TWI742246B - 藥液、藥液收容體及圖案形成方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供一種不易在顯影後的基板上產生缺陷的藥液。又,本發明的課題還為提供一種藥液收容體及圖案形成方法。本發明的藥液含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,該藥液中,主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液中含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。
Description
本發明係有關一種藥液、藥液收容體及圖案形成方法。
於半導體元件的製造製程中之光微影製程中,在半導體晶圓(以下,還稱為“晶圓”。)等基板上塗佈感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(以下,還稱為“抗蝕劑組成物”。),從而形成感光化射線性或感放射線性膜(以下,還稱為“抗蝕劑膜”。)。進而,依次進行將所形成之抗蝕劑膜進行曝光,將經曝光之抗蝕劑膜進行顯影而形成規定的圖案之步驟等,從而在晶圓上形成抗蝕劑圖案。 近年來,隨著半導體元件的微細化,要求在光微影製程中抑制缺陷。具體而言,要求一種能夠進一步抑制顯影後的晶圓上的缺陷的產生之藥液。 專利文獻1中,記載有以規定的比率將低揮發性溶劑與低表面張力性溶劑進行混合而得之溶劑。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開第2007-324393號公報
本發明人等將專利文獻1中記載之溶劑分別用作預濕液及顯影液,結果發現不論何種情況顯影後的基板上都容易產生缺陷。
因此,本發明的課題為提供一種在顯影後的基板上不易產生缺陷的(以下,亦將上述情況稱為“具有優異的缺陷抑制性能”。)藥液。又,本發明的課題還為提供一種藥液收容體及圖案形成方法。 另外,本說明書中,缺陷抑制性能係指藉由實施例中記載之方法測定之缺陷抑制性能。
經本發明人等為解決上述課題而進行深入研究結果發現,能夠藉由以下結構來解決上述課題。
[1]一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,其中,主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液中含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。 [2]如[1]所述之藥液,其中雜質金屬含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種金屬,當藥液中含有1種雜質金屬時,藥液中之上述金屬的含量相對於藥液的總質量為0.001~100質量ppt,當藥液中含有2種以上的上述金屬時,藥液中之上述金屬各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~100質量ppt。 [3]如[1]或[2]所述之藥液,其中25℃下之主藥的表面張力為25~40mN/m。 [4]如[1]至[3]中任一項所述之藥液,其中主藥中的有機溶劑於將各有機溶劑的漢森溶解度參數之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率分別作為頂點之三角圖中,位於被以下4個點包圍之區域內。 第一點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為60%及氫鍵項的貢獻率為0% 第二點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為60% 第三點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為20% 第四點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為20%及氫鍵項的貢獻率為0% [5]如[1]至[4]中任一項所述之藥液,其中有機溶劑含有選自包括丙二醇單甲醚、環戊酮、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、環己酮、乳酸乙酯、2-羥基異丁酸甲酯、環戊酮二甲基縮醛、γ-丁內酯、二甲基亞碸、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸異戊酯、4-甲基-2-戊醇、二乙二醇單甲醚、二甲基醚、二乙基醚、二乙二醇單異丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙基醚、三乙二醇二甲基醚、四乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚、二乙二醇單丁醚、苯甲醚、1,4-二甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、1,4-二苯氧基苯、4-甲氧基甲苯、苯乙醚及3-甲氧基丙酸甲酯之群組中之至少1種。 [6]如[1]至[5]中任一項所述之藥液,其中藥液中之界面活性劑的含量相對於雜質金屬的粒子含量的合計之含有質量比為1×108
~1×1012
。 [7]如[1]至[6]中任一項所述之藥液,其中藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm以上尺寸的被計數體的數為1~100個/mL。 [8]如[1]至[7]中任一項所述之藥液,其還含有水且藥液中之水的含量為0.01~1.0質量%。 [9]如[1]至[8]中任一項所述之藥液,其進一步含有有機雜質且藥液中之有機雜質的含量為1~10000質量ppm。 [10]如[9]所述之藥液,其中有機雜質含有沸點為300℃以上的高沸點成分, 藥液中之高沸點成分的合計含量相對於藥液的總質量為0.1~30質量ppm。 [11]如[10]所述之藥液,其中界面活性劑的含量相對於藥液中之高沸點成分的含量之含有質量比為1~1×104
