JP2022173352A - Liquid medicine and liquid medicine container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薬液、及び、薬液収容体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chemical liquid and a chemical liquid container.
フォトリソグラフィを含む配線形成工程による半導体デバイスの製造の際、プリウェット液、レジスト液(レジスト膜形成用組成物)、現像液、リンス液、剥離液、化学機械的研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)スラリー、及び、CMP後の洗浄液等として、又は、それらの希釈液として、水及び/又は有機溶剤を含有する薬液が用いられている。
近年、フォトリソグラフィ技術の進歩によりパターンの微細化が進んでいる。パターンの微細化の手法としては、露光光源として、紫外線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及び、EUV(極紫外線)等を用いたパターン形成が試みられている。
形成されるパターンの微細化に伴い、このプロセスに用いる上記の薬液には更なる欠陥抑制性が求められている。
Pre-wet liquid, resist liquid (composition for forming resist film), developer, rinse liquid, remover, chemical mechanical polishing (CMP) during manufacturing of semiconductor devices by wiring formation process including photolithography A chemical solution containing water and/or an organic solvent is used as a slurry, a cleaning solution after CMP, or a diluted solution thereof.
2. Description of the Related Art In recent years, advances in photolithography technology have led to finer patterns. As a technique for pattern miniaturization, pattern formation using ultraviolet rays, KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet rays), etc., as exposure light sources has been attempted.
With the miniaturization of patterns to be formed, the above-mentioned chemicals used in this process are required to have further defect suppressing properties.
従来のパターン形成に用いられる薬液として、特許文献1には、「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(段落[0010])」が開示されている。 As a chemical solution used for conventional pattern formation, Patent Document 1 describes a method for producing an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film that can reduce the generation of particles in a pattern formation technique (paragraph [0010] )” is disclosed.
一方で、近年、シリコン基板又は酸化ケイ素膜付きシリコン基板(酸化ケイ素膜で表面が覆われたシリコン基板)と薬液とを接触させた際に、シリコン基板又は酸化ケイ素膜付きシリコン基板上に金属残渣欠陥がより発生しづらい薬液が求められている。
本発明は、シリコン基板又は酸化ケイ素膜付きシリコン基板と接触させた際に、金属残渣欠陥が生じにくい薬液を提供することを課題とする。
また、本発明は、薬液収容体を提供することも課題とする。
On the other hand, in recent years, when a silicon substrate or a silicon substrate with a silicon oxide film (a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film) is brought into contact with a chemical solution, a metal residue is formed on the silicon substrate or the silicon substrate with a silicon oxide film. There is a demand for a chemical solution that is less likely to cause defects.
An object of the present invention is to provide a chemical solution that hardly causes metal residue defects when brought into contact with a silicon substrate or a silicon substrate with a silicon oxide film.
Another object of the present invention is to provide a chemical container.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できるのを見出した。 As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the inventors of the present invention have found that the above problems can be solved by the following configuration.
(1) 有機溶剤と金属成分とを含有する薬液であって、
金属成分が、酸化チタン粒子、及び、チタンイオンを含有し、
チタンイオンの含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量の質量比が100~1012である、薬液。
(2) チタンイオンの含有量が、薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである、(1)に記載の薬液。
(3) 酸化チタン粒子の含有量が、金属成分中のチタン成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、(1)又は(2)に記載の薬液。
(4) 酸化チタン粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、(1)~(3)のいずれかに記載の薬液。
(5) 金属成分が、鉄イオンを含有し、
鉄イオンの含有量が、薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである、(1)~(4)のいずれかに記載の薬液。
(6) 金属成分が、酸化鉄粒子を含有し、
酸化鉄粒子の含有量が、金属成分中の鉄成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、(1)~(5)のいずれかに記載の薬液。
(7) 金属成分が、酸化鉄粒子を含有し、
酸化鉄粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、(1)~(6)のいずれかに記載の薬液。
(8) 金属成分が、酸化鉄粒子、及び、鉄イオンを含有し、
鉄イオンの含有量に対する、酸化鉄粒子の含有量の質量比が100~1012である、(1)~(7)のいずれかに記載の薬液。
(9) 金属成分が、アルミニウムイオンを含有し、
アルミニウムイオンの含有量が、薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである、(1)~(8)のいずれかに記載の薬液。
(10) 金属成分が、酸化アルミニウム粒子を含有し、
酸化アルミニウム粒子の含有量が、金属成分中のアルミニウム成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、(1)~(9)のいずれかに記載の薬液。
(11) 金属成分が、酸化アルミニウム粒子を含有し、
酸化アルミニウム粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、(1)~(10)のいずれかに記載の薬液。
(12) 金属成分が、酸化アルミニウム粒子、及び、アルミニウムイオンを含有し、
アルミニウムイオンの含有量に対する、酸化アルミニウム粒子の含有量の質量比が100~1012である、(1)~(11)のいずれかに記載の薬液。
(13) 金属成分が、酸化銅粒子を含有し、
酸化銅粒子の含有量が、金属成分中の銅成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、(1)~(12)のいずれかに記載の薬液。
(14) 金属成分が、酸化銅粒子を含有し、
酸化銅粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、(1)~(13)のいずれかに記載の薬液。
(15) 金属成分が、酸化銅粒子、及び、銅イオンを含有し、
銅イオンの含有量に対する、酸化銅粒子の含有量の質量比が100~1012である、(1)~(14)のいずれかに記載の薬液。
(16) 更に、有機不純物を含有し、
有機不純物の含有量が、薬液全質量に対して、1000~100000質量pptである、(1)~(15)のいずれかに記載の薬液。
(17) 薬液全質量に対する水の含有量が500質量ppb以下である、(1)~(16)のいずれかに記載の薬液。
(18) 有機溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、乳酸エチル、炭酸プロピレン、イソプロパノール、4-メチル-2-ペンタノール、酢酸ブチル、プロピ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プロピルエーテル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジイソアミルエーテル、酢酸イソアミル、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、炭酸エチレン、スルフォラン、シクロヘプタノン、2-ヘプタノン、酪酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、イソアミルエーテル、及び、ウンデカンからなる群から選ばれる1種以上を含む、(1)~(17)のいずれかに記載の薬液。
(19) 容器と、容器に収容された(1)~(18)のいずれかに記載の薬液と、を含有する、薬液収容体。
(1) A chemical solution containing an organic solvent and a metal component,
The metal component contains titanium oxide particles and titanium ions,
A chemical solution in which the mass ratio of the content of titanium oxide particles to the content of titanium ions is 10 0 to 10 12 .
(2) The chemical solution according to (1), wherein the content of titanium ions is 0.10 to 100 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical solution.
(3) The chemical solution according to (1) or (2), wherein the content of the titanium oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the titanium component in the metal component.
(4) The chemical solution according to any one of (1) to (3), wherein the proportion of titanium oxide particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
(5) the metal component contains iron ions,
The chemical solution according to any one of (1) to (4), wherein the content of iron ions is 0.10 to 100 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical solution.
(6) the metal component contains iron oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (5), wherein the content of the iron oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the iron component in the metal component.
(7) the metal component contains iron oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (6), wherein the proportion of iron oxide particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
(8) the metal component contains iron oxide particles and iron ions,
The chemical solution according to any one of (1) to (7), wherein the mass ratio of the content of iron oxide particles to the content of iron ions is 10 0 to 10 12 .
(9) the metal component contains aluminum ions,
The chemical solution according to any one of (1) to (8), wherein the content of aluminum ions is 0.10 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical solution.
(10) the metal component contains aluminum oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (9), wherein the content of the aluminum oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the aluminum component in the metal component.
(11) the metal component contains aluminum oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (10), wherein the proportion of aluminum oxide particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
(12) the metal component contains aluminum oxide particles and aluminum ions,
The chemical solution according to any one of (1) to (11), wherein the mass ratio of the content of aluminum oxide particles to the content of aluminum ions is 10 0 to 10 12 .
(13) the metal component contains copper oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (12), wherein the content of the copper oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the copper component in the metal component.
(14) the metal component contains copper oxide particles,
The chemical solution according to any one of (1) to (13), wherein the proportion of copper oxide particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
(15) the metal component contains copper oxide particles and copper ions,
The chemical solution according to any one of (1) to (14), wherein the mass ratio of the content of copper oxide particles to the content of copper ions is 10 0 to 10 12 .
(16) further contains organic impurities,
The chemical solution according to any one of (1) to (15), wherein the content of organic impurities is 1000 to 100000 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical solution.
(17) The chemical solution according to any one of (1) to (16), wherein the content of water relative to the total mass of the chemical solution is 500 mass ppb or less.
(18) The organic solvent is propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, ethyl lactate, propylene carbonate, isopropanol, 4-methyl-2-pentanol, butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl. Ether, methyl methoxypropionate, cyclopentanone, γ-butyrolactone, diisoamyl ether, isoamyl acetate, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, diethylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, ethylene carbonate, sulfolane, cycloheptanone , 2-heptanone, butyl butyrate, isobutyl isobutyrate, isoamyl ether, and undecane.
(19) A drug solution container comprising a container and the drug solution according to any one of (1) to (18) contained in the container.
本発明によれば、シリコン基板又は酸化ケイ素膜付きシリコン基板と接触させた際に、金属残渣欠陥が生じにくい薬液を提供できる。
また、本発明によれば、薬液収容体を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a chemical solution that hardly causes metal residue defects when brought into contact with a silicon substrate or a silicon substrate with a silicon oxide film.
Further, according to the present invention, a drug container can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされる場合があるが、本発明はそのような実施形態に限定されない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明において、「ppm」は「parts-per-million(10-6)」を意味し、「ppb」は「parts-per-billion(10-9)」を意味し、「ppt」は「parts-per-trillion(10-12)」を意味し、「ppq」は「parts-per-quadrillion(10-15)」を意味する。
また、本発明における基(原子群)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、本発明の効果を損ねない範囲で、置換基を有さない基と共に置換基を含有する基をも包含する。例えば、「炭化水素基」とは、置換基を有さない炭化水素基(無置換炭化水素基)のみならず、置換基を含有する炭化水素基(置換炭化水素基)をも包含する。この点は、各化合物についても同義である。
また、本発明における「放射線」とは、例えば、遠紫外線、極紫外線(EUV;Extreme ultraviolet)、X線、又は、電子線等を意味する。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。本発明中における「露光」とは、特に断らない限り、遠紫外線、X線又はEUV等による露光のみならず、電子線又はイオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
The present invention will be described in detail below.
Although the description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments of the present invention, the present invention is not limited to such embodiments.
In this specification, a numerical range represented by "-" means a range including the numerical values before and after "-" as lower and upper limits.
In the present invention, "ppm" means "parts-per-million (10 -6 )", "ppb" means "parts-per-billion (10 -9 )", and "ppt" means means "parts-per-trillion (10 -12 )" and "ppq" means "parts-per-quadrillion (10 -15 )".
In addition, in the notation of a group (atom group) in the present invention, the notation that does not describe substituted or unsubstituted refers to a group containing a substituent as well as a group not having a substituent within a range that does not impair the effect of the present invention. also includes For example, the term "hydrocarbon group" includes not only a hydrocarbon group having no substituent (unsubstituted hydrocarbon group) but also a hydrocarbon group containing a substituent (substituted hydrocarbon group). This point is the same for each compound.
Moreover, the "radiation" in the present invention means, for example, deep ultraviolet rays, extreme ultraviolet rays (EUV), X-rays, electron beams, or the like. Moreover, in the present invention, light means actinic rays or radiation. Unless otherwise specified, the term "exposure" in the present invention includes not only exposure with far ultraviolet rays, X-rays, EUV, etc., but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams.
本発明の薬液により上記課題が解決される機序は必ずしも明確ではないが、本発明者はその機序について以下のとおり推測する。なお、以下の機序は推測であり、異なる機序により本発明の効果が得られる場合であっても本発明の範囲に含まれる。
本発明者らは、薬液が酸化チタン粒子及びチタンイオンを含有する際に、その質量比(酸化チタン粒子の質量/酸化イオンの質量)によってシリコン基板又は酸化ケイ素膜付きシリコン基板(以後、これらを総称して「特定基板」ともいう)上での金属残渣欠陥(金属成分由来の残渣)の生じやすさが異なることを知見している。より具体的には、上記質量比が大きすぎる場合、言い換えると、酸化チタン粒子の割合が多すぎる場合、特定基板上にて酸化チタン粒子由来の金属残渣欠陥が多くなりやすいと考えられる。また、上記質量比が小さすぎる場合、言い換えると、チタンイオンの割合が多すぎる場合、チタンイオンよりも卑な他の金属イオンとの間で酸化還元反応が進行しやすくなり、他の金属の粒子(例えば、他の金属の酸化物粒子)が増大し、特定基板上にて金属残渣欠陥が多くなりやすいと考えられる。
Although the mechanism by which the liquid medicine of the present invention solves the above problems is not necessarily clear, the present inventors speculate as follows about the mechanism. In addition, the following mechanism is speculation, and even if the effect of the present invention is obtained by a different mechanism, it is included in the scope of the present invention.
When the chemical solution contains titanium oxide particles and titanium ions, the present inventors have determined that the mass ratio (mass of titanium oxide particles/mass of oxide ions) determines whether a silicon substrate or a silicon substrate with a silicon oxide film (these are hereinafter referred to as silicon substrates). (also collectively referred to as a “specific substrate”) have different susceptibility to the occurrence of metal residue defects (residues derived from metal components). More specifically, when the mass ratio is too large, in other words, when the proportion of titanium oxide particles is too high, it is believed that metal residue defects derived from titanium oxide particles tend to increase on the specific substrate. Further, when the mass ratio is too small, in other words, when the proportion of titanium ions is too high, oxidation-reduction reactions with other metal ions less noble than titanium ions tend to proceed, resulting in particles of other metals. (for example, oxide particles of other metals) increase, and metal residue defects tend to increase on the specific substrate.
本発明の薬液は、有機溶剤と金属成分とを含有する薬液であって、金属成分が、酸化チタン粒子、及び、チタンイオンを含有し、チタンイオンの含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量の質量比が100~1012である。
以下、本発明の薬液に含まれる成分について詳述する。
The chemical solution of the present invention is a chemical solution containing an organic solvent and a metal component, wherein the metal component contains titanium oxide particles and titanium ions, and the content of titanium oxide particles with respect to the content of titanium ions is The mass ratio is 10 0 to 10 12 .
The components contained in the liquid medicine of the present invention are described in detail below.
<有機溶剤>
本発明の薬液(以下、単に「薬液」ともいう)は、有機溶剤を含有する。
本明細書において、有機溶剤とは、上記薬液の全質量に対して、1成分あたり10000質量ppmを超えた含有量で含有される液状の有機化合物を意図する。つまり、本明細書においては、上記薬液の全質量に対して10000質量ppmを超えて含有される液状の有機化合物は、有機溶剤に該当する。
また、本明細書において液状とは、25℃、大気圧下において、液体であることを意味する。
<Organic solvent>
The chemical solution of the present invention (hereinafter also simply referred to as "chemical solution") contains an organic solvent.
In this specification, the organic solvent is intended to be a liquid organic compound contained in a content exceeding 10000 ppm by mass per component with respect to the total mass of the chemical solution. That is, in the present specification, a liquid organic compound contained in an amount exceeding 10000 ppm by mass with respect to the total mass of the chemical corresponds to an organic solvent.
In addition, the term “liquid” as used herein means liquid at 25° C. under atmospheric pressure.
