TW201807511A - 半導體製造用處理液及圖案形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的在於提供一種可減少含有金屬原子的顆粒的產生且可形成良好的圖案的半導體製造用處理液及圖案形成方法。本發明的實施形態的半導體製造用處理液包含通式(N)所表示的四級銨化合物;選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、及螯合劑所組成的群組中的至少一種添加劑;以及水。所述半導體製造用處理液包含選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子,且相對於前期添加劑的總質量與所述金屬原子的總質量的合計,所述金屬原子的總質量為1質量ppt~1質量ppm。

Description

半導體製造用處理液及圖案形成方法
本發明是有關於一種半導體製造用處理液及圖案形成方法。 更詳細而言,本發明是有關於一種積體電路(Integrated Circuit,IC)等的半導體製造步驟、液晶及熱能頭(thermal head)等的電路基板的製造、進而其他感光蝕刻加工(photofabrication)的微影步驟等中所使用的處理液及圖案形成方法。
先前,於積體電路(Integrated Circuit,IC)或大型積體電路(Large Scale Integrated circuit,LSI)等的半導體器件的製造製程中,藉由使用光阻劑組成物(感光化射線或感放射線性樹脂組成物)的微影進行微細加工。近年來,伴隨著積體電路的高積體化,逐步要求形成次微米(submicron)區域或四分之一微米(quarter micron)區域的超微細圖案。伴隨於此,發現曝光波長亦有如下傾向:自g射線變為i射線進而變為KrF準分子雷射光的短波長化傾向。而且,曝光光源的短波長化及投影透鏡的高數值孔徑(高NA(numerical aperture))化進展,目前正開發以具有193 nm的波長的ArF準分子雷射為光源的曝光機。另外,亦正進行除了準分子雷射光以外,使用電子束或X射線、或者EUV光(Extreme Ultra Violet,極紫外線)的微影的開發。
於此種微影中,藉由如下步驟形成圖案。即,使用光阻劑組成物(亦稱為「感光化射線或感放射線性樹脂組成物」、或「化學增幅型抗蝕劑組成物」)形成膜後,對所獲得的膜所獲得的膜進行曝光並藉由顯影液進行顯影。進而,亦可藉由淋洗液對顯影後的膜進行清洗(淋洗)。
例如,於日本專利第5055453號公報中揭示有使用鹼性顯影液作為顯影液、及使用純水作為淋洗液。
[發明所欲解決之課題] 近年來,於接觸孔或溝槽圖案的形成中,進一步的微細化(例如,30 nm節點以下)的需求急劇提高。
然而,於所述般的使用光阻劑組成物(感光化射線或感放射線性樹脂組成物)的圖案形成方法中,於顯影步驟及淋洗步驟等步驟中有時會產生顆粒。於此種顆粒中存在含有金屬原子者。於形成近年來要求的微細圖案的情況下,含有此種金屬原子的顆粒的存在容易對良好的圖案的形成造成大的影響。
本發明是鑒於所述而成者,其目的在於提供一種可減少含有金屬原子的顆粒的產生且可形成良好的圖案的半導體製造用處理液及圖案形成方法。
[解決課題之手段] 本發明例如如下所述。 [1] 一種半導體製造用處理液,其包含:下述通式(N)所表示的四級銨化合物;選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、及螯合劑所組成的群組中的至少一種添加劑;以及水,半導體製造用處理液包含選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子,且相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計,金屬原子的總質量為1質量ppt~1質量ppm;
[化1]
通式(N)中,RN1 ~RN4 分別獨立地表示烷基、苯基、苄基或環己基,該些基可具有取代基。
[2] 如[1]所述的半導體製造用處理液,其中相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計,金屬原子的總質量為1質量ppb~1質量ppm。
[3] 如[1]或[2]所述的半導體製造用處理液,其中相對於所述添加劑的總質量與粒子性金屬的總質量的合計,所述金屬原子的藉由單顆粒-感應耦合電漿-質譜(Single Particle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,SP-ICP-MS)法測定的所述粒子性金屬的總質量為0.1質量ppt~0.1質量ppm。
[4] 如[1]至[3]中任一項所述的半導體製造用處理液,其中相對於所述添加劑的總質量與粒子性金屬的總質量的合計,所述金屬原子的藉由SP-ICP-MS法測定的所述粒子性金屬的總質量為0.1質量ppt~1質量ppb。
[5] 如[1]至[4]中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於半導體製造用處理液而包含25質量%以下的所述四級銨化合物且包含1質量%以下的添加劑。
[6] 如[1]至[5]中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於半導體製造用處理液而分別包含1質量ppq~1000質量ppt的選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子。
[7] 如[1]至[6]中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於半導體製造用處理液而分別包含1質量ppq~1000質量ppt的選自由Na、K、及Ca所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子。
[8] 如[1]至[7]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,進而相對於半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的過氧化物。
[9] 如[1]至[8]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,進而相對於半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的酯化合物。
[10] 如[1]至[9]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,進而相對於半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的胺化合物。
[11] 如[1]至[10]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,且非離子界面活性劑的親水-親油平衡(Hydrophile-Lipophile Balance,HLB)為8以上。
[12] 如[1]至[11]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,且至少包含下述通式(A1)所表示的化合物作為非離子界面活性劑;
[化2]
通式(A1)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; La1 及La2 分別獨立地表示單鍵或二價連結基。
[13] 如[1]至[12]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含陰離子界面活性劑作為添加劑,進而相對於半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的無機鹽。
[14] 如[1]至[13]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含陽離子界面活性劑作為添加劑,進而相對於半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的無機鹽。
[15] 如[1]至[14]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含下述通式(K1)或通式(K2)所表示的螯合劑作為添加劑,且螯合劑的一部分與選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子形成螯合錯合物,相對於半導體製造用處理液,螯合錯合物的含有率為1質量ppq~1000質量ppt;
[化3]
通式(K1)中, RK1 及RK2 分別獨立地表示單鍵或伸烷基; RK3 表示二價有機基; X1 表示CH基或氮原子; YK1 及YK2 分別獨立地表示金屬吸附性基; A1 表示氫原子或親水性基;
通式(K2)中, RK4 、RK5 、RK6 及RK7 分別獨立地表示單鍵或伸烷基; RK8 表示三價有機基; X2 及X3 分別獨立地表示CH基或氮原子; YK3 、YK4 、YK5 及YK6 分別獨立地表示金屬吸附性基; A2 表示氫原子或親水性基。
[16] 如[1]至[7]中任一項所述的半導體製造用處理液,其包含兩種以上的添加劑。
[17] 如[1]至[5]及[16]中任一項所述的半導體製造用處理液,其包含兩種以上的非離子界面活性劑作為添加劑。
[18] 如[17]所述的半導體製造用處理液,其包含HLB為12以上的非離子界面活性劑的至少一種、及HLB為10以下的非離子界面活性劑的至少一種作為兩種以上的非離子界面活性劑。
[19] 如[18]所述的半導體製造用處理液,其中相對於HLB為10以下的非離子界面活性劑的總質量,HLB為12以上的非離子界面活性劑的總質量為0.5~4。
[20] 如[1]至[11]及[16]至[19]中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含非離子界面活性劑作為添加劑,且至少包含下述通式(A1)所表示的化合物作為非離子界面活性劑;
[化4]
通式(A1)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; La1 及La 2 分別獨立地表示單鍵或二價連結基。
[21] 如[20]所述的半導體製造用處理液,其包含至少兩種所述非離子界面活性劑作為添加劑,且至少兩種非離子界面活性劑為通式(A1)所表示的化合物。
[22] 如[20]或[21]所述的半導體製造用處理液,其中通式(A1)所表示的化合物為下述通式(A2)所表示的化合物;
[化5]
通式(A2)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; m及n分別獨立地表示0.5~80的正數,滿足m+n≧1。
[23] 一種圖案形成方法,其包括:使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、或著色硬化性樹脂組成物形成膜;對膜進行曝光;以及使用如[1]至[22]中任一項所述的半導體製造用處理液對經曝光的膜進行處理。
[24] 如[23]所述的圖案形成方法,其中處理為進行顯影。
[25] 如[23]所述的圖案形成方法,其中處理為進行顯影及進行淋洗。
[26] 如[23]至[25]中任一項所述的圖案形成方法,其進而包括使用包含有機溶劑的淋洗液、或水進行清洗。
[27] 如[26]所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的淋洗液中的有機溶劑為選自由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑。
[28] 如[26]或[27]所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的淋洗液為至少含有醇系溶劑作為有機溶劑的淋洗液。
[29] 如[26]至[28]中任一項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的淋洗液為含有碳數6~8的直鏈狀、分支狀或環狀的一元醇作為有機溶劑的淋洗液。
[30] 如[26]至[29]中任一項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的淋洗液的含水率為30質量%以下。
[發明的效果] 根據本發明可提供一種可減少含有金屬原子的顆粒的產生的半導體製造用處理液及圖案形成方法。
以下,對本發明的較佳態樣進行詳細說明。 於本說明書中的基及原子團的表述中,於未明示經取代或未經取代的情況下,設為包含不具有取代基的基及原子團與具有取代基的基及原子團的表述。例如,未明示經取代或未經取代的「烷基」,設為不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),而且亦包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。
另外,於本發明中,所謂「光化射線」或「放射線」,例如是指水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束、離子束等粒子束等。另外,於本發明中,所謂「光」是指光化射線或放射線。
另外,所謂本說明書中的「曝光」,只要無特別說明,則不僅是指利用水銀燈、以準分子雷射為代表的遠紫外線、X射線、極紫外線(EUV光)等的曝光,而且亦包含利用電子束、離子束等粒子束的描繪。
於本說明書中,所謂「(甲基)丙烯酸酯」,是指「丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的至少一種」。另外,所謂「(甲基)丙烯酸」,是指「丙烯酸及甲基丙烯酸的至少一種」。
於本說明書中,使用「~」所表示的數值範圍是指包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
<半導體製造用處理液> 首先,對本發明的半導體製造用處理液進行說明。該半導體製造用處理液可於顯影步驟中作為顯影液來使用,另外,亦可於淋洗步驟中作為淋洗液來使用。於顯影步驟及淋洗液步驟兩步驟中,較佳為使用本發明的半導體製造用處理液進行顯影處理及淋洗處理。
本發明的半導體製造用處理液包含:通式(N)所表示的四級銨化合物;選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、及螯合劑所組成的群組中的至少一種添加劑(以下,亦簡稱為「添加劑」);以及水,該半導體製造用處理液包含選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子(以下,亦簡稱為「金屬原子」),且相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計,該金屬原子的總質量為1質量ppt(parts per trillion)~1質量ppm(parts per million)。
本發明者等人發現,藉由對相對於半導體製造用處理液中所含的添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計的、金屬原子的總質量的比率(以下,亦稱為「金屬原子的比率T1 」)進行控制,尤其是於使用半導體製造用處理液作為顯影液的情況下,可減少含有金屬原子的顆粒的產生。該理由的詳細情況雖然仍未明確,但如以下般進行推測。
認為於相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計而半導體製造用處理液中所含的金屬原子的總質量多於1質量ppm的情況下,添加劑以該金屬原子為基礎而凝聚。如此凝聚的添加劑成為含有金屬原子的顆粒。因此推測,藉由控制相對於半導體製造用處理液中所含的添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計的、金屬原子的含有率,可減少含有金屬原子的顆粒的產生。
另外,為了相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計而將半導體製造用處理液中的金屬原子的總質量設為小於1質量ppt,會對過濾處理、離子交換處理、及蒸餾處理等精製步驟施加大的負荷。其原因在於:為了小於所述數值而必需增加過濾等的處理次數、及將各處理組合等而進行大量精製步驟中的處理。如本發明般,相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計,若半導體製造用處理液中的金屬原子的總質量為1質量ppt以上,則推斷金屬原子的大部分成為金屬氧化物的水合物縮合而成的氫氧化金屬膠體而分散,為幾乎不存在離子狀態的金屬原子的狀態。因此,推測藉由相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計而將半導體製造用處理液中的金屬原子的總質量設為1質量ppt以上,從而幾乎不包含難以去除的易溶性的金屬離子,其結果對器件的缺陷等影響難以顯現。
另外,於本發明的一形態中,相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計,金屬原子的粒子性金屬的總質量較佳為0.1質量ppt(parts per trillion)~0.1質量ppm(parts per million)。
此處,所謂「金屬原子的粒子性金屬」是指溶液中存在的金屬原子中的於溶液中並不溶解而以固體的形式存在的金屬成分。根據最近開發的SP-ICP-MS(Single Particle Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)法,可自溶液中存在的所有金屬原子中選擇性地對粒子性金屬(非離子性金屬)進行測定。該利用SP-ICP-MS法的粒子性金屬的測定具體而言為如下方法:對藉由感應耦合電漿-質譜(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)法檢測出的信號的各經過時間的強度進行計測,並將超過固定強度的信號峰值識別為源自粒子性金屬。於本說明書中,總金屬原子量是藉由ICP-MS法計測,粒子性金屬量(非離子性金屬量)是藉由SP-ICP-MS法計測,離子性金屬量是藉由總金屬原子量與粒子性金屬量的差求出。
迄今為止,關於半導體製造用處理液等中所含的金屬原子的量,通常是藉由ICP-MS法等來進行分析。藉由ICP-MS法等現有方法無法識別源自金屬原子的離子性金屬與粒子性金屬(非離子性金屬),因此作為金屬原子的總質量、即離子性金屬與粒子性金屬(非離子性金屬)的合計質量而加以定量。
本發明者等人藉由對相對於半導體製造用處理液中所含的添加劑的總質量、與可藉由SP-ICP-MS法定量的粒子性金屬的總質量的合計的、粒子性金屬的總質量的比率(以下,亦稱為「粒子性金屬的比率T2 」)進行控制而發現以下。即,發現尤其是於使用半導體製造用處理液作為顯影液的情況下,可進一步減少含有金屬原子的顆粒的產生。該理由的詳細情況雖然仍未明確,但如以下般進行推測。
認為於相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計而半導體製造用處理液中所含的金屬原子的粒子性金屬的總質量多於0.1質量ppm的情況下,該金屬粒子其本身於半導體基板上凝聚。如此凝聚的金屬粒子於半導體基板上成為顆粒。因此推測,藉由控制相對於半導體製造用處理液中所含的添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計的、金屬原子的粒子性金屬的含有率,可進一步減少含有金屬原子的顆粒的產生。
另外,為了相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計而將半導體製造用處理液中的金屬原子的粒子性金屬的總質量設為小於0.1質量ppt,會對過濾處理、離子交換處理、及蒸餾處理等精製步驟施加大的負荷。其原因在於:為了小於所述數值而必需增加過濾等的處理次數、及將各處理組合等而進行大量精製步驟中的處理。相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計,若半導體製造用處理液中的金屬原子的粒子性金屬的總質量為0.1質量ppt以上,則推斷金屬原子的大部分成為金屬氧化物的水合物縮合而成的氫氧化金屬膠體而分散,為幾乎不存在成為缺陷的原因的粒子狀態的金屬原子、及離子狀態的金屬原子的狀態。因此,推測藉由相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計而將半導體製造用處理液中的金屬原子的粒子性金屬的總質量設為0.1質量ppt以上,從而幾乎不包含難以去除的易溶性的金屬離子,其結果對器件的缺陷等影響難以顯現。
本發明中,亦將此種含有金屬原子的顆粒的產生稱為「缺陷」。 以下,對各構成成分進行詳細說明。
〔1〕四級銨化合物 本發明的半導體製造用處理液包含下述通式(N)所表示的四級銨化合物。
[化6]
通式(N)中,RN1 ~RN4 分別獨立地表示烷基、苯基、苄基或環己基,該些基可具有取代基。
RN1 ~RN4 的烷基較佳為碳數1~8,更佳為碳數1~4。 RN1 ~RN4 的烷基、苯基、苄基或環己基可具有的取代基例如可列舉羥基。
四級銨化合物例如可列舉:氫氧化四甲基銨(TMAH:Tetramethylammonium hydroxide)、氫氧化四乙基銨(TEAH:Tetraethylammonium hydroxide)、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨(TBAH:Tetrabutylammonium hydroxide)、氫氧化四戊基銨、氫氧化四己基銨、氫氧化四辛基銨、氫氧化乙基三甲基銨、氫氧化丁基三甲基銨、氫氧化甲基三戊基銨、氫氧化二丁基二戊基銨、氫氧化三乙基苯基銨、氫氧化三甲基苄基銨、氫氧化三乙基苄基銨、氫氧化三苄基甲基銨、氫氧化四苄基銨、氫氧化三甲基環己基銨、氫氧化三丁基環己基銨、氫氧化單羥基乙基三甲基銨、氫氧化二羥基乙基二甲基銨(氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨)、氫氧化三羥基乙基單甲基銨、氫氧化單羥基乙基三乙基銨、氫氧化二羥基乙基二乙基銨、氫氧化三羥基乙基單乙基銨、氫氧化單羥基丙基三甲基銨、氫氧化二羥基丙基二甲基銨、氫氧化三羥基丙基單甲基銨、氫氧化單羥基丙基三乙基銨、氫氧化二羥基丙基二乙基銨、氫氧化三羥基丙基單乙基銨等。
較佳的四級銨化合物為氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨。四級銨化合物並無特別限定,尤佳為氫氧化四甲基銨或氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨。
相對於半導體製造用處理液,四級銨化合物較佳為包含25質量%以下,更佳為包含20質量%以下。另外,相對於半導體製造用處理液,四級銨化合物較佳為包含1質量%以上,更佳為包含2質量%以上。
四級銨化合物亦可包含兩種以上。
另外,四級銨化合物可藉由公知的方法進行精製。例如,除了國際公開第WO12/043496號手冊中所記載的使用碳化矽的吸附精製以外,亦可藉由重複進行過濾器過濾來進行精製。
〔2〕添加劑 本發明的半導體製造用處理液包含選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、及螯合劑所組成的群組中的至少一種添加劑。其中,該添加劑中並不包含所述四級銨化合物。
添加劑較佳為陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、及陽離子界面活性劑,更佳為非離子界面活性劑。
本發明的半導體製造用處理液藉由含有選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑及陽離子界面活性劑所組成的群組中的至少一種界面活性劑作為添加劑,從而對於抗蝕劑膜的潤濕性提高,並更有效地進行顯影及/或淋洗。
添加劑可組合包含兩種以上。添加劑的兩種以上的組合較佳為選自陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、及陽離子界面活性劑中的至少一種、與螯合劑的組合,更佳為非離子界面活性劑與螯合劑的組合。
另外,添加劑較佳為包含兩種以上的非離子界面活性劑。
相對於半導體製造用處理液,添加劑較佳為包含1質量%以下,更佳為包含0.75質量%以下。另外,相對於半導體製造用處理液,添加劑較佳為0.5質量%以上,更佳為0.2質量%以上。
添加劑較佳為使用源自後述的無機鹽的硫酸根離子、氯化物粒子、或硝酸根離子等無機離子、及本發明的半導體製造用處理液所含的特定的金屬原子的含量經減少的級別的添加劑,或進而進行精製來使用。 以下,對各添加劑進行詳細說明。
〔2-1〕陰離子界面活性劑 陰離子界面活性劑例如可列舉:烷基硫酸酯、烷基磺酸、烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚磺酸、聚氧乙烯烷基醚羧酸、聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚丙酸、聚氧乙烯烷基醚硫酸、聚氧乙烯芳基醚乙酸、聚氧乙烯芳基醚丙酸、聚氧乙烯芳基醚硫酸、及該些的鹽等。
陰離子界面活性劑並無特別限定,較佳為烷基硫酸酯、聚氧乙烯芳基醚硫酸、聚氧乙烯烷基醚硫酸,更佳為聚氧乙烯芳基醚硫酸。
作為所述陰離子界面活性劑的硫酸化物例如可藉由如下方式獲得:將生成的脂肪族系醇環氧烷加成物直接硫酸化,並使用氫氧化鈉等鹼進行中和。作為硫酸化的方法例如可列舉使用硫酸的方法等。該情況下,反應溫度通常為50℃~150℃,較佳為60℃~130℃。反應形態可為連續反應及批次式反應兩者。
相對於半導體製造用處理液,陰離子界面活性劑較佳為包含100000質量ppm(parts per million)以下,更佳為包含50000質量ppm以下。另外,相對於半導體製造用處理液,陰離子界面活性劑較佳為包含50質量ppm以上,更佳為包含100質量ppm以上。
〔2-2〕非離子界面活性劑 非離子性界面活性劑例如可列舉:聚環氧烷烷基苯基醚系界面活性劑、聚環氧烷烷基醚系界面活性劑、包含聚環氧乙烷與聚環氧丙烷的嵌段聚合物系界面活性劑、聚氧伸烷基二苯乙烯化苯基醚系界面活性劑、聚伸烷基三苄基苯基醚系界面活性劑、及乙炔聚環氧烷系界面活性劑等。
非離子性界面活性劑較佳為下述通式(A1)所表示的化合物。
[化7]
通式(A1)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基。 La1 及La 2 分別獨立地表示單鍵或二價連結基。
以下對通式(A1)進行說明。 Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基。 Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 的烷基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀,可具有取代基。 Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 的烷基較佳為碳數1~5。碳數1~5的烷基例如可列舉甲基、乙基、異丙基及丁基等。
La1 及La 2 分別獨立地表示單鍵或二價有機基。 La1 及La 2 的二價連結基較佳為伸烷基、-ORa5 -基及該些的組合。Ra5 表示伸烷基。
非離子性界面活性劑例如可列舉:2,4,7,9-四甲基-5-癸基-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛基-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等。
通式(A2)所表示的化合物例如可列舉下述通式(A2)所表示的化合物。
[化8]
通式(A2)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基。 m及n分別獨立地表示0.5~80的正數,滿足m+n≧1。
以下對通式(A2)進行說明。 Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基。 Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 的烷基與通式(A1)中的Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 的烷基相同。
m及n表示環氧乙烷的加成莫耳數,分別獨立地表示0.5~80的正數,滿足m+n≧1。若為滿足m+n≧1的範圍,則可選擇任意的值。m及n較佳為滿足1≦m+n≦100,更佳為滿足3≦m+n≦80。
