包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯-聚丙烯树脂、四氟乙烯树脂(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂(ETFE)、三氟氯乙烯-乙烯共聚树脂(ECTFE)、偏二氟乙烯树脂(PVDF)、三氟氯乙烯共聚树脂(PCTFE)及氟乙烯树脂(PVF)的组中的至少一种。
尤其，上述中，使用内壁为氟类树脂的容器时，与内壁为聚乙烯树脂、聚丙烯树脂或聚乙烯-聚丙烯树脂的容器相比，能够抑制发生乙烯或丙烯的寡聚物的溶出等不良情况。
作为这种内壁为氟类树脂的容器的具体例，例如可列举Entegris.inc制FluoroPure PFA复合筒等。并且，还能够使用日本特表平3-502677号公报的第4页等、国际公开第2004/016526号小册子的第3页等及国际公开第99/46309号小册子的第9页及16页等中所记载的容器。
另外，设为非金属材料的内壁时，优选非金属材料中的有机成分溶出到溶液的情况得到抑制。
并且，在容器的内壁，除了上述非金属材料以外，还优选使用石英或金属材料(更优选被电解研磨的金属材料。换言之，已进行电解研磨的金属材料)。
上述金属材料(尤其，使用于被电解研磨的金属材料的制造中的金属材料)优选相对于金属材料总质量含有大于25质量％的铬，例如可列举不锈钢。
金属材料中的铬的含量优选相对于金属材料总质量为30质量％以上。并且，作为其上限值并无特别限制，通常优选为90质量％以下。
作为不锈钢，并无特别限制，能够使用公知的不锈钢。其中，优选含有8质量％以上的镍的合金，更优选含有8质量％以上的镍的奥氏体系不锈钢。作为奥氏体系不锈钢，例如可列举SUS(Steel Use Stainless：钢用不锈钢)304(Ni含量8质量％、Cr含量18质量％)、SUS304L(Ni含量9质量％、Cr含量18质量％)、SUS316(Ni含量10质量％、Cr含量16质量％)及SUS316L(Ni含量12质量％、Cr含量16质量％)等。
作为对金属材料进行电解研磨的方法并无特别限制，能够利用公知的方法。例如，能够利用日本特开2015-227501号公报的[0011]-[0014]段及日本特开2008-264929号公报的[0036]-[0042]段等中所记载的方法。
推测金属材料通过被电解研磨而表面的钝化层中的铬的含量变得比母相的铬的含量多。因此，金属元素很难从被电解研磨的金属材料覆盖的内壁流出到溶液中，因此推测为能够得到减少了金属成分(金属杂质)的溶液。
另外，优选金属材料被抛光。抛光方法并无特别限制，能够利用公知的方法。精抛中所使用的研磨粒的尺寸并无特别限制，从金属材料的表面的凹凸容易变得更小的方面考虑，优选为#400以下。
另外，抛光优选在电解研磨前进行。
并且，金属材料可以组合一种或两种以上改变研磨粒的尺寸等的规格而进行的多个阶段的抛光、酸清洗及磁性流体研磨等而进行处理。
本发明中，有时将具有上述容器和收容在该容器内的上述处理液的物品称为溶液收容体。
这些容器优选在填充溶液之前其内部已被清洗。作为使用于清洗的液体，本发明的溶液其本身或将本发明的溶液进行稀释而成的溶液可显著得到本发明的效果。本发明的溶液可以在制造后装入加仑瓶或涂层瓶等容器而进行输送、保管。加仑瓶可以是使用玻璃材料而成的，也可以是使用其他材料而成的。
以防止保管中的溶液中的成分的变化为目的，可以先将容器内取代为纯度99.99995体积％以上的惰性气体(氮气或氩气等)。尤其，优选含水率较少的气体。并且，输送及保管时，可以在常温下进行，但为了防止变质，可以将温度控制在-20℃～20℃的范围。
(无尘室)
包括本发明的溶液的制造、收容容器的开封和/或清洗、溶液的填充等的操作、处理分析及测定均优选在无尘室进行。无尘室优选满足14644-1无尘室基准。优选满足ISO(国际标准化机构)1级、ISO2级、ISO3级、ISO4级中的任一个，更优选满足ISO1级或ISO2级，进一步优选满足ISO1级。
(过滤)
为了将沸点为250℃以上的有机杂质、金属成分及水的含量设在所希望的范围内，或者去除异物及粗大粒子等，本发明的溶液优选被过滤。
过滤中所使用的过滤器只要从以往就使用于过滤用途等，则能够无特别限制地使用。作为构成过滤器的材料，例如可列举PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂、尼龙等聚酰胺类树脂、聚乙烯及聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量)等。这些中，优选聚酰胺类树脂、PTFE及聚丙烯(包含高密度聚丙烯)，通过使用由这些原材料形成的过滤器，能够有效地去除易成为粒子缺陷的原因的、极性高的异物，除此以外，能够进一步有效地减少金属成分(金属杂质)的量。
作为过滤器的临界表面张力，作为下限值，优选为70mN/m以上。作为上限值，优选为95mN/m以下。其中，过滤器的临界表面张力更优选为75mN/m以上且85mN/m以下。
另外，临界表面张力的值为制造商的标称值。通过使用临界表面张力为上述范围的过滤器，能够有效地去除易成为粒子缺陷的原因的、极性高的异物，除此以外，能够进一步有效地减少金属成分(金属杂质)的量。
过滤中所使用的过滤器只要从以往就使用于过滤用途等，则能够无特别限制地使用。作为构成过滤器的材料，例如可列举PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂、尼龙等聚酰胺类树脂、聚乙烯及聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量)等。这些中，优选聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龙。
过滤器的孔径优选为0.001～1.0μm左右，更优选为0.01～0.5μm左右，进一步优选为0.01～0.1μm左右。通过将过滤器的孔径设为上述范围，能够抑制过滤堵塞，并且可靠地去除溶液中所含有的微细的异物。
使用过滤器时，可以组合不同的过滤器。此时，使用第1过滤器进行的过滤可以仅进行一次，也可以进行两次以上。当组合不同的过滤器而进行两次以上的过滤时，各过滤器种类可以彼此相同，种类也可以彼此不同，优选种类彼此不同。通常，优选第1过滤器与第2过滤器的孔径及构成原材料中的至少一个不同。
优选第一次过滤的孔径与第二次以后的孔径相同或第二次以后的孔径比第一次过滤的孔径小。其中，其中，孔径能够参阅过滤器制造商的标称值。作为市售过滤器，例如能够从NIHON PALL LTD.、Advantec Toyo Kaisha,Ltd.、Nihon Entegris K.K.(formerMykrolis Corp.)或KITZ MICRO FILTER CORPORATION等提供的各种过滤器中进行选择。并且，还能够使用聚酰胺制“P-尼龙过滤器(孔径0.02μm、临界表面张力77mN/m)”；(NIHONPALL LTD.制)、高密度聚乙烯制“PE/清洁过滤器(孔径0.02μm)”；(NIHON PALL LTD.制)及高密度聚乙烯制“PE/清洁过滤器(孔径0.01μm)”；(NIHON PALL LTD.制)。
虽无特别限定，例如除了对本发明的溶液的效果更优异的观点以外，从已纯化的溶液的保管中抑制粒子性金属的增加的观点考虑，将从过滤中所使用的过滤器的材质导出的汉森溶解度参数(HSP)空间中的相互作用半径设为R0、从溶液中所含有的液体导出的汉森空间的球的半径设为Ra的情况下，优选本申请的一方式中所使用的溶液与过滤中所使用的过滤器的材质的关系为满足的Ra与R0的关系式(Ra/R0)≤1的组合，且为用满足这些关系式的过滤器材质进行过滤的溶液。优选为(Ra/R0)≤0.98，更优选为(Ra/R0)≤0.95。作为下限，优选为0.5以上，更优选为0.6以上，进一步优选为0.7。机理虽不确定，但若为该范围内，则长期保管时的粒子性金属的形成或粒子性金属的成长得以抑制。
作为这些过滤器及溶液的组合并无特别限定，可列举美国US2016/0089622号公报。
第2过滤器能够使用由与上述第1过滤器相同的材料形成的过滤器。能够使用与上述第1过滤器相同的孔径的过滤器。第2过滤器使用孔径比第1过滤器小的过滤器的情况下，第2过滤器的孔径与第1过滤器的孔径之比(第2过滤器的孔径/第1的过滤器的孔径)优选为0.01～0.99，更优选为0.1～0.9，进一步优选为0.2～0.9。通过将第2过滤器的孔径设为上述范围，可更加可靠地去除混入到溶液中的微细的异物。
并且，本发明中，相对于溶液，选自包括Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Pb及Zn的组中的一种或两种以上的金属元素的含量尤其低时(例如，相对于溶液，上述金属元素的含率分别为1000质量ppt以下时)，存在含有这些金属元素的杂质容易被胶体化的倾向。因此，在离子吸附膜中很难去除被胶体化的杂质。于是，本发明人发现通过使用孔径为20nm以下的精密过滤膜来进行纯化，能够去除被胶体化的杂质成分。
并且，除了被胶体化的杂质(尤其含有铁或铝等金属元素的被胶体化的杂质)以外，溶液中还存在微粒的情况下，优选在使用孔径为20nm以下的精密过滤膜进行过滤的上一段，通过孔径为50nm以上的微粒去除用精密过滤膜来进行过滤来进行纯化。
关于本发明的溶液，优选除了如上述那样的过滤器以外，还使用离子吸附机构进行纯化。离子吸附机构优选为纤维素硅藻土、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或氟树脂等的表面通过磺基或羧基等阴离子性基、阳离子性基或这两个改性的离子吸附机构。通过阴离子性基改性的离子吸附机构能够去除Na离子及Ca离子等阳离子，通过阳离子性基改性的离子吸附机构能够去除Cl离子等阴离子及酸成分。离子吸附机构中，可以根据目的组合使用阴离子性基、阳离子性基或这两个。离子吸附机构可以是过滤器。
上述过滤工序可以根据目的重复进行多次。
并且，所使用的过滤器优选在对溶液进行过滤之前进行处理。该处理中所使用的液体并无特别限定，若是本发明的溶液其本身或将本发明的溶液进行稀释而成的，则可显著地得到本发明的所希望的效果。
进行过滤的情况下，过滤时的温度的上限值优选为室温(25℃)以下，更优选为23℃以下，进一步优选为20℃以下。并且，过滤时的温度的下限值优选为0℃以上，更优选为5℃以上，进一步优选为10℃以上。
过滤中，能够去除粒子性异物或杂质，但在上述温度下进行，则溶解在溶液中的粒子性异物或杂质的量变少，可更加有效地进行过滤。
尤其，从调整金属成分(金属杂质)的含量的观点考虑，优选在上述温度下进行过滤。机理虽不确定，但认为金属成分(金属杂质)的大部分以粒子性胶体状态存在。认为若在上述温度下进行过滤，则以胶体状浮游的金属成分(金属杂质)的一部分会凝聚，因此可通过过滤将该凝聚物而更加有效地去除，从而变得容易将金属成分(金属杂质)的含量调整为规定量。
过滤压力会对过滤精度造成影响，因此优选尽可能减少过滤时的压力的脉动。
当使用两个以上的过滤器时，作为通过每个过滤器前后的差压(以下，还称为“过滤差压”。)并无特别限制，优选为250kPa以下，更优选为200kPa以下。作为下限并无特别限制，优选为50kPa以上。若过滤差压为250kPa以下，则能够防止对过滤器施加过多的压力，从而能够期待溶出物的减少。
本发明的溶液的制备及纯化中，过滤速度并无特别限定，从本发明的效果更优异的观点考虑，优选为1.0L/分钟/m2以上，更优选为0.75L/分钟/m2以上，进一步优选为0.6L/分钟/m2以上。
过滤器中设置有保障过滤器性能(过滤器不会被损坏)的耐差压，该值大时提高过滤压力，由此能够提高过滤速度。即，上述过滤速度上限通常与过滤器的耐差压相关，但通常为10.0L/分钟/m2以下优选。
本发明的溶液的制备及纯化中，从本发明的效果更优异的观点考虑，过滤压力优选为0.001MPa以上且1.0MPa以下，更优选为0.003MPa以上且0.5MPa以下，尤其优选为0.005MPa以上且0.3MPa以下。