。 [12]如[1]至[11]中任一項所述之藥液,其中界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基甜菜鹼、四級銨鹽、聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯及聚氧乙烯烯丙基苯基醚硫酸酯之群組中之至少1種。 [13]如[12]所述之藥液,其中界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚及聚氧乙烯烷基胺之群組中之至少1種。 [14]如[1]至[13]中任一項所述之藥液,其被用作選自包括預濕液及顯影液之群組中之至少1種。 [15]一種藥液收容體,其具備容器及收容於容器之[1]至[14]中任一項所述之藥液,與容器內的藥液接觸之接液部由非金屬材料或不鏽鋼形成。 [16]如[15]所述之藥液收容體,其中非金屬材料選自包括聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂、四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、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之群組中之至少1種。 [17]一種圖案形成方法,包括:預濕步驟,將[1]~[14]中任一項所述之藥液塗佈於基板上,從而得到完成預濕的基板;抗蝕劑膜形成步驟,在完成預濕的基板上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;曝光步驟,將抗蝕劑膜進行曝光;及顯影步驟,使用顯影液將經曝光之抗蝕劑膜進行顯影,該圖案形成方法中,感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有包括選自包括如下之群組中之至少1種重複單元之樹脂,前述群組包括由式(a)表示之重複單元、由式(b)表示之重複單元、由式(c)表示之重複單元、由式(d)表示之重複單元及由式(e)表示之重複單元。 [18]如[17]所述之圖案形成方法,其中於預濕步驟中塗佈於基板上之藥液在25℃下滿足以下條件1及條件2。 條件1:對於藥液、以及包括樹脂及藥液之第一試驗溶液,依據利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置進行測定而得之質子的自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式1計算出之Rsq1超過0.001。 (式1)Rsq1=(τ0/τ1)-1 其中,式1中,τ0表示藥液的自旋-自旋弛豫時間,τ1表示第一試驗溶液的自旋-自旋弛豫時間。 條件2:關於第二試驗溶液及第一試驗溶液,依據利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置測定而得之質子的自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式2計算出之SRsq超過-1,前述第二試驗溶液包括樹脂及藥液,並且含有與第一試驗溶液中之樹脂的含量不同的量的樹脂。 (式2)SRsq=(Rsq2-Rsq1)/(c2-c1) 其中,式2中,Rsq1表示藉由式1計算出之值,Rsq2表示藉由下述式3計算出之值。c1及c2分別表示第一試驗溶液中及第二試驗溶液中之樹脂的質量基準的含量。另外,質量基準的含量的單位為質量%,且c2>c1。 (式3)Rsq2=(τ0/τ2)-1 其中,式3中,τ0的定義與式1中之τ0相同,τ2表示第二試驗溶液的自旋-自旋弛豫時間。 [發明效果]
依本發明,能夠提供一種具有優異的缺陷抑制性能之(以下,還稱為“具有本發明的效果”。)藥液。又,依本發明,還能夠提供一種藥液收容體及圖案形成方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下述載之構成要件的說明係有時依據本發明的代表性的實施形態而完成的,本發明並不限定於該種實施形態。 另外,本說明書中,用“~”表示之數值範圍表示將在“~”前後記載之數值作為下限值及上限值而包括在內之範圍。 又,本發明中所謂“準備”之時表示,除了將特定的材料合成或調配而準備之外,還包括藉由購買等備置規定物品。 又,本發明中“ppm”表示“百萬分之一(parts-per-million)(10-6
)”,“ppb”表示“十億分之一(parts-per-billion)(10-9
)”,“ppt”表示“一兆分之一(parts-per-trillion)(10-12
)”,“ppq”表示“一千兆分之一(Parts-per-quadrillion)(10-15
)”。 又,本發明中1Å(埃)相當於0.1nm。 又,本發明中之基團(原子組)的標記中,未標經取代及未經取代的標記在不損害本發明的效果的範圍內包括不具有取代基者和具有取代基者。例如,“烴基”不僅包括不具有取代基的烴基(未經取代烴基),還包括具有取代基之烴基(經取代烴基)。這在各化合物中亦相同。 又,本發明中之“放射線”表示例如遠紫外線、極紫外線(EUV;Extreme ultraviolet)、X射線或電子束等。又,本發明中光表示光化射線或放射線。本發明中之“曝光”,除非特別指明,則曝光除了基於遠紫外線、X射線或EUV等之曝光之外,還包括基於電子束或離子束等粒子束之描畫。
[藥液(第一實施形態)] 本發明的第一實施形態之藥液含有包括1種有機溶劑之主藥、雜質金屬及界面活性劑,主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液中含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。 藉由上述藥液可獲得本發明的效果之機理雖不明確,但本發明人等推測源於如下原因。
本發明的實施形態之藥液含有雜質金屬,且雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液中含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。 若將如上述的藥液用作預濕液及/或顯影液,則容易成為顯影後的殘渣的原因的粒子的含量少,因此不易在顯影後產生殘渣。另一方面,由於含有0.001質量ppt以上的粒子,因此粒子彼此容易凝集,且不易在顯影後產生殘渣。 又,本發明的實施形態之藥液含有界面活性劑。當將本發明的實施形態之藥液用作預濕液時,可抑制因預濕步驟之後塗佈於基板上之抗蝕劑組成物與預濕液之間的成分差異引起之抗蝕劑組成物的成分(尤其感光化射線性或感放射線性樹脂)析出之現象(solvent shock)的產生。其結果,不易在顯影後產生殘渣。又,當將本發明的實施形態之藥液用作顯影液時,能夠將抗蝕劑組成物的廢物有效地溶解於顯影液中。其結果,不易在顯影後產生殘渣。 以下,對上述藥液中所含之各成分及上述藥液的物性進行說明。
〔主藥〕 上述藥液含有包括1種有機溶劑之主藥。作為藥液中之主藥的含量並無特別限制,通常相對於藥液的總質量為97.0~99.0質量%為較佳。
上述主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa。 另外,本實施形態之主藥的蒸氣壓係指上述1種有機溶劑在25℃下之蒸氣壓。