通式(A2)所表示的化合物例如可列舉:2,5,8,11-四甲基-6-十二炔-5,8-二醇、5,8-二甲基-6-十二炔-5,8-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、4,7-二甲基-5-癸炔-4,7-二醇、8-十六炔-7,10-二醇、7-十四炔-6,9-二醇、2,3,6,7-四甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,6-二乙基-4-辛炔-3,6-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇等。
另外,非離子界面活性劑可使用市售品。具體而言,例如可列舉:空氣產品和化學品(Air Products & Chemicals)公司製造的薩非諾爾(SURFYNOL)82、465、485,戴諾爾(DYNOL)604、607;日信化學工業公司製造的奧露芬(Olfine)STG、奧露芬(Olfine)E1010等。
非離子界面活性劑的HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)值較佳為8以上,更佳為10以上。另外,非離子界面活性劑的HLB值較佳為16以下,更佳為14以下。此處,HLB值是由利用格里芬(Griffin)公式(20Mw/M;Mw=親水性部位的分子量、M=非離子界面活性劑的分子量)而算出的值規定,視情況亦可使用目錄值或利用其它方法算出的值。
非離子界面活性劑亦可組合使用兩種以上。兩種以上的非離子界面活性劑較佳為至少兩種非離子界面活性劑為通式(A1)所表示的化合物。
兩種以上的非離子界面活性劑亦較佳為HLB為12以上的非離子界面活性劑的至少一種、及HLB為10以下的非離子界面活性劑的至少一種。本發明者等人發現藉由此種組合,於使用本發明的半導體製造用處理液作為顯影液的情況下,可獲得矩形性優異的圖案。該理由的詳細情況雖然仍未明確,但如以下般進行推測。
使用光阻劑組成物形成的抗蝕劑膜的經曝光的部分產生化學性變化。藉由該化學性變化,經曝光的部分顯示出親水性或疏水性。藉由併用親水性高的非離子界面活性劑與疏水性高的非離子界面活性劑,各非離子界面活性劑選擇性地分別吸附於抗蝕劑膜的顯示出親水性或疏水性的部分。藉此推測,可製成矩形性良好的圖案形狀。
相對於HLB為10以下的非離子界面活性劑的總質量,HLB為12以上的非離子界面活性劑的總質量較佳為0.5~4,更佳為0.7~3.5,進而佳為1.0~3.0。本發明者等人發現,藉由HLB為12以上的非離子界面活性劑的總質量多於HLB為10以下的非離子界面活性劑的總質量,於使用本發明的半導體製造用處理液作為顯影液的情況下,可獲得矩形性優異的圖案。推測該理由為:藉由設為此種配方,各非離子界面活性劑更有效地選擇性地分別吸附於抗蝕劑膜的顯示出親水性或疏水性的部分。
相對於半導體製造用處理液,非離子界面活性劑較佳為包含10000質量ppm以下,更佳為包含5000質量ppm以下。另外,相對於半導體製造用處理液,非離子界面活性劑較佳為包含50質量ppm以上,更佳為包含100質量ppm以上。
〔2-3〕陽離子界面活性劑 陽離子性界面活性劑例如可列舉四級銨鹽系界面活性劑、及烷基吡啶鎓系界面活性劑等。
四級銨鹽系界面活性劑例如可列舉:氯化四甲基銨、氯化四丁基銨、氯化十二烷基二甲基苄基銨、氯化烷基三甲基銨、氯化辛基三甲基銨、氯化癸基三甲基銨、氯化十二烷基三甲基銨、氯化十四烷基三甲基銨、氯化鯨蠟基三甲基銨、及氯化硬脂基三甲基銨等。四級銨鹽系界面活性劑並無特別限定,較佳為氯化十二烷基二甲基苄基銨。
烷基吡啶鎓系界面活性劑例如可列舉:氯化丁基吡啶鎓、氯化十二烷基吡啶鎓、及氯化鯨蠟基吡啶鎓等。烷基吡啶鎓系界面活性劑並無特別限定,較佳為氯化丁基吡啶鎓。
陽離子性界面活性劑例如可藉由如下方式獲得:首先藉由長鏈脂肪酸或脂肪酸甲酯使三乙醇胺、甲基二乙醇胺、及3-(N,N-二甲基胺基)-1,2-丙二醇等醯基化,合成中間物的烷醇胺酯;其後,藉由氯代甲烷、硫酸二甲酯、及硫酸二乙酯等四級化劑轉換為陽離子化合物等。
相對於半導體製造用處理液,陽離子界面活性劑較佳為包含10000質量ppm以下,更佳為包含5000質量ppm以下。
〔2-4〕螯合劑 本發明的處理液可含有的螯合劑並無特別限定,較佳為藉由一份子中的兩個以上的官能基而與金屬原子配位鍵結的化合物。該官能基較佳為金屬吸附性基。本發明的處理液可含有的螯合劑更佳為於一分子中含有兩個以上的金屬吸附性基。
作為金屬吸附性基,較佳為酸基或陽離子性基。 酸基較佳為酸解離常數(pKa)為7以下。酸基例如可列舉酚性羥基、-COOH、-SO3 H、-OSO3 H、-PO3 H2 、-OPO3 H2 、及COCH2 COCH3 。酸基尤佳為-COOH。
另外,該些酸基亦可為酸基的鹽。作為酸基的鹽,可列舉金屬鹽及含氮陽離子的鹽。
金屬鹽較佳為選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的任一種金屬原子。
作為含氮陽離子,只要為四級銨陽離子及作為胺的氫加成體的陽離子,則並無特別限定。 作為四級銨陽離子,例如較佳為四甲基銨陽離子、四乙基銨陽離子、四丙基銨陽離子、甲基三丁基銨陽離子、四丁基銨陽離子、膽鹼型陽離子(羥基乙基三甲基銨陽離子)等,其中更佳為四甲基銨陽離子、四乙基銨陽離子、四丙基銨陽離子、四丁基銨陽離子及膽鹼型陽離子,其中尤佳為四甲基銨陽離子、四乙基銨陽離子、四丙基銨陽離子及膽鹼型陽離子。
另外,陽離子性聚合物亦可為抗衡離子。
作為金屬吸附性基的陽離子性基較佳為鎓基。鎓基例如可列舉:銨基、鏻基、鉮鎓基、銻鎓基、氧鎓基、鋶基、硒鎓基、錫鎓基、錪基。鎓基較佳為銨基、鏻基及鋶基,進而佳為銨基及鏻基,最佳為銨基。
作為本發明的螯合劑的具體例,可列舉具有羧基的化合物(以下,亦適宜稱為「羧酸化合物」)。羧酸化合物於一分子中具有至少一個羧基,但更佳為於一分子中具有兩個以上的羧基。
具有一個羧基的羧酸化合物較佳為除了羧基以外亦具有其他的金屬吸附性基、或醇性羥基、巰基、胺基、羰基等雖比羧基弱但有對金屬的配位性的官能基。作為具體例,可列舉:乙醇酸、硫代乙醇酸、乳酸、β-羥基丙酸、葡萄糖酸、丙酮酸、乙醯乙酸、水楊酸、5-磺基水楊酸、β-丙胺酸、苯基丙胺酸、N-乙基甘胺酸等。
作為具有兩個羧基的羧酸化合物的具體例,可列舉:乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、3-磺基鄰苯二甲酸、4-磺基鄰苯二甲酸、2-磺基對苯二甲酸、3-羥基鄰苯二甲酸、4-羥基鄰苯二甲酸、酒石酸、蘋果酸、2,6-吡啶二甲酸、檸檬酸等。
該些中,更佳為3-磺基鄰苯二甲酸、4-磺基鄰苯二甲酸、2-磺基對苯二甲酸等於芳香族環上具有兩個以上的羧基與一個磺基的化合物、5-磺基水楊酸般的於芳香族環上具有羥基、羧基、磺基的化合物、4-羥基鄰苯二甲酸、乙二酸、酒石酸、蘋果酸及2,6-吡啶二甲酸,尤佳為3-磺基鄰苯二甲酸、4-磺基鄰苯二甲酸等磺基鄰苯二甲酸、5-磺基水楊酸、及4-羥基鄰苯二甲酸。
另外,下述具體例中所例示般的具有三個以上的羧基且不具有包含碳、氫以外的元素的其他官能基的低分子有機化合物作為羧酸化合物亦較佳。
作為該些的具體例,例如可列舉:丙烷-1,2,3-三羧酸、丁烷-1,2,3-三羧酸、丁烷-1,2,4-三羧酸、丁烷-1,2,3,4-四羧酸、2-羧基甲基丙烷-1,3-二羧酸、戊烷-1,2,3-三羧酸、戊烷-1,2,4-三羧酸、戊烷-1,2,5-三羧酸、戊烷-1,3,4-三羧酸、戊烷-2,3,4-三羧酸、戊烷-1,2,3,4-四羧酸、戊烷-1,2,3,5-四羧酸、2-羧基甲基丁烷-1,3-二羧酸、2-羧基甲基丁烷-1,4-二羧酸、3-羧基甲基丁烷-1,2-二羧酸、3-羧基甲基丁烷-1,2,4-三羧酸、2,2-二羧基甲基丙烷-1,3-二羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,2,3-苯三甲酸(hemimellitic acid)、偏苯三甲酸、均苯四甲酸、萘-1,4,5,8-四羧酸等。
該些中,尤佳者為三個以上的羧基於碳數為5以下的烷基上進行取代而成者,最佳者為丙烷-1,2,3-三羧酸。
此外,亦可列舉2-膦醯基丁烷-1,2,3-三羧酸之類的具有三個以上的羧基且具有包含雜元素的其他官能基的化合物作為較佳者。
另外,螯合劑較佳為下述通式(K1)及通式(K2)所表示的螯合劑。
[化9]
通式(K1)中, RK1 及RK2 分別獨立地表示單鍵或伸烷基。 RK3 表示二價有機基。 X1 表示CH基或氮原子。 YK1 及YK2 分別獨立地表示金屬吸附性基。 A1 表示氫原子或親水性基。
通式(K2)中, RK4 、RK5 、RK6 及RK7 分別獨立地表示單鍵或伸烷基。 RK8 表示三價有機基。 X2 及X3 表示CH基或氮原子。 YK3 、YK4 、YK5 及YK6 分別獨立地表示金屬吸附性基。 A2 表示氫原子或親水性基。
以下對通式(K1)進行說明。 RK1 及RK2 分別獨立地表示單鍵或伸烷基。 RK1 及RK2 的伸烷基例如較佳為碳數1~6,更佳為碳數1~3。 RK1 及RK2 的伸烷基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀,較佳為直鏈狀。 RK1 及RK2 的伸烷基具體而言更佳為亞甲基。
RK3 表示二價有機基。有機基是指具有至少一個碳原子的基。 RK3 的二價有機基例如可列舉伸烷基及伸芳基等。 RK3 的伸烷基可為直鏈狀亦可為分子鏈狀,較佳為直鏈狀。 RK3 的伸烷基及伸芳基較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~8,最佳為碳數1~6。 RK3 的二價有機基較佳為亞甲基、伸乙基及苯基。
X1 表示CH基或氮原子。X1 較佳為氮原子。
YK1 及YK2 分別獨立地表示金屬吸附性基。 作為金屬吸附性基,較佳為酸基或陽離子性基。作為具體例,可列舉與關於羧酸化合物的金屬吸附性基而所述的酸基或陽離子性基的具體例相同者。另外,陽離子性聚合物可為抗衡離子。
A1 表示氫原子或親水性基。 作為A1 的親水性基,例如可較佳地列舉:羥基、羧基、羧酸酯基、羥基乙基、聚氧乙基、羥基丙基、聚氧丙基、胺基、胺基乙基、胺基丙基、銨基、醯胺基、羧基甲基、磺基、磷酸基等。 A1 的親水性基最佳為羥基。
以下對通式(K2)進行說明。 RK4 、RK5 、RK6 及RK7 分別獨立地表示單鍵或伸烷基。 RK4 、RK5 、RK6 及RK7 的伸烷基與通式(K1)中的RK1 及RK2 為相同含義。RK4 、RK5 、RK6 及RK7 的較佳的態樣與通式(K1)中的RK1 及RK2 的較佳的態樣相同。
RK8 表示三價有機基。有機基是指具有至少一個碳原子的基。 RK8 的三價有機基的碳數較佳為1~10,更佳為1~8,最佳為1~6。另外,三價有機基可具有取代基,取代基彼此可鍵結而形成環狀結構,亦可於有機鏈中具有雜原子。作為取代基彼此鍵結而形成的環狀結構,較佳為環烷基。另外,作為有機基的主鏈中可具有的雜原子,較佳為氧原子或氮原子。
X2 及X3 表示CH基或氮原子。X2 較佳為氮原子。X3 較佳為氮原子。 YK3 、YK4 、YK5 及YK6 分別獨立地表示金屬吸附性基。 YK3 、YK4 、YK5 及YK6 的金屬吸附性基與通式(K1)中的YK1 及YK2 為相同含義。YK3 、YK4 、YK5 及YK6 的金屬吸附性基的較佳的態樣與通式(K1)中的YK1 及YK2 的金屬吸附性基的較佳的態樣相同。
A2 表示氫原子或親水性基。 A2 的親水性基與通式(K1)中的A1 為相同含義。A2 的較佳的態樣與通式(K1)中的A1 的較佳的態樣相同。 以下示出通式(K1)及通式(K2)所表示的螯合劑的具體例。
[化10]
於使用本發明的半導體製造用處理液作為顯影液的情況下,螯合劑較佳為相對於二價金屬的螯合劑。
相對於二價金屬的螯合劑例如可列舉:Na2 P2 O7 、Na5 P3 O3 、Na3 P3 O9 、Na2 O4 P(NaO3 P)PO3 Na2 、六聚偏磷酸鈉(calgon)(聚偏磷酸鈉)等多磷酸鹽、例如乙二胺四乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽、其胺鹽;二乙三胺五乙酸、其鉀鹽、鈉鹽;三乙四胺六乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽;羥基乙基乙二胺三乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽;氮三乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽;1,2-二胺基環己烷四乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽;1,3-二胺基-2-丙醇四乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽等般的胺基多羧酸類;以及2-膦醯基丁烷三羧酸-1,2,4、其鉀鹽、其鈉鹽;2-膦醯基丁酮三羧酸-2,3,4、其鉀鹽、其鈉鹽;1-膦醯基乙烷三羧酸-1,2,2、其鉀鹽、其鈉鹽;1-羥基乙烷-1,1-二膦酸、其鉀鹽、其鈉鹽;胺基三(亞甲基膦酸)、其鉀鹽、其鈉鹽等般的有機膦酸類。
該些中,較佳為乙二胺四乙酸、其鉀鹽、其鈉鹽、其胺鹽;乙二胺四(亞甲基膦酸)、其銨鹽、其鉀鹽;六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)、其銨鹽、其鉀鹽。
此種相對於二價的金屬的螯合劑的最佳量通常較佳為於使用時的顯影液中以0.01質量%~5質量%而含有,更佳為以0.01質量%~0.5質量%的範圍來含有。
再者,本發明的添加劑於通常市售的形態中存在含有1質量ppm~幾千質量ppm左右的Na、K、Fe等金屬雜質的情況,該情況下,添加劑成為金屬污染源。因此,於添加劑包含金屬雜質的情況下,較佳為以各金屬雜質的含量成為較佳為500 ppt以下、進而佳為100質量ppt以下的方式對添加劑進行精製而使用。作為該精製方法,例如較佳為如下方法:將添加劑溶解於水中後,利用離子交換樹脂對所獲得的溶液進行過濾,並使離子交換樹脂捕捉金屬雜質。藉由使用如此經精製的界面活性劑,可獲得金屬雜質含量經極度減少的半導體製造用處理液。
〔3〕水 本發明的半導體製造用處理液包含水。 水並無特別限定,較佳為使用半導體製造中所使用的超純水,更佳為使用進而對該超純水進行精製而減少了無機陰離子及金屬離子等的水。精製方法並無特別限定,較佳為使用過濾膜或離子交換膜的精製、以及利用蒸餾的精製。另外,例如較佳為藉由日本專利特開2007-254168號公報中所記載的方法進行精製。 水較佳為金屬含量未滿0.001質量ppt(parts per trillion)。
再者,本發明的實施形態中使用的水較佳為如所述般獲得的水。就可顯著地獲得作為本發明的半導體製造用處理液所需的效果的觀點而言,所述水尤佳為不僅作為本發明的處理液來使用,而且亦作為收容容器的清洗、或後述的套組等中使用的水來使用。
〔4〕金屬原子 本發明的半導體製造用處理液包含選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子。一種或兩種以上的金屬原子的總質量的、相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計的比率T1 為1質量ppt(parts per trillion)~1質量ppm(parts per million)。該金屬原子的比率T1 較佳為1質量ppb(parts per billion)~1質量ppm,更佳為2質量ppb~1質量ppm,進而佳為10質量ppb~1質量ppm。
相對於半導體製造用處理液,選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子的各自的含有率較佳為設為1質量ppq(parts per quadrillion)~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500 ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。
尤其是相對於半導體製造用處理液,選自由Na、K及Ca所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子的各自的含有率較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500 ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。
另外,一種或兩種以上的金屬原子的粒子性金屬的總質量的、相對於添加劑的總質量與金屬原子的粒子性金屬的總質量的合計的比率T2 較佳為0.1質量ppt(parts per trillion)~0.1質量ppm(parts per million)。該粒子性金屬的比率T2 更佳為0.1質量ppt~0.01質量ppm,進而佳為0.1質量ppt~1質量ppb,尤佳為1質量ppt~1質量ppb。
相對於半導體製造用處理液,選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子的各自的粒子性金屬的含有率較佳為設為1質量ppq(parts per quadrillion)~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500 ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。
尤其是相對於半導體製造用處理液,選自由Na、K及Ca所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子各自的粒子性金屬的含有率較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500 ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。
金屬原子可使用後述的ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry:感應耦合電漿質譜裝置)進行測定。金屬原子可為鹽的狀態。另外,粒子性金屬如上所述可使用SP-ICP-MS(Single Particle Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)進行測定。作為使用SNP-ICP-MS法的測定中可使用的裝置,例如可使用安捷倫科技(Agilent Technologies)公司製造的安捷倫(Agilent)8800三重四極桿ICP-MS(感應耦合電漿-質譜(inductively coupled plasma mass spectrometry)、半導體分析用、型號(option)#200)並藉由實施例中記載的方法進行測定。除了所述以外,亦可列舉作為後繼機的安捷倫科技(Agilent Technologies)公司製造的安捷倫(Agilent)8900、或實施例中使用的鉑金埃爾默(Perkin Elmer)公司製造的NexION350S。
〔5〕無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物 本發明的半導體製造用處理液亦可包含選自由無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物所組成的群組中的任一種作為雜質。 以下,對各雜質進行說明。
〔5-1〕無機鹽 本發明的半導體製造用處理液於含有所述陰離子界面活性劑或所述陽離子界面活性劑作為添加劑的情況下,例如亦可含有無機鹽作為雜質。 無機鹽例如可列舉硫酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、及磷酸鹽等。
相對於半導體製造用處理液,無機鹽的含有率例如較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500質量ppt,尤佳為設為100質量ppq~100質量ppt。理由如下所述。
無機鹽與半導體製造用處理液中所含的金屬原子反應而析出金屬鹽。藉此於圖案中產生缺陷。因此,較佳為相對於半導體製造用處理液而將無機鹽的含有率設為所述範圍。
〔5-2〕過氧化物 本發明的半導體製造用處理液於含有所述非離子界面活性劑作為添加劑的情況下,例如亦可含有過氧化物作為雜質。 過氧化物例如可列舉過氧化鈣或過氧化鎂、過氧化鉀、過氧化鈉等。
相對於半導體製造用處理液,非離子界面活性劑中的過氧化物的含有率較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500質量ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。理由如下所述。
過氧化物會使電子器件的電氣特性劣化,另外為引起圖案缺陷的原因。因此,較佳為相對於半導體製造用處理液而過氧化物的含有率為所述範圍。
〔5-3〕酯化合物 本發明的半導體製造用處理液於含有所述非離子界面活性劑作為添加劑的情況下,例如亦可含有酯化合物作為雜質。 酯化合物例如可列舉:硬脂酸甲酯、硬脂酸辛酯、油酸丁酯、月桂酸油烯基酯、棕櫚酸硬脂基酯、二十二酸硬脂基酯、肉豆蔻酸肉豆蔻基酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、己酸乙烯基酯、及油烯基乙酸酯等。
相對於半導體製造用處理液,非離子界面活性劑中的酯化合物的含有率較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500 ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。理由如下所述。
酯化合物吸附於金屬原子而凝聚。凝聚的酯化合物於使用半導體製造用處理液的處理中吸附於基板上而直接殘存。藉此引起缺陷。因此,較佳為相對於半導體製造用處理液而酯化合物的含有率為所述範圍。
〔5-4〕胺化合物 本發明的半導體製造用處理液於含有所述非離子界面活性劑作為添加劑的情況下,例如亦可含有胺化合物作為雜質。 胺化合物例如可列舉:單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、及三乙基胺等。
相對於半導體製造用處理液,非離子界面活性劑中的胺化合物的含有率較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500質量ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。理由如下所述。
胺化合物吸附於金屬原子而凝聚。凝聚的胺化合物於使用半導體製造用處理液的處理中吸附於基板上而直接殘存。藉此引起缺陷。因此,較佳為相對於半導體製造用處理液而無機鹽的含有率為所述範圍。
〔5-5〕螯合錯合物 本發明的半導體製造用處理液於含有所述螯合劑作為添加劑的情況下,亦可含有螯合錯合物作為雜質。螯合錯合物並非由所述螯合劑的全部形成,而是由所述螯合劑的一部分、與半導體製造用處理液所含的選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子形成。
螯合劑錯合物例如可列舉乙二胺四乙酸一鈣、乙二胺四乙酸-銅(II)等。
相對於半導體製造用處理液,螯合錯合物的含有率例如較佳為設為1質量ppq~1000質量ppt,更佳為設為5質量ppq~500質量ppt,進而佳為設為10質量ppq~500質量ppt,最佳為設為100質量ppq~100質量ppt。理由如下所述。
螯合錯合物於使用半導體製造用處理液的處理中附著於晶圓表面而蓄積。藉此提高顯影及淋洗等清洗的負荷。進而,無法藉由顯影及淋洗等清洗去除的螯合錯合物成為缺陷。因此,佳佳為相對於半導體製造用處理液而螯合錯合物的含有率為所述範圍。
〔5-6〕測定方法 所述無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物及螯合錯合物可使用公知的方法進行測定。作為該些的測定方法,例如可列舉公開專利公報的日本專利特開2010-1000048號公報、及日本專利特開2014-209578號公報中記載的方法,可藉由後述的實施例中記載的方法對所述無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物的含量進行測定。
(粗大粒子) 於本發明的實施形態的半導體製造用處理液中較佳為實質上不含粗大粒子。此處,所謂處理液中所含的粗大粒子是指於原材料中以雜質的形式而含有的塵、埃、有機固形物、無機固形物等粒子、於處理液的製備中以污染物的形式而混入的塵、埃、有機固形物、無機固形物等粒子等,相當於在最終的處理液中並未溶解而以粒子的形式存在者。處理液中存在的粗大粒子的量可利用以雷射作為光源的光散射式液中粒子測定方式中的市售的測定裝置並以液相進行測定。
(套組及濃縮液) 本發明的實施形態的半導體製造用處理液亦可作為分割為各構成成分的套組。尤其是亦可準備半導體製造用處理液作為濃縮液。該情況下,於使用半導體製造用處理液時,可以水進行稀釋而使用。就可顯著地獲得本發明的實施形態的半導體製造用處理液的效果的觀點而言,稀釋中所使用的水較佳為所述經精製的水。
(半導體製造用處理液的製備方法) 本發明的半導體製造用處理液可使用公知的方法進行調整。 將本發明的半導體製造用處理液所含的、特定的金屬原子、及無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物調整為所需的含有率的方法例如可列舉於製造處理液時使用的各原材料的階段、及製備處理液之後的階段的至少一階段中對處理液進行精製。就獲得本發明的半導體製造用處理液所需的效果的觀點而言,處理液的精製較佳為於製造處理液時使用的原材料的階段進行。原材料較佳為使用本申請案特定的金屬原子、或硫酸根離子、氯化物離子、或硝酸根離子等無機離子、及源自所述金屬原子的金屬離子經減少的級別的原材料。
對處理液進行精製的方法並無特別限定,例如可列舉國際公開第WO12/043496號手冊中所記載的、使用碳化矽的吸附精製、蒸餾、過濾器過濾、及使用離子交換樹脂的過濾等。處理液的精製較佳為將該些精製方法組合而重複進行精製。
出於去除異物或減少缺陷等的目的,本發明的半導體製造用處理液較佳為利用過濾器進行過濾。只要為自先前以來於過濾用途等中所使用的過濾器,則可並無特別限定地使用。例如,可列舉利用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂、聚乙烯、聚丙烯(polypropylene,PP)等聚烯烴樹脂(包含高密度、超高分子量)、聚碸樹脂等的過濾器。該些素材中,較佳為聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龍。過濾器的孔徑合適的是0.001 μm~1.0 μm左右,較佳為0.02 μm~0.5 μm左右,更佳為0.01 μm~0.1 μm左右。藉由設為該範圍可抑制過濾堵塞,並且可將處理液中所含的雜質或凝聚物等微細的異物確實地去除。
於使用過濾器時,亦可將不同的過濾器加以組合。此時,利用第1過濾器的過濾可僅進行一次,亦可進行兩次以上。於組合不同的過濾器來進行兩次以上的過濾的情況下,較佳為第二次以後的過濾的孔徑與第一次的過濾的孔徑相同,或大於第一次的過濾的孔徑。另外,亦可於所述範圍內將不同孔徑的第1過濾器加以組合。此處的孔徑可參照過濾器製造商的標稱值。作為市售的過濾器,例如可自日本頗爾(Pall)股份有限公司、愛多邦得科東洋(Advantec Toyo)股份有限公司、日本英特格(Entegris)股份有限公司(原日本密科理(Mykrolis)股份有限公司)或北澤微濾器(Kitz Microfilter)股份有限公司等提供的各種過濾器中進行選擇。
第2過濾器可使用藉由與所述第1過濾器相同的材料等形成的過濾器。第2過濾器的孔徑合適的是0.01 μm~1.0 μm左右,較佳為0.1 μm~0.5 μm左右。藉由設為該範圍,於處理液中含有成分粒子的情況下,可使該成分粒子直接殘存並將處理液中混入的異物去除。
例如,利用第1過濾器的過濾可於包含處理液的一部分成分的混合液中進行,並於其中混合剩餘的成分而製備處理液後進行第2過濾。
另外,於本發明中,於相對於處理液選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子的粒子性金屬的含有率尤其低的情況(例如,相對於處理液,所述金屬原子的粒子性金屬的含有率分別為1000質量ppt以下的情況)下,存在含有該些金屬原子的雜質容易膠體化的傾向。因此,易變得離子吸附膜難以去除膠體化的雜質。因此,本發明者等人發現藉由使用孔徑為20 nm以下的微濾膜進行精製可去除膠體化的雜質。
