TW202026764A - 藥液收容體 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種收容缺陷抑制性能優異之藥液之藥液收容體。本發明的藥液收容體具有容器及收容於容器內之藥液,藥液含有溶劑、包含金屬原子之含金屬的粒子及ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物,含金屬的粒子的含量相對於藥液的總質量為10質量ppt以下,包含ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物之氣體存在於容器的空隙部內,氣體中的有機化合物和藥液中的有機化合物的含量的合計相對於藥液的總質量為100,000質量ppt以下。

Description

藥液收容體
本發明係關於一種藥液收容體。
藉由包含光微影之配線形成步驟製造半導體器件時,作為預濕液、光阻液、顯影液、沖洗液、剝離液、化學機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)漿料及CMP後的清洗液等,可使用含有水和/或有機溶劑之藥液。
藥液在製造後收容於容器中,並以藥液收容體的形態保管一定時間之後,取出所收容之藥液而使用。 作為該等藥液收容體,在專利文獻1中記載有,“一種玻璃容器,其用於酚醛清漆樹脂系正型光阻劑,該玻璃容器的特徵為,在加熱下利用氟化烴氣體及亞硫酸氣體處理其內表面,並且在其中收納有基於有機溶劑之酚醛清漆樹脂系正型光阻劑溶液。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-029148號公報
有時藥液中所包含之各種雜質會成為半導體器件的缺陷的原因。有時該等缺陷會引起半導體器件的製造產量的降低及短路等電氣異常。 本發明人等從藥液收容體取出藥液並應用於包含光微影之配線形成步驟中,其結果發現了有時在配線基板上會產生缺陷。
本發明的課題在於提供一種收容缺陷抑制性能優異之藥液之藥液收容體。
本發明人等對上述課題進行了深入研究之結果發現如下而完成了本發明,亦即,將含金屬的粒子的含量在規定範圍內的藥液收容於容器之藥液收容體中,只要藥液中的有機化合物的含量與存在於容器的空隙之有機化合物的含量的合計相對於藥液的總質量在規定範圍內,則可得到缺陷抑制性能優異之藥液。 亦即,本發明人等發現了藉由以下的構成能夠解決上述課題。
[1] 一種藥液收容體,其具有容器及收容於上述容器內之藥液,其中 上述藥液含有溶劑、包含金屬原子之含金屬的粒子及ClogP值高於上述溶劑的ClogP值的有機化合物, 含上述金屬的粒子的含量相對於上述藥液的總質量為10質量ppt以下, 包含ClogP值高於上述溶劑的ClogP值的有機化合物之氣體存在於上述容器的空隙部中,上述氣體中的上述有機化合物和上述藥液中的上述有機化合物的含量的合計相對於上述藥液的總質量為100,000質量ppt以下。 [2] 如[1]所述之藥液收容體,其中 含上述金屬的粒子的含量相對於上述藥液的總質量為0.001~10質量ppt, 上述氣體中的上述有機化合物和上述藥液中的上述有機化合物的含量的合計相對於上述藥液的總質量為0.1~100,000質量ppt。 [3] 如[1]或[2]所述之藥液收容體,其中 上述氣體中的上述有機化合物和上述藥液中的上述有機化合物的含量的合計與含上述金屬的粒子的含量之質量比例為0.01~100,000。 [4] 如[1]~[3]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述氣體中的上述有機化合物及上述藥液中的上述有機化合物的ClogP值均為6以上。 [5] 如[1]~[4]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述氣體中的上述有機化合物及上述藥液中的上述有機化合物均包含鄰苯二甲酸酯。 [6] 如[5]所述之藥液收容體,其中 上述鄰苯二甲酸酯包含選自包括鄰苯二甲酸二辛酯及鄰苯二甲酸二異壬酯之群組中之至少1種。 [7] 如[6]所述之藥液收容體,其中 上述鄰苯二甲酸二辛酯的含量與上述鄰苯二甲酸二異壬酯的含量之質量比例為1以上。 [8] 如[1]~[7]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述藥液中的上述有機化合物的含量與上述氣體中的上述有機化合物的含量之質量比例為1以上。 [9] 如[1]~[8]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述溶劑為有機溶劑。 [10] 如[9]所述之藥液收容體,其中 上述有機溶劑為選自包括環己酮、乙酸丁酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、4-甲基-2-戊醇、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚、碳酸丙二酯、乙酸異戊酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單丙醚、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊醚、異丙醇、二甲基亞碸、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸乙二酯、環丁碸、環庚酮及2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、十一烷、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、均三甲苯及癸烷之群組中之至少1種。 [11] 如[1]~[10]中任一項所述之藥液收容體,其中 含上述金屬的粒子中的粒徑為0.5~17nm的金屬奈米粒子在每單位體積的上述藥液中的含粒子的數量為1.0×101 ~1.0×109 個/cm3 。 [12] 如[1]~[11]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述氣體包含氮氣, 上述氮氣的含量相對於上述空隙部的總容量為95~99.9999體積%, 上述氣體中的上述有機化合物的含量相對於上述藥液的總質量為0.05~50,000質量ppt。 [13] 如[1]~[12]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述藥液收容體中的上述容器的孔隙率為50~99.99體積%。 [14] 如[1]~[13]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述容器的接液部的至少一部分為氟樹脂、被電解研磨之不繡鋼或玻璃。 [15] 如[14]所述之藥液收容體,其中 在上述容器的接液部的至少一部分為上述被電解研磨之不繡鋼之情況下, 上述容器的接液部的平均表面粗糙度Ra小於100nm。 [16] 如[14]所述之藥液收容體,其中 上述容器的接液部的至少一部分與上述氟樹脂一同還包含導電性材料。 [17] 如[16]所述之藥液收容體,其中 上述導電性材料包含碳。 [18] 如[17]所述之藥液收容體,其中 上述碳為選自包括碳粒子、奈米碳管及碳填充劑之群組中之至少1種。 [19] 如[1]~[18]中任一項所述之藥液收容體,其中 上述藥液用作選自包括顯影液、沖洗液、晶圓清洗液、線清洗液、預濕液、光阻液、下層膜形成用液、上層膜形成用液及硬塗形成用液之群組中之至少1種液體的原料。 [發明效果]
如以下所示,依據本發明,能夠提供一種收容缺陷抑制性能優異之藥液之藥液收容體。
以下,對本發明進行說明。 以下所記載之構成要件的說明有時基於本發明的代表性實施形態來進行,但本發明並不限定於該等實施形態者。 另外,本說明書中,使用“~”表示之數值範圍係指將“~”前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。 又,本發明中,“ppm”係指“parts-per-million:百萬分之一(10-6 )”,“ppb”係指“parts-per-billion:十億分之一(10-9 )”,“ppt”係指“parts-per-trillion:一兆分之一(10-12 )”,“ppq”係指“parts-per-quadrillion:千兆分之一(10-15 )”。 又,本發明中的基團(原子團)的標記中,未標有經取代及未經取代之標記在不損害本發明的效果的範圍內,不僅包含不具有取代基者,還包含具有取代基者。例如,所謂“烴基”,不僅包含不具有取代基之烴基(未取代烴基),還包含具有取代基之烴基(取代烴基)者。關於該方面,對與各化合物亦相同。 又,本發明中的“放射線”例如係指遠紫外線、極紫外線(EUV;Extreme ultraviolet)、X射線或電子束等。又,本發明中“光”係指光化射線或放射線。所謂本發明中的“曝光”,除非另有說明,否則不僅包含利用遠紫外線、X射線或EUV等之曝光,還包含利用電子束或離子束等粒子束之描繪。
[藥液收容體] 本發明的藥液收容體(以下,亦稱為“本藥液收容體”。)為具有容器及收容於上述容器內之藥液之藥液收容體。 又,本藥液收容體中,上述藥液含有溶劑、包含金屬原子之含金屬的粒子及ClogP值高於上述溶劑的ClogP值的有機化合物(以下,亦稱為“特定有機化合物A”。)。 又,本藥液收容體中,含上述金屬的粒子的含量相對於上述藥液的總質量為10質量ppt以下。 又,本藥液收容體中,包含ClogP值高於上述溶劑的ClogP值的有機化合物(以下,亦稱為“特定有機化合物B”。)之氣體存在於上述容器的空隙部中,上述特定有機化合物A和上述特定有機化合物B的含量的合計相對於上述藥液的總質量為100,000質量ppt以下。 雖然藉由本藥液收容體來解決上述問題之機制不一定明確,但是對於該機制,本發明人等推測如下。另外,以下機制為推測,即使在藉由不同的機制獲得本發明的效果之情況下,亦包含在本發明的範圍內。
藥液中所包含之有機化合物及含金屬的粒子其本身亦會成為缺陷的原因,但是兩者聚集而容易形成作為產生缺陷的原因之複合粒子。尤其,包含ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物(特定有機化合物)之情況下,容易形成特定有機化合物與含金屬的粒子的複合粒子,從而缺陷的產生變得顯著。 作為該課題的解決方案,可以考慮使藥液中的特定有機化合物的含量降低之方法。然而,有時在本方法中會無法充分抑制缺陷的產生。 認為其原因在於,在輸送及保存藥液收容體等時,容器的空隙部的氣體中所包含之特定有機化合物會混入到藥液中。亦即,有時在將藥液收容於容器中之情況下,特定有機化合物的含量相比剛製造藥液之後(收容於容器之前)變多,從而缺陷的產生變得顯著。 推測為本藥液收容體中,特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計在上述範圍內,因此可以得到收容缺陷抑制性能優異之藥液之藥液收容體。
〔藥液〕 藥液含有溶劑、包含金屬原子之含金屬的粒子及ClogP值高於上述溶劑的ClogP值的有機化合物(特定有機化合物A)。
<溶劑> 藥液含有溶劑。作為溶劑,可舉出水及有機溶劑中的至少一個,有機溶劑為較佳。 另外,在本說明書中,所謂有機溶劑,係指相對於藥液的總質量,以超過10,000質量ppm之含量含有每1種成分之液態有機化合物。亦即,本說明書中,相對於藥液的總質量,超過10,000質量ppm而含有之液狀的有機化合物相當於有機溶劑。 另外,在本說明書中,所謂液態,係指在25℃、大氣壓下為液體。
作為有機溶劑的種類,並無特別限制,可使用公知的有機溶劑。作為有機溶劑,例如,可舉出伸烷基二醇單烷基醚羧酸酯、伸烷基二醇單烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、環狀內酯(較佳為碳數4~10)、可以具有環之單酮化合物(較佳為碳數4~10)、碳酸伸烷酯、烷氧基乙酸烷基酯及丙酮酸烷基酯等。 又,作為有機溶劑,例如可使用日本特開2016-057614號公報、日本特開2014-219664號公報、日本特開2016-138219號公報及日本特開2015-135379號公報中所記載者。
作為有機溶劑,選自包括丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚(PGME)、丙二醇單丙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、乳酸乙酯(EL)、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、環己酮(CHN)、γ-丁內酯、二異戊醚、乙酸丁酯(nBA)、乙酸異戊酯(iAA)、異丙醇、4-甲基-2-戊醇(MIBC)、二甲基亞碸、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯(PC)、環丁碸、環庚酮、1-己醇、癸烷、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、十一烷、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷及均三甲苯之群組中之至少1種為較佳。 其中,從缺陷抑制性能更優異之方面考慮,選自包括CHN、nBA、NMP、EL、PGMEA、PGME、PC、iAA、丙二醇單甲醚、丙二醇單丙醚、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊醚、異丙醇、二甲基亞碸、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸乙二酯、環丁碸、環庚酮、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、十一烷、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、均三甲苯及癸烷之群組中之至少1種為更佳。
作為藥液中的有機溶劑的含量並無特別限制,但是通常相對於藥液的總質量,98.0質量%以上為較佳,99.0質量%以上為更佳,99.9質量%以上為進一步較佳,99.99質量%以上為特佳。上限並無特別限制,但是多為小於100質量%。 有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。併用2種以上的有機溶劑之情況下,合計含量在上述範圍內為較佳。 另外,藥液中的有機溶劑的種類及含量能夠使用氣相層析質譜儀來進行測量。
<含金屬的粒子> 藥液包含含有金屬原子之含金屬的粒子。 以下對製造藥液之方法的較佳形態進行敘述,但是通常藥液能夠對含有已經說明之溶劑及有機化合物之被純化物進行純化來製造。含金屬的粒子可以根據目的添加到藥液的製造步驟中,亦可以直接包含於被純化物中或以可以在藥液的製造過程中從藥液的製造裝置等遷移(所謂之污染)。