作為上述有機溶劑的種類並無特別限制,可以舉出公知的有機溶劑。 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)、可以具有環的單酮化合物(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,例如可以使用日本特開2016-57614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號公報中記載者。
作為有機溶劑,含有選自包括丙二醇單甲醚(PGME)、環戊酮(CyPn)、乙酸丁酯(nBA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、環己酮(CyHx)、乳酸乙酯(EL)、2-羥基異丁酸甲酯(HBM)、環戊酮二甲基縮醛(DBCPN)、γ-丁內酯(GBL)、二甲基亞碸(DMSO)、碳酸伸乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、乙酸異戊酯(iAA)、4-甲基-2-戊醇(MIBC)、二乙二醇單甲醚(DEGME)、二甲基醚(DME)、二乙基醚(DEE)、二乙二醇單異丁醚(DEGIBE)、二乙二醇二甲醚(DEGDME)、二乙二醇二乙基醚(DEGDEE)、三乙二醇二甲基醚(TriEGDME)、四乙二醇二甲基醚(TetraEGDME)、三乙二醇丁基甲基醚(TEGMBE)、二乙二醇單丁醚(DEGMBE)、苯甲醚(anisole)、1,4-二甲氧基苯(14-DMB)、1,2-二甲氧基苯(12-DMB)、1,3-二甲氧基苯(13-DMB)、1,4-二苯氧基苯、4-甲氧基甲苯、苯乙醚及3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)之群組(以下,還稱為“特定有機溶劑”。)中之至少1種為較佳,有機溶劑包括特定有機溶劑為更佳。若有機溶劑含有特定有機溶劑,則藥液具有更優異的均勻性。
〔雜質金屬〕 <含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子> 上述藥液含有雜質金屬,其中尤其含有包含選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子。 本說明書中,雜質金屬係指能夠使用單一粒子電感耦合電漿發射光譜質譜儀來測定之藥液中之金屬成分。依上述裝置,能夠進行區分而測定作為雜質金屬的粒子(粒子狀雜質金屬)及除此之外的雜質金屬(例如,離子等)各自的含量及總含量。另外,本說明書中,簡稱為“雜質金屬的含量”時係指上述總含量。藥液可以含有包含選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子及其以外的雜質金屬(例如,離子等)這兩者。 另外,本說明書中,含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子係指能夠使用單一粒子電感耦合電漿發射光譜質譜儀來測定之藥液中之粒子狀的金屬成分。本說明書中之雜質金屬,例如能夠使用Agilent Technologies inc製、Agilent 8800 三重四極ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry(電感耦合電漿質譜法)、半導體分析用、選項#200)並藉由實施例中所記載之方法來測定。
關於上述藥液中之含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子的含量,當藥液中含有1種上述粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。 其中,藥液分別包含含有Fe之粒子、含有Cr之粒子、含有Ni之粒子及含有Pb之粒子,且各粒子的含量為0.001~30質量ppt為較佳。
又,作為界面活性劑的含量相對於藥液中之雜質金屬的粒子(亦包括包含含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子以外的雜質金屬之粒子)的含量的合計之含有質量比(界面活性劑的含量/粒子的含量的合計)並無特別限制,1×106
~1×1015
為較佳,1×108
~1×1012
為更佳。若上述含有質量比在1×108
~1×1012
的範圍內,則藥液具有更優異的灰化殘渣的去除性能及更優異的p-CMP(post-chemical-mechaNical polishing化學機械研磨;CMP後的)的缺陷抑制性能。
作為含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子的大小並無特別限制,通常作為平均一次粒徑,20nm以下為較佳。另外,作為下限值並無特別限制,通常5nm以上為較佳。另外,本說明書中,平均一次粒徑係指,對使用透射型電子顯微鏡(TEM:Transmission Electron MiCroscope)而評價400個粒子之圓換算直徑進行算術平均求得之平均一次粒徑。
<雜質金屬的含量(粒子及其以外的合計量)> 本實施形態的藥液進一步含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種雜質金屬(例如,作為離子之雜質金屬等)為較佳。 作為選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種雜質金屬的含量並無特別限制,作為藥液中之選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種雜質金屬的含量(粒子及其以外的合計量),當藥液中含有1種雜質金屬時,藥液中之雜質金屬的含量相對於藥液的總質量為0.001~100質量ppt為較佳,當藥液中含有2種以上的雜質金屬時,雜質金屬各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~100質量ppt為較佳。 只要雜質金屬的含量在上述範圍內,則藥液具有更優異的缺陷抑制性能。尤其,認為若雜質金屬含量為0.001質量ppt以上,則在將藥液塗佈於基板上時雜質金屬彼此更容易凝集,結果使缺陷的數量更佳減少。
雜質金屬可以添加於藥液中,亦可以在製造步驟中沒有意圖地混合於藥液中。作為在藥液的製造步驟中沒有意圖地混合之情況,例如可舉出雜質金屬被包含在藥液的製造中使用之原料(例如,有機溶劑)中之情況及在藥液的製造步驟中進行混合(例如,污染)等,但並不限於上述情況。
〔界面活性劑〕 本實施形態之藥液含有界面活性劑。 作為界面活性劑並無特別限制,能夠使用公知的界面活性劑。 作為藥液中之界面活性劑的含量並無特別限制,通常相對於藥液的總固體成分為0.01~50000質量ppm為較佳,1~30000質量ppm為更佳,10~10000質量ppm為進一步較佳。 若藥液中之界面活性劑的含量為10~10000質量ppm,則藥液具有更優異的缺陷抑制性能。界面活性劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上界面活性劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。 又,作為界面活性劑的分子量並無特別限制,從可獲得具有更優異的本發明的效果之藥液這一點考慮,1~3000為較佳。另外,本說明書中,特別將分子量為1~3000之界面活性劑稱為“低分子”的界面活性劑。