薬液中における有機溶剤の含有量としては特に制限されないが、薬液の全質量に対して、98.0質量%以上が好ましく、99.0質量%超がより好ましく、99.90質量%以上が更に好ましく、99.95質量%超が特に好ましい。上限は、100質量%未満である。
有機溶剤は1種を単独で用いても、2種以上を使用してもよい。2種以上の有機溶剤を使用する場合には、合計含有量が上記範囲内であるのが好ましい。
The content of the organic solvent in the chemical solution is not particularly limited, but is preferably 98.0% by mass or more, more preferably more than 99.0% by mass, and more preferably 99.90% by mass or more, relative to the total mass of the chemical solution. Preferably, more than 99.95% by weight is particularly preferred. The upper limit is less than 100% by mass.
An organic solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types. When two or more organic solvents are used, the total content is preferably within the above range.
有機溶剤の種類としては特に制限されず、公知の有機溶剤を使用できる。有機溶剤は、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)、環を有してもよ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、ジアルキルスルホキシド、環状スルホン、ジアルキルエーテル、一価アルコール、グリコール、酢酸アルキルエステル、及び、N-アルキルピロリドン等が挙げられる。 The type of organic solvent is not particularly limited, and known organic solvents can be used. Organic solvents include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates, alkylene glycol monoalkyl ethers, lactic acid alkyl esters, alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones (preferably having 4 to 10 carbon atoms), and monoketone compounds which may have a ring. (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates, alkyl pyruvates, dialkyl sulfoxides, cyclic sulfones, dialkyl ethers, monohydric alcohols, glycols, alkyl acetates, and N-alkylpyrrolidones. .
有機溶剤は、例えば、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)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン(CHN)、乳酸エチル(EL)、炭酸プロピレン(PC)、イソプロパノール(IPA)、4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)、酢酸ブチル(nBA)、プロピ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プロピルエーテル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジイソアミルエーテル、酢酸イソアミル、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、炭酸エチレン、スルフォラン、シクロヘプタノン、2-ヘプタノン、酪酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、イソアミルエーテル、及び、ウンデカンからなる群から選択される1種以上が好ましい。
有機溶剤を2種以上使用する例としては、PGMEAとPGMEの併用、及び、PGMEAとPCの併用が挙げられる。
なお、薬液中における有機溶剤の種類及び含有量は、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて測定できる。
Organic solvents include, for example, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (CHN), ethyl lactate (EL), propylene carbonate (PC), isopropanol (IPA), 4-methyl-2 -pentanol (MIBC), butyl acetate (nBA), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, methyl methoxypropionate, cyclopentanone, γ-butyrolactone, diisoamyl ether, isoamyl acetate, dimethyl sulfoxide, N- One selected from the group consisting of methylpyrrolidone, diethylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, ethylene carbonate, sulfolane, cycloheptanone, 2-heptanone, butyl butyrate, isobutyl isobutyrate, isoamyl ether, and undecane. The above is preferable.
Examples of using two or more organic solvents include combined use of PGMEA and PGME and combined use of PGMEA and PC.
The type and content of the organic solvent in the chemical can be measured using a gas chromatograph-mass spectrometer.
<金属成分>
薬液は金属成分を含有する。
金属成分は、金属含有粒子及び金属イオンから構成され、例えば、金属成分の含有量という場合、金属含有粒子及び金属イオンの合計含有量を示す。
金属含有粒子は、金属原子が含まれていればよく、例えば、金属酸化物粒子、金属窒化物粒子、及び、金属粒子が挙げられる。なお、金属粒子とは、金属からなる粒子を意味する。
<Metal component>
The chemical contains metal components.
The metal component is composed of metal-containing particles and metal ions. For example, the content of the metal component indicates the total content of the metal-containing particles and metal ions.
The metal-containing particles may contain metal atoms, and examples thereof include metal oxide particles, metal nitride particles, and metal particles. In addition, metal particles mean particles made of metal.
薬液に含有される金属成分は、酸化チタン粒子、及び、チタンイオンを含有する。
チタンイオンの含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量の質量比が100~1012であり、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、上記質量比は、101~1010が好ましく、102~1010がより好ましく、103~108が更に好ましく、103~107が特に好ましい。
The metal component contained in the chemical contains titanium oxide particles and titanium ions.
The mass ratio of the content of titanium oxide particles to the content of titanium ions is 10 0 to 10 12 , and metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or silicon oxide film. The mass ratio is preferably 10 1 to 10 10 , more preferably 10 2 to 10 10 , still more preferably 10 3 to 10 8 , and particularly preferably 10 3 to 10 7 .
チタンイオンの含有量は特に制限されず、0.01~150質量pptの場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、チタンイオンの含有量は、薬液全質量に対して、0.10~100質量pptが好ましく、1.0~70質量pptがより好ましい。 The content of titanium ions is not particularly limited, and is often 0.01 to 150 mass ppt. Among them, the content of titanium ions is 0.10 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical, in that metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or silicon oxide film. is preferred, and 1.0 to 70 mass ppt is more preferred.
酸化チタン粒子の含有量は特に制限されず、金属成分中のチタン成分の含有量に対して、1質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化チタン粒子の含有量は、金属成分中のチタン成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満が好ましく、30~90質量%がより好ましい。
チタン成分とは、チタン原子を含有する成分であり、チタン含有粒子及びチタンイオンが挙げられ、例えば、チタン成分の含有量という場合、チタン含有粒子及びチタンイオンの合計含有量を示す。
チタン含有粒子は、チタン原子が含まれていればよく、例えば、酸化チタン粒子、窒化チタン粒子、及び、チタン粒子が挙げられる。なお、チタン粒子とは、金属チタンからなる粒子を意味する。
The content of the titanium oxide particles is not particularly limited, and is often 1% by mass or more and less than 100% by mass with respect to the content of the titanium component in the metal component. Above all, the content of the titanium oxide particles is less than the content of the titanium component in the metal component, because it is more difficult for metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. 5% by mass or more and less than 99% by mass is preferable, and 30 to 90% by mass is more preferable.
The titanium component is a component containing titanium atoms, and includes titanium-containing particles and titanium ions. For example, the content of the titanium component indicates the total content of the titanium-containing particles and titanium ions.
Titanium-containing particles may contain titanium atoms, and examples thereof include titanium oxide particles, titanium nitride particles, and titanium particles. Titanium particles mean particles made of metallic titanium.
酸化チタン粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は特に制限されず、40質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化チタン粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は、60質量%以上98質量%未満が好ましく、60~95質量%がより好ましい。 Among the titanium oxide particles, the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is not particularly limited, and is often 40% by mass or more and less than 100% by mass. In particular, the ratio of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the titanium oxide particles is 60, because metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. % by mass or more and less than 98% by mass is preferable, and 60 to 95% by mass is more preferable.
薬液に含有される金属成分は、鉄イオンを含有していてもよい。
鉄イオンの含有量は特に制限されず、薬液全質量に対して、0.01~200質量pptの場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、鉄イオンの含有量は、薬液全質量に対して、0.1~100質量pptが好ましく、1.0~90質量pptがより好ましい。
The metal component contained in the chemical solution may contain iron ions.
The content of iron ions is not particularly limited, and is often 0.01 to 200 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical solution. Above all, the content of iron ions is 0.1 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical, in that metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or silicon oxide film. is preferred, and 1.0 to 90 mass ppt is more preferred.
薬液に含有される金属成分は、酸化鉄粒子を含有していてもよい。
酸化鉄粒子の含有量は特に制限されず、金属成分中の鉄成分の含有量に対して、1質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化鉄粒子の含有量は、金属成分中の鉄成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満が好ましく、10~95質量%がより好ましい。
鉄成分とは、鉄原子を含有する成分であり、鉄含有粒子及び鉄イオンが挙げられ、例えば、鉄成分の含有量という場合、鉄含有粒子及び鉄イオンの合計含有量を示す。
鉄含有粒子は、鉄原子が含まれていればよく、例えば、酸化鉄粒子、窒化鉄粒子、及び、鉄粒子が挙げられる。なお、鉄粒子とは、金属鉄からなる粒子を意味する。
The metal component contained in the chemical solution may contain iron oxide particles.
The content of the iron oxide particles is not particularly limited, and is often 1% by mass or more and less than 100% by mass with respect to the content of the iron component in the metal component. Among them, the content of iron oxide particles is less likely to occur on a silicon substrate or on a silicon oxide film, or a composite residue defect described later. 5% by mass or more and less than 99% by mass is preferable, and 10 to 95% by mass is more preferable.
The iron component is a component containing iron atoms, and includes iron-containing particles and iron ions. For example, the content of the iron component indicates the total content of the iron-containing particles and iron ions.
The iron-containing particles may contain iron atoms, and examples thereof include iron oxide particles, iron nitride particles, and iron particles. The iron particles mean particles made of metallic iron.
酸化鉄粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は特に制限されず、40質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化鉄粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は、60質量%以上98質量%未満が好ましく、60~95質量%がより好ましい。 Among the iron oxide particles, the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is not particularly limited, and is often 40% by mass or more and less than 100% by mass. Above all, the ratio of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the iron oxide particles is 60, because metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. % by mass or more and less than 98% by mass is preferable, and 60 to 95% by mass is more preferable.
薬液中における、鉄イオンの含有量に対する、酸化鉄粒子の含有量の質量比は特に制限されず、10-2~1014の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、上記質量比は、100~1012が好ましく、102~1010がより好ましく、103~108が更に好ましく、103~107が特に好ましい。 The mass ratio of the content of iron oxide particles to the content of iron ions in the chemical solution is not particularly limited, and is often 10 −2 to 10 14 . Above all, the mass ratio is preferably 10 0 to 10 12 , more preferably 10 2 to 10 10 , in that metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. , 10 3 to 10 8 are more preferred, and 10 3 to 10 7 are particularly preferred.
薬液に含有される金属成分は、アルミニウムイオンを含有していてもよい。
アルミニウムイオンの含有量は特に制限されず、薬液全質量に対して、0.01~200質量pptの場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、アルミニウムイオンの含有量は、薬液全質量に対して、0.1~100質量pptが好ましく、1.0~90質量pptがより好ましい。
The metal component contained in the chemical solution may contain aluminum ions.
The content of aluminum ions is not particularly limited, and is often 0.01 to 200 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical solution. Above all, the content of aluminum ions is 0.1 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical, in that metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or silicon oxide film. is preferred, and 1.0 to 90 mass ppt is more preferred.
薬液に含有される金属成分は、酸化アルミニウム粒子を含有していてもよい。
酸化アルミニウム粒子の含有量は特に制限されず、金属成分中のアルミニウム成分の含有量に対して、1質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化アルミニウム粒子の含有量は、金属成分中のアルミニウム成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満が好ましく、10~95質量%がより好ましい。
アルミニウム成分とは、アルミニウム原子を含有する成分であり、アルミニウム含有粒子及びアルミニウムイオンが挙げられ、例えば、アルミニウム成分の含有量という場合、アルミニウム含有粒子及びアルミニウムイオンの合計含有量を示す。
アルミニウム含有粒子は、アルミニウム原子が含まれていればよく、例えば、酸化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム粒子、及び、アルミニウム粒子が挙げられる。なお、アルミニウム粒子とは、金属アルミニウムからなる粒子を意味する。
The metal component contained in the chemical solution may contain aluminum oxide particles.
The content of the aluminum oxide particles is not particularly limited, and is often 1% by mass or more and less than 100% by mass with respect to the content of the aluminum component in the metal component. Above all, the content of aluminum oxide particles is less likely to occur on a silicon substrate or on a silicon oxide film. 5% by mass or more and less than 99% by mass is preferable, and 10 to 95% by mass is more preferable.
The aluminum component is a component containing aluminum atoms and includes aluminum-containing particles and aluminum ions. For example, the content of the aluminum component indicates the total content of the aluminum-containing particles and aluminum ions.
Aluminum-containing particles may contain aluminum atoms, and examples thereof include aluminum oxide particles, aluminum nitride particles, and aluminum particles. The aluminum particles mean particles made of metal aluminum.
酸化アルミニウム粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は特に制限されず、40質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化アルミニウム粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は、60質量%以上98質量%未満が好ましく、60~95質量%がより好ましい。 Among the aluminum oxide particles, the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is not particularly limited, and is often 40% by mass or more and less than 100% by mass. In particular, the ratio of particles with a particle size of 0.5 to 17 nm among the aluminum oxide particles is 60, because metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. % by mass or more and less than 98% by mass is preferable, and 60 to 95% by mass is more preferable.
薬液中における、アルミニウムイオンの含有量に対する、酸化アルミニウム粒子の含有量の質量比は特に制限されず、10-2~1014の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、上記質量比は、100~1012が好ましく、102~1010がより好ましく、103~108が更に好ましく、103~107が特に好ましい。 The mass ratio of the content of aluminum oxide particles to the content of aluminum ions in the chemical solution is not particularly limited, and is often 10 −2 to 10 14 . Above all, the mass ratio is preferably 10 0 to 10 12 , more preferably 10 2 to 10 10 , in that metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. , 10 3 to 10 8 are more preferred, and 10 3 to 10 7 are particularly preferred.
薬液に含有される金属成分は、上述した以外の他の金属原子の成分を含有していてもよい。
他の金属原子としては、例えば、Na(ナトリウム)、K(カリウム)、Ca(カルシウム)、Cu(銅)、Mg(マグネシウム)、Mn(マンガン)、Li(リチウム)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、及び、Zr(ジルコニウム)が挙げられる。
The metal component contained in the chemical solution may contain other metal atom components than those mentioned above.
Examples of other metal atoms include Na (sodium), K (potassium), Ca (calcium), Cu (copper), Mg (magnesium), Mn (manganese), Li (lithium), Cr (chromium), Ni (nickel) and Zr (zirconium).
薬液に含有される金属成分は、酸化銅粒子を含有していてもよい。
酸化銅粒子の含有量は特に制限されず、金属成分中の銅成分の含有量に対して、1質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化銅粒子の含有量は、金属成分中の銅成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満が好ましく、10~95質量%がより好ましい。
銅成分とは、銅原子を含有する成分であり、銅含有粒子及び銅イオンが挙げられ、例えば、銅成分の含有量という場合、銅含有粒子及び銅イオンの合計含有量を示す。
銅含有粒子は、銅原子が含まれていればよく、例えば、酸化銅粒子、窒化銅粒子、及び、銅粒子が挙げられる。なお、銅粒子とは、金属銅からなる粒子を意味する。
The metal component contained in the chemical solution may contain copper oxide particles.
The content of the copper oxide particles is not particularly limited, and is often 1% by mass or more and less than 100% by mass with respect to the content of the copper component in the metal component. Above all, the content of the copper oxide particles is less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film, and the content of the copper oxide particles with respect to the content of the copper component in the metal component is 5% by mass or more and less than 99% by mass is preferable, and 10 to 95% by mass is more preferable.
The copper component is a component containing copper atoms, and includes copper-containing particles and copper ions. For example, the content of the copper component indicates the total content of the copper-containing particles and copper ions.
The copper-containing particles may contain copper atoms, and examples thereof include copper oxide particles, copper nitride particles, and copper particles. In addition, a copper particle means the particle|grain which consists of metallic copper.
酸化銅粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は特に制限されず、40質量%以上100質量%未満の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、酸化銅粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合は、60質量%以上98質量%未満が好ましく、60~95質量%がより好ましい。 Among the copper oxide particles, the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm is not particularly limited, and is often 40% by mass or more and less than 100% by mass. Above all, the ratio of particles with a particle size of 0.5 to 17 nm among the copper oxide particles is 60, in that metal residue defects or composite residue defects described later are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. % by mass or more and less than 98% by mass is preferable, and 60 to 95% by mass is more preferable.