作為金屬原子並無特別限制,但是可舉出Fe原子、Al原子、Cr原子、Ni原子、Pb原子、Zn原子及Ti原子等。其中,若對含有Fe原子、Al原子、Pb原子、Zn原子及Ti原子之含金屬的粒子的藥液中的含量嚴格地進行控制,則容易得到更優異之缺陷抑制性能,並且若對含有Pb原子及Ti原子之含金屬的粒子的藥液中的含量嚴格地進行控制,則容易得到更優異之缺陷抑制性能。 亦即,作為金屬原子,選自包括Fe原子、Al原子、Cr原子、Ni原子、Pb原子、Zn原子及Ti原子等之群組中之至少1種為較佳,選自包括Fe原子、Al原子、Pb原子、Zn原子及Ti原子之群組中之至少1種為更佳,選自包括Pb原子及Ti原子之群組中之至少1種為進一步較佳,含金屬的粒子含有Pb原子及Ti原子中的任一個為特佳。 另外,含金屬的粒子可以單獨含有1種上述金屬原子,亦可以一併含有2種以上。
作為含金屬的粒子的粒徑並無特別限制,但是,例如,在半導體器件製造用藥液中,具有0.1~100nm左右的粒徑之粒子在藥液中的含量成為控制對象的情況較多。 其中,依據本發明人等的研究中已知,尤其在應用於EUV(極紫外線)曝光的光刻膠製程之藥液中,藉由控制其粒徑為0.5~17nm的含金屬的粒子(以下,亦稱為“金屬奈米粒子”。)在藥液中的含量,容易得到具有優異之缺陷抑制性能之藥液。EUV曝光的光刻膠製程中,多為要求微細的阻劑間隔、阻劑寬度及阻劑間隙。該等情況下,要求對習知之製程中沒有任何問題之更微細的粒子,以其個數單位進行控制。
作為含金屬的粒子的個數基準的粒徑分佈並無特別限制,但是從得到具有更優異之本發明的效果之藥液之觀點考慮,在選自包括粒徑小於5nm的範圍及粒徑超過17nm之範圍之群組中之至少一個具有極大值為較佳。 換言之,在粒徑為5~17nm的範圍沒有極大值為較佳。藉由在粒徑為5~17nm的範圍沒有極大值,藥液具有更優異之缺陷抑制性能、尤其具有更優異之橋接缺陷抑制性能。其中,橋接缺陷係指配線圖案彼此的交聯狀的不良。 又,從得到具有更優異之本發明的效果之藥液之方面考慮,在個數基準的粒徑分佈中粒徑為0.5nm以上且小於5nm的範圍具有極大值為特佳。藉由上述,藥液具有更優異之橋接缺陷抑制性能。
含金屬的粒子的含量相對於藥液的總質量為10質量ppt以下,0.001~10質量ppt為較佳。 若含金屬的粒子的含量為10質量ppt以下,則能夠抑制因含金屬的粒子的聚集物而引起之缺陷。若含金屬的粒子的含量為0.01質量ppt以上,則詳細理由雖不明確,但是含金屬的粒子與配線基板的相互作用變小,含金屬的粒子難以殘留於基板上,因此能夠抑制缺陷。 從更發揮上述效果之方面考慮,含金屬的粒子的含量的上限值為5質量ppt以下為較佳,1質量ppt以下為較佳,0.1質量ppt以下為特佳。 從更發揮上述效果之方面考慮,含金屬的粒子的含量的下限值為0.001質量ppt以上為較佳,0.01質量ppt以上為特佳。
含金屬的粒子的種類及含量能夠藉由SP-ICP-MS法(Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry:單奈米粒子感應耦合電漿質譜法)來測量。 在此,所謂SP-ICP-MS法,使用與通常的ICP-MS法(感應耦合電漿質譜法)相同的裝置,而只有資料分析不同。SP-ICP-MS法的資料分析能夠藉由市售的軟體來實施。
ICP-MS中,對於成為測量對象之金屬成分的含量,與其存在形態無關地進行測量。另外,金屬成分係指金屬離子及含金屬的粒子。因此,確定成為測量對象之含金屬的粒子和金屬離子的總質量來作為金屬成分的含量。 另一方面,SP-ICP-MS法中,能夠測量含金屬的粒子的含量。因此,若自試樣中的金屬成分的含量減去含金屬的粒子的含量,則能夠算出試樣中的金屬離子的含量。 作為SP-ICP-MS法的裝置,例如可舉出Agilent Technologies公司製造,Agilent8800三重四極ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry:感應耦合電漿質譜法,用於半導體分析,選項#200),能夠藉由實施例中所記載之方法來進行測量。作為除了上述以外的其他裝置,除PerkinElmer Co., Ltd.製造NexION350S以外,還能夠使用Agilent Technologies公司製造Agilent 8900。
(金屬奈米粒子) 金屬奈米粒子係指含金屬的粒子中的其粒徑為0.5~17nm者。 每單位體積的藥液中金屬奈米粒子的含粒子的數量為1.0×100 ~1.0×109 個/cm3 為較佳,從藥液具有更優異之本發明的效果之方面考慮,作為含粒子的數量為1.0×101 個/cm3 以上為較佳,1.0×107 個/cm3 以下為較佳,1.0×105 個/cm3 以下為更佳。 若每單位體積的藥液中金屬奈米粒子的含粒子的數量為1.0×101 ~1.0×109 個/cm3 ,則藥液具有更優異之缺陷抑制性能。 另外,藥液中的金屬奈米粒子的含量能夠藉由實施例中所記載之方法來測量,每單位體積的藥液中金屬奈米粒子的粒子數量(個數)以有效數字成為兩位數之方式四捨五入而求出。
作為金屬奈米粒子中所含有之金屬原子並無特別限制,但是與作為含金屬的粒子中所含有之金屬原子而已經說明之原子相同。其中,從得到具有更優異之本發明的效果之藥液之觀點考慮,作為金屬原子,選自包括Pb原子及Ti原子之群組中之至少1種為較佳,金屬奈米粒子含有Pb原子及Ti原子該兩者為更佳。所謂金屬奈米粒子含有Pb原子及Ti原子該兩者,典型地可舉出藥液包含含有Pb原子之金屬奈米粒子和含有Ti原子之金屬奈米粒子該兩者之形態。
另外,作為藥液中的含有Pb原子之金屬奈米粒子(以下,亦稱為“Pb奈米粒子”。)及含有Ti原子之金屬奈米粒子(以下,亦稱為“Ti奈米粒子”。)的含粒子的數量比(Pb/Ti)並無特別限制,但是通常為1.0×10-4 ~3.0為較佳,1.0×10-3 ~2.0為更佳,1.0×10-2 ~1.5為特佳。若Pb/Ti為1.0×10-3 ~2.0,則藥液具有更優異之本發明的效果,尤其具有更優異之橋接缺陷抑制性能。 本發明人等等發現了,Pb奈米粒子及Ti奈米粒子在例如與將藥液塗佈於晶圓上時等容易締合而對光阻膜進行顯影時容易成為缺陷的原因(尤其橋接缺陷的原因)。 若Pb/Ti為1.0×10-3 ~2.0,則出乎意料地更容易抑制缺陷的產生。另外,本說明書中,關於Pb/Ti及後述之A/(B+C),以有效數字成為兩位數之方式四捨五入而求出。
金屬奈米粒子含有金屬原子即可,其形態並無特別限制。例如可舉出金屬原子的單體、含有金屬原子之化合物(以下亦稱為“金屬化合物”。)以及該等的複合體等。又,金屬奈米粒子可以含有複數個金屬原子。另外,金屬奈米粒子含有複數個金屬之情況下,將上述複數個金屬中含量(atm%)最多的金屬原子作為主成分。因此,稱為Pb奈米粒子時,在含有複數個金屬之情況下,複數個金屬中Pb原子為主成分。
作為複合體並無特別限制,但是可舉出具有金屬原子的單體及覆蓋上述金屬原子的單體的至少一部分之金屬化合物之所謂核-殼型粒子、包含金屬原子及其他原子之固溶體粒子、包含金屬原子及其他原子之共晶體粒子、金屬原子的單體與金屬化合物的聚集體粒子、種類不同之金屬化合物的聚集體粒子及從粒子表面朝向中心其組成連續或間斷地發生變化之金屬化合物等。
作為除了金屬化合物所含有之金屬原子以外的原子並無特別限制,但是例如可舉出碳原子、氧原子、氮原子、氫原子、硫原子及磷原子等,其中,氧原子為較佳。作為金屬化合物含有氧原子之形態並無特別限制,但是金屬原子的氧化物為更佳。
從得到具有更優異之本發明的效果之藥液之觀點考慮,作為金屬奈米粒子,包括選自包括由金屬原子的單體構成之粒子(粒子A)、由金屬原子的氧化物構成之粒子(粒子B)以及由金屬原子的單體及金屬原子的氧化物構成之粒子(粒子C)之群組中之至少1種為較佳。 另外,作為每單位體積的藥液中金屬奈米粒子的含粒子的數量中的粒子A的含粒子的數量、粒子B的含粒子的數量及粒子C的含粒子的數量的關係並無特別限制,但是從得到具有更優異之本發明的效果之藥液之觀點考慮,粒子A的含粒子的數量與粒子B的含粒子的數量和粒子C的含粒子的數量的合計含粒子的數量之比(以下,亦稱為“A/(B+C)”。)為1.5以下為較佳,小於1.0為更佳,2.0×10-1 以下為進一步較佳,1.0×10-1 以下為特佳,1.0×10-3 以上為較佳,1.0×10-2 以上為更佳。 若A/(B+C)小於1.0,則藥液具有更優異之橋接缺陷抑制性能、更優異之圖案寬度的均勻性能及色斑缺陷抑制性能。另外,色斑缺陷係指未檢測到金屬原子之缺陷。 又,若A/(B+C)為0.1以下,則藥液具有更優異之缺陷抑制性能。
<特定有機化合物A> 藥液含有特定有機化合物A。特定有機化合物A如上述為藥液中的ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物。 特定有機化合物A可以添加到藥液中,亦可以在藥液的製造步驟中無意間混入藥液中。作為在藥液的製造步驟中無意間被混合之情況,例如可舉出在製造藥液時所使用之原料(例如,有機溶劑)中含有特定有機化合物A之情況及在藥液的製造步驟中混合(例如,污染)水之情況等,但是並不限制於上述。
特定有機化合物A的ClogP值高於藥液中的溶劑的ClogP值。從更發揮本發明的效果之方面而言,特定有機化合物A的ClogP值與藥液中的溶劑的ClogP值之差[(特定有機化合物A的ClogP值)-(藥液中的溶劑的ClogP值)]為3~9為較佳,3~8為較佳,4~7為更佳。 只要特定有機化合物A的ClogP值高於藥液中的溶劑的ClogP值,則並無特別限定,但是從更發揮本發明的效果之方面而言,6以上為較佳,6~10為特佳。 其中,ClogP值係指藉由計算求出對1-辛醇和水的分配係數P的常用對數logP而得之值。關於用於ClogP值的計算之方法及軟體,能夠使用公知者,但是只要無特別說明,則在本發明中使用編入到Cambridge soft公司的 ChemBioDraw Ultra 12.0中的ClogP程式。 例如,鄰苯二甲酸二丁酯的ClogP值為4.72,鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)的ClogP值為8.71,鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)的ClogP值為9.03。
作為特定有機化合物A的碳數並無特別限制,但是從藥液具有更優異之本發明的效果之方面考慮,8以上為較佳,12以上為更佳。另外,作為碳數的上限並無特別限制,但是通常30以下為較佳。
作為特定有機化合物A,例如可以為伴隨有機溶劑的合成而產生之副產物和/或未反應的原料(以下,亦稱為“副產物等”。)等。 作為上述副產物等,例如可舉出由下述式I~V表示之化合物等。
[化學式1]
Figure 02_image001
式I中,R1 及R2 分別獨立地表示烷基或環烷基或彼此鍵結而形成環。
作為由R1 及R2 表示之烷基或環烷基,碳數1~12的烷基或碳數6~12的環烷基為較佳,碳數1~8的烷基或碳數6~8的環烷基為更佳。
R1 及R2 彼此鍵結而形成之環為內酯環,4~9員環的內酯環為較佳,4~6員環的內酯環為更佳。
另外,R1 及R2 滿足由式I表示之化合物的碳數成為8以上之關係為較佳。
式II中,R3 及R4 分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、環烷基或環烯基或彼此鍵結而形成環。但是,R3 及R4 該雙方不會均為氫原子。
作為由R3 及R4 表示之烷基,例如碳數1~12的烷基為較佳,碳數1~8的烷基為更佳。
作為由R3 及R4 表示之烯基,例如碳數2~12的烯基為較佳,碳數2~8的烯基為更佳。
作為由R3 及R4 表示之環烷基,碳數6~12的環烷基為較佳,碳數6~8的環烷基為更佳。
作為由R3 及R4 表示之環烯基,例如碳數3~12的環烯基為較佳,碳數6~8的環烯基為更佳。
R3 及R4 彼此鍵結而形成之環為環狀酮結構,可以為飽和環狀酮,亦可以為不飽和環狀酮。該環狀酮為6~10員環為較佳,6~8員環為更佳。
另外,R3 及R4 滿足由式II表示之化合物的碳數成為8以上之關係為較佳。
式III中,R5 表示烷基或環烷基。
由R5 表示之烷基為碳數6以上的烷基為較佳,碳數6~12的烷基為更佳,碳數6~10的烷基為特佳。 上述烷基可以在鏈中具有醚鍵,亦可以具有羥基等取代基。
由R5 表示之環烷基為碳數6以上的環烷基為較佳,碳數6~12的環烷基為更佳,碳數6~10的環烷基為特佳。
式IV中,R6 及R7 分別獨立地表示烷基或環烷基或彼此鍵結而形成環。
作為由R6 及R7 表示之烷基,碳數1~12的烷基為較佳,碳數1~8的烷基為更佳。
作為由R6 及R7 表示之環烷基,碳數6~12的環烷基為較佳,碳數6~8的環烷基為更佳。
R6 及R7 彼此鍵結而形成之環為環狀醚結構。該環狀醚結構為4~8員環為較佳,5~7員環為更佳。
另外,R6 及R7 滿足由式IV表示之化合物的碳數成為8以上之關係為較佳。
式V中,R8 及R9 分別獨立地表示烷基或環烷基或彼此鍵結而形成環。L表示單鍵或伸烷基。
作為由R8 及R9 表示之烷基,例如碳數6~12的烷基為較佳,碳數6~10的烷基為更佳。
作為由R8 及R9 表示之環烷基,碳數6~12的環烷基為較佳,碳數6~10的環烷基為更佳。
R8 及R9 彼此鍵結而形成之環為環狀二酮結構。該環狀二酮結構為6~12員環為較佳,6~10員環為更佳。
作為由L表示之伸烷基,例如碳數1~12的伸烷基為較佳,碳數1~10的伸烷基為更佳。 另外,R8 、R9 及L滿足由式V表示之化合物的碳數成為8以上之關係。 無特別限制,但是有機溶劑為醯胺化合物、醯亞胺化合物及亞碸化合物之情況下,可舉出一形態中碳數為6以上的醯胺化合物、醯亞胺化合物及亞碸化合物。又,作為特定有機化合物A,例如亦可舉出下述化合物。
[化學式2]
Figure 02_image003
[化學式3]
Figure 02_image005
又,作為特定有機化合物A,亦可舉出二丁基羥基甲苯(BHT)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(DSTP)、4,4’-伸丁基雙-(6-第三丁基-3-甲基苯酚)、2,2’-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)及日本特開2015-200775號公報中所記載之抗氧化劑等抗氧化劑;未反應的原料;製造有機溶劑時所產生之結構異構物及副產物;來自構成有機溶劑的製造裝置之構件等的溶出物(例如,從O型環等橡膠構件溶出之塑化劑);等。