作為界面活性劑,例如可舉出離子性界面活性劑或非離子性(nonionic)界面活性劑。作為離子性界面活性劑,可舉出陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑或兩性界面活性劑。
作為陰離子性界面活性劑,聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯及聚氧化烯烯丙基苯基醚等為較佳。
作為陽離子性界面活性劑,例如烷基胺鹽及四級銨鹽等為較佳。 作為兩性界面活性劑,例如烷基甜菜鹼及氧化胺等為較佳。
作為非離子性(nonionic)界面活性劑,例如炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯及山梨糖醇酐脂肪酸酯等為較佳。
又,作為界面活性劑,含氟界面活性劑亦較佳。作為含氟界面活性劑的具體例,可舉出AGC SEIMI CHEMICAL CO., LTD.製SURFLON S-651(nonionic)等。
上述式中,m及n分別獨立地表示1以上的整數,1以上為較佳,通常20以下為較佳。作為炔二醇的市售品,例如可舉出Nissin Chemical Industry Co., Ltd.製“SURFYNOL”及Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.製“ACETYLENOL”等。
上述式中,n表示1以上的整數,1以上為較佳,通常為20以下為較佳。R表示烷基,烷基可以是直鏈狀、支鏈狀、環狀或將它們組合之結構。烷基的碳數並無特別限制,通常1~20為較佳。作為市售品,例如可舉出Kao Corporation的“EMALGEN”等。
上述式中,m表示1以上的整數,1以上為較佳,通常為20以下。R表示烷基,烷基可以是直鏈狀、支鏈狀、環狀或將它們組合之結構。烷基的碳數並無特別限制,通常1~20為較佳。作為市售品,例如可舉出Kao Corporation製的AMIET等。
上述式中,R1
分別獨立地表示氫原子或-COR2
,R2
表示烷基。另外,2個R1
的並非兩者皆是氫原子。作為市售品,可舉出Kao Corporation製“RHEODOL MS-50”等。
作為山梨糖醇酐脂肪酸酯,將1,4-脫水山梨糖醇酯或1,5-脫水山梨糖醇酯酯化者為較佳。作為市售品,可舉出Kao Corporation製“RHEODOL SP-S20”等。
上述式中,R表示烷基,烷基可以是直鏈狀、支鏈狀、環狀或將它們組合之結構。烷基的碳數並無特別限制,通常為1~20為較佳。作為市售品,可舉出Kao Corporation製“AMPHITOL”。
上述式中,n表示1或2,R表示烷基,烷基可以是直鏈狀、支鏈狀、環狀或將它們組合之結構。烷基的碳數並無特別限制,通常為1~20為較佳。當R為複數個時,各R可以相同亦可以不相同。M表示鹵素原子,氯原子為較佳。作為市售品,例如可舉出TAKEMOTO OIL & FAT CO.,LTD 製“Pionin B-111”等。
作為聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯的市售品,例如可舉出TAKEMOTO OIL & FAT CO.,LTD 製NEWKALGENFS-3。 作為聚氧化烯烯丙基苯基醚硫酸酯的市售品,例如可舉出TAKEMOTO OIL & FAT CO.,LTD 製的聚氧化烯烯丙基苯基醚硫酸酯等。
作為界面活性劑的市售品,例如可舉出SURFYNOL420(商品名、Nissin Chemical Industry Co., Ltd.製)、EMALGEN102、AMIET102、RHEODOL MS-50、RHEODOL SP-S20、AMPHITOL24B(商品名、Kao Corporation製)、NEWKALGENFS-3、NEWKALGENFS-7及Pionin B-111(商品名、TAKEMOTO樹脂),但並不限於此。
從可獲得具有更優異的本發明的效果之藥液這一點考慮,界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基甜菜鹼、四級銨鹽、聚氧乙烯烯丙基苯基醚硫酸酯及聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯之群組中之至少1種為較佳,選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯之群組之至少1種為更佳,炔二醇、聚氧乙烯烷基醚及聚氧乙烯烷基胺之群組中之至少1種為進一步較佳,炔二醇為最佳。 其中,當藥液所含有之界面活性劑包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚或聚氧乙烯烷基胺時,藥液具有特別優異的缺陷抑制性能。
〔任意成分〕 上述藥液只要發揮本發明的效果,則可以含有上述以外的任意成分。作為任意成分,可舉出有機雜質及水。
<水> 上述藥液含有水為較佳。作為水並無特別限制,例如能夠使用蒸餾水、離子交換水及純水等。另外,後述之有機雜質中不含水。 水可以添加於藥液中,亦可以為在藥液的製造步驟中沒有意圖地混合於藥液中者。作為在藥液的製造步驟中沒有意圖地混合之情況,例如可舉出水被包含在藥液的製造中使用之原料(例如,有機溶劑)中之情況及在藥液的製造步驟中進行混合(例如,污染)等,但並不限於上述情況。
作為上述藥液中之水的含量並無特別限制,通常相對於藥液的總質量為0.05~2.0質量%為較佳,0.1~1.5質量%為更佳。 只要藥液中之水的含量為0.1~1.5質量%,則藥液具有更優異的缺陷抑制性能。 若水的含量為0.1質量%以上,則雜質金屬更不易溶出,若為1.5質量%以下,則水本身成為缺陷的原因得到進一步抑制。
本說明書中,藥液中之水的含量係指使用以卡耳・費雪(Karl Fischer)水分測定法作為測定原理之裝置而測定之水分含量。另外,基於上述裝置之測定方法如實施例中所記載。
<有機雜質> 上述藥液含有有機雜質為較佳。 本說明書中,有機雜質係指與藥液中含有之有機溶劑及界面活性劑不同的有機化合物,且相對於上述藥液的總質量含有10000質量ppm以下的含量之界面活性劑以外的有機化合物。亦即,本說明書中,相對於上述藥液的總質量含有10000質量ppm以下的含量之界面活性劑以外的有機化合物屬於有機雜質,而不屬於有機溶劑。 另外,藥液中含有複數種有機化合物之情況下,各有機化合物含有上述之10000質量ppm以下的含量時,各自相當於有機雜質。
