JP2016075920A - Production method of organic process liquid for patterning chemically amplified resist film, pattern forming method, and method for manufacturing electronic device - Google Patents

Production method of organic process liquid for patterning chemically amplified resist film, pattern forming method, and method for manufacturing electronic device Download PDF

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司 山中
崇司 川本
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崇司 川本
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Naoya Iguchi
直也 井口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of an organic process liquid for patterning a chemically amplified resist film, the organic process liquid capable of reducing generation of particles, particularly in negative pattern forming technology for forming a fine pattern by use of an organic developer, an organic process liquid for patterning a chemically amplified resist film by using the above method, a pattern forming method, a method for manufacturing an electronic device, and an electronic device.SOLUTION: The production method of an organic process liquid for patterning includes a step of allowing a liquid comprising an organic solvent to pass through a filtration device that includes a liquid inlet, a liquid outlet, and a filtration membrane disposed in a flow passage connecting the liquid inlet and the liquid outlet. An absolute value of a difference between a temperature of the liquid at the liquid inlet and a temperature of the liquid at the liquid outlet is 3°C or less; a filtration speed of the liquid in the filtration device is 0.5 L/min/mor more; and a filtration pressure of the liquid in the filtration device is 0.1 MPa or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、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製造方法、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスに関する。より詳細には、本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶及びサーマルヘッド等の回路基板の製造、更にはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に好適な、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製造方法、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスに関する。特には、本発明は、波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とするArF露光装置及びArF液浸式投影露光装置での露光に好適な、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製造方法、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film, an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film, a pattern forming method, an electronic device manufacturing method, and an electronic device. More specifically, the present invention relates to an organic layer for patterning a chemically amplified resist film suitable for a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal and a thermal head, and a photolithographic lithography process. The present invention relates to a method for producing a system treatment liquid, an organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film, a pattern formation method, a method for producing an electronic device, and an electronic device. In particular, the present invention relates to an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film suitable for exposure in an ArF exposure apparatus and an ArF immersion projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source. The present invention relates to a manufacturing method, an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film, a pattern forming method, a manufacturing method of an electronic device, and an electronic device.

従来、アルカリ現像液を用いたポジ型パターン形成方法及びそれに用いられるポジ型レジスト組成物として、種々の構成が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。これに加えて、近年では、有機系現像液を用いたネガ型パターン形成方法及びそれに用いられるネガ型レジスト組成物が、ポジ型レジスト組成物では達成できないような微細コンタクトホールやトレンチパターン形成を主用途として開発されつつある(例えば、特許文献4〜7参照)。   Conventionally, various configurations have been proposed as a positive pattern forming method using an alkali developer and a positive resist composition used therefor (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In addition to this, in recent years, the negative pattern forming method using an organic developer and the negative resist composition used therefor mainly form fine contact holes and trench patterns that cannot be achieved with a positive resist composition. It is being developed as a use (see, for example, Patent Documents 4 to 7).

上記のポジ型又はネガ型パターン形成方法に使用されるレジスト組成物や現像液は、通常、レジスト組成物又は現像液中の微粒子がフィルターによって除去された後に、使用されている(例えば、特許文献8及び9参照)。   The resist composition or developer used in the positive or negative pattern forming method is usually used after fine particles in the resist composition or developer are removed by a filter (for example, Patent Documents). 8 and 9).

特開2006−257078号公報JP 2006-257078 A 特開2005−266766号公報JP 2005-266766 A 特開2006−330098号公報JP 2006-330098 A 特開2007−325915号公報JP 2007-325915 A 国際公開2008−153110号パンフレットInternational Publication No. 2008-153110 Pamphlet 特開2010−039146号公報JP 2010-039146 A 特開2010−164958号公報JP 2010-164958 A 特開2000−005546号公報JP 2000-005546 A 特開2004−195427号公報JP 2004-195427 A

ところで、近年では、コンタクトホールやトレンチパターンの形成において更なる微細化(例えば、30nmノード以下)のニーズが急激に高まっている。これを受けて、特に微細化パターンの性能に対して影響を与えやすいパーティクルの発生について、より抑制することが求められている。   By the way, in recent years, the need for further miniaturization (for example, 30 nm node or less) is rapidly increasing in the formation of contact holes and trench patterns. In response to this, it is required to further suppress the generation of particles that are likely to affect the performance of the miniaturized pattern.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、特に、有機系現像液を用いて微細化(例えば、30nmノード以下)パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、パーティクルの発生を低減可能な、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製造方法、並びに、これを用いた化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is, in particular, in a negative pattern forming technique for forming a fine pattern (for example, a node of 30 nm or less) using an organic developer. Method of manufacturing chemical processing liquid for patterning chemical amplification resist film capable of reducing generation, organic processing liquid for patterning of chemical amplification resist film using the same, pattern formation method, and manufacturing method of electronic device And providing an electronic device.

本発明者らは、鋭意検討の結果、有機溶剤とフィルターとの接触によって、フィルターから微量ながらも低分子有機物が有機溶剤に溶出することに加え、この有機溶剤を、上記したネガ型パターン形成技術における有機系現像液として使用して微細化パターンを形成する場合においては、上記低分子有機物が、微細化パターンないしは基板上における無視し難いパーティクルの発生原因になっていることを見出した。そして、本発明者らは、濾過装置を用いた、有機系現像液や有機系リンス液等の有機系処理液の製造において、濾過条件を特定のものとすることにより、有機系処理液中の微粒子をフィルターによって除去しながらも、フィルターからの低分子有機物の溶出を抑制し、ひいては、この有機系処理液の使用により、微細化パターンの形成において問題視されやすいパーティクルの発生を低減できることを見出し、本発明を完成させたものである。   As a result of intensive studies, the inventors have made contact with the organic solvent and the filter to elute a small amount of low-molecular-weight organic matter into the organic solvent from the filter. In the case where a fine pattern is formed by using as an organic developer in the above, it has been found that the low molecular weight organic matter causes generation of particles that are difficult to ignore on the fine pattern or the substrate. And in the manufacture of organic processing liquids such as organic developers and organic rinsing liquids using a filtering device, the present inventors specify specific filtering conditions, so that in the organic processing liquid It has been found that while removing fine particles with a filter, elution of low-molecular-weight organic substances from the filter can be suppressed, and by using this organic processing liquid, the generation of particles that are likely to be problematic in the formation of miniaturized patterns can be reduced. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。<1>
液入口部と、液出口部と、前記液入口部と前記液出口部とを接続する流路内に設けられた濾過フィルター膜とを有する濾過装置に、有機溶剤を含有する液を通過させる工程を有し、前記液入口部における前記液の温度(T)と、前記液出口部における前記液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)が、3℃以下であり、前記濾過装置における前記液の濾過速度が0.5L/分/m以上であり、前記濾過装置における前記液による濾過圧力が0.10MPa以下であり、前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜を含み、前記有機溶剤を含有する液が、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、又は、アルコール系溶剤である、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製造方法、により製造された化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液であって、
下記(1)〜(3)により得られるウェットパーティクル(N)の数が120個以下となる、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
(1)クラス1000のクリーンルームに設置されたAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により8インチシリコンウエハー上のパーティクル数(N1)を検査し;
(2)前記シリコンウエハー上に前記パターニング用有機系処理液を5mL吐出し、前記シリコンウエハーを、1000回転/分で1.6秒間回転させることにより、前記パターニング用有機系処理液を前記シリコンウエハー上で拡散させ、20秒間静置後、2000回転/分で20秒間スピン乾燥させ;
(3)24時間後に、前記シリコンウエハー上のパーティクル数(N2)をAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により検査し、N2−N1をウエットパーティクル数(N)とする。
<2>
前記有機系処理液が有機系現像液である、上記<1>に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<3>
前記有機溶剤を含有する液が酢酸ブチル、又は、メチルアミルケトンである、上記<2>に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<4>
前記有機系処理液が有機系リンス液である、上記<1>に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<5>
前記有機溶剤を含有する液が4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、上記<4>に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<6>
前記フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜のポアサイズが50nm以下である、上記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<7>
前記液入口部における前記液の温度(T)が、20℃以上30℃以下である、上記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
<8>
前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜のみを含む、上記<1>〜<7>のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
尚、本発明は、上記<1>〜<8>に係る発明であるが、以下、その他についても参考のため記載した。
That is, the present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved. <1>
A step of allowing a liquid containing an organic solvent to pass through a filtration device having a liquid inlet part, a liquid outlet part, and a filtration filter membrane provided in a flow path connecting the liquid inlet part and the liquid outlet part. And the absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet is 3 Or less, the filtration rate of the liquid in the filtration device is 0.5 L / min / m 2 or more, the filtration pressure by the liquid in the filtration device is 0.10 MPa or less, and the filtration device is For patterning a chemically amplified resist film, including a filtration filter film made of a fluororesin as the filtration filter film, and the liquid containing the organic solvent is an ester solvent, a ketone solvent, or an alcohol solvent Organic processing A manufacturing method for patterning organic processing liquid prepared chemically amplified resist film by,
An organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film, wherein the number of wet particles (N) obtained by the following (1) to (3) is 120 or less.
(1) The number of particles (N1) on an 8-inch silicon wafer is inspected by an AMAT wafer defect evaluation apparatus ComPLUS 3T (inspection mode 30T) installed in a class 1000 clean room;
(2) 5 mL of the organic processing solution for patterning is discharged onto the silicon wafer, and the silicon wafer is rotated at 1000 rpm for 1.6 seconds, whereby the organic processing solution for patterning is transferred to the silicon wafer. Diffused above, allowed to stand for 20 seconds, then spin dried at 2000 rpm for 20 seconds;
(3) After 24 hours, the number of particles (N2) on the silicon wafer is inspected by a wafer defect evaluation apparatus ComPLUS3T (inspection mode 30T) manufactured by AMAT, and N2-N1 is set as the number of wet particles (N).
<2>
The organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film according to <1>, wherein the organic processing solution is an organic developer.
<3>
The organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <2>, wherein the liquid containing the organic solvent is butyl acetate or methyl amyl ketone.
<4>
The organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <1>, wherein the organic processing liquid is an organic rinsing liquid.
<5>
The organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <4>, wherein the liquid containing the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol or butyl acetate.
<6>
The organic processing solution for patterning of the chemically amplified resist film according to any one of the above <1> to <5>, wherein a pore size of the filtration filter film made of the fluororesin is 50 nm or less.
<7>
The organic system for patterning a chemically amplified resist film according to any one of <1> to <6>, wherein the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet is 20 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. Treatment liquid.
<8>
The organic system for patterning a chemically amplified resist film according to any one of <1> to <7>, wherein the filtration device includes only a filtration filter membrane made of a fluororesin as the filtration filter membrane. Treatment liquid.
In addition, although this invention is invention which concerns on said <1>-<8>, below, it described for reference also.

〔1〕
液入口部と、液出口部と、前記液入口部と前記液出口部とを接続する流路内に設けられた濾過フィルター膜とを有する濾過装置に、有機溶剤を含有する液を通過させる工程を有する、化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法であって、
前記液入口部における前記液の温度(T)と、前記液出口部における前記液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)が、3℃以下であり、前記濾過装置における前記液の濾過速度が0.5L/分/m以上であり、前記濾過装置における前記液による濾過圧力が0.10MPa以下である、化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法。
〔2〕
前記有機系処理液が有機系現像液である、上記〔1〕に記載の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製造方法。
〔3〕
前記有機溶剤を含有する液が酢酸ブチルである、上記〔2〕に記載の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製造方法。
〔4〕
前記有機系処理液が有機系リンス液である、上記〔1〕に記載の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製造方法。
〔5〕
前記有機溶剤を含有する液が4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、上記〔4〕に記載の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製造方法。〔6〕
前記濾過フィルター膜が、ポアサイズが50nm以下である、ポリエチレン樹脂膜、フッ素樹脂膜、又は、ポリアミド樹脂膜である、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の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製造方法。
〔7〕
前記液入口部における前記液の温度(T)が、20℃以上30℃以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の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製造方法。
〔8〕
上記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の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製造方法により製造された化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
〔9〕(ア)化学増幅型レジスト組成物により膜を形成する工程、(イ)該膜を露光する工程、及び(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、を含むパターン形成方法であって、
前記有機系現像液が、上記〔2〕又は〔3〕に記載の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製造方法により製造された有機系現像液である、パターン形成方法。
〔10〕
前記有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を有する上記〔9〕に記載のパターン形成方法であって、
前記有機系リンス液が、上記〔4〕又は〔5〕に記載の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製造方法により製造された有機系リンス液である、パターン形成方法。
〔11〕
前記有機系現像液が、上記〔3〕に記載の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製造方法により製造された有機系現像液であり、前記有機系リンス液が、請求項5に記載の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製造方法により製造された有機系リンス液である、上記〔10〕に記載のパターン形成方法。
〔12〕
前記有機系現像液を用いて現像する工程が、処理液用フィルターを搭載した現像装置を用いて現像する工程であって、前記有機系現像液を、前記処理液用フィルターを通過させて現像に用いる、上記〔9〕〜〔11〕のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
〔13〕
上記〔9〕〜〔12〕のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
〔14〕
上記〔13〕に記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
[1]
A step of allowing a liquid containing an organic solvent to pass through a filtration device having a liquid inlet part, a liquid outlet part, and a filtration filter membrane provided in a flow path connecting the liquid inlet part and the liquid outlet part. A method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film,
The absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet is 3 ° C. or less. The organic solvent for patterning a chemically amplified resist film, wherein the filtration speed of the liquid in the filtration device is 0.5 L / min / m 2 or more, and the filtration pressure by the liquid in the filtration device is 0.10 MPa or less. A method for producing a system treatment liquid.
[2]
The method for producing an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film according to [1], wherein the organic processing solution is an organic developer.
[3]
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to [2] above, wherein the liquid containing the organic solvent is butyl acetate.
[4]
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to [1], wherein the organic processing liquid is an organic rinsing liquid.
[5]
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the above [4], wherein the liquid containing the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol or butyl acetate. [6]
The chemically amplified resist film according to any one of [1] to [5], wherein the filtration filter film is a polyethylene resin film, a fluororesin film, or a polyamide resin film having a pore size of 50 nm or less. Manufacturing method of organic processing liquid for patterning.
[7]
The liquid temperature in the liquid inlet portion (T I) is, at 20 ° C. or higher 30 ° C. or less, the patterning organic treatment liquid chemically amplified resist film according to any one of claims 1 to 6 Production method.
[8]
An organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film produced by the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to any one of [1] to [7].
[9] (a) a step of forming a film with a chemically amplified resist composition, (b) a step of exposing the film, and (c) a step of developing the exposed film using an organic developer. A pattern forming method comprising:
A pattern forming method, wherein the organic developer is an organic developer produced by the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the above [2] or [3].
[10]
The pattern forming method according to the above [9], further comprising a step of washing with an organic rinsing solution after the step of developing with the organic developer.
A pattern forming method, wherein the organic rinsing liquid is an organic rinsing liquid produced by the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the above [4] or [5].
[11]
The organic developer is an organic developer produced by the method for producing an organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the above [3], and the organic rinse liquid is claim 5. The pattern forming method as described in [10] above, which is an organic rinsing liquid produced by the method for producing an organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to the above.
[12]
The step of developing with the organic developer is a step of developing with a developing device equipped with a processing solution filter, and the organic developer is passed through the processing solution filter for development. The pattern forming method according to any one of [9] to [11], which is used.
[13]
The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of said [9]-[12].
[14]
The electronic device manufactured by the manufacturing method of the electronic device as described in said [13].

本発明によれば、特に、有機系現像液を用いて微細化(例えば、30nmノード以下)パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、パーティクルの発生を低減可能な、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製造方法、並びに、これを用いた化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスを提供できる。   According to the present invention, the patterning of a chemically amplified resist film capable of reducing the generation of particles, particularly in a negative pattern forming technique for forming a fine pattern (for example, 30 nm node or less) using an organic developer. A method for producing an organic processing solution for use, and an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film, a pattern formation method, an electronic device manufacturing method, and an electronic device using the same.

本発明の実施形態に係る化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the manufacturing method of the organic type processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線(EB)等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。
また、本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the description of the group (atomic group) in this specification, the notation which does not describe substitution and non-substitution includes the thing which has a substituent with the thing which does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
In the present specification, “active light” or “radiation” means, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams (EB), etc. To do. In the present invention, light means actinic rays or radiation.
In addition, “exposure” in the present specification is not limited to exposure to far ultraviolet rays, extreme ultraviolet rays, X-rays, EUV light and the like represented by mercury lamps and excimer lasers, but also electron beams, ion beams, etc. The exposure with the particle beam is also included in the exposure.

図1は、本発明の実施形態に係る化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法を説明する概略図である。
図1の概略図に示すように、有機系処理液製造システム100は、有機溶剤を含む液を収容可能な液タンク11、液量調整バルブ12、圧力/流量/液温計13、濾過装置21、流量/液温計14、流れ切替えバルブ15、及び、ポンプ16を有している。そして、液タンク11、液量調整バルブ12、圧力/流量/液温計13、濾過装置21、液温計14、流れ切替えバルブ15、ポンプ16、液タンク11…の順で前記液が循環できるように、有機系処理液製造システム100は構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to an embodiment of the present invention.
As shown in the schematic diagram of FIG. 1, an organic processing liquid manufacturing system 100 includes a liquid tank 11 that can contain a liquid containing an organic solvent, a liquid amount adjustment valve 12, a pressure / flow rate / liquid thermometer 13, and a filtration device 21. , A flow rate / liquid thermometer 14, a flow switching valve 15, and a pump 16. The liquid can be circulated in the order of the liquid tank 11, the liquid amount adjusting valve 12, the pressure / flow rate / liquid thermometer 13, the filtering device 21, the liquid thermometer 14, the flow switching valve 15, the pump 16, the liquid tank 11. As described above, the organic processing liquid manufacturing system 100 is configured.

