JP5613011B2 - Concentrated developer for photolithography - Google Patents

Concentrated developer for photolithography Download PDF

Info

Publication number
JP5613011B2
JP5613011B2 JP2010240037A JP2010240037A JP5613011B2 JP 5613011 B2 JP5613011 B2 JP 5613011B2 JP 2010240037 A JP2010240037 A JP 2010240037A JP 2010240037 A JP2010240037 A JP 2010240037A JP 5613011 B2 JP5613011 B2 JP 5613011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
component
mass
tbah
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010240037A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011191734A (en
Inventor
智弥 熊谷
智弥 熊谷
直久 上野
直久 上野
越山 淳
淳 越山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP2010240037A priority Critical patent/JP5613011B2/en
Priority to US12/970,803 priority patent/US20110159447A1/en
Priority to KR1020100130417A priority patent/KR101763940B1/en
Priority to TW104125270A priority patent/TWI620998B/en
Priority to TW099145002A priority patent/TWI514092B/en
Publication of JP2011191734A publication Critical patent/JP2011191734A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5613011B2 publication Critical patent/JP5613011B2/en
Priority to US14/626,383 priority patent/US9291905B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

本発明は、フォトリソグラフィ用濃縮現像液に関する。 The present invention relates to a developer concentrate for photolithography.

近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、フォトリソグラフィ技術の進歩により、急速にパターンの微細化が進んでいる。このような微細なパターンは、基板等の表面に作製されるレジストパターンの微細化によって達成される。レジストパターンは、基板等の表面に感光性化合物を含有するレジスト組成物からなるレジスト膜を形成し、当該レジスト膜に対して、所定のパターンが形成されたマスクパターンを介して、光、電子線等の活性エネルギー線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより作製される。このとき、上記レジスト膜のうち、上記マスクパターンに設けられた図形に対応する部分がレジストパターンとなる。そして、このレジストパターンをマスクとして、基板をエッチングにより加工する工程を経て、例えば、半導体素子が製造される。上記レジスト組成物のうち、露光された部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト組成物をポジ型、露光された部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト組成物をネガ型という。   In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to the advancement of photolithography technology. Such a fine pattern is achieved by miniaturizing a resist pattern formed on the surface of a substrate or the like. The resist pattern is formed by forming a resist film made of a resist composition containing a photosensitive compound on the surface of a substrate or the like, and a light, electron beam through a mask pattern in which a predetermined pattern is formed on the resist film. It is produced by performing selective exposure with an active energy ray such as a developing process. At this time, a portion of the resist film corresponding to a figure provided on the mask pattern becomes a resist pattern. Then, for example, a semiconductor element is manufactured through a process of processing the substrate by etching using this resist pattern as a mask. Among the above resist compositions, a resist composition that changes to a property in which the exposed portion dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist composition that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.

半導体素子製造プロセスの現像処理において、現像液としては、アルカリ性である水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の水溶液が常用されている。TMAHは、半導体素子に影響を与える金属イオンを含まないため、半導体素子の作製において好ましく使用されている。しかしながら、半導体素子の集積度が増大し、そのハーフピッチ(HP)サイズが49nm以下にもなると、現像時にTMAHがレジストパターンを膨潤させる膨潤現象が問題となる。TMAHによってレジストパターンが膨潤されると、そのレジストパターンの直進性が低下したり、現像後の洗浄処理においてレジストパターンの倒れを生じたりして、パターンの再現性が低下する要因になる。   In the development process of the semiconductor element manufacturing process, an alkaline aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is commonly used as the developer. TMAH is preferably used in the production of semiconductor elements because it does not contain metal ions that affect the semiconductor elements. However, when the degree of integration of semiconductor elements increases and the half pitch (HP) size becomes 49 nm or less, the swelling phenomenon that TMAH swells the resist pattern during development becomes a problem. When the resist pattern is swollen by TMAH, the rectilinearity of the resist pattern is reduced, or the resist pattern is tilted in the cleaning process after development, which causes a reduction in pattern reproducibility.

このようなことから、非特許文献1では、現像液として、TMAHの水溶液ではなく、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)の水溶液を使用することが提案されている。現像液としてTBAHの水溶液を使用することにより、現像時におけるレジストパターンの膨潤現象が緩和され、パターンの再現性が向上する。   For this reason, Non-Patent Document 1 proposes that an aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) is used as a developer instead of an aqueous solution of TMAH. By using an aqueous solution of TBAH as the developing solution, the swelling phenomenon of the resist pattern during development is alleviated, and the reproducibility of the pattern is improved.

第70回応用物理学会学術講演会 講演予稿集No.2、635頁、EUVレジスト用新規現像液の検討、半導体先端テクノロジーズ、Juliusjoseph Santillan、井谷俊郎The 70th JSAP Academic Lecture Presentation 2, 635 pages, Study of new developer for EUV resist, Semiconductor Leading Edge Technologies, Julius Joseph Santillan, Toshiro Iya

ところで、TBAHは、従来現像液に使用されてきたTMAHに比べて、水に対する溶解性が小さい。本発明者による調査及び検討の結果、TBAHは、現像液の一例として使用される濃度である6.79質量%の水溶液である場合には、その析出温度がおよそ5℃になるので現像中に析出を起こすおそれが小さいが、30質量%付近の水溶液である場合には、その析出温度が最大となり27℃付近になる。このため、濃縮状態の現像液を輸送する場合や、濃縮状態の現像液を希釈する場合等において、現像液に含まれるTBAHが析出するおそれがある。また、現像液の一例として使用される濃度である6.79質量%の水溶液であっても、冬季であれば、現像液に含まれるTBAHが輸送中に析出するおそれがある。現像液に析出したTBAHは、加温等を行わない限り、容易に再溶解しない。そのため、TBAHの析出した現像液をそのまま現像工程に使用することはできず、フィルター操作等の手間が必要になる。また、析出したTBAHをフィルターで取り除くと、現像液に含まれるTBAHの濃度が変化するため、現像液の濃度管理が煩雑になるという問題もある。   By the way, TBAH is less soluble in water than TMAH that has been used in conventional developers. As a result of investigation and examination by the present inventor, when the TBAH is an aqueous solution having a concentration of 6.79% by mass which is used as an example of a developing solution, the precipitation temperature thereof is about 5 ° C. Although the possibility of causing precipitation is small, in the case of an aqueous solution in the vicinity of 30% by mass, the precipitation temperature reaches a maximum of around 27 ° C. For this reason, TBAH contained in the developer may be precipitated when the concentrated developer is transported or when the concentrated developer is diluted. Further, even in an aqueous solution of 6.79% by mass, which is a concentration used as an example of a developer, TBAH contained in the developer may be precipitated during transportation in winter. TBAH deposited in the developer does not easily re-dissolve unless heating or the like is performed. Therefore, the developer with TBAH deposited cannot be used in the developing process as it is, and a troublesome operation such as filter operation is required. Further, if the deposited TBAH is removed by a filter, the concentration of TBAH contained in the developer changes, which causes a problem that the concentration management of the developer becomes complicated.

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)が現像液のアルカリ剤として使用され、かつ、濃縮状態において、TBAHの析出が抑制されたフォトリソグラフィ用現像液を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above situation, the water oxidation tetrabutylammonium (TBAH) is used as the alkali in the developing solution, and, in concentrated form, photo lithography precipitation of TBAH is suppressed and purpose thereof is to provide a developer.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、TBAHを含有する現像液に、水溶性有機溶剤、界面活性剤及び包接化合物からなる群より選択される少なくとも1つの成分を添加することにより、当該現像液におけるTBAHの析出を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a developer containing TBAH contains at least one component selected from the group consisting of a water-soluble organic solvent, a surfactant, and an inclusion compound. It was found that the precipitation of TBAH in the developer can be suppressed by adding, and the present invention has been completed.