有機雜質可以添加於藥液中,亦可以在製造步驟中沒有意圖地混合。作為在藥液的製造步驟中沒有意圖地混合之情況,例如可舉出有機雜質被包含在藥液的製造中使用之原料(例如,有機溶劑)中之情況及在藥液的製造步驟中進行混合(例如,污染)等,但並不限於上述情況。 作為上述藥液中之有機雜質的合計含量並無特別限制,作為上限值,相對於藥液的總質量,通常10000質量ppm以下為較佳,8000質量ppm以下為更佳,3000質量ppm以下為進一步較佳,2500質量ppm以下為特佳,300質量ppm以下為最佳。又,作為下限值,相對於藥液的總質量通常1質量ppm以上為較佳,10質量ppm以上為更佳。只要有機雜質的總含量為1質量ppm以上且10000質量ppm以下,則藥液具有更優異的缺陷抑制性能。 有機雜質可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上有機雜質時,合計含量在上述範圍內為較佳。 另外,關於上述藥液中之有機雜質的總含量,能夠使用GCMS(氣相層析質譜儀;gas chromatography mass spectrometry)來測定。另外,測定條件等如實施例中所記載。
作為有機雜質並無特別限制,能夠使用公知的有機化合物。 作為有機化合物的碳數並無特別限制,從藥液具有更優異的本發明的效果這一點考慮,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,通常30以下為較佳。
作為有機雜質,例如可以具有伴隨有機溶劑的合成而生成之副產物及/或未反應的原料(以下,亦稱為“副產物等”。)等。
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。
作為藉由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。 由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
滿足以式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
不可能均為氫原子。 作為藉由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。 作為藉由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。 作為藉由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。 作為藉由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。 由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
滿足以式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。 藉由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的烷基為進一步較佳。 上述烷基可以在鏈中具有醚鍵,亦可以具有羥基等取代基。 藉由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的環烷基為進一步較佳。
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。 作為藉由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。 作為藉由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。 由R6
及R7
彼此鍵結而形成之環係環狀醚結構。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
滿足以式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。 作為藉由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。 作為藉由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。 由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。
作為藉由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滿足以式V表示之化合物的碳數成為8以上之關係。 雖並無特別限制,但有機溶劑為醯胺化合物、醯亞胺化合物及亞碸化合物時,一形態中,可舉出碳數為6以上的醯胺化合物、醯亞胺化合物及亞碸化合物,例如可舉出下述化合物。
(高沸點成分) 上述有機雜質含有沸點為300℃以上的高沸點成分為較佳,作為上述高沸點成分的含量,相對於藥液的總質量為0.1~30質量ppm為較佳。只要藥液中之高沸點成分的含量在上述範圍內,則藥液具有更優異的本發明的效果。 又,作為界面活性劑的含量相對於本實施形態之藥液中之高沸點成分的含量之含有質量比,並無特別限制,通常0.01~1×106
為較佳,1~1×104
為更佳。 若上述含有質量比在1~1×104
的範圍內,則藥液具有更優異的本發明的效果。
〔藥液等的物性〕 從具有更優異的本發明的效果這一點考慮,上述藥液或主藥(以下亦稱為“藥液等”。)滿足與以下各項目相關的物性為較佳。
<表面張力> 作為本實施形態之藥液中所含有之主藥在25℃下之表面張力,並無特別限制,通常25~44mN/m為較佳,從藥液具有更優異的本發明的效果這一點考慮,28~40mN/m為更佳。 若主藥在25℃下之表面張力為28~40mN/m,則藥液具有更優異的省抗蝕劑性能(尤其膜厚控制性)。另外,本說明書中,省抗蝕劑性能係指能夠藉由實施例中記載之方法評價之省抗蝕劑性能。 另外,本實施形態之主藥的表面張力係指上述1種有機溶劑在25℃下之表面張力。有機溶劑的表面張力係指使用表面張力計(商品名“CBVP-Z”、Kyowa InterFace Science Co., Ltd.製或相當於該裝置之裝置)而測定之表面張力。
<漢森溶解度參數的貢獻率> 作為本實施形態之藥液中所含有之主藥的有機溶劑,在將上述有機溶劑的漢森溶解度參數中之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率分別作為頂點之三角圖中,位於被以下4個點包圍之區域內為較佳。作為主藥含有具有上述特徵之有機溶劑之藥液對抗蝕劑組成物具有更優異的親和性。 第一點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為60%及氫鍵項的貢獻率為0% 第二點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為60% 第三點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為20% 第四點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為20%及氫鍵項的貢獻率為0%