液タンク11は、濾過に供される“有機溶剤を含む液”(以降、「有機系被濾過液」ともいう)を収容可能とするものであり、通常、有機系被濾過液の温度を調整可能な温度調整器が付帯されている。
液タンク11は、公知のものを採用できる。液タンク11の好ましい材質等については、有機系処理液製造システム100を構成する他の部材における好ましい材質と併せて、後に詳述する。
有機系被濾過液は、有機系処理液製造システム100の濾過装置21によって濾過されることにより、化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液となる液であり、好ましくは、化学増幅型レジスト膜の有機系現像液又は有機系リンス液となる液である。
化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液は、典型的には、(ア)化学増幅型レジスト組成物により膜を形成する工程、(イ)該膜を露光する工程、及び(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、を含むパターン形成方法における“有機系現像液”、又は、前記パターン形成方法が工程(ウ)の後に更に有し得る有機系リンス液を用いて洗浄する工程における“有機系リンス液”である。
The liquid tank 11 can accommodate “liquid containing an organic solvent” (hereinafter, also referred to as “organic filtered liquid”) used for filtration, and usually adjusts the temperature of the organic filtered liquid. A possible temperature regulator is attached.
As the liquid tank 11, a known one can be adopted. A preferable material and the like of the liquid tank 11 will be described later together with preferable materials in other members constituting the organic processing liquid manufacturing system 100.
The organic filtrate to be filtered is a liquid that becomes an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film by being filtered by the filtration device 21 of the organic processing liquid manufacturing system 100, and is preferably a chemically amplified liquid. This is a liquid that becomes an organic developer or an organic rinse of the resist film.
The organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film typically includes (a) a step of forming a film with a chemically amplified resist composition, (a) a step of exposing the film, and (c) exposure. An organic rinsing solution that the pattern forming method may further include after the step (c), or a step of developing the film using an organic developer. It is an “organic rinsing solution” in the cleaning process.

有機系現像液とは、有機溶剤を含有する現像液を意味する。
有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)は、有機溶剤を1種又は2種以上で含有することができる。
有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)の有機溶剤の使用量は、有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)の全量に対して、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。
An organic developer means a developer containing an organic solvent.
The organic filtration target liquid (and consequently the organic developer) for producing the organic developer can contain one or more organic solvents.
The amount of the organic solvent used in the production of the organic developer is 90% by mass with respect to the total amount of the organic filtrate (and thus the organic developer). It is preferably 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less.

有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。
ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等を挙げることができる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。
特に、有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することが好ましい。
Organic filtered liquid for production of organic developer (and hence organic developer) includes polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents. A solvent can be used.
Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Examples include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.
Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, etc. Can be mentioned.
Examples of the alcohol solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, alcohols such as n-octyl alcohol, n-decanol, 4-methyl-2-pentanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl Ether, may be mentioned glycol monoethyl ether and methoxymethyl butanol.
Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.
A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than those described above or water. However, in order to fully achieve the effects of the present invention, the water content of the organic filtered liquid (and thus the organic developing liquid) for producing the organic developing liquid as a whole should be less than 10% by mass. Preferably, it is more preferable not to contain water substantially.
In particular, the organic filtered liquid (and hence the organic developer) for producing an organic developer is selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. It is preferable to contain at least one organic solvent.

有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)の蒸気圧は、20℃に於いて、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。上記蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウエハー面内の温度均一性が向上し、結果としてウエハー面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the organic filtrate to be used for producing the organic developer (and hence the organic developer) is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, temperature uniformity in the wafer surface is improved, and as a result, dimensional uniformity in the wafer surface is improved. To do.

有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
有機系現像液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系現像液)は、酢酸ブチル、又は、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)であることが好ましく、酢酸ブチルであることが好ましい。
また、有機系現像液製造用の有機系被濾過液ないしは有機系現像液は、特許第5056974号の0041段落〜0063段落に例示されているような、含窒素化合物を含んでもよい。なお、有機系現像液製造用の有機系被濾過液ないしは有機系現像液の貯蔵安定性などの観点からは、有機系現像液製造用の有機系被濾過液ないしは有機系現像液への含窒素化合物の添加は、パターン形成方法を行う直前が好ましい。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the organic filtrate to be produced (and consequently the organic developer) for producing an organic developer as necessary.
The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP-A-63-334540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, US Pat. No. 5,405,720, The surfactants described in the specifications of US Pat. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.
The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass with respect to the total amount of the organic filtrate to be produced for the organic developer production (and hence the organic developer). %, More preferably 0.01 to 0.5% by mass.
The organic filtered liquid (and hence the organic developing solution) for producing the organic developing solution is preferably butyl acetate or 2-heptanone (methyl amyl ketone), and preferably butyl acetate.
Moreover, the organic to-be-filtered solution or organic developer for producing an organic developer may contain a nitrogen-containing compound as exemplified in paragraphs 0041 to 0063 of Japanese Patent No. 5056974. From the viewpoint of the storage stability of an organic filtrate for organic developer production or organic developer, nitrogen-containing organic filtrate for organic developer production or organic developer. The compound is preferably added immediately before the pattern formation method.

また、有機系リンス液とは、有機溶剤を含有するリンス液を意味する。
有機系リンス液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)は、有機溶剤を1種又は2種以上で含有することができる。
有機系リンス液製造用の有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)の有機溶剤の使用量は、有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)の全量に対して、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。
The organic rinsing liquid means a rinsing liquid containing an organic solvent.
The organic filtered liquid (and consequently the organic rinsing liquid) for producing the organic rinsing liquid can contain one or more organic solvents.
The amount of the organic solvent used in the production of the organic rinsing liquid (and hence the organic rinsing liquid) is 90% by mass relative to the total amount of the organic filtering liquid (and thus the organic rinsing liquid). It is preferably 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less.

有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)としては、レジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができる。前記リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することが好ましい。
炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機系現像液製造用の有機系被濾過液において説明したものと同様のものを挙げることができる。
中でも、有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)は、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有することが好ましく、1価アルコールを含有することがより好ましく、炭素数5以上の1価アルコールを含有することが更に好ましい。
1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、シクロペンタノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノールなどを用いることができる。
有機系リンス液は、4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルであることが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as long as a resist pattern is not melt | dissolved as an organic to-be-filtered liquid (as a result organic-based rinse liquid), The solution containing a general organic solvent can be used. The rinsing liquid preferably contains at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents.
Specific examples of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents are the same as those described in the description of the organic filtrate for the production of organic developers. Can be mentioned.
Among them, the organic liquid to be filtered (and thus the organic rinsing liquid) preferably contains an alcohol solvent or an ester solvent, more preferably contains a monohydric alcohol, and a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms. It is still more preferable to contain.
Examples of monohydric alcohols include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. Specific examples include 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1- Pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3 -Heptanol, 3-octanol, 4-octanol and the like can be used, and particularly preferable monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pen Tanol, 3-methyl-1-butanol and the like can be used.
The organic rinsing liquid is preferably 4-methyl-2-pentanol or butyl acetate.

有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)中の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。   The water content in the organic filtered liquid (and hence the organic rinsing liquid) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)の蒸気圧は、20℃に於いて0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下が更に好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が最も好ましい。上記蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウエハー面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウエハー面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the organic filtered liquid (and hence the organic rinsing liquid) is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and more preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa at 20 ° C. The following are most preferred. By setting the vapor pressure to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and further, the swelling due to the penetration of the rinse liquid is suppressed, and the dimensional uniformity in the wafer surface is good. Turn into.

有機系被濾過液(ひいては、有機系リンス液)には、上述の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   An appropriate amount of the above-mentioned surfactant can be added to the organic liquid to be filtered (and hence the organic rinsing liquid).

有機系被濾過液を構成する液は、蒸留されたものであることが好ましい。これにより、化学増幅型レジスト膜のパターニング用途に適した、より高純度の有機系処理液を製造することができる。
蒸留は、1回行ってもよいし、2回以上行ってもよい。蒸留方法は、公知の方法を適宜適用することができる。例えば、特開2006−305573号公報、特開昭62−161736号公報、特開昭58−211000などに記載の方法に準じて蒸留することが可能であるが、これらの方法のみに限定されるものではない。
The liquid constituting the organic filtrate is preferably distilled. Thereby, it is possible to manufacture a higher-purity organic processing liquid suitable for patterning a chemically amplified resist film.
Distillation may be performed once or two or more times. A known method can be appropriately applied as the distillation method. For example, although distillation can be performed according to the methods described in JP-A-2006-305573, JP-A-62-161736, JP-A-58-211000, etc., it is limited only to these methods. It is not a thing.

液量調整バルブ12は、有機系被濾過液の流量を制御するものであり、公知のバルブを採用できる。
後述するように、液量調整バルブ12により有機系被濾過液の流量を制御することで、有機系被濾過液の濾過速度及び濾過圧力を調整できる。
The liquid amount adjusting valve 12 controls the flow rate of the organic filtrate to be filtered, and a known valve can be adopted.
As will be described later, the filtration rate and the filtration pressure of the organic filtrate can be adjusted by controlling the flow rate of the organic filtrate by the liquid amount adjusting valve 12.

濾過装置21は、液入口部21aと、液入口部21aに接続する1段目フィルターF1と、1段目フィルターF1に接続する2段目フィルターF2と、2段目フィルターF2に接続する液出口部21bとを有している。
ここで、液入口部21aは液量調整バルブ12側に、液出口部21bは流れ切替えバルブ15側に、それぞれ、接続されている。
また、1段目フィルターF1及び2段目フィルターF2は、それぞれ、第1のフィルターハウジングH1及び第2のフィルターハウジングH2の内部に収容されている。
そして、第1のフィルターハウジングH1及び第2のフィルターハウジングH2には、それぞれ、フィルターF1及びフィルターF2交換時に必要なフィルター及びフィルターハウジング内のエア抜き作業、または、液を有機系夜処理液製造システム100の循環ラインから排出するためのドレインD1,D2がそれぞれ設けられている。
The filtration device 21 includes a liquid inlet 21a, a first-stage filter F1 connected to the liquid inlet 21a, a second-stage filter F2 connected to the first-stage filter F1, and a liquid outlet connected to the second-stage filter F2. Part 21b.
Here, the liquid inlet portion 21a is connected to the liquid amount adjusting valve 12 side, and the liquid outlet portion 21b is connected to the flow switching valve 15 side.
The first-stage filter F1 and the second-stage filter F2 are accommodated in the first filter housing H1 and the second filter housing H2, respectively.
The first filter housing H1 and the second filter housing H2 are respectively provided with a filter and an air removal work in the filter housing, or a system for producing an organic night treatment liquid. Drains D1 and D2 for discharging from 100 circulation lines are provided, respectively.

以上のように、有機系処理液製造システム100においては、2個のフィルターF1,F2を直列的に使用する2段濾過方法を採用している。   As described above, the organic processing liquid manufacturing system 100 employs the two-stage filtration method in which the two filters F1 and F2 are used in series.

フィルターF1,F2の形状は、特に限定されないが、一般的には、ディスクタイプ又はカートリッジタイプとされている。
フィルターF1,F2は、それぞれ、濾過フィルター膜(フィルターメディア)(図示せず)に加えて、メディアサポート、フィルター形状を構成するコア又はケージ、エンドキャップ、及び、Oリングなどから構成されている。
よって、フィルターF1,F2における濾過フィルター膜は、液入口部21aと液出口部21bとを接続する流路内に設けられている。
The shape of the filters F1 and F2 is not particularly limited, but is generally a disk type or a cartridge type.
Each of the filters F1 and F2 includes a media support, a core or cage constituting a filter shape, an end cap, and an O-ring in addition to a filtration filter membrane (filter media) (not shown).
Therefore, the filtration filter membranes in the filters F1 and F2 are provided in the flow path connecting the liquid inlet portion 21a and the liquid outlet portion 21b.

フィルターを構成する部材は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド樹脂等であることが好ましく、フッ素樹脂、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、ポリアミド樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂であることが特に好ましい。
ただし、フッ素樹脂は疎水性が高く、濾過できる溶剤に制限が生じる場合がある(例えば、極性の高い溶剤)。この場合は、表面が親水化されたフッ素樹脂によりフィルターを構成することで、極性の高い液の濾過が容易となる。
フィルターF1,F2における濾過フィルター膜のポアサイズは、それぞれ、200nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることが更に好ましい。
ここで、上記ポアサイズが200nm以下であることにより、有機溶剤を含有する液中の微粒子を濾過フィルター膜により十分に除去することができる。
フィルターF1,F2における濾過フィルター膜のポアサイズは、できるだけ小さい方が好ましいが、通常、5nm以上とされている。
The member constituting the filter is preferably a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), a polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), a polyamide resin such as nylon 6 or nylon 66, and the like. A resin, high-density polyethylene, polypropylene, or a polyamide resin is preferable, and a fluororesin is particularly preferable.
However, fluororesins are highly hydrophobic and may limit the solvents that can be filtered (for example, highly polar solvents). In this case, a highly polar liquid can be easily filtered by forming the filter with a fluororesin having a hydrophilic surface.
The pore size of the filtration filter membrane in each of the filters F1 and F2 is preferably 200 nm or less, more preferably 50 nm or less, and still more preferably 20 nm or less.
Here, when the pore size is 200 nm or less, the fine particles in the liquid containing the organic solvent can be sufficiently removed by the filtration filter membrane.
The pore size of the filtration filter membrane in the filters F1 and F2 is preferably as small as possible, but is usually 5 nm or more.

フィルターF1,F2における濾過フィルター膜は、ポアサイズが50nm以下である、ポリエチレン樹脂膜、フッ素樹脂膜、又は、ポリアミド樹脂膜であることが好ましい。   The filtration filter membrane in the filters F1 and F2 is preferably a polyethylene resin membrane, a fluororesin membrane, or a polyamide resin membrane having a pore size of 50 nm or less.

なお、本明細書において、濾過フィルター膜のポアサイズは、フィルターの平均孔径を意味し、メーカーの公称孔径値である。   In the present specification, the pore size of the filter membrane means the average pore size of the filter, and is the manufacturer's nominal pore size value.

濾過圧力は濾過精度に影響を与えることから、濾過時における圧力の脈動は可能な限り少ない方が好ましい。
また、特に有機系被濾過液中に含有される微粒子の量が多い場合においては、大きな粒子から段階的に除去すれば、フィルターの詰まりを防止でき、有機系処理液の製造生産性を向上できる。
これらの観点から、濾過方法としては、複数個のフィルターを直列に接続し、1段目の濾過に近いほど、濾過フィルター膜のポアサイズをより大きくした多段濾過方法を採用することが好ましい。
すなわち、濾過装置21においては、1段目の濾過を行う1段目フィルターF1における濾過フィルター膜のポアサイズは、2段目の濾過を行う2段目フィルターF2における濾過フィルター膜のポアサイズよりも大きいことが好ましい。
Since the filtration pressure affects the filtration accuracy, the pressure pulsation during filtration is preferably as small as possible.
In particular, when the amount of fine particles contained in the organic filtered liquid is large, the filter can be prevented from being clogged by removing the large particles step by step, and the productivity of the organic processing liquid can be improved. .
From these viewpoints, it is preferable to employ a multistage filtration method in which a plurality of filters are connected in series and the pore size of the filtration filter membrane is larger as the filtration is closer to the first stage.
That is, in the filtration device 21, the pore size of the filtration filter membrane in the first-stage filter F1 that performs the first-stage filtration is larger than the pore size of the filtration filter membrane in the second-stage filter F2 that performs the second-stage filtration. Is preferred.

また、濾過フィルター膜で、液から微粒子等の異物を除去する方法としては、濾過フィルター膜のポアサイズを異物のサイズより小さく設定することによる篩い効果を利用した方法の他に、異物を濾過フィルター膜の表面に吸着させる方法なども知られており、本発明が除去の対象物として考えている低分子有機物(例えば、低分子オレフィン化合物)を吸着除去できるような濾過フィルター膜であることも好ましい。   Moreover, as a method of removing foreign matters such as fine particles from the liquid with a filtration filter membrane, in addition to a method utilizing a sieving effect by setting the pore size of the filtration filter membrane to be smaller than the size of the foreign matter, the filtration filter membrane for foreign matters is used. A method of adsorbing on the surface of the filter is also known, and a filtration filter membrane that can adsorb and remove low molecular weight organic substances (for example, low molecular weight olefin compounds) considered as an object to be removed by the present invention is also preferable.

フィルターF1,F2として使用可能な市販されているカートリッジフィルターとしては、例えば、日本インテグリス株式会社製のマイクロガードPlus、フロロガードAT/ATX、日本ポール株式会社製のPE−クリーン、エンフロンPF、ウルチクリーン・エクセラー、ウルチプリーツ・P−ナイロンなどが挙げられる。   Examples of commercially available cartridge filters that can be used as the filters F1 and F2 include, for example, Microguard Plus, Fluorogard AT / ATX, manufactured by Nihon Entegris Co., Ltd., PE-Clean, Enflon PF, Ulticlean Examples include Exceller, Ultiplez and P-Nylon.

圧力/流量/液温計13は、濾過装置21の液入口部21aにおける液の圧力、流量及び温度を測定する計測器であり、公知のものをいずれも採用できる。
流量/液温計14は、濾過装置21の液出口部21bにおける液の温度を測定する計測器であり、公知のものをいずれも採用できる。圧力/流量/液温計13と流量/液温計14は、主に、後に詳述する、液入口部21aにおける液の温度(T)と、液出口部21bにおける液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)、濾過装置21における液の濾過速度、及び、濾過装置21における液による濾過圧力を確認するためのものであり、有機系処理液の製造自体に必須の物ではない。そのため、製造条件の確認時以外の場合は、圧力/流量/液温計13と流量/液温計14とを省略することもできる。
The pressure / flow rate / liquid thermometer 13 is a measuring instrument that measures the pressure, flow rate, and temperature of the liquid at the liquid inlet portion 21a of the filtration device 21, and any known one can be employed.
The flow rate / liquid thermometer 14 is a measuring instrument that measures the temperature of the liquid at the liquid outlet 21b of the filtration device 21, and any known one can be employed. The pressure / flow rate / liquid thermometer 13 and the flow rate / liquid thermometer 14 mainly include the liquid temperature (T I ) at the liquid inlet portion 21a and the liquid temperature (T o ) at the liquid outlet portion 21b, which will be described in detail later. ), The absolute value of the difference (| T I −T o |), the filtration speed of the liquid in the filtration device 21, and the filtration pressure by the liquid in the filtration device 21. It is not essential for manufacturing itself. Therefore, the pressure / flow rate / liquid thermometer 13 and the flow rate / liquid thermometer 14 can be omitted except when the manufacturing conditions are confirmed.

流れ切替えバルブ15は、濾過装置21からの液の流れを、ポンプ16側(循環側)と、液の取出口17側(取出側)とに切り替えることができるバルブであり、公知のものをいずれも採用できる。   The flow switching valve 15 is a valve that can switch the flow of the liquid from the filtration device 21 between the pump 16 side (circulation side) and the liquid outlet 17 side (extraction side). Can also be adopted.