另外,於處理液中除了膠體化的雜質、尤其是含有鐵或鋁般的金屬原子的膠體化雜質以外還存在微粒子的情況下,較佳為於使用孔徑為20 nm以下的微濾膜進行過濾之前,使用孔徑為50 nm以上的微粒子去除用的微濾膜進行過濾,藉此進行精製。
除了所述般的過濾器以外,本發明的處理液亦較佳為使用離子吸附單元進行精製。離子吸附單元較佳為纖維素、矽藻土、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、或氟樹脂等的表面經磺基或羧基等陰離子性基、陽離子性基、或該兩者改質的粒子吸附單元。經陰離子性基改質的離子吸附單元可去除Na離子及Ca離子等陽離子,經陽離子性基改質的離子吸附單元可去除Cl離子等陰離子及酸成分。離子吸附單元根據目的亦可將陰離子性基、陽離子性基或該兩者組合使用。離子吸附單元可為過濾器。
所述過濾步驟可根據目的重複進行多次。 另外,所使用的過濾器較佳為於對處理液進行過濾之前進行處理。該處理中所使用的液體並無特別限定,較佳為金屬含量未滿1質量ppt(parts per trillion),更佳為金屬含量未滿0.001質量ppt(parts per trillion),除了所述水以外,若為對其他有機溶劑進行精製而將金屬含量設為所述範圍者、或本發明的處理液其本身、將處理液稀釋而成者、或包含處理液中所添加的化合物的液體,則可顯著地獲得本發明的半導體製造用處理液所需的效果。
將本發明的半導體製造用處理液含有的、特定的金屬原子、以及無機鹽、過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物調整為所需的含有率的其他方法例如可列舉:對於收容處理液的製造中使用的原材料的容器,使用特定的金屬原子及雜質的溶出少的容器。作為雜質等的溶出少的容器,例如可列舉後述的收容容器。另外,亦可列舉對配管的內壁施加氟系樹脂的內襯等方法以使特定的金屬原子並不於處理液的製備時自所使用的配管中溶出。
(收容容器) 關於本發明的實施形態的半導體製造用處理液,無論是否為所述套組,只要腐蝕性等不成問題,則可填充至任意的容器中來進行保管、搬運進而加以使用。容器較佳為面向半導體製造用途且所述金屬原子及雜質的混入少、雜質等的溶出少者。作為可使用的容器,可列舉愛賽璐化學(Aicello Chemical)(股)製造的「清潔瓶(clean bottle)」系列、兒玉樹脂工業(股)製造的「潔淨瓶(pure bottle)」等,但並不限定於該些。該容器的內壁較佳為由與選自由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、及聚乙烯-聚丙烯樹脂所組成的群組中的一種以上的樹脂不同的樹脂、或不鏽鋼、赫史特合金(Hastelloy)、英高鎳(Inconel)及莫內爾合金(Monel)等實施有防鏽·金屬溶出防止處理的金屬形成。
作為所述不同的樹脂,可較佳地使用氟系樹脂(全氟樹脂)。如此,藉由使用內壁為氟系樹脂的容器,與使用內壁為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、或聚乙烯-聚丙烯樹脂的容器的情況相比,可抑制乙烯或丙烯的寡聚物的溶出等不良情況的產生。
作為此種內壁為氟系樹脂的容器的具體例,例如可列舉英特格(Entegris)公司製造的純氟PFA(FluoroPurePFA)複合滾筒等。另外,亦可使用日本專利特表平3-502677號公報的第4頁等、國際公開第2004/016526號手冊的第3頁等、國際公開第99/46309號手冊的第9頁及第16頁等、等中記載的容器。
該些容器較佳為於填充前對容器內部進行清洗。清洗中所使用的液體並無特別限定,較佳為金屬含量未滿1質量ppt(parts per trillion),更佳為金屬含量未滿0.001質量ppt(parts per trillion),除了所述水以外,若為對其他有機溶劑進行精製而將金屬含量設為所述範圍者、或本發明的處理液其本身、將處理液稀釋而成者、或包含處理液中所添加的化合物的液體,則可顯著地獲得本申請案所需的效果。
本發明的半導體製造用處理液的調整、包含收容容器的開封及/或清洗、以及半導體製造用處理液的填充等在內的操作、處理分析、及測定較佳為均於清潔室中進行。清潔室較佳為滿足14644-1清潔室基準。較佳為滿足ISO品級1、ISO品級2、ISO品級3、ISO品級4的任一者,更佳為滿足ISO品級1、ISO品級2,尤佳為ISO品級1。
<圖案形成方法> 本發明的圖案形成方法包括:使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、或著色硬化性樹脂組成物(以下,亦稱為「抗蝕劑組成物」)形成膜;對所形成的膜進行曝光;以及使用所述半導體製造用處理液對經曝光的膜進行處理。
以下,對本發明的圖案形成方法中所含的步驟進行說明。
〔膜形成步驟〕 膜形成步驟為使用後述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、或後述的著色硬化性樹脂組成物形成膜的步驟,例如可藉由以下方法進行。
(1)抗蝕劑膜 為了使用後述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物於基板上形成抗蝕劑膜(感光化射線性或感放射線性膜),將後述的各成分溶解於溶劑中並製備感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,視需要於進行過濾器過濾後塗佈於基板上。作為過濾器,較佳為細孔徑為0.1微米(micron)以下、更佳為0.05微米以下、進而佳為0.03微米以下的聚四氟乙烯製、聚乙烯製、尼龍製的過濾器。
感光化射線性或感放射線性樹脂組成物是藉由旋轉器等適當的塗佈方法而塗佈於積體電路元件的製造中所使用的基板(例如:矽、二氧化矽包覆)上。其後,進行乾燥,而形成抗蝕劑膜。亦可視需要於抗蝕劑膜的下層形成各種基底膜(無機膜、有機膜、抗反射膜)。
作為乾燥方法,通常使用進行加熱而乾燥的方法。加熱可藉由通常的曝光·顯影機所具備的單元而進行,亦可使用加熱板等而進行。
較佳為於加熱溫度為80℃~180℃下進行,更佳為於80℃~150℃下進行,進而佳為於80℃~140℃下進行,尤佳為於80℃~130℃下進行。加熱時間較佳為30秒~1000秒,更佳為60秒~800秒,進而佳為60秒~600秒。
抗蝕劑膜的膜厚通常為200 nm以下,較佳為100 nm以下。 為了使例如30 nm以下尺寸的1:1線與空間圖案解析,較佳為所形成的抗蝕劑膜的膜厚為50 nm以下。若膜厚為50 nm以下,則於應用後述的顯影步驟時,更難以引起圖案倒塌,從而可獲得更優異的解析性能。
作為膜厚的範圍,更佳為15 nm~45 nm的範圍。若膜厚為15 nm以上,則可獲得充分的耐蝕刻性。作為膜厚的範圍,進而佳為15 nm~40 nm。若膜厚處於該範圍,則可同時滿足耐蝕刻性與更優異的解析性能。
再者,本發明的圖案形成方法亦可於抗蝕劑膜的上層形成上層膜(頂塗膜)。上層膜例如可使用含有疏水性樹脂、酸產生劑、鹼性化合物的上層膜形成用組成物而形成。關於上層膜及上層膜形成用組成物,如後所述。
(2)著色硬化性膜 作為使用後述的著色硬化性樹脂組成物形成彩色濾光片(著色硬化性膜)時的支撐體,例如可使用於基板(例如,矽基板)上設置有電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)等的攝像元件(光接收元件)的固體攝像元件用基板等基板。
著色圖案可形成於固體攝像元件用基板的攝像元件形成面側(表面),亦可形成於攝像元件非形成面側(背面)。
遮光膜亦可設置於固體攝像元件用基板中的各攝像元件間、或固體攝像元件用基板的背面。另外,為了改良與上部的層的密接、防止物質的擴散或基板表面的平坦化,亦可於支撐體上局部地設置底塗層。於設置有底塗層的部分及未設置的部分均形成彩色濾光片,藉此可使親水性層上的彩色濾光片與疏水性層上的彩色濾光片於一片基板上併存。 此處,底塗層中可使用後述的外塗層。
作為於支撐體上塗佈著色硬化性樹脂組成物的塗佈方法,可應用狹縫塗佈、噴墨法、旋轉塗佈、流延塗佈、輥塗佈、網版印刷法等各種塗佈方法。
支撐體上所塗佈的著色硬化性膜的乾燥(預烘烤)可藉由加熱板、烘箱等於50℃~140℃的溫度下進行10秒~300秒。
硬化性膜(彩色濾光片)的膜厚較佳為0.05 μm以上,更佳為0.1 μm以上,尤佳為0.5 μm以上。上限較佳為10 μm以下,更佳為5 μm以下,進而佳為4 μm以下,進而更佳為3 μm以下。
著色圖案(著色畫素)的尺寸(圖案寬度)較佳為5 μm以下,更佳為4 μm以下,尤佳為3 μm以下。下限實際上為0.1 μm以上。
於使用所述彩色濾光片(著色硬化性膜)作為永久膜的情況下,亦可於著色硬化膜的形成步驟之前包括於基板(支撐體)上形成外塗層的步驟。
外塗層的形成例如可基於國際公開第2010/010899號、日本專利第4269480號公報、日本專利特開2005-227525號公報、日本專利特開2000-250217號公報、日本專利特開平9-221602號公報、日本專利特開2001-343748號公報並使用環氧系感放射線性樹脂組成物(外塗形成用組成物)進行。
〔曝光步驟〕 曝光步驟為對所述獲得的膜進行曝光的步驟,例如可藉由以下方法進行。 (1)抗蝕劑膜 對所述形成的抗蝕劑膜透過規定的遮罩照射光化射線或放射線。再者,電子束的照射中,通常為不介隔遮罩的描繪(直接描繪)。 光化射線或放射線並無特別限定,例如為KrF準分子雷射、ArF準分子雷射、EUV光(Extreme Ultra Violet)、電子束(Electron Beam,EB)等。曝光可為液浸曝光。
(2)著色硬化性膜 對所述形成的著色硬化性膜例如使用步進機等曝光裝置並介隔具有規定的遮罩圖案的遮罩進行圖案曝光。作為曝光中可使用的放射線(光),尤其可較佳地使用g射線、i射線等紫外線(尤佳為i射線)。照射量(曝光量)較佳為30 mJ/cm2 ~1500 mJ/cm2 ,更佳為50 mJ/cm2 ~1000 mJ/cm2 ,最佳為80 mJ/cm2 ~500 mJ/cm2
〔烘烤步驟〕 (1)抗蝕劑膜 於本發明的圖案形成方法中,於使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜的情況下,較佳為於曝光後、進行顯影前進行烘烤(加熱)。藉由烘烤促進曝光部的反應,感度或圖案形狀變得更良好。
加熱溫度較佳為80℃~150℃,更佳為80℃~140℃,進而佳為80℃~130℃。 加熱時間較佳為30秒~1000秒,更佳為60秒~800秒,進而佳為60秒~600秒。 加熱可藉由通常的曝光·顯影機所具備的單元而進行,另外,亦可使用加熱板等而進行。
(2)著色硬化性膜 於使用著色硬化性樹脂組成物形成著色硬化性膜的情況下,較佳為於後述的顯影後使著色硬化性膜乾燥,之後進行加熱處理(後烘烤)。此時,較佳為形成多色的著色圖案,針對各色重複進行各步驟而可製造著色硬化性膜。藉此可獲得彩色濾光片。後烘烤為用於將硬化設為完全硬化的顯影後的加熱處理。該加熱溫度較佳為250℃以下,更佳為240℃以下,進而佳為230℃以下,尤佳為220℃以下。並不特別存在下限,若考慮到有效率且有效果的處理,較佳為進行50℃以上的熱硬化處理,更佳為100℃以上。亦可變更為所述利用加熱的後烘烤而藉由紫外線(Ultra Violet,UV)照射使彩色濾光片的畫素硬化。
〔顯影步驟〕 顯影步驟為藉由顯影液對經曝光的所述抗蝕劑膜或著色硬化性膜進行顯影的步驟。
作為顯影方法,例如可應用:使基板於充滿顯影液的槽中浸漬固定時間的方法(浸漬法);藉由利用表面張力使顯影液堆積至基板表面並靜止固定時間來進行顯影的方法(覆液法);將顯影液噴霧至基板表面的方法(噴霧法);一邊以固定速度掃描顯影液噴出噴嘴,一邊朝以固定速度旋轉的基板上連續噴出顯影液的方法(動態分配法)等。
另外,於進行顯影的步驟後,亦可實施一邊置換為其他溶媒,一邊停止顯影的步驟。 顯影時間若為未曝光部的樹脂充分溶解的時間,則並無特別限制,通常為10秒~300秒,較佳為20秒~120秒。 顯影液的溫度較佳為0℃~50℃,更佳為15℃~35℃。
於對著色硬化性膜進行顯影的情況下,顯影溫度通常為20℃~30℃,顯影時間例如為20秒~90秒。為了進一步去除殘渣,近年來亦存在實施120秒~180秒的情況。進而,為了進一步提高殘渣去除性,亦存在重複進行多次如下步驟的情況:每60秒甩掉顯影液進而重新供給顯影液。
作為顯影步驟中所使用的顯影液,較佳為使用所述半導體製造用處理液。於抗蝕劑膜的情況下,除了使用半導體製造用處理液的顯影以外,亦可進行利用有機溶劑顯影液的顯影(所謂的雙重顯影)。
〔淋洗步驟〕 淋洗步驟為於所述顯影步驟後,藉由淋洗液進行清洗(淋洗)的步驟。
於淋洗步驟中,使用淋洗液,對進行了顯影的晶圓進行清洗處理。 清洗處理的方法並無特別限定,例如可應用:於以固定速度旋轉的基板上連續噴出淋洗液的方法(旋轉噴出法);將基板於充滿淋洗液的槽中浸漬固定時間的方法(浸漬法);對基板表面噴霧淋洗液的方法(噴霧法)等;其中較佳為利用旋轉噴出方法進行清洗處理,清洗後使基板以2000 rpm~4000 rpm的轉數旋轉,將淋洗液自基板上去除。
淋洗時間並無特別限制,通常為10秒~300秒,較佳為10秒~180秒,最佳為20秒~120秒。 淋洗液的溫度較佳為0℃~50℃,進而佳為15℃~35℃。
關於淋洗液的蒸氣壓(於為混合溶媒的情況下為整體的蒸氣壓),於20℃下,較佳為0.05 kPa以上且5 kPa以下,進而佳為0.1 kPa以上且5 kPa以下,最佳為0.12 kPa以上且3 kPa以下。藉由將淋洗液的蒸氣壓設為0.05 kPa以上且5 kPa以下,晶圓面內的溫度均勻性提高,進而因淋洗液的滲透引起的膨潤得到抑制,晶圓面內的尺寸均勻性變佳。
淋洗液例如可使用所述半導體製造用處理液、包含有機溶劑的淋洗液、或水。淋洗液較佳為使用所述半導體製造用處理液。 水較佳為使用超純水。
淋洗液中所含的有機溶劑可使用多種有機溶劑,較佳為使用選自由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑。
作為烴系溶劑,例如可列舉:戊烷、己烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十一烷、十六烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,3-三甲基己烷、全氟己烷、全氟庚烷等脂肪族烴系溶劑,甲苯、二甲苯、乙基苯、丙基苯、1-甲基丙基苯、2-甲基丙基苯、二甲基苯、二乙基苯、乙基甲基苯、三甲基苯、乙基二甲基苯、二丙基苯等芳香族烴系溶劑。
另外,烴系溶劑亦可使用不飽和烴系溶劑,例如可列舉辛烯、壬烯、癸烯、十一烯、十二烯、十六烯等不飽和烴系溶劑。不飽和烴溶劑所具有的雙鍵、三鍵的數量並無特別限定,另外,可於烴鏈的任意位置具有。另外,於不飽和烴溶劑具有雙鍵的情況下,順式(cis)體及反式(trans)體亦可混合存在。
再者,於作為烴系溶劑的脂肪族烴系溶劑中,亦可為相同碳數、不同結構的化合物的混合物。例如,於使用癸烷作為脂肪族烴系溶媒的情況下,作為相同碳數、不同結構的化合物的2-甲基壬烷、2,2-二甲基辛烷、4-乙基辛烷、異辛烷等亦可包含於脂肪族烴系溶媒中。
另外,所述相同碳數、不同結構的化合物可僅包含一種,亦可如所述般包含多種。
作為酮系溶劑,例如可列舉:1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二異丁基酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醯基丙酮、丙酮基丙酮、紫羅酮、二丙酮醇、乙醯甲醇、苯乙酮、甲基萘基酮、異佛爾酮、碳酸伸丙酯、γ-丁內酯等,其中較佳為2-庚酮。
作為酯系溶劑,例如可列舉:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸戊酯(pentyl acetate)、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊酯(amyl acetate)(乙酸戊酯(pentyl acetate))、乙酸異戊酯(isoamyl acetate)(乙酸異戊酯(isopentyl acetate)、乙酸3-甲基丁酯)、乙酸2-甲基丁酯、乙酸1-甲基丁酯、乙酸己酯、乙酸異己酯、乙酸庚酯、乙酸辛酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA(propylene glycol monomethyl ether acetate);別名1-甲氧基-2-乙醯氧基丙烷)、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單苯基醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單丙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單苯基醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、2-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、4-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-乙基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、2-乙氧基丁基乙酸酯、4-乙氧基丁基乙酸酯、4-丙氧基丁基乙酸酯、2-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲氧基戊基乙酸酯、2-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酮酸丁酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸異丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、丙酸己酯、丙酸庚酯、丁酸丁酯、丁酸異丁酯、丁酸戊酯、丁酸己酯、異丁酸異丁酯、戊酸丙酯、戊酸異丙酯、戊酸丁酯、戊酸戊酯、己酸乙酯、己酸丙酯、己酸丁酯、己酸異丁酯、庚酸甲酯、庚酸乙酯、庚酸丙酯、乙酸環己酯、乙酸環庚酯、乙酸2-乙基己酯、丙酸環戊酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、丙基-3-甲氧基丙酸酯等。該些中,可較佳地使用乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸2-甲基丁酯、乙酸1-甲基丁酯、乙酸己酯、丙酸戊酯、丙酸己酯、丙酸庚酯、丁酸丁酯,可尤佳地使用乙酸異戊酯。
作為醇系溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、第三丁基醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-癸醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、3-己醇、3-庚醇、3-辛醇、4-辛醇、3-甲基-3-戊醇、環戊醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3,3-二甲基-2-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-2-戊醇、4-甲基-3-戊醇、環己醇、5-甲基-2-己醇、4-甲基-2-己醇、4,5-二甲基-2-己醇、6-甲基-2-庚醇、7-甲基-2-辛醇、8-甲基-2-壬醇、9-甲基-2-癸醇、3-甲氧基-1-丁醇等醇(一元醇),或乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇系溶劑,或乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚(PGME(propylene glycol monomethyl ether);別名1-甲氧基-2-丙醇)、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、甲氧基甲基丁醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇單苯基醚等含有羥基的二醇醚系溶劑等。該些中,較佳為使用一元醇、或二醇醚系溶劑。進而,一元醇較佳為碳數6~8的直鏈狀、分支狀或環狀的一元醇。
作為醯胺系溶劑,例如可使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、六甲基磷醯三胺、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等。
作為醚系溶劑,例如除了所述含有羥基的二醇醚系溶劑以外,可列舉:丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚等不含羥基的二醇醚系溶劑,苯甲醚、苯乙醚等芳香族醚溶劑,二噁烷、四氫呋喃、四氫吡喃、全氟-2-丁基四氫呋喃、全氟四氫呋喃、1,4-二噁烷、異丙醚等。較佳為使用二醇醚系溶劑或苯甲醚等芳香族醚溶劑。
作為淋洗液中所含的有機溶劑,於在後述的曝光步驟中使用EUV光(Extreme Ultra Violet)或EB(Electron Beam)的情況下,所述有機溶劑中較佳為使用烴系溶劑,更佳為使用脂肪族烴系溶劑。作為淋洗液中所使用的脂肪族烴系溶劑,就其效果進一步提高的觀點而言,較佳為碳數5以上的脂肪族烴系溶劑(例如,戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十六烷等),進而佳為碳數為8以上的脂肪族烴系溶劑,更佳為碳數為10以上的脂肪族烴系溶劑。
再者,所述脂肪族烴系溶劑的碳數的上限值並無特別限定,例如可列舉16以下,較佳為14以下,更佳為12以下。
所述脂肪族烴系溶劑中,尤佳為癸烷、十一烷、十二烷,最佳為十一烷。
再者,淋洗液中所含的烴系溶劑亦可使用不飽和烴系溶劑,例如可列舉辛烯、壬烯、癸烯、十一烯、十二烯、十六烯等不飽和烴系溶劑。不飽和烴溶劑所具有的雙鍵、三鍵的數量並無特別限定,另外,可於烴鏈的任意位置具有。另外,於不飽和烴溶劑具有雙鍵的情況下,順式(cis)體及反式(trans)體亦可混合存在。
如此,藉由使用烴系溶劑(尤其是脂肪族烴系溶劑)作為淋洗液中所含的有機溶劑,可進一步發揮如下效果:顯影後少量滲入到抗蝕劑膜中的顯影液得到沖洗,膨潤得到進一步抑制,圖案倒塌得到抑制。
另外,作為淋洗液中所含的有機溶劑,亦可使用所述酯系溶劑及所述烴系溶劑的混合溶劑、或所述酮系溶劑及所述烴溶劑的混合溶劑。於設為所述混合溶劑的情況下,較佳為將烴溶劑設為主成分。
進而,就對顯影後的殘渣減少尤其有效的觀點而言,淋洗液中所含的有機溶劑亦可為使用選自由所述酯系溶劑及所述酮系溶劑所組成的群組中的至少一種的態樣。
於淋洗液含有選自由酯系溶劑及酮系溶劑所組成的群組中的至少一種的情況下,較佳為含有選自由乙酸丁酯、乙酸異戊酯(isopentyl acetate)(乙酸異戊酯(isoamyl acetate))、乙酸正戊酯、3-乙氧基丙酸乙酯(EEP,乙基-3-乙氧基丙酸酯)、及2-庚酮所組成的群組中的至少一種溶劑作為主成分,尤佳為含有選自由乙酸丁酯及2-庚酮所組成的群組中的至少一種溶劑作為主成分。
另外,於淋洗液含有選自由酯系溶劑及酮系溶劑所組成的群組中的至少一種的情況下,較佳為含有選自由酯系溶劑、二醇醚系溶劑、酮系溶劑、醇系溶劑所組成的群組中的溶劑作為副成分,其中,較佳為選自由丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乙酸乙酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、環己酮、甲基乙基酮、γ-丁內酯、丙醇、3-甲氧基-1-丁醇、N-甲基吡咯啶酮、碳酸伸丙酯所組成的群組中的溶劑。
其中,於使用酯系溶劑作為有機溶劑的情況下,就進一步發揮所述效果的方面而言,較佳為使用兩種以上的酯系溶劑。作為該情況下的具體例,可列舉使用酯系溶劑(較佳為乙酸丁酯)作為主成分,並使用與其化學結構不同的酯系溶劑(較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA))作為副成分。
另外,於使用酯系溶劑作為有機溶劑的情況下,就進一步發揮所述效果的方面而言,除了酯系溶劑(一種或兩種以上)以外,亦可使用二醇醚系溶劑。作為該情況下的具體例,可列舉使用酯系溶劑(較佳為乙酸丁酯)作為主成分,並使用二醇醚系溶劑(較佳為丙二醇單甲醚(PGME))作為副成分。
於使用酮系溶劑作為有機溶劑的情況下,就進一步發揮所述效果的方面而言,除了酮系溶劑(一種或兩種以上)以外,亦可使用酯系溶劑及/或二醇醚系溶劑。作為該情況下的具體例,可列舉使用酮系溶劑(較佳為2-庚酮)作為主成分,並使用酯系溶劑(較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA))及/或二醇醚系溶劑(較佳為丙二醇單甲醚(PGME))作為副成分。
此處,所謂所述的「主成分」,是指相對於有機溶劑的總質量的含量為50質量%~100質量%,較佳為70質量%~100質量%,更佳為80質量%~100質量%,進而佳為90質量%~100質量%,尤佳為95質量%~100質量%。
另外,於含有副成分的情況下,相對於主成分的總質量(100質量%),副成分的含量較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為0.5質量%~10質量%,進而佳為1質量%~5質量%。
有機溶劑可混合多種,亦可與所述以外的有機溶劑混合使用。所述溶劑可與水混合,但淋洗液中的含水率通常為60質量%以下,較佳為30質量%以下,進而佳為10質量%以下,最佳為5質量%以下。藉由將含水率設為60質量%以下,可獲得良好的淋洗特性。
另外,於顯影處理或淋洗處理後,可進行如下處理:利用超臨界流體,將附著於圖案上的顯影液或淋洗液去除。 進而,於顯影處理或淋洗處理或者利用超臨界流體的處理後,可進行用於將殘存於圖案中的溶劑去除的加熱處理。只要可獲得良好的抗蝕劑圖案,則加熱溫度並無特別限定,通常為40℃~160℃。加熱溫度較佳為50℃~150℃,最佳為50℃~110℃。關於加熱時間,只要可獲得良好的抗蝕劑圖案,則並無特別限定,通常為15秒~300秒,較佳為15秒~180秒。
<感光化射線性或感放射線性組成物> 其次,對本發明的圖案形成方法中使用的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(以下,亦稱為「抗蝕劑組成物」)進行詳細說明。該組成物可用於正型顯影,亦可用於負型顯影。另外,該組成物可用於使用鹼性顯影液的顯影,亦可用於使用包含有機溶劑的顯影液的顯影。
感光化射線性或感放射線性樹脂組成物例如亦可包含樹脂(A)、藉由光化射線或放射線而產生酸的化合物(B)及溶劑(C)。進而,感光化射線性或感放射線性樹脂組成物可包含鹼性化合物(D)、與樹脂(A)不同的疏水性樹脂(A')及添加劑等。
〔1〕樹脂(A) 作為較佳為與本發明的處理液組合而使用的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,較佳為含有樹脂(A)。樹脂(A)至少包含(i)具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元(進而,亦可包含具有酚性羥基的重複單元),或者至少包含(ii)具有酚系羥基的重複單元。
再者,若包含藉由酸的作用分解而具有羧基的重複單元,則藉由酸的作用而對鹼性顯影液的溶解度增大,且對有機溶劑的溶解度減少。
〔1-1〕具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元 樹脂(A)所包含的具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元為如下重複單元,所述重複單元具有羧基的氫原子經藉由酸的作用而分解並脫離的基取代的基。
作為藉由酸脫離的基,例如可列舉:-C(R36 )(R37 )(R38 )、-C(R36 )(R37 )(OR39 )、-C(R01 )(R02 )(OR39 )等。 式中,R36 ~R39 分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。R36 與R37 亦可彼此鍵結而形成環。 R01 及R02 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。
作為樹脂(A)所包含的具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元,較佳為下述通式(AI)所表示的重複單元。
[化11]