薬液中における、銅イオンの含有量に対する、酸化銅粒子の含有量の質量比は特に制限されず、10-2~1014の場合が多い。中でも、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、上記質量比は、100~1012が好ましく、102~1010がより好ましく、103~108が更に好ましく、103~107が特に好ましい。 The mass ratio of the content of copper oxide particles to the content of copper ions in the chemical solution is not particularly limited, and is often 10 −2 to 10 14 . Above all, the mass ratio is preferably 10 0 to 10 12 , more preferably 10 2 to 10 10 , in that metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. , 10 3 to 10 8 are more preferred, and 10 3 to 10 7 are particularly preferred.
金属成分は、薬液に含まれる各成分(原料)に不可避的に含まれている金属成分でもよいし、処理液の製造、貯蔵、及び/又は、移送時に不可避的に含まれる金属成分でもよいし、意図的に添加してもよい。 The metal component may be a metal component that is inevitably contained in each component (raw material) contained in the chemical liquid, or a metal component that is inevitably contained during the production, storage and/or transfer of the treatment liquid. may be intentionally added.
金属成分の含有量は特に制限されないが、シリコン基板上又は酸化ケイ素膜上に、金属残渣欠陥又は後述する複合物残渣欠陥がより生じにくい点で、薬液の全質量に対して、10~500000質量pptが好ましい。 Although the content of the metal component is not particularly limited, it is 10 to 500,000 mass with respect to the total mass of the chemical in that metal residue defects or composite residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate or on the silicon oxide film. ppt is preferred.
なお、薬液中の金属イオン及び金属含有粒子の種類及び含有量は、SP-ICP-MS法(Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)で測定できる。
ここで、SP-ICP-MS法とは、通常のICP-MS法(誘導結合プラズマ質量分析法)と同様の装置を使用し、データ分析のみが異なる。SP-ICP-MS法のデータ分析は、市販のソフトウェアにより実施できる。
ICP-MS法では、測定対象とされた金属成分の含有量が、その存在形態に関わらず、測定される。従って、測定対象とされた金属含有粒子と、金属イオンとの合計質量が、金属成分の含有量として定量される。
The types and contents of metal ions and metal-containing particles in the chemical solution can be measured by SP-ICP-MS (Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry).
Here, the SP-ICP-MS method uses the same equipment as the normal ICP-MS method (inductively coupled plasma mass spectrometry), and differs only in data analysis. Data analysis of the SP-ICP-MS method can be performed with commercially available software.
In the ICP-MS method, the content of the metal component to be measured is measured regardless of its existence form. Therefore, the total mass of the metal-containing particles to be measured and the metal ions is quantified as the content of the metal component.
一方、SP-ICP-MS法では、金属含有粒子の含有量が測定できる。従って、試料中の金属成分の含有量から、金属含有粒子の含有量を引くと、試料中の金属イオンの含有量が算出できる。
SP-ICP-MS法の装置としては、例えば、アジレントテクノロジー社製、Agilent 8800 トリプル四重極ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry、半導体分析用、オプション#200)が挙げられ、実施例に記載した方法により測定できる。上記以外の他の装置としては、PerkinElmer社製 NexION350Sのほか、アジレントテクノロジー社製、Agilent 8900も使用できる。
On the other hand, the SP-ICP-MS method can measure the content of metal-containing particles. Therefore, the content of metal ions in the sample can be calculated by subtracting the content of the metal-containing particles from the content of the metal components in the sample.
An apparatus for the SP-ICP-MS method includes, for example, Agilent 8800 triple quadrupole ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry, for semiconductor analysis, option #200) manufactured by Agilent Technologies, which is described in the Examples. It can be measured by the method described. Other devices than the above include NexION350S manufactured by PerkinElmer, and Agilent 8900 manufactured by Agilent Technologies.
なお、10nm以下の金属含有粒子はSP-ICP-MSでは測定できないため、特開2009-188333号公報の段落0015~0067に記載の方法(以後、「特定方法」ともいう。)を用いる。
ここで特定方法により、基板上に残った0.5~10nmの粒子数をカウントし、そのカウントに対し、20nmの粒子のSNP-ICP-MSからの換算値を用いる。ここで金属毎に換算値が異なる為に金属毎にこの換算を行う。
換算の具体的方法は以下のとおりである。
例えば、薬液中の20nmの酸化チタン粒子の数がSNP-ICP-MSで10個であり、特定方法で算出される基板上に残った20nmの酸化チタン粒子の数が1個の場合、換算値は10になる。つまり、特定方法で確認できた1nmの酸化チタン粒子の数が100個の場合には、換算値の10倍を元にして、薬液中では1000個(100個×10)と計算する。本発明における10nm以下の粒子数はいずれの金属であれ、この換算方法によって推定する。
Since metal-containing particles of 10 nm or less cannot be measured by SP-ICP-MS, the method described in paragraphs 0015 to 0067 of JP-A-2009-188333 (hereinafter also referred to as "specific method") is used.
Here, the number of particles of 0.5 to 10 nm remaining on the substrate is counted by a specific method, and the count is converted from SNP-ICP-MS of particles of 20 nm. Since the conversion value differs for each metal, this conversion is performed for each metal.
The specific method of conversion is as follows.
For example, when the number of 20 nm titanium oxide particles in the chemical solution is 10 by SNP-ICP-MS, and the number of 20 nm titanium oxide particles remaining on the substrate calculated by the specific method is 1, the converted value becomes 10. That is, when the number of 1 nm titanium oxide particles confirmed by the specific method is 100, the number in the chemical solution is calculated as 1000 (100 x 10) based on 10 times the converted value. The number of particles of 10 nm or less in the present invention is estimated by this conversion method for any metal.
<有機不純物>
薬液は有機不純物を含有してもよい。
薬液中における有機不純物の含有量は特に制限されないが、シリコン基板上に、後述するシミ状残渣欠陥がより生じにくい点で、薬液全質量に対して、1000~100000質量pptが好ましい。
なお、有機不純物とは、有機溶剤とは異なる有機化合物であって、有機溶剤の全質量に対して、10000質量ppm以下の含有量で含有される有機化合物を意味する。つまり、本明細書においては、上記有機溶剤の全質量に対して10000質量ppm以下の含有量で含有される有機化合物は、有機不純物に該当し、有機溶剤には該当しないものとする。
有機不純物は、被精製物を精製して薬液を得る過程で、薬液に混入する、又は、添加されることが多い。そのような有機不純物としては、例えば、可塑剤、酸化防止剤、及び、これらに由来する化合物(典型的には分解生成物)等が挙げられる。
<Organic impurities>
The chemical liquid may contain organic impurities.
Although the content of the organic impurities in the chemical is not particularly limited, it is preferably 1000 to 100000 ppt by mass with respect to the total mass of the chemical, from the viewpoint that stain-like residue defects, which will be described later, are less likely to occur on the silicon substrate.
The term "organic impurities" means an organic compound different from the organic solvent and contained in a content of 10000 ppm by mass or less with respect to the total mass of the organic solvent. In other words, in this specification, organic compounds contained in a content of 10000 ppm by mass or less with respect to the total mass of the organic solvent correspond to organic impurities and not to organic solvents.
Organic impurities are often mixed with or added to a chemical solution during the process of obtaining a chemical solution by purifying an object to be purified. Such organic impurities include, for example, plasticizers, antioxidants, and compounds derived therefrom (typically decomposition products).
<水>
薬液は、水を含有してもよい。水は、上記有機不純物には含まれない。
水としては特に制限されず、例えば、蒸留水、イオン交換水、及び、純水等を使用できる。
水は、薬液中に添加されてもよいし、薬液の製造工程において意図せずに薬液中に混合されてもよい。薬液の製造工程において意図せずに混合される場合としては、例えば、水が、薬液の製造に用いる原料(例えば、有機溶剤)に含有されている場合、及び、薬液の製造工程で混合する(例えば、コンタミネーション)等が挙げられるが、上記に制限されない。
<Water>
The chemical solution may contain water. Water is not included in the above organic impurities.
Water is not particularly limited, and for example, distilled water, ion-exchanged water, and pure water can be used.
Water may be added to the chemical solution, or may be unintentionally mixed into the chemical solution during the manufacturing process of the chemical solution. Examples of cases where water is unintentionally mixed in the manufacturing process of a chemical solution include, for example, when water is contained in a raw material (e.g., organic solvent) used in manufacturing the chemical solution, and when water is mixed in the manufacturing process of the chemical solution ( For example, contamination), etc., but not limited to the above.
薬液中における水の含有量としては特に制限されないが、薬液の全質量に対して、2.0質量%以下が好ましく、500質量ppb以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、0質量%が挙げられる。薬液中における水の含有量は、カールフィッシャー水分測定法を測定原理とする装置を用いて、測定される水分含有量を意味する。 Although the content of water in the chemical solution is not particularly limited, it is preferably 2.0 mass % or less, more preferably 500 mass ppb or less, relative to the total mass of the chemical solution. Although the lower limit is not particularly limited, it may be 0% by mass. The water content in the chemical solution means the water content measured using an apparatus based on the Karl Fischer moisture measurement method.
<薬液の用途>
本発明の薬液は、半導体デバイスの製造に用いられるのが好ましい。中でも、本発明の薬液を用いて半導体チップを製造することが好ましい。
具体的には、リソグラフィー工程、エッチング工程、イオン注入工程、及び、剥離工程等を含有する半導体デバイスの製造工程において、各工程の終了後、又は、次の工程に移る前に、有機物を処理するために使用され、具体的にはプリウェット液、現像液、リンス液、及び、研磨液等として好適に用いられる。
他にも、薬液は、レジスト膜形成用組成物が含有する樹脂の希釈液等(言い換えれば、溶剤)としても用いてもよい。
<Application of chemical solution>
The chemical solution of the present invention is preferably used for manufacturing semiconductor devices. Among them, it is preferable to manufacture a semiconductor chip using the chemical solution of the present invention.
Specifically, in a semiconductor device manufacturing process including a lithography process, an etching process, an ion implantation process, a peeling process, etc., the organic matter is treated after each process or before moving to the next process. Specifically, it is suitably used as a pre-wet liquid, developer, rinse liquid, polishing liquid, and the like.
Alternatively, the chemical solution may be used as a diluent or the like (in other words, a solvent) for the resin contained in the composition for forming a resist film.
また、上記薬液は、半導体デバイスの製造用以外の、他の用途にも使用でき、ポリイミド、センサー用レジスト、及び、レンズ用レジスト等の現像液、及び、リンス液としても使用できる。
また、上記薬液は、医療用途又は洗浄用途の溶剤としても使用できる。例えば、配管、容器、及び、基板(例えば、ウェハ、及び、ガラス等)等の洗浄に好適に使用できる。
上記洗浄用途としては、上述のプリウェット液等の液が接する配管及び容器等を洗浄する、洗浄液(配管洗浄液及び容器洗浄液等)として使用するのも好ましい。
In addition, the above-described chemical solution can be used for applications other than the manufacture of semiconductor devices, and can also be used as a developing solution for polyimide, a sensor resist, a lens resist, and the like, and a rinse solution.
In addition, the chemical solution can also be used as a solvent for medical use or cleaning use. For example, it can be suitably used for cleaning pipes, containers, substrates (for example, wafers, glass, etc.).
As the cleaning application, it is also preferable to use it as a cleaning liquid (pipe cleaning liquid, container cleaning liquid, etc.) for cleaning pipes, containers, etc. in contact with liquids such as the above-mentioned pre-wet liquids.
中でも、薬液は、プリウェット液、現像液、リンス液、研磨液、及び、レジスト膜形成用組成物に好適に用いられる。中でも、プリウェット液、現像液、及び、リンス液に適用した場合、より優れた効果を発揮する。特に、露光光源をEUVとした場合における、プリウェット液、現像液、及び、リンス液に適用した場合、より優れた効果を発揮する。また、これらの液の移送に用いられる配管に用いられる配管洗浄液に適用した場合にも、より優れた効果を発揮する。 Among them, the chemical liquid is preferably used for the prewet liquid, the developer, the rinse liquid, the polishing liquid, and the composition for forming a resist film. Above all, when applied to a prewet liquid, a developer, and a rinse liquid, more excellent effects are exhibited. In particular, when the exposure light source is EUV, when applied to a pre-wet liquid, a developer, and a rinse liquid, more excellent effects are exhibited. Further, when applied to a pipe cleaning liquid used for pipes used for transferring these liquids, more excellent effects are exhibited.
<薬液の製造方法>
上記薬液の製造方法としては特に制限されず、公知の製造方法が使用できる。中でも、より優れた本発明の効果を示す薬液が得られる点で、薬液の製造方法は、フィルターを用いて有機溶剤を含有する被精製物をろ過して薬液を得る、ろ過工程を有するのが好ましい。
<Method for producing chemical solution>
The method for producing the chemical solution is not particularly limited, and known production methods can be used. Above all, in order to obtain a chemical solution exhibiting the superior effects of the present invention, the method for producing a chemical solution has a filtration step of obtaining a chemical solution by filtering a substance to be purified containing an organic solvent using a filter. preferable.
ろ過工程において使用する被精製物は、購入等により調達してもよいし、原料を反応させて得てもよい。被精製物としては、不純物の含有量が少ないのが好ましい。そのような被精製物の市販品としては、例えば、「高純度グレード品」と呼ばれる市販品が挙げられる。 The substance to be purified used in the filtration step may be procured by purchase or the like, or may be obtained by reacting raw materials. It is preferable that the material to be purified has a low impurity content. Commercially available products of such substances to be purified include, for example, commercial products called “high-purity grade products”.
原料を反応させて被精製物(典型的には、有機溶剤を含有する被精製物)を得る方法として特に制限されず、公知の方法を使用できる。例えば、触媒の存在下において、一又は複数の原料を反応させて、有機溶剤を得る方法が挙げられる。
より具体的には、例えば、酢酸とn-ブタノールとを硫酸の存在下で反応させ、酢酸ブチルを得る方法;エチレン、酸素、及び、水をAl(C2H5)3の存在下で反応させ、1-ヘキサノールを得る方法;シス-4-メチル-2-ペンテンをIpc2BH(Diisopinocampheylborane)の存在下で反応させ、4-メチル-2-ペンタノールを得る方法;プロピレンオキシド、メタノール、及び、酢酸を硫酸の存在下で反応させ、PGMEA(プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート)を得る方法;アセトン、及び、水素を酸化銅-酸化亜鉛-酸化アルミニウムの存在下で反応させて、IPA(isopropyl alcohol)を得る方法;乳酸、及び、エタノールを反応させて、乳酸エチルを得る方法;等が挙げられる。
The method of reacting raw materials to obtain a substance to be purified (typically a substance to be purified containing an organic solvent) is not particularly limited, and known methods can be used. For example, there is a method of obtaining an organic solvent by reacting one or more raw materials in the presence of a catalyst.
More specifically, for example, a method of reacting acetic acid and n-butanol in the presence of sulfuric acid to obtain butyl acetate; reacting ethylene, oxygen, and water in the presence of Al(C 2 H 5 ) 3 a method of obtaining 1-hexanol; a method of reacting cis-4-methyl-2-pentene in the presence of Ipc2BH (Diisopinocampheylborane) to obtain 4-methyl-2-pentanol; propylene oxide, methanol, and acetic acid is reacted in the presence of sulfuric acid to obtain PGMEA (propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate); acetone and hydrogen are reacted in the presence of copper oxide-zinc oxide-aluminum oxide to obtain IPA (isopropyl a method of obtaining alcohol); a method of reacting lactic acid and ethanol to obtain ethyl lactate; and the like.