ポンプ16は、流れ切替えバルブ15からの液を、液タンク11に送液するためのポンプであり、液を有機系処理液製造システム100の循環ラインから排出するためのドレインD3が設けられている。ポンプ16は、公知のものをいずれも採用できるが、有機系処理液製造システム100内から液へのコンタミネーションの持ち込みを最小限にするという点で、気泡発生、及び、脈動の少ないポンプが特に好ましい。   The pump 16 is a pump for sending the liquid from the flow switching valve 15 to the liquid tank 11, and is provided with a drain D <b> 3 for discharging the liquid from the circulation line of the organic processing liquid manufacturing system 100. . Any known pump can be used as the pump 16, but a pump that generates less bubbles and less pulsation is particularly preferable in terms of minimizing the introduction of contamination into the liquid from the organic processing liquid manufacturing system 100. preferable.

有機系処理液製造システム100において、液タンク11の液に接触する内壁、及び、上記した濾過装置21以外における流路(配管、シール部、ジョイント部材など)の液に対する接触面、を構成する素材は、“ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂”とは異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属であることが好ましい。
また、液タンク11については、液タンク11が、更に、有機系被濾過液を密閉するためのシール部を有している場合、このシール部も、“ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂”とは異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成されることが好ましい。
ここで、上記シール部とは、外気を遮断可能な部材を意味し、パッキンやOリングなどを好適に挙げることができる。
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂とは異なる前記樹脂は、パーフルオロ樹脂であることが好ましい。
In the organic processing liquid manufacturing system 100, a material constituting an inner wall that comes into contact with the liquid in the liquid tank 11 and a contact surface with respect to the liquid in a flow path (pipe, seal portion, joint member, etc.) other than the filtration device 21 described above. Is a resin different from “one or more resins selected from the group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene-polypropylene resin”, or a metal that has been subjected to rust prevention and metal elution prevention treatment. Is preferred.
As for the liquid tank 11, when the liquid tank 11 further has a seal portion for sealing the organic filtered liquid, this seal portion is also “polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene- It is preferably formed from a resin different from “one or more resins selected from the group consisting of polypropylene resins” or a metal that has been subjected to a rust prevention / metal elution prevention treatment.
Here, the said seal part means the member which can interrupt | block outside air, and can mention a packing, an O-ring etc. suitably.
The resin different from at least one resin selected from the group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene-polypropylene resin is preferably a perfluoro resin.

パーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂(ETFE)、三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂(ECTFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン共重合樹脂(PCTFE)、フッ化ビニル樹脂(PVF)等を挙げることができる。
特に好ましいパーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を挙げることができる。
Examples of perfluororesins include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), and tetrafluoride. Ethylene-ethylene copolymer resin (ETFE), ethylene trifluoride-ethylene copolymer resin (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), ethylene trifluoride chloride copolymer resin (PCTFE), vinyl fluoride resin ( PVF) and the like.
Particularly preferred perfluoro resins include tetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin.

防錆・金属溶出防止処理が施された金属における金属としては、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼等を挙げることができる。
防錆・金属溶出防止処理としては、皮膜技術を適用することが好ましい。
皮膜技術には、金属被覆(各種メッキ),無機被覆(各種化成処理,ガラス,コンクリート,セラミックスなど)および有機被覆(さび止め油,塗料,ゴム,プラスチックス)の3種に大別されている。
好ましい皮膜技術としては、錆止め油、錆止め剤、腐食抑制剤、キレート化合物、可剥性プラスチック、ライニング剤による表面処理が挙げられる。
中でも、各種のクロム酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、燐酸塩、オレイン酸、ダイマー酸、ナフテン酸等のカルボン酸、カルボン酸金属石鹸、スルホン酸塩、アミン塩、エステル(高級脂肪酸のグリセリンエステルや燐酸エステル)などの腐食抑制剤、エチレンジアンテトラ酢酸、グルコン酸、ニトリロトリ酢酸、ヒドロキシエチルエチオレンジアミン三作酸、ジエチレントリアミン五作酸などのキレート化合物及びフッ素樹脂ライニングが好ましい。特に好ましいのは、燐酸塩処理とフッ素樹脂ライニングである。
また、直接的な被覆処理と比較して、直接、錆を防ぐわけではないが、被覆処理による防錆期間の延長につながる処理方法として、防錆処理にかかる前の段階である「前処理」を採用することも好ましい。
このような前処理の具体例としは、金属表面に存在する塩化物や硫酸塩などの種々の腐食因子を、洗浄や研磨によって除去する処理を好適に挙げることができる。
Examples of the metal in the metal subjected to the rust prevention / metal elution prevention treatment include carbon steel, alloy steel, nickel chromium steel, nickel chromium molybdenum steel, chromium steel, chromium molybdenum steel, manganese steel and the like.
As the rust prevention / metal elution prevention treatment, it is preferable to apply a film technology.
There are three types of coating technology: metal coating (various plating), inorganic coating (various chemical conversion treatment, glass, concrete, ceramics, etc.) and organic coating (rust prevention oil, paint, rubber, plastics). .
Preferable film technology includes surface treatment with a rust preventive oil, a rust preventive agent, a corrosion inhibitor, a chelate compound, a peelable plastic, and a lining agent.
Among them, various chromates, nitrites, silicates, phosphates, carboxylic acids such as oleic acid, dimer acid, naphthenic acid, carboxylic acid metal soaps, sulfonates, amine salts, esters (glycerin esters of higher fatty acids) And chelating compounds such as ethylene diantetraacetic acid, gluconic acid, nitrilotriacetic acid, hydroxyethyl ethyl orange amine trisuccinic acid, diethylene triamine pentic acid, and fluororesin lining. Particularly preferred are phosphating and fluororesin lining.
In addition, compared with direct coating treatment, it does not directly prevent rust, but as a treatment method that leads to the extension of the rust prevention period by coating treatment, "pretreatment" is a stage before rust prevention treatment. It is also preferable to adopt.
As a specific example of such pretreatment, a treatment for removing various corrosive factors such as chlorides and sulfates existing on the metal surface by washing and polishing can be preferably mentioned.

有機系処理液製造システム100においては、ポンプ16を稼動させることにより、液がシステム内を循環し、液タンク11内に収容された有機系被濾過液が、濾過装置21を通過することで、化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液が製造される。
製造された有機系処理液は、流れ切替えバルブ15を液の取出口17側に切り替えることにより、液の取出口17から取り出される。
濾過精度の均一性を向上させる観点から、ポンプを一定時間以上稼動させることにより、一定時間以上、液をシステム内で循環させてもよい。また、定期的に取出口17から出てくる液を検査し、パーティクル検査結果が安定後、ポンプを停止させ、取出口17から濾過した液を取り出してもよい。
In the organic processing liquid manufacturing system 100, by operating the pump 16, the liquid circulates in the system, and the organic filtered liquid stored in the liquid tank 11 passes through the filtration device 21, An organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film is manufactured.
The produced organic processing liquid is taken out from the liquid outlet 17 by switching the flow switching valve 15 to the liquid outlet 17 side.
From the viewpoint of improving the uniformity of the filtration accuracy, the liquid may be circulated in the system for a certain time or longer by operating the pump for a certain time or longer. Further, the liquid coming out from the outlet 17 may be inspected periodically, and after the particle inspection result is stabilized, the pump may be stopped and the filtered liquid may be taken out from the outlet 17.

一般に、有機系被濾過液は、比熱が小さく、かつ、揮発性が高い。そのため、液温制御が充分に行われてない部分(特にフィルター通過時)において、液温変動を起こす。また、有機系被濾過液が、高い粘度を有する溶剤である場合には、濾過時間が長くなるため、液温変動の影響がより大きくなる。
本発明者らは、この温度変動の抑制が、特に、有機系現像液を用いて微細化(例えば、30nmノード以下)パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、パーティクルの発生を低減することに貢献することを見出した。
In general, the organic filtrate to be filtered has a small specific heat and a high volatility. Therefore, the liquid temperature fluctuates in a portion where the liquid temperature control is not sufficiently performed (particularly when passing through the filter). In addition, when the organic liquid to be filtered is a solvent having a high viscosity, the filtration time becomes longer, so that the influence of the liquid temperature fluctuation becomes larger.
The present inventors have found that the suppression of the temperature fluctuation is particularly effective in reducing the generation of particles in a negative pattern forming technique of forming a fine pattern (for example, 30 nm node or less) using an organic developer. Found to contribute.

すなわち、本発明の化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法においては、先ず、濾過装置21の液入口部21aにおける液の温度(T)と、濾過装置21の液出口部21bにおける液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)が、3℃以下とされている。
上記絶対値|T−T|が3℃超過であるであると、有機系現像液を用いて微細化パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、問題視され得るパーティクルの発生を低減することが困難になる。
上記したように、フィルターは、濾過フィルター膜(フィルターメディア)、メディアサポート、フィルター形状を構成するコア又はケージ、エンドキャップ、及び、Oリングなど様々な部品から構成されており、金属コンタミネーションを嫌う半導体製造用途という制限から、フィルター構成部材は基本的に樹脂製である。一般に、樹脂には樹脂の耐久性を確保するために、様々な添加剤が含まれている。また、一般に広く使用される樹脂合成方法(ラジカル法、熱重合法)では、目的の樹脂分子量よりも低分子重合体も少なからず含まれる。これら添加剤や低分子重合体は有機系処理液に可溶であり、処理液のコンタミネーションとなる。特に、微細化(例えば、30nmノード以下)パターンを形成するネガ型パターン形成技術に用いられる有機処理液において、このコンタミネーションが無視できなくなってきたものと考えられる。このコンタミネーションは物質の溶解性が原因であるため、コンタミネーションを最小限、かつ、一定制御するために、濾過中の液温管理(より具体的には、上記絶対値|T−T|が3℃以下とする温度管理)を行うことにより、上記パーティクルの発生が低減されたものと推測される。
That is, in the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the present invention, first, the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet portion 21a of the filtration device 21 and the liquid outlet of the filtration device 21. The absolute value (| T I −T o |) of the difference from the liquid temperature (T o ) in the part 21b is set to 3 ° C. or less.
When the absolute value | T I −T o | exceeds 3 ° C., the generation of particles that may be regarded as a problem is reduced in a negative pattern forming technique in which a fine pattern is formed using an organic developer. It becomes difficult.
As described above, the filter is composed of various components such as a filtration filter membrane (filter media), a media support, a core or cage constituting the filter shape, an end cap, and an O-ring, and is disliked by metal contamination. Because of the limitation of semiconductor manufacturing applications, the filter component is basically made of resin. Generally, various additives are contained in the resin in order to ensure the durability of the resin. In general, resin synthesis methods (radical method, thermal polymerization method) that are widely used include a low molecular weight polymer rather than the target resin molecular weight. These additives and low molecular weight polymers are soluble in the organic processing liquid and become a contamination of the processing liquid. In particular, it is considered that this contamination cannot be ignored in an organic processing liquid used in a negative pattern forming technique for forming a fine pattern (for example, a node of 30 nm or less). Since this contamination is caused by the solubility of the substance, in order to control the contamination to a minimum and constant, the liquid temperature control during the filtration (more specifically, the absolute value | T I −T o described above). It is presumed that the generation of the particles is reduced by performing temperature management in which | is 3 ° C. or lower.

上記絶対値|T−T|は、2℃以下であることが好ましく、1℃以下であることがより好ましく、0.5℃以下であることがより好ましく、0℃であることが特に好ましい。 The absolute value | T I −T o | is preferably 2 ° C. or less, more preferably 1 ° C. or less, more preferably 0.5 ° C. or less, and particularly preferably 0 ° C. preferable.

また、液の温度は、被濾過液の粘度と、製造システムを構成する設備から有機系処理液への不純物の混入量とに影響を与えるものである。
液の温度が低いと、被濾過液の粘度が高くなりすぎ、濾過流量が低下し、濾過圧力が高くなるので、濾過精度と生産性との両立が困難な傾向となる。
一方、液中の物質の溶解度は、一般に、液の温度が低い方が小さいため、濾過に供される液の温度がある程度低いことは、製造システムを構成する設備からの有機系処理液への不純物の混入量を低下できる観点から好ましい。
よって、濾過精度、製造プロセス設備からの有機系処理へのコンタミ混入量、及び、生産性を満足させるためには、上記絶対値|T−T|に加えて、濾過中の液の温度自体を管理することがより好ましい。
具体的には、フィルター通過前の液の温度、すなわち、濾過装置21の液入口部21aにおける液の温度(T)が、15℃以上35℃以下であることが好ましく、20℃以上30℃以下であることがより好ましく、20℃以上25℃以下であることが最も好ましい。
The temperature of the liquid affects the viscosity of the liquid to be filtered and the amount of impurities mixed into the organic processing liquid from the equipment constituting the manufacturing system.
When the temperature of the liquid is low, the viscosity of the liquid to be filtered becomes too high, the filtration flow rate is reduced, and the filtration pressure is increased, so that it is difficult to achieve both filtration accuracy and productivity.
On the other hand, the solubility of substances in the liquid is generally lower when the temperature of the liquid is lower. Therefore, the temperature of the liquid used for filtration is low to some extent, which indicates that the organic processing liquid from the equipment constituting the manufacturing system This is preferable from the viewpoint of reducing the amount of impurities mixed.
Therefore, in order to satisfy the filtration accuracy, the contamination contamination amount from the manufacturing process equipment to the organic processing, and the productivity, in addition to the absolute value | T I −T o |, the temperature of the liquid during filtration It is more preferable to manage itself.
Specifically, the temperature of the liquid before passing through the filter, that is, the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet 21a of the filtering device 21 is preferably 15 ° C. or higher and 35 ° C. or lower, and 20 ° C. or higher and 30 ° C. It is more preferable that the temperature is 20 ° C. or more and 25 ° C. or less.

上記絶対値|T−T|及び温度Tを調整する方法としては、例えば、タンク11、濾過装置21の液入口部21a、第1のフィルターハウジングH1、第2のフィルターハウジングH2、及び、液出口部21bの少なくとも1つに保温設備(ヒーターやウォータージャケットなどの周知の設備)を装着し、各位置における温度を調整する方法、有機系処理液製造システム100を、温度管理がなされたクリーンルーム内に設置するなどの方法を好ましく挙げることができる。 As a method of adjusting the absolute value | T I −T o | and the temperature T I , for example, the tank 11, the liquid inlet 21a of the filtration device 21, the first filter housing H1, the second filter housing H2, and The temperature management of the organic processing liquid manufacturing system 100 was performed by attaching a heat insulation facility (a well-known facility such as a heater or a water jacket) to at least one of the liquid outlet portions 21b and adjusting the temperature at each position. The method of installing in a clean room etc. can be mentioned preferably.

また、濾過速度は、濾過精度、フィルターからの有機系処理液への不純物の混入量、及び、生産性に影響を与えるものである。
一般的に、濾過速度が低いことは、濾過精度を高めるには好ましいが、フィルターからの有機系処理液への不純物の混入量を増加させるとともに、生産性を低下させる要因となり得る。
本発明者らは、鋭意検討の結果、上記したように、濾過装置21の液入口部21aにおける液の温度(T)と、濾過装置21の液出口部21bにおける液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)を、3℃以下とするとともに、濾過圧力を低い値にしつつ、濾過速度を所定値以上とすることで、特に、有機系現像液を用いて微細化(例えば、30nmノード以下)パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、パーティクルの発生を低減できることを見出した(また、生産性を満足できることも見出した)。
Further, the filtration rate affects the filtration accuracy, the amount of impurities mixed into the organic processing liquid from the filter, and the productivity.
In general, a low filtration rate is preferable in order to increase the filtration accuracy, but it can increase the amount of impurities mixed into the organic processing liquid from the filter and reduce productivity.
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have, as described above, the liquid temperature (T I ) at the liquid inlet 21 a of the filtration device 21 and the liquid temperature (T o ) at the liquid outlet 21 b of the filtration device 21. The absolute value of the difference (| T I −T o |) is 3 ° C. or lower, and the filtration speed is set to a predetermined value or higher while lowering the filtration pressure. It has been found that the generation of particles can be reduced in a negative pattern forming technique that forms a fine pattern (for example, a node of 30 nm or less) by using it (and that the productivity can be satisfied).

すなわち、本発明の化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法においては、濾過装置21における液の濾過速度が0.5L/分/m以上とされるとともに、濾過装置21における液による濾過圧力が0.10MPa以下とされている。 That is, in the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film of the present invention, the filtration rate of the liquid in the filtration device 21 is 0.5 L / min / m 2 or more, and the filtration device 21 is used. The filtration pressure by the liquid in is set to 0.10 MPa or less.

一方、上記濾過速度が0.5L/分/m未満であるか、あるいは、上記濾過圧力が0.10MPa超過であると、有機系現像液を用いて微細化パターンを形成するネガ型パターン形成技術において、問題視され得るパーティクルの発生を低減することが困難になる。 On the other hand, if the filtration rate is less than 0.5 L / min / m 2 or the filtration pressure is more than 0.10 MPa, a negative pattern is formed using an organic developer. In the technology, it becomes difficult to reduce the generation of particles that can be regarded as a problem.

上記濾過速度は、0.6L/分/m以上であることが好ましく、0.75L/分/m以上であることがより好ましく、1.0L/分/m以上であることが更に好ましい。
フィルターにはフィルター性能(フィルターが壊れない)を保障する耐差圧が設定されており、この値が大きい場合には濾過圧力を高めることで濾過速度を高めることができる。つまり、上記濾過速度上限は、通常、フィルターの耐差圧に依存するが、通常、10.0L/分/m以下が好ましい。
The filtration rate is preferably 0.6 L / min / m 2 or more, more preferably 0.75 L / min / m 2 or more, still be at 1.0 L / min / m 2 or more preferable.
The filter has a differential pressure resistance that assures filter performance (the filter will not break). If this value is large, the filtration speed can be increased by increasing the filtration pressure. That is, the upper limit of the filtration rate usually depends on the resistance to pressure difference of the filter, but is usually preferably 10.0 L / min / m 2 or less.