本発明の第一の態様は、(A)水酸化テトラブチルアンモニウムと、(B1)水溶性有機溶剤、(B2)界面活性剤及び(B3)包接化合物からなる群より選択される少なくとも1つと、を含むフォトリソグラフィ用現像液である。
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様のフォトリソグラフィ用現像液を用いたレジストパターン形成方法である。
また、本発明の第三の態様は、(A)水酸化テトラブチルアンモニウムと、(B1)水溶性有機溶剤、(B2)界面活性剤及び(B3)包接化合物からなる群より選択される少なくとも1つと、を含み、前記(A)成分が10質量%以上であるフォトリソグラフィ用濃縮現像液である。
According to a first aspect of the present invention, (A) at least one selected from the group consisting of tetrabutylammonium hydroxide, (B1) a water-soluble organic solvent, (B2) a surfactant, and (B3) an inclusion compound , A developer for photolithography.
The second aspect of the present invention is a resist pattern forming method using the photolithography developer of the first aspect.
The third aspect of the present invention is at least selected from the group consisting of (A) tetrabutylammonium hydroxide, (B1) a water-soluble organic solvent, (B2) a surfactant, and (B3) an inclusion compound. And a concentrated developer for photolithography in which the component (A) is 10% by mass or more.

本発明によれば、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)が現像液のアルカリ剤として使用され、かつ、濃縮状態において、TBAHの析出が抑制されたフォトリソグラフィ用現像液が提供される。 According to the present invention, water oxidation tetrabutylammonium (TBAH) is used as the alkali in the developing solution, and, in concentrated form, for photolithography developer deposited is suppressed in TBAH is provided.

以下、本発明のフォトリソグラフィ用現像液について説明する。本発明のフォトリソグラフィ用の現像液は、感光性化合物を含有するレジスト組成物の膜を紫外線や電子線等の活性エネルギー線により選択露光した後に、当該レジスト膜からアルカリ可溶性部分を溶解除去する現像処理で使用される。このような処理を経ることにより、レジスト膜は、所定のパターン形状を有するレジストパターンとなる。なお、本発明の現像液は、レジストパターンの膨潤が問題となる、ハーフピッチ(HP)サイズが49nm以下の微細な半導体素子形成のための超微細レジストパターンの形成において好ましく使用されるものだが、それ以上のハーフピッチサイズを有する半導体素子形成のために使用されてもよいし、半導体素子以外、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成のために使用されてもよい。   The photolithography developer of the present invention will be described below. The developer for photolithography of the present invention is a development in which a resist composition film containing a photosensitive compound is selectively exposed with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and then an alkali-soluble portion is dissolved and removed from the resist film. Used in processing. By undergoing such processing, the resist film becomes a resist pattern having a predetermined pattern shape. The developer of the present invention is preferably used in the formation of an ultrafine resist pattern for forming a fine semiconductor element having a half pitch (HP) size of 49 nm or less, in which the resist pattern swells. It may be used for forming a semiconductor element having a half pitch size larger than that, or may be used for forming a color filter other than the semiconductor element, for example, for a liquid crystal display device.

本発明の現像液は、(A)水酸化テトラブチルアンモニウムと、(B1)水溶性有機溶剤、(B2)界面活性剤及び(B3)包接化合物からなる群より選択される少なくとも1つと、を含む。(B1)、(B2)及び(B3)(以下、これらをまとめて(B)溶解補助成分又は(B)成分とも呼ぶ。)は、(A)成分の水への溶解を補助するために使用される。以下、これらの成分について説明する。   The developer of the present invention comprises (A) tetrabutylammonium hydroxide, (B1) a water-soluble organic solvent, (B2) a surfactant, and (B3) at least one selected from the group consisting of inclusion compounds. Including. (B1), (B2) and (B3) (hereinafter collectively referred to as (B) solubilizing component or (B) component) are used to assist the dissolution of component (A) in water. Is done. Hereinafter, these components will be described.

[(A)水酸化テトラブチルアンモニウム]
本発明の現像液で(A)成分として使用される水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)は、露光処理後のレジスト膜を現像するのに必要となるアルカリ性の液性を現像液に付与する。レジスト膜は、未露光状態でアルカリ不溶性であるポジ型レジストであれば、露光部分がアルカリ可溶性に変化し、未露光状態でアルカリ可溶性であるネガ型レジストであれば、露光部分がアルカリ不溶性に変化する。そのため、露光後にアルカリ性の現像液で処理をすることにより、アルカリ不溶性の箇所がレジストパターンとして残ることになる。このような処理に必要とされるアルカリ性の液性を現像液に付与するために、(A)成分が現像液に添加される。
[(A) Tetrabutylammonium hydroxide]
Tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) used as the component (A) in the developer of the present invention imparts an alkaline solution necessary for developing the resist film after the exposure processing to the developer. If the resist film is a positive resist that is alkali-insoluble in the unexposed state, the exposed portion changes to alkali-soluble, and if it is a negative resist that is alkali-soluble in the unexposed state, the exposed portion changes to alkali-insoluble. To do. Therefore, by processing with an alkaline developer after exposure, an alkali-insoluble portion remains as a resist pattern. In order to impart an alkaline liquid property required for such processing to the developer, the component (A) is added to the developer.

既に述べたように、現像液にアルカリ性の液性を付与するために、一般には、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)が使用されるが、TMAHには、レジストパターンを僅かに膨潤させる性質がある。TMAHによるレジストパターンの膨潤作用は、ハーフピッチサイズが50nm以上のパターンを作製する場合には、殆ど問題にならなかったが、ハーフピッチサイズが50nm未満のパターンを作製する場合には、レジストパターンの直進性の低下やパターン倒れの問題を引き起こす場合がある。このため、本発明では、現像液にアルカリ性の液性を付与するための化合物として、TMAHよりもレジストパターンに対する膨潤性の小さいTBAH((A)成分)を使用する。   As already described, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is generally used to impart alkaline liquidity to the developer, but TMAH has the property of slightly swelling the resist pattern. . The swelling action of the resist pattern by TMAH was hardly a problem when a pattern having a half pitch size of 50 nm or more was produced. However, when a pattern having a half pitch size of less than 50 nm was produced, It may cause problems such as reduced straightness and pattern collapse. For this reason, in the present invention, TBAH (component (A)), which is less swellable with respect to the resist pattern than TMAH, is used as a compound for imparting alkaline liquidity to the developer.

現像液における(A)成分の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましい。現像液における(A)成分の含有量が0.1質量%以上であることにより、現像液に良好な現像性を付与することができる。また、現像液における(A)成分の含有量が20質量%以下であることにより、後に説明する(B)成分による(A)成分の析出抑制効果を得ることができる。現像液における(A)成分の含有量は、1〜10質量%であることがより好ましく、3〜7質量%であることが最も好ましい。なお、アルカリ成分としてTMAHが使用された現像液では、TMAHの含有量を2.38質量%とするのが一般的である。このときのTMAHのモル濃度と同じモル濃度とするという観点からは、(A)成分の含有量を6.79質量%としてもよい。   The content of the component (A) in the developer is preferably 0.1 to 20% by mass. When the content of the component (A) in the developer is 0.1% by mass or more, good developability can be imparted to the developer. Moreover, when the content of the component (A) in the developer is 20% by mass or less, the effect of suppressing the precipitation of the component (A) by the component (B) described later can be obtained. The content of the component (A) in the developer is more preferably 1 to 10% by mass, and most preferably 3 to 7% by mass. In a developer using TMAH as an alkali component, the content of TMAH is generally 2.38% by mass. From the viewpoint of setting the same molar concentration as the TMAH at this time, the content of the component (A) may be 6.79% by mass.

また、本発明の現像液は、輸送時や保管時に濃縮状態としておき、現像液としての使用時に溶剤で上記の濃度に希釈してもよい。このような濃縮状態の現像液も、本発明の現像液に含まれる。濃縮状態における(A)成分の含有量は、特に限定されず、現像液として使用される際の(A)成分の含有量を考慮して適宜決定すればよいが、一例として、10〜60質量%が好ましく挙げられ、20〜50質量%がより好ましく挙げられる。なお、後に説明する各(B)成分の好ましい濃度は、現像液として使用されるときの濃度を表す。   Further, the developer of the present invention may be concentrated at the time of transportation or storage, and may be diluted to the above concentration with a solvent when used as a developer. Such a concentrated developer is also included in the developer of the present invention. The content of the component (A) in the concentrated state is not particularly limited and may be appropriately determined in consideration of the content of the component (A) when used as a developer. % Is preferable, and 20 to 50% by mass is more preferable. In addition, the preferable density | concentration of each (B) component demonstrated later represents the density | concentration when it is used as a developing solution.