於通式(AI)中, Xa1 表示氫原子、可具有取代基的烷基。 T表示單鍵或二價連結基。 Rx1 ~Rx3 分別獨立地表示烷基(直鏈或分支)或環烷基(單環或多環)。其中,於Rx1 ~Rx3 的全部為烷基(直鏈或分支)的情況下,較佳為Rx1 ~Rx3 中的至少兩個為甲基。 Rx1 ~Rx3 的兩個亦可鍵結而形成環烷基(單環或多環)。
作為由Xa1 所表示的可具有取代基的烷基,例如可列舉甲基或-CH2 -R11 所表示的基。R11 表示鹵素原子(氟原子等)、羥基或一價有機基,例如可列舉碳數5以下的烷基、碳數5以下的醯基,較佳為碳數3以下的烷基,進而佳為甲基。Xa1 於一態樣中,較佳為氫原子、甲基、三氟甲基或羥基甲基等。
作為T的二價連結基,可列舉:伸烷基、-COO-Rt-基、-O-Rt-基等。式中,Rt表示伸烷基或伸環烷基。 T較佳為單鍵或-COO-Rt-基。Rt較佳為碳數1~5的伸烷基,更佳為-CH2 -基、-(CH2 )2 -基、-(CH2 )3 -基。
作為Rx1 ~Rx3 的烷基,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基等碳數1~4的烷基。
作為Rx1 ~Rx3 的環烷基,較佳為環戊基、環己基等單環的環烷基、降冰片基、四環癸烷基、四環十二烷基、金剛烷基等多環的環烷基。 作為Rx1 ~Rx3 的兩個鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基、環己基等單環的環烷基、降冰片基、四環癸烷基、四環十二烷基、金剛烷基等多環的環烷基。尤佳為碳數5~6的單環的環烷基。 關於Rx1 ~Rx3 的兩個鍵結而形成的環烷基,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、或羰基等具有雜原子的基取代。
通式(AI)所表示的重複單元例如較佳為如下態樣:Rx1 為甲基或乙基,且Rx2 與Rx3 鍵結而形成所述環烷基。
所述各基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉:烷基(碳數1~4)、鹵素原子、羥基、烷氧基(碳數1~4)、羧基、烷氧基羰基(碳數2~6)等,較佳為碳數8以下。
作為通式(AI)所表示的重複單元,較佳為酸分解性(甲基)丙烯酸三級烷基酯系重複單元(為Xa1 表示氫原子或甲基,且T表示單鍵的重複單元)。更佳為Rx1 ~Rx3 分別獨立地表示直鏈或分支的烷基的重複單元,進而佳為Rx1 ~Rx3 分別獨立地表示直鏈的烷基的重複單元。
以下示出樹脂(A)所包含的具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。
具體例中,Rx、Xa1 表示氫原子、CH3 、CF3 或CH2 OH。Rxa、Rxb分別表示碳數1~4的烷基。Z表示含有極性基的取代基,於存在多個的情況下分別獨立。p表示0或正的整數。作為藉由Z所表示的包含極性基的取代基,例如可列舉:具有羥基、氰基、胺基、烷基醯胺基或磺醯胺基的直鏈或分支的烷基、環烷基,較佳為具有羥基的烷基。作為分支狀烷基,尤佳為異丙基。
[化12]
相對於樹脂(A)中的所有重複單元,具有藉由酸的作用而分解並產生羧基的基的重複單元的含量較佳為15莫耳%~90莫耳%,更佳為20莫耳%~90莫耳%,進而佳為25莫耳%~80莫耳%,進而更佳為30莫耳%~70莫耳%。
〔1-2〕具有酚系羥基的重複單元 作為樹脂(A)所包含的具有酚性羥基的重複單元,例如可列舉下述通式(I)所表示的重複單元。
[化13]
式中, R41 、R42 及R43 分別獨立地表示氫原子、烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。其中,R42 可與Ar4 鍵結而形成環,該情況下的R42 表示單鍵或伸烷基。 X4 表示單鍵、-COO-或-CONR64 -,R64 表示氫原子或烷基。 L4 表示單鍵或伸烷基。 Ar4 表示(n+1)價的芳香環基,於與R42 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。
作為通式(I)中的R41 、R42 、R43 的烷基,較佳為可列舉:可具有取代基的甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十二烷基等碳數20以下的烷基,更佳為可列舉碳數8以下的烷基,尤佳為可列舉碳數3以下的烷基。
作為通式(I)中的R41 、R42 、R43 的環烷基,可為單環型,亦可為多環型。較佳為可列舉可具有取代基的環丙基、環戊基、環己基等碳數為3個~8個且單環型的環烷基。 作為通式(I)中的R41 、R42 、R43 的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子及碘原子,尤佳為氟原子。 作為通式(I)中的R41 、R42 、R43 的烷氧基羰基中所含的烷基,較佳為與所述R41 、R42 、R43 中的烷基相同的烷基。
作為所述各基中的較佳的取代基,例如可列舉:烷基、環烷基、芳基、胺基、醯胺基、脲基、胺基甲酸酯基、羥基、羧基、鹵素原子、烷氧基、硫醚基、醯基、醯氧基、烷氧基羰基、氰基、硝基等,較佳為取代基的碳數為8以下。
Ar4 表示(n+1)價的芳香環基。n為1時的二價芳香環基可具有取代基,可列舉:例如伸苯基、甲伸苯基、伸萘基、伸蒽基等碳數6~18的伸芳基,或者例如噻吩、呋喃、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并吡咯、三嗪、咪唑、苯并咪唑、三唑、噻二唑、噻唑等含雜環的芳香環基來作為較佳例。
作為n為2以上的整數時的(n+1)價的芳香環基的具體例,可較佳地列舉自二價芳香環基的所述具體例中去除(n-1)個任意的氫原子而成的基。 (n+1)價的芳香環基亦可進而具有取代基。
作為所述烷基、環烷基、烷氧基羰基、伸烷基及(n+1)價的芳香環基可具有的取代基,例如可列舉:通式(I)中的R41 、R42 、R43 中列舉的烷基、甲氧基、乙氧基、羥基乙氧基、丙氧基、羥基丙氧基、丁氧基等烷氧基;苯基等芳基等。
作為由X4 所表示的-CONR64 -(R64 表示氫原子、烷基)中的R64 的烷基,較佳為可列舉:可具有取代基的甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十二烷基等碳數20以下的烷基,更佳為可列舉碳數8以下的烷基。 作為X4 ,較佳為單鍵、-COO-、-CONH-,更佳為單鍵、-COO-。
作為L4 中的伸烷基,較佳為可列舉:可具有取代基的亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、伸辛基等碳數為1個~8個的伸烷基。
作為Ar4 ,更佳為可具有取代基的碳數6~18的芳香環基,尤佳為苯環基、萘環基、伸聯苯環基。 通式(I)所表示的重複單元較佳為具備羥基苯乙烯結構。即,Ar4 較佳為苯環基。
作為樹脂(A)所包含的具有酚性羥基的重複單元,較佳為可列舉下述通式(p1)所表示的重複單元。
[化14]
通式(p1)中的R表示氫原子、鹵素原子或具有1個~4個碳原子的直鏈或分支的烷基。多個R分別可相同亦可不同。作為通式(p1)中的R尤佳為氫原子。
通式(p1)中的Ar表示芳香族環,可列舉:例如苯環、萘環、蒽環、茀環、菲環等碳數6~18的可具有取代基的芳香族烴環,或者例如噻吩環、呋喃環、吡咯環、苯并噻吩環、苯并呋喃環、苯并吡咯環、三嗪環、咪唑環、苯并咪唑環、三唑環、噻二唑環、噻唑環等含雜環的芳香環雜環。其中,最佳為苯環。
通式(p1)中的m表示1~5的整數,較佳為1。
以下,表示樹脂(A)所包含的具有酚性羥基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。式中,a表示1或2。
[化15]
[化16]
[化17]
相對於樹脂(A)中的所有重複單元,具有酚性羥基的重複單元的含量較佳為0莫耳%~50莫耳%,更佳為0莫耳%~45莫耳%,進而佳為0莫耳%~40莫耳%。
〔1-3〕具有內酯基或磺內酯基的重複單元 樹脂(A)亦較佳為含有具有內酯基或磺內酯(環狀磺酸酯)基的重複單元。作為內酯基或磺內酯基,只要含有內酯結構或磺內酯結構則可使用任意的基,較佳為含有5員環~7員環內酯結構或磺內酯結構的基,較佳為其他環結構以形成雙環結構、螺環結構的形態於5員環~7員環內酯結構或磺內酯結構中進行縮環而成者。
更佳為包含如下重複單元,所述重複單元含有具有下述通式(LC1-1)~通式(LC1-17)的任一者所表示的內酯結構或下述通式(SL1-1)~通式(SL1-3)的任一者所表示的磺內酯結構的基。另外,具有內酯結構或磺內酯結構的基亦可直接鍵結於主鏈上。作為較佳的內酯結構或磺內酯結構,為通式(LC1-1)、通式(LC1-4)、通式(LC1-5)、通式(LC1-6)、通式(LC1-13)、通式(LC1-14)所表示的基。
[化18]
[化19]
內酯結構部分或磺內酯結構部分可具有取代基(Rb2 ),亦可不具有取代基(Rb2 )。作為較佳的取代基(Rb2 ),可列舉:碳數1~8的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數1~8的烷氧基、碳數1~8的烷氧基羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基、酸分解性基等。n2 表示0~4的整數。於n2 為2以上時,存在多個的Rb2 可相同亦可不同,另外,存在多個的Rb2 彼此亦可鍵結而形成環。
作為含有具有通式(LC1-1)~通式(LC1-17)的任一者所表示的內酯結構或通式(SL1-1)~通式(SL1-3)的任一者所表示的磺內酯結構的基的重複單元,例如可列舉下述通式(AII)所表示的重複單元等。
[化20]
通式(AII)中,Rb0 表示氫原子、鹵素原子或碳數1~4的烷基。
作為Rb0 的烷基可具有的較佳的取代基,可列舉羥基、鹵素原子。
作為Rb0 的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。Rb0 較佳為氫原子或甲基。
Ab表示單鍵、伸烷基、具有單環或多環的脂環烴結構的二價連結基、醚基、酯基、羰基、羧基或將該些組合而成的二價基。較佳為單鍵、-Ab1 -CO2 -所表示的連結基。Ab1 為直鏈、分支伸烷基、單環或多環的伸環烷基,較佳為亞甲基、伸乙基、伸環己基、伸金剛烷基、伸降莰基。
V表示通式(LC1-1)~通式(LC1-17)及通式(SL1-1)~通式(SL1-3)中的任一者所表示的基。
具有內酯基或磺內酯基的重複單元通常存在光學異構物,亦可使用任一種光學異構物。另外,可單獨使用一種光學異構物,亦可混合使用多種光學異構物。於主要使用一種光學異構物的情況下,其光學純度(對映體過量(enantiomeric excess,ee))較佳為90%以上者,更佳為95%以上。
以下列舉具有內酯基或磺內酯基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於該些具體例。
[化21]
[化22]
相對於樹脂(A)中的所有重複單元,具有內酯基或磺內酯基的重複單元的含量較佳為1莫耳%~30莫耳%,更佳為5莫耳%~25莫耳%,進而佳為5莫耳%~20莫耳%。
〔1-4〕具有經極性基取代的脂環烴結構的重複單元 樹脂(A)可進而包含如下重複單元:含有具有極性基的有機基的重複單元,尤其是具有經極性基取代的脂環烴結構的重複單元。藉此,基板密接性、顯影液親和性提高。
作為經極性基取代的脂環烴結構的脂環烴結構,較佳為金剛烷基、雙金剛烷基、降冰片烷基。作為極性基,較佳為羥基、氰基。 以下列舉具有極性基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於該些具體例。
[化23]
於樹脂(A)包含如下重複單元的情況下,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,所述重複單元的含量較佳為1莫耳%~50莫耳%,更佳為1莫耳%~30莫耳%,進而佳為5莫耳%~25莫耳%,進而更佳為5莫耳%~20莫耳%,所述重複單元含有具有極性基的有機基。
〔1-5〕具有藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的基的重複單元 進而,作為所述以外的重複單元,亦可包含具有藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的基(光酸產生基)的重複單元。該情況下,可認為具有該光酸產生基的重複單元相當於後述的藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的化合物(B)。 作為此種重複單元,例如可列舉下述通式(4)所表示的重複單元。
[化24]
R41 表示氫原子或甲基。L41 表示單鍵或二價連結基。L42 表示二價連結基。W表示藉由光化射線或放射線的照射而分解並於側鏈產生酸的結構部位。
以下示出通式(4)所表示的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。
[化25]
除此以外,作為通式(4)所表示的重複單元,例如可列舉日本專利特開2014-041327號公報的段落[0094]~段落[0105]中所記載的重複單元。
於樹脂(A)含有具有光酸產生基的重複單元的情況下,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,具有光酸產生基的重複單元的含量較佳為1莫耳%~40莫耳%,更佳為5莫耳%~35莫耳%,進而佳為5莫耳%~30莫耳%。
〔1-6〕其他重複單元 另外,樹脂(A)亦可包含下述通式(VI)所表示的重複單元。
[化26]
通式(VI)中, R61 、R62 及R63 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。其中,R62 可與Ar6 鍵結而形成環,該情況下的R62 表示單鍵或伸烷基。 X6 表示單鍵、-COO-或-CONR64 -。R64 表示氫原子或烷基。 L6 表示單鍵或伸烷基。 Ar6 表示(n+1)價的芳香環基,於與R62 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 於n≧2的情況下,Y2 分別獨立地表示氫原子或藉由酸的作用而脫離的基。其中,Y2 的至少一個表示藉由酸的作用而脫離的基。 n表示1~4的整數。
作為藉由酸的作用而脫離的基Y2 ,更佳為下述通式(VI-A)所表示的結構。
[化27]
此處,L1 及L2 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、或將伸烷基與芳基加以組合而成的基。 M表示單鍵或二價連結基。 Q表示烷基、可包含雜原子的環烷基、可包含雜原子的芳基、胺基、銨基、巰基、氰基或醛基。 Q、M、L1 的至少兩個可鍵結而形成環(較佳為5員環或6員環)。
所述通式(VI)所表示的重複單元較佳為下述通式(3)所表示的重複單元。
[化28]
於通式(3)中, Ar3 表示芳香環基。 R3 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、醯基或雜環基。 M3 表示單鍵或二價連結基。 Q3 表示烷基、環烷基、芳基或雜環基。 Q3 、M3 及R3 的至少兩個亦可鍵結而形成環。
Ar3 所表示的芳香環基與所述通式(VI)中的n為1時的所述通式(VI)中的Ar6 相同,更佳為伸苯基、伸萘基,進而佳為伸苯基。
以下示出通式(VI)所表示的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。
[化29]
[化30]
樹脂(A)亦較佳為包含下述通式(4)所表示的重複單元。
[化31]
通式(4)中, R41 、R42 及R43 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。R42 可與L4 鍵結而形成環,該情況下的R42 表示伸烷基。 L4 表示單鍵或二價連結基,於與R42 形成環的情況下表示三價連結基。 R44 及R45 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、醯基或雜環基。 M4 表示單鍵或二價連結基。 Q4 表示烷基、環烷基、芳基或雜環基。 Q4 、M4 及R44 的至少兩個亦可鍵結而形成環。
R41 、R42 及R43 與所述通式(V)中的R51 、R52 、R53 為相同含義,且較佳的範圍亦相同。 L4 與所述通式(V)中的L5 為相同含義,且較佳的範圍亦相同。
R44 及R45 與所述通式(3)中的R3 為相同含義,且較佳的範圍亦相同。 M4 與所述通式(3)中的M3 為相同含義,且較佳的範圍亦相同。
Q4 與所述通式(3)中的Q3 為相同含義,且較佳的範圍亦相同。
作為Q4 、M4 及R44 的至少兩個鍵結而形成的環,可列舉Q3 、M3 及R3 的至少兩個鍵結而形成的環,且較佳的範圍亦相同。
以下示出通式(4)所表示的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。
[化32]
另外,樹脂(A)亦可包含下述通式(BZ)所表示的重複單元。
[化33]
通式(BZ)中,AR表示芳基。Rn表示烷基、環烷基或芳基。Rn與AR亦可相互鍵結而形成非芳香族環。
R1 表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷基氧基羰基。
以下示出由通式(BZ)所表示的重複單元的具體例,但並不限定於該些具體例。
[化34]
[化35]
所述具有酸分解性基的重複單元可為一種,亦可併用兩種以上。
相對於所述樹脂(A)中的所有重複單元,樹脂(A)中的具有酸分解性基的重複單元的含量(含有多種的情況下為其合計值)較佳為5莫耳%以上且80莫耳%以下,更佳為5莫耳%以上且75莫耳%以下,進而佳為10莫耳%以上且65莫耳%以下。
樹脂(A)亦可含有下述通式(V)或下述通式(VI)所表示的重複單元。
[化36]
式中, R6 及R7 分別獨立地表示氫原子、羥基、碳數1~10的直鏈狀、分支狀或環狀的烷基、烷氧基或醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR或-COOR:R為碳數1~6的烷基或氟化烷基)、或羧基。 n3 表示0~6的整數。 n4 表示0~4的整數。 X4 為亞甲基、氧原子或硫原子。
以下示出通式(V)或通式(VI)所表示的重複單元的具體例,但並不限定於該些具體例。
[化37]
樹脂(A)可進而更包含在側鏈具有矽原子的重複單元。作為於側鏈具有矽原子的重複單元,例如可列舉具有矽原子的(甲基)丙烯酸酯系重複單元、具有矽原子的乙烯基系重複單元等。於側鏈具有矽原子的重複單元典型而言為於側鏈含有具有矽原子的基的重複單元,作為具有矽原子的基,例如可列舉:三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三苯基矽烷基、三環己基矽烷基、三-三甲基矽氧基矽烷基、三-三甲基矽烷基矽烷基、甲基雙-三甲基矽烷基矽烷基、甲基雙-三甲基矽氧基矽烷基、二甲基三甲基矽烷基矽烷基、二甲基三甲基矽氧基矽烷基、或下述般的環狀或直鏈狀聚矽氧烷、或者籠型或梯型或無規型倍半矽氧烷結構等。式中,R及R1 分別獨立地表示一價取代基。*表示結合鍵。
[化38]
具有所述基的重複單元例如可較佳地列舉:源自具有所述基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物的重複單元、或源自具有所述基與乙烯基的化合物的重複單元。
具有矽原子的重複單元較佳為具有倍半矽氧烷結構的重複單元,藉此於超微細(例如,線寬為50 nm以下)且剖面形狀為高縱橫比(例如,膜厚/線寬為3以上)的圖案的形成中,可顯現出非常優異的倒塌性能。
作為倍半矽氧烷結構,例如可列舉:籠型倍半矽氧烷結構、梯型倍半矽氧烷結構(階梯(ladder)型倍半矽氧烷結構)、無規型倍半矽氧烷結構等。其中,較佳為籠型倍半矽氧烷結構。
此處,所謂籠型倍半矽氧烷結構是指具有籠狀骨架的倍半矽氧烷結構。籠型倍半矽氧烷結構可為完全籠型倍半矽氧烷結構,亦可為不完全籠型倍半矽氧烷結構,較佳為完全籠型倍半矽氧烷結構。 另外,所謂梯型倍半矽氧烷結構是指具有梯狀骨架的倍半矽氧烷結構。 另外,所謂無規型倍半矽氧烷結構是指骨架無規的倍半矽氧烷結構。
所述籠型倍半矽氧烷結構較佳為下述式(S)所表示的矽氧烷結構。
[化39]
所述式(S)中,R表示一價有機基。存在多個的R可相同,亦可不同。
所述有機基並無特別限制,作為具體例可列舉:羥基、硝基、羧基、烷氧基、胺基、巰基、嵌段化巰基(例如,經醯基嵌段(保護)的巰基)、醯基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、矽烷基、乙烯基、可具有雜原子的烴基、含(甲基)丙烯酸基的基及含環氧基的基等。 作為所述可具有雜原子的烴基的雜原子,例如可列舉:氧原子、氮原子、硫原子、磷原子等。 作為所述可具有雜原子的烴基的烴基,例如可列舉:脂肪族烴基、芳香族烴基、或者將該些組合而成的基等。 所述脂肪族烴基可為直鏈狀、分支鏈狀、環狀的任一種。作為所述脂肪族烴基的具體例,可列舉:直鏈狀或分支狀的烷基(尤其是碳數1~30)、直鏈狀或分支狀的烯基(尤其是碳數2~30)、直鏈狀或分支狀的炔基(尤其是碳數2~30)等。 作為所述芳香族烴基,例如可列舉苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等碳數6~18的芳香族烴基等。
於樹脂(A)包含所述於側鏈具有矽原子的重複單元的情況下,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,於側鏈具有矽原子的重複單元的含量較佳為1莫耳%~30莫耳%,進而佳為5莫耳%~25莫耳%,進而更佳為5莫耳%~20莫耳%。
〔1-7〕樹脂(A)的合成 樹脂(A)可依據常法(例如自由基聚合)來合成。例如,作為一般的合成方法,可列舉:藉由使單體種及起始劑溶解於溶劑中,進行加熱來進行聚合的總括聚合法;歷時1小時~10小時於加熱溶劑中滴加添加單體種與起始劑的溶液的滴加聚合法等;較佳為滴加聚合法。
作為反應溶媒,例如可列舉:四氫呋喃、1,4-二噁烷、二異丙醚等醚類;甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類;乙酸乙酯等酯溶媒;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺溶劑;後述的丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、環己酮等將感光化射線性或感放射線性樹脂組成物溶解的溶媒等。更佳為以使用與感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所使用的溶劑相同的溶劑進行聚合為宜。藉此,可抑制保存時的顆粒的產生。
聚合反應較佳為於氮或氬等惰性氣體環境下進行。作為聚合起始劑,使用市售的自由基起始劑(偶氮系起始劑、過氧化物等)來引發聚合。作為自由基起始劑,較佳為偶氮系起始劑,較佳為具有酯基、氰基、羧基的偶氮系起始劑。作為較佳的起始劑,可列舉:偶氮雙異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、二甲基2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)等。視需要來追加、或者分割添加起始劑,反應結束後,投入至溶劑中,利用粉體或固形回收等方法來回收所需的聚合物。反應的濃度為5質量%~50質量%,較佳為10質量%~30質量%。
反應溫度通常為10℃~150℃,較佳為30℃~120℃,進而佳為60℃~100℃。
精製可應用以下的通常方法:藉由水洗或將適當的溶媒加以組合而去除殘留單量體或寡聚物成分的液液萃取法、僅將特定的分子量以下者萃取去除的超濾等溶液狀態下的精製方法;或將樹脂溶液滴加於貧溶媒中,而使樹脂於貧溶媒中凝固,藉此去除殘留單量體等的再沈澱法,或將過濾分離的樹脂漿料以貧溶媒進行清洗等固體狀態下的精製方法等。
樹脂(A)的重量平均分子量以藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)法的聚苯乙烯換算值計,較佳為1,000~200,000,進而佳為3,000~20,000,最佳為5,000~15,000。藉由將重量平均分子量設為1,000~200,000,可防止耐熱性或耐乾式蝕刻性的劣化,且可防止顯影性劣化、或黏度變高而導致製膜性劣化的情況。
樹脂(A)的重量平均分子量的尤佳的另一形態是以藉由GPC法的聚苯乙烯換算值計為3,000~9,500。藉由將重量平均分子量設為3,000~9,500,尤其抗蝕劑殘渣(以後,亦稱為「浮渣」)得到抑制,從而可形成更良好的圖案。
分散度(分子量分佈)使用通常為1~5,較佳為1~3、進而佳為1.2~3.0、尤佳為1.2~2.0的範圍者。分散度越小,解析度、抗蝕劑形狀越優異,且抗蝕劑圖案的側壁越光滑,粗糙性越優異。
於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,樹脂(A)的含量於總固體成分中較佳為50質量%~99.9質量%,更佳為60質量%~99.0質量%。 另外,於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,樹脂(A)可使用一種,亦可併用多種。
〔2〕藉由光化射線或放射線而產生酸的化合物(B) 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物較佳為含有藉由光化射線或放射線而產生酸的化合物(以下,亦稱為「光酸產生劑(PAG:Photo Acid Generator)」)。
光酸產生劑可為低分子化合物的形態,亦可為被組入至聚合物的一部分中的形態。另外,亦可併用低分子化合物的形態與被組入至聚合物的一部分中的形態。 於光酸產生劑為低分子化合物的形態的情況下,分子量較佳為3000以下,更佳為2000以下,進而佳為1000以下。 於光酸產生劑為被組入至聚合物的一部分中的形態的情況下,可被組入至樹脂(A)的一部分中,亦可被組入至與樹脂(A)不同的樹脂中。 於本發明中,光酸產生劑較佳為低分子化合物的形態。
作為光酸產生劑,只要為公知者則並無特別限定,較佳為藉由光化射線或放射線、較佳為電子束或極紫外線的照射而產生有機酸、例如磺酸、雙(烷基磺醯基)醯亞胺、或三(烷基磺醯基)甲基化物的至少任一種的化合物。
更佳為可列舉下述通式(ZI)、通式(ZII)、通式(ZIII)所表示的化合物。
[化40]
於所述通式(ZI)中, R201 、R202 及R203 分別獨立地表示有機基。 作為R201 、R202 及R203 的有機基的碳數,通常為1~30,較佳為1~20。 另外,R201 ~R203 中的兩個亦可鍵結而形成環結構,亦可於環內包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、羰基。作為R201 ~R203 中的兩個鍵結而形成的基,可列舉伸烷基(例如,伸丁基、伸戊基)。 Z- 表示非親核性陰離子(引起親核反應的能力明顯低的陰離子)。
作為非親核性陰離子,例如可列舉:磺酸根陰離子(脂肪族磺酸根陰離子、芳香族磺酸根陰離子、樟腦磺酸根陰離子等)、羧酸根陰離子(脂肪族羧酸根陰離子、芳香族羧酸根陰離子、芳烷基羧酸根陰離子等)、磺醯基醯亞胺陰離子、雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子、三(烷基磺醯基)甲基化物陰離子等。
脂肪族磺酸根陰離子及脂肪族羧酸根陰離子中的脂肪族部位可為烷基亦可為環烷基,較佳為可列舉碳數1~30的直鏈或分支的烷基及碳數3~30的環烷基。
作為芳香族磺酸根陰離子及芳香族羧酸根陰離子中的芳香族基,較佳為可列舉碳數6~14的芳基,例如苯基、甲苯基、萘基等。
所述所列舉的烷基、環烷基及芳基可具有取代基。作為該具體例,可列舉:硝基、氟原子等鹵素原子、羧基、羥基、胺基、氰基、烷氧基(較佳為碳數1~15)、環烷基(較佳為碳數3~15)、芳基(較佳為碳數6~14)、烷氧基羰基(較佳為碳數2~7)、醯基(較佳為碳數2~12)、烷氧基羰基氧基(較佳為碳數2~7)、烷硫基(較佳為碳數1~15)、烷基磺醯基(較佳為碳數1~15)、烷基亞胺基磺醯基(較佳為碳數1~15)、芳基氧基磺醯基(較佳為碳數6~20)、烷基芳基氧基磺醯基(較佳為碳數7~20)、環烷基芳基氧基磺醯基(較佳為碳數10~20)、烷基氧基烷基氧基(較佳為碳數5~20)、環烷基烷基氧基烷基氧基(較佳為碳數8~20)等。
關於各基所具有的芳基及環結構,可進而列舉烷基(較佳為碳數1~15)作為取代基。
作為芳烷基羧酸根陰離子中的芳烷基,較佳為可列舉碳數7~12的芳烷基,例如苄基、苯乙基、萘基甲基、萘基乙基、萘基丁基等。