(ろ過工程)
本発明の薬液の製造方法は、フィルターを用いて上記被精製物をろ過して薬液を得るろ過工程を有することが好ましい。フィルターを用いて被精製物をろ過する方法としては特に制限されないが、ハウジングと、ハウジングに収納されたフィルターカートリッジと、を有するフィルターユニットに、被精製物を加圧又は無加圧で通過させる(通液する)のが好ましい。
(Filtration process)
The method for producing a chemical solution of the present invention preferably includes a filtering step of filtering the substance to be purified using a filter to obtain a chemical solution. The method of filtering the substance to be purified using a filter is not particularly limited, but the substance to be purified is passed through a filter unit having a housing and a filter cartridge housed in the housing under pressure or without pressure ( It is preferable to allow the liquid to pass through.
・フィルターの細孔径
フィルターの細孔径としては特に制限されず、被精製物のろ過用として通常使用される細孔径のフィルターが使用できる。中でも、フィルターの細孔径は、薬液が含有する粒子(金属粒子等)の数を所望の範囲により制御しやすい点で、200nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下が更に好ましく、5nm以下が特に好ましい。下限値としては特に制限されないが、一般に1nm以上が、生産性の観点から好ましい。
なお、本明細書において、フィルターの細孔径とは、イソプロパノール(IPA)のバブルポイントによって決定される細孔径を意味する。
Pore size of filter The pore size of the filter is not particularly limited, and a filter having a pore size commonly used for filtering substances to be purified can be used. Among them, the pore diameter of the filter is preferably 200 nm or less, more preferably 20 nm or less, even more preferably 10 nm or less, and 5 nm or less, in that the number of particles (metal particles, etc.) contained in the chemical solution can be easily controlled within a desired range. is particularly preferred. The lower limit is not particularly limited, but generally 1 nm or more is preferable from the viewpoint of productivity.
In this specification, the pore size of the filter means the pore size determined by the bubble point of isopropanol (IPA).
フィルターの細孔径が、5.0nm以下であると、薬液中における含有粒子数をより制御しやすい点で好ましい。以下、細孔径が5.0nm以下のフィルターを「微小孔径フィルター」ともいう。
なお、微小孔径フィルターは単独で用いてもよいし、他の細孔径を有するフィルターと使用してもよい。中でも、生産性により優れる観点から、より大きな細孔径を有するフィルターと使用するのが好ましい。つまり、2以上のフィルターを用いる場合、少なくとも1つのフィルターの細孔径が5.0nm以下であることが好ましい。この場合、予めより大きな細孔径を有するフィルターによってろ過した被精製物を、微小孔径フィルターに通液させれば、微小孔径フィルターの目詰まりを防げる。
すなわち、フィルターの細孔径としては、フィルターを1つ用いる場合には、細孔径は5.0nm以下が好ましく、フィルターを2つ以上用いる場合、最小の細孔径を有するフィルターの細孔径が5.0nm以下が好ましい。
It is preferable that the pore size of the filter is 5.0 nm or less, since the number of particles contained in the chemical solution can be more easily controlled. Hereinafter, a filter with a pore size of 5.0 nm or less is also referred to as a "micropore size filter".
The fine pore size filter may be used alone, or may be used together with filters having other pore sizes. Among them, it is preferable to use a filter having a larger pore size from the viewpoint of better productivity. That is, when two or more filters are used, the pore size of at least one filter is preferably 5.0 nm or less. In this case, clogging of the micropore filter can be prevented by allowing the substance to be purified, which has been previously filtered through a filter having a larger pore size, to pass through the micropore filter.
That is, when one filter is used, the pore size of the filter is preferably 5.0 nm or less, and when two or more filters are used, the filter having the smallest pore size has a pore size of 5.0 nm. The following are preferred.
細孔径の異なる2種以上のフィルターを順次使用する形態としては特に制限されないが、被精製物が移送される管路に沿って、既に説明したフィルターユニットを順に配置する方法が挙げられる。このとき、管路全体として被精製物の単位時間当たりの流量を一定にしようとすると、細孔径のより小さいフィルターには、細孔径のより大きいフィルターと比較してより大きな圧力がかかる場合がある。この場合、フィルターの間に圧力調整弁、及び、ダンパ等を配置して、小さい細孔径を有するフィルターにかかる圧力を一定にしたり、また、同一のフィルターが収納されたフィルターユニットを管路に沿って並列に配置したりして、ろ過面積を大きくするのが好ましい。このようにすれば、より安定して、薬液中における粒子の数を制御できる。 The mode of using two or more filters with different pore sizes in sequence is not particularly limited, but a method of sequentially arranging the already-described filter units along the pipeline through which the substance to be purified is transferred can be mentioned. At this time, when trying to keep the flow rate of the material to be purified constant throughout the pipeline, a filter with a smaller pore size may be subject to a higher pressure than a filter with a larger pore size. . In this case, a pressure regulating valve, a damper, or the like is placed between the filters to keep the pressure applied to the filter having a small pore size constant, and a filter unit containing the same filter is placed along the pipeline. It is preferable to increase the filtration area by, for example, arranging them in parallel. By doing so, the number of particles in the chemical solution can be controlled more stably.
・フィルターの材料
フィルターの材料としては特に制限されず、フィルターの材料として公知の材料が使用できる。具体的には、樹脂である場合、ナイロン(例えば、6-ナイロン及び6,6-ナイロン)等のポリアミド;ポリエチレン、及び、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリスチレン;ポリイミド;ポリアミドイミド;ポリ(メタ)アクリレート;ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー、エチレン-クロロトリフロオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、及び、ポリフッ化ビニル等のポリフルオロカーボン;ポリビニルアルコール;ポリエステル;セルロース;セルロースアセテート等が挙げられる。
中でも、より優れた耐溶剤性を有し、得られる薬液がより優れた欠陥抑制性能を有する点で、ナイロン(中でも、6,6-ナイロンが好ましい)、ポリオレフィン(中でも、ポリエチレンが好ましい)、ポリ(メタ)アクリレート、及び、ポリフルオロカーボン(中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)が好ましい。)からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。これらの重合体は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
また、樹脂以外にも、ケイソウ土、及び、ガラス等であってもよい。
他にも、ポリオレフィン(後述するUPE(超高分子量ポリエチレン)等)にポリアミド(例えば、ナイロン-6又はナイロン-6,6等のナイロン)をグラフト共重合させたポリマー(ナイロングラフトUPE等)をフィルターの材料としてもよい。
- Filter material The material for the filter is not particularly limited, and known materials for the filter can be used. Specifically, when it is a resin, polyamides such as nylon (e.g., 6-nylon and 6,6-nylon); polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; polyimide; polyamideimide; Polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxyalkane, perfluoroethylene propene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyvinyl such as polyvinyl fluoride fluorocarbon; polyvinyl alcohol; polyester; cellulose; cellulose acetate and the like.
Among them, nylon (among them, 6,6-nylon is preferable), polyolefin (among them, polyethylene is preferable), poly At least one selected from the group consisting of (meth)acrylates and polyfluorocarbons (among them, polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxyalkane (PFA) are preferred) is preferred. These polymers can be used individually or in combination of 2 or more types.
In addition to resin, diatomaceous earth, glass, and the like may also be used.
In addition, a polymer (nylon graft UPE, etc.) obtained by graft copolymerizing polyamide (for example, nylon-6 or nylon such as nylon-6,6) to polyolefin (UPE (ultra-high molecular weight polyethylene), etc., described later) is used as a filter. It may be used as a material for
また、フィルターは表面処理されたフィルターであってもよい。表面処理の方法としては特に制限されず、公知の方法が使用できる。表面処理の方法としては、例えば、化学修飾処理、プラズマ処理、疎水処理、コーティング、ガス処理、及び、焼結等が挙げられる。 Moreover, the filter may be a surface-treated filter. The surface treatment method is not particularly limited, and known methods can be used. Examples of surface treatment methods include chemical modification treatment, plasma treatment, hydrophobic treatment, coating, gas treatment, and sintering.
プラズマ処理は、フィルターの表面が親水化されるために好ましい。プラズマ処理して親水化されたフィルターの表面における水接触角としては特に制限されないが、接触角計で測定した25℃における静的接触角が、60°以下が好ましく、50°以下がより好ましく、30°以下が更に好ましい。 Plasma treatment is preferred because the surface of the filter is rendered hydrophilic. The water contact angle on the surface of the filter hydrophilized by plasma treatment is not particularly limited, but the static contact angle at 25° C. measured with a contact angle meter is preferably 60° or less, more preferably 50° or less. 30° or less is more preferable.
化学修飾処理としては、フィルターにイオン交換基を導入する方法が好ましい。
すなわち、フィルターとしては、イオン交換基を有するフィルターが好ましい。
イオン交換基としては、カチオン交換基及びアニオン交換基が挙げられ、カチオン交換基として、スルホン酸基、カルボキシ基、及び、リン酸基等が挙げられ、アニオン交換基として、4級アンモニウム基等が挙げられる。イオン交換基をフィルターに導入する方法としては特に制限されないが、イオン交換基と重合性基とを含有する化合物をフィルターと反応させ典型的にはグラフト化する方法が挙げられる。
As the chemical modification treatment, a method of introducing an ion exchange group into the filter is preferred.
That is, the filter is preferably a filter having ion exchange groups.
Examples of ion-exchange groups include cation-exchange groups and anion-exchange groups. Examples of cation-exchange groups include sulfonic acid groups, carboxyl groups, and phosphoric acid groups. Examples of anion-exchange groups include quaternary ammonium groups. mentioned. The method of introducing the ion exchange group into the filter is not particularly limited, but typically includes a method of grafting by reacting a compound containing an ion exchange group and a polymerizable group with the filter.
イオン交換基の導入方法としては特に制限されないが、フィルターに電離放射線(α線、β線、γ線、X線、及び、電子線等)を照射して、活性部分(ラジカル)を生成させる。この照射後のフィルターをモノマー含有溶液に浸漬して、モノマーをフィルターにグラフト重合させる。その結果、このモノマーが重合して得られるポリマーがフィルターにグラフトする。この生成されたポリマーをアニオン交換基又はカチオン交換基を含有する化合物と接触反応させて、ポリマーにイオン交換基を導入できる。 The method for introducing ion exchange groups is not particularly limited, but the filter is irradiated with ionizing radiation (α-rays, β-rays, γ-rays, X-rays, electron beams, etc.) to generate active moieties (radicals). The irradiated filter is immersed in a monomer-containing solution to graft polymerize the monomer onto the filter. As a result, the polymer obtained by polymerizing this monomer is grafted onto the filter. The resulting polymer can be catalytically reacted with a compound containing anion-exchange or cation-exchange groups to introduce ion-exchange groups into the polymer.
また、フィルターは、放射線グラフト重合法によりイオン交換基を形成した織布、又は、不織布と、従来のガラスウール、織布、又は、不織布のろ過材とを組み合わせた構成でもよい。 Moreover, the filter may have a structure in which a woven fabric or nonwoven fabric having ion exchange groups formed by radiation graft polymerization is combined with a conventional filter material of glass wool, woven fabric or nonwoven fabric.
イオン交換基を有するフィルターを用いると、金属含有粒子及び金属イオンの薬液中における含有量を所望の範囲により制御しやすい。イオン交換基を有するフィルターを構成する材料としては特に制限されないが、ポリフルオロカーボン、及び、ポリオレフィンにイオン交換基を導入した材料等が挙げられ、ポリフルオロカーボンにイオン交換基を導入した材料がより好ましい。
イオン交換基を有するフィルターの細孔径は特に制限されないが、1~30nmが好ましく、5~20nmがより好ましい。イオン交換基を有するフィルターは、既に説明した最小の細孔径を有するフィルターを兼ねてもよいし、最小の細孔径を有するフィルターとは別に使用してもよい。中でも、より優れた本発明の効果を示す薬液が得られる点で、ろ過工程は、イオン交換基を有するフィルターと、イオン交換基を有さず、最小の細孔径を有するフィルターとを使用する形態が好ましい。
既に説明した最小の細孔径を有するフィルターの材料としては特に制限されないが、耐溶剤性等の観点から、一般に、ポリフルオロカーボン、及び、ポリオレフィンからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ポリオレフィンがより好ましい。
The use of a filter having ion exchange groups makes it easier to control the contents of the metal-containing particles and metal ions in the chemical solution within a desired range. The material constituting the filter having ion-exchange groups is not particularly limited, but examples thereof include polyfluorocarbons and materials obtained by introducing ion-exchange groups into polyolefin. Materials obtained by introducing ion-exchange groups into polyfluorocarbon are more preferable.
Although the pore size of the filter having ion exchange groups is not particularly limited, it is preferably 1 to 30 nm, more preferably 5 to 20 nm. The filter having ion-exchange groups may also serve as the filter having the smallest pore size already described, or may be used separately from the filter having the smallest pore size. Among them, the filtration step uses a filter having an ion-exchange group and a filter having no ion-exchange group and having a minimum pore size, in order to obtain a chemical solution exhibiting a more excellent effect of the present invention. is preferred.
The material of the filter having the smallest pore size already described is not particularly limited, but from the viewpoint of solvent resistance and the like, in general, at least one selected from the group consisting of polyfluorocarbons and polyolefins is preferable, and polyolefin is more preferred.
従って、ろ過工程で使用されるフィルターとしては、材料の異なる2種以上のフィルターを使用してもよく、例えば、ポリオレフィン、ポリフルオロカーボン、ポリアミド、及び、これらにイオン交換基を導入した材料のフィルターからなる群より選択される2種以上を使用してもよい。 Therefore, as the filter used in the filtration step, two or more filters made of different materials may be used. Two or more selected from the group consisting of may be used.
・フィルターの細孔構造
フィルターの細孔構造としては特に制限されず、被精製物中の成分に応じて適宜選択すればよい。本明細書において、フィルターの細孔構造とは、細孔径分布、フィルター中の細孔の位置的な分布、及び、細孔の形状等を意味し、典型的には、フィルターの製造方法により制御可能である。
例えば、樹脂等の粉末を焼結して形成すれば多孔質膜が得られ、エレクトロスピニング、エレクトロブローイング、及び、メルトブローイング等の方法により形成すれば繊維膜が得られる。これらは、それぞれ細孔構造が異なる。
Pore structure of filter The pore structure of the filter is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the components in the substance to be purified. As used herein, the pore structure of a filter means the pore size distribution, the positional distribution of pores in the filter, the shape of the pores, etc., and is typically controlled by the manufacturing method of the filter. It is possible.
For example, a porous membrane can be obtained by sintering a powder such as a resin, and a fiber membrane can be obtained by electrospinning, electroblowing, meltblowing, or the like. These have different pore structures.
「多孔質膜」とは、ゲル、粒子、コロイド、細胞、及び、ポリオリゴマー等の被精製物中の成分を保持するが、細孔よりも実質的に小さい成分は、細孔を通過する膜を意味する。多孔質膜による被精製物中の成分の保持は、動作条件、例えば、面速度、界面活性剤の使用、pH、及び、これらの組み合わせに依存する場合があり、かつ、多孔質膜の孔径、構造、及び、除去されるべき粒子のサイズ、及び、構造(硬質粒子か、又は、ゲルか等)に依存し得る。 A "porous membrane" is a membrane that retains components in an object to be purified, such as gels, particles, colloids, cells, and poly-oligomers, but allows components that are substantially smaller than the pores to pass through the pores. means Retention of components in the material to be purified by porous membranes can depend on operating conditions such as surface velocity, use of surfactants, pH, and combinations thereof, and the pore size of the porous membrane, It can depend on the structure and the size and structure of the particles to be removed (hard particles or gels, etc.).