又,作為特定有機化合物A,亦可舉出鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己酯)(DEHP)、鄰苯二甲酸雙(2-丙基庚酯)(DPHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸苄基丁酯(BBzP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二己酯及鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)等鄰苯二甲酸酯、偏苯三酸三(2-乙基己酯)(TEHTM)、偏苯三酸三(正辛基-正癸酯)(ATM)、己二酸雙(2-乙基己酯)(DEHA)、己二酸單甲酯(MMAD)、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二丁酯(DBS)、順丁烯二酸二丁酯(DBM)、順丁烯二酸二異丁酯(DIBM)、壬二酸酯、苯甲酸酯、對苯二甲酸乙二酯(例:二辛基對苯二甲酸乙二酯(DEHT))、1,2-環己烷二羧酸二異壬酯(DINCH)、環氧化植物油、磺醯胺(例:N-(2-羥基丙基)苯磺醯胺(HP BSA)、N-(正丁基)苯磺醯胺(BBSA-NBBS))、有機磷酸酯(例:磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三丁酯(TBP))、乙醯化甘油單酯、檸檬酸三乙酯(TEC)、乙醯基檸檬酸三乙酯(ATEC)、檸檬酸三丁酯(TBC)、乙醯基檸檬酸三丁酯(ATBC)、檸檬酸三辛酯(TOC)、乙醯基檸檬酸三辛酯(ATOC)、檸檬酸三己烷(THC)、乙醯基檸檬酸三己烷(ATHC)環氧化大豆油、亞乙基伸丙基橡膠、聚丁烯、5-亞乙基-2-降莰冰片烯的加成聚合物及以下所例示之高分子塑化劑。 推斷為該等特定有機化合物A從純化步驟中所接觸之過濾器、配管、罐、O型環及容器等混入到被純化物或藥液中。尤其,除了烷基烯烴以外的化合物與橋接缺陷的產生有關。
[化學式4]
Figure 02_image007
上述化合物之中,藉由特定有機化合物A通常在藥液的製造環境下存在且容易藉由製造步驟及製造方法來調整含量之理由,鄰苯二甲酸酯為較佳,選自包括鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)及鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)之群組中之至少1種為較佳。
只要特定有機化合物A的含量和存在於空隙部之氣體中所包含之有機化合物(後述的有機化合物B)的含量的合計在後述範圍內,則並無特別限定,但是從缺陷抑制性能更優異之方面考慮,相對於藥液的總質量為100,000質量ppt以下為較佳,0.1~1,000質量ppt為更佳,0.1~10質量ppt為特佳。
關於藥液中的特定有機化合物A的含量及種類,能夠使用、GCMS(氣相層析質譜分析裝置;gas chromatography mass spectrometry)來測量。
<其他成分> 藥液可以含有除了上述以外的其他成分。作為其他成分,例如可舉出除了特定有機化合物A以外的有機化合物及樹脂等。
(除了特定有機化合物A以外的有機化合物) 藥液可以含有除了特定有機化合物A以外的有機化合物(以下,亦稱為“其他有機化合物”。)。其他有機化合物為其ClogP值為藥液中的溶劑的ClogP值以下的有機化合物。 其他有機化合物可以添加到藥液中,亦可以無意間被混合到藥液的製造步驟中。作為在藥液的製造步驟中無意間被混合之情況,例如可舉出在製造藥液時所使用之原料(例如,有機溶劑)中含有其他特定有機化合物之情況及在藥液的製造步驟中混合(例如,污染)水之情況等,但是並不限制於上述。
(樹脂) 藥液可以含有樹脂。作為樹脂,具有藉由酸的作用進行分解而產生極性基之基團之樹脂P為更佳。作為上述樹脂,藉由酸的作用而對以有機溶劑為主成分之顯影液之溶解性減少之樹脂、亦即具有由後述之式(AI)表示之重複單元之樹脂為更佳。具有由後述之式(AI)表示之重複單元之樹脂具有藉由酸的作用進行分解而產生鹼可溶性基之基團(以下,亦稱為“酸分解性基”)。 作為極性基,可舉出鹼可溶性基。作為鹼可溶性基,例如可舉出羧基、氟化醇基(較佳為六氟異丙醇基)、酚性羥基及磺基。
在酸分解性基中,極性基被在酸的作用下脫離之基團(酸脫離性基)保護。作為酸脫離性基,例如可舉出-C(R36 )(R37 )(R38 )、-C(R36 )(R37 )(OR39 )及-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 可以相互鍵結而形成環。
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。
以下,對藉由酸的作用而對以有機溶劑為主成分之顯影液之溶解性減少之樹脂P進行詳述。
((式(AI):具有酸分解性基之重複單元)) 樹脂P含有由式(AI)表示之重複單元為較佳。
[化學式5]
Figure 02_image009
式(AI)中, Xa1 表示氫原子或可以具有取代基之烷基。 T表示單鍵或2價的連接基。 Ra1 ~Ra3 分別獨立地表示烷基(直鏈狀或支鏈狀)或環烷基(單環或多環)。 Ra1 ~Ra3 中的2個可以鍵結而形成環烷基(單環或多環)。
作為由Xa1 表示之可以具有取代基之烷基,例如可舉出甲基及由-CH2 -R11 表示之基團。R11 表示鹵素原子(氟原子等)、羥基或1價的有機基團。 Xa1 為氫原子、甲基、三氟甲基或羥甲基為較佳。
作為T的2價的連結基,可舉出伸烷基、-COO-Rt-基及-O-Rt-基等。式中,Rt表示伸烷基或環伸烷基。 T為單鍵或-COO-Rt-基為較佳。Rt為碳數1~5的伸烷基為較佳,-CH2 -基、-(CH22 -基或-(CH23 -基為更佳。
作為Ra1 ~Ra3 的烷基,碳數1~4為較佳。
作為Ra1 ~Ra3 的環烷基,環戊基或環己基等單環的環烷基或降莰基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基為較佳。 作為鍵結2個Ra1 ~Ra3 而形成之環烷基,環戊基或環己基等單環的環烷基或降莰基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基為較佳。碳數5~6的單環的環烷基為更佳。
鍵結2個Ra1 ~Ra3 而形成之上述環烷基中,例如構成環之亞甲基中的1個可以被具有氧原子等雜原子或羰基等雜原子之基團取代。
由式(AI)表示之重複單元中,例如Ra1 為甲基或乙基且Ra2 與Ra3 鍵結而形成上述環烷基之樣態為較佳。
上述各基可以具有取代基,作為取代基,例如可舉出烷基(碳數1~4)、鹵素原子、羥基、烷氧基(碳數1~4)、羧基及烷氧羰基(碳數2~6)等,碳數8以下為較佳。
由式(AI)表示之重複單元的含量相對於樹脂P中的總重複單元為20~90莫耳%為較佳,25~85莫耳%為更佳,30~80莫耳%為特佳。
((具有內酯結構之重複單元)) 又,樹脂P含有具有內酯結構之重複單元Q為較佳。
具有內酯結構之重複單元Q在側鏈具有內酯結構為較佳,來自於(甲基)丙烯酸衍生物單體之重複單元為更佳。 具有內酯結構之重複單元Q可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上,但是單獨使用1種為較佳。 具有內酯結構之重複單元Q的含量相對於樹脂P中的總重複單元為3~80莫耳%為較佳,3~60莫耳%為更佳。
作為內酯結構,5~7員環的內酯結構為較佳,以與5~7員環的內酯結構形成雙環結構或螺結構之形式與其他環結構縮環之結構為更佳。 作為內酯結構,含有具有由下述式(LC1-1)~(LC1-17)中的任一個表示之內酯結構之重複單元為較佳。作為內酯結構,由式(LC1-1)、式(LC1-4)、式(LC1-5)或式(LC1-8)表示之內酯結構為較佳,由式(LC1-4)表示之內酯結構為更佳。
[化學式6]
Figure 02_image011
內酯結構部分可以具有取代基(Rb2 )。作為較佳的取代基(Rb2 ),可舉出碳數1~8的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數1~8的烷氧基、碳數2~8的烷氧羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基及酸分解性基等。n2 表示0~4的整數。n2 為2以上時,存在複數個之取代基(Rb2 )可以相同亦可以不同,又,存在複數個之取代基(Rb2 )可以彼此鍵結而形成環。
((具有酚性羥基之重複單元)) 又,樹脂P可以含有具有酚性羥基之重複單元。 作為具有酚性羥基之重複單元,例如可舉出由下述通式(I)表示之重複單元。
[化學式7]
Figure 02_image013
式中, R41 、R42 及R43 分別獨立地表示氫原子、烷基、鹵素原子、氰基或烷氧羰基。但是,R42 與Ar4 可以鍵結而形成環,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,與R42 鍵結而形成環之情況下,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 及R43 的烷基,可以具有取代基,甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基及十二烷基等碳數20以下的烷基為較佳,碳數8以下的烷基為更佳,碳數3以下的烷基為特佳。
作為通式(I)中的R41 、R42 及R43 的環烷基,可以為單環型,亦可以為多環型。作為環烷基,可以具有取代基,環丙基、環戊基及環己基等碳數3~8且單環型環烷基為較佳。
作為通式(I)中的R41 、R42 及R43 的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子,氟原子為較佳。
作為通式(I)中的R41 、R42 及R43 的烷氧羰基中所包含之烷基,與上述R41 、R42 及R43 中的烷基相同者為較佳。
作為上述各基團中的取代基,例如可舉出烷基、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、烷氧羰基、氰基及硝基等,取代基的碳數為8以下為較佳。
Ar4 表示(n+1)價的芳香環基。n為1之情況下的2價的芳香環基可以具有取代基,例如可舉出伸苯基、甲伸苯基、伸萘基及蒽基等碳數6~18的伸芳基以及噻吩、呋喃、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并吡咯、三𠯤、咪唑、苯并咪唑、三唑、噻二唑及噻唑等包含雜環之芳香環基。
作為n為2以上的整數之情況下的(n+1)價的芳香環基的具體例,可舉出從2價的芳香環基的上述之具體例去除(n-1)個任一氫原子而成之基團。 (n+1)價的芳香環基還可以具有取代基。
作為能夠具有上述之烷基、環烷基、烷氧羰基、伸烷基及(n+1)價的芳香環基之取代基,例如可舉出在通式(I)中的R41 、R42 及R43 中舉出之烷基;甲氧基、乙氧基、羥基乙氧基、丙氧基、羥基丙氧基及丁氧基等烷氧基;苯基等芳基。
作為由X4 表示之-CONR64 -(R64 表示氫原子或烷基)中的R64 的烷基,可以具有取代基,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基及十二烷基等碳數20以下的烷基,碳數8以下的烷基為更佳。
作為X4 ,單鍵、-COO-或-CONH-為較佳,單鍵或-COO-為更佳。
作為L4 中的伸烷基,可以具有取代基,亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基及伸辛基等碳數1~8的伸烷基為較佳。
作為Ar4 ,可以具有取代基之碳數6~18的芳香環基為較佳,苯環基、萘環基或聯伸苯基環基為更佳。
由通式(I)表示之重複單元具備羥基苯乙烯結構為較佳。亦即,Ar4 為苯環基為較佳。
具有酚性羥基之重複單元的含量相對於樹脂P中的總重複單元為0~50莫耳%為較佳,0~45莫耳%為更佳,0~40莫耳%為特佳。
((含有具有極性基之有機基團之重複單元)) 樹脂P可以含有如下重複單元,該重複單元含有具有極性基之有機基團;尤其還可以含有如下重複單元,該重複單元具有被極性基取代之脂環烴結構。藉此,提高基板密接性、顯影液親和性。 作為被極性基取代之脂環烴結構的脂環烴結構,金剛烷基、鑽石烷基或降莰烷基為較佳。作為極性基,羥基或氰基為較佳。
樹脂P含有如下重複單元之情況下,其含量相對於樹脂P中的總重複單元為1~50莫耳%為較佳,1~30莫耳%為更佳,5~25莫耳%為進一步較佳,5~20莫耳%為特佳,該重複單元含有具有極性基之有機基團。
(由(通式(VI)表示之重複單元)) 樹脂P可以含有由下述通式(VI)表示之重複單元。
[化學式8]
Figure 02_image015
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、氰基或烷氧羰基。但是,R62 與Ar6 可以鍵結而形成環,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,與R62 鍵結而形成環之情況下,表示(n+2)價的芳香環基。 Y2 為n≧2的情況下,分別獨立地表示氫原子或藉由酸的作用而脫離之基團。但是,Y2 中的至少1個表示藉由酸的作用而脫離之基團。 n表示1~4的整數。
作為藉由酸的作用而脫離之基團Y2 ,由下述通式(VI-A)表示之結構為較佳。
[化學式9]
Figure 02_image017
L1 及L2 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基或組合伸烷基與芳基而成之基團。 M表示單鍵或2價的連接基。 Q表示烷基、可以包含雜原子之環烷基、可以包含雜原子之芳基、胺基、銨基、巰基、氰基或醛基。 Q、M、L1 中的至少2個可以鍵結而形成環(較佳為5員或6員環)。
由上述通式(VI)表示之重複單元為由下述通式(3)表示之重複單元為較佳。
[化學式10]
Figure 02_image019
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2價的連接基。 Q3 表示烷基、環烷基、芳基或雜環基。 Q3 、M3 及R3 中的至少兩個可以鍵結而形成環。
Ar3 所表示之芳香環基與上述通式(VI)中的n為1之情況下的上述通式(VI)中的Ar6 相同,伸苯基或伸萘基為較佳,伸苯基為更佳。
((在側鏈具有矽原子之重複單元)) 樹脂P還可以含有在側鏈具有矽原子之重複單元。作為在側鏈具有矽原子之重複單元,例如可舉出具有矽原子之(甲基)丙烯酸酯系重複單元及具有矽原子之乙烯基系重複單元等。在側鏈具有矽原子之重複單元典型地為具有在側鏈具有矽原子之基團之重複單元,作為具有矽原子之基團,例如可舉出三甲基甲矽烷基、三乙基甲矽烷基、三苯基甲矽烷基、三環己基甲矽烷基、三-三甲基矽氧基甲矽烷基、三-三甲基甲矽烷基甲矽烷基、甲基雙三甲基甲矽烷基甲矽烷基、甲基雙三甲基矽氧基甲矽烷基、二甲基三甲基甲矽烷基甲矽烷基、二甲基三甲基矽氧基甲矽烷基及如下述的環狀或直鏈狀聚矽氧烷或籠型或者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1價的取代基。*表示鍵結鍵。
[化學式11]
Figure 02_image021
作為具有上述基團之重複單元,例如,具有上述基團之丙烯酸酯化合物或來自於甲基丙烯酸酯化合物之重複單元或來自於具有上述基團與乙烯基之化合物之重複單元為較佳。
樹脂P具有在上述側鏈具有矽原子之重複單元之情況下,其含量相對於樹脂P中的總重複單元為1~30莫耳%為較佳,5~25莫耳%為更佳,5~20莫耳%為特佳。
作為基於GPC(Gel permeation chromatography)法之聚苯乙烯換算值,樹脂P的重量平均分子量為1,000~200,000為較佳,3,000~20,000為更佳,5,000~15,000為特佳。藉由將重量平均分子量設為1,000~200,000,能夠防止耐熱性及乾式蝕刻耐性的劣化,並且能夠防止顯影性的劣化或因黏度變高而製膜性劣化的情形。