尤其，使用孔径小的过滤器的情况下，能够通过提高过滤的压力来有效地减少溶解在溶液中的粒状异物或杂质的量。使用孔径小于20nm的过滤器的情况下，尤其优选将过滤压力设为0.005MPa以上且0.3MPa以下。
并且，过滤用过滤器膜的孔尺寸变小，则过滤速度降低，例如通过将搭载有种类相同的过滤用过滤器膜的过滤器并联多个来扩大过滤面积并降低过滤压力，由此能够补偿过滤速度降低。
使用过滤器之前，可以对过滤器进行清洗。作为对过滤器进行清洗的方法并无特别限制，可列举将过滤器浸渍于清洗液的方法、将清洗液通入过滤器的方法及将这些组合而成的方法。
通过对过滤器进行清洗，可轻松地控制从过滤器抽取的成分的量，作为结果，可得到具有更优异的本发明的效果的溶液。
作为清洗液并无特别限制，能够使用公知的清洗液。作为清洗液并无特别限制，可列举水及有机溶剂等。作为有机溶剂，可以是溶液可含有的有机溶剂、例如，亚烷基二醇单烷基醚羧酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、环状内酯(优选碳数4～10)、可以具有环的单酮化合物(优选碳数4～10)、亚烷基碳酸酯、烷氧基乙酸烷基酯及丙酮酸烷基酯等。
更具体而言，作为清洗液，例如可列举丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲基亚砜、正甲基吡咯烷酮、二甘醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、环丁砜、环己烷、环己酮、环庚酮、环戊酮、2-庚酮及γ-丁内酯、以及它们的混合物等。
在上述清洗前，可以具有用有机溶剂润湿过滤器的工序(例如浸渍)。通过经预先用有机溶剂润湿的工序，湿粒子减少，且过滤效率提高。
在该润湿工序中所使用的有机溶剂并无特别限定，可列举于＜沸点小于200℃的有机溶剂＞栏中所列举的有机溶剂。并且，虽无特别限定，但若为表面张力比所制造的溶液低的有机溶剂，则过滤效率会提高。
优选上述有机溶剂及上述清洗液为杂质少的高纯度品。可以与所制造的溶液相同。
〔除电工序〕
本发明的溶液的制备及纯化中，还可以具有除电工序。除电工序为如下工序：通过对选自包括原料、反应物及纯化物的组中的至少一种(以下称为“纯化物等”。)进行除电来减少纯化物等的带电电位。
作为除电方法并无特别限制，能够使用公知的除电方法。作为除电方法，例如可列举使上述纯化物等与导电性材料接触的方法。
使上述纯化物等与导电性材料接触的接触时间优选为0.001～60秒，更优选为0.001～1秒，进一步优选为0.01～0.1秒。作为导电性材料，可列举不锈钢、金、铂金、钻石及玻璃碳等。
作为使纯化物等与导电性材料接触的方法，例如可列举将由导电性材料组成且被接地的网格配置于管路内部，并对其通入纯化物等的方法等。
上述除电工序可以在原料供给至纯化物的填充为止的任意时刻实施，例如优选含有于选自包括原料供给工序、反应工序、制备工序、纯化工序、过滤工序及充填工序的组中的至少一种工序之前。尤其，优选在向上述各工序中所使用的容器注入纯化物等之前，进行除电工序。由此，能够抑制来源于容器等的杂质混入到纯化物等。
〔感光化射线性或感放射线性树脂组合物〕
本发明的感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有上述本发明的溶液。
感光化射线性或感放射线性树脂组合物只要含有本发明的溶液来作为抗蚀剂材料(形成感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的抗蚀剂膜的树脂、光酸产生剂及光聚合起始剂等固体成分)的稀释液，则其组成并无特别限定，可以是负型及正型中的任一个。
感光化射线性或感放射线性树脂组合物所含有的抗蚀剂材料能够使用公知的材料。
作为树脂，其中，优选通过酸的作用而极性发生变化的树脂。作为树脂，优选具有通过酸的作用而分解并产生极性基的基团的树脂P。作为上述树脂，更优选通过酸的作用减少针对将有机溶剂作为主成分的显影液的溶解性的树脂，且由具有后述式(AI)表示的重复单元的树脂。具有由下述式(AI)表示的重复单元的树脂具有通过酸的作用而分解并产生碱溶性基的基团(以下，还称为“酸分解性基”)。尤其，若对于该类型树脂使用本发明的溶液，则针对抗蚀剂材料的溶液的浸透性增加，可抑制显影残留所导致的缺陷，因此更加显著地得到本发明的所希望的效果。
作为极性基，可列举碱溶性基。作为碱溶性基，例如可列举羧基、氟化醇基(优选为六氟异丙醇基)、酚性羟基及磺酸基。
在酸分解性基中，极性基由因酸而脱离的基团(酸脱离性基)保护。作为酸脱离性基，例如可列举-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、-C(R01)(R02)(OR39)等。
式中，R36～R39各自独立地表示烷基、环烷基、芳基、芳烷基或烯基。R36与R37可以彼此键结而形成环。
R01及R02各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、芳烷基或烯基。
以下，对通过酸的作用而溶解性相对于将有机溶剂作为主成分的显影液减少的树脂P进行详细说明。
(式(AI)：具有酸分解性基的重复单元)
[化学式2]
Figure BDA0001982954380000311
式(AI)中，
Xa1表示氢原子或可以具有取代基的烷基。
T表示单键或2价连结基。
Ra1～Ra3分别独立地表示烷基(直链状或支链状)或环烷基(单环或多环)。
Ra1～Ra3中的两个可以键结来形成环烷基(单环或多环)。
作为由Xa1表示的可以具有取代基的烷基，例如可列举甲基及由-CH2-R11表示的基团。R11表示卤素原子(氟原子等)、羟基或一价有机基团。
Xa1优选为氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基。
作为T的二价连结基，可列举亚烷基、-COO-Rt-基及-O-Rt-基等。式中，Rt表示亚烷基或环亚烷基。
T优选为单键或-COO-Rt-基。Rt优选为碳数1～5的亚烷基，更优选为-CH2-基、-(CH2)2-基或-(CH2)3-基。
作为Ra1～Ra3的烷基，优选碳数1～4的烷基。
作为Ra1～Ra3的环烷基，优选为环戊基或环己基等单环环烷基，或降冰片基、四环癸基、四环十二烷基或金刚烷基等多环环烷基。
作为由Ra1～Ra3中的两个键结而形成的环烷基，优选为环戊基或环己基等单环环烷基，或降冰片基、四环癸基、四环十二烷基或金刚烷基等多环环烷基。更优选为碳数5～6的单环环烷基。
由Ra1～Ra3中的两个键结而形成的上述环烷基中，例如构成环的亚甲基的一个可以被具有氧原子等杂原子或羧基等杂原子的基团取代。
由式(AI)表示的重复单元中，例如，优选Ra1为甲基或乙基，Ra2与Ra3键结而形成上述环烷基的方式。
上述各基团可以具有取代基，作为取代基，例如可列举烷基(碳数1～4)、卤素原子、羟基、烷氧基(碳数1～4)、羧基及烷氧基羧基(碳数2～6)等，优选碳数8以下。
作为由式(AI)表示的重复单元的合计的含量相对于树脂P中的总重复单元优选为20～90摩尔％，更优选为25～85摩尔％，进一步优选为30～80摩尔％。
以下，示出由式(AI)表示的重复单元的具体例，但并不限定于此。
具体例中，Rx及Xa1各自独立地表示氢原子、CH3、CF3或CH2OH。Rxa及Rxb分别表示碳数为1～4的烷基。Z表示包含极性基的取代基，且存在多个时各自独立。P表示0或正整数。作为包含由Z表示的极性基的取代基，例如可列举羟基、氰基、氨基、烷基酰胺基、亚磺酰胺基及具有这些基团的直链状或支链状烷基或环烷基。
[化学式3]
Figure BDA0001982954380000321
(具有内酯结构的重复单元)
并且，树脂P优选含有具有内酯结构的重复单元Q。
具有内酯结构的重复单元Q优选在侧链具有内酯结构，例如更优选来源于(甲基)丙烯酸衍生物单体的重复单元。
具有内酯结构的重复单元Q可以单独使用一种，也可以同时使用两种以上，优选单独使用一种。
相对于上述树脂P的总重复单元的具有内酯结构的重复单元Q的含量例如可列举3～80摩尔％，优选3～60摩尔％。
作为内酯结构，优选5～7员环内酯结构，更优选5～7员环内酯结构中以形成双环结构或螺环结构的形态缩环有其他环结构的结构。
作为内酯结构，优选具有如下重复单元，所述重复单元具有由下述式(LC1-1)～(LC1-17)中的任一个表示的内酯结构。作为内酯结构，优选由式(LC1-1)、式(LC1-4)、式(LC1-5)或式(LC1-8)表示的内酯结构，更优选由式(LC1-4)表示的内酯结构。
[化学式4]
Figure BDA0001982954380000331
内酯结构部分可以具有取代基(Rb2)。作优选的取代基(Rb2)，可列举碳数1～8的烷基、碳数4～7的环烷基、碳数1～8的烷氧基、碳数2～8的烷氧基羧基、羧基、卤素原子、羟基、氰基及酸分解性基等。n2表示0～4的整数。n2为2以上时，存在多个的取代基(Rb2)可以相同，也可以不同，并且，存在多个的取代基(Rb2)彼此可以键结而形成环。
其中，树脂P优选为由下述式(I)表示的树脂。由式(I)表示的树脂是指由选自包括由式(a)表示的重复单元、由式(b)表示的重复单元、由式(c)表示的重复单元、由式(d)表示的重复单元及、由式(e)表示的重复单元的组中的重复单元组成的树脂。
[化学式5]
Figure BDA0001982954380000341
上述式(I)中，
Rx1～Rx5各自独立地表示氢原子或可以具有取代基的烷基。
R1～R4表示一价取代基，p1～p4各自独立地表示0或正整数。
Ra表示直链状或支链状烷基。
T1～T5表示单键或二价连结基。
R5表示一价有机基团。
a～e表示摩尔％，且各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数。其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0。
其中，式(I)中，重复单元(e)具有与重复单元(a)～(d)中任一个均不同的结构。
式(I)中，Rx1～Rx5与上述式(AI)中的Xa1定义相同，其优选方式也相同。
式(I)中，T1～T5与上述式(AI)中的T定义相同，其优选方式也相同。
式(I)中，Ra表示直链状或支链状烷基。例如，可列举甲基、乙基及叔丁基基等。其中，优选碳数1～4的直链状或支链状烷基。
式(I)中，R1～R4表示一价取代基。作为R1～R4并无特别限定，例如可列举羟基、氰基及具有羟基或氰基等的直链状或支链状烷基或环烷基。
式(I)中，p1～p4各自独立地表示0或正整数。另外，p的上限值相当于在各重复单元中可以被取代的氢原子的数。
式(I)中，R5表示一价有机基团。作为R5并无特别限定，例如可列举具有磺内酯结构的一价有机基团及二氧戊环等具有环状醚的一价有机基团。
式(I)中，a～e表示摩尔％，其各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数。其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0。另外，上述式(I)中，相对于总重复单元的具有酸分解性基的重复单元的含量及具有内酯结构的重复单元的含量的优选范围分别如上述。
并且，树脂P可以含有具有磺内酯结构的重复单元。
(具有酚性羟基的重复单元)
并且，树脂P可以含有具有酚性羟基的重复单元。
作为具有酚性羟基的重复单元，例如可列举由下述通式(I)表示的重复单元。
[化学式6]
Figure BDA0001982954380000351
式中，
R41、R42及R43各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子、氰基或烷氧基羰基。其中，R42可以与Ar4键结而形成环，该情况下的R42表示单键或亚烷基。
X4表示单键、-COO-或-CONR64-，R64表示氢原子或烷基。
L4表示单键或亚烷基。