[(B)溶解補助成分]
本発明の現像液には、(B)成分として、溶解補助成分が添加される。(B)成分は、(B1)水溶性有機溶剤、(B2)界面活性剤及び(B3)包接化合物からなる群より選択される少なくとも1つの成分である。言い換えると、(B)成分は、(B1)水溶性有機溶剤、(B2)界面活性剤及び(B3)包接化合物からなる群より選択される1以上の成分である。(B)成分が現像液に添加されることにより、(A)成分の溶解性が大きくなり、現像液中における(A)成分の析出温度を下げることができる。(A)成分の析出温度が下がることにより、現像液中の(A)成分の析出が抑制され、現像液の安定性が向上する。特に、現像液が濃縮状態の場合(TBAHの濃度が高い場合)には、低温環境においてTBAHが析出し易い状態となるので、(B)成分の添加によってTBAHの析出温度が低くなることは好ましい。以下、(B)成分として添加される各成分について説明する。
[(B) Solubilizing component]
A solubilizing component is added to the developer of the present invention as the component (B). The component (B) is at least one component selected from the group consisting of (B1) a water-soluble organic solvent, (B2) a surfactant, and (B3) an inclusion compound. In other words, the component (B) is one or more components selected from the group consisting of (B1) a water-soluble organic solvent, (B2) a surfactant, and (B3) an inclusion compound. By adding the component (B) to the developer, the solubility of the component (A) increases, and the deposition temperature of the component (A) in the developer can be lowered. By lowering the deposition temperature of the component (A), the deposition of the component (A) in the developer is suppressed, and the stability of the developer is improved. In particular, when the developer is in a concentrated state (when the concentration of TBAH is high), TBAH is likely to precipitate in a low-temperature environment. Therefore, it is preferable that the TBAH precipitation temperature be lowered by the addition of component (B). . Hereinafter, each component added as the component (B) will be described.

[(B1)水溶性有機溶剤]
現像液に(B)成分として水溶性有機溶剤((B1)成分)が添加されることにより、現像液における(A)成分の溶解性を高くすることができ、現像液における(A)成分の析出を抑制することができる。このような効果は、特に、現像液が濃縮状態である場合に顕著となる。
[(B1) Water-soluble organic solvent]
By adding a water-soluble organic solvent (component (B1)) as the component (B) to the developer, the solubility of the component (A) in the developer can be increased, and the component (A) in the developer can be increased. Precipitation can be suppressed. Such an effect is particularly remarkable when the developer is in a concentrated state.

(B1)成分としては、フォトレジスト膜に与えるダメージの少ないものであれば特に限定されず、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール等の1価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2,4−ヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、1,7 −ヘプタンジオール、オクチレングリコール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール等の多価アルコール等のアルコール類;ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジ−n−ペンチルエーテル、ジ−sec−ブチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジ−sec−ペンチルエーテル、ジ−tert−アミルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類;等が例示される。これらの中でも、現像時のレジストパターンの溶解や膨潤を抑制しつつ、TBAHの溶解性を十分に向上するという観点からは、エチレングリコール、プロピレングリコール等の2価アルコール類、グリセリン等の3価アルコール類、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール等の1価アルコール類等のアルコール類が好ましく例示され、中でも、2価アルコール類、3価アルコール類がより好ましく例示される。上記(B1)成分は、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The component (B1) is not particularly limited as long as it causes little damage to the photoresist film. Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n -Monohydric alcohols such as amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, tert-amyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-hexane Diols, alcohols such as polyhydric alcohols such as 2,4-hexanediol, hexylene glycol, 1,7-heptanediol, octylene glycol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol; Ethers such as ether, diisobutyl ether, diisopentyl ether, di-n-butyl ether, di-n-pentyl ether, di-sec-butyl ether, diisopentyl ether, di-sec-pentyl ether, di-tert-amyl ether And glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether. Among these, from the viewpoint of sufficiently improving the solubility of TBAH while suppressing dissolution and swelling of the resist pattern during development, dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, and trihydric alcohols such as glycerin. And alcohols such as monohydric alcohols such as isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol and the like are preferred, and among them, dihydric alcohols and trihydric alcohols are more preferred. The component (B1) can be used alone or in combination of two or more.

現像液中における(B1)成分の含有量は、1〜10質量%であることが好ましい。(B1)成分の含有量が1質量%以上であることにより、現像液における(A)成分の析出が効果的に抑制される。この効果は、現像液が濃縮状態であるときに顕著である。また、(B1)成分の含有量が10質量%以下であることにより、(B1)成分によるレジストパターンに対する溶解や膨潤等といった影響を低減させることができる。現像液中における(B1)成分の含有量は、3〜10質量%であることがより好ましく、3〜7質量%であることがさらに好ましい。なお、上述の通り、ここでいう(B1)成分の含有量とは、実際に現像処理に使用される現像液における濃度を指すものであり、濃縮状態における現像液の濃度を指すものではない。   The content of the component (B1) in the developer is preferably 1 to 10% by mass. When the content of the component (B1) is 1% by mass or more, precipitation of the component (A) in the developer is effectively suppressed. This effect is remarkable when the developer is in a concentrated state. Moreover, when content of (B1) component is 10 mass% or less, influences, such as melt | dissolution with respect to the resist pattern by a (B1) component, swelling, etc. can be reduced. The content of the component (B1) in the developer is more preferably 3 to 10% by mass, and further preferably 3 to 7% by mass. As described above, the content of the component (B1) here refers to the concentration in the developer that is actually used in the developing treatment, and does not refer to the concentration of the developer in the concentrated state.

[(B2)界面活性剤]
現像液に(B)成分として界面活性剤((B2)成分)が添加されることにより、現像液における(A)成分の溶解性を高くすることができ、現像液における(A)成分の析出を抑制することができる。このような効果は、特に、現像液が濃縮状態である場合に顕著となる。また、現像液に(B2)成分が添加されると、現像液の濡れ性が向上し、現像残りやスカム等が抑制される効果が得られる。
[(B2) Surfactant]
By adding the surfactant (component (B2)) as the component (B) to the developer, the solubility of the component (A) in the developer can be increased, and the precipitation of the component (A) in the developer Can be suppressed. Such an effect is particularly remarkable when the developer is in a concentrated state. In addition, when the component (B2) is added to the developer, the wettability of the developer is improved, and the effect of suppressing development residue, scum, and the like is obtained.

(B2)成分としては、特に限定されるものではなく、従来公知の界面活性剤を用いることができる。具体的には、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、及び両性界面活性剤を用いることができる。   The component (B2) is not particularly limited, and a conventionally known surfactant can be used. Specifically, nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants can be used.

アニオン系界面活性剤としては特に限定されるものではなく、アニオン性基を有する従来公知の界面活性剤を用いることができる。そのようなアニオン系界面活性剤としては、例えば、アニオン性基として、カルボン酸基、スルホン酸基、又はリン酸基を有する界面活性剤を挙げることができる。   The anionic surfactant is not particularly limited, and a conventionally known surfactant having an anionic group can be used. Examples of such an anionic surfactant include a surfactant having a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group as an anionic group.

具体的には、炭素数8〜20のアルキル基を有する高級脂肪酸、高級アルキル硫酸エステル、高級アルキルスルホン酸、高級アルキルアリールスルホン酸、スルホン酸基を有するその他の界面活性剤、若しくは高級アルコールリン酸エステル、又はそれらの塩等を挙げることができる。ここで、上記アニオン系界面活性剤の有するアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状のいずれでもよく、分枝鎖中にフェニレン基又は酸素原子等が介在してもよいし、アルキル基が有する水素原子の一部が水酸基やカルボキシル基で置換されてもよい。   Specifically, higher fatty acids having an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, higher alkyl sulfates, higher alkyl sulfonic acids, higher alkyl aryl sulfonic acids, other surfactants having sulfonic acid groups, or higher alcohol phosphoric acids Examples thereof include esters or salts thereof. Here, the alkyl group possessed by the anionic surfactant may be either linear or branched, and a phenylene group or an oxygen atom may be interposed in the branched chain. Some of the hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group.