被精製物が負に帯電している粒子を含有する場合、そのような粒子の除去には、ポリアミド製のフィルターが非ふるい膜の機能を果たす。典型的な非ふるい膜には、ナイロン-6膜及びナイロン-6,6膜等のナイロン膜が含まれるが、これらに制限されない。
なお、本明細書で使用される「非ふるい」による保持機構は、フィルターの圧力降下、又は、細孔径に関連しない、妨害、拡散及び吸着等の機構によって生じる保持を指す。
If the material to be purified contains negatively charged particles, a polyamide filter acts as a non-sieving membrane for the removal of such particles. Typical non-sieving membranes include, but are not limited to, nylon membranes such as nylon-6 membranes and nylon-6,6 membranes.
As used herein, "non-sieving" retention mechanisms refer to retention that occurs through mechanisms such as obstruction, diffusion and adsorption that are not related to filter pressure drop or pore size.
非ふるい保持は、フィルターの圧力降下又はフィルターの細孔径に関係なく、被精製物中の除去対象粒子を除去する、妨害、拡散及び吸着等の保持機構を含む。フィルター表面への粒子の吸着は、例えば、分子間のファンデルワールス力及び静電力等によって媒介され得る。蛇行状のパスを有する非ふるい膜層中を移動する粒子が、非ふるい膜と接触しないように十分に速く方向を変られない場合に、妨害効果が生じる。拡散による粒子輸送は、粒子がろ過材と衝突する一定の確率を作り出す、主に、小さな粒子のランダム運動又はブラウン運動から生じる。粒子とフィルターの間に反発力が存在しない場合、非ふるい保持機構は活発になり得る。 Non-sieving retention includes retention mechanisms such as hindrance, diffusion and adsorption that remove particles of interest in the product to be purified regardless of filter pressure drop or filter pore size. Adsorption of particles to the filter surface can be mediated, for example, by intermolecular van der Waals and electrostatic forces. A jamming effect occurs when particles traveling in a non-sieving membrane layer with a tortuous path are not able to change direction fast enough to avoid contact with the non-sieving membrane. Particle transport by diffusion results primarily from random or Brownian motion of small particles, which creates a certain probability of particles colliding with the filter media. Non-sieve retention mechanisms can be active when there is no repulsive force between the particles and the filter.
UPE(超高分子量ポリエチレン)フィルターは、典型的には、ふるい膜である。ふるい膜は、主にふるい保持機構を介して粒子を捕捉する膜、又は、ふるい保持機構を介して粒子を捕捉するために最適化された膜を意味する。
ふるい膜の典型的な例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜とUPE膜が含まれるが、これらに制限されない。
なお、「ふるい保持機構」とは、除去対象粒子が多孔質膜の細孔径よりも大きいことによる結果の保持を指す。ふるい保持力は、フィルターケーキ(膜の表面での除去対象となる粒子の凝集)を形成することによって向上させられる。フィルターケーキは、2次フィルターの機能を効果的に果たす。
UPE (ultra high molecular weight polyethylene) filters are typically sieve membranes. Sieve membrane means a membrane that traps particles primarily via a sieve retention mechanism or a membrane that is optimized for trapping particles via a sieve retention mechanism.
Typical examples of sieve membranes include, but are not limited to, polytetrafluoroethylene (PTFE) membranes and UPE membranes.
In addition, the "sieve retention mechanism" refers to the retention of the result due to the particles to be removed being larger than the pore diameter of the porous membrane. Sieve retention is enhanced by forming a filter cake (a clump of particles to be removed on the surface of the membrane). The filter cake effectively performs the function of a secondary filter.
繊維膜の材質は、繊維膜を形成可能なポリマーであれば特に制限されない。ポリマーとしては、例えば、ポリアミド等が挙げられる。ポリアミドとしては、例えば、ナイロン6、及び、ナイロン6,6等が挙げられる。繊維膜を形成するポリマーとしては、ポリ(エーテルスルホン)であってもよい。繊維膜が多孔質膜の一次側にある場合、繊維膜の表面エネルギーは、二次側にある多孔質膜の材質であるポリマーより高いのが好ましい。そのような組合せとしては、例えば、繊維膜の材料がナイロンで、多孔質膜がポリエチレン(UPE)である場合が挙げられる。 The material of the fiber membrane is not particularly limited as long as it is a polymer capable of forming a fiber membrane. Examples of polymers include polyamides. Polyamides include, for example, nylon 6 and nylon 6,6. The polymer forming the fiber membrane may be poly(ethersulfone). When the fiber membrane is on the primary side of the porous membrane, the surface energy of the fiber membrane is preferably higher than the polymer from which the porous membrane is made on the secondary side. Such combinations include, for example, the fiber membrane material being nylon and the porous membrane being polyethylene (UPE).
繊維膜の製造方法としては特に制限されず、公知の方法を使用できる。繊維膜の製造方法としては、例えば、エレクトロスピニング、エレクトロブローイング、及び、メルトブローイング等が挙げられる。 The method for producing the fiber membrane is not particularly limited, and known methods can be used. Examples of methods for producing fiber membranes include electrospinning, electroblowing, and meltblowing.
多孔質膜(例えば、UPE、及び、PTFE等を含む多孔質膜)の細孔構造としては特に制限されないが、細孔の形状としては例えば、レース状、ストリング状、及び、ノード状等が挙げられる。
多孔質膜における細孔の大きさの分布とその膜中における位置の分布は、特に制限されない。大きさの分布がより小さく、かつ、その膜中における分布位置が対称であってもよい。また、大きさの分布がより大きく、かつ、その膜中における分布位置が非対称であってもよい(上記の膜を「非対称多孔質膜」ともいう。)。非対称多孔質膜では、孔の大きさは膜中で変化し、典型的には、膜一方の表面から膜の他方の表面に向かって孔径が大きくなる。このとき、孔径の大きい細孔が多い側の表面を「オープン側」といい、孔径が小さい細孔が多い側の表面を「タイト側」ともいう。
また、非対称多孔質膜としては、例えば、細孔の大きさが膜の厚さ内のある位置においてで最小となる膜(これを「砂時計形状」ともいう。)が挙げられる。
The pore structure of the porous membrane (for example, a porous membrane containing UPE, PTFE, etc.) is not particularly limited, but examples of the shape of the pores include lace, string, and node. be done.
The size distribution of pores in the porous membrane and the distribution of their positions in the membrane are not particularly limited. The size distribution may be smaller and the distribution position in the membrane may be symmetrical. Moreover, the size distribution may be larger and the distribution position in the membrane may be asymmetrical (the above membrane is also referred to as an "asymmetric porous membrane"). In an asymmetric porous membrane, the pore size varies throughout the membrane, typically increasing in pore size from one surface of the membrane to the other surface of the membrane. At this time, the surface on the side with many pores with large pore diameters is called "open side", and the surface on the side with many pores with small pore diameters is also called "tight side".
An example of an asymmetric porous membrane is a membrane in which the pore size is minimized at a certain position within the thickness of the membrane (this is also referred to as an "hourglass shape").
非対称多孔質膜を用いて、一次側をより大きいサイズの孔とすると、言い換えれば、一次側をオープン側とすると、前ろ過効果を生じさせられる。 Using an asymmetric porous membrane with larger sized pores on the primary side, in other words an open side on the primary side, can create a pre-filtration effect.
多孔質膜は、PESU(ポリエーテルスルホン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン、四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシアルカンとの共重合体)、ポリアミド、及び、ポリオレフィン等の熱可塑性ポリマーを含んでもよいし、ポリテトラフルオロエチレン等を含んでもよい。
中でも、多孔質膜の材料としては、超高分子量ポリエチレンが好ましい。超高分子量ポリエチレンは、極めて長い鎖を有する熱可塑性ポリエチレンを意味し、分子量が百万以上、典型的には、200~600万が好ましい。
The porous membrane may comprise a thermoplastic polymer such as PESU (polyethersulfone), PFA (perfluoroalkoxyalkane, copolymer of ethylene tetrafluoride and perfluoroalkoxyalkane), polyamide, and polyolefin. , polytetrafluoroethylene, and the like.
Among them, ultra-high molecular weight polyethylene is preferable as the material for the porous membrane. Ultra-high molecular weight polyethylene means a thermoplastic polyethylene with very long chains and preferably has a molecular weight of 1 million or more, typically 2-6 million.
ろ過工程で使用されるフィルターとしては、細孔構造の異なる2種以上のフィルターを使用してもよく、多孔質膜、及び、繊維膜のフィルターを併用してもよい。具体例としては、ナイロン繊維膜のフィルターと、UPE多孔質膜のフィルターとを使用する方法が挙げられる。 As the filter used in the filtration step, two or more filters having different pore structures may be used, and a porous membrane filter and a fiber membrane filter may be used in combination. A specific example is a method using a nylon fiber membrane filter and a UPE porous membrane filter.
また、フィルターは使用前に十分に洗浄してから使用するのが好ましい。
未洗浄のフィルター(又は十分な洗浄がされていないフィルター)を使用する場合、フィルターが含有する不純物が薬液に持ち込まれやすい。
Moreover, it is preferable to wash the filter thoroughly before use.
If an unwashed filter (or a filter that has not been thoroughly washed) is used, the impurities contained in the filter are likely to be carried into the chemical solution.
上記のとおり、本発明の実施形態に係るろ過工程は、フィルターの材料、細孔径、及び、細孔構造からなる群より選択される少なくとも1種が異なる2種以上のフィルターに被精製物を通過させる、多段ろ過工程であってもよい。
また、同一のフィルターに被精製物を複数回通過させてもよく、同種のフィルターの複数に、被精製物を通過させてもよい。
As described above, in the filtration step according to the embodiment of the present invention, the substance to be purified is passed through two or more filters in which at least one selected from the group consisting of filter materials, pore sizes, and pore structures is different. It may be a multi-stage filtration process.
Moreover, the substance to be purified may be passed through the same filter a plurality of times, or may be passed through a plurality of filters of the same type.
なお、本発明の薬液を調製する上では、フィルターとして「Purasol SN 200nm」などの金属成分(特に、金属イオン)を選択的に除去し得るフィルター(金属成分除去フィルター)を用いることが好ましい。 When preparing the chemical solution of the present invention, it is preferable to use a filter (metal component removal filter) capable of selectively removing metal components (especially metal ions) such as "Purasol SN 200 nm".
ろ過工程で使用される精製装置の接液部(被精製物、及び、薬液が接触する可能性のある内壁面等を意味する)の材料としては特に制限されないが、非金属材料(フッ素系樹脂等)、及び、電解研磨された金属材料(ステンレス鋼等)からなる群から選択される少なくとも1種(以下、これらをあわせて「耐腐食材料」ともいう。)から形成されるのが好ましい。例えば、製造タンクの接液部が耐腐食材料から形成される、とは、製造タンク自体が耐腐食材料からなるか、又は、製造タンクの内壁面等が耐腐食材料で被覆されている場合が挙げられる。 The material of the wetted part of the refining device used in the filtration process (meaning the material to be purified and the inner wall surface that may come into contact with the chemical solution) is not particularly limited, but non-metallic materials (fluororesin etc.), and at least one selected from the group consisting of electrolytically polished metal materials (stainless steel, etc.) (hereinafter these are also collectively referred to as “corrosion resistant materials”). For example, when the wetted part of the manufacturing tank is made of a corrosion-resistant material, the manufacturing tank itself may be made of a corrosion-resistant material, or the inner wall surface of the manufacturing tank may be coated with a corrosion-resistant material. mentioned.
上記非金属材料としては、特に制限されず、公知の材料が使用できる。
非金属材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン-ポリプロピレン樹脂、並びに、フッ素系樹脂(例えば、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樹脂、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン-エチレン共重合樹脂、三フッ化塩化エチレン-エチレン共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン共重合樹脂、及び、フッ化ビニル樹脂等)からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられるが、これに制限されない。
The nonmetallic material is not particularly limited, and known materials can be used.
Examples of non-metallic materials include polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene-polypropylene resin, and fluororesin (e.g., tetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, tetrafluoroethylene - Propylene hexafluoride copolymer resin, ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer resin, ethylene trifluoride chloride-ethylene copolymer resin, vinylidene fluoride resin, ethylene trifluoride chloride copolymer resin, and vinyl fluoride resin etc.), but is not limited thereto.
上記金属材料としては、特に制限されず、公知の材料が使用できる。
金属材料としては、例えば、クロム及びニッケルの含有量の合計が金属材料全質量に対して25質量%超である金属材料が挙げられ、中でも、30質量%以上がより好ましい。金属材料におけるクロム及びニッケルの含有量の合計の上限値としては特に制限されないが、一般に90質量%以下が好ましい。
金属材料としては例えば、ステンレス鋼、及びニッケル-クロム合金等が挙げられる。
The metal material is not particularly limited, and known materials can be used.
Examples of metal materials include metal materials in which the total content of chromium and nickel is more than 25% by mass with respect to the total mass of the metal material, and more preferably 30% by mass or more. The upper limit of the total content of chromium and nickel in the metal material is not particularly limited, but is generally preferably 90% by mass or less.
Metal materials include, for example, stainless steel and nickel-chromium alloys.
ステンレス鋼としては、特に制限されず、公知のステンレス鋼が使用できる。中でも、ニッケルを8質量%以上含有する合金が好ましく、ニッケルを8質量%以上含有するオーステナイト系ステンレス鋼がより好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼としては、例えばSUS(Steel Use Stainless)304(Ni含有量8質量%、Cr含有量18質量%)、SUS304L(Ni含有量9質量%、Cr含有量18質量%)、SUS316(Ni含有量10質量%、Cr含有量16質量%)、及びSUS316L(Ni含有量12質量%、Cr含有量16質量%)等が挙げられる。 Stainless steel is not particularly limited, and known stainless steel can be used. Among them, an alloy containing 8% by mass or more of nickel is preferable, and an austenitic stainless steel containing 8% by mass or more of nickel is more preferable. Examples of austenitic stainless steel include SUS (Steel Use Stainless) 304 (Ni content 8% by mass, Cr content 18% by mass), SUS304L (Ni content 9% by mass, Cr content 18% by mass), SUS316 ( Ni content of 10% by mass, Cr content of 16% by mass), SUS316L (Ni content of 12% by mass, Cr content of 16% by mass), and the like.
ニッケル-クロム合金としては、特に制限されず、公知のニッケル-クロム合金が使用できる。中でも、ニッケル含有量が40~75質量%、クロム含有量が1~30質量%のニッケル-クロム合金が好ましい。
ニッケル-クロム合金としては、例えば、ハステロイ(商品名、以下同じ。)、モネル(商品名、以下同じ)、及び、インコネル(商品名、以下同じ)が挙げられる。より具体的には、ハステロイC-276(Ni含有量63質量%、Cr含有量16質量%)、ハステロイ-C(Ni含有量60質量%、Cr含有量17質量%)、及び、ハステロイC-22(Ni含有量61質量%、Cr含有量22質量%)が挙げられる。
また、ニッケル-クロム合金は、必要に応じて、上記した合金の他に、更に、ホウ素、ケイ素、タングステン、モリブデン、銅、及び、コバルト等を含有していてもよい。
Nickel-chromium alloys are not particularly limited, and known nickel-chromium alloys can be used. Among them, a nickel-chromium alloy having a nickel content of 40 to 75% by mass and a chromium content of 1 to 30% by mass is preferable.