上記濾過圧力は、0.01MPa以上0.10MPa以下であることが好ましく、0.03MPa以上0.08MPa以下であることがより好ましく、0.03MPa以上0.06MPa以下であることが特に好ましい。
また、濾過フィルター膜のポアサイズが小さくなると濾過速度が低下するが、例えば、同種の濾過フィルター膜が搭載されたフィルターを、複数個で、並列に接続することで濾過面積が拡大して濾過圧力を下がるので、これにより、濾過速度低下を補償することが可能になる。
The filtration pressure is preferably 0.01 MPa or more and 0.10 MPa or less, more preferably 0.03 MPa or more and 0.08 MPa or less, and particularly preferably 0.03 MPa or more and 0.06 MPa or less.
In addition, when the pore size of the filtration filter membrane decreases, the filtration speed decreases.For example, by connecting a plurality of filters equipped with the same type of filtration filter membrane in parallel, the filtration area is expanded and the filtration pressure is increased. This makes it possible to compensate for the reduction in filtration rate.

濾過装置における液の濾過速度は、濾過装置に流れる液の濾過流量を用いて求めることができる。
濾過装置における液の濾過速度は、下式のように定義付けることができる。
The filtration speed of the liquid in the filtration device can be determined using the filtration flow rate of the liquid flowing through the filtration device.
The filtration rate of the liquid in the filtration device can be defined as follows:

濾過装置における液の濾過速度(L/分/m)=濾過装置に流れる液の濾過流量(L/分)/濾過装置中の全濾過フィルター膜の濾過総表面積(m
ここで、濾過装置に流れる液の濾過流量は、濾過装置の液入口部ないしは液出口部に取り付けられた流量計(有機系処理液製造システム100においては、圧力/流量/液温計13、又は、流量/液温計14)により測定できる。
濾過フィルター膜の濾過表面積(m)は、典型的には、濾過フィルター膜の製造メーカーが公表する値を採用できる。
Filtration rate of liquid in the filtration device (L / min / m 2 ) = filtration flow rate of liquid flowing through the filtration device (L / min) / total filtration surface area of all filtration filter membranes in the filtration device (m 2 )
Here, the filtration flow rate of the liquid flowing through the filtration device is a flow meter attached to the liquid inlet portion or the liquid outlet portion of the filtration device (in the organic processing liquid production system 100, the pressure / flow rate / liquid thermometer 13, or The flow rate / liquid thermometer 14) can be measured.
As the filtration surface area (m 2 ) of the filtration filter membrane, a value published by the manufacturer of the filtration filter membrane can be adopted.

濾過装置における液による濾過圧力は、濾過フィルター膜がどのように配置されていても、濾過装置の液入口部における液の圧力であり、有機系処理液製造システム100においては、圧力/流量/液温計13により測定した圧力値を、濾過装置21における液による濾過圧力とすることができる。   The filtration pressure by the liquid in the filtration device is the pressure of the liquid at the liquid inlet of the filtration device regardless of the arrangement of the filtration filter membrane. In the organic processing liquid production system 100, the pressure / flow rate / liquid The pressure value measured by the thermometer 13 can be used as the filtration pressure by the liquid in the filtration device 21.

濾過装置における液の濾過速度及び濾過圧力は、それぞれ、液量調整バルブ12による有機系被濾過液の流量の制御、フィルターの種類、及び、フィルターの配置方法等を変更することにより、調整できる。   The filtration speed and filtration pressure of the liquid in the filtration device can be adjusted by changing the flow rate of the organic filtrate to be filtered by the liquid amount adjusting valve 12, the type of filter, the arrangement method of the filter, and the like.

以上、本発明の実施形態に係る化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法について説明したが、本発明の化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、濾過装置21を通過した液を液タンク11に戻せるように、すなわち、循環ラインが形成されるように、有機系処理液製造システム100を構成したが、非循環型の有機系処理液製造システムを採用してもよい。
また例えば、前述した実施形態においては、2個のフィルターを直列的に使用する2段濾過方法としたが、複数のフィルターを直列的に使用しない(例えば、1つのフィルターのみを使用する)1段濾過であってもよいし、あるいは、3個以上のフィルターを直列的に使用する多段濾過であってもよい。
有機系処理液の製造生産性と製造コストとの両立等に支障が無ければ、4段以上の濾過方法であってもよいが、製造生産性と製造コストとのバランスを鑑みると、2段又は3段の濾過方法を採用することが好ましい。
また例えば、上述の有機系処理液製造システム100においては、ポンプ16を、流れ切替えバルブ15と、液タンク11との間に設けたが、液タンク11と、濾過装置21との間に設けてもよい。
As described above, the manufacturing method of the organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to the embodiment of the present invention has been described. However, the manufacturing method of the organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film of the present invention is as follows. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, in the above-described embodiment, the organic processing liquid manufacturing system 100 is configured so that the liquid that has passed through the filtration device 21 can be returned to the liquid tank 11, that is, a circulation line is formed. A type organic processing liquid production system may be adopted.
In addition, for example, in the above-described embodiment, the two-stage filtration method using two filters in series is used, but a plurality of filters are not used in series (for example, only one filter is used). Filtration may be used, or multistage filtration using three or more filters in series may be used.
If there is no hindrance in the compatibility between the production productivity and the production cost of the organic processing liquid, a four-stage or more filtration method may be used, but in view of the balance between the production productivity and the production cost, the two-stage or It is preferable to employ a three-stage filtration method.
For example, in the organic processing liquid manufacturing system 100 described above, the pump 16 is provided between the flow switching valve 15 and the liquid tank 11, but is provided between the liquid tank 11 and the filtration device 21. Also good.

また、本発明は、上記の本発明の実施形態に係る化学増幅型レジスト膜のパターンニング用有機系処理液の製造方法により製造された化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液にも関する。   The present invention also relates to an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film manufactured by the method for manufacturing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to the above-described embodiment of the present invention. .

次に、上記した本発明の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製造方法により製造された有機系処理液を用いた、パターン形成方法について説明する。   Next, the pattern formation method using the organic processing liquid manufactured by the manufacturing method of the organic processing liquid for patterning of the above-mentioned chemical amplification type resist film of this invention is demonstrated.

本発明のパターン形成方法は、
(ア)化学増幅型レジスト組成物により膜(化学増幅型レジスト膜)を形成する工程、
(イ)該膜を露光する工程、及び
(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、
を含む。
ここで、工程(ウ)における有機系現像液は、上記した本発明の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製造方法により製造された有機系現像液であり、その具体例及び好ましい例は上記した通りである。
The pattern forming method of the present invention comprises:
(A) forming a film (chemically amplified resist film) from the chemically amplified resist composition;
(A) a step of exposing the film, and (c) a step of developing the exposed film using an organic developer,
including.
Here, the organic developer in the step (c) is an organic developer produced by the above-described method for producing an organic processing solution for patterning of the chemically amplified resist film of the present invention, and specific examples and preferable examples thereof. Examples are as described above.

上記露光工程における露光は、液浸露光であってもよい。
本発明のパターン形成方法は、露光工程の後に、加熱工程を有することが好ましい。
また、本発明のパターン形成方法は、アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に有していてもよい。
本発明のパターン形成方法は、露光工程を、複数回有することができる。
本発明のパターン形成方法は、加熱工程を、複数回有することができる。
The exposure in the exposure step may be immersion exposure.
It is preferable that the pattern formation method of this invention has a heating process after an exposure process.
Moreover, the pattern formation method of this invention may further have the process developed using an alkaline developing solution.
The pattern formation method of this invention can have an exposure process in multiple times.
The pattern formation method of this invention can have a heating process in multiple times.

本発明のパターン形成方法に於いて、露光工程、及び現像工程は、一般的に知られている方法により行うことができる。   In the pattern forming method of the present invention, the exposure step and the development step can be performed by generally known methods.

製膜後、露光工程の前に、前加熱工程(PB;Prebake)を含むことも好ましい。
また、露光工程の後かつ現像工程の前に、露光後加熱工程(PEB;Post Exposure Bake)を含むことも好ましい。
加熱温度はPB、PEB共に70〜130℃で行うことが好ましく、80〜120℃で行うことがより好ましい。
加熱時間は30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行っても良い。
ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルが改善する。
It is also preferable to include a preheating step (PB; Prebake) after the film formation and before the exposure step.
It is also preferable to include a post-exposure heating step (PEB; Post Exposure Bake) after the exposure step and before the development step.
The heating temperature is preferably 70 to 130 ° C., more preferably 80 to 120 ° C. for both PB and PEB.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 seconds.
Heating can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.
The reaction of the exposed part is promoted by baking, and the sensitivity and pattern profile are improved.

本発明における露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、電子線等を挙げることができ、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)、電子線等であり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV又は電子線が好ましく、ArFエキシマレーザーであることがより好ましい。 Although there is no restriction | limiting in the light source wavelength used for the exposure apparatus in this invention, Infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-rays, an electron beam, etc. can be mentioned, Preferably it is 250 nm or less. More preferably 220 nm or less, particularly preferably far ultraviolet light having a wavelength of 1 to 200 nm, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), electron beam, etc., KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV or electron beam are preferable, and ArF excimer laser is more preferable.

また、本発明の露光を行う工程においては液浸露光方法を適用することができる。
更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
Moreover, the immersion exposure method can be applied in the step of performing exposure according to the present invention.
Furthermore, it can be combined with super-resolution techniques such as the phase shift method and the modified illumination method that are currently being studied.

液浸露光を行う場合には、(1)基板上に膜を形成した後、露光する工程の前に、及び/又は(2)液浸液を介して膜に露光する工程の後、膜を加熱する工程の前に、膜の表面を水系の薬液で洗浄する工程を実施してもよい。   When performing immersion exposure, (1) after forming the film on the substrate, before the exposure step and / or (2) after exposing the film via the immersion liquid, Prior to the heating step, a step of washing the surface of the membrane with an aqueous chemical may be performed.

液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。   The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.

水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。この添加剤はウエハー上のレジスト層を溶解させず、かつレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。
このような添加剤としては、例えば、水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。
When water is used, an additive (liquid) that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist layer on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element.
As such an additive, for example, an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water is preferable, and specific examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained.

一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

液浸液として用いる水の電気抵抗は、18.3MΩcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(DO)を用いてもよい。
The electrical resistance of the water used as the immersion liquid is preferably 18.3 MΩcm or more, the TOC (organic substance concentration) is preferably 20 ppb or less, and deaeration treatment is preferably performed.
Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive that increases the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明の組成物を用いて形成した膜を、液浸媒体を介して露光する場合には、必要に応じて更に後述の疎水性樹脂(D)を添加することができる。疎水性樹脂(D)が添加されることにより、表面の後退接触角が向上する。膜の後退接触角は60°〜90°が好ましく、更に好ましくは70°以上である。
液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウエハー上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウエハー上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。
When the film formed using the composition of the present invention is exposed through an immersion medium, a hydrophobic resin (D) described later can be further added as necessary. By adding the hydrophobic resin (D), the receding contact angle of the surface is improved. The receding contact angle of the film is preferably 60 ° to 90 °, more preferably 70 ° or more.
In the immersion exposure process, the immersion head needs to move on the wafer following the movement of the exposure head scanning the wafer at high speed to form the exposure pattern, so that the dynamic state is reached. In this case, the contact angle of the immersion liquid with respect to the resist film is important, and the resist is required to follow the high-speed scanning of the exposure head without remaining droplets.

本発明の組成物を用いて形成した膜と液浸液との間には、膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト上層部への塗布適性、放射線、特に193nmの波長を有した放射線に対する透明性、及び液浸液難溶性が挙げられる。トップコートは、レジストと混合せず、更にレジスト上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、193nmにおける透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましい。
具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、及びフッ素含有ポリマーなどが挙げられる。前述の疎水性樹脂(D)はトップコートとしても好適なものである。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズが汚染されるため、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
In order to prevent the film from directly contacting the immersion liquid between the film formed using the composition of the present invention and the immersion liquid, an immersion liquid hardly soluble film (hereinafter also referred to as “top coat”). May be provided. Functions necessary for the top coat include suitability for application to the resist upper layer, transparency to radiation, particularly radiation having a wavelength of 193 nm, and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the resist and can be uniformly applied to the upper layer of the resist.
From the viewpoint of transparency at 193 nm, the topcoat is preferably a polymer that does not contain aromatics.
Specific examples include hydrocarbon polymers, acrylic ester polymers, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, silicon-containing polymers, and fluorine-containing polymers. The above-mentioned hydrophobic resin (D) is also suitable as a top coat. When impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, the optical lens is contaminated. Therefore, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がないか又は小さいことが好ましい。この場合、解像力を向上させることが可能となる。露光光源がArFエキシマレーザー(波長:193nm)の場合には、液浸液として水を用いることが好ましいため、ArF液浸露光用トップコートは、水の屈折率(1.44)に近いことが好ましい。また、透明性及び屈折率の観点から、トップコートは薄膜であることが好ましい。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having low penetration into the film is preferable.
There is preferably no or small difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In this case, the resolution can be improved. When the exposure light source is an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water as the immersion liquid. Therefore, the top coat for ArF immersion exposure is close to the refractive index of water (1.44). preferable. Moreover, it is preferable that a topcoat is a thin film from a viewpoint of transparency and a refractive index.

トップコートは、膜と混合せず、更に液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコートに使用される溶剤は、本発明の組成物に使用される溶媒に難溶で、かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。更に、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。   The topcoat is preferably not mixed with the membrane and further not mixed with the immersion liquid. From this point of view, when the immersion liquid is water, the solvent used for the top coat is preferably a water-insoluble medium that is hardly soluble in the solvent used for the composition of the present invention. Further, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.

本発明において膜を形成する基板は特に限定されるものではなく、シリコン、SiN、SiOやSiN等の無機基板、SOG等の塗布系無機基板等、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造工程、更にはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程で一般的に用いられる基板を用いることができる。更に、必要に応じて、公知の無機または有機反射防止膜を膜と基板の間に形成させても良い。 In the present invention, the substrate on which the film is formed is not particularly limited, and silicon, SiN, inorganic substrates such as SiO 2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal, and thermal head For example, a substrate generally used in a circuit board manufacturing process or other photofabrication lithography process can be used. Furthermore, if necessary, a known inorganic or organic antireflection film may be formed between the film and the substrate.

本発明のパターン形成方法が、アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に有する場合、アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38%質量の水溶液が望ましい。
なお、有機系現像液による現像と、アルカリ現像液による現像を組み合わせることにより、US8,227,183BのFIG.1〜11などで説明されているように、マスクパターンの1/2の線幅のパターンを解像することが期待できる。
When the pattern forming method of the present invention further includes a step of developing using an alkali developer, examples of the alkali developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and ammonia. Inorganic alkalis such as water, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine, Alkaline aqueous solutions such as alcohol amines such as ethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
In particular, an aqueous solution of 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide is desirable.
By combining development with an organic developer and development with an alkaline developer, US Pat. No. 8,227,183B, FIG. As described in 1 to 11 and the like, it can be expected to resolve a pattern having a line width that is ½ of the mask pattern.

アルカリ現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
As a rinsing solution in the rinsing treatment performed after alkali development, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.
In addition, after the developing process or the rinsing process, a process of removing the developing solution or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

露光した膜を有機系現像液を用いて現像する工程における有機系現像液は、上記したように、本発明の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製造方法により製造された有機系現像液であり、現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は好ましくは2mL/sec/mm以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm以下、更に好ましくは1mL/sec/mm以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・レジストパターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
As described above, the organic developer in the step of developing the exposed film using an organic developer is an organic type produced by the method for producing an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film according to the present invention. As a developing method, for example, a method of immersing the substrate in a tank filled with the developer for a certain period of time (dip method), a method of raising the developer on the surface of the substrate by surface tension and leaving it stationary for a certain period of time. Method of developing (paddle method), method of spraying developer on the substrate surface (spray method), and method of continuously discharging developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (Dynamic dispensing method) can be applied.
When the various development methods described above include a step of discharging the developer from the developing nozzle of the developing device toward the resist film, the discharge pressure of the discharged developer (the flow rate per unit area of the discharged developer) is Preferably it is 2 mL / sec / mm 2 or less, More preferably, it is 1.5 mL / sec / mm 2 or less, More preferably, it is 1 mL / sec / mm 2 or less. There is no particular lower limit on the flow rate, but 0.2 mL / sec / mm 2 or more is preferable in consideration of throughput.
By setting the discharge pressure of the discharged developer to be in the above range, pattern defects derived from the resist residue after development can be remarkably reduced.
The details of this mechanism are not clear, but perhaps by setting the discharge pressure within the above range, the pressure applied by the developer to the resist film will decrease, and the resist film / resist pattern may be inadvertently cut or collapsed. This is considered to be suppressed.
The developer discharge pressure (mL / sec / mm 2 ) is a value at the developing nozzle outlet in the developing device.

現像液の吐出圧を調整する方法としては、例えば、ポンプなどで吐出圧を調整する方法や、加圧タンクからの供給で圧力を調整することで変える方法などを挙げることができる。   Examples of the method for adjusting the discharge pressure of the developer include a method of adjusting the discharge pressure with a pump or the like, and a method of changing the pressure by adjusting the pressure by supply from a pressurized tank.

また、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。   Moreover, you may implement the process of stopping image development, after substituting with another solvent after the process developed using the developing solution containing an organic solvent.

有機系現像液を用いて現像する工程に用いられる現像装置は、有機系現像液を塗布可能な塗布現像装置であることが好ましく、塗布現像装置としては、東京エレクトロン社製 LITHIUS、LITHIUS i+、LITHIUS Pro、LITHIUS Pro−i、LITHIUS Pro V、LITHIUS Pro V−i、及び、SOKUDO社製 RF3S、SOKUDO DUO等が挙げられる。
これら塗布現像装置には、標準的に、POUフィルターと呼ばれる接続薬液用フィルター(処理液用フィルター)が搭載されている。
よって、現像工程において、POU搭載塗布現像装置(処理液用フィルターが搭載された現像装置)を使用するとともに、本発明のパターニング用有機系処理液(特に有機系現像液)をPOUフィルターを通過させて現像に使用してもよい。
The developing device used in the step of developing with an organic developer is preferably a coating and developing device that can apply an organic developer. Examples of the coating and developing device include LITHIUS, LITHIUS i +, and LITHIUS manufactured by Tokyo Electron Limited. Pro, LITHIUS Pro-i, LITHIUS Pro V, LITHIUS Pro Vi, and RF 3S manufactured by SOKUDO, SOKUDO DUO, and the like.
These coating and developing apparatuses are typically equipped with a connecting chemical solution filter (processing solution filter) called a POU filter.
Therefore, in the development process, a POU-mounted coating and developing device (a developing device equipped with a processing solution filter) is used, and the patterning organic processing solution (especially an organic developing solution) is allowed to pass through the POU filter. May be used for development.