上記の高級脂肪酸の具体例としては、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等を挙げることができ、高級アルキル硫酸エステルの具体例としては、デシル硫酸エステル、ドデシル硫酸エステル等を挙げることができる。また、上記高級アルキルスルホン酸の例としては、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ステアリン酸スルホン酸等を挙げることができる。   Specific examples of the higher fatty acid include dodecanoic acid, tetradecanoic acid and stearic acid. Specific examples of the higher alkyl sulfate include decyl sulfate and dodecyl sulfate. Examples of the higher alkyl sulfonic acid include decane sulfonic acid, dodecane sulfonic acid, tetradecane sulfonic acid, pentadecane sulfonic acid, and stearic acid sulfonic acid.

また、高級アルキルアリールスルホン酸の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸、デシルナフタレンスルホン酸等を挙げることができる。   Specific examples of higher alkylaryl sulfonic acids include dodecylbenzene sulfonic acid and decylnaphthalene sulfonic acid.

さらに、スルホン酸基を有するその他の界面活性剤としては、例えば、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸等のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ジオクチルスルホサクシネート等のジアルキルスルホサクシネート等を挙げることができる。   Furthermore, examples of other surfactants having a sulfonic acid group include alkyl diphenyl ether disulfonic acids such as dodecyl diphenyl ether disulfonic acid, and dialkyl sulfosuccinates such as dioctyl sulfosuccinate.

高級アルコールリン酸エステルの例としては、例えば、パルミチルリン酸エステル、ヒマシ油アルキルリン酸エステル、ヤシ油アルキルリン酸エステル等を挙げることができる。   Examples of higher alcohol phosphates include palmityl phosphate, castor oil alkyl phosphate, coconut oil alkyl phosphate, and the like.

以上のアニオン性界面活性剤の中でも、スルホン酸基を有する界面活性剤を用いることが好ましく、具体的には、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、オレフィンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ジアルキルスルホサクシネート等が挙げられる。これらの中でも、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ジアルキルスルホサクシネートを用いることが好ましい。アルキルスルホン酸のアルキル基の平均炭素数は9〜21であることが好ましく、12〜18であることがより好ましい。また、アルキルベンゼンスルホン酸のアルキル基の平均炭素数は、6〜18であることが好ましく、9〜15であることがより好ましい。アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸のアルキル基の平均炭素数は、6〜18であることが好ましく、9〜15であることがより好ましい。さらに、ジアルキルスルホサクシネートのアルキル基の平均炭素数は、4〜12が好ましく、6〜10がより好ましい。   Among the above anionic surfactants, it is preferable to use a surfactant having a sulfonic acid group. Specifically, alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, olefinsulfonic acid, alkyldiphenylethersulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid. And dialkylsulfosuccinate. Among these, it is preferable to use alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, alkyldiphenyl ether disulfonic acid, and dialkylsulfosuccinate. The average carbon number of the alkyl group of the alkyl sulfonic acid is preferably 9 to 21, and more preferably 12 to 18. Moreover, it is preferable that it is 6-18, and, as for the average carbon number of the alkyl group of alkylbenzenesulfonic acid, it is more preferable that it is 9-15. The average carbon number of the alkyl group of the alkyldiphenyl ether disulfonic acid is preferably 6-18, and more preferably 9-15. Furthermore, 4-12 are preferable and, as for the average carbon number of the alkyl group of dialkyl sulfosuccinate, 6-10 are more preferable.

以上のアニオン性界面活性剤の中でも、平均炭素数15のアルキル基を有するアルキルスルホン酸、及び平均炭素数12のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸を用いることが好ましい。   Among the above anionic surfactants, it is preferable to use alkylsulfonic acid having an alkyl group having an average carbon number of 15 and alkylbenzenesulfonic acid having an alkyl group having an average carbon number of 12.

ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アセチレン系ノニオン界面活性剤等が例示される。ノニオン系界面活性剤としては水溶性を有するものが望ましい。HLB7〜17の範囲が良い。HLBが小さく水溶性が足りない場合は他の活性剤と混ぜる等して水溶性を持たせても良い。   Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers and acetylenic nonionic surfactants. As the nonionic surfactant, those having water solubility are desirable. The range of HLB7-17 is good. When HLB is small and water solubility is insufficient, it may be made water-soluble by mixing with other active agents.

なお、現像液には、(B2)成分として、各種界面活性剤を1種又は2種以上添加することができる。   In addition, 1 type, or 2 or more types of various surfactant can be added to a developing solution as (B2) component.

現像液中における(B2)成分の含有量は、0.01〜10質量%であることが好ましい。(B2)成分の含有量が0.01質量%以上であることにより、現像液における(A)成分の析出が効果的に抑制される。この効果は、現像液が濃縮状態であるときに顕著である。また、(B2)成分の含有量が10質量%以下であることにより、(B2)成分によるレジストパターンに対する溶解や膨潤等といった影響を低減させることができる。現像液中における(B2)成分の含有量は、0.02〜1質量%であることがより好ましく、0.03〜0.5質量%であることが最も好ましい。なお、上述の通り、ここでいう(B2)成分の含有量とは、実際に現像処理に使用される現像液における濃度を指すものであり、濃縮状態における現像液の濃度を指すものではない。   The content of the component (B2) in the developer is preferably 0.01 to 10% by mass. When the content of the component (B2) is 0.01% by mass or more, precipitation of the component (A) in the developer is effectively suppressed. This effect is remarkable when the developer is in a concentrated state. Moreover, when content of (B2) component is 10 mass% or less, influences, such as melt | dissolution with respect to the resist pattern by (B2) component, swelling, etc. can be reduced. The content of the component (B2) in the developer is more preferably 0.02 to 1% by mass, and most preferably 0.03 to 0.5% by mass. As described above, the content of the component (B2) here refers to the concentration in the developer that is actually used in the developing process, and does not refer to the concentration of the developer in the concentrated state.

[(B3)包接化合物]
現像液に(B)成分として包接化合物((B3)成分)が添加されることにより、現像液における(A)成分の溶解性を高くすることができ、現像液における(A)成分の析出を抑制することができる。このような効果は、特に、現像液が濃縮状態である場合に顕著となる。
[(B3) inclusion compound]
By adding an inclusion compound (component (B3)) as the component (B) to the developer, the solubility of the component (A) in the developer can be increased, and the precipitation of the component (A) in the developer Can be suppressed. Such an effect is particularly remarkable when the developer is in a concentrated state.

(B3)成分としては、特に限定されるものではなく、従来公知の水溶性の包接化合物を用いることができる。包接化合物となる化合物は、疎水性等の化合物を包接して水溶液に溶解させる。このため、(B3)成分は、従来現像液に使用されてきたTMAHよりも疎水性の高い(A)成分(TBAH)を包接し、(A)成分の現像液への溶解性を大きくする。このような作用により、(A)成分の析出が抑制される。   The component (B3) is not particularly limited, and a conventionally known water-soluble inclusion compound can be used. The compound to be an inclusion compound is dissolved in an aqueous solution by inclusion of a hydrophobic compound. For this reason, the component (B3) encloses the component (A) (TBAH) having higher hydrophobicity than TMAH conventionally used in the developer, and increases the solubility of the component (A) in the developer. By such an action, precipitation of the component (A) is suppressed.

このような包接化合物としては、環状オリゴ糖が例示され、それらの中でもシクロデキストリンが好ましく例示される。シクロデキストリンは、その構造が台形状(バケツ状)に歪んだ円筒形状をしており、この円筒形の内部にゲスト化合物((A)成分)を取り込んで包接化合物を形成する。シクロデキストリンとしては、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、及びδ−シクロデキストリンが挙げられる。これらのシクロデキストリンは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、包接化合物としてクラウンエーテルを使用してもよい。   As such an inclusion compound, a cyclic oligosaccharide is exemplified, and among them, cyclodextrin is preferably exemplified. Cyclodextrin has a cylindrical shape whose structure is distorted in a trapezoidal shape (bucket shape), and a guest compound (component (A)) is taken into this cylindrical shape to form an inclusion compound. Cyclodextrins include α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and δ-cyclodextrin. These cyclodextrins can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use crown ether as an inclusion compound.