分散度(分子量分佈)通常為1~5,1~3為較佳,1.2~3.0為更佳,1.2~2.0為特佳。
藥液中,在總固體成分中,樹脂P的含量係50~99.9質量%為較佳,60~99.0質量%為更佳。 又,藥液中,樹脂P可以使用1種,亦可以併用複數種。
關於藥液中所包含之其他成分(例如酸產生劑、鹼性化合物、猝滅劑、疏水性樹脂、界面活性劑及溶劑等),均能夠使用公知者。作為藥液,例如可舉出日本特開2013-195844號公報、日本特開2016-057645號公報、日本特開2015-207006號公報、國際公開第2014/148241號、日本特開2016-188385號公報及日本特開2017-219818號公報等中所記載之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物等中所含之成分。
<藥液的用途> 藥液用於半導體器件的製造為較佳。尤其,用於形成(例如,包括使用了EUV之圖案形成之步驟)節點10nm以下的微細圖案為更佳。 藥液為用於圖案寬度和/或圖案間隔為17nm以下(較佳為15nm以下,更佳為12nm以下)和/或所得到之配線寬度和/或配線間隔為17nm以下之阻劑製程之藥液(預濕液、顯影液、沖洗液、光阻液的溶劑及剝離液等),換言之,尤其較佳地用於使用圖案寬度和/或圖案間隔為17nm以下之光阻膜來製作之半導體器件的製造。
具體而言,在包含微影步驟、蝕刻步驟、離子植入步驟及剝離步驟等之半導體元件的製造步驟中,在結束各步驟之後或轉移至下一個步驟之前,用於處理有機物,具體而言,較佳地用作預濕液、顯影液、沖洗液及剝離液等。例如,亦能夠用於阻劑塗佈前後的半導體基板的邊緣線的沖洗。 又,上述藥液亦能夠用作光阻液中所含有之樹脂的稀釋液、光阻液中所含有之溶劑。又,亦可以藉由其他有機溶劑和/或水等而進行稀釋。
又,上述藥液除了用於半導體器件的製造以外,亦能夠用於其他用途,亦能夠用作聚醯亞胺、感測器用阻劑、透鏡用阻劑等顯影液及沖洗液等。 又,上述藥液亦能夠用作醫療用途或清洗用途的溶劑。尤其,能夠較佳地用於容器、配管及基板(例如,晶圓及玻璃等)等的清洗中。
其中,若本藥液用作選自包括顯影液、沖洗液、晶圓清洗液、線清洗液、預濕液、光阻液、下層膜形成用液、上層膜形成用液及硬塗形成用液之群組中之至少1種液體的原料,則更發揮效果。
〔藥液之製造方法〕 作為上述藥液之製造方法,並無特別限制,能夠使用公知的製造方法。其中,可獲得顯示更優異之本發明的效果之方面而言,藥液之製造方法具有使用過濾器對含有溶劑之被純化物進行過濾而獲得藥液之過濾步驟為較佳。
在過濾步驟中使用之被純化物可以藉由購買等來採購,亦可以使原料進行反應而獲得。作為被純化物,雜質的含量少為較佳。作為該等被純化物的市售品,例如,可舉出稱為“高純度等級產品”之市售品。
作為使原料進行反應而獲得被純化物(典型地,含有有機溶劑之被純化物)之方法,並無特別限制,能夠使用公知的方法。例如,可舉出在觸媒的存在下,使1種或複數種原料進行反應,而獲得有機溶劑之方法。 更具體而言,例如,可舉出使乙酸和正丁醇在硫酸的存在下進行反應而獲得乙酸丁酯之方法;使乙烯、氧及水在Al(C2 H53 的存在下進行反應而獲得1-己醇之方法;使順式-4-甲基-2-戊烯在Ipc2BH(Diisopinocampheylborane:二異松蒎烯基磞烷)的存在下進行反應而獲得4-甲基-2-戊醇之方法;使環氧丙烷、甲醇及乙酸在硫酸的存在下進行反應而獲得PGMEA(丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯)之方法;使丙酮及氫在氧化銅-氧化鋅-氧化鋁的存在下進行反應而獲得IPA(isopropyl alcohol:異丙醇)之方法;及使乳酸及乙醇進行反應而獲得乳酸乙酯之方法;等。
<過濾步驟> 本發明的實施形態之藥液之製造方法具有使用過濾器對上述被純化物進行過濾而得到藥液之過濾步驟。作為使用過濾器對被純化物進行過濾之方法,並無特別限制,但是在加壓或未加壓下使被純化物通過(通液)具有殼體和容納於殼體中之過濾芯之過濾器單元為較佳。
(過濾器的細孔直徑) 作為過濾器的細孔直徑,並無特別限制,能夠使用通常用於被純化物的過濾而使用之細孔直徑的過濾器。其中,將藥液所含有之粒子(含金屬的粒子等)的數量更容易控制在所期望的範圍內之方面而言,過濾器的細孔直徑係200nm以下為較佳,20nm以下為更佳,10nm以下為進一步較佳,5nm以下為特佳,3nm以下為最佳。作為下限值並無特別限制,但從生產性的觀點而言,一般係1nm以上為較佳。 另外,在本說明書中,過濾器的細孔直徑及細孔直徑分佈係指由異丙醇(IPA)或HFE-7200(“Novec 7200”,3M Company製造,氫氟醚、C4 F9 OC2 H5 )的泡點確定之細孔直徑及細孔直徑分佈。
若過濾器的細孔直徑為5.0nm以下,則更容易控制藥液中的含有粒子數量之方面而言為較佳。以下,還將細孔直徑為5nm以下的過濾器稱為“微小孔徑過濾器”。 另外,微小孔徑過濾器可以單獨使用,亦可以與具有其他細孔直徑之過濾器一起使用。其中,生產性更優異之觀點而言,與具有更大的細孔直徑之過濾器一起使用為較佳。在該情況下,若使預先藉由具有更大的細孔直徑之過濾器進行過濾而得之被純化物通過微小孔徑過濾器,則可防止微小孔徑過濾器的堵塞。 亦即,作為過濾器的細孔直徑,在使用1個過濾器之情況下,細孔直徑係5.0nm以下為較佳,在使用2個以上的過濾器之情況下,具有最小的細孔直徑之過濾器的細孔直徑係5.0nm以下為較佳。
作為依次使用細孔直徑不同的2種以上的過濾器之形態,並無特別限制,但是可舉出沿著移送被純化物之管路,依次配置已進行說明之過濾器單元之方法。此時,若作為管路整體而欲將被純化物的每單位時間的流量設為一定,則有時與細孔直徑更大的過濾器單元相比,會對細孔直徑更小的過濾器單元施加更大的壓力。在該情況下,在過濾器單元之間配置壓力調節閥及阻尼器等,將對具有小的細孔直徑之過濾器單元施加之壓力設為一定或者沿著管路並排配置容納有相同的過濾器之過濾器單元,從而增加過濾面積為較佳。這樣,能夠更穩定地控制藥液中的粒子的數量。
(過濾器的材料) 作為過濾器的材料,並無特別限制,作為過濾器的材料,能夠使用公知的材料。具體而言,在樹脂之情況下,可舉出尼龍(例如,6-尼龍及6,6-尼龍)等聚醯胺;聚乙烯及聚丙烯等聚烯烴;聚苯乙烯;聚醯亞胺;聚醯胺醯亞胺;聚(甲基)丙烯酸酯;聚四氟乙烯、全氟烷氧基烷烴、全氟乙烯丙烯共聚物、乙烯•四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯及聚氟乙烯等聚氟碳化物;聚乙烯醇;聚酯;纖維素;醋酸纖維素等。其中,具有更優異之耐溶劑性,且所獲得之藥液具有更優異之缺陷抑制性之方面而言,選自包含尼龍(其中,6,6-尼龍為較佳)、聚烯烴(其中,聚乙烯為較佳)、聚(甲基)丙烯酸酯及聚氟碳化物(其中,聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烴(PFA)為較佳。)之群組中之至少1種為較佳。該等聚合物能夠單獨使用或者組合使用2種以上。 又,除了樹脂以外,亦可以為矽藻土及玻璃等。 除此之外,還可以將使聚醯胺(例如,尼龍-6或尼龍-6,6等尼龍)與聚烯烴(後述之UPE等)接枝共聚而得之聚合物(尼龍接枝UPE等)設為過濾器的材料。
又,過濾器可以為經表面處理之過濾器。作為表面處理的方法並無特別限制,能夠使用公知的方法。作為表面處理的方法,例如可舉出化學修飾處理、電漿處理、疏水處理、塗層、氣體處理及燒結等。
電漿處理會使過濾器的表面親水化,因此為較佳。作為電漿處理而被親水化之過濾材料的表面上的水接觸角並無特別限制,但利用用接觸角度計測量在25℃下之靜態接觸角係60°以下為較佳,50°以下為更佳,30°以下為特佳。
作為化學修飾處理,將離子交換基導入到基材中之方法為較佳。 亦即,作為過濾器,將在上述舉出之各材料作為基材,並將離子交換基導入到上述基材中之過濾器為較佳。典型地,包括包含在上述基材的表面含有離子交換基之基材之層之過濾器為較佳。作為經表面修飾之基材並無特別限制,更容易製造之方面而言,將離子交換基導入到上述聚合物中之過濾器為較佳。
關於離子交換基,作為陽離子交換基可舉出磺酸基、羧基及磷酸基等,作為陰離子交換基可舉出4級銨基等。作為將離子交換基導入到聚合物中之方法並無特別限制,可舉出使含有離子交換基和聚合性基之化合物與聚合物進行反應而典型地進行接枝化之方法。
作為離子交換基的導入方法並無特別限制,向上述樹脂的纖維照射電離放射線(α射線、β射線、γ射線、X射線及電子束等)而在樹脂中產生活性部分(自由基)。將該照射後之樹脂浸漬於含有單體之溶液中,使單體接枝聚合於基材。其結果,該單體生成作為接枝聚合側鏈而鍵結聚烯烴纖維之聚合物。使含有該產生之聚合物作為側鏈之樹脂與含有陰離子交換基或陽離子交換基之化合物接觸反應,將離子交換基導入到經接枝聚合之側鏈的聚合物中而得到最終產物。
又,過濾器亦可以為將藉由放射線接枝聚合法而形成有離子交換基之織布或不織布與以往的玻璃棉、織布或不織布的過濾材料組合之構成。
若使用含有離子交換基之過濾器,則將含有金屬原子之粒子在藥液中的含量更容易控制在所期望的範圍內。作為含有離子交換基之過濾器的材料,並無特別限制,但是可舉出將離子交換基導入到聚氟碳化物及聚烯烴中之材料等,將離子交換基導入到聚氟碳化物中之材料為更佳。 作為含有離子交換基之過濾器的細孔直徑,並無特別限制,但是1~30nm為較佳,5~20nm為更佳。含有離子交換基之過濾器可以兼作已說明之具有最小的細孔直徑之過濾器,亦可以別於具有最小的細孔直徑之過濾器而使用。其中,從可獲得顯示更優異之本發明的效果之方面而言,過濾步驟中使用含有離子交換基之過濾器及不具有離子交換基且具有最小的細孔直徑之過濾器之形態為較佳。 作為已說明之具有最小的細孔直徑之過濾器的材料,並無特別限制,但是從耐溶劑性等的觀點而言,通常,選自包含聚氟碳化物及聚烯烴之群組中之至少1種為較佳,聚烯烴為更佳。
因此,作為在過濾步驟中使用之過濾器,可以使用材料不同的2種以上的過濾器,例如,可以使用選自包含聚烯烴、聚氟碳化物、聚醯胺及將離子交換基導入到該等中之材料的過濾器之群組中之2種以上。
(過濾器的細孔結構) 作為過濾器的細孔結構,並無特別限制,可以依據被純化物中的成分而適當地選擇。在本說明書中,過濾器的細孔結構係指細孔直徑分佈、過濾器中的細孔的位置分佈及細孔的形狀等,典型地,能夠藉由過濾器之製造方法來進行控制。 例如,若對樹脂等的粉末進行燒結來形成則可獲得多孔膜、以及若藉由電紡絲(electrospinning)、電吹(electroblowing)及熔吹(meltblowing)等方法來形成則可獲得纖維膜。該等的細孔結構分別不同。
“多孔膜”係指保持凝膠、粒子、膠體、細胞及低聚物等被純化物中的成分,但實質上小於細孔的成分通過細孔之膜。有時基於多孔膜的被純化物中的成分的保持依賴於動作條件,例如面速度、界面活性劑的使用、pH及該等的組合,且有可能依賴於多孔膜的孔徑、結構及應被除去之粒子的尺寸及結構(硬質粒子或凝膠等)。
在被純化物含有帶負電之粒子之情況下,為了除去該等粒子,聚醯胺製過濾器發揮非篩膜的功能。典型的非篩膜包括尼龍-6膜及尼龍-6,6膜等尼龍膜,但並不限制於該等。 另外,本說明書中所使用之基於“非篩”之保持機構係指由與過濾器的壓力降低或細孔徑無關之妨礙、擴散及吸附等機構而產生之保持。
非篩保持包括與過濾器的壓力降低或過濾器的細孔徑無關地除去被純化物中的除去對象粒子之妨礙、擴散及吸附等保持機構。粒子在過濾器表面上的吸附例如能夠藉由分子間的範德華及靜電力等來介導。在具有蛇行狀的通路之非篩膜層中移動之粒子在無法充分迅速地改變方向以免與非篩膜接觸時產生妨礙效果。基於擴散的粒子輸送係由形成粒子與過濾材料碰撞之一定的概率之、主要由小粒子的無規運動或布朗運動產生。當在粒子與過濾器之間不存在排斥力時,非篩保持機構能夠變得活躍。
UPE(超高分子量聚乙烯)過濾器典型地為篩膜。篩膜主要係指通過篩保持機構捕獲粒子之膜或為了通過篩保持機構捕獲粒子而被最優化之膜。 作為篩膜的典型例,包括聚四氟乙烯(PTFE)膜和UPE膜,但並不限制於該等。 另外,“篩保持機構”係指保持除去對象粒子大於多孔膜的細孔徑的結果。關於篩保持力,可藉由形成濾餅(膜的表面上的成為除去對象之粒子的凝聚)來提高。濾餅有效地發揮二級過濾器的功能。
纖維膜的材質只要為能夠形成纖維膜之聚合物,則並無特別限制。作為聚合物,例如可舉出聚醯胺等。作為聚醯胺,例如可舉出尼龍6及尼龍6,6等。作為形成纖維膜之聚合物,可以為聚(醚碸)。當纖維膜位於多孔膜的一次側時,纖維膜的表面能比位於二次側的多孔膜的材質之聚合物高為較佳。作為該等組合,例如可舉出纖維膜的材料為尼龍且多孔膜為聚乙烯(UPE)之情況。
作為纖維膜的製造方法並無特別限制,能夠使用公知的方法。作為纖維膜之製造方法,例如可舉出電紡絲、電吹及熔噴等。
作為多孔膜(例如,包含UPE及PTFE等之多孔膜)的細孔結構並無特別限制,作為細孔的形狀,例如可舉出蕾絲狀、串狀及節點狀等。 多孔膜中之細孔的大小分佈和該膜中之位置分佈並無特別限制。可以為大小分佈更小且該膜中之分佈位置對稱。又,可以為大小分佈更大,且該膜中的分佈位置不對稱(還將上述膜稱為“非對稱多孔膜”。)。非對稱多孔膜中,孔的大小在膜中發生變化,典型地,孔徑從膜的一個表面向膜的另一個表面變大。此時,將孔徑大的細孔多的一側的表面稱為“開放(open)側”,將孔徑小的細孔多的一側的表面稱為“密集(tite)側”。 又,作為非對稱多孔膜,例如可舉出細孔的大小在膜的厚度內的某一位置上為最小之膜(將其亦稱為“沙漏形狀”。)。
若使用非對稱多孔膜將一次側設為更大尺寸的孔,換言之,若將一次側設為開放側,則使其產生預過濾效果。
多孔膜可以包含PESU(聚醚碸)、PFA(全氟烷氧基烷烴、四氟化乙烯與全氟烷氧基烷烴的共聚物)、聚醯胺及聚烯烴等熱塑性聚合物,亦可以包含聚四氟乙烯等。 其中,作為多孔膜的材料,超高分子量聚乙烯為較佳。超高分子量聚乙烯係指具有極長的鏈之熱塑性聚乙烯,分子量為百萬以上、典型地200~600萬為較佳。
作為在過濾步驟中使用之過濾器,可以使用細孔結構不同的2種以上的過濾器,亦可以併用多孔膜及纖維膜的過濾器。作為具體例,可舉出使用尼龍纖維膜的過濾器和UPE多孔膜的過濾器之方法。
又,關於過濾器,在使用之前充分清洗之後使用為較佳。 在使用未清洗的過濾器(或未進行充分清洗之過濾器)之情況下,過濾器所含有之雜質容易進入藥液中。 作為過濾器所含有之雜質,例如可舉出上述有機成分,若使用未清洗的過濾器(或未進行充分清洗之過濾器)來實施過濾步驟,則藥液中的有機成分的含量有時會超出作為本發明的藥液的允許範圍。 例如,將UPE等聚烯烴及PTFE等聚氟碳用於過濾器之情況下,過濾器容易含有作為雜質的碳數12~50的烷烴。 又,將使聚醯胺(尼龍等)與尼龍等聚醯胺、聚醯亞胺及聚烯烴(UPE等)接枝共聚而成之聚合物用於過濾器之情況下,過濾器容易含有作為雜質的碳數12~50的烯烴。 過濾器的清洗的方法例如可舉出將過濾器浸漬於雜質含量少的有機溶劑(例如,經蒸餾純化之有機溶劑(PGMEA等))1週以上之方法。該情況下,上述有機溶劑的液溫為30~90℃為較佳。 可以如下進行調整:使用調整了清洗程度之過濾器對被純化物進行過濾,從而使所得到之藥液以所期望的量來含有來自於過濾器的有機成分。
過濾步驟可以為使被純化物通過選自包括過濾器的材料、細孔徑及細孔結構之群組中之至少1種不同之2種以上的過濾器之多級過濾步驟。 又,可以使被純化物經複數次通過相同的過濾器,亦可以使被純化物經複數次通過相同種類的過濾器。