POU搭載塗布現像装置での使用時には、以下の2点を実施することが好ましい。
1.新品POUフィルター使用時は、POUフィルターを装置にセット直後に使用する処理液を30L以上の量で通液する。
2.6時間以上使用しない時間が空いた場合には、使用直前に1L以上のダミーディスペンスを実施する。
It is preferable to carry out the following two points when used in a POU-mounted coating and developing apparatus.
1. When a new POU filter is used, a treatment liquid used immediately after the POU filter is set in the apparatus is passed in an amount of 30 L or more.
2. If there is time not to be used for more than 6 hours, perform a dummy dispense of 1L or more immediately before use.

本発明のパターン形成方法は、有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。
ここで、有機系リンス液は、上記した本発明の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製造方法により製造された有機系リンス液であり、その具体例及び好ましい例は上記した通りである。
The pattern forming method of the present invention preferably further includes a step of washing with an organic rinse after the step of developing with an organic developer.
Here, the organic rinsing liquid is an organic rinsing liquid manufactured by the above-described method for manufacturing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film of the present invention, and specific examples and preferred examples thereof are as described above. It is.

リンス工程においては、有機溶剤を含む現像液を用いる現像を行ったウエハーを前記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm〜4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。また、リンス工程の後に加熱工程(Post Bake)を含むことも好ましい。ベークによりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程は、通常40〜160℃、好ましくは70〜95℃で、通常10秒〜3分、好ましくは30秒から90秒間行う。   In the rinsing step, the wafer that has been developed using the developer containing the organic solvent is washed using the rinse solution containing the organic solvent. The cleaning method is not particularly limited. For example, a method of continuing to discharge the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid on the substrate surface (spray method), and the like can be applied. Among them, a cleaning treatment is performed by a spin coating method, and after cleaning, the substrate is rotated at a speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate. It is also preferable to include a heating step (Post Bake) after the rinsing step. The developing solution and the rinsing solution remaining between the patterns and inside the patterns are removed by baking. The heating step after the rinsing step is usually 40 to 160 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

本発明のパターン形成方法は、有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を含むとともに、有機系現像液が、上記した本発明の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製造方法により得られた有機系処理液としての酢酸ブチルであり、かつ、有機系リンス液が、上記した本発明の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製造方法により得られた有機系処理液としての酢酸ブチルであることがより好ましい。   The pattern forming method of the present invention further includes a step of washing with an organic rinsing solution after the step of developing with an organic developer, and the organic developer is a chemical amplification of the present invention described above. Butyl acetate as an organic processing liquid obtained by a method for producing an organic processing liquid for patterning of a resist film, and the organic rinsing liquid is an organic for patterning of the above-described chemically amplified resist film of the present invention. It is more preferable that it is butyl acetate as an organic type processing liquid obtained by the manufacturing method of the type | system | group processing liquid.

本発明のパターン形成方法において使用される化学増幅型レジスト組成物は、露光を契機とする系中の化学反応が触媒的に連鎖するタイプのレジスト組成物であれば特に限定されないが、典型的には、以下に示す成分の一部または全てを含む化学増幅型レジストが好ましく用いられる。   The chemically amplified resist composition used in the pattern forming method of the present invention is not particularly limited as long as it is a resist composition in which a chemical reaction in the system triggered by exposure is chained catalytically, but typically A chemically amplified resist containing part or all of the following components is preferably used.

[1](A)酸の作用により極性が増大して有機溶剤を含む現像液に対する溶解性が減少する樹脂
酸の作用により極性が増大して有機溶剤を含む現像液に対する溶解性が減少する樹脂(A)としては、例えば、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、極性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」又は「樹脂(A)」ともいう)を挙げることができる。
酸分解性基は、極性基を酸の作用により分解し脱離する基で保護された構造を有することが好ましい。好ましい極性基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、スルホン酸基が挙げられる。
[1] (A) Resin whose polarity increases due to the action of an acid and decreases in solubility in a developer containing an organic solvent Resin whose polarity increases due to the action of an acid and decreases in solubility in a developer containing an organic solvent Examples of (A) include a group (hereinafter also referred to as an “acid-decomposable group”) that decomposes into the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and the side chain, by the action of an acid to generate a polar group. ) (Hereinafter also referred to as “acid-decomposable resin” or “resin (A)”).
The acid-decomposable group preferably has a structure protected by a group capable of decomposing and leaving a polar group by the action of an acid. Preferred polar groups include carboxyl groups, phenolic hydroxyl groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol groups), and sulfonic acid groups.

酸分解性基として好ましい基は、これらの基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
A preferable group as the acid-decomposable group is a group in which the hydrogen atom of these groups is substituted with a group capable of leaving with an acid.
As the acid eliminable group, there can be, for example, -C (R 36) (R 37) (R 38), - C (R 36) (R 37) (OR 39), - C (R 01) (R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.

酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。また、本発明のパターン形成方法をKrF光またはEUV光による露光、あるいは電子線照射により行う場合、フェノール性水酸基を酸脱離基により保護した酸分解性基を用いてもよい。   The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group. Moreover, when performing the pattern formation method of this invention by exposure by KrF light or EUV light, or electron beam irradiation, you may use the acid-decomposable group which protected the phenolic hydroxyl group with the acid leaving group.

樹脂(A)は、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
この繰り返し単位としては、以下が挙げられる。
具体例中、Rxは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Xaは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Zは、置換基を表し、複数存在する場合、複数のZは互いに同じであっても異なっていてもよい。pは0又は正の整数を表す。Zの具体例及び好ましい例は、Rx〜Rxなどの各基が有し得る置換基の具体例及び好ましい例と同様である。
The resin (A) preferably has a repeating unit having an acid-decomposable group.
Examples of the repeating unit include the following.
In specific examples, Rx represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Xa 1 represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Z represents a substituent, and when a plurality of Zs are present, the plurality of Zs may be the same as or different from each other. p represents 0 or a positive integer. Specific examples and preferred examples of Z are the same as the specific examples and preferred examples of the substituent that each group such as Rx 1 to Rx 3 may have.

Figure 2016075920
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下記具体例において、Xaは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。   In the following specific examples, Xa represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.

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下記具体例中、Xaは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。 In the following specific examples, Xa 1 represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.

Figure 2016075920
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酸分解性基を有する繰り返し単位は、1種類であってもよいし、2種以上を併用してもよい。   One type of repeating unit having an acid-decomposable group may be used, or two or more types may be used in combination.

樹脂(A)に含まれる酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量(酸分解性基を有する繰り返し単位が複数存在する場合はその合計)は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、15モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、25モル%以上であることが更に好ましく、40モル%以上であることが特に好ましい。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group contained in the resin (A) (when there are a plurality of repeating units having an acid-decomposable group, the total) is based on the total repeating units of the resin (A), It is preferably 15 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, further preferably 25 mol% or more, and particularly preferably 40 mol% or more.

樹脂(A)は、ラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を含有していてもよい。
以下にラクトン構造又はスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
The resin (A) may contain a repeating unit having a lactone structure or a sultone structure.
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure or a sultone structure are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2016075920
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Figure 2016075920
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2種以上のラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を併用することも可能である。   Two or more types of repeating units having a lactone structure or a sultone structure can be used in combination.

樹脂(A)がラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を含有する場合、ラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、5〜60モル%が好ましく、より好ましくは5〜55モル%、更に好ましくは10〜50モル%である。   When the resin (A) contains a repeating unit having a lactone structure or a sultone structure, the content of the repeating unit having a lactone structure or a sultone structure is 5 to 60 mol% with respect to all the repeating units in the resin (A). Is more preferable, more preferably 5-55 mol%, still more preferably 10-50 mol%.

また、樹脂(A)は、環状炭酸エステル構造を有する繰り返し単位を有していてもよい。如何に具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
なお、以下の具体例中のR は、水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)を表す。
Moreover, the resin (A) may have a repeating unit having a cyclic carbonate structure. Although a specific example is given how, this invention is not limited to these.
In the following specific examples, R A 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably a methyl group).

Figure 2016075920
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樹脂(A)は、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を有していても良い。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
The resin (A) may have a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group.
Specific examples of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2016075920
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Figure 2016075920
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樹脂(A)は、酸基を有する繰り返し単位を有してもよい。
樹脂(A)は、酸基を有する繰り返し単位を含有してもしなくても良いが、含有する場合、酸基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、25モル%以下であることが好ましく、20モル%以下であることがより好ましい。樹脂(A)が酸基を有する繰り返し単位を含有する場合、樹脂(A)における酸基を有する繰り返し単位の含有量は、通常、1モル%以上である。
Resin (A) may have a repeating unit having an acid group.
The resin (A) may or may not contain a repeating unit having an acid group, but when it is contained, the content of the repeating unit having an acid group is relative to all the repeating units in the resin (A). It is preferably 25 mol% or less, and more preferably 20 mol% or less. When resin (A) contains the repeating unit which has an acid group, content of the repeating unit which has an acid group in resin (A) is 1 mol% or more normally.

酸基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、RxはH、CH、CHOH又はCFを表す。
Specific examples of the repeating unit having an acid group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
In specific examples, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 2016075920
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Figure 2016075920
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樹脂(A)は、更に極性基(例えば、前記酸基、ヒドロキシル基、シアノ基)を持たない脂環炭化水素構造及び/または芳香環構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を有することができる。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。
The resin (A) further has an alicyclic hydrocarbon structure and / or an aromatic ring structure that does not have a polar group (for example, the acid group, hydroxyl group, cyano group), and has a repeating unit that does not exhibit acid decomposability. be able to.
Specific examples of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and not exhibiting acid decomposability are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 2016075920
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本発明の組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から本発明の組成物に用いられる樹脂(A)は実質的には芳香環を有さない(具体的には、樹脂中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、理想的には0モル%、すなわち、芳香族基を有さない)ことが好ましく、樹脂(A)は単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。   When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A) used in the composition of the present invention has substantially no aromatic ring from the viewpoint of transparency to ArF light (specifically, The ratio of the repeating unit having an aromatic group in the resin is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, ideally 0 mol%, that is, no aromatic group). The resin (A) preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

本発明における樹脂(A)の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。樹脂(A)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
本発明の組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から本発明の組成物に用いられる樹脂(A)は実質的には芳香環を有さない(具体的には、樹脂中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、理想的には0モル%、すなわち、芳香族基を有さない)ことが好ましく、樹脂(A)は単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。
本発明の組成物が、後述する樹脂(D)を含んでいる場合、樹脂(A)は、樹脂(D)との相溶性の観点から、フッ素原子及びケイ素原子を含有しないことが好ましい。
The form of the resin (A) in the present invention may be any of random type, block type, comb type, and star type. Resin (A) is compoundable by the radical, cation, or anion polymerization of the unsaturated monomer corresponding to each structure, for example. It is also possible to obtain the desired resin by conducting a polymer reaction after polymerization using an unsaturated monomer corresponding to the precursor of each structure.
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A) used in the composition of the present invention has substantially no aromatic ring from the viewpoint of transparency to ArF light (specifically, The ratio of the repeating unit having an aromatic group in the resin is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, ideally 0 mol%, that is, no aromatic group). The resin (A) preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
When the composition of this invention contains resin (D) mentioned later, it is preferable that resin (A) does not contain a fluorine atom and a silicon atom from a compatible viewpoint with resin (D).

本発明の組成物に用いられる樹脂(A)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50モル%以下であることが好ましい。   The resin (A) used in the composition of the present invention is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate repeating units, all of the repeating units are acrylate repeating units, or all of the repeating units are methacrylate repeating units and acrylate repeating units. Although it can be used, the acrylate-based repeating unit is preferably 50 mol% or less of the total repeating units.

本発明の組成物にKrFエキシマレーザー光、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUVなど)を照射する場合には、樹脂(A)は、芳香環を有する繰り返し単位を有してもよい。芳香環を有する繰り返し単位としては、特に限定されず、また、前述の各繰り返し単位に関する説明でも例示しているが、スチレン単位、ヒドロキシスチレン単位、フェニル(メタ)アクリレート単位、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート単位などが挙げられる。樹脂(A)としては、より具体的には、ヒドロキシスチレン系繰り返し単位と、酸分解性基によって保護されたヒドロキシスチレン系繰り返し単位とを有する樹脂、上記芳香環を有する繰り返し単位と、(メタ)アクリル酸のカルボン酸部位が酸分解性基によって保護された繰り返し単位を有する樹脂、などが挙げられる。   When the composition of the present invention is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, high energy light beam (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less, the resin (A) has a repeating unit having an aromatic ring. May be. The repeating unit having an aromatic ring is not particularly limited, and is also exemplified in the above description of each repeating unit, but a styrene unit, a hydroxystyrene unit, a phenyl (meth) acrylate unit, a hydroxyphenyl (meth) acrylate. Examples include units. More specifically, the resin (A) is a resin having a hydroxystyrene-based repeating unit and a hydroxystyrene-based repeating unit protected by an acid-decomposable group, a repeating unit having the aromatic ring, and (meth) Examples thereof include a resin having a repeating unit in which the carboxylic acid moiety of acrylic acid is protected by an acid-decomposable group.

本発明における樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成、及び精製することができる。この合成方法及び精製方法としては、例えば特開2008−292975号公報の0201段落〜0202段落等の記載を参照されたい。   The resin (A) in the present invention can be synthesized and purified according to a conventional method (for example, radical polymerization). For the synthesis method and purification method, see, for example, the descriptions in paragraphs 0201 to 0202 of JP-A-2008-292975.

本発明における樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、上記のように7,000以上であり、好ましくは7,000〜200,000であり、より好ましくは7,000〜50,000、更により好ましくは7,000〜40,000、特に好ましくは7,000〜30,000である。重量平均分子量が7000より小さいと、有機系現像液に対する溶解性が高くなりすぎ、精密なパターンを形成できなくなる懸念が生じる。   The weight average molecular weight of the resin (A) in the present invention is 7,000 or more, preferably 7,000 to 200,000, more preferably 7,000 as described above in terms of polystyrene by GPC method. 50,000 to 50,000, even more preferably 7,000 to 40,000, and particularly preferably 7,000 to 30,000. When the weight average molecular weight is less than 7000, the solubility in an organic developer becomes too high, and there is a concern that a precise pattern cannot be formed.

分散度(分子量分布)は、通常1.0〜3.0であり、好ましくは1.0〜2.6、更に好ましくは1.0〜2.0、特に好ましくは1.4〜2.0の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、かつ、レジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The dispersity (molecular weight distribution) is usually 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to 2.6, more preferably 1.0 to 2.0, and particularly preferably 1.4 to 2.0. Those in the range are used. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, the smoother the sidewall of the resist pattern, and the better the roughness.

本発明の化学増幅型レジスト組成物において、樹脂(A)の組成物全体中の配合率は、全固形分中30〜99質量%が好ましく、より好ましくは60〜95質量%である。
また、本発明において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the chemically amplified resist composition of the present invention, the blending ratio of the resin (A) in the entire composition is preferably 30 to 99% by mass, more preferably 60 to 95% by mass in the total solid content.
In the present invention, the resin (A) may be used alone or in combination.

以下、樹脂(A)の具体例(繰り返し単位の組成比はモル比である)を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下では、後述する、酸発生剤(B)に対応する構造が樹脂(A)に担持されている場合の態様も例示している。   Hereinafter, although the specific example (composition ratio of a repeating unit is a molar ratio) of resin (A) is given, this invention is not limited to these. In addition, below, the aspect in case the structure corresponding to an acid generator (B) mentioned later is carry | supported by resin (A) is also illustrated.

Figure 2016075920
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以下に例示する樹脂は、特に、EUV露光または電子線露光の際に、好適に用いることができる樹脂の例である。   The resin exemplified below is an example of a resin that can be suitably used particularly during EUV exposure or electron beam exposure.

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[2](B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明における組成物は、通常、更に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)としては、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物であることが好ましい。
酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
[2] (B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation Usually, the composition in the present invention further includes compound (B) that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter referred to as “acid generation”). Also referred to as “agent”. The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is preferably a compound that generates an organic acid upon irradiation with actinic rays or radiation.
As the acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, irradiation of actinic ray or radiation used for micro resist, etc. The known compounds that generate an acid and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
酸発生剤の中で、特に好ましい例を以下に挙げる。
Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.
Among acid generators, particularly preferred examples are given below.

Figure 2016075920
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酸発生剤は、公知の方法で合成することができ、例えば、特開2007−161707号公報、特開2010−100595号公報の[0200]〜[0210]、国際公開第2011/093280号の[0051]〜[0058]、国際公開第2008/153110号の[0382]〜[0385]、特開2007−161707号公報等に記載の方法に準じて合成することができる。
酸発生剤は、1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の組成物中の含有量は、化学増幅型レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜25質量%、更に好ましくは3〜20質量%、特に好ましくは3〜15質量%である。
The acid generator can be synthesized by a known method. For example, [0200] to [0210] of JP-A No. 2007-161707, JP-A No. 2010-100595, and International Publication No. 2011/093280 [ [0051] to [0058], [0382] to [0385] of International Publication No. 2008/153110, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-161707, and the like.
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The content of the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in the composition is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0. 0% by mass based on the total solid content of the chemically amplified resist composition. It is 5-25 mass%, More preferably, it is 3-20 mass%, Most preferably, it is 3-15 mass%.

なお、レジスト組成物によっては、酸発生剤に対応する構造が、前記樹脂(A)に担持されている態様(B´)もある。このような態様として具体的には、特開2011−248019に記載の構造(特に、0164段落から0191段落に記載の構造、段落0555の実施例で記載されている樹脂に含まれる構造)などが挙げられる。ちなみに、酸発生剤に対応する構造が、前記樹脂(A)に担持されている態様であっても、レジスト組成物は、追加的に、前記樹脂(A)に担持されていない酸発生剤を含んでもよい。
態様(B´)として、以下のような繰り返し単位が挙げられるが、これに限定されるものではない。
In addition, depending on the resist composition, there is also an embodiment (B ′) in which a structure corresponding to the acid generator is supported on the resin (A). Specific examples of such an embodiment include the structures described in JP2011-2448019 (particularly, structures described in paragraphs 0164 to 0191, structures included in the resin described in the examples in paragraph 0555), and the like. Can be mentioned. Incidentally, even if the structure corresponding to the acid generator is supported by the resin (A), the resist composition additionally contains an acid generator not supported by the resin (A). May be included.
Examples of the embodiment (B ′) include the following repeating units, but are not limited thereto.