Ar4表示(n+1)价芳香环基，与R42键结而形成环的情况下，表示(n+2)价芳香环基。
n表示1～5的整数。
作为通式(I)中的R41、R42及R43的烷基，优选可以具有取代基的甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、己基、2-乙基己基、辛基及十二烷基等碳数20以下的烷基，更优选碳数8以下的烷基，尤其优选碳数3以下的烷基。
作为通式(I)中的R41、R42及R43的环烷基，可以是单环型，也可以是多环型。作为环烷基，优选可以具有取代基的环丙基、环戊基及环己基等碳数3～8个的单环型环烷基。
作为通式(I)中的R41、R42及R43的卤素原子，可列举氟原子、氯原子、溴原子及碘原子，优选氟原子。
作为通式(I)中的R41、R42及R43的烷氧基羰基中所含有的烷基，优选与上述R41、R42及R43中的烷基相同。
作为上述各基中的取代基，例如可列举烷基、环烷基、芳基、氨基、酰胺基、脲基，氨基甲酸酯基、羟基、羧基、卤素原子、烷氧基、硫醚基、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、氰基及硝基等，优选取代基的碳数为8以下。
Ar4表示(n+1)价芳香环基。n为1的情况下的2价芳香环基可以具有取代基，例如可列举亚苯基、甲苯基、亚萘基、亚蒽基等碳数6～18的亚芳基、以及包含噻吩、呋喃、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并吡咯、三嗪、咪唑、苯并咪唑、三唑、噻二唑及噻唑等杂环的芳香环基。
作为n为2以上的整数的情况下的(n+1)价芳香环基的具体例，可列举从2价芳香环基的上述具体例去除(n-1)个的任意氢原子而成的基团。
(n+1)价芳香环基还可以具有取代基。
作为上述烷基、环烷基、烷氧基羰基、亚烷基及(n+1)价芳香环基可具有的取代基，例如可列举于通式(I)中的R41、R42及R43列举的烷基；甲氧基、乙氧基、羟基乙氧基、丙氧基、羟基丙氧基及丁氧基等烷氧基；苯基等芳基。
作为由X4表示的-CONR64-(R64表示氢原子、烷基)中的R64的烷基，可列举可以具有取代基的甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、己基、2-乙基己基、辛基及十二烷基等碳数20以下的烷基，更优选碳数8以下的烷基。
作为X4，优选单键、-COO-或-CONH-，更优选单键或-COO-。
作为L4中的亚烷基，优选可以具有取代基的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚己基及亚辛基等碳数1～8个的亚烷基。
作为Ar4，优选可以具有取代基的碳数6～18的芳香环基，更优选苯环基、萘环基或联苯环基。
由通式(I)表示的重复单元优选具备羟基苯乙烯结构。即，Ar4优选为苯环基。
作为具有酚性羟基的重复单元，优选由下述通式(p1)表示的重复单元。
[化学式7]
Figure BDA0001982954380000371
通式(p1)中的R表示氢原子、卤素原子或具有1～4个的碳原子的直链状或支链状烷基。多个R可以各自相同，也可以不同。作为通式(p1)中的R，优选氢原子。
通式(p1)中的Ar表示芳香族环，可列举例如可以具有苯环、萘环、蒽环、茀环及菲环等碳数6～18的取代基的芳香族烃环、以及例如包含噻吩环、呋喃环、吡咯环、苯并噻吩环、苯并呋喃环、苯并吡咯环、三嗪环、咪唑环、苯并咪唑环、三唑环、噻二唑环及噻唑环等杂环的芳香族杂环。其中，更优选苯环。
通式(p1)中的m表示1～5的整数，优选为1。
以下，示出具有酚性羟基的重复单元的具体例，但本发明并不限定于此。式中，a表示1或2。
[化学式8]
Figure BDA0001982954380000381
[化学式9]
Figure BDA0001982954380000391
[化学式10]
Figure BDA0001982954380000401
具有酚性羟基的重复单元的含量相对于树脂P中的总重复单元优选为0～50摩尔％，更优选为0～45摩尔％，进一步优选为0～40摩尔％。
(含有具有极性基的有机基团的重复单元)
树脂P可以进一步包含含有具有极性基的有机基团的重复单元，尤其，还可以含有具有被极性基取代的脂环烃结构的重复单元。
由此，基板密合性、显影液亲和性得以提高。作为被极性基取代的脂环烃结构的脂环烃结构，优选金刚烷基、钻石烷基或降莰烷基。作为极性基，优选羟基或氰基。
以下列举具有极性基的重复单元的具体例，但本发明并不限定于此。
[化学式11]
Figure BDA0001982954380000402
当树脂P包含含有极性基的有机基团的重复单元时，其含量相对于树脂P中的总重优选复单元具有优选为1～50摩尔％，更优选为1～30摩尔％，进一步优选为5～25摩尔％，尤其优选为5～20摩尔。
(具有通过光化射线或放射线的照射而产生酸的基团(光酸产生基)的重复单元)
树脂P可以含有具有通过光化射线或放射线的照射而产生酸的基团(光酸产生基)的重复单元。
作为具有通过光化射线或放射线的照射而产生酸的基团(光酸产生基)的重复单元，例如可列举由下述通式(4)表示的重复单元。
[化学式12]
Figure BDA0001982954380000411
R41表示氢原子或甲基。L41表示单键或2价连结基。L42表示2价连结基。W表示通过光化射线或放射线的照射而分解并与侧链产生酸的结构部位。
以下，示出由通式(4)表示的重复单元的具体例，但本发明并不限定于此。
[化学式13]
Figure BDA0001982954380000421
除此以外，作为由通式(4)表示的重复单元，例如可列举日本特开2014-041327号公报的[0094]～[0105]段中所记载的重复单元。
当树脂P含有具有光酸产生基的重复单元时，优选具有光酸产生基的重复单元的含量相对于树脂P中的总重复单元为1～40摩尔％，更优选为5～35摩尔％，进一步优选为5～30摩尔％。
树脂P可以含有由下述通式(VI)表示的重复单元。
[化学式14]
Figure BDA0001982954380000431
通式(VI)中，
R61、R62及R63各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、卤素原子、氰基或烷氧基羰基。其中，R62可以与Ar6键结而形成环，该情况下的R62表示单键或亚烷基。
X6表示单键、-COO-或-CONR64-。R64表示氢原子或烷基。
L6表示单键或亚烷基。
Ar6表示(n+1)价芳香环基，与R62键结而形成环的情况下，表示(n+2)价芳香环基。
n≥2的情况下，Y2各自独立地表示氢原子或通过酸的作用而脱离的基团。其中，Y2中的至少一个表示通过酸的作用而脱离的基团。
n表示1～4的整数。
作为通过酸的作用而脱离的基团Y2，优选由下述通式(VI-A)表示的结构。
[化学式15]
Figure BDA0001982954380000441
L1及L2各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或组合亚烷基与芳基而成的基团。
M表示单键或2价连结基。
Q表示烷基、可以含有杂原子的环烷基、可以含有杂原子的芳基、氨基、铵基、巯基、氰基或醛基。
Q、M、L1中的至少两个可以键结而形成环(优选5员或6员环)。
由上述通式(VI)表示的重复单元优选为由下述通式(3)表示的重复单元优选。
[化学式16]
Figure BDA0001982954380000442
通式(3)中，
Ar3表示芳香环基。
R3表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、酰基或杂环基。
M3表示单键或2价连结基。
Q3表示烷基、环烷基、芳基或杂环基。
Q3、M3及R3中的至少两个可以键结而形成环。
由Ar3表示的芳香环基与上述通式(VI)中的n为1的情况下的上述通式(VI)中的Ar6相同，更优选为亚苯基、亚萘基，进一步优选为亚苯基。
以下示出由通式(VI)表示的重复单元的具体例，但本发明并不限定于此。
[化学式17]
Figure BDA0001982954380000451
[化学式18]
Figure BDA0001982954380000461
树脂P可以含有由下述通式(4)表示的重复单元。
[化学式19]
Figure BDA0001982954380000462
通式(4)中，
R41、R42及R43各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、卤素原子、氰基或烷氧基羰基。R42可以与L4键结而形成环，该情况下的R42表示亚烷基。
L4表示单键或2价连结基，与R42形成环的情况下，表示3价连结基。
R44及R45表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、酰基或杂环基。
M4表示单键或2价连结基。
Q4表示烷基、环烷基、芳基或杂环基。
Q4、M4及R44中的至少两个可以键结而形成环。
R41、R42及R43与前述通式(V)中的R51、R52、R53定义相同，并且优选范围也相同。
L4与前述通式(V)中的L5定义相同，并且优选范围也相同。
R44及R45与前述通式(3)中的R3定义相同，并且优选范围也相同。
M4与前述通式(3)中的M3定义相同，并且优选范围也相同。
Q4与前述通式(3)中的Q3定义相同，并且优选范围也相同。
作为由Q4、M4及R44中的至少两个键结而形成的环，可列举由Q3、M3及R3中的至少两个键结而形成的环，并且优选范围也相同。
以下示出由通式(4)表示的重复单元的具体例，但本发明并不限定于此。
[化学式20]
Figure BDA0001982954380000471
并且，树脂P可以含有由下述通式(BZ)表示的重复单元。
[化学式21]
Figure BDA0001982954380000481
通式(BZ)中，AR表示芳基。Rn表示烷基、环烷基或芳基。Rn与AR可以彼此键结而形成非芳香族环。
R1表示氢原子、烷基、环烷基、卤素原子、氰基或烷氧基羰基。
以下，示出由通式(BZ)表示的重复单元的具体例，但并不限定于这些。
[化学式22]
Figure BDA0001982954380000482
[化学式23]
Figure BDA0001982954380000491
树脂P中的具有酸分解性基的重复单元的含量(含有多种的情况下为其合计)相对于上述树脂P中的总重复单元优选为5～80摩尔％，更优选为5～75摩尔％，尤其优选为10～65摩尔％。
树脂P可以含有由下述通式(V)或下述通式(VI)表示的重复单元。
[化学式24]
Figure BDA0001982954380000492
式中，
R6及R7分别独立地表示氢原子、羟基、碳数1～10的直链状、支链状或环状烷基、烷氧基或酰氧基、氰基、硝基、氨基、卤素原子、酯基(-OCOR或-COOR：R为碳数1～6的烷基或氟化烷基)或羧基。
n3表示0～6的整数。
n4表示0～4的整数。
X4为亚甲基、氧原子或硫原子。
以下示出由通式(V)或通式(VI)表示的重复单元的具体例，但并不限定于这些。
[化学式25]
Figure BDA0001982954380000501
树脂P还可以含有在侧链具有硅原子的重复单元。作为在侧链具有硅原子的重复单元，例如可列举具有硅原子的(甲基)丙烯酸酯类重复单元、具有硅原子的乙烯类重复单元等。在侧链具有硅原子的重复单元典型地为具有在侧链具有硅原子的基团的重复单元，作为具有硅原子的基团，例如可列举三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三环己基甲硅烷基、三-三甲基甲硅烷氧基甲硅烷基、三-三甲基甲硅烷基甲硅烷基、甲基双三甲基甲硅烷基甲硅烷基、甲基双三甲基甲硅烷氧基甲硅烷基、二甲基三甲基甲硅烷基甲硅烷基、二甲基三甲基甲硅烷氧基甲硅烷基及如下述那样的环状或直链状聚硅氧烷或笼型或梯型或无规则型倍半硅氧烷结构等。式中，R及R1各自独立地表示1价取代基。*表示键结键。