Examples of nickel-chromium alloys include Hastelloy (trade name, hereinafter the same), Monel (trade name, hereinafter the same), and Inconel (trade name, the same hereinafter). More specifically, Hastelloy C-276 (Ni content 63% by mass, Cr content 16% by mass), Hastelloy-C (Ni content 60% by mass, Cr content 17% by mass), and Hastelloy C- 22 (Ni content 61% by mass, Cr content 22% by mass).
In addition, the nickel-chromium alloy may further contain boron, silicon, tungsten, molybdenum, copper, cobalt, etc. in addition to the alloys described above, if necessary.
金属材料を電解研磨する方法は特に制限されず、公知の方法が使用できる。例えば、特開2015-227501号公報の段落[0011]~[0014]、及び、特開2008-264929号公報の段落[0036]~[0042]等に記載された方法が使用できる。 A method for electropolishing a metal material is not particularly limited, and a known method can be used. For example, the methods described in paragraphs [0011] to [0014] of JP-A-2015-227501 and paragraphs [0036] to [0042] of JP-A-2008-264929 can be used.
金属材料は、電解研磨により表面の不動態層におけるクロムの含有量が、母相のクロムの含有量よりも多くなっていると推測される。そのため、接液部が電解研磨された金属材料から形成された精製装置を用いると、被精製物中に金属含有粒子が流出しにくいと推測される。
なお、金属材料はバフ研磨されていてもよい。バフ研磨の方法は特に制限されず、公知の方法を使用できる。バフ研磨の仕上げに用いられる研磨砥粒のサイズは特に制限されないが、金属材料の表面の凹凸がより小さくなりやすい点で、#400以下が好ましい。なお、バフ研磨は、電解研磨の前に行われるのが好ましい。
It is presumed that the metal material has a higher chromium content in the passivation layer on the surface than the chromium content in the matrix due to electropolishing. Therefore, it is presumed that the metal-containing particles are less likely to flow out into the material to be purified when a refining apparatus in which the liquid-contacting portion is formed of an electrolytically polished metal material is used.
Note that the metal material may be buffed. The buffing method is not particularly limited, and any known method can be used. The size of the abrasive grains used for the buffing finish is not particularly limited, but #400 or less is preferable in that the irregularities on the surface of the metal material are likely to be smaller. Buffing is preferably performed before electropolishing.
(その他の工程)
薬液の製造方法は、ろ過工程以外の工程を更に有していてもよい。ろ過工程以外の工程としては、例えば、蒸留工程、反応工程、及び、除電工程等が挙げられる。
(Other processes)
The method for producing a chemical liquid may further include steps other than the filtering step. Processes other than the filtration process include, for example, a distillation process, a reaction process, and a static elimination process.
(蒸留工程)
蒸留工程は、有機溶剤を含有する被精製物を蒸留して、蒸留済み被精製物を得る工程である。被精製物を蒸留する方法としては特に制限されず、公知の方法が使用できる。典型的には、ろ過工程に供される精製装置の一次側に、蒸留塔を配置し、蒸留された被精製物を製造タンクに導入する方法が挙げられる。
このとき、蒸留塔の接液部は特に制限されないが、既に説明した耐腐食材料で形成されるのが好ましい。
(Distillation process)
The distillation step is a step of distilling a substance to be purified containing an organic solvent to obtain a distilled substance to be purified. The method for distilling the substance to be purified is not particularly limited, and known methods can be used. Typically, there is a method of arranging a distillation column on the primary side of a refiner subjected to a filtration step and introducing the distilled material to be refined into a production tank.
At this time, the wetted portion of the distillation column is not particularly limited, but is preferably made of the corrosion-resistant material already described.
(反応工程)
反応工程は、原料を反応させて、反応物である有機溶剤を含有する被精製物を生成する工程である。被精製物を生成する方法としては特に制限されず、公知の方法が使用できる。典型的には、ろ過工程に供される精製装置の製造タンク(又は、蒸留塔)の一次側に反応槽を配置し、反応物を製造タンク(又は蒸留塔)に導入する方法が挙げられる。
このとき、製造タンクの接液部としては特に制限されないが、既に説明した耐腐食材料で形成されるのが好ましい。
(Reaction step)
The reaction step is a step of reacting raw materials to produce a product to be purified containing an organic solvent as a reactant. The method for producing the substance to be purified is not particularly limited, and known methods can be used. Typically, there is a method of arranging a reaction tank on the primary side of a manufacturing tank (or distillation column) of a refiner subjected to a filtration step and introducing a reactant into the manufacturing tank (or distillation column).
At this time, the wetted portion of the production tank is not particularly limited, but is preferably made of the corrosion-resistant material already described.
(除電工程)
除電工程は、被精製物を除電して、被精製物の帯電電位を低減させる工程である。
除電方法としては特に制限されず、公知の除電方法を使用できる。除電方法としては、例えば、被精製物を導電性材料に接触させる方法が挙げられる。
被精製物を導電性材料に接触させる接触時間は、0.001~60秒が好ましく、0.001~1秒がより好ましく、0.01~0.1秒が更に好ましい。導電性材料としては、ステンレス鋼、金、白金、ダイヤモンド、及び、グラッシーカーボンが挙げられる。
被精製物を導電性材料に接触させる方法としては、例えば、導電性材料からなる接地されたメッシュを管路内部に配置し、ここに被精製物を通す方法等が挙げられる。
(Static elimination process)
The static elimination step is a step of eliminating static electricity from the object to be purified to reduce the charge potential of the object to be purified.
The static elimination method is not particularly limited, and a known static elimination method can be used. Examples of the static elimination method include a method of bringing the object to be purified into contact with a conductive material.
The contact time for bringing the material to be purified into contact with the conductive material is preferably 0.001 to 60 seconds, more preferably 0.001 to 1 second, and even more preferably 0.01 to 0.1 seconds. Conductive materials include stainless steel, gold, platinum, diamond, and glassy carbon.
As a method for bringing the substance to be purified into contact with the conductive material, for example, there is a method of arranging a grounded mesh made of a conductive material inside the pipeline and passing the substance to be purified through the mesh.
被精製物の精製は、それに付随する、容器の開封、容器及び装置の洗浄、溶液の収容、並びに、分析等は、全てクリーンルームで行うのが好ましい。クリーンルームは、国際標準化機構が定める国際標準ISO14644-1:2015で定めるクラス4以上の清浄度のクリーンルームが好ましい。具体的にはISOクラス1、ISOクラス2、ISOクラス3、及び、ISOクラス4のいずれかを満たすのが好ましく、ISOクラス1又はISOクラス2を満たすのがより好ましく、ISOクラス1を満たすのが更に好ましい。 It is preferable to carry out all the accompanying operations such as opening of containers, cleaning of containers and equipment, accommodation of solutions, and analysis in a clean room. The clean room is preferably a class 4 or higher clean room defined by the international standard ISO14644-1:2015 defined by the International Organization for Standardization. Specifically, it preferably satisfies any of ISO Class 1, ISO Class 2, ISO Class 3, and ISO Class 4, more preferably satisfies ISO Class 1 or ISO Class 2, and satisfies ISO Class 1. is more preferred.
薬液の保管温度としては特に制限されないが、薬液が微量に含有する不純物等がより溶出しにくく、結果としてより優れた本発明の効果が得られる点で、保管温度としては4℃以上が好ましい。 Although the storage temperature of the chemical solution is not particularly limited, the storage temperature is preferably 4° C. or higher in that trace amounts of impurities contained in the chemical solution are less likely to be eluted, and as a result, more excellent effects of the present invention can be obtained.
<薬液収容体>
上記精製方法により製造された薬液は、容器に収容されて使用時まで保管してもよい。
このような容器と、容器に収容された薬液とをあわせて薬液収容体という。保管された薬液収容体からは、薬液が取り出され使用される。
<Medicine container>
The drug solution produced by the above purification method may be put in a container and stored until use.
Such a container and the drug solution stored in the container are collectively referred to as a drug solution container. The drug solution is taken out from the stored drug solution container and used.
上記薬液を保管する容器としては、半導体デバイス製造用途向けに、容器内のクリーン度が高く、不純物の溶出が少ないのが好ましい。
使用可能な容器としては、具体的には、アイセロ化学(株)製の「クリーンボトル」シリーズ、及び、コダマ樹脂工業製の「ピュアボトル」等が挙げられるが、これらに制限されない。
As for the container for storing the chemical solution, it is preferable that the container has a high degree of cleanliness and little elution of impurities for use in manufacturing semiconductor devices.
Examples of usable containers include, but are not limited to, the "Clean Bottle" series manufactured by Aicello Chemical Co., Ltd., and the "Pure Bottle" manufactured by Kodama Resin Industry.
容器としては、薬液への不純物混入(コンタミ)防止を目的として、容器内壁を6種の樹脂による6層構造とした多層ボトル、又は、6種の樹脂による7層構造とした多層ボトルを使用するのも好ましい。これらの容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられる。 For the container, a multi-layer bottle with a 6-layer structure made of 6 types of resin for the inner wall, or a multi-layer bottle with a 7-layer structure made of 6 types of resin, is used for the purpose of preventing contamination of the chemical solution. is also preferred. Examples of these containers include containers described in JP-A-2015-123351.
この容器の接液部は、既に説明した耐腐食材料(好ましくは電解研磨されたステンレス鋼又はフッ素系樹脂)又はガラスであってもよい。より優れた本発明の効果が得られる点で、接液部の面積の90%以上が上記材料からなるのが好ましく、接液部の全部が上記材料からなるのがより好ましい。 The liquid-contacting parts of this container may be the previously described corrosion-resistant material (preferably electropolished stainless steel or fluororesin) or glass. In order to obtain a better effect of the present invention, it is preferable that 90% or more of the area of the liquid contacting portion is made of the above material, and it is more preferable that the entire liquid contacting portion is made of the above material.
薬液収容体の、容器内の空隙率は、2~80体積%が好ましく、2~50体積%がより好ましく、5~30体積%が更に好ましい。
なお、上記空隙率は、式(1)に従って計算される。
式(1):空隙率={1-(容器内の薬液の体積/容器の容器体積)}×100
上記容器体積とは、容器の内容積(容量)と同義である。
空隙率をこの範囲に設定することで、不純物等のコンタミを制限する事で保管安定性を確保できる。
The porosity in the container of the drug solution container is preferably 2 to 80% by volume, more preferably 2 to 50% by volume, and even more preferably 5 to 30% by volume.
In addition, the said porosity is calculated according to Formula (1).
Formula (1): Porosity = {1-(volume of chemical solution in container/volume of container)} × 100
The container volume is synonymous with the internal volume (capacity) of the container.
By setting the porosity within this range, storage stability can be ensured by limiting contamination such as impurities.
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。 The present invention will be described in more detail based on examples below. The materials, amounts used, proportions, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples shown below.
また、実施例及び比較例の薬液の調製にあたって、容器の取り扱い、薬液の調製、充填、保管及び分析測定は、全てISOクラス2又は1を満たすレベルのクリーンルームで行った。 Further, in preparing the chemical solutions of Examples and Comparative Examples, handling of the container, preparation, filling, storage and analysis of the chemical solution were all performed in a clean room satisfying ISO class 2 or 1.
(フィルター)
フィルターとしては、以下のフィルターを使用した。
・「Purasol SN 200nm」:UPEメンブレン(材質)Entegris社製、孔径200nm
・「PP 200nm」:ポリプロピレン製フィルター、Entegris社製、孔径200nm
・「Purasol SP 200nm」:UPEメンブレン(材質)Entegris社製、孔径200nm
・「Octolex 5nm」:UPE製Nylonフィルターグラフト、Entegris社製、孔径5nm
・「IEX 15nm」:イオン交換樹脂フィルター、Entegris社製、孔径15nm
・「IEX 16nm」:イオン交換樹脂製フィルター、Entegris社製、孔径16nm
・「IEX 50nm」:イオン交換樹脂フィルター、Entegris社製、孔径50nm
・「IEX 200nm」:イオン交換樹脂フィルター、Entegris社製、孔径200nm
・「PTFE 5nm」:ポリテトラフルオロエチレン製フィルター、Entegris社製、孔径5nm
・「PTFE 7nm」:ポリテトラフルオロエチレン製フィルター、Entegris社製、孔径7nm
・「PTFE 10nm」:ポリテトラフルオロエチレン製フィルター、Entegris社製、孔径10nm
・「PTFE 20nm」:ポリテトラフルオロエチレン製フィルター、Entegris社製、孔径20nm
・「Nylon 5nm」:ナイロン製フィルター、Pall社製、孔径5nm
・「UPE 1nm」:超高分子量ポリエチレン製フィルター、Pall社製、孔径1nm
・「UPE 3nm」:超高分子量ポリエチレン製フィルター、Pall社製、孔径3nm
・「UPE 5nm」:超高分子量ポリエチレン製フィルター、Pall社製、孔径5nm
(filter)
As filters, the following filters were used.
・ “Purasol SN 200 nm”: UPE membrane (material) manufactured by Entegris, pore size 200 nm
・ “PP 200 nm”: Polypropylene filter, manufactured by Entegris, pore size 200 nm
・ “Purasol SP 200 nm”: UPE membrane (material) manufactured by Entegris, pore size 200 nm
- "Octolex 5 nm": Nylon filter graft made by UPE, manufactured by Entegris, pore size 5 nm
・ “IEX 15 nm”: ion exchange resin filter, manufactured by Entegris, pore size 15 nm
・ “IEX 16 nm”: ion exchange resin filter, manufactured by Entegris, pore size 16 nm
- "IEX 50 nm": ion exchange resin filter, manufactured by Entegris, pore size 50 nm
- "IEX 200 nm": ion exchange resin filter, manufactured by Entegris, pore size 200 nm
・ “PTFE 5 nm”: polytetrafluoroethylene filter, manufactured by Entegris, pore size 5 nm
・ “PTFE 7 nm”: Polytetrafluoroethylene filter, manufactured by Entegris, pore size 7 nm
・ “PTFE 10 nm”: Polytetrafluoroethylene filter, manufactured by Entegris, pore size 10 nm
・ “PTFE 20 nm”: Polytetrafluoroethylene filter, manufactured by Entegris, pore size 20 nm
・ “Nylon 5 nm”: Nylon filter, manufactured by Pall, pore size 5 nm
・ “UPE 1 nm”: ultra-high molecular weight polyethylene filter, manufactured by Pall, pore size 1 nm
・ “UPE 3 nm”: ultra-high molecular weight polyethylene filter, manufactured by Pall, pore size 3 nm
・ “UPE 5 nm”: ultra-high molecular weight polyethylene filter, manufactured by Pall, pore size 5 nm
<被精製物>
実施例、及び、比較例の薬液の製造のために、以下の有機溶剤を被精製物として使用した。
・CyHe:シクロヘキサノン
・PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・MIBC:4-メチル-2-ペンタノール
・nBA:酢酸ブチル
・EL:乳酸エチル
・PC:炭酸プロピレン
・IPA:イソプロパノール
・PGMEE:プロピレングリコールモノエチルエーテル
・PGMPE:プロピレングリコールモノプロピルエーテル
・CPN:シクロペンタノン
また、表中の「原料1」~「原料8」は、各実施例および比較例で用いた有機溶剤が以下のメーカーからの購入品であることを表す。
「原料1」:Honeywell
「原料2」:東洋合成
「原料3」:KHネオケム
「原料4」:昭和電工
「原料5」:KHネオケム
「原料6」:三和油化工業
「原料7」:CCP
「原料8」:BASF
<Substance to be refined>
The following organic solvents were used as substances to be purified for the production of chemical solutions of Examples and Comparative Examples.