Figure 2016075920
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[3](C)溶剤
化学増幅型レジスト組成物は、通常、溶剤(C)を含有する。
化学増幅型レジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4〜10)、環を有しても良いモノケトン化合物(好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
これらの溶剤の具体例は、米国特許出願公開2008/0187860号明細書[0441]〜[0455]に記載のものを挙げることができる。
[3] (C) Solvent The chemically amplified resist composition usually contains a solvent (C).
Solvents that can be used in preparing the chemically amplified resist composition include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates, alkylene glycol monoalkyl ethers, alkyl lactate esters, alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones (preferably Examples thereof include organic solvents such as carbon number 4 to 10), monoketone compounds (preferably having 4 to 10 carbon atoms) which may have a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.
Specific examples of these solvents can include those described in US Patent Application Publication No. 2008/0187860 [0441] to [0455].

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME、別名1−メトキシ−2−プロパノール)、乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有しても良いモノケトン化合物、環状ラクトン、酢酸アルキルなどが好ましく、これらの内でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA、別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、又は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
As the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group, the above-mentioned exemplary compounds can be selected as appropriate. As the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and the like are preferable, and propylene glycol monomethyl ether ( PGME, also known as 1-methoxy-2-propanol), ethyl lactate is more preferred. Further, as the solvent not containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkyl alkoxypropionate, monoketone compound which may contain a ring, cyclic lactone, alkyl acetate and the like are preferable, and among these, propylene glycol monomethyl ether Acetate (PGMEA, also known as 1-methoxy-2-acetoxypropane), ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate are particularly preferred, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2 -Heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.
The solvent preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate, and is preferably a propylene glycol monomethyl ether acetate single solvent or a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

[4]疎水性樹脂(D)
本発明に係る化学増幅型レジスト組成物は、特に液浸露光に適用する際、疎水性樹脂(以下、「疎水性樹脂(D)」又は単に「樹脂(D)」ともいう)を含有してもよい。なお、疎水性樹脂(D)は、前記樹脂(A)とは異なることが好ましい。
これにより、膜表層に疎水性樹脂(D)が偏在化し、液浸媒体が水の場合、水に対するレジスト膜表面の静的/動的な接触角を向上させ、液浸液追随性を向上させることができる。
疎水性樹脂(D)は前述のように界面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくても良い。
[4] Hydrophobic resin (D)
The chemical amplification resist composition according to the present invention contains a hydrophobic resin (hereinafter also referred to as “hydrophobic resin (D)” or simply “resin (D)”), particularly when applied to immersion exposure. Also good. The hydrophobic resin (D) is preferably different from the resin (A).
As a result, the hydrophobic resin (D) is unevenly distributed in the film surface layer, and when the immersion medium is water, the static / dynamic contact angle of the resist film surface with water is improved, and the immersion liquid followability is improved. be able to.
The hydrophobic resin (D) is preferably designed to be unevenly distributed at the interface as described above. However, unlike the surfactant, the hydrophobic resin (D) does not necessarily need to have a hydrophilic group in the molecule. There is no need to contribute to uniform mixing.

疎水性樹脂(D)は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましく、2種以上を有することがさらに好ましい。 The hydrophobic resin (D) is selected from any one of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution in the film surface layer. It is preferable to have the above, and it is more preferable to have two or more.

疎水性樹脂(D)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、更により好ましくは2,000〜15,000である。
また、疎水性樹脂(D)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂(D)の組成物中の含有量は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましく、0.1〜7質量%が更に好ましい。
The weight average molecular weight of the hydrophobic resin (D) in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and still more preferably 2,000 to 15,000. is there.
In addition, the hydrophobic resin (D) may be used alone or in combination.
The content of the hydrophobic resin (D) in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass, based on the total solid content in the composition of the present invention. More preferably, it is 1-7 mass%.

疎水性樹脂(D)は、樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0.01〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜3質量%、0.05〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のない化学増幅型レジスト組成物が得られる。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5の範囲が好ましく、より好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲である。   As for the hydrophobic resin (D), as in the resin (A), it is natural that the residual monomer and oligomer components are preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably less impurities such as metals. Is more preferably 0.01 to 3% by mass and 0.05 to 1% by mass. As a result, a chemically amplified resist composition having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably from the viewpoints of resolution, resist shape, resist pattern sidewall, roughness, and the like. It is the range of 1-2.

疎水性樹脂(D)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
反応溶媒、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、樹脂(A)で説明した内容と同様であるが、疎水性樹脂(D)の合成においては、反応の濃度が30〜50質量%であることが好ましい。より詳細には、特開2008−292975号公報の0320段落〜0329段落付近の記載を参照されたい。
As the hydrophobic resin (D), various commercially available products can be used, and the hydrophobic resin (D) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and heating is performed, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable.
The reaction solvent, the polymerization initiator, the reaction conditions (temperature, concentration, etc.) and the purification method after the reaction are the same as those described for the resin (A), but in the synthesis of the hydrophobic resin (D), The reaction concentration is preferably 30 to 50% by mass. For more details, refer to the description in paragraphs 0320 to 0329 of JP-A-2008-292975.

以下に疎水性樹脂(D)の具体例を示す。また、下記表に、各樹脂における繰り返し単位のモル比(各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量、分散度を示す。   Specific examples of the hydrophobic resin (D) are shown below. The following table shows the molar ratio of repeating units in each resin (corresponding to each repeating unit in order from the left), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion.

Figure 2016075920
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[5]塩基性化合物
本発明における化学増幅型レジスト組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましい。
化学増幅型レジスト組成物は、塩基性化合物として、活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下する、塩基性化合物又はアンモニウム塩化合物(以下、「化合物(N)」ともいう)を含有することが好ましい。
[5] Basic Compound The chemically amplified resist composition in the present invention preferably contains a basic compound.
The chemically amplified resist composition may contain, as a basic compound, a basic compound or an ammonium salt compound (hereinafter also referred to as “compound (N)”) whose basicity is reduced by irradiation with actinic rays or radiation. preferable.

化合物(N)は、塩基性官能基又はアンモニウム基と、活性光線又は放射線の照射により酸性官能基を発生する基とを有する化合物(N−1)であることが好ましい。すなわち、化合物(N)は、塩基性官能基と活性光線若しくは放射線の照射により酸性官能基を発生する基とを有する塩基性化合物、又は、アンモニウム基と活性光線若しくは放射線の照射により酸性官能基を発生する基とを有するアンモニウム塩化合物であることが好ましい。この化合物例として、特に好ましいものを以下に例示する。また、そのほか、US2012/0156617A号明細書の5ページ以降、(A−1)〜(A−23)として例示されている化合物、US2006/0264528A号明細書の9ページ以降、(A−1)〜(A−44)として挙げられている化合物なども好ましく挙げられる。   The compound (N) is preferably a compound (N-1) having a basic functional group or an ammonium group and a group that generates an acidic functional group upon irradiation with actinic rays or radiation. That is, the compound (N) is a basic compound having a basic functional group and a group capable of generating an acidic functional group upon irradiation with actinic light or radiation, or an acidic functional group upon irradiation with an ammonium group and active light or radiation. An ammonium salt compound having a group to be generated is preferable. Particularly preferred examples of this compound are shown below. In addition, the compounds exemplified as (A-1) to (A-23) from page 5 onwards in US2012 / 0156617A specification, the pages on and after page 9 in US2006 / 0264528A specification, (A-1) to The compounds mentioned as (A-44) are also preferred.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

これらの化合物は、特開2006−330098号公報の合成例などに準じて合成することができる。
化合物(N)の分子量は、500〜1000であることが好ましい。
These compounds can be synthesized according to the synthesis example of JP-A-2006-330098.
The molecular weight of the compound (N) is preferably 500 to 1000.

本発明における化学増幅型レジスト組成物は化合物(N)を含有してもしていなくてもよいが、含有する場合、化合物(N)の含有量は、化学増幅型レジスト組成物の固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。   The chemically amplified resist composition in the present invention may or may not contain the compound (N), but when it is contained, the content of the compound (N) is based on the solid content of the chemically amplified resist composition. As for, 0.1-20 mass% is preferable, More preferably, it is 0.1-10 mass%.

本発明における化学増幅型レジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物として、前記化合物(N)とは異なる、塩基性化合物(N’)を含有していてもよい。
塩基性化合物(N’)としては、好ましくは、下記式(A’)〜(E’)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
The chemically amplified resist composition in the present invention contains a basic compound (N ′) that is different from the compound (N) as a basic compound in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating. It may be.
Preferred examples of the basic compound (N ′) include compounds having a structure represented by the following formulas (A ′) to (E ′).

Figure 2016075920
Figure 2016075920

一般式(A’)と(E’)において、
RA200、RA201及びRA202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、RA201とRA202は、互いに結合して環を形成してもよい。RA203、RA204、RA205及びRA206は、同一でも異なってもよく、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を表す。
上記アルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式(A’)と(E’)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
In general formulas (A ′) and (E ′):
RA 200 , RA 201 and RA 202 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20), a cycloalkyl group (preferably having a carbon number of 3 to 20) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), where RA 201 and RA 202 may combine with each other to form a ring. RA 203 , RA 204 , RA 205 and RA 206 may be the same or different and each represents an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms).
The alkyl group may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms. A cyanoalkyl group is preferred.
The alkyl groups in the general formulas (A ′) and (E ′) are more preferably unsubstituted.

塩基性化合物(N’)の好ましい具体例としては、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい具体例としては、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Specific examples of the basic compound (N ′) include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine, and more preferable specific examples include an imidazole structure. , Diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, trialkylamine structure, aniline structure or pyridine structure compound, alkylamine derivative having hydroxyl group and / or ether bond, aniline derivative having hydroxyl group and / or ether bond Etc.

イミダゾール構造を有する化合物としては、イミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては、1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としては、オニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン構造を有する化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4. 0] Undecaker 7-ene and the like. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically, triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) Examples include sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As a compound which has an onium carboxylate structure, the anion part of the compound which has an onium hydroxide structure turns into a carboxylate, For example, an acetate, an adamantane 1-carboxylate, a perfluoroalkyl carboxylate etc. are mentioned. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the compound having an aniline structure include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。この具体例としては、米国特許出願公開2007/0224539号明細書の[0066]に例示されている化合物(C1−1)〜(C3−3)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group. Specific examples thereof include, but are not limited to, compounds (C1-1) to (C3-3) exemplified in [0066] of US Patent Application Publication No. 2007/0224539. .

また、塩基性化合物の1種として、酸の作用により脱離する基を有する含窒素有機化合物を用いることもできる。この化合物の例として、例えば、化合物の具体例を以下に示す。   Further, as one kind of basic compound, a nitrogen-containing organic compound having a group capable of leaving by the action of an acid can also be used. As an example of this compound, for example, specific examples of the compound are shown below.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

上記化合物は、例えば、特開2009−199021号公報に記載の方法に準じて合成することができる。   The said compound is compoundable according to the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-199021, for example.

また、塩基性化合物(N’)としては、アミンオキシド構造を有する化合物も用いることもできる。この化合物の具体例としては、トリエチルアミンピリジン N−オキシド、トリブチルアミン N−オキシド、トリエタノールアミン N−オキシド、トリス(メトキシエチル)アミン N−オキシド、トリス(2−(メトキシメトキシ)エチル)アミン=オキシド、2,2’,2”−ニトリロトリエチルプロピオネート N−オキシド、N−2−(2−メトキシエトキシ)メトキシエチルモルホリン N−オキシド、その他特開2008−102383に例示されたアミンオキシド化合物が使用可能である。   As the basic compound (N ′), a compound having an amine oxide structure can also be used. Specific examples of this compound include triethylamine pyridine N-oxide, tributylamine N-oxide, triethanolamine N-oxide, tris (methoxyethyl) amine N-oxide, tris (2- (methoxymethoxy) ethyl) amine = oxide. 2,2 ′, 2 ″ -nitrilotriethylpropionate N-oxide, N-2- (2-methoxyethoxy) methoxyethylmorpholine N-oxide, and other amine oxide compounds exemplified in JP-A-2008-102383 are used. Is possible.

塩基性化合物(N’)の分子量は、250〜2000であることが好ましく、更に好ましくは400〜1000である。LWRのさらなる低減及び局所的なパターン寸法の均一性の観点からは、塩基性化合物の分子量は、400以上であることが好ましく、500以上であることがより好ましく、600以上であることが更に好ましい。   The molecular weight of the basic compound (N ′) is preferably 250 to 2000, more preferably 400 to 1000. From the viewpoint of further reduction in LWR and uniformity of local pattern dimensions, the molecular weight of the basic compound is preferably 400 or more, more preferably 500 or more, and even more preferably 600 or more. .

これらの塩基性化合物(N’)は、前記化合物(N)と併用していてもよいし、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。   These basic compounds (N ′) may be used in combination with the compound (N), or may be used alone or in combination of two or more.

本発明における化学増幅型レジスト組成物は塩基性化合物(N’)を含有してもしていなくてもよいが、含有する場合、塩基性化合物(N’)の使用量は、化学増幅型レジスト組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The chemically amplified resist composition in the present invention may or may not contain the basic compound (N ′), but when it is contained, the amount of the basic compound (N ′) used depends on the chemically amplified resist composition. Based on the solid content of the product, it is usually 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass.

また、本発明における化学増幅型レジスト組成物は、特開2012−189977号公報の式(I)に含まれる化合物、特開2013−6827号公報の式(I)で表される化合物、特開2013−8020号公報の式(I)で表される化合物、特開2012−252124号公報の式(I)で表される化合物などのような、1分子内にオニウム塩構造と酸アニオン構造の両方を有する化合物(以下、ベタイン化合物ともいう)も好ましく用いることができる。このオニウム塩構造としては、スルホニウム、ヨードニウム、アンモニウム構造が挙げられ、スルホニウムまたはヨードニウム塩構造であることが好ましい。また、酸アニオン構造としては、スルホン酸アニオンまたはカルボン酸アニオンが好ましい。この化合物例としては、例えば以下が挙げられる。   Further, the chemically amplified resist composition of the present invention includes a compound included in the formula (I) of JP 2012-189777 A, a compound represented by the formula (I) of JP 2013-6827 A, and JP An onium salt structure and an acid anion structure in one molecule, such as a compound represented by formula (I) of 2013-8020 and a compound represented by formula (I) of JP 2012-252124 A A compound having both (hereinafter also referred to as betaine compound) can be preferably used. Examples of the onium salt structure include a sulfonium, iodonium, and ammonium structure, and a sulfonium or iodonium salt structure is preferable. The acid anion structure is preferably a sulfonate anion or a carboxylic acid anion. Examples of this compound include the following.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

[6](F)界面活性剤
本発明における化学増幅型レジスト組成物は、更に界面活性剤を含有してもしなくても良く、含有する場合、フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子とケイ素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
[6] (F) Surfactant The chemically amplified resist composition of the present invention may or may not further contain a surfactant, and if it contains, fluorine and / or silicon surfactant (fluorine-based surfactant). It is more preferable to contain any one of surfactants, silicon surfactants, surfactants having both fluorine atoms and silicon atoms, or two or more thereof.

本発明における化学増幅型レジスト組成物が界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられ、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(DIC(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106、KH−20(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等である。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
When the chemically amplified resist composition of the present invention contains a surfactant, it provides a resist pattern with good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It becomes possible.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425. For example, F-top EF301, EF303, (Shin-Akita Kasei Co., Ltd.) )), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by DIC Corporation), Surflon S-382 SC101, 102, 103, 104, 105, 106, KH-20 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (Toagosei Chemical Co., Ltd.) ), Surflon S-393 (Seimi Chemical Co., Ltd.), Ftop EF121, EF 22A, EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, EF352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204G, 230G, 218G 204D, 208D, 212D, 218D, 222D (manufactured by Neos Co., Ltd.) and the like. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)若しくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
上記に該当する界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(DIC(株)製)、C13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。
In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the surfactant corresponding to the above, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by DIC Corporation), acrylate having C 6 F 13 group (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate (copolymer of or methacrylate), and acrylate having a C 3 F 7 group (or methacrylate) (poly (oxyethylene) and) acrylate (or methacrylate) (poly ( And a copolymer with oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。   In the present invention, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。   These surfactants may be used alone or in several combinations.

化学増幅型レジスト組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の使用量は、化学増幅型レジスト組成物の全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.0005〜1質量%である。
一方、界面活性剤の添加量を、化学増幅型レジスト組成物の全量(溶剤を除く)に対して、10ppm以下とすることで、疎水性樹脂の表面偏在性があがり、それにより、レジスト膜表面をより疎水的にすることができ、液浸露光時の水追随性を向上させることが出来る。
When the chemically amplified resist composition contains a surfactant, the amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, based on the total amount of the chemically amplified resist composition (excluding the solvent). More preferably, it is 0.0005-1 mass%.
On the other hand, the surface unevenness of the hydrophobic resin is increased by setting the addition amount of the surfactant to 10 ppm or less with respect to the total amount of the chemically amplified resist composition (excluding the solvent). Can be made more hydrophobic, and the water followability during immersion exposure can be improved.

[7](G)その他添加剤
本発明における化学増幅型レジスト組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有してもよい。このようなカルボン酸オニウム塩は、米国特許出願公開2008/0187860号明細書[0605]〜[0606]に記載のものを挙げることができる。
化学増幅型レジスト組成物がカルボン酸オニウム塩を含有する場合、その含有量は、組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
[7] (G) Other Additives The chemically amplified resist composition in the present invention may contain a carboxylic acid onium salt. Examples of such carboxylic acid onium salts include those described in US Patent Application Publication No. 2008/0187860 [0605] to [0606].
When the chemically amplified resist composition contains a carboxylic acid onium salt, the content thereof is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the composition. %, More preferably 1 to 7% by mass.