[化学式26]
Figure BDA0001982954380000511
作为具有上述基团的重复单元，例如优选源自具有上述基团的丙烯酸酯或丙烯酸甲酯化合物的重复单元或源自具有上述基团和乙烯基的化合物的重复单元。
具有硅原子的重复单元优选具有倍半硅氧烷结构的重复单元，由此，能够在超微细(例如，线宽50nm以下)，并且截面形状为高纵横比(例如，膜厚/线宽3以上)的图案形成中显示非常优异的歪斜性。
作为倍半硅氧烷结构，例如可列举笼型倍半硅氧烷结构、梯型倍半硅氧烷结构(梯形倍半硅氧烷结构)及无规则型倍半硅氧烷结构。其中，优选笼型倍半硅氧烷结构。
其中，笼型倍半硅氧烷结构为具有笼状骨架的倍半硅氧烷结构。笼型倍半硅氧烷结构可以是完整的笼型倍半硅氧烷结构，也可以是非完整的笼型倍半硅氧烷结构，但优选完整的笼型倍半硅氧烷结构。
并且，梯型倍半硅氧烷结构为具有梯状骨架的倍半硅氧烷结构。
并且，无规则型倍半硅氧烷结构为骨架呈无规则的倍半硅氧烷结构。
上述笼型倍半硅氧烷结构优选由下述式(S)表示的硅氧烷结构。
[化学式27]
Figure BDA0001982954380000521
上述式(S)中，R表示1价有机基团。存在多个的R可以相同，也可以不同。
上述有机基团并无特别限制，作为具体例，可列举羟基、硝基、羧基、烷氧基、氨基、巯基、封端化巯基(例如，被酰基封端(保护)的巯基)、酰基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、甲硅烷基、乙烯基、可以具有杂原子的烃基、含有(甲基)丙烯酰基的基团及含有环氧基的基团等。
作为可以具有上述杂原子的烃基的杂原子，例如可列举氧原子、氮原子、硫原子及磷原子等。
作为可以具有上述杂原子的烃基的烃基，例如可列举脂肪族烃基、芳香族烃基或将这些组合而成的基团等。
上述脂肪族烃基可以是直链状、支链状及环状中的任一个。作为上述脂肪族烃基的具体例，可列举直链状或支链状烷基(尤其，碳数1～30)、直链状或支链状烯基(尤其，碳数2～30)、直链状或支链状炔基(尤其，碳数2～30)等。
作为上述芳香族烃基，例如可列举苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基等碳数6～18的芳香族烃基等。
当树脂P具有上述在侧链具有硅原子的重复单元时，其含量相对于树脂P中的总重复单元优选为1～30摩尔％，更优选为5～25摩尔％，尤其优选为5～20摩尔％。
关于树脂P的重量平均分子量，通过GPC(Gel permeation chromatography：凝胶渗透色谱)法作为苯乙烯换算值，优选为1,000～200,000，更优选为3,000～20,000，尤其优选为5,000～15,000。通过将重量平均分子量设为1,000～200,000，能够防止耐热性及耐干蚀刻性的劣化，并且能够防止显影性劣化，或粘度变高而制膜性劣化。
分散度(分子量分布)通常为1～5，优选为1～3，更优选为1.2～3.0，尤其优选为1.2～2.0。
感光化射线性或感放射线性树脂组合物中，在总固体成分中，树脂P的含量优选为50～99.9质量％，更优选为60～99.0质量％。
并且，感光化射线性或感放射线性树脂组合物中，树脂P可以使用一种，也可以组合使用多种。
感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的其他成分(例如酸产生剂、碱性化合物、淬灭剂、疏水性树脂、界面活性剂及溶剂等)能够使用任意的公知的成分。作为感光化射线性或感放射线性树脂组合物，例如能够优选使用日本特开2016-057614号公报、日本特开2014-219664号公报、日本特开2016-138219号公报及日本特开2015-135379号公报中所记载的抗蚀剂组合物。
〔图案形成方法〕
本发明的图案形成方法中，在作为图案形成中通常实施的工序的、(i)使预湿液与基板接触的预湿工序、(ii)在基板上形成抗蚀剂膜的抗蚀剂膜形成工序及(iii)使用显影液对被曝光的抗蚀剂膜进行显影的显影工序中的任一个以上的工序中使用本发明的溶液。
以下，作为本发明的图案形成方法的一例，示出第1实施方式～第3实施方式。
(第1实施方式)
图案形成方法的第1实施方式为如下图案形成方法，所述方法具有：
预湿工序，使预湿液与基板接触；
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物，在上述基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将本发明的溶液用作上述预湿液。
(第2实施方式)
图案形成方法的第2实施方式为如下图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物，在上述基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有本发明的溶液。
(第3实施方式)
图案形成方法的第3实施方式为如下图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物，在上述基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将本发明的溶液用作上述显影液。
(第4实施方式)
图案形成方法的第4实施方式为如下图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物，在上述基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；
显影工序，使用显影液对被曝光的上述抗蚀剂膜进行显影；及
冲洗工序，使用冲洗液对形成的图案进行冲洗，其中，
将本发明的溶液用作上述冲洗液。
上述图案形成方法的第1实施方式～第4实施方式能够通过公知的材料及公知的方法来实施。
上述第1实施方式中，除了作为预湿液而使用本发明的溶液以外并无特别限定，关于预湿方法如公知那样实施即可。
并且，上述第2实施方式中，除了将在公知的感光化射线性或感放射线性树脂组合物中用作稀释液的有机溶剂设为本发明的溶液以外并无特别限定，关于其他材料及抗蚀剂膜形成方法如公知那样实施即可。
并且，上述第3实施方式中，除了作为显影液而使用本发明的溶液以外并无特别限定，关于显影方法如公知那样实施即可。
并且，上述第4实施方式中，除了作为冲洗液而使用本发明的溶液以外并无特别限定，关于冲洗方法如公知那样实施即可。
并且，优选上述图案形成方法的第1实施方式～第3实施方式中，感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有上述树脂P。其中，更优选上述图案形成方法第1实施方式、第3实施方式及第4实施方式中，感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有上述树脂P。对于由含有上述树脂P的感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜，将本发明的溶液用作预湿液、显影液或冲洗液，由此使基板的缺陷抑制性能更优异。
〔电子装置的制造方法〕
并且，本发明还有关一种包括上述本发明的图案形成方法的半导体装置的制造方法。通过本发明的半导体装置的制造方法制造的半导体装置可适宜地搭载于电气电子设备(例如，家电、OA(Office Automation：办公自动化)相关设备、媒体相关设备、光学用设备及通信设备等)。
实施例
以下基于实施例对本发明进行更加详细的说明。以下实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当进行变更。因此，本发明的范围并不应通过以下所示的实施例而限定性解释。另外，只要无特别限制，则“％”、“ppt”及“ppm”为质量基准。
[缺陷的评价试验1]
〔溶液的制备〕
通过对将表1所示的沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机化合物进行混合而成的混合液实施下述纯化工序而分别制备了实施例及比较例的溶液。
另外，表1中列举的沸点为250℃以上的有机化合物相当于制备溶剂时实际确认到从制造装置等部件(例如，O型环)溶出的有机化合物。即，本实施例及比较例中，分别制备含有沸点小于200℃的有机溶剂和作为沸点为250℃以上的有机杂质的上述沸点为250℃以上的有机化合物的样品溶液，并对其实施了评价。
其中，表1所示的沸点小于200℃的有机溶剂及沸点为250℃以上的有机化合物中使用了按半导体级分类或以其为基准的高纯度级分类的化合物。
作为上述混合液(以下，称为“被纯化液”)的纯化工序，依次实施了下述(1)～(5)的工序。
(1)脱水处理，进行脱水(通过加热而挥发去除)
(2)蒸馏处理，进行脱水处理后的被纯化液的蒸馏
(3)第1离子交换处理，使用Entegris.inc制15nmIEX(ion-exchange)PTFE过滤器进行被纯化液的离子交换处理
(4)第2离子交换处理，使用Entegris.inc制12nm PTFE过滤器进行蒸馏处理后的被纯化液的离子交换处理
(5)粒子去除处理，使用孔径为20nm以下的精密过滤膜去除粒子
并且，制备实施例及比较例的各溶液时，溶液的制备、填充、保管及分析测定均在满足ISO2级以下的级别的无尘室中进行。并且，实施例中所使用的容器用本发明的溶液预先清洗之后使用。为了提高测定精度，沸点为250℃以上的有机化合物(沸点为250℃以上的有机杂质)的含量的测定及金属成分的含量的测定中，通过通常的测定进行检测极限以下成分的测定时，通过体积换算将溶液浓缩成100分之1来进行测定，且换算成浓缩前的溶液的浓度来进行了含量的计算。
实施例及比较例的各溶液的制备中所使用的成分如下。
＜沸点小于200℃的有机溶剂＞
nBA：乙酸丁酯(沸点126℃)
PGME：丙二醇单甲醚(沸点121℃)
PGEE：丙二醇单乙醚(沸点133℃)
PGPE：丙二醇单丙醚(沸点149℃)
EL：乳酸乙酯(沸点155℃)
CyPe：环戊酮(沸点130℃)
CyHe：环己酮(沸点155℃)
PGMEA：丙二醇单甲醚乙酸酯(沸点146℃)
MIBC：4-甲基-2-戊醇(沸点132℃)
＜沸点为250℃以上的有机化合物(沸点为250℃以上的有机杂质)＞
DOP：邻苯二甲酸二辛酯(沸点385℃、碳数24)
DINP：邻苯二甲酸二异壬酯(沸点403℃、碳数26)
DOA：己二酸二辛酯(沸点335℃、碳数22)
DBP：邻苯二甲酸二丁酯(沸点340℃、碳数16)
EPDM：乙烯丙烯橡胶(沸点300～450℃、碳数＞12)
邻苯二甲酸二甲酯(沸点283℃、碳数10)
对甲苯甲酸(沸点275℃、碳数8)
DEHP：邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(沸点385℃、碳数24)
ENB：5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物(下述结构式：沸点＞250℃、碳数＞50)
[化学式28]
Figure BDA0001982954380000571
DCP：环戊二烯的加成聚合物(下述结构式：沸点＞250℃、碳数＞50)
[化学式29]
Figure BDA0001982954380000572
DOP：邻苯二甲酸二辛酯(沸点385℃、碳数24)
HD：1,4-己二烯的加成聚合物(下述结构式：沸点＞250℃、碳数＞50)
[化学式30]
Figure BDA0001982954380000573
DIDP：邻苯二甲酸二异癸酯(沸点420℃、碳数28)
DPHP：邻苯二甲酸二(2-丙基庚基)酯(沸点361℃、碳数28)
BBzP：邻苯二甲酸芐基丁酯(沸点340℃、碳数16)
DIOP：邻苯二甲酸二异辛酯(沸点385℃、碳数24)
DEP：邻苯二甲酸二乙酯(沸点302℃、碳数12)
DIBP：邻苯二甲酸二异丁酯(沸点320℃、碳数16)
TEHTM：偏苯三酸三(2-乙基己基)酯(沸点414℃、碳数33)