・CyHe: cyclohexanone ・PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate ・MIBC: 4-methyl-2-pentanol ・nBA: butyl acetate ・EL: ethyl lactate ・PC: propylene carbonate ・IPA: isopropanol ・PGMEE: propylene glycol monoethyl ether・PGMPE: propylene glycol monopropyl ether ・CPN: cyclopentanone In addition, for “raw materials 1” to “raw materials 8” in the table, the organic solvents used in each example and comparative example were purchased from the following manufacturers. represents something.
"Raw material 1": Honeywell
"Raw material 2": Toyo Gosei "Raw material 3": KH Neochem "Raw material 4": Showa Denko "Raw material 5": KH Neochem "Raw material 6": Sanwa Yuka Kogyo "Raw material 7": CCP
"Raw material 8": BASF
<容器>
薬液を収納する容器としては、下記容器を使用した。
・EP-SUS:接液部が電解研磨されたステンレス鋼である容器
・PFA:接液部がパーフルオロアルコキシアルカンでコーティングされた容器
なお、各容器中への薬液の充填率は95体積%(空隙率は5体積%)であった。
充填率は、以下式によって求められる。
充填率=(容器内の薬液の体積/容器の容器体積)×100
<Container>
The following container was used as a container for containing the chemical solution.
・EP-SUS: A container whose wetted part is made of stainless steel with electrolytic polishing ・PFA: A container whose wetted part is coated with perfluoroalkoxyalkane The filling rate of the chemical solution in each container is 95% by volume ( The porosity was 5% by volume).
The filling rate is obtained by the following formula.
Filling rate = (volume of chemical solution in container/container volume of container) x 100
<精製手順>
上記被精製物から選択した1種を選択し、表1に記載の蒸留精製処理を行った。
なお、表中の「蒸留精製」欄の「有-1」は蒸留塔(理論段数:15段)を用いた減圧蒸留を実施したことを表し、「有-2」は蒸留塔(理論段数:30段)を用いた減圧蒸留を2回実施したことを表し、「有-3」は蒸留塔(理論段数:8段)を用いた減圧蒸留を実施したことを表す。
<Purification procedure>
One of the substances to be purified was selected and subjected to the distillation purification treatment shown in Table 1.
In the table, "Yes-1" in the "Distillation purification" column indicates that vacuum distillation was performed using a distillation column (theoretical plate number: 15 plates), and "Yes-2" indicates a distillation column (theoretical plate number: 30 stages), and "Yes-3" means that vacuum distillation was performed using a distillation column (theoretical number of stages: 8 stages).
次に、蒸留精製された被精製物を貯蔵タンクに貯蔵して、貯蔵タンクに貯蔵された被精製物を表1に記載のフィルター1~5にこの順で通液させてろ過して、貯蔵タンクに貯蔵した。
次に、貯蔵タンクに貯蔵された被精製物を、表1に記載のフィルター6~7でろ過して、フィルター7でろ過した後の被精製物をフィルター6の上流側に循環し、再度フィルター6~7でろ過する循環ろ過処理を実施した。
循環ろ過処理の後、容器に薬液を収容した。
なお、実施例85~88に関しては、水分量が所定の値となるように、薬液中に水を添加した。
Next, the substance to be purified by distillation is stored in a storage tank, and the substance to be purified stored in the storage tank is passed through filters 1 to 5 shown in Table 1 in this order, filtered, and stored. stored in a tank.
Next, the substance to be purified stored in the storage tank is filtered by filters 6 to 7 shown in Table 1, and the substance to be purified after being filtered by filter 7 is circulated upstream of filter 6, and filtered again. A circulating filtration process was performed to filter through 6-7.
After the circulating filtration treatment, the chemical solution was placed in the container.
Incidentally, in Examples 85 to 88, water was added to the chemical so that the water content reached a predetermined value.
なお、上述した一連の精製の過程で、被精製物が接触する各種装置(例えば、蒸留塔、配管、貯蔵タンク等)の接液部は、電解研磨されたステンレスで構成されていた。 In the above-described series of purification processes, liquid-contacting parts of various devices (for example, distillation columns, pipes, storage tanks, etc.) with which the material to be purified comes into contact are made of electropolished stainless steel.
下記に示す方法で薬液の、有機成分及び金属成分の含有量を測定した。 Contents of organic components and metal components in the chemical solution were measured by the methods described below.
<金属成分の含有量>
薬液中の金属成分(金属イオン、金属含有粒子)の含有量は、ICP-MS及びSP-ICP-MSを用いる方法により測定した。
装置は以下の装置を使用した。
・メーカー:PerkinElmer
・型式:NexION350S
解析には以下の解析ソフトを使用した。
・“SP-ICP-MS”専用Syngistix ナノアプリケーションモジュール
・Syngistix for ICP-MS ソフトウェア
但し、10nm以下の金属含有粒子はSP-ICP-MSでは測定できないため、上述した特定方法を用いた。
<Content of metal component>
The content of metal components (metal ions, metal-containing particles) in the chemical solution was measured by a method using ICP-MS and SP-ICP-MS.
The following devices were used.
・Manufacturer: PerkinElmer
・Model: NexION350S
The following analysis software was used for the analysis.
・Syngistix nano application module dedicated to “SP-ICP-MS” ・Syngistix for ICP-MS software However, since metal-containing particles of 10 nm or less cannot be measured by SP-ICP-MS, the specific method described above was used.
<有機不純物の含有量>
各種薬液における有機不純物の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC/MS)装置(Agilent社製、GC:7890B、MS:5977B EI/CI MSD)を使用して解析した。
<Content of organic impurities>
The content of organic impurities in various chemical solutions was analyzed using a gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) device (manufactured by Agilent, GC: 7890B, MS: 5977B EI/CI MSD).
<試験>
〔プリウェット液又はリンス液〕
以下に示す方法で、製造した薬液の、プリウェット液又はリンス液として使用した場合の欠陥抑制性を評価した。
まず、直径300mmのシリコン基板、又は、直径300mmの酸化ケイ素膜付きシリコン基板(酸化ケイ素膜で表面が覆われたシリコン基板)に薬液をスピン吐出し、基板を回転させながら、基板の表面に対して、各薬液を0.5cc吐出した。その後、基板をスピン乾燥した。次に、KLA-Tencor社製のウエハ検査装置「SP-5」を用いて、薬液塗布後の基板に存在する欠陥数を計測した(これを計測値とする)。
次に、EDAX(energy-dispersive X-ray spectroscopy)を用いて、欠陥の種類を、金属残渣欠陥、複合物残渣欠陥、及び、シミ状残渣欠陥に分類した。金属残渣欠陥とは金属成分由来の残渣であり、複合物残渣欠陥とは有機物と金属成分との複合体由来の残渣であり、シミ状残渣欠陥とは有機物由来の残渣である。
なお、「Si上での金属残渣」及び「SiO2上での金属残渣」がいずれも「D」以上であれば、プリウェット液又はリンス液として好適に用いられる。
<Test>
[Pre-wet liquid or rinse liquid]
By the method shown below, the produced chemical liquid was evaluated for defect suppression when used as a prewetting liquid or a rinse liquid.
First, a chemical solution is spun onto a silicon substrate with a diameter of 300 mm or a silicon substrate with a silicon oxide film (a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film) with a diameter of 300 mm. 0.5 cc of each chemical was discharged. The substrate was then spun dry. Next, the number of defects existing on the substrate after the chemical solution was applied was measured using a wafer inspection apparatus "SP-5" manufactured by KLA-Tencor (this is the measured value).
Next, using EDAX (energy-dispersive X-ray spectroscopy), the types of defects were classified into metal residue defects, composite residue defects, and stain-like residue defects. A metal residue defect is a residue derived from a metal component, a composite residue defect is a residue derived from a composite of an organic substance and a metal component, and a spot-like residue defect is a residue derived from an organic substance.
If both "metal residue on Si" and "metal residue on SiO2 " are "D" or higher, it can be suitably used as a pre-wet liquid or a rinse liquid.
<個別評価(金属残渣欠陥、複合物残渣欠陥、シミ状残渣欠陥)>
A:対応する欠陥数が20個/基板以下だった。
B:対応する欠陥数が20個/基板を超え、50個/基板以下だった。
C:対応する欠陥数が50個/基板を超え、100個/基板以下だった。
D:対応する欠陥数が100個/基板を超え、150個/基板以下だった。
E:対応する欠陥数が150個/基板を超えた。
<Individual evaluation (metal residue defect, compound residue defect, spot-like residue defect)>
A: The number of corresponding defects was 20 or less per substrate.
B: The number of corresponding defects exceeded 20/substrate and was 50/substrate or less.
C: The number of corresponding defects exceeded 50/substrate and was 100/substrate or less.
D: The number of corresponding defects exceeded 100/substrate and was 150/substrate or less.
E: The number of corresponding defects exceeded 150/substrate.
〔現像液〕
以下に示す方法で、製造した薬液の、現像液として使用した場合を評価した。
まず、以下に示す操作によりレジストパターンを形成した。
直径300mmのシリコン基板、又は、直径300mmの酸化ケイ素膜付きシリコン基板に後述する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で、60秒間に亘ってプリベーク(PB)を行い、膜厚150nmのレジスト膜を形成した。
[Developer]
By the method shown below, the case where the manufactured chemical solution was used as a developing solution was evaluated.
First, a resist pattern was formed by the operation described below.
A silicon substrate with a diameter of 300 mm or a silicon substrate with a silicon oxide film with a diameter of 300 mm is coated with an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described later and pre-baked (PB) at 100 ° C. for 60 seconds. , a resist film having a thickness of 150 nm was formed.
(感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物)
酸分解性樹脂(下記式で表される樹脂(重量平均分子量(Mw):7500):各繰り返し単位に記載される数値はモル%を意味する。):100質量部
(Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition)
Acid-decomposable resin (resin represented by the following formula (weight average molecular weight (Mw): 7500): the numerical value described in each repeating unit means mol %): 100 parts by mass
下記に示す光酸発生剤:8質量部 Photoacid generator shown below: 8 parts by mass
下記に示すクエンチャー:5質量部(質量比は、左から順に、0.1:0.3:0.3:0.2とした。)。なお、下記のクエンチャーのうち、ポリマータイプのクエンチャーは、重量平均分子量(Mw)が5000である。また、各繰り返し単位に記載される数値はモル比を意味する。 Quencher shown below: 5 parts by mass (mass ratio was 0.1:0.3:0.3:0.2 from left to right). Among the quenchers below, the polymer type quencher has a weight average molecular weight (Mw) of 5,000. Moreover, the numerical value described in each repeating unit means a molar ratio.
下記に示す疎水性樹脂:4質量部(質量比は、左から順に、0.5:0.5とした。)なお、下記の疎水性樹脂のうち、左側の疎水性樹脂は、重量平均分子量(Mw)は7000であり、右側の疎水性樹脂の重量平均分子量(Mw)は8000である。なお、各疎水性樹脂において、各繰り返し単位に記載される数値はモル比を意味する。 Hydrophobic resin shown below: 4 parts by mass (mass ratio was 0.5:0.5 in order from the left). (Mw) is 7,000, and the weight average molecular weight (Mw) of the hydrophobic resin on the right is 8,000. In addition, in each hydrophobic resin, the numerical value described in each repeating unit means a molar ratio.
溶剤:
PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):3質量部
シクロヘキサノン:600質量部
γ-BL(γ-ブチロラクトン):100質量部
solvent:
PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate): 3 parts by mass Cyclohexanone: 600 parts by mass γ-BL (γ-butyrolactone): 100 parts by mass
レジスト膜を形成したウエハをArFエキシマレーザースキャナー(Numerical Aperture:0.75)を用い、25mJ/cm2でパターン露光を行った。その後、120℃で60秒間加熱した。次いで、各現像液(薬液)で30秒間パドルして現像した。次いで、4000rpmの回転数で30秒間ウエハを回転させて、ネガ型レジストパターンを形成した。その後、得られたネガ型レジストパターンを、200℃で300秒間加熱した。上記の工程を経て、ライン/スペースが1:1のL/Sパターン(平均パターン幅:45nm)を得た。
得られたサンプルのスペース部において、上述した金属残渣欠陥、複合物残渣欠陥、及び、シミ状残渣欠陥の有無を上記方法に従って、評価した。
The wafer on which the resist film was formed was subjected to pattern exposure at 25 mJ/cm 2 using an ArF excimer laser scanner (Numerical Aperture: 0.75). After that, it was heated at 120° C. for 60 seconds. Next, each developer (chemical solution) was paddled for 30 seconds for development. Then, the wafer was rotated at 4000 rpm for 30 seconds to form a negative resist pattern. After that, the obtained negative resist pattern was heated at 200° C. for 300 seconds. Through the above steps, an L/S pattern (average pattern width: 45 nm) with a line/space ratio of 1:1 was obtained.
The presence or absence of metal residue defects, composite residue defects, and stain-like residue defects was evaluated in the space portion of the obtained sample according to the above method.
なお、各実施例において、各フィルター間の圧力の差は、0.01~0.03MPaであった。
表1中、「用途」欄の「用途1」は、各実施例及び比較例に記載の薬液をプリウェット液及びリンス液として用いて上記試験を実施したことを意味する。「用途」欄の「用途2」は、各実施例及び比較例に記載の薬液を現像液として用いて上記試験を実施したことを意味する。
なお、表中、「Si上での金属残渣」では、シリコン基板上での金属残渣欠陥の評価結果を示し、「Si上での複合物残渣」では、シリコン基板上での複合物残渣欠陥の評価結果を示し、「Si上でのシミ状残渣」では、シリコン基板上でのシミ状残渣欠陥の評価結果を示し、「SiO2上での金属残渣」では、酸化ケイ素膜付きシリコン基板上での金属残渣欠陥の評価結果を示し、「SiO2上での複合物残渣」では、酸化ケイ素膜付きシリコン基板上での複合物残渣欠陥の評価結果を示す。
In each example, the pressure difference between the filters was 0.01 to 0.03 MPa.
In Table 1, "Use 1" in the "Use" column means that the above tests were performed using the chemical liquids described in each example and comparative example as the prewetting liquid and the rinse liquid. "Use 2" in the "Use" column means that the above test was performed using the chemical solution described in each example and comparative example as a developer.
In the table, "metal residue on Si" indicates evaluation results of metal residue defects on silicon substrates, and "composite residue on Si" indicates composite residue defects on silicon substrates. The evaluation results are shown, "Stain-like residue on Si" shows the evaluation result of stain-like residue defects on a silicon substrate, and "Metal residue on SiO2 " shows the evaluation results of defects on a silicon substrate with a silicon oxide film. shows the evaluation results of metal residue defects in , and "composite residue on SiO2 " shows the evaluation results of composite residue defects on a silicon substrate with a silicon oxide film.