作為磺醯基醯亞胺陰離子,例如可列舉糖精陰離子。
雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子、三(烷基磺醯基)甲基化物陰離子中的烷基較佳為碳數1~5的烷基。作為該些烷基的取代基,可列舉:鹵素原子、經鹵素原子取代的烷基、烷氧基、烷硫基、烷基氧基磺醯基、芳基氧基磺醯基、環烷基芳基氧基磺醯基等,較佳為氟原子或經氟原子取代的烷基。 另外,雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子中的烷基可彼此鍵結而形成環結構。藉此,酸強度增加。
作為其他非親核性陰離子,例如可列舉:氟化磷(例如,PF6 - )、氟化硼(例如,BF4 - )、氟化銻(例如,SbF6 - )等。
作為非親核性陰離子,較佳為磺酸的至少α位經氟原子取代的脂肪族磺酸根陰離子、經氟原子或具有氟原子的基取代的芳香族磺酸根陰離子、烷基經氟原子取代的雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子、烷基經氟原子取代的三(烷基磺醯基)甲基化物陰離子。作為非親核性陰離子,更佳為全氟脂肪族磺酸根陰離子(進而佳為碳數4~8)、具有氟原子的苯磺酸根陰離子,進而更佳為九氟丁磺酸根陰離子、全氟辛磺酸根陰離子、五氟苯磺酸根陰離子、3,5-雙(三氟甲基)苯磺酸根陰離子。
就酸強度的觀點而言,為了提高感度,較佳為產生酸的pKa為-1以下。
另外,作為非親核性陰離子,亦可列舉以下的通式(AN1)所表示的陰離子作為較佳態樣。
[化41]
式中, Xf分別獨立地表示氟原子、或經至少一個氟原子取代的烷基。 R1 、R2 分別獨立地表示氫原子、氟原子、或烷基,存在多個的情況下的R1 、R2 可分別相同亦可不同。 L表示二價的連結基,存在多個的情況下的L可相同亦可不同。 A表示環狀的有機基。 x表示1~20的整數,y表示0~10的整數,z表示0~10的整數。
對通式(AN1)更詳細地進行說明。 作為Xf的經氟原子取代的烷基中的烷基,較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~4。另外,Xf的經氟原子取代的烷基較佳為全氟烷基。 作為Xf,較佳為氟原子或碳數1~4的全氟烷基。作為Xf的具體例,可列舉:氟原子、CF3 、C2 F5 、C3 F7 、C4 F9 、CH2 CF3 、CH2 CH2 CF3 、CH2 C2 F5 、CH2 CH2 C2 F5 、CH2 C3 F7 、CH2 CH2 C3 F7 、CH2 C4 F9 、CH2 CH2 C4 F9 ,其中較佳為氟原子、CF3 。 尤佳為兩個Xf為氟原子。
R1 、R2 的烷基可具有取代基(較佳為氟原子),較佳為碳數1~4者。進而佳為碳數1~4的全氟烷基。作為R1 、R2 的具有取代基的烷基的具體例,可列舉:CF3 、C2 F5 、C3 F7 、C4 F9 、C5 F11 、C6 F13 、C7 F15 、C8 F17 、CH2 CF3 、CH2 CH2 CF3 、CH2 C2 F5 、CH2 CH2 C2 F5 、CH2 C3 F7 、CH2 CH2 C3 F7 、CH2 C4 F9 、CH2 CH2 C4 F9 ,其中較佳為CF3 。 作為R1 、R2 ,較佳為氟原子或CF3
x較佳為1~10,更佳為1~5。 y較佳為0~4,更佳為0。 z較佳為0~5,更佳為0~3。 作為L的二價連結基,並無特別限定,可列舉:-COO-、-OCO-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、伸烷基、伸環烷基、伸烯基或該些的多個連結而成的連結基等,較佳為總碳數12以下的連結基。其中,較佳為-COO-、-OCO-、-CO-、-O-,更佳為-COO-、-OCO-。
於所述通式(ANI)中,作為A以外的部分結構的組合,可列舉SO3- -CF2 -CH2 -OCO-、SO3- -CF2 -CHF-CH2 -OCO-、SO3- -CF2 -COO-、SO3- -CF2 -CF2 -CH2 -、SO3- -CF2 -CH(CF3 )-OCO-作為較佳者。
作為A的環狀的有機基,只要為具有環狀結構者,則並無特別限定,可列舉脂環基、芳基、雜環基(不僅包含具有芳香族性者,亦包含不具有芳香族性者)等。 作為脂環基,可為單環亦可為多環,較佳為環戊基、環己基、環辛基等單環的環烷基;降冰片基、三環癸烷基、四環癸烷基、四環十二烷基、金剛烷基等多環的環烷基。其中,就可抑制曝光後加熱步驟中的膜中擴散性、提高遮罩錯誤增強因子(mask error enhancement factor,MEEF)的觀點而言,較佳為降冰片基、三環癸烷基、四環癸烷基、四環十二烷基、金剛烷基等碳數7以上的具有大體積結構的脂環基。 作為芳基,可列舉苯環、萘環、菲環、蒽環。 作為雜環基,可列舉源自呋喃環、噻吩環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環、吡啶環的雜環基。其中,較佳為源自呋喃環、噻吩環、吡啶環的雜環基。
另外,作為環狀的有機基,亦可列舉內酯結構,作為具體例,可列舉下述通式(LC1-1)~通式(LC1-17)所表示的內酯結構。
[化42]
所述環狀的有機基亦可具有取代基,作為所述取代基,可列舉:烷基(可為直鏈、分支、環狀的任一種,較佳為碳數1~12)、環烷基(可為單環、多環、螺環的任一種,較佳為碳數3~20)、芳基(較佳為碳數6~14)、羥基、烷氧基、酯基、醯胺基、胺基甲酸酯基、脲基、硫醚基、磺醯胺基、磺酸酯基等。再者,構成環狀的有機基的碳(有助於形成環的碳)可為羰基碳。
再者,所述取代基於所述(LC1-1)~(LC1-17)中相當於Rb2 。另外,於所述(LC1-1)~(LC1-17)中,n2 表示0~4的整數。於n2 為2以上時,存在多個的Rb2 可相同亦可不同,另外,存在多個的Rb2 彼此亦可鍵結而形成環。
於通式(ZI)中,作為R201 、R202 及R203 的有機基,可列舉芳基、烷基、環烷基等。
R201 、R202 及R203 中,較佳為至少一個為芳基,更佳為三個全部為芳基。作為芳基,除了苯基、萘基等以外,亦可為吲哚殘基、吡咯殘基等雜芳基。作為R201 ~R203 的烷基及環烷基,較佳為可列舉碳數1~10的直鏈烷基或分支烷基、碳數3~10的環烷基。作為烷基,更佳為可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。作為環烷基,更佳為可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基等。
該些基亦可進而具有取代基。作為該取代基,可列舉:硝基、氟原子等鹵素原子、羧基、羥基、胺基、氰基、烷氧基(較佳為碳數1~15)、環烷基(較佳為碳數3~15)、芳基(較佳為碳數6~14)、烷氧基羰基(較佳為碳數2~7)、醯基(較佳為碳數2~12)、烷氧基羰基氧基(較佳為碳數2~7)等,但並不限定於該些取代基。
其次,對通式(ZII)、通式(ZIII)進行說明。 通式(ZII)、通式(ZIII)中,R204 ~R207 分別獨立地表示芳基、烷基或環烷基。
作為R204 ~R207 的芳基,較佳為苯基、萘基,進而佳為苯基。R204 ~R207 的芳基亦可為含有具有氧原子、氮原子、硫原子等的雜環結構的芳基。作為具有雜環結構的芳基的骨架,例如可列舉:吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩等。
作為R204 ~R207 中的烷基及環烷基,較佳為可列舉碳數1~10的直鏈烷基或分支烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基)、碳數3~10的環烷基(環戊基、環己基、降冰片基)。
R204 ~R207 的芳基、烷基、環烷基亦可具有取代基。作為R204 ~R207 的芳基、烷基、環烷基可具有的取代基,例如可列舉:烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~15)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基、苯硫基等。
另外,於通式(ZII)中,Z- 表示非親核性陰離子。具體而言,與通式(ZI)中作為Z- 說明的非親核性陰離子相同,較佳形態亦相同。
以下示出通式(ZI)~通式(ZIII)的具體例,但並不限定於此。
[化43]
於本發明中,就抑制因曝光而產生的酸向非曝光部中的擴散而使解析性良好的觀點而言,所述光酸產生劑可為藉由電子束或極紫外線的照射而產生體積為130 Å3 以上的大小的酸(更佳為磺酸)的化合物,更佳為產生體積為190 Å3 以上的大小的酸(更佳為磺酸)的化合物,進而佳為產生體積為270 Å3 以上的大小的酸(更佳為磺酸)的化合物,尤佳為產生體積為400 Å3 以上的大小的酸(更佳為磺酸)的化合物。其中,就感度或塗佈溶劑溶解性的觀點而言,所述體積較佳為2000 Å3 以下,進而佳為1500 Å3 以下。
所述體積的值是使用富士通股份有限公司製造的「WinMOPAC」而求出。即,首先輸入各例的酸的化學結構,其次將該結構作為初始結構,藉由使用MM3法的分子力場計算來確定各酸的最穩定立體構型,其後對該些最穩定立體構型進行使用PM3法的分子軌道計算,藉此可計算各酸的「佔有體積(accessible volume)」。
於本發明中,較佳為藉由光化射線或放射線的照射而產生以下所例示的酸的光酸產生劑。再者,對一部分例子標註體積的計算值(單位為Å3 )。再者,此處求出的計算值為質子鍵結於陰離子部的酸的體積值。
[化44]
[化45]
[化46]
作為光酸產生劑,可引用日本專利特開2014-41328號公報段落[0368]~段落[0377]、日本專利特開2013-228681號公報段落[0240]~段落[0262](對應的美國專利申請公開第2015/004533號說明書的[0339]),將該些內容組入至本申請案說明書中。另外,作為較佳的具體例,可列舉以下的化合物,但並不限定於該些具體例。
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
光酸產生劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。 以組成物的總固體成分為基準,光酸產生劑於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中的含量較佳為0.1質量%~50質量%,更佳為5質量%~50質量%,進而佳為8質量%~40質量%。尤其就兼顧電子束或極紫外線曝光時的高感度化、高解析性的方面而言,光酸產生劑的含有率較佳為高,進而佳為10質量%~40質量%,最佳為10質量%~35質量%。
〔3〕溶劑(C) 於使所述各成分溶解而製備感光化射線性或感放射線性樹脂組成物時,可使用溶劑。作為可使用的溶劑,例如可列舉:烷二醇單烷基醚羧酸酯、烷二醇單烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、碳數4~10的環狀內酯、碳數4~10的可含有環的單酮化合物、碳酸伸烷基酯、烷氧基乙酸烷基酯、丙酮酸烷基酯等有機溶劑。
作為烷二醇單烷基醚羧酸酯,例如可較佳地列舉:丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯。
作為烷二醇單烷基醚,例如可較佳地列舉:丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚。
作為乳酸烷基酯,例如可較佳地列舉:乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯。 作為烷氧基丙酸烷基酯,例如可較佳地列舉:3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯。
作為碳數4~10的環狀內酯,例如可較佳地列舉:β-丙內酯、β-丁內酯、γ-丁內酯、α-甲基-γ-丁內酯、β-甲基-γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己內酯、γ-辛內酯、α-羥基-γ-丁內酯。
作為碳數4~10的可含有環的單酮化合物,例如可較佳地列舉:2-丁酮、3-甲基丁酮、3,3-二甲基-2-丁酮(pinacolone)、2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4,4-二甲基-2-戊酮、2,4-二甲基-3-戊酮、2,2,4,4-四甲基-3-戊酮、2-己酮、3-己酮、5-甲基-3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2,6-二甲基-4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、4-癸酮、5-己烯-2-酮、3-戊烯-2-酮、環戊酮、2-甲基環戊酮、3-甲基環戊酮、2,2-二甲基環戊酮、2,4,4-三甲基環戊酮、環己酮、3-甲基環己酮、4-甲基環己酮、4-乙基環己酮、2,2-二甲基環己酮、2,6-二甲基環己酮、2,2,6-三甲基環己酮、環庚酮、2-甲基環庚酮、3-甲基環庚酮。
作為碳酸伸烷基酯,例如可較佳地列舉:碳酸伸丙酯、碳酸伸乙烯酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丁酯。 作為烷氧基乙酸烷基酯,例如可較佳地列舉乙酸-2-甲氧基乙酯、乙酸-2-乙氧基乙酯、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁酯、乙酸-1-甲氧基-2-丙酯。 作為丙酮酸烷基酯,例如可較佳地列舉:丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯。
作為可較佳地使用的溶劑,可列舉常溫常壓下沸點為130℃以上的溶劑。具體而言可列舉:環戊酮、γ-丁內酯、環己酮、乳酸乙酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸-2-乙氧基乙酯、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、碳酸伸丙酯。
於本發明中,可單獨使用所述溶劑,亦可併用兩種以上。 於本發明中,亦可使用將結構中含有羥基的溶劑與不含羥基的溶劑混合而成的混合溶劑作為有機溶劑。
作為含有羥基的溶劑,例如可列舉:乙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、乳酸乙酯等,該些中尤佳為丙二醇單甲醚、乳酸乙酯。
作為不含羥基的溶劑,例如可列舉:丙二醇單甲醚乙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、2-庚酮、γ-丁內酯、環己酮、乙酸丁酯、N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸等,該些中尤佳為丙二醇單甲醚乙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、2-庚酮、γ-丁內酯、環己酮、乙酸丁酯,最佳為丙二醇單甲醚乙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、2-庚酮。
含有羥基的溶劑與不含羥基的溶劑的混合比(質量)較佳為1/99~99/1,更佳為10/90~90/10,進而佳為20/80~60/40。就塗佈均勻性的方面而言,尤佳為含有50質量%以上的不含羥基的溶劑的混合溶劑。
溶劑較佳為含有丙二醇單甲醚乙酸酯的兩種以上的混合溶劑。
作為溶劑例如亦可使用日本專利特開2014-219664號公報的段落0013~段落0029中記載的溶媒。
〔4〕鹼性化合物(D) 為了減少自曝光至加熱為止的經時所致的性能變化,感光化射線性或感放射線性樹脂組成物較佳為含有鹼性化合物(D)。
作為鹼性化合物,較佳為可列舉具有下述式(A)~式(E)所表示的結構的化合物。
[化51]
通式(A)及通式(E)中,R200 、R201 及R202 可相同亦可不同,表示氫原子、烷基(較佳為碳數1~20)、環烷基(較佳為碳數3~20)或芳基(較佳為碳數6~20),此處,R201 與R202 亦可彼此鍵結而形成環。
關於所述烷基,作為具有取代基的烷基,較佳為碳數1~20的胺基烷基、碳數1~20的羥基烷基、或者碳數1~20的氰基烷基。 R203 、R204 、R205 及R206 可相同亦可不同,表示碳數為1個~20個的烷基。 該些通式(A)及通式(E)中的烷基更佳為未經取代。
作為較佳的化合物,可列舉胍、胺基吡咯啶、吡唑、吡唑啉、哌嗪、胺基嗎啉、胺基烷基嗎啉、哌啶等,作為進而佳的化合物,可列舉:具有咪唑結構、二氮雜雙環結構、鎓氫氧化物結構、鎓羧酸鹽結構、三烷基胺結構、苯胺結構或吡啶結構的化合物,具有羥基及/或醚鍵的烷基胺衍生物,具有羥基及/或醚鍵的苯胺衍生物等。
作為具有咪唑結構的化合物,可列舉:咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、苯并咪唑等。
作為具有二氮雜雙環結構的化合物,可列舉:1,4-二氮雜雙環[2,2,2]辛烷、1,5-二氮雜雙環[4,3,0]壬-5-烯、1,8-二氮雜雙環[5,4,0]十一-7-烯等。
作為具有鎓氫氧化物結構的化合物,可列舉:氫氧化三芳基鋶、氫氧化苯甲醯甲基鋶、具有2-氧代烷基的鋶氫氧化物,具體而言為氫氧化三苯基鋶、氫氧化三(第三丁基苯基)鋶、氫氧化雙(第三丁基苯基)錪、氫氧化苯甲醯甲基噻吩鎓、氫氧化-2-氧代丙基噻吩鎓等。
作為具有鎓羧酸鹽結構的化合物,為具有鎓氫氧化物結構的化合物的陰離子部成為羧酸鹽者,例如可列舉:乙酸鹽、金剛烷-1-羧酸鹽、全氟烷基羧酸鹽等。
作為具有三烷基胺結構的化合物,可列舉:三(正丁基)胺、三(正辛基)胺等。
作為苯胺化合物,可列舉:2,6-二異丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二丁基苯胺、N,N-二己基苯胺等。
作為具有羥基及/或醚鍵的烷基胺衍生物,可列舉:乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三(甲氧基乙氧基乙基)胺等。
作為具有羥基及/或醚鍵的苯胺衍生物,可列舉:N,N-雙(羥基乙基)苯胺等。
作為較佳的鹼性化合物,可進而列舉具有苯氧基的胺化合物、具有苯氧基的銨鹽化合物。
胺化合物可使用一級、二級、三級的胺化合物,較佳為至少一個烷基鍵結於氮原子的胺化合物。胺化合物更佳為三級胺化合物。關於胺化合物,只要至少一個烷基(較佳為碳數1~20)鍵結於氮原子,則除了烷基以外,環烷基(較佳為碳數3~20)或芳基(較佳為碳數6~12)亦可鍵結於氮原子。
另外,胺化合物較佳為於烷基鏈中具有氧原子且形成氧伸烷基。氧伸烷基的數量於分子內為1個以上,較佳為3個~9個,進而佳為4個~6個。氧伸烷基中亦較佳為氧伸乙基(-CH2 CH2 O-)或者氧伸丙基(-CH(CH3 )CH2 O-或-CH2 CH2 CH2 O-),進而佳為氧伸乙基。
銨鹽化合物可使用一級、二級、三級、四級的銨鹽化合物,較佳為至少一個烷基鍵結於氮原子的銨鹽化合物。關於銨鹽化合物,只要至少一個烷基(較佳為碳數1~20)鍵結於氮原子,則除了烷基以外,環烷基(較佳為碳數3~20)或芳基(較佳為碳數6~12)亦可鍵結於氮原子。
銨鹽化合物較佳為於烷基鏈中具有氧原子且形成氧伸烷基。氧伸烷基的數量於分子內為1個以上,較佳為3個~9個,進而佳為4個~6個。氧伸烷基中較佳為氧伸乙基(-CH2 CH2 O-)或者氧伸丙基(-CH(CH3 )CH2 O-或-CH2 CH2 CH2 O-),進而佳為氧伸乙基。
作為銨鹽化合物的陰離子,可列舉:鹵素原子、磺酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽等,其中較佳為鹵素原子、磺酸鹽。 作為鹵素原子,尤佳為氯化物、溴化物、碘化物,作為磺酸鹽,尤佳為碳數1~20的有機磺酸鹽。 作為有機磺酸鹽,可列舉碳數1~20的烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽。烷基磺酸鹽的烷基亦可具有取代基,作為取代基,例如可列舉:氟、氯、溴、烷氧基、醯基、芳基等。
作為烷基磺酸鹽,具體而言可列舉:甲磺酸鹽、乙磺酸鹽、丁磺酸鹽、己磺酸鹽、辛磺酸鹽、苄基磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、五氟乙磺酸鹽、九氟丁磺酸鹽等。 作為芳基磺酸鹽的芳基,可列舉:苯環、萘環、蒽環。
苯環、萘環、蒽環亦可具有取代基,作為取代基,較佳為碳數1~6的直鏈烷基或分支烷基、碳數3~6的環烷基。 作為直鏈烷基或分支烷基、環烷基,具體而言可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正己基、環己基等。 作為其他取代基,可列舉碳數1~6的烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基、醯基、醯基氧基等。
所謂具有苯氧基的胺化合物、具有苯氧基的銨鹽化合物,是指於與胺化合物或銨鹽化合物的烷基的氮原子為相反側的末端具有苯氧基者。苯氧基亦可具有取代基。作為苯氧基的取代基,例如可列舉:烷基、烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基、羧基、羧酸酯基、磺酸酯基、芳基、芳烷基、醯基氧基、芳基氧基等。取代基的取代位可為2位~6位的任意者。取代基的數量可於1~5的範圍內為任意者。
較佳為於苯氧基與氮原子之間具有至少一個氧伸烷基。氧伸烷基的數量於分子內為1個以上,較佳為3個~9個,進而佳為4個~6個。氧伸烷基中亦較佳為氧伸乙基(-CH2 CH2 O-)或者氧伸丙基(-CH(CH3 )CH2 O-或-CH2 CH2 CH2 O-),進而佳為氧伸乙基。
具有苯氧基的胺化合物可藉由以下方式獲得:對具有苯氧基的一級或二級胺與鹵代烷基醚進行加熱並使其反應後,添加氫氧化鈉、氫氧化鉀、四烷基銨等強鹼的水溶液,之後藉由乙酸乙酯、氯仿等有機溶劑進行萃取。或者,可藉由以下方式獲得:對一級或二級胺與末端具有苯氧基的鹵代烷基醚進行加熱並使其反應後,添加氫氧化鈉、氫氧化鉀、四烷基銨等強鹼的水溶液,之後藉由乙酸乙酯、氯仿等有機溶劑進行萃取。
(具有質子受體性官能基,且藉由光化射線或放射線的照射而分解並產生質子受體性降低、消失、或者由質子受體性變化為酸性的化合物的化合物(PA)) 本發明的組成物亦可進而包含如下化合物〔以下亦稱為化合物(PA)〕作為鹼性化合物,所述化合物具有質子受體性官能基,且藉由光化射線或放射線的照射而分解並產生質子受體性降低、消失、或者由質子受體性變化為酸性的化合物。
所謂質子受體性官能基是指可與質子靜電性地相互作用的基或者具有電子的官能基,例如是指環狀聚醚等具有巨環結構的官能基、或包含具有無助於π共軛的非共價電子對的氮原子的官能基。所謂具有無助於π共軛的非共價電子對的氮原子,例如是指具有下述通式表示的部分結構的氮原子。
[化52]
作為質子受體性官能基的較佳的部分結構,例如可列舉:冠醚、氮雜冠醚、一級胺~三級胺、吡啶、咪唑、吡嗪結構等。
化合物(PA)藉由光化射線或放射線的照射而分解並產生質子受體性降低、消失、或者由質子受體性變化為酸性的化合物。此處,所謂質子受體性的降低、消失、或者由質子受體性向酸性的變化,是指由於在質子受體性官能基上加成質子而引起的質子受體性的變化,具體而言,是指由具有質子受體性官能基的化合物(PA)與質子來生成質子加成體時,其化學平衡中的平衡常數減少。
作為化合物(PA)的具體例,例如可列舉下述化合物。進而,作為化合物(PA)的具體例,例如可引用日本專利特開2014-41328號公報的段落0421~段落0428、日本專利特開2014-134686號公報的段落0108~段落0116中記載的化合物,將該些內容組入至本說明書中。
[化53]
[化54]
[化55]
該些鹼性化合物可單獨使用或一同使用兩種以上。 以感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的固體成分為基準,鹼性化合物的使用量通常為0.001質量%~10質量%,較佳為0.01質量%~5質量%。
光酸產生劑與鹼性化合物於組成物中的使用比例較佳為光酸產生劑/鹼性化合物(莫耳比)=2.5~300。即,就感度、解析度的方面而言,莫耳比較佳為2.5以上,就抑制曝光後直至加熱處理為止的經時下的抗蝕劑圖案的粗度所致的解析度的降低的方面而言,莫耳比較佳為300以下。光酸產生劑/鹼性化合物(莫耳比)更佳為5.0~200,進而佳為7.0~150。
作為鹼性化合物,例如可使用日本專利特開2013-11833號公報的段落0140~段落0144中記載的化合物(胺化合物、含醯胺基的化合物、脲化合物、含氮雜環化合物等)。
〔5〕疏水性樹脂(A') 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可具有與所述樹脂(A)不同的疏水性樹脂(A')。 疏水性樹脂較佳為以偏向存在於抗蝕劑膜的表面的方式設計,但與界面活性劑不同,未必需要於分子內具有親水基,可無助於將極性物質/非極性物質均勻地混合。 作為添加疏水性樹脂的效果,可列舉:抗蝕劑膜表面對於水的靜態接觸角/動態接觸角的控制、逸氣的抑制等。
就偏向存在於膜表層的觀點而言,疏水性樹脂較佳為具有「氟原子」、「矽原子」、及「樹脂的側鏈部分中所含的CH3 部分結構」的任一種以上,進而佳為具有兩種以上。另外,所述疏水性樹脂較佳為含有碳數5以上的烴基。該些基可包含於樹脂的主鏈中,亦可於側鏈進行取代。
於疏水性樹脂包含氟原子及/或矽原子的情況下,疏水性樹脂中的所述氟原子及/或矽原子可包含於樹脂的主鏈中,亦可包含於側鏈中。
於疏水性樹脂包含氟原子的情況下,較佳為含有具有氟原子的烷基、具有氟原子的環烷基、或具有氟原子的芳基作為具有氟原子的部分結構的樹脂。
具有氟原子的烷基(較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~4)為至少一個氫原子經氟原子取代的直鏈烷基或分支烷基,亦可進而具有氟原子以外的取代基。 具有氟原子的環烷基為至少一個氫原子經氟原子取代的單環或多環的環烷基,亦可進而具有氟原子以外的取代基。 作為具有氟原子的芳基,可列舉苯基、萘基等芳基的至少一個氫原子經氟原子取代的芳基,亦可進而具有氟原子以外的取代基。 作為具有氟原子或矽原子的重複單元的例子,可列舉US2012/0251948A1的段落0519中所例示者。
另外,如上所述,疏水性樹脂亦較佳為於側鏈部分包含CH3 部分結構。 此處,於疏水性樹脂中的側鏈部分所具有的CH3 部分結構中包含乙基、丙基等所具有的CH3 部分結構。 另一方面,直接鍵結於疏水性樹脂的主鏈的甲基(例如,具有甲基丙烯酸結構的重複單元的α-甲基)因主鏈的影響而導致對疏水性樹脂偏向存在於表面的貢獻小,因此設為不包含於本發明中的CH3 部分結構中者。
關於疏水性樹脂,可參考日本專利特開2014-010245號公報的[0348]~[0415]的記載,將該些內容組入至本申請案說明書中。
再者,作為疏水性樹脂,此外亦可較佳地使用日本專利特開2011-248019號公報、日本專利特開2010-175859號公報、日本專利特開2012-032544號公報中記載的疏水性樹脂。
〔6〕界面活性劑(F) 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物可進而包含界面活性劑(F)。藉由含有界面活性劑,於使用波長為250 nm以下、尤其是220 nm以下的曝光光源的情況下,可形成感度及解析度、密接性良好及顯影缺陷更少的圖案。
作為界面活性劑,尤佳為使用氟系及/或矽系界面活性劑。
作為氟系及/或矽系界面活性劑,例如可列舉美國專利申請公開第2008/0248425號說明書的[0276]中記載的界面活性劑。另外,亦可使用:艾福拓(Eftop)EF301或EF303(新秋田化成(股)製造);弗拉德(Fluorad)FC430、431或4430(住友3M(股)製造);美佳法(Megafac)F171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120或R08(迪愛生(DIC)(股)製造);沙福隆(Surflon)S-382、SC101、102、103、104、105或106(旭硝子(股)製造);特洛伊索爾(Troysol)S-366(特洛伊化學品(Troy Chemical)(股)製造);GF-300或GF-150(東亞合成化學(股)製造)、沙福隆(Surflon)S-393(清美化學(Seimi Chemical)(股)製造);艾福拓(Eftop)EF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802或EF601(三菱材料電子化成(JEMCO)(股)製造);PF636、PF656、PF6320或PF6520(歐諾法(OMNOVA)公司製造);或FTX-204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D或222D(尼歐斯(Neos)(股)製造)。再者,亦可使用聚矽氧烷聚合物KP-341(信越化學工業(股)製造)作為矽系界面活性劑。