本說明書中,漢森溶解度參數係指“Hansen Solubility Parameters:A Users Handbook, Second Edition”(第1-310頁、CRC Press、2007年發行)等中記載之漢森溶解度參數。亦即,漢森溶解度參數將溶解性以多維向量(分散項(δd)、分極項(δp)及氫鍵項(δh))表示,且能夠將該等3個參數視為被稱為漢森空間之三維空間中之點的坐標。另外,漢森溶解度參數的各項的單位為(MPa)0.5
。
本說明書中,漢森溶解度參數中之分散項的貢獻率(fd)、分極項的貢獻率(fp)及氫鍵項的貢獻率(fh),分別能夠利用以下式(1)~(3)來計算。
式(1):fd=δd/(δd+δp+δh)×100 (單位為%) 式(2):fp=δp/(δd+δp+δh)×100 (單位為%) 式(3):fh=δh/(δd+δp+δh)×100 (單位為%)
圖1中示出將有機溶劑的漢森溶解度參數之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率各自作為頂點之三角圖。 圖1中用區域R表示之部分為被以下4個點包圍之區域。 第一點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為60%及氫鍵項的貢獻率為0% 第二點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為60% 第三點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為20% 第四點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為20%及氫鍵項的貢獻率為0%
將漢森溶解度參數中之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率各自作為頂點之三角圖中,作為被上述4個點包圍之區域R內的有機溶劑,例如可舉出以下有機溶劑。另外,本段中,有機溶劑的名稱後面的括號內的記載分別表示(分散項的貢獻率:fd,分極項的貢獻率:fp,氫鍵項的貢獻率fh)。 nBA(60.6,17.2,22.2)、NMP(48.0,32.8,19.2)、EL(55.5,19.8,24.7)、PGMEA(56.5,19.8,23.7)、PGME(46.6,32.1,21.3)、乙酸異戊酯(63.2,15.8,21.0)、MIBC(51.5,14.5,34.0)、IPA(43.0,18.0,39.0)、CyHx(61.0,21.6,17.5)、CyPn(62.0,20.9,17.1)、環己烷(61、21.5、17.5)、PC(42.9,39.5,17.6)、DMSO(40.9,36.4,22.7)、GBL(42.9,39.5,17.6)、HBM(46.0,20.0,34.0)、DBCPN(65.4,18.1,16.5)。
<粗大粒子數> 上述藥液從具有更優異的本發明的效果這一點考慮,藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm(0.1μm)以上尺寸的被計數體的數為1~100個/mL為較佳。 本說明書中,亦將藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm以上尺寸的被計數體稱為“粗大粒子”。 若藥液的粗大粒子數為1~100個/mL,則藥液具有更優異的省抗蝕劑性(尤其均勻性)。 另外,作為粗大粒子,例如可舉出在藥液的製造中使用之原料(例如,有機溶劑)中所含之塵土、灰塵及有機固體物質及無機固體物質等粒子以及在藥液的製備中作為污染物而被帶入之塵土、灰塵及固體物質(包括有機物、無機物及/或金屬)等,但並不限於此。 又,作為粗大粒子,還包含含有金屬原子之膠體化之雜質。作為金屬原子,沒有特別限定,在選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn及Pb(Fe、Cr、Ni及Pb為較佳)構成之群組之至少1種金屬原子的含量特別低的情況(例如,有機溶劑中的上述金屬原子的含量分別為1000質量ppt以下的情況)下,含有該等金屬原子之雜質容易膠體化。
[藥液(第二實施形態)] 本發明的第二實施形態之藥液含有包括2種以上的有機溶劑的混合物之主藥、雜質金屬及界面活性劑,該藥液中,主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt。 以下,對上述藥液中所含之各成分及上述藥液的物性進行說明。
〔主藥〕 上述藥液含有包括2種以上的有機溶劑的混合物之主藥。 作為藥液中之主藥的含量並無特別限制,通常相對於藥液的總質量為97.0~99.0質量%為較佳。
上述主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa。 另外,本實施形態之主藥的蒸氣壓係指有機溶劑的混合物在25℃下之蒸氣壓。有機溶劑的混合物在25℃下之蒸氣壓,藉由以下方法而計算。
首先,將藥液作為試樣,使用氣相層析質譜儀來測定藥液中所含之有機溶劑的種類及其含量。另外,本說明書中,有機溶劑係指藥液的總質量中含有超過10000質量ppm之有機化合物。 另外,氣相層析質譜儀的測定條件如實施例中所記載。
將混合物視為由藉由上述方法檢測之有機溶劑構成。混合物的蒸氣壓依據上述混合物中所含之各有機溶劑在25℃下之蒸氣壓、混合物中之各有機溶劑的莫耳分率,並藉由以下式來求出。本說明書中,符號“Σ”係指總和。 式:(混合物的蒸氣壓)=Σ((各有機溶劑在25℃下之蒸氣壓)×(混合物中之各有機溶劑的莫耳分率))
作為上述有機溶劑的種類並無特別限制,可舉出公知的有機溶劑。 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)、可以具有環的單酮化合物(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,例如可以使用日本特開2016-57614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號公報中記載者。