また、本発明の化学増幅型レジスト組成物は、必要に応じていわゆる酸増殖剤を含んでもよい。酸増殖剤は、特に、EUV露光または電子線照射により本発明のパターン形成方法を行う際に使用することが好ましい。酸増殖剤の具体例としては、特に限定されないが、例えば以下が挙げられる。   Further, the chemically amplified resist composition of the present invention may contain a so-called acid proliferating agent as necessary. The acid proliferating agent is particularly preferably used when performing the pattern forming method of the present invention by EUV exposure or electron beam irradiation. Although it does not specifically limit as a specific example of an acid multiplication agent, For example, the following is mentioned.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

本発明の化学増幅型レジスト組成物には、必要に応じて更に染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
本発明における化学増幅型レジスト組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。
本発明における化学増幅型レジスト組成物の固形分濃度は、通常1.0〜10質量%であり、好ましくは、2.0〜5.7質量%、更に好ましくは2.0〜5.3質量%である。固形分濃度を前記範囲とすることで、レジスト溶液を基板上に均一に塗布することができる。
固形分濃度とは、化学増幅型レジスト組成物の総重量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の重量の重量百分率である。
In the chemically amplified resist composition of the present invention, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, if necessary) , A phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound).
The chemically amplified resist composition in the present invention is preferably used in a film thickness of 30 to 250 nm, more preferably in a film thickness of 30 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution.
The solid content concentration of the chemically amplified resist composition in the present invention is usually 1.0 to 10% by mass, preferably 2.0 to 5.7% by mass, more preferably 2.0 to 5.3% by mass. %. By setting the solid content concentration within the above range, the resist solution can be uniformly applied on the substrate.
The solid content concentration is a weight percentage of the weight of other resist components excluding the solvent with respect to the total weight of the chemically amplified resist composition.

本発明における化学増幅型レジスト組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、所定の支持体(基板)上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターのポアサイズは0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。フィルター濾過においては、例えば特開2002−62667号公報のように、循環的な濾過を行ったり、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して濾過を行ったりしてもよい。また、組成物を複数回濾過してもよい。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理などを行ってもよい。   The chemically amplified resist composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and applying the solution on a predetermined support (substrate). The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. In filter filtration, for example, as in JP-A-2002-62667, circulation filtration may be performed, or filtration may be performed by connecting a plurality of types of filters in series or in parallel. The composition may be filtered multiple times. Furthermore, you may perform a deaeration process etc. with respect to a composition before and behind filter filtration.

本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法、及び、この製造方法により製造された電子デバイスにも関する。
本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に、搭載されるものである。
The present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the pattern forming method of the present invention described above, and an electronic device manufactured by this manufacturing method.
The electronic device of the present invention is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA / media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).

上記した有機系処理液製造システム100を用いて、有機系処理液を製造した。
液タンク11の液に接触する内壁、及び、上記した濾過装置21以外における流路(配管、シール部、ジョイント部材など)は、全て、金属溶出しないことを確認した金属製もしくはフッ素樹脂(PTFE、PFA等)製、あるいは、これらの素材によりライニングしたものとした。
An organic processing liquid was manufactured using the organic processing liquid manufacturing system 100 described above.
The inner wall that contacts the liquid in the liquid tank 11 and the flow path (pipe, seal part, joint member, etc.) other than the above-described filtration device 21 are all made of metal or fluororesin (PTFE, PFA, etc.) or lining with these materials.

〔実施例1〕 [Example 1]

<循環ライン洗浄>
23℃に設定したウォータージャケットを巻いた1段目フィルターハウジングH1内に、1段目フィルターF1として、日本ポール社製ウルチクリーン 50nmPTFEフィルター(型名ABF1UCFD3EH1;ポアサイズ50nm;フィルター1本当たりの濾過表面積1.2m)を、23℃に設定したウォータージャケットを巻いた2段目フィルターハウジングH2内に、2段目フィルターF2として、日本ポール社製 20nmPTFEフィルター(型名ABF1UCF3EH1;ポアサイズ20nm;フィルター1本当たりの濾過表面積1.2m)を各1本ずつセットした。
液タンク11に、有機系処理液製造システム100の循環ラインを十分満たせる量の酢酸ブチルを投入し、流量調整バルブ12を開放し、流れ切替えバルブ15を循環側にセットし、ポンプ16を稼動させ、循環ライン体積の5倍に相当するする量の酢酸ブチルを循環ライン内に循環させて、循環ラインを洗浄後、流れ切替えバルブ15を取出側にセットし、循環ライン内の酢酸ブチルを排出した。
また、ドレインD1,D2,D3からも、循環ライン内の酢酸ブチルを出来限り排出した。
以上の循環ラインの洗浄作業を2回実施した。
<Circulation line cleaning>
In a first-stage filter housing H1 wound with a water jacket set at 23 ° C., as a first-stage filter F1, Ulticlean 50 nm PTFE filter (model name ABF1UCFD3EH1; pore size 50 nm; filter size 1 per filter) 2m 2 ) in a second-stage filter housing H2 wound with a water jacket set at 23 ° C. As a second-stage filter F2, a 20 nm PTFE filter manufactured by Nippon Pole (model name ABF1UCF3EH1; pore size 20 nm; per filter) Of filtration surface area of 1.2 m 2 ).
The liquid tank 11 is charged with a sufficient amount of butyl acetate to fill the circulation line of the organic processing liquid production system 100, the flow rate adjustment valve 12 is opened, the flow switching valve 15 is set on the circulation side, and the pump 16 is operated. The amount of butyl acetate corresponding to 5 times the circulation line volume was circulated in the circulation line. After washing the circulation line, the flow switching valve 15 was set on the outlet side, and the butyl acetate in the circulation line was discharged. .
Further, butyl acetate in the circulation line was discharged as much as possible from the drains D1, D2, and D3.
The above-mentioned circulation line was washed twice.

<被濾過液の準備>
液タンク11に新たに酢酸ブチルを投入し、液タンク11に付帯された温度調整器により被濾過液の温度を23℃に設定した。
同時に1段目フィルターハウジングH1及び2段目フィルターハウジングH2におけるウォータージャケットの温度を23℃に設定した。
流量調整バルブ12を開放し、流れ切替えバルブ15を循環側にセットし、ポンプ16を稼動させ、圧力/流量/液温計13が示す温度が濾過前設定温度(23℃)になるまで、液タンク11に付帯された温度調整器を調整しながら酢酸ブチルを有機系処理液製造システム100の循環ライン内で循環させた。
圧力/流量/液温計13が示す温度が23℃になったことを確認後、ポンプ16を停止させ、流れ切替えバルブ15を取出側に切換え、圧力/流量/液温計13が示す濾過圧力、流量及び温度が、それぞれ、0.05MPa、2.5L/分及び23℃となるように、流量調整バルブ12と液タンク11に付帯された温度調整器とを調整しながら、液の取出口17から取出した液を評価用の有機系処理液とした。
<Preparation of liquid to be filtered>
Butyl acetate was newly added to the liquid tank 11, and the temperature of the liquid to be filtered was set to 23 ° C. by a temperature controller attached to the liquid tank 11.
At the same time, the temperature of the water jacket in the first stage filter housing H1 and the second stage filter housing H2 was set to 23 ° C.
Open the flow rate adjustment valve 12, set the flow switching valve 15 to the circulation side, operate the pump 16, and continue until the temperature indicated by the pressure / flow rate / liquid thermometer 13 reaches the set temperature before filtration (23 ° C.). While adjusting the temperature controller attached to the tank 11, butyl acetate was circulated in the circulation line of the organic processing liquid production system 100.
After confirming that the temperature indicated by the pressure / flow rate / liquid thermometer 13 has reached 23 ° C., the pump 16 is stopped, the flow switching valve 15 is switched to the take-out side, and the filtration pressure indicated by the pressure / flow rate / liquid thermometer 13 While adjusting the flow rate adjustment valve 12 and the temperature regulator attached to the liquid tank 11 so that the flow rate and temperature are 0.05 MPa, 2.5 L / min, and 23 ° C., respectively, the liquid outlet The liquid taken out from No. 17 was used as an organic processing liquid for evaluation.

<ウエットパーティクル評価>
クラス1000のクリーンルームに設置されたAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により8インチシリコンウエハー上のパーティクル数(N1)を検査した。
このシリコンウエハー上に上記評価用の有機系処理液としての酢酸ブチルを5mL吐出し、シリコンウエハーを、1000回転/分で1.6秒間回転させることにより、酢酸ブチルをシリコンウエハー上で拡散させ、20秒間静置後、2000回転/分で20秒間スピン乾燥させた。
24時間後に、このシリコンウエハー上のパーティクル数(N2)をAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により検査し、N2−N1をウエットパーティクル数(N)とした。
評価結果を表5に示す。
<Wet particle evaluation>
The number of particles (N1) on an 8-inch silicon wafer was inspected by an AMAT wafer defect evaluation apparatus ComPLUS 3T (inspection mode 30T) installed in a class 1000 clean room.
On this silicon wafer, 5 mL of butyl acetate as an organic processing liquid for evaluation was discharged, and the silicon wafer was rotated at 1000 rpm for 1.6 seconds to diffuse butyl acetate on the silicon wafer. After standing for 20 seconds, spin drying was performed at 2000 rpm for 20 seconds.
After 24 hours, the number of particles (N2) on the silicon wafer was inspected by a wafer defect evaluation apparatus ComPLUS3T (inspection mode 30T) manufactured by AMAT, and N2-N1 was determined as the number of wet particles (N).
The evaluation results are shown in Table 5.

〔実施例2〜8及び比較例1〜7〕
表4に記載の条件とした以外は、実施例1と同様に有機系処理液を製造し、ウエットパーティクルの評価を行った。実施例8においては、第1のフィルターハウジングH1の内部で、2本の1段目フィルターF1を並列的に接続し、第2のフィルターハウジングH2の内部で、2本の2段目フィルターF2を並列的に接続した。評価結果を表5に示す。
[Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 7]
Except for the conditions listed in Table 4, an organic treatment liquid was produced in the same manner as in Example 1, and wet particles were evaluated. In Example 8, two first-stage filters F1 are connected in parallel inside the first filter housing H1, and two second-stage filters F2 are connected inside the second filter housing H2. Connected in parallel. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

Figure 2016075920
Figure 2016075920

以上のように、(i)液入口部21aにおける液の温度(T)と、液出口部21bにおける液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)が、3℃以下であり、(ii)濾過装置21における液の濾過速度が0.5L/分/m以上であり、(iii)濾過装置21における液による濾過圧力が0.1MPa以下である、の3条件を満たす実施例1〜8の製造方法は、これらの条件の少なくとも1つを満たさない比較例1〜7の製造方法と比較して、パーティクルの個数を大幅に低減できることが分かった。 As described above, (i) the absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet 21 a and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet 21 b is 3) or less, (ii) the filtration rate of the liquid in the filtration device 21 is 0.5 L / min / m 2 or more, and (iii) the filtration pressure by the liquid in the filtration device 21 is 0.1 MPa or less. It was found that the production methods of Examples 1 to 8 that satisfy the above three conditions can greatly reduce the number of particles compared to the production methods of Comparative Examples 1 to 7 that do not satisfy at least one of these conditions.

〔実施例9〜15〕
<合成例(樹脂A−1の合成)>
シクロヘキサノン 102.3質量部を窒素気流下、80℃に加熱した。この液を攪拌しながら、下記構造式M−1で表されるモノマー 22.2質量部、下記構造式M−2で表されるモノマー 22.8質量部、下記構造式M−3で表されるモノマー 6.6質量部、シクロヘキサノン 189.9質量部、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔V−601、和光純薬工業(株)製〕2.40質量部の混合溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に2時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘキサン/酢酸エチル(質量比9:1)で再沈殿、ろ過し、得られた固体を真空乾燥することで、本発明の樹脂(A−1)を41.1質量部得た。
[Examples 9 to 15]
<Synthesis Example (Synthesis of Resin A-1)>
102.3 parts by mass of cyclohexanone was heated to 80 ° C. under a nitrogen stream. While stirring this liquid, the monomer represented by the following structural formula M-1 22.2 parts by mass, the monomer represented by the following structural formula M-2 22.8 parts by mass, and represented by the following structural formula M-3. A mixed solution of 6.6 parts by mass of monomer, 189.9 parts by mass of cyclohexanone, dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate [V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] over 5 hours. It was dripped. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution is allowed to cool, then re-precipitated and filtered with a large amount of hexane / ethyl acetate (mass ratio 9: 1), and the obtained solid is vacuum-dried, whereby the resin (A-1) of the present invention is 41. 1 part by mass was obtained.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

得られた樹脂のGPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))から求めた重量平均分子量(Mw:ポリスチレン換算)は、Mw=9500、分散度はMw/Mn=1.60であった。13C−NMRにより測定した組成比(モル比)は40/50/10であった。 The weight average molecular weight (Mw: polystyrene conversion) obtained from GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) of the obtained resin was Mw = 9500, and the dispersity was Mw / Mn = 1.60. The composition ratio (molar ratio) measured by 13 C-NMR was 40/50/10.

<樹脂(A)>
以下、同様にして、樹脂A−2〜A−3を合成した。以下、樹脂A−1も含めて、樹脂A−2〜A−3における繰り返し単位の組成比(モル比)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
<Resin (A)>
Thereafter, Resins A-2 to A-3 were synthesized in the same manner. Hereinafter, the composition ratio (molar ratio), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn) of the repeating units in the resins A-2 to A-3 including the resin A-1 are shown below.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<酸発生剤>
酸発生剤としては、以下の化合物を用いた。
<Acid generator>
The following compounds were used as the acid generator.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<塩基性化合物>
塩基性化合物として、以下の化合物を用いた。
<Basic compound>
The following compounds were used as basic compounds.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<疎水性樹脂>
樹脂(A)と同様にして、樹脂D−1〜D−3を合成した。樹脂D−1〜D−3における繰り返し単位の組成比(モル比)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
<Hydrophobic resin>
Resins D-1 to D-3 were synthesized in the same manner as Resin (A). The composition ratio (molar ratio), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn) of the repeating units in the resins D-1 to D-3 are shown below.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<界面活性剤>
界面活性剤としては、以下のものを用いた。
W−1: メガファックF176(DIC(株)製;フッ素系)
W−2: メガファックR08(DIC(株)製;フッ素及びシリコン系)
<Surfactant>
As the surfactant, the following were used.
W-1: Megafuck F176 (manufactured by DIC Corporation; fluorine-based)
W-2: Megafuck R08 (manufactured by DIC Corporation; fluorine and silicon)

<溶剤>
溶剤としては、以下のものを用いた。
SL−1: プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
SL−2: プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
<Solvent>
The following were used as the solvent.
SL-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
SL-2: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)

<リソグラフィー評価1>
下記表6に示す成分を同表に示す溶剤に固形分で3.8質量%溶解させ、それぞれを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、化学増幅型レジスト組成物を調製した。
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。その上に、上記のようにして調製した化学増幅型レジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmの化学増幅型レジスト膜(レジスト膜1)を形成した。
<Lithography evaluation 1>
The components shown in Table 6 below were dissolved in a solvent shown in the table in a solid content of 3.8% by mass, and each was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm to prepare a chemically amplified resist composition.
An organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 95 nm. On top of that, the chemically amplified resist composition prepared as described above was applied and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 90 nm thick chemically amplified resist film (resist film 1). .

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<実施例9:現像/リンスプロセス>
表6の化学増幅型レジスト組成物I−1により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例1の製造方法により製造された酢酸ブチルで30秒間現像し、リンス液として実施例2の製造方法により製造された4−メチル−2−ペンタノールで20秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板1)を得た。
<Example 9: Development / rinse process>
An ArF excimer laser immersion scanner [manufactured by ASML; XT1700i, NA 1.20, Dipole (outer σ: 0.981 / inner σ: 0.005] is formed on the resist film 1 formed of the chemically amplified resist composition I-1 shown in Table 6. 895), Y deflection], and pattern exposure through a halftone mask. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, baking was performed at 105 ° C. for 60 seconds. Next, development was carried out with butyl acetate produced by the production method of Example 1 as a developing solution for 30 seconds, and rinsing with 4-methyl-2-pentanol produced by the production method of Example 2 as a rinsing solution for 20 seconds. A pattern (resist pattern substrate 1) was obtained.

<実施例10:現像/リンスレスプロセス>
表6の化学増幅型レジスト組成物I−2により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例6の製造方法により製造された酢酸ブチルで30秒間現像し、2000回転/分で20秒間現像液をスピン乾燥し、パターン(レジストパターン基板2)を得た。
<Example 10: Development / rinseless process>
An ArF excimer laser immersion scanner [manufactured by ASML; XT1700i, NA 1.20, Dipole (outer σ: 0.981 / inner σ: 0. 0] is formed on the resist film 1 formed of the chemically amplified resist composition I-2 shown in Table 6. 895), Y deflection], and pattern exposure through a halftone mask. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, baking was performed at 105 ° C. for 60 seconds. Next, development was performed for 30 seconds with butyl acetate produced by the production method of Example 6 as a developer, and the developer was spin-dried at 2000 rpm for 20 seconds to obtain a pattern (resist pattern substrate 2).

<実施例11:現像/リンスプロセス>
表6の化学増幅型レジスト組成物I−3により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例8の製造方法により製造された酢酸ブチルで30秒間現像し、リンス液としての実施例1の製造方法により製造された酢酸ブチルで2秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板3)を得た。
Example 11 Development / Rinse Process
An ArF excimer laser immersion scanner [manufactured by ASML; XT1700i, NA 1.20, Dipole (outer σ: 0.981 / inner σ: 0. 0] is formed on the resist film 1 formed of the chemically amplified resist composition I-3 shown in Table 6. 895), Y deflection], and pattern exposure through a halftone mask. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, baking was performed at 105 ° C. for 60 seconds. Next, development is performed for 30 seconds with butyl acetate manufactured by the manufacturing method of Example 8 as a developing solution, and rinsing is performed for 2 seconds with butyl acetate manufactured by the manufacturing method of Example 1 as a rinsing solution. A substrate 3) was obtained.