ATM：偏苯三酸三(正辛基-正癸基)酯(沸点455℃、碳数72)
DEHA：己二酸二(2-乙基己基)酯(沸点335℃、碳数22)
MMAD：己二酸单甲酯(沸点265℃、碳数7)
DBS：癸二酸二丁酯(沸点345℃、碳数18)
DBM：马来酸二丁酯(沸点281℃、碳数12)
DIBM：马来酸二异丁酯(沸点296℃、碳数12)
DEHT：对苯二甲酸二辛酯(沸点385℃、碳数24)
DINCH：1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(沸点395℃、碳数26)
环氧化植物油：沸点＞400℃、碳数＞50
HP BSA：N-(2-羟丙基)苯磺酰胺(沸点279℃、碳数9)
BBSA-NBBS：N-(正丁基)苯磺酰胺(沸点306℃、碳数10)
TCP：磷酸三甲苯酯(沸点312℃、碳数21)
TBP：磷酸三丁酯(沸点289℃、碳数12)
TEC：柠檬酸三乙酯(沸点294℃、碳数12)
ATEC：乙酰柠檬酸三乙酯(沸点300℃、碳数14)
TBC：柠檬酸三丁酯(沸点302℃、碳数18)
ATBC：乙酰柠檬酸三丁酯(沸点305℃、碳数20)
TOC：柠檬酸三辛酯(沸点320℃、碳数30)
ATOC：乙酰柠檬酸三辛酯(沸点335℃、碳数32)
THC：柠檬酸三己酯(沸点310℃、碳数24)
ATHC：乙酰柠檬酸三己酯(沸点305℃、碳数26)
ESBO：环氧化大豆油(沸点256℃、碳数60)
〔各种测定〕
(沸点为250℃以上的有机杂质的含量的测定)
使用实施例及比较例的各溶液，测定了溶液中的沸点为250℃以上的有机杂质的含量(相对于溶液总质量的含量)。测定中，使用GC-MS(产品名“GCMS-2020”、SHIMADZUCORPORATION制)进行测定，且通过面积百分比法求出。将测定结果示于表1。
(水的含量的测定)
使用实施例及比较例的各溶液，测定了溶液中的水的含量(相对于溶液总质量的含量)。测定中，使用了卡尔费休水分仪(产品名“MKC-710M”，KYOTO ELECTRONICSMANUFACTURING CO.,LTD.制、卡尔费休库仑滴定法)。将测定结果示于表1。
(金属成分(Fe元素、Cr元素、Ni元素及Pb元素)的含量的测定)
使用实施例及比较例的溶液，测定了溶液中的金属成分(金属杂质)的含量(相对于溶液总质量的含量)。具体而言，使用实施例及比较例的各溶液，并使用NexION350S(商品名、PerkinElmer Co.,Ltd.制)，通过ICP-MS法来进行。将测定结果示于表1。
基于ICP-MS法的具体的测定条件如下。
另外，通过对于浓度已知的标准液的峰值强度测定检测量，并换算成金属元素的质量，从而计算出测定中所使用的溶液中的各金属元素的含量。
(基于ICP-MS法的测定条件)
((标准物质))
向洁净的玻璃容器内计量投入超纯水，添加中位直径50nm的测定对象金属粒子以使其成为1质量ppt的浓度之后，将用超音波清洗机进行了30分钟的处理的分散液用作输送效率测定用标准物质。
((所使用的ICP-MS装置))
制造商：PerkinElmer
型式：NexION350S
((ICP-MS的测定条件))
ICP-MS使用PFA制同轴型喷雾器(另外，“PFA”为四氟乙烯与全氟烷基乙烯醚的共聚物。)、石英制旋风式喷雾室、石英制内径1mm火炬喷油器，以约0.2mL/分钟吸引了测定对象液。氧添加量为0.1L/分钟、等离子体输出1600W，进行了基于氨气的清洗。以50μs对时间分辨率进行了分析。
((软件))
使用制造商附带的下述分析软件测定了金属元素的含量。
Syngistix for ICP-MS软件
(粗大粒子数)
使用实施例及比较例的各溶液测定了溶液中的粗大粒子数。
另外，关于上述溶液，制备后在室温下静置一天之后，使用基于动态光散射法的光散射液载粒子计数器(Rion Co.,Ltd.制、型号：KS-18F、光源：半导体激光泵浦固体激光器(波长532nm、额定输出500mW)、流量：10mL/分钟)，进行5次1mL中所含有的0.1μm以上的尺寸的被计数体的计数，并将其平均值设为计测值。
另外，在使用PSL(Polystyrene Latex：聚苯乙烯胶乳)标准粒子液进行校正之后使用了上述光散射液载粒子计数器。
〔缺陷评价〕
通过晶片上表面检查装置(SP-5；KLA Tencor制)，计算了直径300mm的硅氧化膜基板表面中所存在的直径32nm以上的粒子(以下，将其称为“缺陷”。)数。接着，将该硅氧化膜基板安装于旋转吐出装置，旋转的同时以1.5L/分钟的流速向所述硅氧化膜基板的表面吐出实施例或比较例的各溶液。之后，进行了晶片的旋转干燥。
对所得到的干燥后的晶片，在此使用上述装置(SP-5)进行存在于硅氧化膜基板表面中所存在的缺陷数的测量，并将与初始值的差值(初始值-计测值)作为缺陷数。
将基于下述基准对所得到的缺陷数进行了评价的结果示于表1。下述基准中，若评价为“C”以上，则可实现作为半导体装置制造用溶液而要求的缺陷的抑制能。
“A”：缺陷数为500以下
“B”：缺陷数大于500且为1000以下
“C”：缺陷数大于1000且为1500以下
“D”：缺陷数大于1500
其中，晶片上表面检查装置(SP-5；KLA Tencor制)是指，检测晶片上的异物和图案缺陷，并求出该缺陷的位置坐标(X、Y)的装置。缺陷中存在随机缺陷和系统缺陷。随机缺陷主要因异物的粘附而产生，因此无法预测在何处产生。因此，检测出晶片上的缺陷来确定部位(位置坐标)为检查装置的第一作用。
尤其，本次使用的SP-5为检测裸晶片的缺陷的装置，可有效地检测出随机缺陷。关于其测定原理，通过使正在旋转的晶片与激光束接触，向半径方向(相对)移动，向整个晶片上照射激光束。此时，若晶片旋转，且异物及缺陷与激光束接触，则光散射，而散射光被检测器检测。由此，检测出异物及缺陷。根据晶片的旋转角度和激光束的半径位置运算异物及缺陷的坐标位置并登录。
尤其，10nm节点以下的微细的半导体装置的制造的缺陷的评价中，优选使用SP-5的分辨率以上的晶片上表面检查装置。
以下，表1中，沸点小于200℃的有机溶剂的含量是指“余量部(质量％)”。即，沸点小于200℃的有机溶剂的含量是指从溶液总质量(100质量％)去除了沸点为250℃以上的有机杂质、水、金属成分及粗大粒子各自的含量(质量％)的量。以下的任意实施例中，有机溶剂的含量相对于溶液总质量相当于98质量％以上。
并且，实施例21的“沸点小于200℃的有机溶剂”栏中所记载的成分比是指质量比。
[表1]
Figure BDA0001982954380000621
[表2]
Figure BDA0001982954380000631
确认到表1中所示的实施例的溶液的缺陷抑制性能优异。另一方面，示出了比较例的溶液的缺陷抑制性能不满足所希望的要求。
从实施例1～10的对比确认到，沸点为300℃以上的有机化合物(沸点为300℃以上的有机杂质)的含量相对于溶液总质量为0.1～30质量ppm时，缺陷抑制性能更优异。
并且，确认到沸点为250℃以上的有机化合物(沸点为250℃以上的有机杂质)的含量相对于溶液总质量为0.1～8质量ppm时，缺陷抑制性能更优异。
从实施例1、22、25、37的对比确认到，金属成分(金属杂质；Fe、Cr、Ni及Pb)的含量的合计相对于溶液总质量为0.1～10质量ppt时，缺陷抑制性能更优异。并且，从实施例18、23、26、38的对比、实施例19、24、27、39的对比也确认到相同的结果。
从实施例1、28的对比确认到，溶液1mL中的通过光散射液载粒子计数器进行计数的尺寸为0.1μm以上的被计数体的数(粗大粒子数)为100个以下时，缺陷抑制性能更优异。并且，从实施例18、29的对比、实施例19、30的对比也确认到相同的结果。
从实施例1、31、34的对比确认到，水的含量相对于溶液总质量为0.01～1质量％时，缺陷抑制性能更优异。并且，从实施例18、32、35的对比、实施例19、33、36的对比也确认到相同的结果。
从表1的结果确认到，有机杂质为选自包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物的组中的一种以上时，缺陷抑制性能更优异。
[缺陷的评价试验2]
使用下述中所示的光阻组合物，如表2所示那样实施了图案形成。
＜感光化射线性或感放射线性树脂组合物1～3的制备＞
作为感光化射线性或感放射线性树脂组合物使用了下述组合物。另外，将各成分进行混合之后，使用具有0.03μm的孔尺寸的聚乙烯过滤器进行过滤而制备了感光化射线性或感放射线性树脂组合物。
感光化射线性或感放射线性树脂组合物1的组成：
酸分解性树脂(由下述式表示的树脂(重量平均分子量(Mw)7500)：各重复单元中所记载的数值表示摩尔％。)：100质量份
[化学式31]
Figure BDA0001982954380000651
下述中所示的光酸产生剂：8质量份
[化学式32]
Figure BDA0001982954380000652
下述中所示的淬灭剂：5质量份(将质量比从左依次设为0.1：0.3:0.3:0.2。)。另外，下述淬灭剂中的聚合物类型者的重量平均分子量(Mw)为5000，且各重复单元中所记载的数值表示摩尔比。
[化学式33]
Figure BDA0001982954380000653
下述中所示的疏水性树脂：4质量份(将质量比从左依次设为0.5：0.5。)。另外，下述疏水性树脂中的左侧的疏水性树脂的重量平均分子量(Mw)为7000，且各重复单元中所记载的数值表示摩尔比。并且，右侧的疏水性树脂的重量平均分子量(Mw)为8000，且各重复单元中所记载的数值表示摩尔比。
[化学式34]
Figure BDA0001982954380000661
溶剂：
PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)：3质量份
环己酮：600质量份
γ-BL(γ-丁内酯)：100质量份
感光化射线性或感放射线性树脂组合物2的组成：
酸分解性树脂(由下述式表示的树脂(重量平均分子量(Mw)8000)：各重复单元中所记载的数值表示摩尔％。)：100质量份
[化学式35]
Figure BDA0001982954380000662
下述中所示的光酸产生剂：12质量份(将质量比从左依次设为0.5：0.5。)
[化学式36]
Figure BDA0001982954380000663
下述中所示的淬灭剂：5质量份(将质量比从左依次设为0.3：0.7。)
[化学式37]
Figure BDA0001982954380000671
下述中所示的疏水性树脂：5质量份(将质量比从上依次设为0.8：0.2。)。另外，下述疏水性树脂中的上段的疏水性树脂的重量平均分子量(Mw)为8000，且各重复单元中所记载的数值表示摩尔比。并且，下段的疏水性树脂的重量平均分子量(Mw)为6000，且各重复单元中所记载的数值表示摩尔比。
[化学式38]
Figure BDA0001982954380000672
[化学式39]
Figure BDA0001982954380000673
溶剂：
PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)：3质量份
环己酮：600质量份
γ-BL(γ-丁内酯)：100质量份
感光化射线性或感放射线性树脂组合物3的组成：
酸分解性树脂(由下述式表示的树脂(重量平均分子量(Mw)10000)：各重复单元中所记载的数值表示摩尔％。)：100质量份
[化学式40]
Figure BDA0001982954380000681
下述中所示的光酸产生剂：20质量份(将质量比从上依次设为0.3：0.4：0.3。)
[化学式41]
Figure BDA0001982954380000682
下述中所示的淬灭剂：10质量份(将质量比从左依次设为0.5：0.5。)
[化学式42]
Figure BDA0001982954380000691
下述中所示的疏水性树脂(重量平均分子量(Mw)10000)：6质量份
[化学式43]
Figure BDA0001982954380000692