作為有機溶劑,選自包括丙二醇單甲醚(PGME)、環戊酮(CyPn)、乙酸丁酯(nBA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGME)、環己酮(CyHx)、乳酸乙酯(EL)、2-羥基異丁酸甲酯(HBM)、環戊酮二甲基縮醛(DBCPN)、γ-丁內酯(GBL)、二甲基亞碸(DMSO)、碳酸伸乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、乙酸異戊酯(iAA)、4-甲基-2-戊醇(MIBC)、二乙二醇單甲醚(DEGME)、二甲基醚(DME)、二乙基醚(DEE)、二乙二醇單異丁醚(DEGIBE)、二乙二醇二甲醚(DEGDME)、二乙二醇二乙基醚(DEGDEE)、三乙二醇二甲基醚(TriEGDME)、四乙二醇二甲基醚(TetraEGDME)、三乙二醇丁基甲基醚(TEGMBE)、二乙二醇單丁醚(DEGMBE)、苯甲醚(anisole)、1,4-二甲氧基苯(14-DMB)、1,2-二甲氧基苯(12-DMB)、1,3-二甲氧基苯(13-DMB)、1,4-二苯氧基苯、4-甲氧基甲苯、苯乙醚及3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)之群組中為較佳。若有機溶劑的混合物含有上述有機溶劑,則藥液與抗蝕劑組成物具有更優異的親和性。
作為混合物所含有之有機溶劑的組合,只要蒸氣壓在規定的範圍內,則無特別限制,具體而言,可舉出以下組合。 作為有機溶劑的混合物,例如可舉出(PGME/PGMEA)、(PGME/CyHx)、(PGME/EL)、(PGME/HBM)、(PGME/DBCPN)、(PGME/GBL)、(PGME/DMSO)、(PGME/EC)、(PGME/PC)、(PGME/NMP)、(CyPn/PGMEA)、(CyPn/CyHx)、(CyPn/EL)、(CyPn/HBM)、(CyPn/DBCPN)、(CyPn/GBL)、(CyPn/DMSO)、(CyPn/EC)、(CyPn/PC)、(CyPn/NMP)、(nBA/PGMEA)、(nBA/CyHx)、(nBA/EL)、(nBA/HBM)、(nBA/DBCPN)、(nBA/GBL)、(nBA/DMSO)、(nBA/EC)、(nBA/PC)、(nBA/NMP)、(PGMEA/GBL)、(PGMEA/DMSO)、(PGMEA/EC)、(PGMEA/PC)、(PGMEA/NMP)、(CyHx/GBL)、(CyHx/DMSO)、(CyHx/EC)、(CyHx/PC)、(CyHx/NMP)、(EL/GBL)、(EL/DMSO)、(EL/EC)、(EL/PC)、(EL/NMP)、(HBM/GBL)、(HBM/DMSO)、(HBM/EC)、(HBM/PC)、(HBM/NMP)、(DBCPN/GBL)、(DBCPN/DMSO)、(DBCPN/EC)、(DBCPN/PC)、(DBCPN/NMP)、(PGME/PGMEA/GBL)、(PGME/PGMEA/DMSO)、(PGME/PGMEA/EC)、(PGME/PGMEA/PC)、(PGME/PGMEA/NMP)、(PGME/CyHx/GBL)、(PGME/CyHx/DMSO)、(PGME/CyHx/EC)、(PGME/CyHx/PC)、(PGME/CyHx/NMP)、(PGME/EL/GBL)、(PGME/EL/DMSO)、(PGME/EL/EC)、(PGME/EL/PC)、(PGME/EL/NMP)、(PGME/HBM/GBL)、(PGME/HBM/DMSO)、(PGME/HBM/EC)、(PGME/HBM/PC)、(PGME/HBM/NMP)、(PGME/DBCPN/GBL)、(PGME/DBCPN/DMSO)、(PGME/DBCPN/EC)、(PGME/DBCPN/PC)、(PGME/DBCPN/NMP)、(CyPn/PGMEA/GBL)、(CyPn/PGMEA/DMSO)、(CyPn/PGMEA/EC)、(CyPn/PGMEA/PC)、(CyPn/PGMEA/NMP)、(CyPn/CyHx/GBL)、(CyPn/CyHx/DMSO)、(CyPn/CyHx/EC)、(CyPn/CyHx/PC)、(CyPn/CyHx/NMP)、(CyPn/EL/GBL)、(CyPn/EL/DMSO)、(CyPn/EL/EC)、(CyPn/EL/PC)、(CyPn/EL/NMP)、(CyPn/HBM/GBL)、(CyPn/HBM/DMSO)、(CyPn/HBM/EC)、(CyPn/HBM/PC)、(CyPn/HBM/NMP)、(CyPn/DBCPN/GBL)、(CyPn/DBCPN/DMSO)、(CyPn/DBCPN/EC)、(CyPn/DBCPN/PC)、(CyPn/DBCPN/NMP)、(nBA/PGMEA/GBL)、(nBA/PGMEA/DMSO)、(nBA/PGMEA/EC)、(nBA/PGMEA/PC)、(nBA/PGMEA/NMP)、(nBA/CyHx/GBL)、(nBA/CyHx/DMSO)、(nBA/CyHx/EC)、(nBA/CyHx/PC)、(nBA/CyHx/NMP)、(nBA/EL/GBL)、(nBA/EL/DMSO)、(nBA/EL/EC)、(nBA/EL/PC)、(nBA/EL/NMP)、(nBA/HBM/GBL)、(nBA/HBM/DMSO)、(nBA/HBM/EC)、(nBA/HBM/PC)、(nBA/HBM/NMP)、(nBA/DBCPN/GBL)、(nBA/DBCPN/DMSO)、(nBA/DBCPN/EC)、(nBA/DBCPN/PC)、(nBA/DBCPN/NMP)、(CyHx/IPA)、(nBA/十二烷)、(nBA/iAA)、(nBA/MIBC)、(PGME/DEGME)、(PGME/DME)、(PGME/DEE)、(PGME/DEGIBE)、(PGME/DEGDME)、(PGME/DEGDEE)、(PGME/TriEGDME)、(PGME/TetraEGDME)、(PGME/TEGMBE)、(PGME/DEGMBE)、(PGME/Anisole)、(PGME/14-DMB)、(PGME/12-DMB)、(PGME/13-DMB)、(PGME/14-Diphenoxybenzene)、(PGME/4-Methoxytoluene)、(PGME/Phenetole)、(CyPn/DEGME)、(CyPn/DME)、(CyPn/DEE)、(CyPn/DEGIBE)、(CyPn/DEGDME)、(CyPn/DEGDEE)、(CyPn/TriEGDME)、(CyPn/TetraEGDME)、(CyPn/TEGMBE)、(CyPn/DEGMBE)、(CyPn/Anisole)、(CyPn/14-DMB)、(CyPn/12-DMB)、(CyPn/13-DMB)、(CyPn/14-Diphenoxybenzene)、(CyPn/4-Methoxytoluene)、(CyPn/Phenetole)、(nBA/DEGME)、(nBA/DME)、(nBA/DEE)、(nBA/DEGIBE)、(nBA/DEGDME)、(nBA/DEGDEE)、(nBA/TriEGDME)、(nBA/TetraEGDME)、(nBA/TEGMBE)、(nBA/DEGMBE)、(nBA/Anisole)、(nBA/14