[その他の成分]
本発明の現像液には、その他の成分として溶剤成分が添加されてもよい。本発明の現像液に使用される溶剤成分としては、水が挙げられる。金属塩等の不純物が現像液に含まれることにより、作製される半導体素子の歩留まりが低下することを防止するとの観点からは、溶剤成分として使用される水は、イオン交換水や蒸留水のように高度に精製された精製水であることが好ましい。
[Other ingredients]
A solvent component may be added to the developer of the present invention as another component. Water is mentioned as a solvent component used for the developing solution of this invention. From the viewpoint of preventing the yield of semiconductor devices to be produced from being reduced by including impurities such as metal salts in the developer, water used as a solvent component is like ion-exchanged water or distilled water. Highly purified water is preferable.

本発明の現像液において、ハロゲンの含有量は、10ppm以下であることが好ましく、1ppm以下であることがより好ましい。ハロゲンとしては、臭素及び塩素が例示される。ハロゲンの含有量が上記範囲であることにより、製造される半導体素子の歩留まりを向上させることができる。また、本発明の現像液において、金属イオンの含有量は、100ppb以下であることが好ましく、10ppb以下であることがより好ましい、金属イオンの含有量が上記範囲であることにより、製造される半導体素子の歩留まりを向上させることができる。さらに、本発明の現像液において、炭酸イオンの含有量は、1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。炭酸イオンの含有量が上記範囲であることにより、現像性を良好に維持することができる。   In the developer of the present invention, the halogen content is preferably 10 ppm or less, more preferably 1 ppm or less. Examples of halogen include bromine and chlorine. When the halogen content is in the above range, the yield of the manufactured semiconductor element can be improved. In the developer of the present invention, the metal ion content is preferably 100 ppb or less, more preferably 10 ppb or less, and the semiconductor produced when the metal ion content is in the above range. The device yield can be improved. Furthermore, in the developer of the present invention, the content of carbonate ions is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less. When the carbonate ion content is in the above range, the developability can be maintained satisfactorily.

[現像液の調製方法]
本発明の現像液は、上記の各成分を混合することにより調製される。上記の各成分を混合する方法は、特に限定されない。なお、本発明の現像液は、現像液として所定の濃度に調製された状態で輸送し、それをフォトリソグラフィ加工における現像工程で使用してもよいし、濃縮状態に調製されたものを輸送し、それをフォトリソグラフィ加工における現像工程において、精製水等の溶剤成分で希釈して使用してもよい。後者の場合、輸送時に、現像液が濃縮状態となるので、(A)成分の析出が生じ易い状態となる。そのため、本発明による(A)成分の析出防止効果がより発揮される。
[Method for preparing developer]
The developer of the present invention is prepared by mixing the above components. The method for mixing the above components is not particularly limited. The developer of the present invention may be transported in a state prepared as a developer at a predetermined concentration and used in a developing process in photolithography processing, or transported in a concentrated state. It may be used after being diluted with a solvent component such as purified water in the development step in photolithography. In the latter case, the developer is in a concentrated state at the time of transportation, so that the component (A) is likely to be precipitated. Therefore, the effect of preventing precipitation of the component (A) according to the present invention is more exhibited.

本発明のフォトリソグラフィ用現像液によれば、選択露光されたレジスト膜を現像する際に、レジストパターンが膨潤することを抑制できる。レジストパターンの膨潤による弊害は、半導体素子の作製を例にとると、ハーフピッチサイズが50nm未満である場合に、特に顕著に発現する。このため、本発明の現像液は、フォトリソグラフィ加工によって、ハーフピッチサイズが50nm未満である半導体素子を製造する際に好ましく使用される。より具体的には、本発明の現像液は、ハーフピッチサイズが49nm以下の半導体素子の製造用として好ましく使用される。   According to the developer for photolithography of the present invention, it is possible to suppress swelling of the resist pattern when developing the selectively exposed resist film. The adverse effects caused by the swelling of the resist pattern are particularly prominent when the half pitch size is less than 50 nm, for example, when a semiconductor element is manufactured. For this reason, the developer of the present invention is preferably used when a semiconductor element having a half pitch size of less than 50 nm is produced by photolithography. More specifically, the developer of the present invention is preferably used for producing a semiconductor element having a half pitch size of 49 nm or less.

上記本発明のフォトリソグラフィ用現像液を使用したレジストパターン形成方法も本発明の一つである。次に、本発明のフォトリソグラフィ用現像液を用いたレジストパターン形成方法について説明する。   The resist pattern forming method using the photolithography developer of the present invention is also one aspect of the present invention. Next, a resist pattern forming method using the photolithography developer of the present invention will be described.

本発明のフォトリソグラフィ用現像液を用いたレジストパターン形成方法は、上記本発明の現像液を使用して現像を行う点を除いて、公知のレジストパターン形成方法を特に限定されずに使用することができる。このような方法の一例としては、シリコンウェーハ等の基材の表面に、ネガ型又はポジ型のフォトレジスト組成物を塗布し、所定のパターンが形成されたフォトマスクを介して、光、電子線等の活性エネルギー線にて選択的露光を行ない、次いで現像処理を施す方法が挙げられる。   The resist pattern forming method using the developer for photolithography of the present invention is not particularly limited, except that the development using the developer of the present invention is used for development. Can do. As an example of such a method, a negative or positive photoresist composition is applied to the surface of a substrate such as a silicon wafer, and a light or electron beam is passed through a photomask in which a predetermined pattern is formed. There is a method in which selective exposure is performed with an active energy ray such as, followed by development processing.

シリコンウェーハ等の基材の表面にフォトレジスト組成物を塗布するにあたり、フォトレジスト組成物としては、公知のものを特に限定されずに使用することができる。このようなフォトレジスト組成物は、市販されており、容易に入手することができる。また、フォトレジスト組成物を基材の表面に塗布する際は、公知の塗布方法を特に限定されずに使用することができる。このような塗布方法としては、スピンコータを使用した方法が例示される。   In applying a photoresist composition to the surface of a substrate such as a silicon wafer, any known photoresist composition can be used without any particular limitation. Such a photoresist composition is commercially available and can be easily obtained. Moreover, when apply | coating a photoresist composition to the surface of a base material, a well-known coating method can be used without being specifically limited. An example of such a coating method is a method using a spin coater.

現像処理を施すには、選択的露光が施されたフォトレジスト組成物を上記本発明の現像液に曝露させればよい。このような処理の一例として、フォトレジスト組成物が塗布された基板ごと現像液に浸漬させる方法や、基板の表面に存在するフォトレジスト組成物に現像液を吹き付ける方法が挙げられる。このような処理により、選択的露光後のフォトレジスト組成物におけるアルカリ可溶成分が除去され、レジストパターンが形成される。   In order to perform the development treatment, the photoresist composition subjected to selective exposure may be exposed to the developer of the present invention. As an example of such treatment, there are a method of immersing the substrate coated with the photoresist composition in the developer, and a method of spraying the developer onto the photoresist composition present on the surface of the substrate. By such treatment, the alkali-soluble component in the photoresist composition after selective exposure is removed, and a resist pattern is formed.

本発明の現像液は、TMAHが使用されたこれまでの現像液に比べて、レジストパターンを膨潤させる作用が小さい。このため、本発明のレジストパターン形成方法によれば、ハーフピッチサイズが49nm以下の微細なパターンを形成させる場合であっても、パターン倒れ等といったレジストパターンの膨潤に伴う問題の発生を抑制することができる。   The developer of the present invention has a smaller effect of swelling the resist pattern than conventional developers using TMAH. Therefore, according to the resist pattern forming method of the present invention, even when a fine pattern with a half pitch size of 49 nm or less is formed, the occurrence of problems associated with resist pattern swelling such as pattern collapse is suppressed. Can do.