溶剂：
PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)：3质量份
环己酮：500质量份
γ-BL(γ-丁内酯)：200质量份
〔评价〕
＜使用了负型显影液的(基于用NTI进行的图案显影的)抗蚀评价＞
(抗蚀剂图案的形成)
通过以下所示的操作形成了抗蚀剂图案。
＜＜预湿工序＞＞
将预湿液(下述表2中所记载者)滴加到硅晶片的表面而实施了旋转涂布。
＜＜抗蚀剂膜形成工序＞＞
将有机防反射膜形成用组合物ARC29SR(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES.LTD.制)涂布于硅晶片上，并在205℃下进行60秒钟的烘烤而形成了膜厚95nm的防反射膜。接着，将所制备的感光化射线性或感放射线性树脂组合物(下述表2中所记载者)涂布于所得到的防反射膜上，并在100℃下经60秒钟进行烘烤(PB：Prebake(预烘))而形成了膜厚90nm的抗蚀剂膜。
＜＜曝光、显影工序＞＞
使用ArF准分子激光液浸扫描仪(ASML公司制；XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ：0.981/innerσ：0.895)、Y偏向)，并经由半色调屏蔽对所得到的硅晶片进行了图案曝光。作为液浸液而使用了超纯水。然后，在105℃下加热(PEB：Post Exposure Bake(曝光后烘烤))了60秒钟。接着，使用负型显影液(下述表2中所记载者)搅拌30秒钟而进行了显影。接着，以4000rpm的转速将晶片旋转30秒钟，由此形成了负型抗蚀剂图案。
对于上述中得到的实施例74～88的各图案实施了缺陷评价。
(缺陷评价)
对上述形成有抗蚀剂图案的晶片，使用图案缺陷装置(例如，Hitachi High-Technologies Corporation.制多功能SEM`Inspago`RS6000系列)观察了图案上的缺陷数。将以下作为评价基准分别判断了缺陷抑制性能。
“A”：缺陷数为50以下
“B”：缺陷数大于50且为100以下
“C”：缺陷数大于100且为150个以下
“D”：缺陷数大于150
[表3]
Figure BDA0001982954380000701
如表2所示，确认到将本发明的溶液用作预湿液及显影液时，缺陷抑制性能优异。尤其，从实施例74～82的对比确认到，作为预湿液而使用了实施例18的环己酮时，缺陷性能最低。
[缺陷的评价试验3]
使用下述中所示的抗蚀剂组合物来实施了缺陷的评价试验。
＜树脂(A)等＞
(合成例1)树脂(A-1)的合成
向2L烧瓶加入环己酮600g，并以100mL/分钟的流量进行了一小时的氮气置换。然后，添加聚合起始剂V-601(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)4.60g(0.02mol)，且直至内温成为80℃为止进行了升温。接着，将以下单体和聚合起始剂V-601(Wako PureChemical Industries,Ltd.制)4.60g(0.02mol)溶解于环己酮200g来制备了单体溶液。将单体溶液经6小时滴加到上述加热至80℃的烧瓶中。滴加结束后，进而于80℃下反应了两小时。
4-乙酰氧基苯乙烯 48.66g(0.3mol)
1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯 109.4g(0.6mol)
单体1 22.2g(0.1mol)
[化学式44]
Figure BDA0001982954380000711
将反应溶液冷却至室温，并将其滴加到己烷3L中而使聚合物沉淀。将已过滤的固体溶解于丙酮500mL，并再次滴加到己烷3L中，对已过滤的固体进行减压干燥而得到了4-乙酰氧基苯乙烯/1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯单体1共聚物(A-1a)160g。
将于上述中得到的共聚物(A-1a)10g、甲醇40mL、1-甲氧基-2-丙醇200mL及浓盐酸1.5mL添加到反应溶液中，并加热至80℃并搅拌了5小时。将反应溶液冷却至室温，并滴加到蒸馏水3L中。将已过滤的固体溶解于丙酮200mL，再次滴加到蒸馏水3L中，对已过滤的固体进行减压干燥而得到了树脂(A-1)(8.5g)。基于凝胶渗透色谱法(GPC)(溶剂：THF(四氢呋喃tetrahydrofuran))的标准聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)为11200，且分子量分散度(Mw/Mn)为1.45。
将所使用的单体进行变更，除此以外，以与上述合成例1相同的方法对具有表3所示的结构的树脂(A-2)～(A-19)进行了合成。
表3中，树脂的成分比(摩尔比)是通过1H-NMR(核磁共振)测定计算出的。树脂的重量平均分子量(Mw：聚苯乙烯换算)、分散度(Mw/Mn)是通过GPC(溶剂：THF)测定计算出的。另外，对实施例中所示的其他树脂也通过相同的方法测定出重量平均分子量、分散度。
[表4]
Figure BDA0001982954380000731
[表5]
(续表3)(续表3)
Figure BDA0001982954380000741
[表6]
(续表3)
Figure BDA0001982954380000751
＜疏水性树脂(A’)＞
作为疏水性树脂，使用了以下树脂。
[表7]
(表4)
Figure BDA0001982954380000752
以下，表中所记载的疏水性树脂(1b)～(5b)的具体结构式如下所示。
[化学式45]
Figure BDA0001982954380000761
[化学式46]
Figure BDA0001982954380000762
＜光酸产生剂(B)＞
作为光酸产生剂，使用了以下化合物。
[化学式47]
Figure BDA0001982954380000771
[化学式48]
Figure BDA0001982954380000781
＜碱性化合物(E)＞
作为碱性化合物，使用了以下化合物。
[化学式49]
Figure BDA0001982954380000782
[化学式50]
Figure BDA0001982954380000791
[化学式51]
Figure BDA0001982954380000792
[化学式52]
Figure BDA0001982954380000793
[化学式53]
Figure BDA0001982954380000801
＜溶剂(C)＞
作为抗蚀剂溶剂，使用了以下溶剂。
C-1：丙二醇单甲醚乙酸酯
C-2：丙二醇单甲醚
C-3：乳酸乙酯
C-4：环己酮
＜抗蚀剂组合物＞
将下述表5中所示的各成分溶解在该表中所示的溶剂中。使用具有0.03μm的孔尺寸的聚乙烯过滤器对其进行过滤而得到了抗蚀剂组合物。
[表8]
(表5)
Figure BDA0001982954380000811
〔评价〕
＜使用了负型显影液的(基于用NTI进行的图案显影的)抗蚀评价＞
(抗蚀剂图案的形成)
通过以下所示的操作来形成了抗蚀剂图案。
＜＜预湿工序＞＞
将预湿液(下述表6中所记载的预湿液)滴加到硅晶片的表面而实施了旋转涂布。
＜＜抗蚀剂组合物的涂布及涂布后烘烤(PB)＞＞
对12英寸硅晶片上涂布如上述那样得到的各抗蚀剂组合物，并在90～180℃的条件下烘烤60秒钟而形成了膜厚40nm的抗蚀剂膜。
＜＜曝光＞＞
通过NA(透镜开口数、Numerical Aperture)0.25、偶极照明(Dipole60x、外西格玛0.81、内西格玛0.43)对于上述中制作的晶片进行了EUV曝光。具体而言，以1mJ/cm2的曝光量经由半色调屏蔽对负型抗蚀剂进行了图案曝光。
＜＜曝光后烘烤(PEB)＞＞
照射后，从EUV曝光装置取出，并立刻在5～130℃的条件下烘烤了60秒钟。
＜＜显影＞＞
然后，使用淋浴型显影装置(ACTES CO.,LTD.制ADE3000S)，以50转数(rpm)对晶片进行旋转的同时将显影液(23℃)以200mL/分钟的流量喷嘴喷出30秒钟，由此进行了显影。另外，作为显影液，使用了负型显影液(下述表6中所记载的的显影液)。
对于上述中得到的实施例的各图案，实施了缺陷评价。
(缺陷评价)
对于上述形成有抗蚀剂图案的晶片，使用图案缺陷装置(例如，Hitachi High-Technologies Corporation.制多功能SEM`Inspago`RS6000系列)观察了图案上的缺陷数。将以下作为评价基准分别判断了缺陷抑制性能。
“A”：缺陷数为50以下
“B”：缺陷数大于50且为100以下
“C”：缺陷数大于100且为150个以下
“D”：缺陷数大于150
[表9]
Figure BDA0001982954380000831
如表6所示，确认到将本发明的溶液用作预湿液及显影液时，缺陷抑制性能优异。

Claims (32)

1.一种用于半导体装置制造步骤中的溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，
所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，
所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm，
所述有机杂质包含沸点为270℃以上的有机杂质，
所述溶液中，含有选自Fe、Cr、Ni及Pb中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001质量ppt～10质量ppt，
所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中，
所述有机溶剂为选自丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇中的至少一种，
所述有机杂质为选自下述组中的至少一种：
邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶、邻苯二甲酸二甲酯、对甲苯甲酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、下述结构式表示的5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000011
下述结构式表示的环戊二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000012
下述结构式表示的1,4-己二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000013
邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(2-丙基庚基)酯、邻苯二甲酸芐基丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三(2-乙基己基)酯、偏苯三酸三(正辛基-正癸基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸单甲酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、对苯二甲酸二辛酯、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、环氧化植物油、N-(2-羟丙基)苯磺酰胺、N-(正丁基)苯磺酰胺、磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三己酯、乙酰柠檬酸三己酯及环氧化大豆油。
2.根据权利要求1所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
含有选自Fe、Cr、Ni及Pb中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppt～10质量ppt。