表1中、「酸化Ti粒子/Tiイオン」欄は、チタンイオンの含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量の質量比を表す。「Tiイオン量(質量ppt)」欄は、薬液全質量に対するチタンイオンの含有量(質量ppt)を表す。「酸化Fe粒子/Feイオン」欄は、鉄イオンの含有量に対する、酸化鉄粒子の含有量の質量比を表す。「Feイオン量(質量ppt)」欄は、薬液全質量に対する鉄イオンの含有量(質量ppt)を表す。「酸化Al粒子/Alイオン」欄は、アルミニウムイオンの含有量に対する、酸化アルミニウム粒子の含有量の質量比を表す。「Alイオン量(質量ppt)」欄は、薬液全質量に対するアルミニウムイオンの含有量(質量ppt)を表す。「酸化Ti粒子割合(質量%)」欄は、金属成分中のチタン成分の含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量(質量%)を表す。「酸化Fe粒子割合(質量%)」欄は、金属成分中の鉄成分の含有量に対する、酸化鉄粒子の含有量(質量%)を表す。「酸化Al粒子割合(質量%)」欄は、金属成分中のアルミニウム成分の含有量に対する、酸化アルミニウム粒子の含有量(質量%)を表す。「0.5-17nmの酸化Ti粒子の割合(質量%)」欄は、酸化チタン粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合(質量%)を表す。「0.5-17nmの酸化Fe粒子の割合(質量%)」欄は、酸化鉄粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合(質量%)を表す。「0.5-17nmの酸化Al粒子の割合(質量%)」欄は、酸化アルミニウム粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合(質量%)を表す。「酸化Cu粒子割合(質量%)」欄は、金属成分中の銅成分の含有量に対する、酸化銅粒子の含有量(質量%)を表す。「0.5-17nmの酸化Cu粒子の割合(質量%)」欄は、酸化銅粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合(質量%)を表す。「水分量」欄は、薬液全質量に対する薬液中の水の含有量(質量ppb)を表す。
また、表1中、「E+数字」は「10数字」を表し、例えば、「3.5E+04」は「3.5×104」を表す。
表1中、「>99」は、99超を表す。「<1」は、1未満を表す。
表1中、「<500ppb」は、500質量ppb未満を表す。
In Table 1, the column "Ti oxide particles/Ti ions" represents the mass ratio of the content of titanium oxide particles to the content of titanium ions. The "Ti ion amount (mass ppt)" column represents the titanium ion content (mass ppt) with respect to the total mass of the chemical solution. The "Fe oxide particle/Fe ion" column represents the mass ratio of the content of iron oxide particles to the content of iron ions. The "Fe ion amount (mass ppt)" column represents the iron ion content (mass ppt) with respect to the total mass of the chemical solution. The "Al oxide particles/Al ions" column represents the mass ratio of the content of aluminum oxide particles to the content of aluminum ions. The "Al ion content (mass ppt)" column represents the aluminum ion content (mass ppt) with respect to the total mass of the chemical solution. The "Ti oxide particle ratio (% by mass)" column represents the content (% by mass) of titanium oxide particles with respect to the content of the titanium component in the metal component. The column "ratio of Fe oxide particles (% by mass)" represents the content (% by mass) of iron oxide particles with respect to the content of the iron component in the metal component. The "Al oxide particle ratio (% by mass)" column represents the content (% by mass) of the aluminum oxide particles with respect to the content of the aluminum component in the metal component. The column "ratio of Ti oxide particles of 0.5 to 17 nm (% by mass)" represents the ratio (% by mass) of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the titanium oxide particles. The column "ratio of Fe oxide particles of 0.5 to 17 nm (% by mass)" represents the ratio (% by mass) of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the iron oxide particles. The column "ratio of Al oxide particles of 0.5 to 17 nm (% by mass)" represents the ratio (% by mass) of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the aluminum oxide particles. The "Cu oxide particle ratio (% by mass)" column represents the content (% by mass) of the copper oxide particles with respect to the content of the copper component in the metal component. The column "ratio of Cu oxide particles of 0.5 to 17 nm (% by mass)" represents the ratio (% by mass) of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the copper oxide particles. The "water content" column represents the water content (mass ppb) in the chemical solution relative to the total mass of the chemical solution.
Also, in Table 1, "E+number" represents "10 numbers ", and for example, "3.5E+04" represents "3.5×10 4 ".
In Table 1, ">99" represents greater than 99. "<1" represents less than one.
In Table 1, "<500 ppb" represents less than 500 mass ppb.
表1中、各実施例及び比較例に係るデータは、表1[その1]<1>~<6>、表1[その2]<1>~<6>、表1[その3]<1>~<6>、及び、表1[その4]<1>~<6>の各行にわたって示した。
例えば、実施例1においては、表1[その1]<1>に示すように、有機溶剤としてCyHeを用いて、表1[その1]<2>に示すように、フィルター2は「IEX 15nm」であり、表1[その1]<3>に示すように、薬液中の酸化Ti粒子/Tiイオンが3.5E+04であり、表1[その1]<4>に示すように、Alイオン量が32質量pptであり、表1[その1]<5>に示すように、0.5-17nmの酸化Fe粒子の割合が81質量%であり、表1[その1]<6>に示すように、「Si上での金属残渣」が「A」である。その他の実施例、及び、比較例についても同様である。
In Table 1, the data related to each example and comparative example are Table 1 [Part 1] <1> to <6>, Table 1 [Part 2] <1> to <6>, Table 1 [Part 3] <1> to <6> and Table 1 [Part 4] <1> to <6>.
For example, in Example 1, as shown in Table 1 [Part 1] <1>, CyHe was used as the organic solvent, and as shown in Table 1 [Part 1] <2>, the filter 2 was "IEX 15 nm ”, and as shown in Table 1 [Part 1] <3>, the Ti oxide particle / Ti ion in the chemical solution is 3.5E + 04, and as shown in Table 1 [Part 1] <4>, Al ion The amount is 32 mass ppt, and as shown in Table 1 [Part 1] <5>, the proportion of 0.5-17 nm Fe oxide particles is 81 mass%, and Table 1 [Part 1] <6> As shown, "metal residue on Si" is "A". The same applies to other examples and comparative examples.
表に示した結果より、本発明の薬液であれば所定の効果が得られることが確認された。
特に、実施例1~8の比較より、チタンイオンの含有量に対する、酸化チタン粒子の含有量の質量比が101~1010である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例9及び10より、鉄イオンの含有量に対する、酸化鉄粒子の含有量の質量比が100~1012である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例11及び12より、アルミニウムイオンの含有量に対する、酸化アルミニウム粒子の含有量の質量比が100~1012である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例13および14(34および35、55および56、76および77)より、チタンイオン(又は、鉄イオン、アルミニウムイオン)の含有量が、薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例16および17(37および38、58および59、79および80)より、酸化チタン粒子(又は、酸化鉄粒子、酸化アルミニウム粒子)の含有量が、金属成分中のチタン成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例18および19(39および40、60および61、81および82)より、酸化チタン粒子(又は、酸化鉄粒子、酸化アルミニウム粒子)のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例20および21(41および42、62および63、83および84)より、有機不純物の含有量が、薬液全質量に対して、1000~100000質量pptである場合、より効果が優れることが確認された。
From the results shown in the table, it was confirmed that the chemical solution of the present invention can provide a predetermined effect.
In particular, from the comparison of Examples 1 to 8, it was confirmed that when the mass ratio of the content of titanium oxide particles to the content of titanium ions is 10 1 to 10 10 , the effect is more excellent.
Further, from Examples 9 and 10, it was confirmed that when the mass ratio of the content of iron oxide particles to the content of iron ions is 10 0 to 10 12 , the effect is more excellent.
Moreover, from Examples 11 and 12, it was confirmed that when the mass ratio of the content of aluminum oxide particles to the content of aluminum ions was 10 0 to 10 12 , the effect was more excellent.
Further, from Examples 13 and 14 (34 and 35, 55 and 56, 76 and 77), the content of titanium ions (or iron ions, aluminum ions) is 0.10 to 100 with respect to the total mass of the chemical solution. It was confirmed that the effect is more excellent when the mass is ppt.
Further, from Examples 16 and 17 (37 and 38, 58 and 59, 79 and 80), the content of titanium oxide particles (or iron oxide particles, aluminum oxide particles) On the other hand, when it is 5% by mass or more and less than 99% by mass, it was confirmed that the effect is more excellent.
Further, from Examples 18 and 19 (39 and 40, 60 and 61, 81 and 82), among titanium oxide particles (or iron oxide particles, aluminum oxide particles), particles having a particle size of 0.5 to 17 nm It was confirmed that the effect is more excellent when the ratio is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
In addition, from Examples 20 and 21 (41 and 42, 62 and 63, 83 and 84), the effect is more excellent when the content of organic impurities is 1000 to 100000 mass ppt with respect to the total mass of the chemical solution. was confirmed.
実施例22の薬液(100L)を用いて、容器(EP-SUS)及び<精製手順>で使用する各種装置を洗浄した後、別途用意した実施例22の薬液を上記洗浄した装置に流して、洗浄した容器に回収して、容器中に溶液Aを得た。
また、実施例38の薬液(100L)を用いて、容器(EP-SUS)及び<精製手順>で使用する各種装置を洗浄した後、別途用意した実施例22の薬液を上記洗浄した装置に流して、洗浄した容器に回収して、容器中に溶液Bを得た。
溶液Aおよび溶液Bを用いて「Si上での金属残渣欠陥」の評価を行ったところ、溶液Aのほうが良好な結果が得られた。
After washing the container (EP-SUS) and various devices used in <purification procedure> using the chemical solution (100 L) of Example 22, the separately prepared chemical solution of Example 22 was poured into the cleaned device, Collected in a washed container to obtain a solution A in the container.
In addition, after washing the container (EP-SUS) and various devices used in <purification procedure> using the chemical solution (100 L) of Example 38, the separately prepared chemical solution of Example 22 was poured into the cleaned device. and collected in a washed container to obtain a solution B in the container.
When the evaluation of "metal residue defects on Si" was performed using solution A and solution B, better results were obtained with solution A.
<実施例(EUV露光)>
まず、レジスト組成物1を、各成分を以下の組成で混合して得た。
・樹脂(A-1):0.77g
・光酸発生剤(B-1):0.03g
・塩基性化合物(E-3):0.03g
・PGMEA(市販品、高純度グレード):67.5g
・乳酸エチル(市販品、高純度グレード):75g
<Example (EUV exposure)>
First, a resist composition 1 was obtained by mixing each component with the following composition.
・Resin (A-1): 0.77 g
- Photoacid generator (B-1): 0.03 g
- Basic compound (E-3): 0.03 g
・ PGMEA (commercial product, high purity grade): 67.5 g
・ Ethyl lactate (commercially available, high purity grade): 75 g
・樹脂(A-1)
樹脂(A-1)としては、以下の樹脂を用いた。
・Resin (A-1)
As the resin (A-1), the following resins were used.
・光酸発生剤(B-1)
光酸発生剤(B-1)としては、以下の化合物を用いた。
・Photoacid generator (B-1)
The following compounds were used as the photoacid generator (B-1).
・塩基性化合物(E-3)
塩基性化合物(E-3)としては、以下の化合物を用いた。
・Basic compound (E-3)
The following compounds were used as the basic compound (E-3).
(パターンの形成及び評価)
まず、直径300mmのシリコンウェハ上にレジスト組成物1を塗布し、100℃で60秒間ベーク(PB:Prebake)を行い、膜厚30nmのレジスト膜を形成した。
(Pattern formation and evaluation)
First, a silicon wafer with a diameter of 300 mm was coated with the resist composition 1 and baked at 100° C. for 60 seconds (PB: Prebake) to form a resist film with a thickness of 30 nm.
このレジスト膜をEUV露光機(ASML社製;NXE3350、NA0.33、Dipole 90°、アウターシグマ0.87、インナーシグマ0.35)を用い、反射型マスクを介して露光した。その後、85℃にて60秒間加熱(PEB:Post Exposure Bake)した。次いで、スプレー法で現像液(酢酸ブチル/FETW製)を30秒間噴霧して現像し、回転塗布法でリンス液を20秒間シリコンウェハ上に吐出してリンスした。続いて、2000rpmの回転数で40秒間シリコンウェハを回転させて、スペース幅が20nm、且つパターン線幅が15nmのラインアンドスペースのパターンを形成した。
上記リンス液としては、上述した実施例44で使用した薬液をそれぞれ用いた。なお、上述した、各種評価を実施したところ、表1と同様の傾向の所望の効果が得られた。
This resist film was exposed through a reflective mask using an EUV exposure machine (manufactured by ASML; NXE3350, NA 0.33, Dipole 90°, outer sigma 0.87, inner sigma 0.35). Then, it was heated at 85° C. for 60 seconds (PEB: Post Exposure Bake). Next, a developing solution (butyl acetate/manufactured by FETW) was sprayed for 30 seconds by a spray method for development, and a rinse solution was discharged onto the silicon wafer for 20 seconds by a spin coating method for rinsing. Subsequently, the silicon wafer was rotated at a rotational speed of 2000 rpm for 40 seconds to form a line-and-space pattern with a space width of 20 nm and a pattern line width of 15 nm.
As the rinsing liquid, the chemicals used in Example 44 were used. In addition, when the various evaluations described above were carried out, desired effects with the same tendencies as in Table 1 were obtained.
Claims (19)
前記金属成分が、酸化チタン粒子、及び、チタンイオンを含有し、
前記チタンイオンの含有量に対する、前記酸化チタン粒子の含有量の質量比が100~1012である、薬液。 A chemical solution containing an organic solvent and a metal component,
The metal component contains titanium oxide particles and titanium ions,
A chemical solution, wherein the mass ratio of the content of the titanium oxide particles to the content of the titanium ions is 10 0 to 10 12 .
前記鉄イオンの含有量が、前記薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである、請求項1~4のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains iron ions,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the iron ion content is 0.10 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical solution.
前記酸化鉄粒子の含有量が、前記金属成分中の鉄成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、請求項1~5のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains iron oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the iron oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the iron component in the metal component.
前記酸化鉄粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、請求項1~6のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains iron oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the iron oxide particles is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
前記鉄イオンの含有量に対する、前記酸化鉄粒子の含有量の質量比が100~1012である、請求項1~7のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains iron oxide particles and iron ions,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 7, wherein the mass ratio of the iron oxide particle content to the iron ion content is 10 0 to 10 12 .
前記アルミニウムイオンの含有量が、前記薬液全質量に対して、0.10~100質量pptである、請求項1~8のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains aluminum ions,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 8, wherein the aluminum ion content is 0.10 to 100 mass ppt with respect to the total mass of the chemical solution.
前記酸化アルミニウム粒子の含有量が、前記金属成分中のアルミニウム成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、請求項1~9のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains aluminum oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 9, wherein the content of the aluminum oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the aluminum component in the metal component.
前記酸化アルミニウム粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、請求項1~10のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains aluminum oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 10, wherein the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the aluminum oxide particles is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
前記アルミニウムイオンの含有量に対する、前記酸化アルミニウム粒子の含有量の質量比が100~1012である、請求項1~11のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains aluminum oxide particles and aluminum ions,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 11, wherein the mass ratio of the content of the aluminum oxide particles to the content of the aluminum ions is 10 0 to 10 12 .
前記酸化銅粒子の含有量が、前記金属成分中の銅成分の含有量に対して、5質量%以上99質量%未満である、請求項1~12のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains copper oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 12, wherein the content of the copper oxide particles is 5% by mass or more and less than 99% by mass with respect to the content of the copper component in the metal component.
前記酸化銅粒子のうち、粒径0.5~17nmである粒子の割合が、60質量%以上98質量%未満である、請求項1~13のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains copper oxide particles,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 13, wherein the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 17 nm among the copper oxide particles is 60% by mass or more and less than 98% by mass.
前記銅イオンの含有量に対する、前記酸化銅粒子の含有量の質量比が100~1012である、請求項1~14のいずれか1項に記載の薬液。 The metal component contains copper oxide particles and copper ions,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 14, wherein the mass ratio of the content of the copper oxide particles to the content of the copper ions is 10 0 to 10 12 .
前記有機不純物の含有量が、前記薬液全質量に対して、1000~100000質量pptである、請求項1~15のいずれか1項に記載の薬液。 Furthermore, it contains organic impurities,
The chemical solution according to any one of claims 1 to 15, wherein the content of said organic impurities is 1000 to 100000 ppt by mass with respect to the total mass of said chemical solution.
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