[フォトリソグラフィ用濃縮現像液]
上記のように、(B)成分を含むことにより、(A)成分であるTBAHの析出が抑制され、常温においても安定に輸送や貯蔵等をすることのできるフォトリソグラフィ用濃縮現像液を作製することができる。このような濃縮現像液、すなわち、(A)成分及び(B)成分を含み、当該(A)成分の濃度が10質量%以上であるフォトリソグラフィ用濃縮現像液もまた、本発明の一つである。フォトリソグラフィ用濃縮現像液における(A)成分の濃度は、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上等が例示される。このような濃縮現像液については、既に説明した通りであるので、ここでの説明を割愛する。
[Concentrated developer for photolithography]
As described above, by containing the component (B), precipitation of TBAH as the component (A) is suppressed, and a concentrated developer for photolithography that can be stably transported and stored even at room temperature is prepared. be able to. Such a concentrated developer, that is, a concentrated developer for photolithography containing the component (A) and the component (B) and having a concentration of the component (A) of 10% by mass or more is also one aspect of the present invention. is there. Examples of the concentration of the component (A) in the concentrated developer for photolithography include 10 mass% or more, 20 mass% or more, 30 mass% or more, 40 mass% or more. Since such a concentrated developer is as described above, description thereof is omitted here.

以下、本発明のフォトリソグラフィ用現像液について、実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the developer for photolithography of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

<水溶性有機溶剤の添加によるTBAHの析出防止効果>
[現像液の調製]
水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)及び水溶性有機溶剤としてイソプロパノール(IPA)を、それぞれ表1に示す濃度で精製水(イオン交換水)に溶解し、参考例1〜5の現像液を調製した。なお、表1に示す各数値は、質量%を示す。また、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)のみを、表1に示す濃度でイオン交換水に溶解し、比較例1の現像液を調製した。さらに、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)のみを表1に示す濃度でイオン交換水に溶解し、比較例2の現像液を調製した。なお、TBAHの6.79質量%水溶液とTMAHの2.38質量%水溶液とは、同じモル濃度である。また、通常、半導体素子の製造プロセスにおける現像液としては、TMAHの2.38質量%水溶液が使用され、これは、比較例2の現像液と同じものである。
<Prevention of precipitation of TBAH by addition of water-soluble organic solvent>
[Preparation of developer]
Tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) and isopropanol (IPA) as a water-soluble organic solvent were dissolved in purified water (ion-exchanged water) at concentrations shown in Table 1 to prepare developers of Reference Examples 1-5. In addition, each numerical value shown in Table 1 shows the mass%. Moreover, only the tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) was melt | dissolved in the ion exchange water with the density | concentration shown in Table 1, and the developing solution of the comparative example 1 was prepared. Further, only tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was dissolved in ion-exchanged water at the concentrations shown in Table 1 to prepare a developer of Comparative Example 2. The 6.79% by mass aqueous solution of TBAH and the 2.38% by mass aqueous solution of TMAH have the same molar concentration. In general, a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH is used as a developer in the semiconductor element manufacturing process, which is the same as the developer in Comparative Example 2.

また、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、及び水溶性有機溶剤として多価アルコールであるエチレングリコール(EG)、プロピレングリコール(PG)又はグリセリン(GC)を、それぞれ表2に示す濃度でイオン交換水に溶解し、実施例10の現像液を調製した。なお、表2に示す各数値は、質量%を示す。 In addition, tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) and polyhydric alcohols such as ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), or glycerin (GC) as water-soluble organic solvents at the concentrations shown in Table 2, respectively. The developer of Examples 1 to 10 was prepared. In addition, each numerical value shown in Table 2 shows the mass%.

[レジストパターンの膨潤評価]
膨潤の観察にはQCM(Quartz Crystal Microbalance)測定を用いて評価した。1インチのQuartz crystal 基板にARFレジスト TArF−TAI−6144 ME(東京応化工業株式会社製)をスピンコータで塗布し、100℃、1minでPABし、厚さ136nmのレジスト膜を作成した。上記基板をVUVES−4500(リソテックジャパン製)を用い、3mJ/cmで露光し、100℃、1minでPEBを行った。
PEBを行った基板をQCM測定器 RDA−Qz3(リソテックジャパン製)を用いて、各種現像液の膨潤量を評価した。
膨潤の程度はQCM測定で得られるインピーダンスの値が飽和するまでの時間で判断した。インピーダンスの値が飽和するまでの時間が長いほど、膨潤量が多く、短いほど膨潤量が少ない。
評価の基準は下記の通りであり、評価結果を表1及び表2に示す。
○ リファレンスであるTMAH 2.38%で現像したときの、インピーダンスが飽和するまでの時間の1/2以下の時間で飽和され、レジストの膨潤はTMAHより極めて小さい
△ リファレンスであるTMAH 2.38%で現像したときの、インピーダンスが飽和するまでの時間よりも短い時間で飽和され、レジストの膨潤はTMAHより小さい
× リファレンスであるTMAH 2.38%で現像したときの、インピーダンスが飽和するまでの時間よりも同じか長い時間で飽和され、レジストの膨潤はTMAHと同等か大きい
[Swelling evaluation of resist pattern]
The observation of swelling was evaluated using QCM (Quartz Crystal Microbalance) measurement. ARF resist TArF-TAI-6144 ME (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to a 1-inch Quartz crystal substrate with a spin coater, and PAB was performed at 100 ° C. for 1 min to form a 136 nm thick resist film. The substrate was exposed at 3 mJ / cm 2 using VUVES-4500 (manufactured by RISOTEC Japan) and subjected to PEB at 100 ° C. for 1 min.
The board | substrate which performed PEB was evaluated for the swelling amount of various developing solution using QCM measuring device RDA-Qz3 (made by Risotech Japan).
The degree of swelling was judged by the time until the impedance value obtained by QCM measurement was saturated. The longer the time until the impedance value is saturated, the greater the amount of swelling, and the shorter, the smaller the amount of swelling.
The evaluation criteria are as follows, and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
○ When developed with 2.38% of reference TMAH, the resist is saturated in less than half the time until impedance is saturated, and resist swelling is much smaller than TMAH. Δ TMAH 2.38% of reference. Saturated in a time shorter than the time until the impedance is saturated when developed with the resist, swelling of the resist is smaller than TMAH × time until the impedance is saturated when developed with 2.38% of TMAH which is a reference Saturated in the same or longer time than that, resist swelling is equal to or greater than TMAH

[析出評価]
TBAHの水溶液は、30質量%付近の濃度で最も析出が起こり易い。そこで、参考例1〜5、実施例1〜10、及び比較例1〜2の各現像液について、TBAH又はTMAHの濃度を30質量%になるように濃縮して濃縮現像液を調製し、その後徐々に冷却し、TBAH又はTMAHが析出する温度を測定した。すなわち、参考例1では、TBAH30質量%及びIPA4.4質量%の水溶液でTBAHの析出を評価したことになる。同様に、参考例2では、TBAH30質量%及びIPA13.3質量%、参考例3では、TBAH30質量%及びIPA22.1質量%、参考例4では、TBAH30質量%及びIPA30.9質量%、参考例5では、TBAH30質量%及びIPA44.2質量%、実施例では、TBAH30質量%及びEG13.3質量%、実施例では、TBAH30質量%及びEG22.1質量%、実施例では、TBAH30質量%及びPG13.3質量%、実施例では、TBAH30質量%及びPG22.1質量%、実施例では、TBAH30質量%及びPG30.9質量%、実施例では、TBAH30質量%及びPG44.2質量%、実施例では、TBAH30質量%及びGC13.3質量%、実施例では、TBAH30質量%及びGC22.1質量%、実施例では、TBAH30質量%及びGC30.9質量、実施例10では、TBAH30質量%及びGC44.2質量%、比較例1では、TBAH30質量%、比較例2では、TMAH30質量%で評価を行った。なお、比較例2では、TMAHの析出の有無について評価を行った。評価の基準は下記の通りであり、評価結果を表1及び表2に示す。なお、本評価における析出温度が低いほど、低い温度の水溶液(濃縮現像液)でも溶解状態を維持することが可能ということであり、析出が起こりにくいことを意味する。
AAA 析出温度が5℃未満である
AA 析出温度が5℃以上10℃未満である
A 析出温度が10℃以上15℃未満である
B 析出温度が15℃以上20℃未満である
C 析出温度が20℃以上23℃未満である
D 析出温度が23℃以上である
[Precipitation evaluation]
The aqueous solution of TBAH is most likely to precipitate at a concentration around 30% by mass. Therefore, for each of the developers of Reference Examples 1 to 5, Examples 1 to 10, and Comparative Examples 1 to 2, a concentrated developer is prepared by concentrating the TBAH or TMAH to a concentration of 30% by mass. The solution was gradually cooled and the temperature at which TBAH or TMAH was precipitated was measured. That is, in Reference Example 1, precipitation of TBAH was evaluated with an aqueous solution of 30% by mass of TBAH and 4.4% by mass of IPA. Similarly, in Reference Example 2, TBAH 30% by mass and IPA 13.3% by mass, in Reference Example 3, TBAH 30% by mass and IPA 22.1% by mass, in Reference Example 4, TBAH 30% by mass and IPA 30.9% by mass, Reference Example 5, TBAH 30% by mass and IPA 44.2% by mass, in Example 1 , TBAH 30% by mass and EG 13.3% by mass, in Example 2 , TBAH 30% by mass and EG 22.1% by mass, in Example 3 , TBAH 30 % by mass % And PG 13.3% by weight, in Example 4 , TBAH 30% by weight and PG 22.1% by weight, in Example 5 , TBAH 30% by weight and PG 30.9% by weight, in Example 6 , TBAH 30% by weight and PG 44.2%. wt%, in example 7, TBAH30 wt% and GC13.3 wt%, in example 8, TBAH30 wt%及GC22.1 mass%, in Example 9, TBAH30 wt% and GC30.9 mass, in Example 10, TBAH30 wt% and GC44.2 wt%, in Comparative Example 1, TBAH30 wt%, in Comparative Example 2, TMAH30 Evaluation was performed in mass%. In Comparative Example 2, the presence or absence of precipitation of TMAH was evaluated. The evaluation criteria are as follows, and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2. The lower the precipitation temperature in this evaluation, the lower the temperature of the aqueous solution (concentrated developer) can be maintained in the dissolved state, which means that precipitation is less likely to occur.
AAA The precipitation temperature is less than 5 ° C. AA The precipitation temperature is 5 ° C. or more and less than 10 ° C. A The precipitation temperature is 10 ° C. or more and less than 15 ° C. B The precipitation temperature is 15 ° C. or more and less than 20 ° C. C The precipitation temperature is 20 ℃ ≧ 23 ℃ D Precipitation temperature is ≧ 23 ℃