作為在過濾步驟中使用之純化裝置的接液部(係指有可能與被純化物及藥液接觸之內壁面等)的材料,並無特別限制,但是由選自包含非金屬材料(氟樹脂等)及經電解研磨之金屬材料(不鏽鋼等)之群組中之至少1種(以下,還將該等統稱為“耐腐蝕材料”。)形成為較佳。例如,所謂製造罐的接液部由耐腐蝕材料形成,可舉出製造罐本身由耐腐蝕材料形成或製造罐的內壁面等被耐腐蝕材料被覆之情況。
作為上述非金屬材料,並無特別限制,能夠使用公知的材料。 作為非金屬材料,例如,可舉出選自包含聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂以及氟樹脂(例如,四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚合樹脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚合樹脂、四氟乙烯-乙烯共聚合樹脂、三氟氯乙烯-乙烯共聚合樹脂、偏二氟乙烯樹脂、三氟氯乙烯共聚合樹脂及氟乙烯樹脂等)之群組中之至少1種,但並不限制於此。 另外,作為非金屬材料,從防止藥液的靜電的觀點考慮,可使用實施了防靜電處理之材料。作為實施防靜電處理之方法,可舉出與上述非金屬材料(例如上述氟樹脂)一同使用導電性材料之方法。 導電性材料包含碳為較佳。作為碳,從更抑制藥液的帶電之觀點考慮,選自包括碳粒子(例如,石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑)、奈米碳管(例如,石墨烯片材成為單層或多層的同軸管狀者。亦稱為CNT。)及碳纖維之群組中之至少1種材料為較佳。
作為上述金屬材料,並無特別限制,能夠使用公知的材料。 作為金屬材料,例如,可舉出鉻及鎳的含量的合計相對於金屬材料總質量超過25質量%之金屬材料,其中,30質量%以上為更佳。作為金屬材料中的鉻及鎳的含量的合計的上限值,並無特別限制,但通常係90質量%以下為較佳。 作為金屬材料,例如,可舉出不鏽鋼及鎳-鉻合金等。
作為不繡鋼並無特別限制,能夠使用公知的不繡鋼。其中,含有8質量%以上的鎳之合金為較佳,含有8質量%以上的鎳之奧氏體系不繡鋼為更佳。作為奧氏體系不鏽鋼,例如可舉出SUS(Steel Use Stainless:鋼用不鏽鋼)304(Ni含量為8質量%,Cr含量為18質量%)、SUS304L(Ni含量為9質量%,Cr含量為18質量%)、SUS316(Ni含量為10質量%,Cr含量為16質量%)及SUS316L(Ni含量為12質量%,Cr含量為16質量%)等。
作為鎳-鉻合金,並無特別限制,能夠使用公知的鎳-鉻合金。其中,鎳含量係40~75質量%,且鉻含量係1~30質量%的鎳-鉻合金為較佳。 作為鎳-鉻合金,例如,可舉出赫史特合金(產品名稱,以下相同。)、蒙乃爾合金(產品名稱,以下相同)及英高鎳合金(產品名稱,以下相同)等。更具體而言,可舉出赫史特合金C-276(Ni含量為63質量%、Cr含量為16質量%)、赫史特合金-C(Ni含量為60質量%、Cr含量為17質量%)、赫史特合金C-22(Ni含量為61質量%、Cr含量為22質量%)等。 又,除了上述之合金以外,鎳-鉻合金依需要還可以含有硼、矽、鎢、鉬、銅及鈷等。
作為對金屬材料進行電解研磨之方法並無特別限制,能夠使用公知的方法。例如,能夠使用日本特開2015-227501號公報的[0011]~[0014]段及日本特開2008-264929號公報的[0036]~[0042]段等中所記載之方法。
關於金屬材料,推測藉由電解研磨而表面的鈍化層中的鉻的含量變得比母相的鉻的含量多。因此,推測若使用接液部由經電解研磨之金屬材料形成之純化裝置,則含金屬的粒子難以流出到被純化液中。 另外,金屬材料亦可以進行拋光。拋光的方法並無特別限制,能夠使用公知的方法。精拋中所使用之研磨粒的尺寸並無特別限制,但是從金屬材料的表面的凹凸容易變得更小之方面而言,#400以下為較佳,1000~#400為更佳,#600~#400為進一步較佳。拋光在電解研磨之前進行為較佳。 又,金屬材料亦可進行酸處理和/或鈍化處理等。該等處理在電解研磨之後進行為較佳。 拋光、酸處理及鈍化處理等處理可以單獨進行,亦可以組合2個以上而進行。
<其他步驟> 藥液之製造方法還可以具有除了過濾步驟以外的步驟。作為除了過濾步驟以外的步驟,例如,可舉出蒸餾步驟、反應步驟及除電步驟等。
(蒸餾步驟) 蒸餾步驟為對含有有機溶劑之被純化物進行蒸餾而獲得經蒸餾之被純化物之步驟。作為對被純化物進行蒸餾之方法,並無特別限制,能夠使用公知的方法。典型地,可舉出在供於過濾步驟之純化裝置的一次側配置蒸餾塔,且將經蒸餾之被純化物導入到製造罐中之方法。 此時,作為蒸餾塔的接液部,並無特別限制,但是由已說明之耐腐蝕材料形成為較佳。
(反應步驟) 反應步驟為使原料進行反應而產生作為反應物之含有有機溶劑之被純化物之步驟。作為產生被純化物之方法,並無特別限制,能夠使用公知的方法。典型地,可舉出在供於過濾步驟之純化裝置的製造罐(或蒸餾塔)的一次側配置反應槽,且將反應物導入到製造罐(或蒸餾塔)中之方法。 此時,作為製造罐的接液部,並無特別限制,但是由已說明之耐腐蝕材料形成為較佳。
(除電步驟) 除電步驟為對被純化物進行除電而使被純化物的帶電電位下降之步驟。 作為除電方法並無特別限制,能夠使用公知的除電方法。作為除電方法,例如可舉出使被純化物與導電性材料接觸之方法。 作為使被純化物與導電性材料接觸之接觸時間係0.001~60秒為較佳,0.001~1秒為更佳,0.01~0.1秒為特佳。作為導電性材料,可舉出不繡鋼、金、鉑、金剛石及玻璃碳等。 作為使被純化物與導電性材料接觸之方法,例如可舉出如下方法等:將由導電性材料形成且經接地之網格(mesh)配置於管路內,並使被純化物在其中通過。
關於被純化物的純化,隨附於其之容器的開封、容器及裝置的清洗、溶液的收容、以及分析等全部在無塵室中進行為較佳。無塵室係在國際標準化組織所規定之國際標準ISO14644-1:2015中規定之等級4以上的清淨度的無塵室為較佳。具體而言,滿足ISO等級1、ISO等級2、ISO等級3及ISO等級4中的任一個為較佳,滿足ISO等級1或ISO等級2為更佳,滿足ISO等級1為特佳。
作為藥液的保管溫度,並無特別限制,但是在藥液中以少量含有之雜質等難以溶出,其結果,從可獲得更優異之本發明的效果之方面而言,作為保管溫度係4℃以上為較佳。
〔容器〕 容器中收容有上述藥液。保存或輸送藥液收容體時,藥液收容體中的容器以收容藥液之狀態密閉,以免藥液流出到容器的外部。 藥液保管到容器內直至使用為止。使用藥液時,從藥液收容體取出藥液。
作為容器,對於半導體器件製造用途,容器內的清潔度高且雜質的溶出少為較佳。 作為容器,具體而言,可舉出AICELLO CHEMICAL CO., LTD.製造之“Clean Bottle”系列及KODAMA PLASTICS CO., LTD.製造之“Pure Bottle”等,但並不限制於該等。
作為容器,以防止向藥液中之雜質混入(污染)為目的而使用將容器內壁設為基於6種樹脂之6層結構之多層瓶或設為基於6種樹脂之7層結構之多層瓶亦為較佳。作為該等容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中所記載之容器。
容器的接液部的至少一部分可以為已經進行說明之耐腐蝕材料(較佳為被電解研磨之不繡鋼或氟樹脂)或玻璃。從可獲得更優異之本發明的效果之方面而言,接液部的90%以上的面積由上述材料形成為較佳,整個接液部由上述材料形成為更佳。
作為容器的較佳樣態之一,可舉出容器的接液部的至少一部分為被電解研磨之不繡鋼之樣態。該情況下,容器的接液部的平均表面粗糙度Ra為1500nm以下為較佳,從藥液的缺陷抑制性能更優異且更抑制藥液的帶電之方面而言,小於100nm為較佳,10nm以下為更佳,小於5nm為進一步較佳。另外,容器的接液部的平均表面粗糙度Ra的下限值為1nm以上為較佳。 其中,容器的接液部的平均表面粗糙度Ra能夠如下測量。首先,用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope:AFM),使用探針直徑10nm的懸臂,測量表面形狀,求出三維資料。其中,將容器的接液部切割成1cm角的尺寸,設置於壓電掃描儀上的水平試樣台,使懸臂與試樣表面接近,到達原子間力所工作之區域,其結果沿XY方向掃描,此時,由Z方向的壓電的變位來捕獲試樣的凹凸,測量時,在表面的5μm×5μm的範圍內測量512×512點。使用上述中求出之三維資料(f(x,y)),求出平均表面粗糙度Ra。
又,作為容器的較佳樣態之一,可舉出容器的接液部的至少一部分與上述之氟樹脂一同還包含導電性材料之樣態。藉此,更抑制藥液的帶電。導電性材料的具體例與已經進行說明之耐腐蝕材料中的導電性材料相同。
藥液收容體中的容器內的孔隙率為50~99.99體積%為較佳,50~99.90體積%為更佳,80~99體積%為特佳。若孔隙率在上述範圍內,則由於具有適當的空間而容易處理藥液。 另外,上述孔隙率依據下式(X)來進行計算。 式(X):孔隙率(體積%)={1-(容器內的藥液的體積/容器的容器體積)}×100 所謂上述容器體積,與容器的內部容積(容量)的含義相同。
藥液收容體中的容器的空隙部中存在包含ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物(後述的特定有機化合物B)之氣體。 氣體通常為空氣,但是空氣中的至少一部分被氮氣置換為較佳。若空氣中的至少一部分被氮氣置換,則能夠控制存在於空隙部之有機化合物B的含量,因此可以得到缺陷抑制性能優異之藥液。 從更發揮本發明的效果之方面而言,氮氣的含量相對於容器的空隙部的總容量為95~99.9999體積%為較佳,97~99.99體積%為更佳。
<特定有機化合物B> 存在於容器的空隙部之氣體包含特定有機化合物B。特定有機化合物B如上述為藥液中的ClogP值高於溶劑的ClogP值的有機化合物。 特定有機化合物B的ClogP值的較佳樣態及具體例與特定有機化合物A相同。
特定有機化合物A與特定有機化合物B的含量的合計相對於藥液的總質量為100,000質量ppt以下,0.1~100,000質量ppt為較佳。 若上述含量的合計為100,000質量ppt以下,則能夠抑制特定有機化合物本身成為缺陷,因此得到缺陷抑制性能優異之藥液。 又,若上述含量的合計為0.1質量ppt以上,則藉由特定有機化合物的作用,能夠抑制基於含金屬的粒子之缺陷的產生。該理由的詳細內容雖不明確,但是可推測為藥液中的特定有機化合物抑制含金屬的粒子彼此的聚集或含金屬的粒子殘留於配線基板上。尤其在形成上述之微細圖案時顯著發揮該效果。 從更發揮上述效果之方面考慮,上述含量的合計的上限值為100,000質量ppt以下為較佳,2,000質量ppt以下為更佳,1,000質量ppt以下為進一步較佳,10質量ppt以下為特佳。 從更發揮上述效果之方面考慮,上述含量的合計的下限值為0.1質量ppt以上為較佳。
關於氣體中的特定有機化合物B的含量及種類,能夠使用GCMS(氣相層析質譜分析裝置;gas chromatography mass spectrometry)來測量。
從缺陷抑制性能更優異之方面考慮,特定有機化合物B的含量相對於藥液的總質量為50,000質量ppt以下為較佳,0.05~50,000質量ppt為更佳,0.05~500質量ppt為進一步較佳,0.05~5質量ppt為特佳。
特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計與含金屬的粒子的含量之質量比例[(特定有機化合物A+特定有機化合物B)/含金屬的粒子]為0.01~100,000為較佳,0.1以上為更佳,10,000以下為更佳,1,000以下為特佳。 若上述質量比例為0.01以上,則藉由特定有機化合物的作用,能夠抑制基於含金屬的粒子之缺陷的產生。該理由的詳細內容雖不明確,但是可推測為藥液中的特定有機化合物抑制含金屬的粒子彼此的聚集或含金屬的粒子殘留於配線基板上。尤其在形成上述之微細圖案時顯著發揮該效果。 若上述質量比例為100,000以下,則能夠抑制特定有機化合物本身成為缺陷或產生特定有機化合物與含金屬的粒子的複合粒子,因此可以得到缺陷抑制性能優異之藥液。
特定有機化合物A的含量與特定有機化合物B的含量之質量比例(特定有機化合物A/特定有機化合物B)為1以上為較佳,10以上為更佳,1,000以上為特佳。 若上述質量比例為1以上,則經時的缺陷抑制性能(亦即,長期保管藥液收容體之後使用藥液時的缺陷抑制性能)優異。 上述質量比例的上限值並無特別限定,但是多為10,000以下。
特定有機化合物B的種類的較佳樣態與上述特定有機化合物A相同,其中,鄰苯二甲酸酯為較佳,選自包括鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)及鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)之群組中之至少1種為較佳。 本藥液收容體包含DOP及DINP之情況下,DOP的含量與本藥液收容體中的DINP的含量之質量比例(DOP/DINP)為1以上為較佳,5以上為更佳。DINP的沸點比DOP的沸點更高,因此認為藉由附著於矽基板之情況容易作為缺陷而殘留。然而,若上述質量比例為1以上,則得到缺陷抑制性能更優異之本藥液。 另外,上述質量比例(DOP/DINP)的上限值並無特別限定,但是10,000以下為較佳,1,000以下為更佳。 [實施例]
以下,基於實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等,只要不脫離本發明的主旨便能夠適當地變更。從而,本發明的範圍不應被以下所示之實施例限定地解釋。
又,在製備實施例及比較例的藥液時,容器的處理、藥液的製備、填充、保管及分析測量全部在滿足ISO等級2或1之無塵室中進行。為了提高測量精度,在有機成分的含量的測量及金屬成分的含量的測量中,在通常的測量中為檢測極限以下的成分的測量時,濃縮藥液來進行測量,並將其換算成濃縮前的溶液的濃度而算出了含量。
[藥液] (過濾器) 藥液的純化中所使用之過濾器均使用了利用對市售的PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)進行蒸餾純化而成之清洗液來進行了清洗之過濾器。另外,關於浸漬,將含有過濾器之過濾器單元整體浸漬於PGMEA,清洗了所有接液部。又,清洗期間設為1週以上。清洗中,上述PGMEA的液溫維持了30℃。 作為過濾器,使用了以下過濾器。 ・UPE:超高分子量聚乙烯製過濾器,Entegris Inc.製造,孔徑為3nm ・PTFE:聚四氟乙烯製過濾器,Entegris Inc.製造,孔徑為10nm ・尼龍:尼龍製過濾器,PALL公司製造,孔徑為5nm ・尼龍接枝UPE:尼龍/超高分子量聚乙烯接枝共聚物製過濾器,Entegris Inc.製造,孔徑為3nm ・聚醯亞胺:聚醯亞胺製過濾器,Entegris Inc.製造,孔徑為10nm