另外,除了如上所示的公知者以外,界面活性劑亦可使用藉由短鏈聚合(telomerization)法(亦稱為短鏈聚合物(telomer)法)或低聚合(oligomerization)法(亦稱為寡聚物(oligomer)法)來製造的氟脂肪族化合物來合成。具體而言,亦可使用具備由該氟脂肪族化合物所衍生的氟脂肪族基的聚合物作為界面活性劑。該氟脂肪族化合物例如可藉由日本專利特開2002-90991號公報中記載的方法來合成。
另外,亦可使用美國專利申請公開第2008/0248425號說明書的[0280]中記載的氟系及/或矽系以外的界面活性劑。
該些界面活性劑可單獨使用一種亦可組合使用兩種以上。
於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物包含界面活性劑的情況下,以組成物的總固體成分為基準,界面活性劑的含量較佳為0質量%~2質量%,更佳為0.0001質量%~2質量%,進而佳為0.0005質量%~1質量%。
〔7〕其他添加劑 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物可進而包含溶解阻止化合物、染料、塑化劑、光增感劑、光吸收劑、及/或促進對顯影液的溶解性的化合物(例如,分子量為1000以下的苯酚化合物、或包含羧基的脂環族或者脂肪族化合物)。
感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可進而包含溶解阻止化合物。此處,所謂「溶解阻止化合物」是指藉由酸的作用而分解且於有機系顯影液中的溶解度減小的、分子量3000以下的化合物。
<上層膜(頂塗膜)> 於本發明的圖案形成方法中,亦可於抗蝕劑膜的上層形成上層膜(頂塗膜)。 上層膜較佳為不與抗蝕劑膜混合,進而可均勻地塗佈於抗蝕劑膜上層。
關於上層膜,並無特別限定,可藉由先前公知的方法形成先前公知的上層膜,例如可基於日本專利特開2014-059543號公報的段落0072~段落0082的記載而形成上層膜。
上層膜亦可使用上層膜形成用組成物來形成。作為樹脂,除了日本專利特開2014-059543號公報的段落0072中所記載的聚合物以外,上層膜形成用組成物亦可使用疏水性樹脂等。
上層膜形成用組成物可含有的疏水性樹脂亦可為與感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中可包含的疏水性樹脂(例如,所述疏水性樹脂(A'))相同的樹脂。
疏水性樹脂可參考日本專利特開2013-61647號公報的[0017]~[0023](對應的美國公開專利公報2013/244438號的[0017]~[0023])、及日本專利特開2014-56194號公報的[0016]~[0165]的記載,將該些內容組入至本申請案說明書中。
上層膜形成用組成物較佳為包含含有具有芳香環的重複單元的樹脂。藉由含有具有芳香環的重複單元,尤其於電子束或EUV曝光時,二次電子的產生效率、及源自藉由光化射線或放射線而產生酸的化合物的酸產生效率變高,於圖案形成時可期待高感度化、高解析化的效果。
上層膜形成用組成物中可包含的樹脂的重量平均分子量較佳為3000~100000,進而佳為3000~30000,最佳為5000~20000。上層膜形成用組成物中的該樹脂的調配量於總固體成分中較佳為50質量%~99.9質量%,更佳為60質量%~99.0質量%,進而佳為70質量%~99.7質量%,進而更佳為80質量%~99.5質量%。
於上層膜形成用組成物(頂塗組成物)包含多種樹脂的情況下,較佳為包含至少一種具有氟原子及/或矽原子的樹脂(XA)。
關於樹脂(XA)中所含有的氟原子及矽原子的含量的較佳範圍,包含氟原子及/或矽原子的重複單元於樹脂(XA)中較佳為10質量%~100質量%,進而佳為10莫耳%~99莫耳%,更佳為20莫耳%~80莫耳%。
另外,上層膜形成用組成物更佳為包含具有氟原子及/或矽原子的樹脂(XA)的至少一種、以及氟原子及/或矽原子的含有率小於樹脂(XA)的樹脂(XB)。藉此,於形成上層膜時,樹脂(XA)偏向存在於上層膜的表面,因此可改良顯影特性或浸漬液追隨性等性能。
以上層膜形成用組成物中所含的總固體成分為基準,樹脂(XA)的含量較佳為0.01質量%~30質量%,更佳為0.1質量%~10質量%,進而佳為0.1質量%~8質量%,尤佳為0.1質量%~5質量%。以上層膜形成用組成物中所含的總固體成分為基準,樹脂(XB)的含量較佳為50.0質量%~99.9質量%,更佳為60質量%~99.9質量%,進而佳為70質量%~99.9質量%,尤佳為80質量%~99.9質量%。
作為樹脂(XB),較佳為實質上並不含有氟原子及矽原子的形態,於該情況下,具體而言,相對於樹脂(XB)中的所有重複單元,具有氟原子的重複單元及具有矽原子的重複單元的合計的含量較佳為0莫耳%~20莫耳%,更佳為0莫耳%~10莫耳%,進而佳為0莫耳%~5莫耳%,尤佳為0莫耳%~3莫耳%,理想的是0莫耳%,即並不含有氟原子及矽原子。
另外,上層膜形成用組成物較佳為包含含有至少一種選自由醚鍵、硫醚鍵、羥基、硫醇基、羰基鍵及酯鍵所組成的群組中的基或鍵的化合物。
進而,上層膜形成用組成物亦可包含光酸產生劑。作為光酸產生劑,可使用與感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中可含的光酸產生劑(例如,所述光酸產生劑(B))相同的光酸產生劑。
上層膜形成用組成物較佳為將各成分溶解於溶劑中並進行過濾器過濾。作為過濾器,較佳為細孔徑為0.1 μm以下,更佳為0.05 μm以下,進而佳為0.03 μm以下的聚四氟乙烯製、聚乙烯製、尼龍製的過濾器。再者,亦可將多種過濾器串聯連接或並聯連接而使用。另外,亦可對組成物進行多次過濾,進行多次過濾的步驟可為循環過濾步驟。進而,於過濾器過濾的前後亦可對組成物進行脫氣處理等。上層膜形成用組成物較佳為並不包含金屬等雜質。作為該些材料中所含的金屬成分的含量,較佳為10 ppm以下,更佳為5 ppm以下,進而佳為1 ppm以下,尤佳為實質上並不包含(為測定裝置的檢測極限以下)。
於所述曝光步驟中,於將曝光設為液浸曝光的情況下,上層膜亦作為配置於感光化射線性或感放射線性膜與浸漬液之間且使感光化射線性或感放射線性膜並不直接與浸漬液接觸的層發揮功能。於該情況下,作為上層膜(上層膜形成用組成物)所較佳地具有的特性,為對感光化射線性或感放射線性膜的塗佈適性、對放射線尤其是193 nm的透明性、對浸漬液(較佳為水)的難溶性。另外,上層膜較佳為並不與感光化射線性或感放射線性膜混合,進而可均勻地塗佈於感光化射線性或感放射線性膜的表面。
再者,為了將上層膜形成用組成物並不溶解感光化射線性或感放射線性膜地均勻地塗佈於感光化射線性或感放射線性膜的表面,上層膜形成用組成物較佳為含有並不溶解感光化射線性或感放射線性膜的溶劑。作為並不溶解感光化射線性或感放射線性膜的溶劑,進而佳為使用與含有有機溶劑的顯影液(有機系顯影液)不同的成分的溶劑。
上層膜形成用組成物的塗佈方法並無特別限定,可使用先前公知的旋塗法、噴霧法、輥塗法、浸漬法等。
上層膜的膜厚並無特別限制,就對曝光光源的透明性的觀點而言,通常以5 nm~300 nm、較佳為10 nm~300 nm、更佳為20 nm~200 nm、進而佳為30 nm~100 nm的厚度形成。 於形成上層膜後,視需要對基板進行加熱(預烘烤(PreBake,PB))。 就解析性的觀點而言,上層膜的折射率較佳為接近感光化射線性或感放射線性膜的折射率。
上層膜較佳為不溶於浸漬液,更佳為不溶於水。 關於上層膜的後退接觸角,就浸漬液追隨性的觀點而言,浸漬液對於上層膜的後退接觸角(23℃)較佳為50度~100度,更佳為80度~100度。
於液浸曝光中,需要浸漬液追隨使曝光頭高速地於晶圓上進行掃描並形成曝光圖案的動作而於晶圓上移動,因此於動態狀態下的浸漬液對於感光化射線性或感放射線性膜的接觸角變得重要,為了獲得更良好的抗蝕劑性能,較佳為具有所述範圍的後退接觸角。
<著色硬化性樹脂組成物> 其次,對本發明的圖案形成方法中使用的著色硬化性樹脂組成物進行詳細說明。著色硬化性樹脂組成物可於彩色濾光片用的抗蝕劑(以下,亦稱為「彩色抗蝕劑」)中使用。
作為彩色抗蝕劑,具體而言可較佳地使用富士軟片股份有限公司製造的RGB5000系列/6000系列(商品名)、CMY3000系列(商品名)。另外,可參照日本專利5274680號、日本專利5283747號、日本專利05334624號、日本專利05339781號、日本專利05340102號、日本專利05344843號、日本專利5355069號、日本專利5367060號、日本專利5371313號、日本專利5371449號、日本專利5374189號、日本專利5398586號、日本專利5448352號、日本專利5448416號的各公報中所揭示者,引用至本說明書中而加以併入。
以下,對彩色濾光片的形成材料與形成方法的一例進行詳細說明。
彩色濾光片的各畫素可使下述的著色硬化性樹脂組成物硬化而形成。作為著色硬化性樹脂組成物,可列舉含有鹼可溶性樹脂、聚合性化合物、聚合起始劑、及著色劑的著色硬化性樹脂組成物。
〔1〕鹼可溶性樹脂 作為鹼可溶性樹脂,較佳為於分子中具有至少一個促進鹼可溶性的基。就耐熱性的觀點而言,較佳為聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂。就顯影性控制的觀點而言,較佳為丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂。作為促進鹼可溶性的基(以下,亦稱為酸性基),例如可列舉羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等。較佳為於溶媒中可溶且可藉由弱鹼性水溶液顯影者,可列舉(甲基)丙烯酸作為尤佳者。該些酸性基可僅為一種,亦可為兩種以上。
作為鹼可溶性樹脂,較佳為於主鏈或側鏈具有羧基的聚合物。具體而言,可列舉:甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化馬來酸共聚物、酚醛清漆型樹脂等鹼可溶性酚樹脂等、以及於側鏈具有羧酸的酸性纖維素衍生物、於具有羥基的聚合物加成酸酐而成者。尤佳為(甲基)丙烯酸、和可與其共聚的其他單量體的共聚物。作為可與(甲基)丙烯酸共聚的其他單量體,可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯基化合物等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸甲苯基酯、(甲基)丙烯酸萘基酯、(甲基)丙烯酸環己酯等,作為乙烯基化合物可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯基酯、N-乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸四氫糠基酯、聚苯乙烯大分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體等,作為日本專利特開平10-300922號公報中記載的N位取代馬來醯亞胺單體,可列舉N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。
鹼可溶性樹脂亦較佳為具有聚合性基。作為聚合性基,可例示乙烯性不飽和鍵結性基。具體而言較佳為(甲基)丙烯醯基及乙烯基,進而佳為(甲基)丙烯醯基。丙烯酸系聚合物較佳為具有源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺的任一種以上的重複單元的乙烯基聚合物。
聚合性的鹼可溶性樹脂的合成可基於日本專利特開2003-262958號公報的段落編號0027~段落編號0057中記載的合成方法來進行。其中,較佳為利用該公報中的合成方法1。作為其例示化合物,可參照所述日本專利特開2003-262958號公報的段落編號0058~段落編號0061中記載的化合物,且併入至本說明書中。作為具體的化合物例,可列舉下述化合物(樹脂P-1)(重量平均分子量:14000)。
[化56]
鹼可溶性樹脂亦較佳為下述式的聚合物。
[化57]
LX1 表示單鍵或連結基。連結基的例子可列舉所述連結基L。其中,較佳為單鍵。 RX1 、RY1 為氫原子、甲基、乙基、丙基、或氰基,較佳為氫原子或甲基。 RA 為酸性基。其較佳者與所述為相同含義。
RY2 表示取代基,其中較佳為烷基(較佳為碳數1~12,更佳為1~6,尤佳為1~3)、芳基(較佳為碳數6~22,更佳為6~14,尤佳為6~10)、芳烷基(較佳為碳數7~23,更佳為7~15,尤佳為7~11)。該些基可進而具有取代基,作為進一步的取代基,可列舉羥基、羧基等。
nx、ny為莫耳分率,nx+ny可未滿1(為可具有其他重複單元的意思),較佳為1。nx的下限較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,尤佳為0.2以上。上限較佳為0.7以下,更佳為0.6以下,尤佳為0.5以下。ny的下限較佳為0.3以上,更佳為0.4以上,尤佳為0.6以上。上限較佳為0.9以下,更佳為0.8以下。
鹼可溶性樹脂較佳為於23℃下可溶於0.1質量%以上的濃度的氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液。進而佳為可溶於1質量%以上的TMAH水溶液,進而更佳為可溶於2質量%以上的TMAH水溶液。
鹼可溶性樹脂的酸價較佳為30 mgKOH/g~200 mgKOH/g,進而佳為70 mgKOH/g~120 mgKOH/g。藉由設為此種範圍,可有效地減少未曝光部的顯影殘渣。
鹼可溶性樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳為2000~50000,特佳為7000~20000。
相對於著色硬化性樹脂組成物的總固體成分,鹼可溶性樹脂的含量較佳為10質量%~50質量%,更佳為15質量%~40質量%,尤佳為20質量%~35質量%。
鹼可溶性樹脂可單獨使用一種亦可組合使用兩種以上。
〔2〕聚合性化合物 聚合性化合物只要為於分子內具有聚合性基的化合物即可,其中較佳為具有乙烯性不飽和雙鍵的單體(以下,有時稱為「特定單體」)。特定單體較佳為多官能的單體。
特定單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
特定單體較佳為(甲基)丙烯酸酯單體。作為該些的具體的化合物,於本實施形態中亦可較佳地使用日本專利特開2009-288705號公報的段落編號0095~段落編號0108中所記載的化合物。特定單體進而佳為下述式(MO-1)~式(MO-6)所表示的單體。
[化58]
式中,n分別為0~14,m分別為1~8。於一分子內存在多個的R、T及Z可分別相同亦可不同。於T為氧伸烷基的情況下,碳原子側的末端與R鍵結。R中的至少一個為聚合性基。
n較佳為0~5,更佳為1~3。
m較佳為1~5,更佳為1~3。
作為所述式(MO-1)~式(MO-6)所表示的聚合性化合物的具體例,於本實施形態中亦可較佳地使用日本專利特開2007~269779號公報的段落編號0248~段落編號0251中所記載的化合物。
其中,作為聚合性化合物,較佳為二季戊四醇三丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-330;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-320;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-310;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)DPHA,日本化藥股份有限公司製造)、及該些的(甲基)丙烯醯基介隔乙二醇殘基、丙二醇殘基的結構、或二甘油環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改質(甲基)丙烯酸酯(市售品為M-460;東亞合成製造)。亦可使用該些的寡聚物類型。
聚合性化合物的分子量並無特別限定,較佳為300以上且1500以下,更佳為400以上且700以下。
相對於組成物中的總固體成分,聚合性化合物的含有率較佳為1質量%~50質量%的範圍,更佳為3質量%~40質量%的範圍,進而佳5質量%~30質量%的範圍。若為該範圍內,則不會使折射率或透明性過度降低,硬化性良好,因此較佳。聚合性化合物可單獨使用一種亦可組合使用兩種以上。
〔3〕聚合起始劑 光聚合起始劑並無特別限制,可自公知的光聚合起始劑中適宜選擇。例如,較佳為對自紫外區域至可見區域的光線具有感光性的化合物。光聚合起始劑較佳為光自由基聚合起始劑。另外,光聚合起始劑較佳為含有至少一種於約300 nm~800 nm(更佳為330 nm~500 nm)的範圍內具有至少約50的莫耳吸光係數的化合物。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:鹵化烴衍生物(例如,具有三嗪骨架者、具有噁二唑骨架者等)、醯基氧化膦等醯基膦化合物、六芳基聯咪唑、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚、胺基苯乙酮化合物、羥基苯乙酮等。作為具有三嗪骨架的鹵化烴化合物,例如可列舉:若林等人著的「日本化學會誌(Bull.Chem.Soc.Japan)」(42,2924(1969))記載的化合物、英國專利1388492號說明書記載的化合物、日本專利特開昭53-133428號公報中記載的化合物、德國專利3337024號說明書記載的化合物、F.C.舍費爾(F.C.Schaefer)著的「有機化學期刊(J.Org.Chem.)」(29,1527(1964))記載的化合物、日本專利特開昭62-58241號公報中記載的化合物、日本專利特開平5-281728號公報中記載的化合物、日本專利特開平5-34920號公報中記載的化合物、美國專利第4212976號說明書中所記載的化合物等。
就曝光感度的觀點而言,光聚合起始劑較佳為選自由三鹵代甲基三嗪化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三烯丙基咪唑二聚物、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、環戊二烯-苯-鐵錯合物、鹵代甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物所組成的群組中的化合物。作為α-胺基酮化合物的例子,可列舉:2-甲基-1-苯基-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(己基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-乙基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮等。作為α-胺基酮化合物的市售品,可列舉豔佳固(IRGACURE)907、豔佳固(IRGACURE)369、及豔佳固(IRGACURE)379(商品名;均為巴斯夫(BASF)公司製造)等。作為α-羥基酮化合物的市售品,可列舉豔佳固(IRGACURE)184、達羅卡(DAROCUR)1173、豔佳固(IRGACURE)500、豔佳固(IRGACURE)2959、豔佳固(IRGACURE)127(商品名;均為巴斯夫(BASF)公司製造)等。作為醯基膦化合物的市售品,可列舉豔佳固(IRGACURE)819或豔佳固(IRGACURE)TPO(商品名;均為巴斯夫(BASF)公司製造)。
光聚合起始劑亦較佳為使用肟化合物。作為肟化合物的具體例,可使用日本專利特開2001-233842號公報記載的化合物、日本專利特開2000-80068號公報記載的化合物、日本專利特開2006-342166號公報記載的化合物、日本專利特開2016-21012號公報中記載的化合物。
作為可較佳地使用的肟化合物,例如可列舉:3-苯甲醯基氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯基氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯基氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯基氧基)亞胺基丁烷-2-酮、及2-乙氧基羰基氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。另外,亦可列舉「英國化學會志-普爾金會刊II(J. C. S. Perkin II)」((1979年)第1653-1660頁)、「英國化學會志-普爾金會刊II(J. C. S. Perkin II)」((1979年)第156-162頁)、「光聚合物科學與技術期刊(Journal of Photopolymer Science and Technology)」((1995年)第202-232頁)、日本專利特開2000-66385號公報中記載的化合物、日本專利特開2000-80068號公報、日本專利特表2004-534797號公報、日本專利特開2006-342166號公報的各公報中記載的化合物等。市售品中亦可較佳地使用豔佳固(IRGACURE)OXE01、豔佳固(IRGACURE)OXE02、豔佳固(IRGACURE)-OXE03、豔佳固(IRGACURE)-OXE04(以上,巴斯夫(BASF)公司製造)。另外,可使用TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO., LTD)製造)、艾迪科阿克魯茲(Adeka Arkls)NCI-930(艾迪科(ADEKA)(股)製造)、艾迪科歐普托瑪(Adeka Optomer)N-1919(艾迪科(ADEKA)(股)製造,日本專利特開2012-14052號公報中記載的光聚合起始劑2)。
另外,作為所述記載以外的肟化合物,亦可使用於咔唑N位連結有肟的日本專利特表2009-519904號公報中記載的化合物、於二苯甲酮部位導入有雜取代基的美國專利第7626957號公報中記載的化合物、於色素部位導入有硝基的日本專利特開2010-15025號公報及美國專利公開2009-292039號公報中記載的化合物、國際公開WO2009-131189號公報中記載的酮肟化合物、於同一分子內含有三嗪骨架與肟骨架的美國專利7556910號公報中記載的化合物、於405 nm下具有最大吸收且對g射線光源具有良好的感度的日本專利特開2009-221114號公報記載的化合物、日本專利特開2014-137466號公報的段落編號0076~段落編號0079中記載的化合物等。
較佳為例如可參考日本專利特開2013-29760號公報的段落編號0274~段落編號0275,並將該內容組入至本說明書中。
具體而言,作為肟化合物,較佳為下述式(OX-1)所表示的化合物。肟化合物可為肟的N-O鍵為(E)體的肟化合物,亦可為肟的N-O鍵為(Z)體的肟化合物,還可為(E)體與(Z)體的混合物。
[化59]
式(OX-1)中,R及B分別獨立地表示一價取代基,A表示二價有機基,Ar表示芳基。
式(OX-1)中,作為R所表示的一價取代基,較佳為一價的非金屬原子團。
作為一價的非金屬原子團,可列舉:烷基、芳基、醯基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、雜環基、烷硫基羰基、芳硫基羰基等。另外,該些基亦可具有一個以上的取代基。另外,所述取代基亦可進而經其他取代基取代。
作為取代基,可列舉:鹵素原子、芳基氧基、烷氧基羰基或芳基氧基羰基、醯基氧基、醯基、烷基、芳基等。
式(OX-1)中,作為B所表示的一價取代基,較佳為芳基、雜環基、芳基羰基、或雜環羰基。該些基亦可具有一個以上的取代基。取代基可例示所述取代基。
式(OX-1)中,作為A所表示的二價有機基,較佳為碳數1~12的伸烷基、伸環烷基、伸炔基。該些基亦可具有一個以上的取代基。取代基可例示所述取代基。
光聚合起始劑例如亦可使用具有茀環的肟化合物。作為具有茀環的肟化合物的具體例,可列舉日本專利特開2014-137466號公報中記載的化合物。將該內容組入至本說明書中。
光聚合起始劑例如亦可使用具有氟原子的肟化合物。作為具有氟原子的肟化合物的具體例,可列舉日本專利特開2010-262028號公報中記載的化合物、日本專利特表2014-500852號公報中記載的化合物24、化合物36~化合物40、日本專利特開2013-164471號公報中記載的化合物(C-3)等。將該內容組入至本說明書中。
光聚合起始劑例如可使用具有硝基的肟化合物。具有硝基的肟化合物亦較佳為二聚物。作為具有硝基的肟化合物的具體例,可列舉日本專利特開2013-114249號公報的段落編號0031~段落編號0047、日本專利特開2014-137466號公報的段落編號0008~段落編號0012、段落編號0070~段落編號0079中所記載的化合物、日本專利4223071號公報的段落編號0007~段落編號0025中所記載的化合物、艾迪科阿克魯茲(Adeka Arkls)NCI-831(艾迪科(ADEKA)(股)製造)。
光聚合起始劑例如亦可使用具有苯并呋喃骨架的肟化合物。作為具體例,可列舉國際公開WO2015/036910號公報中所記載的OE-01~OE-75。
以下示出可較佳地使用的肟化合物的具體例,但並不限定於該些具體例。
[化60]
[化61]
肟化合物較佳為於350 nm~500 nm的波長區域具有最大吸收波長的化合物,更佳為於360 nm~480 nm的波長區域具有最大吸收波長的化合物,特佳為365 nm及405 nm的吸光度高的化合物。
就感度的觀點而言,肟化合物的365 nm或405 nm下的莫耳吸光係數較佳為1,000~300,000,更佳為2,000~300,000,特佳為5,000~200,000。化合物的莫耳吸光係數的測定可使用公知的方法,具體而言,例如較佳為藉由紫外可見分光光度計(瓦里安(Varian)公司製造的凱里-5分光光度計(Cary-5 spectrophotometer))且使用乙酸乙酯溶媒並於0.01 g/L的濃度下進行測定。
光聚合起始劑亦較佳為包含肟化合物與α-胺基酮化合物。藉由併用兩者,顯影性提高,容易形成矩形性優異的圖案。於併用肟化合物與α-胺基酮化合物的情況下,相對於肟化合物100質量份,α-胺基酮化合物較佳為50質量份~600質量份,更佳為150質量份~400質量份。
相對於著色硬化性樹脂組成物的總固體成分,光聚合起始劑的含量較佳為0.1質量%~50質量%,更佳為0.5質量%~30質量%,進而佳為1質量%~20質量%。於該範圍內可獲得更良好的感度與圖案形成性。著色硬化性樹脂組成物可僅包含一種光聚合起始劑,亦可包含兩種以上。於包含兩種以上的情況下,較佳為其合計量成為所述範圍。
〔4〕著色劑 著色劑並無特別限定,可使用各種染料或顏料。例如亦可使用形成彩色濾光片的彩色畫素的紅色、洋紅色、黃色、藍色、靛青色及綠色等彩色系的著色劑(彩色著色劑)、及黑色矩陣形成用途中通常使用的黑色系的著色劑(黑色著色劑)的任一種。本實施形態中,著色劑較佳為選自紅色、洋紅色、黃色、藍色、靛青色及綠色中的至少一種。
作為無機顏料,可列舉金屬氧化物、金屬錯鹽等所表示的金屬化合物,具體而言可列舉:鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻、銀等的金屬氧化物,以及所述金屬的複合氧化物。亦可使用鈦的氮化物、銀錫化合物、銀化合物等。
作為有機顏料,可列舉:苝顏料、紫環酮(perinone)顏料、喹吖啶酮顏料、喹吖啶酮醌顏料、蒽醌顏料、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)顏料、苯并咪唑酮顏料、雙偶氮顏料、偶氮顏料、陰丹士林(indanthrone)顏料、酞菁顏料、三芳基碳鎓顏料、二噁嗪顏料、胺基蒽醌顏料、二酮吡咯并吡咯顏料、靛藍顏料、硫靛顏料、異吲哚啉顏料、異吲哚啉酮顏料、皮蒽酮(pyranthrone)顏料、或異紫蒽酮顏料。
作為染料,例如可使用三芳基甲烷系、吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三苯基甲烷系、蒽醌系、蒽并吡啶酮(anthrapyridone)系、苯亞甲基系、氧雜菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻嗪系、偶氮甲鹼系、吡咯并吡唑偶氮甲鹼系、氧雜蒽系、酞菁系、苯并吡喃系、靛藍系、吡咯亞甲基系等染料。另外,亦可使用該些染料的多聚體。