[各種濃縮現像液における析出性の評価]
上述の析出評価では、通常の半導体素子の製造プロセスで想定されるTBAHの濃度(6.79質量%)を有する現像液よりも濃縮された濃縮現像液(TBAHの濃度が30質量%)におけるTBAHの析出評価を行った。製品となる現像液は、輸送や貯蔵の際のコストを低減させるために、濃縮した状態で輸送や貯蔵等が行われるのが一般的であるので、上述の析出評価は、そのような輸送や貯蔵等の態様を想定したものとなっている。しかし、現実の使用における、現像液の輸送や貯蔵等に際しての現像液の濃縮の程度は様々である。そこで、実施例及び並びに比較例1の現像液のそれぞれについて濃縮の程度が異なる現像液を複数調製して、これらの濃縮現像液における析出評価を実施した。この評価では、製品となる現像液におけるTBAHの濃度を6.79質量%として、TBAHの濃度が10、20、30及び40質量%(実施例の現像液では、10、20及び30質量%)となる濃縮現像液をそれぞれ調製して、各濃縮現像液における析出性を評価した。その結果を表3及び4に示す。なお、表3及び4における「析出評価」欄の評価基準は、上述の[析出評価]におけるものと同様である。また、表3及び4において、析出評価を実施したのは「評価時濃度」欄に示した成分濃度を含む濃縮現像液であり、「製品時濃度」欄は濃縮されていない現像液(すなわち、濃縮現像液から作製される現像液)の成分濃度を参考として示すものである。
[Evaluation of precipitation in various concentrated developers]
In the above-described precipitation evaluation, TBAH in a concentrated developer (TBAH concentration is 30% by mass) that is more concentrated than a developer having a TBAH concentration (6.79% by mass) assumed in a normal semiconductor element manufacturing process. Was evaluated. Since the developer used as a product is generally transported and stored in a concentrated state in order to reduce the cost during transportation and storage, the above-described precipitation evaluation is performed using such transport and storage. It assumes storage and other aspects. However, the degree of concentration of the developer during transportation and storage of the developer in actual use varies. Therefore, a plurality of developers having different degrees of concentration were prepared for each of the developers of Examples 3 , 7 and 8 and Comparative Example 1, and precipitation evaluation was conducted in these concentrated developers. In this evaluation, the concentration of TBAH in the developer as a product is 6.79% by mass, and the concentration of TBAH is 10, 20, 30, and 40% by mass (10, 20, and 30% by mass in the developer of Example 8 ). ) To be prepared, and the precipitation in each concentrated developer was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4. The evaluation criteria in the “Precipitation Evaluation” column in Tables 3 and 4 are the same as those in the above [Precipitation Evaluation]. In Tables 3 and 4, the deposition evaluation was performed on a concentrated developer containing the component concentrations shown in the “Evaluation Concentration” column, and the “Product Concentration” column was an unconcentrated developer (that is, The component concentration of the developer prepared from the concentrated developer is shown as a reference.

Figure 0005613011
Figure 0005613011

Figure 0005613011
Figure 0005613011

Figure 0005613011
Figure 0005613011

Figure 0005613011
Figure 0005613011

表1及び表2に示すように、参考例1〜5及び実施例1〜10の現像液と比較例1の現像液とを比較すれば、現像液に水溶性有機溶剤を添加することにより、濃縮状態におけるTBAHの析出が抑制されることが理解される。また、参考例2〜4と参考例1及び5とを比較すると、現像液に添加される水溶性有機溶剤の濃度が3〜7質量%の範囲であることにより、現像液に添加された水溶性有機溶剤によるレジスト膜(レジストパターン)へのダメージも抑制されることが理解される。さらに、参考例1〜5の現像液と実施例10の現像液とを比較すると、現像液に添加される水溶性有機溶剤としてアルコールを使用する場合、特に、多価アルコールを使用することによって、レジスト膜の膨潤抑制効果とTBAHの析出抑制効果とのバランスが良好になることがわかる。そして、この傾向は、多価アルコールの中でも、2価のアルコールを使用した場合より3価のアルコールを使用した場合の方が顕著なことがわかる。なお、現像液にアルカリ性を付与するためにTBAHではなく、TMAHを使用した比較例2の現像液では、レジスト膜の膨潤が極めて大きい結果となった。 As shown in Table 1 and Table 2, if the developer of Reference Examples 1 to 5 and Examples 1 to 10 and the developer of Comparative Example 1 are compared, by adding a water-soluble organic solvent to the developer, It is understood that the precipitation of TBAH in the concentrated state is suppressed. Further, when Reference Examples 2 to 4 and Reference Examples 1 and 5 are compared, the concentration of the water-soluble organic solvent added to the developer is in the range of 3 to 7% by mass. It is understood that damage to the resist film (resist pattern) caused by the conductive organic solvent is also suppressed. Furthermore, when the developers of Reference Examples 1 to 5 and the developers of Examples 1 to 10 are compared, when alcohol is used as the water-soluble organic solvent added to the developer, a polyhydric alcohol should be used. This shows that the balance between the resist film swelling suppression effect and the TBAH precipitation inhibition effect is improved. And it turns out that this tendency is more remarkable in the case of using trivalent alcohol than in the case of using divalent alcohol among polyhydric alcohols. In addition, in the developer of Comparative Example 2 using TMAH instead of TBAH for imparting alkalinity to the developer, the result was that the swelling of the resist film was extremely large.