〔被純化物〕 為了製造實施例及比較例的藥液,使用了以下有機溶劑作為被純化物。以下的有機溶劑均使用了市售品。其中,下述“PGMEA/PGME(7:3)”及“PGMEA/PC(9:1)”分別購入混合前的有機溶劑,以規定量相互混合而製得了被純化物。 ・PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯、ClogP值=0.56) ・CHN:環己酮、ClogP值=0.81 ・nBA:乙酸丁酯、ClogP值=1.78 ・NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮、ClogP值=-0.38 ・MIBC:4-甲基-2-戊醇、ClogP值=1.31 ・PGMEA/PGME(7:3):PGMEA與PGME(丙二醇單甲醚、ClogP值=-0.20)的7:3(v/v)混合液 ・PGMEA/PC(9:1):PGMEA與PC(碳酸丙二酯、ClogP值=-0.41)的9:1(v/v)混合液 ・iAA:乙酸異戊酯、ClogP值=2.3 ・EL:乳酸乙酯、ClogP值=0.04 ・丙二醇單甲醚、ClogP值=-0.20 ・丙二醇單丙醚、ClogP值=0.81 ・甲氧基丙酸甲酯、ClogP值=0.26 ・環戊酮、ClogP值=0.24 ・γ-丁內酯、ClogP值=-0.64 ・二異戊醚、ClogP值=3.8 ・異丙醇、ClogP值=0.05 ・二甲基亞碸、ClogP值=-1.35 ・二乙二醇、ClogP值=-0.95 ・乙二醇、ClogP值=-0.79 ・二丙二醇、ClogP值=-0.31 ・丙二醇、ClogP值=-0.92 ・碳酸乙二酯、ClogP值=-0.27 ・環丁碸、ClogP值=-0.78 ・環庚酮、ClogP=1.48 ・2-庚酮、ClogP值=1.91 ・丁酸丁酯、ClogP值=1.78 ・異丁酸異丁酯、ClogP值=4.4 ・十一烷、ClogP值=6.5 ・丙酸戊酯、ClogP值=2.8 ・丙酸異戊酯、ClogP值=2.70 ・乙基環己烷、ClogP值=4.4 ・均三甲苯、ClogP值=3.6 ・癸烷、ClogP值=6.0
〔純化處理〕 對選自上述被純化物之1種進行蒸餾,進而將經蒸餾純化之被純化物通液到實施了上述清洗之過濾器中1次以上並進行了純化。 另外,一系列的純化的過程中,轉移被純化物及藥液之配管使用了接液部被電解研磨之不繡鋼製的配管或未進行電解研磨之不繡鋼製的配管。 適當變更被純化物的種類、過濾器的種類、過濾器的清洗期間、通液的次數、配管的種類及配管的長度(基於配管之轉移的距離),分別製得了表1及表2中所示之藥液。
[容器] 作為收納藥液之容器,使用了接液部的材質為表1或表2中所記載之材質之容器。 ・PFA:全氟烷氧基烷烴 ・PTFE:聚四氟乙烯 ・SUS316L-EP:奧氏體系不繡鋼(進行了電解研磨) ・HDPE:高密度聚乙烯 ・SUS304-EP:奧氏體系不繡鋼(進行了電解研磨) ・SUS304:奧氏體系不繡鋼(未進行電解研磨) ・玻璃 ・PTFE及CNT:包含聚四氟乙烯及奈米碳管之材質 ・PTFE及碳粒子:包含聚四氟乙烯及碳粒子之材質 ・PTFE及碳纖維:包含聚四氟乙烯及碳纖維之材質
另外,關於表2中的一部分的實施例,作為SUS316L-EP,使用了在電解研磨的前處理進行了拋光(研磨粒的尺寸:#400)和/或在電解研磨的後處理進行了酸處理(藉由7質量%硝酸稀釋液清洗接液部)者。
又,關於表2中所示之容器,藉由上述之方法測量了容器的接液部的平均表面粗糙度Ra。
首先,在1,000L的容量的真空乾燥器內設置容器,關於真空乾燥器、容器的接液部、用於使藥液流入容器內之配管等具有與藥液接觸之可能性之構件,用半導體等級過氧化氫水進行了清洗之後,將真空乾燥器內的空氣置換成氮氣而進行了乾燥。 接著,使真空乾燥器內成為真空狀態之後,反覆進行填充氮氣之類的處理,使真空乾燥器內的環境成為清潔的狀態。
[藥液收容體] 以容器的孔隙率成為表1及表2所示之值的方式,在設置於如上述成為清潔的狀態之真空乾燥器內之容器中,收容了如上述那樣純化而成之藥液。而且,密閉容器,以免藥液流出容器內,從而得到了藥液收容體。
[藥液收容體中的各成分的含量等的測量] 藥液收容體中的各成分的含量等的測量中使用了以下的方法。另外,在均滿足ISO(國際標準化機構)等級2以下之等級的無塵室中進行了以下的測量。為了提高測量精度,在各成分的測量中,在通常的測量中為檢測極限以下之情況下,以體積換算濃縮成100分之1而進行測量,並將其換算成濃縮前的有機溶劑的含量而算出了含量。結果一併示於表1及表2中。 另外,關於藥液收容體中的各成分的含量等的測量,在剛製造之後(係指將藥液收容於容器,且剛密閉藥液之後。)實施。
〔有機化合物〕 關於各藥液中的ClogP值高於有機溶劑的ClogP值的有機化合物(特定有機化合物A)的含量,使用氣相層析質譜分析裝置(產品名“GCMS-2020”,Shimadzu Corporation製造,測量條件如下)進行了測量。 又,針對存在於藥液收容體的空隙部之氣體中所包含之ClogP值高於有機溶劑的ClogP值的有機化合物(特定有機化合物B)的含量,亦使用上述氣相層析質譜分析裝置進行了測量。
<測量條件> 毛細管柱:InertCap 5MS/NP 0.25mmI.D. ×30m df=0.25μm 試樣導入法:分流 75kPa 壓力恆定 氣化室溫度:230℃ 管柱烘箱溫度:80℃(2min)-500℃(13min)升溫速度15℃/min 載氣:氦氣 隔墊吹掃流量:5mL/min 分流比:25:1 介面溫度:250℃ 離子源溫度:200℃ 測量模式:Scan m/z=85~500 試樣導入量:1μL
依據如上述那樣測量之藥液中的特定有機化合物A的含量(濃度)、氣體中的特定有機化合物B的含量(濃度),算出了藥液收容體中的特定有機化合物A的質量及藥液收容體中的特定有機化合物B的質量。 而且,算出藥液收容體中的特定有機化合物A的質量與藥液收容體中的藥液的質量之比例(亦即,係指“相對於藥液的總質量之特定有機化合物A的含量(質量ppm)”。),在表1及表2中的“特定有機化合物A的含量”的欄中示出了數值。 同樣地,算出藥液收容體中的特定有機化合物B的質量與藥液收容體中的藥液的質量之比例(亦即,係指“相對於藥液的總質量之特定有機化合物B的含量(質量ppm)”。),在表1及表2中的“特定有機化合物B的含量”的欄中示出了數值。 另外,表1及表2中的“特定有機化合物A和特定有機化合物B的合計含量”為表1及表2中的“特定有機化合物A的含量”和“特定有機化合物B的含量”的合計。 又,同樣地,求出了相對於藥液的總質量之特定有機化合物A中的ClogP值為6以上的特定有機化合物A1和特定有機化合物B中的ClogP值為6以上的特定有機化合物B1的含量的合計(質量ppt)。將結果示於表1及表2的“ClogP值6以上的特定有機化合物的總量”的欄中。 又,同樣地,求出了相對於藥液的總質量之特定有機化合物A中的鄰苯二甲酸酯和特定有機化合物B中的鄰苯二甲酸酯的含量的合計(質量ppt)。將結果示於表1及表2的“鄰苯二甲酸酯的總量”的欄中。 又,同樣地,求出了相對於藥液的總質量之特定有機化合物A中的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)及鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)和特定有機化合物B中的DOP及DINP的含量的合計(質量ppt)。將結果示於表1及表2的“DINP及DOP”的欄的“合計含量(質量ppt)”。
又,算出了藥液收容體中的特定有機化合物B的含量(質量)與藥液收容體中的特定有機化合物A的含量(質量)之質量比例。將結果示於表1及表2的“特定有機化合物A與特定有機化合物B之質量比”的欄中。 又,算出了藥液收容體中的DOP的含量(質量)與藥液收容體中的DINP的含量(質量)之質量比例。將結果示於表1及表2的“DINP及DOP”的欄的“含有比DOP/DINP”。
〔含金屬的粒子〕 藥液中的含金屬的粒子的含量藉由使用SP-ICP-MS之方法進行了測量。 使用裝置如下。將結果示於表1及表2中。 •製造商:PerkinElmer Co., Ltd. •型號:NexION350S 在解析中使用了以下解析軟體。 •“SP-ICP-MS”專用Syngistix奈米應用模組
又,算出了藥液收容體中的特定有機化合物A和特定有機化合物B的合計含量與藥液中的含金屬的粒子的含量(質量)之質量比例。將結果示於表1及表2的“含金屬的粒子與特定有機化合物的含有比”的欄中。
〔金屬奈米粒子〕 對藥液中的金屬奈米粒子(粒徑0.5~17nm的含金屬的粒子)的含粒子的數量,藉由以下的方法進行了測量。 首先,在矽基板上塗佈一定量的藥液來形成附藥液層的基板,藉由雷射光對附藥液層的基板的表面進行掃描,檢測了散射光。藉此,確定了存在於附藥液層的基板的表面之缺陷的位置及粒徑。接著,以其缺陷的位置為基準藉由EDX(能量分散型X射線)分析法進行元素分析,並檢查了缺陷的組成。藉由該方法,求出金屬奈米粒子在基板上的粒子數量,將其換算成每單位體積的藥液中含粒子的數量(個/cm3 )。 另外,分析中組合使用了KLA-Tencor Corporation製造的晶圓檢查裝置“SP-5”與Applied Materials公司的全自動缺陷檢查分類裝置“SEMVision G6”。 又,關於利用測量裝置的分辨力等無法檢測所期望的粒徑的粒子之試樣,使用日本特開2009-188333號公報的0015~0067段中所記載之方法進行了檢測。亦即,藉由CVD(化學氣相沉積)法在基板上形成SiOX 層,接著,以覆蓋上述層上之方式形成了藥液層。接著,使用了如下方法,亦即,對具有上述SiOX 層與塗佈於其上之藥液層之複合層進行乾式蝕刻,向所得到之突起物進行光照射,並檢測散射光,從上述散射光計算突起物的體積,並從上述突起物的體積計算粒子的粒徑。
[缺陷抑制性能的評價] 從藥液收容體取出藥液,將其用作預濕液,對缺陷抑制性能進行了評價。 其中,關於缺陷抑制性能,使用了剛製造藥液收容體之後(係指將藥液收容於容器並剛密閉藥液。另外,表中示為“剛收容之後”。)的藥液之情況及使用了在50℃下保管藥液收容體1年之後(表中,示為“經時”。)的藥液之情況該兩者實施了評價。 另外,所使用之光阻組成物如下。
〔光阻組成物1〕 將各成分以以下的組成進行混合而得到了光阻組成物1。 •樹脂(A-1):0.77g •酸產生劑(B-1):0.03g •鹼性化合物(E-3):0.03g •PGMEA:67.5g •EL:75g
<樹脂(A)等> (合成例1)樹脂(A-1)的合成 向2L燒瓶中加入環己酮600g,以100mL/min的流量進行了1小時的氮氣置換。之後,加入聚合起始劑V-601(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)4.60g(0.02mol),升溫至內溫成為80℃為止。接著,將以下的單體及聚合起始劑V-601(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)4.60g(0.02mol)溶解於環己酮200g中,製備了單體溶液。向加熱到上述80℃之燒瓶中經6小時滴加了單體溶液。滴加結束之後,進而在80℃下反應了2小時。 4-乙醯氧基苯乙烯        48.66g(0.3mol) 1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯109.4g(0.6mol) 單體1               22.2g(0.1mol)
[化學式12]
Figure 02_image023
將反應溶液冷卻至室溫,滴加到己烷3L中而使聚合物沉澱。將經過濾之固體溶解於丙酮500mL中,再次滴加到己烷3L中,對經過濾之固體進行減壓乾燥,得到了4-乙醯氧基苯乙烯/1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯/單體1共聚物(A-1)160g。
向反應容器中加入上述中所得到之聚合物10g、甲醇40mL、1-甲氧基-2-丙醇200mL及濃鹽酸1.5mL,加熱到80℃進行了5小時的攪拌。將反應溶液放冷到室溫,滴加到蒸餾水3L中。將經過濾之固體溶解於丙酮200mL中,再次滴加到蒸餾水3L中,對經過濾之固體進行減壓乾燥,得到了樹脂(A-1)(8.5g)。基於凝膠滲透層析法(GPC)(溶劑:THF(tetrahydrofuran))之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為11200,分子量分散度(Mw/Mn)為1.45。將樹脂A-1的結構等示於以下。
[化學式13]
樹脂A-1 結構 組成比 (莫耳比)從左 Mw Mw/Mn
Figure 02_image025
30/60/10 11,200 1.45
<光酸產生劑(B)> 作為光酸產生劑,使用了以下者。
[化學式14]
Figure 02_image027
<鹼性化合物(E)> 作為鹼性化合物,使用了以下者。
[化學式15]
Figure 02_image029
(殘渣缺陷抑制性能、橋接缺陷抑制性能及色斑缺陷抑制性能) 藉由以下的方法,對藥液的殘渣缺陷抑制性能、橋接缺陷抑制性能及色斑缺陷抑制性能進行了評價。另外,試驗中使用了Tokyo Electron Limited製塗佈/顯影機“LITHIUS(註冊商標)Pro Z”。 首先,在矽晶圓上塗佈AL412(BREWER SCIENCE,INC.製造),在200℃下進行60秒鐘的烘烤,形成了膜厚20nm的光阻下層膜。在其上塗佈預濕液(藥液1),從其上塗佈光阻組成物1,在100℃下進行60秒鐘烘烤(PB:Prebake),形成了膜厚30nm的光阻膜。
使用EUV曝光機(ASML公司製造;NXE3350、NA0.33、Dipole 90°、外西格瑪0.87、內西格瑪0.35),經由間隙為20nm且圖案寬度為15nm的反射型遮罩對該光阻膜進行了曝光。然後,在85℃下加熱(PEB:Post Exposure Bake)了60秒鐘。接著,在有機溶劑系的顯影液中顯影30秒鐘,並沖洗了20秒鐘。接著,以2000rpm的轉速旋轉晶圓40秒鐘,藉此形成了間隙為20nm且圖案線寬為15nm的線與空間的圖案。
獲取上述圖案的圖像,組合使用KLA-Tencor Corporation製造的晶圓檢查裝置“SP-5”及Applied Materials公司的全自動缺陷檢查分類裝置“SEMVision G6”,對所得到之圖像進行解析,測量了每單位面積的未曝光部中的殘渣數量。 另外,關於利用測量裝置的分辨力等無法檢測所期望的粒徑的粒子之試樣,使用日本特開2009-188333號公報的0015~0067段中所記載之方法進行了檢測。亦即,藉由CVD(化學氣相沉積)法在基板上形成SiOX 層,接著,以覆蓋上述層上之方式形成了藥液層。接著,使用了如下方法,亦即,對具有上述SiOX 層與塗佈於其上之藥液層之複合層進行乾式蝕刻,向所得到之突起物進行光照射,並檢測散射光,從上述散射光計算突起物的體積,並從上述突起物的體積計算粒子的粒徑。 藉由以下的基準進行評價,結果示於表1及表2中。
A:缺陷數量小於60個。 B:缺陷數量為60個以上且小於90個。 C:缺陷數量為90個以上且小於120個。 D:缺陷數量為120個以上且小於150個。 E:缺陷數量為150個以上且小於180個。