3.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
通过光散射液载粒子计数器进行计数的0.1μm以上的尺寸的被计数体的数量为100个/mL以下。
4.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
水的含量相对于溶液总质量为0.01质量％～1.0质量％。
5.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机杂质为碳数8以上的有机化合物。
6.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机杂质为碳数12以上的有机化合物。
7.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述沸点为270℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01质量ppm～60质量ppm。
8.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，
所述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01质量ppm～30质量ppm。
9.根据权利要求8所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，
所述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm～30质量ppm。
10.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机杂质是选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物中的一种以上。
11.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为99.8质量％以上。
12.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由下述式(AI)表示的重复单元的树脂P，
Figure FDA0003651987510000031
式(AI)中，
Xa1表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
T表示单键或2价连结基，
Ra1～Ra3分别独立地表示烷基或环烷基，
Ra1～Ra3中的两个任选地键结而形成环烷基。
13.根据权利要求12所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
14.根据权利要求12所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，其中，
所述树脂P为由下述式(I)表示的树脂，
Figure FDA0003651987510000041
上述式(I)中，
Rx1～Rx5分别独立地表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
R1～R4表示羟基、氰基及具有羟基或氰基的直链状或支链状烷基或环烷基，p1～p4各自独立地表示0或正整数，
Ra表示直链状或支链状烷基，
T1～T5表示单键或2价连结基，
R5表示1价有机基团，
a～e表示摩尔％，且各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数，其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0，
其中，式(I)中，重复单元(e)具有与重复单元(a)～(d)中的任一个均不同的结构。
15.根据权利要求1或2所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
16.一种溶液收容体，其具备容器、收容在所述容器内的权利要求1至15中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液。
17.根据权利要求16所述的溶液收容体，其中，
与所述容器内的所述用于半导体装置制造步骤中的溶液接触的接液部由非金属材料或不锈钢形成。
18.根据权利要求17所述的溶液收容体，其中，
所述非金属材料为选自由聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯-聚丙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂、三氟氯乙烯-乙烯共聚树脂、偏二氟乙烯树脂、三氟氯乙烯共聚树脂及氟乙烯树脂组成的组中的至少一种。
19.一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有权利要求1至11中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液和具有由下述式(AI)表示的重复单元的树脂P，
Figure FDA0003651987510000051
式(AI)中，
Xa1表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
T表示单键或2价连结基，
Ra1～Ra3分别独立地表示烷基或环烷基，
Ra1～Ra3中的两个任选地键结而形成环烷基。
20.根据权利要求19所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
所述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
21.根据权利要求19所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
所述树脂P为由式(I)表示的树脂，
Figure FDA0003651987510000052
上述式(I)中，
Rx1～Rx5分别独立地表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
R1～R4表示羟基、氰基及具有羟基或氰基的直链状或支链状烷基或环烷基，p1～p4各自独立地表示0或正整数，
Ra表示直链状或支链状烷基，
T1～T5表示单键或2价连结基，
R5表示1价有机基团，
a～e表示摩尔％，且各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数，其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0，
其中，式(I)中，重复单元(e)具有与重复单元(a)～(d)中的任一个均不同的结构。
22.一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有权利要求1至11中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液和树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
23.一种图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的所述抗蚀剂膜进行显影，其中，
所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有权利要求1至11中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液。
24.一种图案形成方法，所述方法具有：
预湿工序，使预湿液与基板接触；
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在所述基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的所述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将权利要求1至11中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液用作所述预湿液。
25.一种图案形成方法，所述方法具有：
抗蚀剂膜形成工序，使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物在基板上形成抗蚀剂膜；
曝光工序，对抗蚀剂膜进行曝光；及
显影工序，使用显影液对被曝光的所述抗蚀剂膜进行显影，其中，
将权利要求1至11中任一项所述的用于半导体装置制造步骤中的溶液用作所述显影液。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的图案形成方法，其中，
所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由下述式(AI)表示的重复单元的树脂P，
Figure FDA0003651987510000071
式(AI)中，
Xa1表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
T表示单键或2价连结基，
Ra1～Ra3分别独立地表示烷基或环烷基，
Ra1～Ra3中的两个任选地键结而形成环烷基。
27.根据权利要求26所述的图案形成方法，其中，
所述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。
28.根据权利要求26所述的图案形成方法，其中，
所述树脂P为由下述式(I)表示的树脂，
Figure FDA0003651987510000072
上述式(I)中，
Rx1～Rx5分别独立地表示氢原子、甲基、三氟甲基或羟甲基，
R1～R4表示羟基、氰基及具有羟基或氰基的直链状或支链状烷基或环烷基，p1～p4各自独立地表示0或正整数，
Ra表示直链状或支链状烷基，
T1～T5表示单键或2价连结基，
R5表示1价有机基团，
a～e表示摩尔％，且各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数，其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0，
其中，式(I)中，重复单元(e)具有与重复单元(a)～(d)中的任一个均不同的结构。
29.根据权利要求23至25中任一项所述的图案形成方法，其中，
所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。
30.一种半导体装置的制造方法，其包括权利要求23至29中任一项所述的图案形成方法。
31.一种用于半导体装置制造步骤中的溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，
所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，
所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm，
所述溶液中，含有选自Fe、Cr、Ni及Pb中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001质量ppt～10质量ppt，
所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中，
所述有机溶剂为选自丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇中的至少一种，
所述有机杂质为选自下述组中的至少一种：
邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶、邻苯二甲酸二甲酯、对甲苯甲酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、下述结构式表示的5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000091
下述结构式表示的环戊二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000092
下述结构式表示的1,4-己二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000093
邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(2-丙基庚基)酯、邻苯二甲酸芐基丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三(2-乙基己基)酯、偏苯三酸三(正辛基-正癸基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸单甲酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、对苯二甲酸二辛酯、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、环氧化植物油、N-(2-羟丙基)苯磺酰胺、N-(正丁基)苯磺酰胺、磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三己酯、乙酰柠檬酸三己酯及环氧化大豆油。
32.一种用于半导体装置制造步骤中的溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，
所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，
所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm，
所述溶液中，含有选自Fe、Cr、Ni及Pb中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001质量ppt～10质量ppt，水的含量相对于溶液总质量为0.01质量％～1.0质量％，
所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中，
所述有机溶剂为选自丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇中的至少一种，
所述有机杂质为选自下述组中的至少一种：
邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶、邻苯二甲酸二甲酯、对甲苯甲酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、下述结构式表示的5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000101
下述结构式表示的环戊二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000102
下述结构式表示的1,4-己二烯的加成聚合物、
Figure FDA0003651987510000103
邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(2-丙基庚基)酯、邻苯二甲酸芐基丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三(2-乙基己基)酯、偏苯三酸三(正辛基-正癸基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸单甲酯、癸二酸二丁酯、马来酸二丁酯、马来酸二异丁酯、对苯二甲酸二辛酯、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、环氧化植物油、N-(2-羟丙基)苯磺酰胺、N-(正丁基)苯磺酰胺、磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三己酯、乙酰柠檬酸三己酯及环氧化大豆油。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI764923B (zh) * 2016-09-02 2022-05-21 日商富士軟片股份有限公司 溶液、溶液收容體、感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、圖案形成方法、半導體裝置的製造方法
JP6890610B2 (ja) * 2016-11-18 2021-06-18 富士フイルム株式会社 薬液、薬液収容体、パターン形成方法、及び、キット
KR102267799B1 (ko) * 2016-11-18 2021-06-22 후지필름 가부시키가이샤 약액, 패턴 형성 방법, 및 키트
KR20230175315A (ko) * 2018-07-13 2023-12-29 후지필름 가부시키가이샤 약액, 키트, 패턴 형성 방법, 약액의 제조 방법 및 약액 수용체
EP3856860B1 (en) * 2018-09-24 2023-11-01 Flooring Industries Limited, SARL Ceramic ink for inkjet digital printing
KR102650361B1 (ko) * 2018-10-03 2024-03-22 후지필름 가부시키가이샤 약액 및 약액 수용체
US20210017343A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of producing purified product of resin composition for forming a phase-separated structure, purified product of resin composition for forming a phase-separated structure, and method of producing structure containing phase-separated structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171466A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジスト組成物およびレジスト組成物の製造方法
JP2014112176A (ja) * 2012-10-31 2014-06-19 Fujifilm Corp 化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、及び、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器、並びに、これらを使用したパターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
CN105051610A (zh) * 2013-03-15 2015-11-11 富士胶片株式会社 图案形成方法、用于其的有机溶剂显影用的感光化射线性或感放射线性树脂组合物及其制造方法、电子元件的制造方法及电子元件
JP2016073922A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 信越化学工業株式会社 有機溶剤の精製装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59222435A (ja) * 1983-06-01 1984-12-14 Mitsui Petrochem Ind Ltd ジアセトンアルコ−ル安定化組成物
JPH0739701A (ja) * 1993-08-03 1995-02-10 Mitsubishi Chem Corp 蒸留装置及びそれを用いた有機溶媒の精製方法
JPH0949000A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Murata Mfg Co Ltd 洗浄剤組成物
CN102245750B (zh) * 2008-12-19 2013-09-18 三洋化成工业株式会社 电子材料用清洗剂
JP2011170151A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Sumitomo Chemical Co Ltd レジスト組成物
JP5848869B2 (ja) 2010-08-25 2016-01-27 富士フイルム株式会社 パターン形成方法
JP6093187B2 (ja) 2012-02-08 2017-03-08 東京応化工業株式会社 剥離用組成物、剥離用組成物の製造方法、及びその利用
JP6075124B2 (ja) * 2012-03-15 2017-02-08 Jsr株式会社 現像液の精製方法
WO2016052393A1 (ja) 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 レジスト膜のパターニング用有機系処理液、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法、及び、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器、並びに、これらを使用したパターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法
WO2016104565A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 富士フイルム株式会社 有機系処理液およびパターン形成方法
TWI760263B (zh) * 2016-09-30 2022-04-01 日商富士軟片股份有限公司 半導體晶片的製造方法、套組及圖案的形成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171466A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジスト組成物およびレジスト組成物の製造方法
JP2014112176A (ja) * 2012-10-31 2014-06-19 Fujifilm Corp 化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、及び、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器、並びに、これらを使用したパターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
CN105051610A (zh) * 2013-03-15 2015-11-11 富士胶片株式会社 图案形成方法、用于其的有机溶剂显影用的感光化射线性或感放射线性树脂组合物及其制造方法、电子元件的制造方法及电子元件
JP2016073922A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 信越化学工業株式会社 有機溶剤の精製装置

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