於所述著色劑為粒子狀的情況下,其平均一次粒子徑較佳為5 nm以上,尤佳為30 nm以上。上限較佳為1 μm以下,更佳為500 nm以下,尤佳為100 nm以下。
所述粒徑的測定是使用動態光散射式粒徑分佈測定裝置(日機裝製造的納諾泰科(Nanotrac)Wave-EX150[商品名]、堀場製作所股份有限公司製造的LB-500[商品名])進行。順序如下所述。將試樣分散物分取至20 ml樣品瓶中,並藉由不溶性的溶媒(例如水)進行稀釋以使固體成分濃度成為0.2質量%。於溫度25℃下使用2 ml的測定用石英槽(cell)進行50次資料提取,將所獲得的「數量平均」設為平均粒子徑。其他的詳細的條件視需要可參照日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)Z8828:2013「粒子徑分析-動態光散射法」的記載。
於著色硬化性樹脂組成物的固體成分中,著色劑的含量較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,進而佳為30質量%以上。上限並無特別限制,較佳為80質量%以下,更佳為60質量%以下。藉由本發明的處理液,即便如此大量含有著色劑,亦可充分地將彩色抗蝕劑去除。
〔5〕分散劑 著色硬化性樹脂組成物中亦可含有分散劑。作為分散劑,可列舉高分子分散劑(例如,聚醯胺胺與其鹽、多羧酸與其鹽、高分子量不飽和酸酯、改質聚胺基甲酸酯、改質聚酯、改質聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福馬林縮合物)、及聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺、顏料分散劑等。
高分子分散劑根據其結構可進而分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝性高分子、嵌段型高分子。
作為顏料分散劑的具體例,可列舉:畢克化學(BYK Chemie)公司製造的「迪斯帕畢克(Disperbyk)-101(聚醯胺胺磷酸鹽)、107(羧酸酯)、110(包含酸基的共聚物)、130(聚醯胺)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共聚物)」、「畢克(BYK)-P104、P105(高分子量不飽和多羧酸)、畢克(BYK)2001」;埃夫卡(EFKA)公司製造的「埃夫卡(EFKA)4047、4050、4010、4165(聚胺基甲酸酯系)、埃夫卡(EFKA)4330、4340(嵌段共聚物)、4400、4402(改質聚丙烯酸酯)、5010(聚酯醯胺)、5765(高分子量多羧酸鹽)、6220(脂肪酸聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮顏料衍生物)」;味之素精細化學(Ajinomoto Fine-Techno)公司製造的「阿吉斯帕(Ajisper)PB821、PB822」;共榮社化學公司製造的「弗洛蘭(Flowlen)TG-710(胺基甲酸酯寡聚物)」、「珀利弗洛(Polyflow)No.50E、No.300(丙烯酸系共聚物)」;楠本化成公司製造的「帝司巴隆(Disparlon)KS-860、873SN、874、#2150(脂肪族多元羧酸)、#7004(聚醚酯)、DA-703-50、DA-705、DA-725」;花王公司製造的「戴默爾(Demol)RN、N(萘磺酸福馬林縮聚物)、MS、C、SN-B(芳香族磺酸福馬林縮聚物)」、「荷摩蓋諾爾(Homogenol)L-18(高分子多羧酸)」、「艾瑪爾根(Emulgen)920、930、935、985(聚氧乙烯壬基苯基醚)」、「阿塞他明(Acetamin)86(硬脂基胺乙酸酯)」;日本路博潤(Lubrizol)公司製造的「索爾斯帕斯(Solsperse)5000(酞菁衍生物)、22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、17000、27000(於末端部具有功能部的高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝型高分子)」;日光化學公司製造的「尼克爾(NIKKOL)T106(聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯)、MYS-IEX(聚氧乙烯單硬脂酸酯)」等。
相對於著色劑1質量份,分散劑的濃度較佳為1質量份~100質量份,更佳為3質量份~100質量份,進而佳為5質量份~80質量份。另外,相對於著色硬化性樹脂組成物的總固體成分,較佳為5質量%~30質量%。
分散劑可單獨使用,亦可組合使用兩種以上。
〔6〕界面活性劑 就進一步提高塗佈性的觀點而言,著色硬化性樹脂組成物中亦可添加各種界面活性劑。作為界面活性劑,可使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等各種界面活性劑。
相對於著色硬化性樹脂組成物的固體成分總質量,含有界面活性劑時的含量較佳為1質量%~40質量%的範圍,更佳為5質量%~20質量%。
著色硬化性樹脂組成物亦可適宜含有其他成分。作為其他成分,例如可列舉有機溶媒、紫外線吸收劑、密接提高劑、增感色素、共增感劑、稀釋劑、塑化劑、感脂化劑等。
另外,本發明亦是有關於一種電子器件的製造方法,其包括所述本發明的圖案形成方法。
藉由包括本發明的圖案形成方法的電子器件的製造方法製造的電子器件可較佳地搭載於電氣電子設備(家電、辦公自動化(Office Automation,OA)·媒體相關設備、光學用設備以及通信設備等)中。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行更詳細的說明,但本發明的內容並不由此限定。再者,只要無特別說明,則「份」、「%」為質量基準。
<A-1.半導體製造用處理液:實施例1~實施例39、比較例1~比較例15> 〔四級銨化合物〕 使用以下化合物作為四級銨化合物。對於該些四級銨化合物,除了國際公開第WO12/043496號手冊中所記載的、使用碳化矽的吸附精製以外,亦重複進行過濾器過濾,藉此進行精製。 S-1:TMAH(Tetramethylammonium hydroxide) S-2:AH-212(氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨) 〔添加劑〕 使用以下化合物作為添加劑。 AA-1:紐考魯(Newcol)B4-SN(日本乳化劑(股))(陰離子界面活性劑) AN-1:薩非諾爾(Surfynol)465(空氣產品(Air Products)公司製造)(非離子界面活性劑) AN-2:DKS NL-15(第一工業製藥(股))(非離子界面活性劑) AN-3:紐考魯(Newcol)610(日本乳化劑(股))(非離子界面活性劑) AC-1:泰庫斯諾(Texnol)R2(日本乳化劑(股))(陽離子界面活性劑) AH-1:乙二胺四乙酸(螯合劑) AH-2:二乙三胺五乙酸(螯合劑) 〔水〕 水是於藉由日本專利特開2007-254168號公報中所記載的方法進行精製並確認到液中的金屬含量未滿0.001質量ppt後用於半導體製造用處理液的調整。
<A-2.顯影液的製備:實施例1~實施例39、比較例1~比較例15> 表1-1~表1-3表示四級銨化合物及添加劑的投入量相對於半導體製造用處理液的比率。剩餘部分設為水,以表1-1~表1-3所示的比率來製備分別為1,000 g的混合液。藉由重複進行過濾器過濾來對所獲得的混合液進行精製,進行金屬原子的調整。將如此所獲得的半導體製造用處理液作為顯影液。
所述半導體製造用處理液(顯影液)的製備、填充及保管等均是於滿足國際標準組織(International Organisation For Standardization,ISO)品級2以下的水準的清潔室中進行。另外,使用的容器是於使用所述水及/或本發明的半導體製造用處理液進行清洗後使用。
[表1-1]
[表1-2]
[表1-3]
〔金屬原子的測定〕 如以下般對顯影液中的選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子進行測定。
(1)標準物質與各金屬原子的校準曲線的準備 對超純水進行計量並投入至潔淨的玻璃容器內,以成為10000個/ml的濃度的方式添加中值徑60 nm的測定對象金屬原子。其後,利用超音波清洗機進行30分鐘處理而獲得分散液。使用所獲得的分散液作為傳輸效率測定用的標準物質。使用ICP(Inductively Coupled Plasma)標準液製成各金屬原子的校準曲線。
另外,作為SP-ICP-MS法中的傳輸效率測定用的標準物質液,使用對超純水進行計量並投入至潔淨的玻璃容器內,進而以成為10000個/ml的濃度的方式添加中值徑50 nm的金粒子後利用超音波清洗機進行30分鐘處理所得的分散液。
(2)測定 ICP-MS裝置(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry:感應耦合電漿質譜裝置)是使用PFA製同軸型噴霧器(nebulizer)、石英製旋風型噴霧腔室、及石英製內徑1 mm的火炬式噴射器,並以約0.2 mL/min抽吸測定對象液。將氧添加量設為0.1 L/min、電漿功率設為1600 W並藉由氨氣對槽內進行沖洗(purge)。時間解析度以50 μs進行分析。 製造商:鉑金埃爾默(Perkin Elmer) 型式:NexION350S
另外,粒子性金屬的測定中使用SP-ICP-MS,所述SP-ICP-MS使用了所述ICP-MS裝置的針對ICP-MS的Syngistix軟體(Syngistix for ICP-MS Software)。 時間解析度以50 μs進行分析。基於所述傳輸效率測定用的標準物質液的測定結果及藉由該分析所確定的傳輸效率、以及所述ICP標準液的測定結果及藉由該分析所決定的各金屬原子中的校準曲線,並使用所述分析軟體對測定對象液的、包含對象原子的粒子性金屬的濃度(Mp)進行測定。
所述分析及測定均是於滿足ISO品級2以下的水準的清潔室中進行。將測定結果示於表2-1~表2-6中。
〔金屬原子的比率T1 及粒子性金屬的比率T2 〕 算出相對於添加劑的總質量與金屬原子的總質量的合計的、所述所獲得的金屬原子的總質量的比率T1 。 T1 =[金屬原子的總質量]/[添加劑的總質量+金屬原子的總質量] 另外,算出相對於添加劑的總質量與粒子性金屬的總質量的合計的、所述所獲得的粒子性金屬的總質量的比率T2 。 T2 =[粒子性金屬的總質量]/[添加劑的總質量+粒子性金屬的總質量] 將算出結果示於表1-1~表1-3及表2-1~表2-6中。
〔雜質的測定〕 顯影液中的過氧化物、酯化合物、胺化合物、及螯合錯合物的各質量相對於顯影液的比率是使用高效液相層析法(HPLC(high performance liquid chromatography):(檢測器RI))(日本分光股份有限公司製造,LC-2000)進行分析。 顯影液中的無機鹽的總質量相對於顯影液的比率是使用離子層析儀(ion chromatograph)法(日本戴安(Dionex)股份有限公司製造,DX-500)進行分析。 所述分析及測定均是於滿足ISO品級2以下的水準的清潔室中進行。將結果示於表2-1~表2-3中。
<A-3.實施例1~實施例39、比較例1~比較例15> 〔缺陷的評價〕 藉由晶圓上表面檢查裝置(SP-5、科磊天科(KLA-Tencor)公司製造),對直徑300 mm的矽基板表面存在的直徑32 nm以上的異物數及各異物的位址進行計測。將計測了矽基板表面所存在的異物數的晶圓設置於旋轉旋轉晶圓處理裝置(EKC科技(EKC technologies)公司製造)上。以1.5 L/min的流量對經設置的晶圓的表面噴出所述半導體製造用處理液1分鐘。其後,進行旋轉乾燥。使用晶圓上表面檢查裝置對晶圓上的異物數及位址進行計測。於使所述半導體製造用處理液旋轉乾燥後,對新增加的異物使用缺陷分析裝置(SEM VISION G6;應用材料(APPLIED MATERIALS)公司製造)進行利用EDX(Energy dispersive X-ray spectrometry:能量分散型X射線分析)的元素分析。將Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn作為對象金屬元素,並將包含對象金屬元素的異物作為顆粒進行計數。依照以下的評價基準對所獲得的顆粒的數量進行評價。將結果示於表2-4~表2-6中。
A:含有對象金屬原子的直徑32 nm以上的顆粒的數量為0個以上~未滿100個。 B:含有對象金屬原子的直徑32 nm以上的顆粒的數量為100個以上~未滿300個。 C:含有對象金屬原子的直徑32 nm以上的顆粒的數量為300個以上~未滿500個。 D:含有對象金屬原子的直徑32 nm以上的顆粒的數量為500個以上~未滿700個。 E:含有對象金屬原子的直徑32 nm以上的顆粒的數量為700個以上。
<A-4.感光化射線性或感放射線性樹脂組成物:實施例1~實施例39、比較例1~比較例15> [合成例1:樹脂(1)的合成] 於氮氣流下,將環己酮8.6 g加入至三口燒瓶中,將其加熱至80℃。其後,將甲基丙烯酸2-金剛烷基異丙酯9.8 g、甲基丙烯酸二羥基金剛烷基酯4.4 g、降冰片烷內酯甲基丙烯酸酯8.9 g、以及相對於單體而為8 mol%的聚合起始劑V-601(和光純藥工業(股)製造)溶解於環己酮79 g中,製備單體溶液。歷時6小時將所獲得的單體溶液滴加至所述加熱至80℃的燒瓶中。滴加結束後,進而於80℃下反應2小時。將所獲得的反應溶液冷卻至室溫後,歷時20分鐘滴加至己烷800 ml/乙酸乙酯200 ml的混合溶液中。濾取析出的粉體後進行乾燥,獲得樹脂(1)19 g。所獲得的樹脂(1)的利用凝膠滲透層析(GPC)(溶媒:四氫呋喃(tetrahydrofuran;THF))的標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為9800,分子量分散度(Mw/Mn)為1.9。所獲得的樹脂(1)的組成比(莫耳比)是藉由1 H-NMR(核磁共振)測定而算出。下述重複單元自左起依次為39/20/41。
[化62]
[合成例2:疏水性樹脂(C-1)的合成] 製備2-三氟甲基甲基丙烯酸(3,5-雙(1,1,1,3,3,3-六氟-2-羥基丙烷-2-基)環己基)酯0.06莫耳、(5-降冰片烯-2-甲基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2-醇0.04莫耳。對該混合物於氮氣環境下、80℃下進行攪拌,此時添加1.5 mol%的聚合起始劑V-59(和光純藥工業(股)製造)並攪拌3小時。其後,一邊每3小時添加1.5 mol%的聚合起始劑V-59,一邊攪拌12小時,使其反應。將反應溶液溶解於THF(四氫呋喃)20 mL後,冷卻至室溫。添加己烷800 mL,晶析、濾取析出的白色粉體,獲得疏水性樹脂(C-1)。
1 H-NMR求出的聚合物組成比為60/40(結構式自左起依次)。另外,藉由GPC測定求出的標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量為8800,分散度為1.5。
[化63]
〔感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的構成〕 準備以下成分來作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的成分。 樹脂(1) 2 g 光酸產生劑(z2) 80 mg
[化64]
鹼性化合物(N,N-二羥基乙基苯胺) 7 mg 疏水性樹脂(C-1) 2 mg 溶劑(環己酮/丙二醇單甲醚乙酸酯) 60/40(質量比) 界面活性劑(美佳法(Megafac)F176(大日本油墨化學工業(股)製造)(氟系)) 3 mg <A-5.抗蝕劑溶液的製備> 將所述所示的成分溶解於所述溶劑中,製備固體成分濃度為7質量%的溶液。利用0.1 μm的聚乙烯過濾器對該混合溶液進行過濾而調整正型抗蝕劑溶液。
<A-6.著色硬化性樹脂組成物> 〔綠(Green)顏料分散液(顏料分散液1)〕 藉由珠磨機,將包含作為顏料的C.I.顏料綠(Pigment Green)36與C.I.顏料黃(Pigment Yellow)139的100/55(質量比)混合物12.6份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造、固體成分濃度45.1質量%)5.2份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134 mgKOH/g、Mw=30,000)2.7份、作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯78.3份的混合液混合15小時,製備綠顏料分散液。
〔紅(Red)顏料分散液(顏料分散液2)〕 藉由珠磨機,將包含作為顏料的C.I.顏料紅(Pigment Red)254 12.1份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造、固體成分濃度45.1質量%)10.4份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134 mgKOH/g、Mw=30,000)3.8份、作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯73.7份的混合液混合15小時,製備紅顏料分散液。
〔藍(Blue)顏料分散液(顏料分散液3)〕 藉由珠磨機,將包含作為顏料的C.I.顏料藍(Pigment Blue)15:6與C.I.顏料紫(Pigment Violet)23的100/25(質量比)混合物14份、作為分散劑的畢克(BYK)2001(迪斯帕畢克(Disperbyk):畢克化學(BYK)公司製造、固體成分濃度45.1質量%)4.7份、作為分散樹脂的甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134 mgKOH/g、Mw=30,000)3.5份、作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯77.8份的混合液混合15小時,製備藍顏料分散液。
<A-7.彩色抗蝕劑溶液的製備:實施例1~實施例39、比較例1~比較例15> 使用所述顏料分散液1~顏料分散液3的任一者,並以成為下述組成A的方式進行混合及攪拌,製備著色硬化性樹脂組成物。
〔組成A〕 顏料分散液(所述顏料分散液1~顏料分散液3的任一種) 82.35份 鹼可溶性樹脂 2.05份 聚合起始劑 1.2份 DPHA(聚合性化合物) 1.4份 M-305(聚合性化合物) 1.4份 對甲氧基苯酚 0.001份 PEGMEA 7.4份 F781 4.2份 所述組成A中所含的各成分如下所述。 聚合起始劑:巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)OXE01[商品名] DPHA:日本化藥公司製造的KARAYAD DPHA[商品名] 二季戊四醇六丙烯酸酯 M-305:東亞合成公司製造的三丙烯酸酯及 季戊四醇四丙烯酸酯的混合物[商品名] PEGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯 F781:迪愛生(DIC)(股)製造的美佳法(Megafac)F-781[商品名] 鹼可溶性樹脂:(甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羥基乙酯共聚物(=60/22/18[莫耳比])、重量平均分子量:15,000、數量平均分子量:8,000) 再者,重量平均分子量是作為利用GPC(凝膠滲透層析)法的聚苯乙烯換算值來進行測定。 GPC法基於如下方法:使用HLC-8020GPC(東曹(TOSOH)(股)製造)並使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東曹(TOSOH)(股)製造、4.6 mmID×15 cm)作為管柱,使用THF(四氫呋喃)作為溶離液。
<A-8.實施例1~實施例39、比較例1~比較例15:抗蝕劑圖案> 於矽晶圓上塗佈有機抗反射膜ARC29A(日產化學公司製造),並於205℃下進行60秒烘烤,形成78 nm的抗反射膜。於其上塗佈製備的正型抗蝕劑組成物,於130℃下進行60秒烘烤,形成250 nm的抗蝕劑膜。對所獲得的晶圓,使用ArF準分子雷射掃描器(愛斯莫爾(ASML)公司製造的PAS5500/1100、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)0.75、σo/σi=0.85/0.55)進行圖案曝光。其後,於120℃下加熱90秒後,利用所述表1-1~表1-3中所示的顯影液進行30秒顯影,並利用超純水進行淋洗,之後進行旋轉乾燥獲得形成有抗蝕劑圖案的矽晶圓。
〔抗蝕劑的圖案形狀的評價〕 利用掃描電子顯微鏡(日立製作所(股)製造的S-4800)對所獲得的圖案的形狀進行觀察並進行評價。另外,測定圖案的(a)圖案頂部、(b)圖案中腹部、(c)圖案-基板界面的3點中的圖案剖面的線寬,並將(a)~(c)的線寬差未滿5%者定義為「矩形」,將(a)的線寬比(b)小5%以上且(b)的線寬比(c)小5%以上者定義為「正錐形」,將(a)的線寬比(b)大5%以上且(b)的線寬比(c)大5%以上者定義為「倒錐形」,將(a)與(b)的線寬差未滿5%且(b)的線比(c)大5%以上者定義為「基腳」,將(b)與(c)的線寬差未滿5%且(a)的線寬比(b)大5%以上者定義為「T-top」。將評價結果示於表2-4~表2-6中。
〔圖案缺陷的評價〕 對於所述製成的圖案,藉由晶圓上表面檢查裝置(PUMA9850;科磊天科(KLA Tencor)製造),對基板表面存在的直徑20 nm以上的缺陷數進行計測。將基於下述基準對所獲得的缺陷數進行評價所得的結果示於表中。於下述基準中,評價C達成作為半導體製造用處理液所要求的缺陷的抑制能力。
A:缺陷數為0~500以下 B:缺陷數為超過500~1000以下 C:缺陷數為超過1000~3000個以下 D:缺陷數為超過3000~5000以下 E:缺陷數超過5000 <A-9.實施例1~實施例39、比較例1~比較例15:彩色濾光片> 將所述製備的各色的著色硬化性樹脂組成物塗佈於預先噴霧有六甲基二矽氮烷的8英吋的矽晶圓上,形成光硬化性的塗佈膜。以該塗佈膜的乾燥膜厚成為1.0 μm的方式使用100℃的加熱板進行180秒加熱處理(預烘烤)。繼而,使用步進曝光裝置FPA-3000i5+(佳能(Canon)(股)製造)以365 nm的波長並透過1.0 μm見方的貝爾圖案(Bayer pattern)遮罩以50 mJ/cm2 ~1000 mJ/cm2 對塗佈膜照射i射線(以50 mJ/cm2 為單位使曝光量變化)。其後,將配置有經照射的塗佈膜的矽晶圓載置於旋轉·噴淋顯影機(DW-30型;凱米特魯尼庫斯(chemitronics)(股)製造)的水平旋轉臺上。使用所述表1-1~表1-3中所示的顯影液於23℃下進行180秒覆液顯影,從而於矽晶圓上形成著色圖案。
將形成有著色圖案的矽晶圓以真空夾頭的方式固定於所述水平旋轉臺上。其後,藉由旋轉裝置並以轉速50 rpm使矽晶圓旋轉,並且自其旋轉中心的上方自噴出噴嘴以噴淋狀向矽晶圓上供給超純水,進行淋洗處理,其後進行噴霧乾燥。其次,利用200℃的加熱板將所獲得的矽晶圓加熱5分鐘,獲得配置有彩色濾光片的矽晶圓。
〔彩色抗蝕劑的直線性的評價〕 藉由玻璃割刀切出製作的彩色濾光片,對於其剖面,使用掃描電子顯微鏡(S-4800、日立股份有限公司製造)並以倍率15,000倍進行觀察,依照下述評價基準進行評價。將評價結果與金屬原子相對於添加劑的含有率一同示於表2-4~表2-6中。
A:相對於圖案的線寬1.2 μm,線寬為1.08 μm以上且1.32 μm以下,直線性良好地形成。 B:相對於圖案的線寬1.2 μm,線寬為1.02 μm以上且未滿1.08 μm的範圍、或為大於1.32 μm且1.38 μm以下的範圍。 C:相對於圖案的線寬1.2 μm,為0.96 μm以上且未滿1.02 μm的範圍、或為大於1.38 μm且1.44 μm以下的範圍,為實用方面不會產生問題的程度。 D:相對於圖案的線寬1.2 μm,為0.9 μm以上且未滿0.96 μm的範圍、或為大於1.44 μm且1.5 μm以下的範圍,直線性差但為實用方面不會產生問題的程度。 E:相對於圖案的線寬1.2 μm,未滿0.9 μm、或大於1.5 μm,直線性非常差。
[表2-1]
[表2-2]
[表2-3]
[表2-4]
[表2-5]
[表2-6]
<B-1.半導體製造用處理液:實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 〔四級銨化合物〕 與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15同樣地使用以下的四級銨化合物。 S-1:TMAH(Tetramethylammonium hydroxide) 〔添加劑〕 使用以下的化合物作為添加劑。 AA-2:新卡魯根(New Kargen)FS-3(竹本油脂(股))(陰離子界面活性劑:胺鹽) AA-3:新卡魯根(New Kargen)FS-7(竹本油脂(股))(陰離子界面活性劑:胺鹽) AA-4:艾瑪魯(Emal)20C(竹本油脂(股))(陰離子界面活性劑:醚系) AN-4:薩非諾爾(Surfynol)S420(空氣產品(Air Products)公司製造)(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-5:薩非諾爾(Surfynol)S440(空氣產品(Air Products)公司製造)(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-1:薩非諾爾(Surfynol)S465(空氣產品(Air Products)公司製造)(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-6:薩非諾爾(Surfynol)S485(空氣產品(Air Products)公司製造)(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-7:奧露芬(Olfine)E1004(日信化學工業(股))(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-8:奧露芬(Olfine)E1010(日信化學工業(股))(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-9:奧露芬(Olfine)E1020(日信化學工業(股))(非離子界面活性劑:乙炔系) AN-10:布拉濃(Blaunon)EL-1502.2(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:醚系) AN-11:布拉濃(Blaunon)EL-1505(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:醚系) AN-12:布拉濃(Blaunon)EL-1507.5(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:醚系) AN-13:布拉濃(Blaunon)EL-1509.5(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:醚系) AN-14:布拉濃(Blaunon)L-207(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:胺系) AN-15:布拉濃(Blaunon)L-220(青木油脂(股))(非離子界面活性劑:胺系) AN-16:萊奧多魯(Rheodol)TW-L120(花王(股))(非離子界面活性劑:脂肪酸酯系) AN-17:萊奧多魯(Rheodol)SP-L10(花王(股))(非離子界面活性劑:脂肪酸酯系) AN-18:萊奧多魯(Rheodol)430V(花王(股))(非離子界面活性劑:脂肪酸酯系) AC-2:派奧寧(pionin)B-251(竹本油脂(股))(陽離子界面活性劑:吡啶鎓鹽系) AC-3:派奧寧(pionin)B-111(竹本油脂(股))(陽離子界面活性劑:吡啶鎓鹽系) AC-4:安輝特魯(Amphitol)24B(花王(股))(陽離子界面活性劑:甜菜鹼系) AH-2:二乙三胺五乙酸(螯合劑) 〔水〕 水與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15相同。