(帶電量) 關於剛填充藥液之後的液面帶電量,使用KASUGA DENKI,Inc.製數字靜電電位測量器KSD-2000進行了測量。藉由以下的基準進行了評價,結果示於表2中。 A:帶電量在±2kV的範圍內。 B:帶電量在±2kV的範圍外,且在±10kV的範圍內。 C:帶電量在±10kV的範圍外。
[表1]
表1 (其1) 容器
接液部的材質 空隙部的氮氣體積(%) 孔隙率(體積%)
實施例1 PFA 99 80
實施例2 PFA 99 80
實施例3 PTFE 99 80
實施例4 PTFE 99 80
實施例5 PTFE 99 80
實施例6 PTFE 99 80
實施例7 PFA 99 99
實施例8 SUS316L-EP 99 50
實施例9 SUS316L-EP 99 99.9
實施例10 SUS316L-EP 99 99.999
實施例11 SUS316L-EP 99 50
實施例12 SUS316L-EP 99 30
實施例13 HDPE 99 80
實施例14 SUS316L-EP 99 80
實施例15 SUS316L-EP 99 80
實施例16 SUS316L-EP 99 80
實施例17 SUS304-EP 99 80
實施例18 SUS304 99 80
實施例19 PTFE 99 80
實施例20 玻璃 99 80
實施例21 SUS316L-EP 99 80
實施例22 SUS316L-EP 99 80
實施例23 SUS316L-EP 99 80
實施例24 SUS316L-EP 99 80
實施例25 SUS316L-EP 99 80
實施例26 SUS316L-EP 99 80
實施例27 SUS316L-EP 99 80
實施例28 SUS316L-EP 99 80
實施例29 PTFE 99 80
實施例30 PTFE 99 80
實施例31 PTFE 99 80
實施例32 PTFE 99 80
實施例33 PTFE 80 80
比較例1 PTFE 99 80
比較例2 SUS316L-EP 99 80
[表2]
表1 (其2) 藥液 含金屬的粒子 金屬奈米粒子的含有粒子數量 特定有機化合物A的含量 特定有機化合物B的含量 特定有機化合物A與特定有機化合物B之質量比 特定有機化合物A和特定有機化合物B的合計含量
種類 藥液中的含量 (質量ppt) 個/cm3 質量ppt 質量ppt A/B 質量ppt
實施例1 PGMEA 0.1 1.00E+05 10 0.01 ≧1 10
實施例2 PGMEA 0.001 1.00E+01 0.1 0.01 ≧1 0.11
實施例3 PGMEA 10 1.00E+09 1,000 10 ≧1 1,010
實施例4 PGMEA 1 1.00E+07 90,000 10 ≧1 90,010
實施例5 PGMEA 5 1.00E+08 0.1 0.01 ≧1 0.11
實施例6 PGMEA 0.001 1.00E+02 1,000 10 ≧1 1,010
實施例7 PGMEA 0.0005 5.00E+00 1 0.01 ≧1 1.01
實施例8 PGMEA 1 1.00E+07 400 600 0.67 1,000
實施例9 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 0.01 ≧1 1,000
實施例10 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 0.01 ≧1 1,000
實施例11 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 25 ≧1 1,025
實施例12 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 35 ≧1 1,035
實施例13 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例14 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例15 PGMEA 1 1.00E+07 5,000 10 ≧1 5,010
實施例16 PGMEA 1 1.00E+07 5,000 10 ≧1 5,010
實施例17 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例18 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例19 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例20 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例21 CHN 1 1.00E+06 800 10 ≧1 810
實施例22 nBA 1 1.00E+06 2,500 10 ≧1 2,510
實施例23 NMP 1 1.00E+07 3,000 10 ≧1 3,010
實施例24 MIBC 1 1.00E+07 5,000 10 ≧1 5,010
實施例25 PGMEA/PGME 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例26 PGMEA/PC 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例27 iAA 1 1.00E+07 3,000 10 ≧1 3,010
實施例28 EL 1 1.00E+07 5,000 10 ≧1 5,010
實施例29 PGMEA 1 1.00E+07 0.01 0.001 ≧1 0.011
實施例30 PGMEA 1 1.00E+07 0.002 0.001 ≧1 0.001
實施例31 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例32 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
實施例33 PGMEA 1 1.00E+07 1,000 10 ≧1 1,010
比較例1 PGMEA 20 1.00E+10 1,000 10 ≧1 1,010
比較例2 PGMEA 1 1.00E+07 200,000 10 ≧1 200,010
[表3]
表1 (其3) Clogp值6以上的特定有機化合物的總量 鄰苯二甲酸酯的總量 DINP及DOP 含金屬粒子與特定有機化合物的含有比 缺陷抑制性能
質量ppt 質量ppt 合計含量 (質量ppt) 含有比DOP/DINP 特定有機化合物/含金屬粒子 剛收容之後 經時
實施例1 8 4 2 10 100 A A
實施例2 0.1 0.1 0 1000 110 A A
實施例3 610 500 400 5 101 C C
實施例4 80,000 80,000 78,000 1 90,010 C C
實施例5 0.1 0.1 0.1 1 0.02 B B
實施例6 610 500 400 5 1,010,000 B C
實施例7 0.5 0.4 0.4 1 2,020 A C
實施例8 600 500 400 5 1,000 B C
實施例9 600 500 400 5 1,000 B B
實施例10 600 500 400 5 1,000 B C
實施例11 600 500 400 5 1,025 B B
實施例12 600 500 400 5 1,035 B C
實施例13 600 500 400 5 1,010 B C
實施例14 600 500 400 5 1,010 B B
實施例15 4,600 4,500 4,400 5 5,010 B B
實施例16 4,600 4,500 4,400 0.5 5,010 B C
實施例17 600 500 400 5 1,010 B B
實施例18 600 500 400 5 1,010 B C
實施例19 600 500 400 5 1,010 B B
實施例20 600 500 400 5 1,010 B B
實施例21 400 350 300 5 810 B B
實施例22 600 500 400 5 2,510 B B
實施例23 2,500 2,000 1,800 5 3,010 B B
實施例24 3,800 3,000 2,800 5 5,010 B B
實施例25 600 500 400 5 1,010 B B
實施例26 600 500 400 5 1,010 B B
實施例27 2,400 1,800 1,500 5 3,010 B B
實施例28 4,100 3,800 3,600 5 5,010 B B
實施例29 0.01 0.01 0.01 1 0.011 B C
實施例30 0.001 0.001 0.001 5 0.001 B C
實施例31 600 0.001 0.001 5 1,010 B C
實施例32 600 500 0.001 5 1,010 B C
實施例33 600 500 400 5 1,010 B C
比較例1 600 500 400 5 51 D D
比較例2 160,000 150,000 150,000 1 200,010 D E
[表4]
表2 (其1) 容器
接液部的材質 前處理 後處理 表面粗糙度Ra (nm) 空隙部的氮氣 體積(%) 孔隙率 (體積%)
實施例101 PTFE 400 99 80
實施例102 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例103 SUS316L-EP 酸處理 100 99 80
實施例104 SUS316L-EP 拋光 5 99 80
實施例105 SUS316L-EP 300 99 80
實施例106 SUS316L-EP 1500 99 80
實施例107 PTFE及CNT 600 99 80
實施例108 PTFE及碳粒子 800 99 80
實施例109 PTFE及碳纖維 900 99 80
實施例110 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例111 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例112 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例113 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例114 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例115 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例116 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例117 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例118 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例119 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例120 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例121 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例122 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例123 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例124 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例125 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例126 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例127 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例128 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例129 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例130 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例131 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例132 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
實施例133 SUS316L-EP 拋光 酸處理 2 99 80
[表5]
表2 (其2) 藥液 含金屬的粒子 金屬奈米粒子的含有粒子數量 特定有機化合物A的含量 特定有機化合物B的含量 特定有機化合物A與特定有機化合物B之質量比 特定有機化合物A和特定有機化合物B的合計含量
種類 藥液中的含量 (質量ppt) 個/cm3 質量ppt 質量ppt A/B 質量ppt
實施例101 nBA 10 1.00E+09 1,000 10 ≧1 1,010
實施例102 nBA 1 1.00E+06 2,500 10 ≧1 2,510
實施例103 nBA 10 1.00E+08 2,500 10 ≧1 2,510
實施例104 nBA 5 1.00E+08 2,500 10 ≧1 2,510
實施例105 nBA 10 1.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例106 nBA 10 1.00E+10 2,500 10 ≧1 2,510
實施例107 nBA 10 1.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例108 nBA 10 1.00E+10 3,500 10 ≧1 3,510
實施例109 nBA 10 1.00E+10 3,500 10 ≧1 3,510
實施例110 丙二醇單甲醚 10 1.00E+09 1,000 10 ≧1 1,010
實施例111 丙二醇單丙醚 10 1.00E+09 1,500 10 ≧1 1,510
實施例112 甲氧基丙酸甲酯 10 2.00E+09 1,500 10 ≧1 1,510
實施例113 環戊酮 10 1.00E+09 2,000 10 ≧1 2,010
實施例114 γ-丁內酯 10 2.00E+09 2,000 10 ≧1 2,010
實施例115 二異戊醚 10 2.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例116 異丙醇 10 2.00E+09 1,500 10 ≧1 1,510