また、表3に示すように、濃縮現像液における濃縮の程度が高くなってTBAHの濃度が大きくなると、濃縮現像液に含まれるTBAHが析出しやすくなる傾向が見られるが、濃縮現像液にPG(プロピレングリコール)やGC(グリセリン)を添加することにより、TBAHの濃度が40質量%程度である濃縮現像液においても、実用上の問題のない程度まで析出抑制効果を得ることができた。そして、この析出抑制効果は、PGよりもGCにおいて特に顕著であることがわかった。これに対して、表4に示すように、PGやGCといった水溶性有機溶剤が含まれない濃縮現像液では、濃縮現像液における濃縮の程度が高くなってTBAHの濃度が高くなるにつれて、TBAHが著しく析出しやすくなり、TBAHの濃度が30質量%以上である濃縮現像液では析出温度が23℃以上となった。このことから、PGやGCといった水溶性有機溶剤が含まれない濃縮現像液では、常温における輸送や貯蔵等が難しく、輸送の際に加温等の適切な処置が必要であることがわかる。
以上のことから、本発明が、TBAHを含む現像液における析出の抑制に有効であり、特に、TBAHの濃度が10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、及び40質量%以上になるような濃縮現像液における析出の抑制に有効であることがわかった。
Further, as shown in Table 3, when the concentration level in the concentrated developer increases and the concentration of TBAH increases, TBAH contained in the concentrated developer tends to precipitate. By adding (propylene glycol) or GC (glycerin), even in a concentrated developer having a TBAH concentration of about 40% by mass, it was possible to obtain a precipitation suppressing effect to the extent that there was no practical problem. And it turned out that this precipitation inhibitory effect is especially remarkable in GC rather than PG. On the other hand, as shown in Table 4, in the concentrated developer containing no water-soluble organic solvent such as PG or GC, as the degree of concentration in the concentrated developer increases and the concentration of TBAH increases, the TBAH increases. The concentrated developer having a TBAH concentration of 30% by mass or more had a deposition temperature of 23 ° C. or higher. From this, it can be seen that a concentrated developer containing no water-soluble organic solvent such as PG or GC is difficult to transport and store at room temperature, and appropriate measures such as heating are required during transportation.
From the above, the present invention is effective in suppressing precipitation in a developer containing TBAH. In particular, the concentration of TBAH is 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, and 40% by mass or more. It was found to be effective in suppressing precipitation in such a concentrated developer.

Claims (5)

(A)水酸化テトラブチルアンモニウムと、(B1)水溶性有機溶剤と、水とを含み、
前記(A)成分の濃度が20〜50質量%であり、
前記(B1)成分が多価アルコールであるフォトリソグラフィ用濃縮現像液。
(A) tetrabutylammonium hydroxide, (B1) a water-soluble organic solvent, and water,
The concentration of the component (A) is 20 to 50% by mass,
A concentrated developer for photolithography , wherein the component (B1) is a polyhydric alcohol .
現像液として使用する際に、前記(A)成分の濃度が1〜10質量%となるように溶剤を加えて希釈する請求項1記載のフォトリソグラフィ用濃縮現像液。The concentrated developer for photolithography according to claim 1, wherein when used as a developer, the solvent is diluted by adding a solvent so that the concentration of the component (A) is 1 to 10% by mass. 前記(A)成分の濃度が1〜10質量%となるように溶剤を加えて希釈したときの前記(B1)成分の濃度が1〜10質量%である請求項2記載のフォトリソグラフィ用濃縮現像液。The concentration development for photolithography according to claim 2, wherein the concentration of the component (B1) when diluted by adding a solvent so that the concentration of the component (A) is 1 to 10% by mass is 1 to 10% by mass. liquid. 前記多価アルコールがエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンからなる群より選択される少なくとも1つである請求項1から3のいずれか1項記載のフォトリソグラフィ用濃縮現像液。 The concentrated developer for photolithography according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyhydric alcohol is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. ハーフピッチサイズが49nm以下である半導体素子の製造用として使用される請求項1からのいずれか1項記載のフォトリソグラフィ用濃縮現像液。 For photolithography developer concentrate according to any one of claims 1 to 4, which is used for half-pitch size is the manufacture of semi-conductor elements Ru der below 49 nm.
JP2010240037A 2009-12-25 2010-10-26 Concentrated developer for photolithography Active JP5613011B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010240037A JP5613011B2 (en) 2009-12-25 2010-10-26 Concentrated developer for photolithography
US12/970,803 US20110159447A1 (en) 2009-12-25 2010-12-16 Developing solution for photolithography, method for forming resist pattern, and method and apparatus for producing developing solution for photolithography
KR1020100130417A KR101763940B1 (en) 2009-12-25 2010-12-20 Developing solution for photolithography, method for forming resist pattern, and method and apparatus for producing developing solution for photolithography
TW104125270A TWI620998B (en) 2009-12-25 2010-12-21 Manufacturing method and manufacturing device for developing solution for lithography
TW099145002A TWI514092B (en) 2009-12-25 2010-12-21 Microscope with related developer
US14/626,383 US9291905B2 (en) 2009-12-25 2015-02-19 Developing solution for photolithography, method for forming resist pattern, and method and apparatus for producing developing solution for photolithography

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009296435 2009-12-25
JP2009296435 2009-12-25
JP2010031397 2010-02-16
JP2010031397 2010-02-16
JP2010240037A JP5613011B2 (en) 2009-12-25 2010-10-26 Concentrated developer for photolithography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011191734A JP2011191734A (en) 2011-09-29
JP5613011B2 true JP5613011B2 (en) 2014-10-22

Family

ID=44796672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010240037A Active JP5613011B2 (en) 2009-12-25 2010-10-26 Concentrated developer for photolithography

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5613011B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5501754B2 (en) * 2009-12-25 2014-05-28 東京応化工業株式会社 Method and apparatus for producing developer for photolithography
KR101950037B1 (en) * 2012-07-06 2019-02-19 동우 화인켐 주식회사 Developers compositions for Radiation Sensitive Compositions
JP2015028576A (en) * 2013-07-01 2015-02-12 富士フイルム株式会社 Pattern forming method
KR102152665B1 (en) * 2016-03-31 2020-09-07 후지필름 가부시키가이샤 Processing liquid for semiconductor manufacturing, and pattern formation method
JPWO2022039212A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-24

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3429592B2 (en) * 1995-02-10 2003-07-22 富士通株式会社 Method of forming resist pattern
JPH11218932A (en) * 1997-10-31 1999-08-10 Nippon Zeon Co Ltd Developer for polimido type photosensitive resin composition
JP4237950B2 (en) * 2001-03-21 2009-03-11 三菱製紙株式会社 Developer for negative photosensitive lithographic printing plate
WO2005022267A1 (en) * 2003-09-01 2005-03-10 Think Laboratory Co., Ltd. Developer for positive photosensitive composition
TW200903192A (en) * 2007-01-17 2009-01-16 Sony Corp Developing solution and method for production of finely patterned material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011191734A (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI596207B (en) Rinse liquid for lithography and method for forming resist pattern using same
JP5613011B2 (en) Concentrated developer for photolithography
TWI717526B (en) A rinse composition, a method for forming resist patterns and a method for making semiconductor devices
TWI514092B (en) Microscope with related developer
TWI619808B (en) Rinse solution for lithography and pattern formation method employing the same
JP5442008B2 (en) Resist pattern forming method and developer
JP5052410B2 (en) Photoresist developer
JP6175547B2 (en) Cleaning liquid composition for photolithography and method for forming photoresist pattern using the same
DE102015116964B4 (en) Process for lithographic structuring
TWI732072B (en) A rinse composition, a method for forming resist patterns and a method for making semiconductor devices
JP5563051B2 (en) Upper layer film forming composition and resist pattern forming method using the same
JP2010256849A (en) Cleaning liquid for lithography and method for forming resist pattern using the same
KR101910157B1 (en) The process liquid composiition for treating organic/inorganic hybrid photoresist
JP5036996B2 (en) Cleaning liquid and cleaning method
JP2011145561A (en) Developing solution for photolithography
JP2011137890A (en) Method and apparatus for producing developing solution for photolithography
JP2011145557A (en) Developing solution for photolithography
TWI795433B (en) Stripping composition for removing dry film resist and stripping method using the same
KR102487250B1 (en) Cleaning solution composition for semiconductor wafer
KR102593066B1 (en) Resist pattern forming method and developer for lithography
KR100512544B1 (en) Method for developing, method for forming pattern, and method for fabricating photomask or semiconductor device using the same
WO2014123318A1 (en) Thinner composition and use thereof
WO2007099925A1 (en) Photographic developer composition for photosensitive organic film
WO2024106167A1 (en) Transition metal cluster compound, photosensitive composition, and pattern formation method
TW202319530A (en) Electronic device manufacturing aqueous solution, method for manufacturing resist pattern and method for manufacturing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140422

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140905

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5613011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150