<B-2.顯影液的製備:實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 表3-1~表3-4表示四級銨化合物及添加劑的投入量相對於半導體製造用處理液的比率。剩餘部分設為水,以表3-1~表3-4所示的比率來製備分別為1,000 g的混合液。對於所獲得的混合液,與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15同樣地進行並將所獲得的半導體製造用處理液作為顯影液。
所述半導體製造用處理液(顯影液)的製備、填充、保管及使用的容器等均與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15相同。
〔金屬原子的測定〕 顯影液中的選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子的測定與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15相同。
〔金屬原子的比率T1 及粒子性金屬的比率T2 〕 金屬原子的比率T1 及粒子性金屬的比率T2 是與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15同樣地算出。將算出結果示於表3-1~表3-4及表4-1~表4-8中。
[表3-1]
[表3-2]
[表3-3]
[表3-4]
<B-3.實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 〔缺陷的評價〕 與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15同樣地進行評價。將結果示於表4-5~表4-8中。
<B-4.感光化射線性或感放射線性樹脂組成物:實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的成分與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例15相同。
<B-5.抗蝕劑溶液的製備:實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 抗蝕劑溶液的製備與所述實施例1~實施例39及比較例1~比較例16相同。
<B-6.實施例101~實施例152、比較例101:抗蝕劑圖案> 藉由與實施例1~實施例39及比較例1~比較例16的抗蝕劑圖案相同的方法獲得形成有抗蝕劑圖案的矽晶圓。
<B-7.圖案缺陷性能的評價:實施例101~實施例152、比較例101~比較例102> 對於所述實施例101~實施例152及比較例101~比較例102中所獲得的圖案,藉由晶圓上表面檢查裝置(PUMA9850;科磊天科(KLA Tencor)製造),對基板表面存在的直徑20 nm以上的缺陷數進行計測。將基於下述基準對所獲得的缺陷數進行評價所得的結果示於表4-5~表4-8中。於下述基準中,評價C達成作為半導體製造用處理液所要求的缺陷的抑制能力。
A:缺陷數為0~500以下 B:缺陷數為超過500~1000以下 C:缺陷數為超過1000~3000個以下 D:缺陷數為超過3000~5000以下 E:缺陷數超過5000 <B-8.圖案倒塌的評價:實施例101~實施例152、比較例101> 相對於所述圖案缺陷性能的評價中計測的缺陷,基於下述基準評價圖案倒塌所佔的比例。將其結果示於表4-5~表4-8中。
A:0.5%以下 B:0.5%~0.8%以下 C:0.8%~0.1%以下 D:1.0%~2.0%以下 E:2.0%以上 <C.實施例153> 對於實施例148的處理液,進而使用設置於高密度聚乙烯製過濾機上的尼龍過濾器5A(頗爾(pall)公司製造的烏魯起皮特(ultipleat)P-尼龍、20英吋、孔徑20 nm)進行過濾。與實施例101~實施例152及比較例101~比較例102同樣地進行缺陷性能的評價。進而,與實施例101~實施例152及比較例101~比較例102同樣地製備抗蝕劑溶液,與實施例101~實施例152及比較例101~比較例102同樣地進行缺陷性能、圖案缺陷性能及圖案倒塌的評價。將缺陷性能、圖案缺陷性能及圖案倒塌的評價結果示於表4-8中。
<D.實施例154> 將實施例153中使用的過濾器變更為孔徑為10 nm、母體為尼龍製的微濾膜(日本英特格(Entegris)股份有限公司製造),進而將過濾溫度設為15℃,除此以外與實施例153同樣地進行缺陷性能、圖案缺陷性能及圖案倒塌的評價。獲得與實施例153相同的結果。
<E.實施例155> 於實施例1中,將著色硬化性樹脂組成物中的F781變更為下述F-1,除此以外與實施例1同樣地準備著色硬化性樹脂組成物並製備彩色抗蝕劑溶液。使用製備的彩色抗蝕劑溶液,藉由與實施例1相同的方法進行圖案直線性的評價,最後獲得同樣的結果。
F-1:利用PEGMEA的0.2%溶液將下述結構式所表示的樹脂的混合物(Mw=14000)溶解而成。
[化65]
[表4-1]
[表4-2]
[表4-3]
[表4-4]
[表4-5]
[表4-6]
[表4-7]
[表4-8]

Claims (30)

  1. 一種半導體製造用處理液,其包含: 下述通式(N)所表示的四級銨化合物; 選自由陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、及螯合劑所組成的群組中的至少一種添加劑;以及 水, 所述半導體製造用處理液包含選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的金屬原子,且 相對於所述添加劑的總質量與所述金屬原子的總質量的合計,所述金屬原子的總質量為1質量ppt~1質量ppm;通式(N)中,RN1 ~RN4 分別獨立地表示烷基、苯基、苄基或環己基,該些基可具有取代基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體製造用處理液,其中相對於所述添加劑的總質量與所述金屬原子的總質量的合計,所述金屬原子的總質量為1質量ppb~1質量ppm。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體製造用處理液,其中相對於所述添加劑的總質量與粒子性金屬的總質量的合計,所述金屬原子的藉由單顆粒-感應耦合電漿-質譜法測定的所述粒子性金屬的總質量為0.1質量ppt~0.1質量ppm。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的半導體製造用處理液,其中相對於所述添加劑的總質量與粒子性金屬的總質量的合計,所述金屬原子的藉由單顆粒-感應耦合電漿-質譜法測定的所述粒子性金屬的總質量為0.1質量ppt~1質量ppb。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於所述半導體製造用處理液而包含25質量%以下的所述四級銨化合物且包含1質量%以下的所述添加劑。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於所述半導體製造用處理液而分別包含1質量ppq~1000質量ppt的選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的所述金屬原子。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的半導體製造用處理液,其相對於所述半導體製造用處理液而分別包含1質量ppq~1000質量ppt的選自由Na、K、及Ca所組成的群組中的一種或兩種以上的所述金屬原子。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑, 進而相對於所述半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的過氧化物。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑, 進而相對於所述半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的酯化合物。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑, 進而相對於所述半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的胺化合物。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑,且 所述非離子界面活性劑的親水-親油平衡為8以上。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑,且 至少包含下述通式(A1)所表示的化合物作為所述非離子界面活性劑;通式(A1)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; La1 及La 2 分別獨立地表示單鍵或二價連結基。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述陰離子界面活性劑作為所述添加劑, 進而相對於所述半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的無機鹽。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述陽離子界面活性劑作為所述添加劑, 進而相對於所述半導體製造用處理液而包含1質量ppq~1000質量ppt的無機鹽。
  15. 如申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含下述通式(K1)或通式(K2)所表示的螯合劑作為所述添加劑,且 所述螯合劑的一部分與選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及Zn所組成的群組中的一種或兩種以上的所述金屬原子形成螯合錯合物, 相對於所述半導體製造用處理液,所述螯合錯合物的含有率為1質量ppq~1000質量ppt;通式(K1)中, RK1 及RK2 分別獨立地表示單鍵或伸烷基; RK3 表示二價有機基; X1 表示CH基或氮原子; YK1 及YK2 分別獨立地表示金屬吸附性基; A1 表示氫原子或親水性基; 通式(K2)中, RK4 、RK5 、RK6 及RK7 分別獨立地表示單鍵或伸烷基; RK8 表示三價有機基; X2 及X3 分別獨立地表示CH基或氮原子; YK3 、YK4 、YK5 及YK6 分別獨立地表示金屬吸附性基; A2 表示氫原子或親水性基。
  16. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的半導體製造用處理液,其包含兩種以上的所述添加劑。
  17. 如申請專利範圍第1項至第7項及第16項中任一項所述的半導體製造用處理液,其包含兩種以上的所述非離子界面活性劑作為所述添加劑。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的半導體製造用處理液,其包含親水-親油平衡為12以上的非離子界面活性劑的至少一種、及親水-親油平衡為10以下的非離子界面活性劑的至少一種作為兩種以上的所述非離子界面活性劑。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的半導體製造用處理液,其中相對於親水-親油平衡為10以下的所述非離子界面活性劑的總質量,親水-親油平衡為12以上的所述非離子界面活性劑的總質量為0.5~4。
  20. 如申請專利範圍第1項至第11項及第16項至第19項中任一項所述的半導體製造用處理液,其至少包含所述非離子界面活性劑作為所述添加劑,且 至少包含下述通式(A1)所表示的化合物作為所述非離子界面活性劑;通式(A1)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; La1 及La 2 分別獨立地表示單鍵或二價連結基。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的半導體製造用處理液,其包含至少兩種所述非離子界面活性劑作為所述添加劑,且 至少兩種所述非離子界面活性劑為所述通式(A1)所表示的化合物。
  22. 如申請專利範圍第20項或第21項所述的半導體製造用處理液,其中所述通式(A1)所表示的化合物為下述通式(A2)所表示的化合物;通式(A2)中, Ra1 、Ra2 、Ra3 及Ra4 分別獨立地表示烷基; m及n分別獨立地表示0.5~80的正數,滿足m+n≧1。
  23. 一種圖案形成方法,其包括: 使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、或著色硬化性樹脂組成物形成膜; 對所述膜進行曝光;以及 使用如申請專利範圍第1項至第22項中任一項所述的半導體製造用處理液對經曝光的所述膜進行處理。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的圖案形成方法,其中所述處理為進行顯影。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的圖案形成方法,其中所述處理為進行顯影及進行淋洗。
  26. 如申請專利範圍第23項至第25項中任一項所述的圖案形成方法,其進而包括使用包含有機溶劑的淋洗液、或水進行清洗。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的所述淋洗液中的所述有機溶劑為選自由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑。
  28. 如申請專利範圍第26項或第27項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的所述淋洗液為至少含有醇系溶劑作為所述有機溶劑的淋洗液。
  29. 如申請專利範圍第26項至第28項中任一項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的所述淋洗液為含有碳數6~8的直鏈狀、分支狀或環狀的一元醇作為所述有機溶劑的淋洗液。
  30. 如申請專利範圍第26項至第29項中任一項所述的圖案形成方法,其中包含有機溶劑的所述淋洗液的含水率為30質量%以下。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112313582A (zh) * 2018-06-14 2021-02-02 荣昌化学制品株式会社 极紫外光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017065282A1 (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置及び記憶媒体
JP6703098B2 (ja) * 2016-03-31 2020-06-03 富士フイルム株式会社 半導体製造用処理液、及び、パターン形成方法
KR102011879B1 (ko) * 2018-12-28 2019-08-20 영창케미칼 주식회사 극자외선 리소그래피용 공정액 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
KR102444014B1 (ko) 2019-02-05 2022-09-15 가부시키가이샤 도쿠야마 실리콘 에칭액 및 상기 에칭액을 이용한 실리콘 디바이스의 제조방법
WO2020179648A1 (ja) 2019-03-07 2020-09-10 富士フイルム株式会社 構造体の製造方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子の製造方法および画像表示装置の製造方法
KR102080780B1 (ko) * 2019-07-18 2020-02-24 영창케미칼 주식회사 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
JP2021043401A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 旭化成株式会社 感光性樹脂用水性現像液組成物、及び製版方法
KR20220103176A (ko) 2019-12-27 2022-07-21 후지필름 가부시키가이샤 관리 방법, 측정 방법, 측정 장치, 수정 진동자 센서, 및, 세트
JP2021152585A (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
WO2022044703A1 (ja) 2020-08-31 2022-03-03 富士フイルム株式会社 半導体デバイスの製造方法、半導体製造装置の洗浄方法、及び洗浄液の清浄度の測定方法
US20240124775A1 (en) 2020-12-24 2024-04-18 Tokuyama Corporation Silicon etching liquid, and method for producing silicon devices and method for processing substrates, each using said etching liquid
US20220365427A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photoresist composition and method for manufacturing a semiconductor device

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232453A (ja) * 1985-08-06 1987-02-12 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポジ型ホトレジスト用現像液
JP2532173B2 (ja) * 1990-06-29 1996-09-11 株式会社トクヤマ ポジタイプフォトレジスト用現像液
DE4210073A1 (de) 1992-03-27 1993-09-30 Henkel Kgaa Verfahren zur Verminderung des Gehaltes an freiem Formaldehyd und Ameisensäure in nichtionischen und anionischen Tensiden
US5286606A (en) * 1992-12-29 1994-02-15 Hoechst Celanese Corporation Process for producing a developer having a low metal ion level
DE4419166A1 (de) * 1994-06-01 1995-12-07 Hoechst Ag Entwickler für Photoresistschichten
JPH08286386A (ja) * 1995-04-11 1996-11-01 Fuji Photo Film Co Ltd 化学増幅型ポジレジストの現像方法
US5750031A (en) * 1995-09-26 1998-05-12 Clariant Finance (Bvi) Limited Process for producing surfactant having a low metal ion level and developer produced therefrom
JP4565741B2 (ja) * 1998-05-18 2010-10-20 マリンクロッド・ベイカー・インコーポレイテッド マイクロエレクトロニクス基板洗浄用珪酸塩含有アルカリ組成物
US7129199B2 (en) 2002-08-12 2006-10-31 Air Products And Chemicals, Inc. Process solutions containing surfactants
JP4342655B2 (ja) * 1999-10-21 2009-10-14 多摩化学工業株式会社 感光性樹脂組成物用アルカリ現像液
JP3868686B2 (ja) * 1999-12-03 2007-01-17 東京応化工業株式会社 ディフェクトの発生を抑えたホトレジストパターンの形成方法およびディフェクト低減用現像液
JP2002005799A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Tokuyama Corp 微量金属不純物の分析方法
US20020187427A1 (en) 2001-05-18 2002-12-12 Ulrich Fiebag Additive composition for both rinse water recycling in water recycling systems and simultaneous surface treatment of lithographic printing plates
JP4304154B2 (ja) 2002-06-07 2009-07-29 マリンクロッド・ベイカー・インコーポレイテッド 酸化剤および有機溶媒を含有するマイクロエレクトロニクス洗浄組成物
JP3970740B2 (ja) * 2002-10-03 2007-09-05 奇美實業股▲分▼有限公司 現像液組成物
KR101056544B1 (ko) * 2003-08-19 2011-08-11 아반토르 퍼포먼스 머티리얼스, 인크. 마이크로전자 기판용 박리 및 세정 조성물
JP4166167B2 (ja) * 2004-02-05 2008-10-15 富士フイルム株式会社 感光性平版印刷版用現像液及び平版印刷版の製版方法
US8338087B2 (en) 2004-03-03 2012-12-25 Advanced Technology Materials, Inc Composition and process for post-etch removal of photoresist and/or sacrificial anti-reflective material deposited on a substrate
JP2006011054A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 Shin Etsu Chem Co Ltd リンス液及びこれを用いたレジストパターン形成方法
JP5055453B2 (ja) 2005-07-26 2012-10-24 富士フイルム株式会社 ポジ型レジスト組成物およびそれを用いたパターン形成方法
JP5053592B2 (ja) * 2006-08-10 2012-10-17 関東化学株式会社 ポジ型レジスト処理液組成物及び現像液
JP4499751B2 (ja) 2006-11-21 2010-07-07 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド フォトレジスト、エッチ残留物及びbarcを除去するための配合物及び同配合物を含む方法
JP4680944B2 (ja) 2007-01-24 2011-05-11 信越化学工業株式会社 パターン形成方法
CN101657761B (zh) * 2007-05-16 2012-07-04 株式会社德山 光刻胶显影液
KR20090017129A (ko) 2007-08-14 2009-02-18 주식회사 이엔에프테크놀로지 포토레지스트 린스용 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트패턴 형성방법
US7968506B2 (en) * 2008-09-03 2011-06-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wet cleaning stripping of etch residue after trench and via opening formation in dual damascene process
CA2734275A1 (en) 2008-09-10 2010-03-18 Genentech, Inc. Compositions and methods for the prevention of oxidative degradation of proteins
US20100075117A1 (en) 2008-09-24 2010-03-25 Fujifilm Corporation Relief printing plate precursor for laser engraving, method of producing the same, relief printing plate obtainable therefrom, and method of producing relief printing plate
JP5613011B2 (ja) * 2009-12-25 2014-10-22 東京応化工業株式会社 フォトリソグラフィ用濃縮現像液
JP5513196B2 (ja) * 2010-03-25 2014-06-04 富士フイルム株式会社 洗浄組成物及び半導体装置の製造方法
CN103189965A (zh) 2010-09-27 2013-07-03 多摩化学工业株式会社 半导体衬底用碱性处理液的精制方法及精制装置
KR101972620B1 (ko) * 2011-10-27 2019-04-25 라이온 가부시키가이샤 액체 세정제, 액체 표백성 조성물, 및 살균성 조성물
JP5764589B2 (ja) * 2012-10-31 2015-08-19 富士フイルム株式会社 化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器、並びに、これらを使用したパターン形成方法及び電子デバイスの製造方法
JP6005678B2 (ja) * 2013-03-25 2016-10-12 富士フイルム株式会社 金属錯体色素、光電変換素子、色素増感太陽電池および金属錯体色素を含有する色素溶液
JP6213296B2 (ja) 2013-04-10 2017-10-18 信越化学工業株式会社 現像液を用いたパターン形成方法
JP6099266B2 (ja) * 2013-06-27 2017-03-22 竹本油脂株式会社 非イオン型界面活性剤の処理方法及び金属イオン濃度を低減した非イオン型界面活性剤の製造方法
JP6134619B2 (ja) 2013-09-13 2017-05-24 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法
JP6233779B2 (ja) * 2013-11-18 2017-11-22 富士フイルム株式会社 変性レジストの剥離方法、これに用いる変性レジストの剥離液および半導体基板製品の製造方法
JP6159746B2 (ja) 2014-02-28 2017-07-05 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、処理剤、電子デバイス及びその製造方法
JP6363431B2 (ja) * 2014-08-27 2018-07-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US10400167B2 (en) * 2015-11-25 2019-09-03 Versum Materials Us, Llc Etching compositions and methods for using same
JP6703098B2 (ja) * 2016-03-31 2020-06-03 富士フイルム株式会社 半導体製造用処理液、及び、パターン形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112313582A (zh) * 2018-06-14 2021-02-02 荣昌化学制品株式会社 极紫外光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法

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