レジストパターン基板1〜3を測長走査型電子顕微鏡(日立社製CG4100)にて観察したところ、いずれの基板もラインサイズ及びスペースサイズが1:1の45nmパターンがパターン倒れなく、良好に形成できていることを確認した。   When the resist pattern substrates 1 to 3 were observed with a length-measuring scanning electron microscope (CG4100, manufactured by Hitachi, Ltd.), a 45 nm pattern with a line size and a space size of 1: 1 could be satisfactorily formed without pattern collapse. Confirmed that.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<リソグラフィー評価2>
表6のレジスト組成物I−1と同一の組成を持つレジスト組成物を収容する容器を塗布現像装置(SOKUDO社製 RF3S)のレジストラインに接続した。
また、実施例1の製造方法により製造された現像液としての酢酸ブチルを収容する18Lキャニスター缶を上記塗布現像装置に接続した。
また、実施例3の製造方法により製造されたリンス液としての4−メチル−2−ペンタノールを収容する18Lキャニスター缶を上記塗布現像装置に接続した。
現像液用及びリンス液用のPOUフィルターとして、それぞれ、インテグリス製オプチマイザーST−L(製品型番AWATMLKM1)を、上記塗布現像装置に搭載した後、塗布現像装置における通常の方法でフィルターのエア抜きを実施し、連続して30Lの処理液(現像液及びリンス液の各々)をPOUフィルターに通過させた。
上記塗布現像装置を使用して、シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。その上に上記レジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmの化学増幅型レジスト膜(レジスト膜2)を形成した。
<Lithography evaluation 2>
A container containing a resist composition having the same composition as the resist composition I-1 in Table 6 was connected to a resist line of a coating and developing apparatus (RF3S manufactured by SOKUDO).
In addition, an 18 L canister can containing butyl acetate as a developer produced by the production method of Example 1 was connected to the coating and developing apparatus.
Further, an 18 L canister can containing 4-methyl-2-pentanol as a rinse liquid produced by the production method of Example 3 was connected to the coating and developing apparatus.
After mounting Integris Optimizer ST-L (product model number AWATMLKM1) as the POU filter for the developer and rinse solution in the coating and developing apparatus, the filter is vented in the usual manner in the coating and developing apparatus. In practice, 30 L of the processing solution (each of the developing solution and the rinsing solution) was passed through the POU filter.
Using the coating and developing apparatus, an organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied onto a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 95 nm. The resist composition was applied thereon, and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a chemically amplified resist film (resist film 2) having a thickness of 90 nm.

<実施例12:現像/リンスプロセス>
レジスト膜2に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、上記塗布現像装置により、上記現像液(すなわち実施例1の製造方法により製造された酢酸ブチル)で30秒間現像し、上記リンス液(すなわち実施例3の製造方法により製造された4−メチル−2−ペンタノール)で20秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板4)を得た。
Example 12 Development / Rinse Process
An ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA1.20, Dipole (outerσ: 0.981 / innerσ: 0.895), Y deflection) is used as a resist film 2 through a halftone mask. Exposed. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, baking was performed at 105 ° C. for 60 seconds. Next, the coating and developing apparatus was developed with the developer (ie, butyl acetate produced by the production method of Example 1) for 30 seconds, and the rinse solution (ie, 4-methyl produced by the production method of Example 3). Rinse with 2-pentanol) for 20 seconds to obtain a pattern (resist pattern substrate 4).

<実施例13:現像/リンスレスプロセス>
レジスト膜2に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、上記塗布現像装置により、現像液としての上記現像液(すなわち実施例1の製造方法により製造された酢酸ブチル)で30秒間現像し、2000回転/分で20秒間現像液をスピン乾燥し、パターン(レジストパターン基板5)を得た。
Example 13 Development / Rinseless Process
An ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA1.20, Dipole (outerσ: 0.981 / innerσ: 0.895), Y deflection) is used as a resist film 2 through a halftone mask. Exposed. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, baking was performed at 105 ° C. for 60 seconds. Next, the coating and developing apparatus is used to develop the developer as a developer (that is, butyl acetate produced by the production method of Example 1) for 30 seconds, spin-dry the developer for 20 seconds at 2000 rpm, A pattern (resist pattern substrate 5) was obtained.

レジストパターン基板4及び5を、測長走査型電子顕微鏡(日立社製CG4100)にて観察したところ、いずれの基板もラインサイズ及びスペースサイズが1:1の45nmパターンがパターン倒れなく、良好に形成できていることを確認した。   When the resist pattern substrates 4 and 5 were observed with a length-measuring scanning electron microscope (CG4100 manufactured by Hitachi, Ltd.), a 45 nm pattern with a line size and a space size of 1: 1 was formed satisfactorily without pattern collapse. I confirmed that it was made.

<実施例14>
化学増幅型レジスト組成物I−3で使用の塩基性化合物C−3を、上述のベタイン化合物C1−1〜C1−8に替えた以外は同様の組成物8例を調製し、実施例11と同様の工程により評価を行ったところ、パターン形成を行うことができた。
<Example 14>
Eight similar compositions were prepared except that the basic compound C-3 used in the chemically amplified resist composition I-3 was replaced with the above-described betaine compounds C1-1 to C1-8. As a result of evaluation in the same process, pattern formation could be performed.

<実施例15>
実施例9で、酢酸ブチルを塗布現像装置に接続する直前に、酢酸ブチルにトリn−オクチルアミンを現像液全量に対して2質量%となるように加えた以外は同様にして評価を行ったところ、パターン形成を行うことができた。
<Example 15>
Evaluation was made in the same manner as in Example 9 except that tri-n-octylamine was added to butyl acetate so as to be 2% by mass with respect to the total amount of the developer immediately before connecting butyl acetate to the coating and developing apparatus. However, pattern formation could be performed.

〔実施例16及び17〕
<レジスト調製>
下記表8に示す成分を同表に示す溶剤に固形分で1.6質量%となるように溶解させ、それぞれを0.05μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、各々実施例に示す、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(化学増幅型レジスト組成物)(I−4)及び(I−5)を調製した。
Examples 16 and 17
<Resist preparation>
The components shown in Table 8 below were dissolved in the solvent shown in the same table so that the solid content was 1.6% by mass, and each was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.05 μm, and shown in each Example. Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions (chemically amplified resist compositions) (I-4) and (I-5) were prepared.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

表8中の略号に関し、上述していないものは、以下の通りである。   Regarding the abbreviations in Table 8, those not described above are as follows.

Figure 2016075920
Figure 2016075920

Figure 2016075920
Figure 2016075920

<実施例16>
(レジスト膜の形成)
表8の化学増幅型レジスト組成物I−4を、予めヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施したSiウエハー上に塗布し、100℃、60秒間ホットプレート上で乾燥して、膜厚50nmのレジスト膜を得た。
<Example 16>
(Formation of resist film)
The chemically amplified resist composition I-4 shown in Table 8 was applied onto a Si wafer that had been previously subjected to hexamethyldisilazane (HMDS) treatment, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 50 nm. A resist film was obtained.

(レジストパターンの形成)
レジスト膜の塗布されたウエハーに対し、EUV露光を行った。照射後、ホットプレート上で、110℃で60秒間加熱した後、実施例1の製造方法により製造された酢酸ブチルを用いてパドルして30秒間現像したところ、パターン形成を行うことができた。
(Formation of resist pattern)
EUV exposure was performed on the wafer coated with the resist film. After irradiation, the plate was heated on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds, then paddled with butyl acetate produced by the production method of Example 1, and developed for 30 seconds. As a result, pattern formation could be performed.

<実施例17>
実施例16と同様にして、表8の化学増幅型レジスト組成物I−5に於いてもレジストパターン形成を行うことができた。
<Example 17>
In the same manner as in Example 16, it was possible to form a resist pattern using the chemically amplified resist composition I-5 shown in Table 8.

11 液タンク
12 液量調整バルブ
13 圧力/流量/液温計
14 流量/液温計
15 流れ切替えバルブ
16 ポンプ
17 液の取出口
21 濾過装置
21a 液入口部
21b 液出口部
100 有機系処理液製造システム
F1 1段目フィルター
F2 2段目フィルター
H1 第1のフィルターハウジング
H2 第2のフィルターハウジング
D1,D2,D3 ドレイン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Liquid tank 12 Liquid quantity adjustment valve 13 Pressure / flow rate / liquid temperature meter 14 Flow rate / liquid temperature meter 15 Flow switching valve 16 Pump 17 Liquid outlet 21 Filtration device 21a Liquid inlet part 21b Liquid outlet part 100 Organic processing liquid production System F1 First stage filter F2 Second stage filter H1 First filter housing H2 Second filter housing D1, D2, D3 Drain

すなわち、本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。
<1>
液入口部と、液出口部と、前記液入口部と前記液出口部とを接続する流路内に設けられた濾過フィルター膜とを有する濾過装置に、有機溶剤を含有する液を通過させる工程を有する、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製造方法であって、
前記液入口部における前記液の温度(T )と、前記液出口部における前記液の温度(T )との差の絶対値(|T −T |)が、3℃以下であり、前記濾過装置における前記液の濾過速度が0.5L/分/m 以上であり、前記濾過装置における前記液による濾過圧力が0.03MPa以上0.08MPa以下であり、
前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂又はポリアミド樹脂から構成された濾過フィルター膜を含み、
前記有機溶剤を含有する液が、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、又は、アルコール系溶剤である、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製造方法。
<2>
液入口部と、液出口部と、前記液入口部と前記液出口部とを接続する流路内に設けられた濾過フィルター膜とを有する濾過装置に、有機溶剤を含有する液を通過させる工程を有する、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製造方法であって、
前記液入口部における前記液の温度(T )と、前記液出口部における前記液の温度(T )との差の絶対値(|T −T |)が、3℃以下であり、前記濾過装置における前記液の濾過速度が0.6L/分/m 以上であり、前記濾過装置における前記液による濾過圧力が0.10MPa以下であり、
前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂又はポリアミド樹脂から構成された濾過フィルター膜を含み、
前記有機溶剤を含有する液が、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、又は、アルコール系溶剤である、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製造方法。
<3>
前記有機系処理液が有機系現像液である、<1>又は<2>に記載の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製造方法。
<4>
前記有機溶剤を含有する液が酢酸ブチル、又は、メチルアミルケトンである、<3>に記載の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製造方法。
<5>
前記有機系処理液が有機系リンス液である、<1>又は<2>に記載の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製造方法。
<6>
前記有機溶剤を含有する液が4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、<5>に記載の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製造方法。
<7>
前記濾過フィルター膜のポアサイズが50nm以下である、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の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製造方法。
<8>
前記液入口部における前記液の温度(T )が、20℃以上30℃以下である、<1>〜<7>のいずれか1項に記載の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製造方法。
<9>
(ア)化学増幅型レジスト組成物により膜を形成する工程、
(イ)該膜を露光する工程、及び
(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法であって、
前記有機系現像液が、<3>又は<4>に記載の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製造方法により製造された有機系現像液である、パターン形成方法。
<10>
前記有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を有する<9>に記載のパターン形成方法であって、
前記有機系リンス液が、<5>又は<6>に記載の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製造方法により製造された有機系リンス液である、パターン形成方法。
<11>
前記有機系現像液が、<4>に記載の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製造方法により製造された有機系現像液であり、前記有機系リンス液が、<6>に記載の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製造方法により製造された有機系リンス液である、<10>に記載のパターン形成方法。
<12>
前記有機系現像液を用いて現像する工程が、処理液用フィルターを搭載した現像装置を用いて現像する工程であって、前記有機系現像液を、前記処理液用フィルターを通過させて現像に用いる、<9>〜<11>のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
<13>
<9>〜<12>のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
尚、本発明は、上記<1>〜<13>に係る発明であるが、以下、その他についても参考のため記載した。
That is, the present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.
<1>
A step of allowing a liquid containing an organic solvent to pass through a filtration device having a liquid inlet part, a liquid outlet part, and a filtration filter membrane provided in a flow path connecting the liquid inlet part and the liquid outlet part. A process for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film,
The absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet is 3 ° C. or less. The filtration rate of the liquid in the filtration device is 0.5 L / min / m 2 or more, and the filtration pressure by the liquid in the filtration device is 0.03 MPa or more and 0.08 MPa or less,
The filtration device includes a filtration filter membrane composed of a fluororesin, a polyolefin resin or a polyamide resin as the filtration filter membrane,
A method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film, wherein the liquid containing the organic solvent is an ester solvent, a ketone solvent, or an alcohol solvent.
<2>
A step of allowing a liquid containing an organic solvent to pass through a filtration device having a liquid inlet part, a liquid outlet part, and a filtration filter membrane provided in a flow path connecting the liquid inlet part and the liquid outlet part. A process for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film,
The absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet is 3 ° C. or less. The filtration rate of the liquid in the filtration device is 0.6 L / min / m 2 or more, and the filtration pressure by the liquid in the filtration device is 0.10 MPa or less,
The filtration device includes a filtration filter membrane composed of a fluororesin, a polyolefin resin or a polyamide resin as the filtration filter membrane,
A method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film, wherein the liquid containing the organic solvent is an ester solvent, a ketone solvent, or an alcohol solvent.
<3>
The method for producing an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film according to <1> or <2>, wherein the organic processing solution is an organic developer.
<4>
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <3>, wherein the liquid containing the organic solvent is butyl acetate or methyl amyl ketone.
<5>
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <1> or <2>, wherein the organic processing liquid is an organic rinsing liquid.
<6>
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <5>, wherein the liquid containing the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol or butyl acetate.
<7>
The method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to any one of <1> to <6>, wherein the pore size of the filtration filter film is 50 nm or less.
<8>
The organic processing for patterning of the chemically amplified resist film according to any one of <1> to <7>, wherein the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet is 20 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. Liquid manufacturing method.
<9>
(A) forming a film with a chemically amplified resist composition;
(A) exposing the film; and
(C) a step of developing the exposed film using an organic developer;
A pattern forming method comprising:
A pattern forming method, wherein the organic developer is an organic developer produced by the method for producing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <3> or <4>.
<10>
The pattern forming method according to <9>, further including a step of washing with an organic rinsing solution after the step of developing with the organic developer.
The pattern formation method whose organic rinse liquid is the organic rinse liquid manufactured by the manufacturing method of the organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film as described in <5> or <6>.
<11>
The organic developer is an organic developer produced by the method for producing an organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film according to <4>, and the organic rinse liquid is <6>. <10> The pattern forming method according to <10>, which is an organic rinsing liquid manufactured by the method for manufacturing an organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film.
<12>
The step of developing with the organic developer is a step of developing with a developing device equipped with a processing solution filter, and the organic developer is passed through the processing solution filter for development. The pattern forming method according to any one of <9> to <11>, which is used.
<13>
<9>-<12> The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of <12>.
In addition, although this invention is invention which concerns on said <1>-< 13 >, hereafter, it described for reference also about others.

Claims (8)

液入口部と、液出口部と、前記液入口部と前記液出口部とを接続する流路内に設けられた濾過フィルター膜とを有する濾過装置に、有機溶剤を含有する液を通過させる工程を有し、前記液入口部における前記液の温度(T)と、前記液出口部における前記液の温度(T)との差の絶対値(|T−T|)が、3℃以下であり、前記濾過装置における前記液の濾過速度が0.5L/分/m以上であり、前記濾過装置における前記液による濾過圧力が0.10MPa以下であり、前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜を含み、前記有機溶剤を含有する液が、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、又は、アルコール系溶剤である、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製造方法、により製造された化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液であって、
下記(1)〜(3)により得られるウェットパーティクル(N)の数が120個以下となる、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。
(1)クラス1000のクリーンルームに設置されたAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により8インチシリコンウエハー上のパーティクル数(N1)を検査し;
(2)前記シリコンウエハー上に前記パターニング用有機系処理液を5mL吐出し、前記シリコンウエハーを、1000回転/分で1.6秒間回転させることにより、前記パターニング用有機系処理液を前記シリコンウエハー上で拡散させ、20秒間静置後、2000回転/分で20秒間スピン乾燥させ;
(3)24時間後に、前記シリコンウエハー上のパーティクル数(N2)をAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により検査し、N2−N1をウエットパーティクル数(N)とする。
A step of allowing a liquid containing an organic solvent to pass through a filtration device having a liquid inlet part, a liquid outlet part, and a filtration filter membrane provided in a flow path connecting the liquid inlet part and the liquid outlet part. And the absolute value (| T I −T o |) of the difference between the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet and the temperature (T o ) of the liquid at the liquid outlet is 3 Or less, the filtration rate of the liquid in the filtration device is 0.5 L / min / m 2 or more, the filtration pressure by the liquid in the filtration device is 0.10 MPa or less, and the filtration device is For patterning a chemically amplified resist film, including a filtration filter film made of a fluororesin as the filtration filter film, and the liquid containing the organic solvent is an ester solvent, a ketone solvent, or an alcohol solvent Organic processing A manufacturing method for patterning organic processing liquid prepared chemically amplified resist film by,
An organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film, wherein the number of wet particles (N) obtained by the following (1) to (3) is 120 or less.
(1) The number of particles (N1) on an 8-inch silicon wafer is inspected by an AMAT wafer defect evaluation apparatus ComPLUS 3T (inspection mode 30T) installed in a class 1000 clean room;
(2) 5 mL of the organic processing solution for patterning is discharged onto the silicon wafer, and the silicon wafer is rotated at 1000 rpm for 1.6 seconds, whereby the organic processing solution for patterning is transferred to the silicon wafer. Diffused above, allowed to stand for 20 seconds, then spin dried at 2000 rpm for 20 seconds;
(3) After 24 hours, the number of particles (N2) on the silicon wafer is inspected by a wafer defect evaluation apparatus ComPLUS3T (inspection mode 30T) manufactured by AMAT, and N2-N1 is set as the number of wet particles (N).
前記有機系処理液が有機系現像液である、請求項1に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   2. The organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film according to claim 1, wherein the organic processing solution is an organic developer. 前記有機溶剤を含有する液が酢酸ブチル、又は、メチルアミルケトンである、請求項2に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   The organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to claim 2, wherein the liquid containing the organic solvent is butyl acetate or methyl amyl ketone. 前記有機系処理液が有機系リンス液である、請求項1に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   2. The organic processing liquid for patterning a chemically amplified resist film according to claim 1, wherein the organic processing liquid is an organic rinsing liquid. 前記有機溶剤を含有する液が4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、請求項4に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   The organic processing liquid for the patterning of the chemically amplified resist film according to claim 4, wherein the liquid containing the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol or butyl acetate. 前記フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜のポアサイズが50nm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   The organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to any one of claims 1 to 5, wherein a pore size of the filtration filter film made of the fluororesin is 50 nm or less. 前記液入口部における前記液の温度(T)が、20℃以上30℃以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。 The organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature (T I ) of the liquid at the liquid inlet is 20 ° C or higher and 30 ° C or lower. 前記濾過装置が、前記濾過フィルター膜として、フッ素樹脂から構成された濾過フィルター膜のみを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液。   The organic processing liquid for patterning of the chemically amplified resist film according to claim 1, wherein the filtration device includes only a filtration filter film made of a fluororesin as the filtration filter film.
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