實施例117 二甲基亞碸 10 5.00E+09 1,000 10 ≧1 1,010
實施例118 二乙二醇 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例119 乙二醇 10 2.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例120 二丙二醇 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例121 丙二醇 10 2.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例122 碳酸乙二酯 10 5.00E+09 5,000 10 ≧1 5,010
實施例123 環丁碸 10 2.00E+09 5,000 10 ≧1 5,010
實施例124 環庚酮 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例125 2-庚酮 10 2.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例126 丁酸丁酯 10 1.00E+09 2,500 10 ≧1 2,510
實施例127 異丁酸異丁酯 10 1.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例128 十一烷 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例129 丙酸戊酯 10 1.00E+09 3,500 10 ≧1 3,510
實施例130 丙酸異戊酯 10 1.00E+09 3,500 10 ≧1 3,510
實施例131 乙基環己烷 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例132 均三甲苯 10 2.00E+09 3,000 10 ≧1 3,010
實施例133 癸烷 10 5.00E+09 3,500 10 ≧1 3,510
[表6]
表2 (其3) Clogp值6以上的特定有機化合物的總量 鄰苯二甲酸酯的總量 DINP及DOP 含金屬粒子與特定有機化合物的含有比 缺陷抑制性能 剛填充之後的液面帶電量
質量ppt 質量ppt 合計含量 (質量ppt) 含有比DOP/DINP 特定有機化合物/含金屬粒子 剛收容之後 經時 kV
實施例101 610 500 400 5 101 C C C
實施例102 600 500 400 3 2,510 B B A
實施例103 600 500 400 3 251 B C A
實施例104 600 500 400 3 502 B C A
實施例105 600 500 400 3 251 B C A
實施例106 600 500 400 3 251 C C A
實施例107 610 500 400 5 251 C C B
實施例108 810 500 400 5 351 C C B
實施例109 810 500 400 5 351 C C B
實施例110 500 400 400 3 101 B B A
實施例111 500 400 400 3 151 B B A
實施例112 500 400 400 3 151 B B A
實施例113 600 500 400 3 201 B B A
實施例114 600 500 400 3 201 B B A
實施例115 600 500 400 4 251 B B A
實施例116 500 400 400 3 151 B B A
實施例117 400 300 300 3 101 B B A
實施例118 700 500 400 2 301 B B A
實施例119 600 500 400 2 251 B B A
實施例120 700 500 400 2 301 B B A
實施例121 600 500 400 3 251 B B A
實施例122 900 700 500 5 501 B B A
實施例123 900 700 500 5 501 B B A
實施例124 700 500 400 3 301 B B A
實施例125 600 500 400 3 251 B B A
實施例126 600 500 400 3 251 B B A
實施例127 700 500 400 3 301 B B A
實施例128 700 500 400 3 301 B B A
實施例129 700 500 400 3 351 B B A
實施例130 700 500 400 3 351 B B A
實施例131 700 500 400 5 301 B B A
實施例132 700 500 400 3 301 B B A
實施例133 700 500 400 3 351 B B A
上述表1及表2中,“金屬奈米粒子的含粒子的數量”的欄中所記載之數值為縮寫指數顯示者,例如,“1.00E+05”係指“1.00×105 ”。
如表1及表2所示,若含金屬的粒子的含量相對於藥液的總質量為10質量ppt以下且特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計相對於藥液的總質量為100,000質量ppt以下,則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管之後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能亦優異(實施例)。 又,從實施例1及2與實施例7的對比示出,若含金屬的粒子的含量相對於藥液的總質量在0.1~10質量ppt的範圍內(實施例1及2),則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能亦更優異。 又,從實施例3與實施例19的對比示出,若含金屬的粒子的含量相對於藥液的總質量為1質量ppt以下(實施例19),則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能亦更優異。 又,從實施例4與實施例19的對比示出,若特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計相對於藥液的總質量為2,000質量ppt以下(實施例19),則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能更優異。 又,從實施例5與實施例19的對比示出,若特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計與含金屬的粒子的含量之質量比例為0.1以上(實施例19),則使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的至少其中一個時序中取出之藥液之情況下,缺陷抑制性能更優異。 又,從實施例6與實施例19的對比示出,若特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計與含金屬的粒子的含量之質量比例為100,000以下(實施例19),則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能亦優異。 又,從實施例8與實施例11的對比示出,若特定有機化合物B與特定有機化合物A之質量比例為1以上(實施例11),則長期保管後取出之藥液的缺陷抑制性能更優異。 又,從實施例9~12的對比示出,若藥液收容體中的容器的孔隙率在50~99.99體積%的範圍內(實施例9及11),則長期保管後取出之藥液的缺陷抑制性能更優異。 從實施例15與實施例16的對比示出,若鄰苯二甲酸二辛酯的含量與鄰苯二甲酸二異壬酯的含量之質量比例(DOP/DINP)為1以上(實施例15),則使用長期保管於藥液收容體之後取出之藥液之情況下,缺陷抑制性能更優異。
如表2所示,從實施例102~實施例106的對比,若容器的接液部為被電解研磨之不繡鋼之情況且容器的接液部的平均表面粗糙度Ra小於100nm,則缺陷抑制性能更優異(實施例102)。 如表2所示,從實施例101與實施例107~109的對比,使用與氟樹脂一同包含導電性材料之接液部之情況下,能夠更抑制藥液的帶電。
另一方面,如表1所示,若在藥液中的金屬粒子的含量或特定有機化合物A和特定有機化合物B的含量的合計在上述範圍外,則即使使用剛收容於藥液收容體之後及長期保管後的任一時序中取出之藥液,缺陷抑制性能較差(比較例)。
(實施例34) 關於實施例15中所使用之PGMEA,反覆進行蒸餾及過濾,製作了特定有機化合物的含量小於0.1質量ppt的藥液。 向該藥液添加8000質量ppt的鄰苯二甲酸二丁酯(Wako Pure Chemical, Ltd.製造),再次將反覆進行過濾而得到之藥液收容於容器(與實施例15相同的容器),得到了實施例34的藥液收容體。實施例34的藥液收容體中,由鄰苯二甲酸二丁酯構成之特定有機化合物A的含量為4800質量ppt及由鄰苯二甲酸二丁酯構成之特定化合物B的含量為10質量ppt。 使用收容於實施例34的藥液收容體之藥液進行了與實施例15相同的評價之結果,在50℃下保管藥液收容體1年之後的缺陷抑制性能被評價為“C”,除此以外,得到了與實施例15相同的結果。
無。

Claims (19)

  1. 一種藥液收容體,其具有容器及收容於該容器內之藥液, 該藥液含有溶劑、包含金屬原子之含金屬的粒子及ClogP值高於該溶劑的ClogP值的有機化合物, 該含金屬的粒子的含量相對於該藥液的總質量為10質量ppt以下, 包含ClogP值高於該溶劑的ClogP值的有機化合物之氣體存在於該容器的空隙部中,該氣體中的該有機化合物和該藥液中的該有機化合物的含量的合計相對於該藥液的總質量為100,000質量ppt以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藥液收容體,其中 該含金屬的粒子的含量相對於該藥液的總質量為0.001質量ppt~10質量ppt, 該氣體中的該有機化合物和該藥液中的該有機化合物的含量的合計相對於該藥液的總質量為0.1質量ppt~100,000質量ppt。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該氣體中的該有機化合物和該藥液中的該有機化合物的含量的合計與該含金屬的粒子的含量之質量比例為0.01~100,000。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該氣體中的該有機化合物及該藥液中的該有機化合物的ClogP值均為6以上。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該氣體中的該有機化合物及該藥液中的該有機化合物均包含鄰苯二甲酸酯。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之藥液收容體,其中 該鄰苯二甲酸酯包含選自包括鄰苯二甲酸二辛酯及鄰苯二甲酸二異壬酯之群組中之至少1種。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之藥液收容體,其中 該鄰苯二甲酸二辛酯的含量與該鄰苯二甲酸二異壬酯的含量之質量比例為1以上。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該藥液中的該有機化合物的含量與該氣體中的該有機化合物的含量之質量比例為1以上。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該溶劑為有機溶劑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之藥液收容體,其中 該有機溶劑為選自包括環己酮、乙酸丁酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、4-甲基-2-戊醇、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚、碳酸丙二酯、乙酸異戊酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單丙醚、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊醚、異丙醇、二甲基亞碸、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸乙二酯、環丁碸、環庚酮、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、十一烷、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、均三甲苯及癸烷之群組中之至少1種。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該含金屬的粒子中的粒徑為0.5nm~17nm的金屬奈米粒子在每單位體積的該藥液中的含粒子的數量為1.0×101 個/cm3 ~1.0×109 個/cm3
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該氣體包含氮氣, 該氮氣的含量相對於該空隙部的總容量為95體積%~99.9999體積%, 該氣體中的該有機化合物的含量相對於該藥液的總質量為0.05質量ppt~50,000質量ppt。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該藥液收容體中的該容器的孔隙率為50體積%~99.99體積%。
  14. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該容器的接液部的至少一部分為氟樹脂、被電解研磨之不繡鋼或玻璃。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之藥液收容體,其中 在該容器的接液部的至少一部分為該被電解研磨之不繡鋼之情況下, 該容器的接液部的平均表面粗糙度Ra小於100nm。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之藥液收容體,其中 該容器的接液部的至少一部分與該氟樹脂一同還包含導電性材料。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之藥液收容體,其中 該導電性材料包含碳。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之藥液收容體,其中 該碳為選自包括碳粒子、奈米碳管及碳纖維之群組中之至少1種。
  19. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液收容體,其中 該藥液用作選自包括顯影液、沖洗液、晶圓清洗液、線清洗液、預濕液、光阻液、下層膜形成用液、上層膜形成用液及硬塗形成用液之群組中之至少1種液體的原料。
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