-DMB)、(nBA/12-DMB)、(nBA/13-DMB)、(nBA/14-Diphenoxybenzene)、(nBA/4-Methoxytoluene)、(nBA/Phenetole)、(DEGME/PGMEA)、(DME/PGMEA)、(DEE/PGMEA)、(DEGIBE/PGMEA)、(DEGDME/PGMEA)、(DEGDEE/PGMEA)、(TriEGDME/PGMEA)、(TetraEGDME/PGMEA)、(TEGMBE/PGMEA)、(DEGMBE/PGMEA)、(Anisole/PGMEA)、(14-DMB/PGMEA)、(12-DMB/PGMEA)、(13-DMB/PGMEA)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA)、(4-Methoxytoluene/PGMEA)、(Phenetole/PGMEA)、(DEGME/CyHx)、(DME/CyHx)、(DEE/CyHx)、(DEGIBE/CyHx)、(DEGDME/CyHx)、(DEGDEE/CyHx)、(TriEGDME/CyHx)、(TetraEGDME/CyHx)、(TEGMBE/CyHx)、(DEGMBE/CyHx)、(Anisole/CyHx)、(14-DMB/CyHx)、(12-DMB/CyHx)、(13-DMB/CyHx)、(14-Diphenoxybenzene/CyHx)、(4-Methoxytoluene/CyHx)、(Phenetole/CyHx)、(DEGME/EL)、(DME/EL)、(DEE/EL)、(DEGIBE/EL)、(DEGDME/EL)、(DEGDEE/EL)、(TriEGDME/EL)、(TetraEGDME/EL)、(TEGMBE/EL)、(DEGMBE/EL)、(Anisole/EL)、(14-DMB/EL)、(12-DMB/EL)、(13-DMB/EL)、(14-Diphenoxybenzene/EL)、(4-Methoxytoluene/EL)、(Phenetole/EL)、(DEGME/HBM)、(DME/HBM)、(DEE/HBM)、(DEGIBE/HBM)、(DEGDME/HBM)、(DEGDEE/HBM)、(TriEGDME/HBM)、(TetraEGDME/HBM)、(TEGMBE/HBM)、(DEGMBE/HBM)、(Anisole/HBM)、(14-DMB/HBM)、(12-DMB/HBM)、(13-DMB/HBM)、(14-Diphenoxybenzene/HBM)、(4-Methoxytoluene/HBM)、(Phenetole/HBM)、(DEGME/DBCPN)、(DME/DBCPN)、(DEE/DBCPN)、(DEGIBE/DBCPN)、(DEGDME/DBCPN)、(DEGDEE/DBCPN)、(TriEGDME/DBCPN)、(TetraEGDME/DBCPN)、(TEGMBE/DBCPN)、(DEGMBE/DBCPN)、(Anisole/DBCPN)、(14-DMB/DBCPN)、(12-DMB/DBCPN)、(13-DMB/DBCPN)、(14-Diphenoxybenzene/DBCPN)、(4-Methoxytoluene/DBCPN)、(Phenetole/DBCPN)、(DEGME/PGMEA/GBL)、(DME/PGMEA/GBL)、(DEE/PGMEA/GBL)、(DEGIBE/PGMEA/GBL)、(DEGDME/PGMEA/GBL)、(DEGDEE/PGMEA/GBL)、(TriEGDME/PGMEA/GBL)、(TetraEGDME/PGMEA/GBL)、(TEGMBE/PGMEA/GBL)、(DEGMBE/PGMEA/GBL)、(Anisole/PGMEA/GBL)、(14-DMB/PGMEA/GBL)、(12-DMB/PGMEA/GBL)、(13-DMB/PGMEA/GBL)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA/GBL)、(4-Methoxytoluene/PGMEA/GBL)、(Phenetole/PGMEA/GBL)、(DEGME/PGMEA/DMSO)、(DME/PGMEA/DMSO)、(DEE/PGMEA/DMSO)、(DEGIBE/PGMEA/DMSO)、(DEGDME/PGMEA/DMSO)、(DEGDEE/PGMEA/DMSO)、(TriEGDME/PGMEA/DMSO)、(TetraEGDME/PGMEA/DMSO)、(TEGMBE/PGMEA/DMSO)、(DEGMBE/PGMEA/DMSO)、(Anisole/PGMEA/DMSO)、(14-DMB/PGMEA/DMSO)、(12-DMB/PGMEA/DMSO)、(13-DMB/PGMEA/DMSO)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA/DMSO)、(4-Methoxytoluene/PGMEA/DMSO)、(Phenetole/PGMEA/DMSO)、(DEGIBE/PGMEA/EC)、(DEGDME/PGMEA/EC)、(DEGDEE/PGMEA/EC)、(TriEGDME/PGMEA/EC)、(TetraEGDME/PGMEA/EC)、(TEGMBE/PGMEA/EC)、(DEGMBE/PGMEA/EC)、(Anisole/PGMEA/EC)、(14-DMB/PGMEA/EC)、(12-DMB/PGMEA/EC)、(13-DMB/PGMEA/EC)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA/EC)、(4-Methoxytoluene/PGMEA/EC)、(Phenetole/PGMEA/EC)、(DEGME/PGMEA/PC)、(DME/PGMEA/PC)、(DEE/PGMEA/PC)、(DEGIBE/PGMEA/PC)、(DEGDME/PGMEA/PC)、(DEGDEE/PGMEA/PC)、(TriEGDME/PGMEA/PC)、(TetraEGDME/PGMEA/PC)、(TEGMBE/PGMEA/PC)、(DEGMBE/PGMEA/PC)、(Anisole/PGMEA/PC)、(14-DMB/PGMEA/PC)、(12-DMB/PGMEA/PC)、(13-DMB/PGMEA/PC)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA/PC)、(4-Methoxytoluene/PGMEA/PC)、(Phenetole/PGMEA/PC)、(DEGME/PGMEA/NMP)、(DME/PGMEA/NMP)、(DEE/PGMEA/NMP)、(DEGIBE/PGMEA/NMP)、(DEGDME/PGMEA/NMP)、(DEGDEE/PGMEA/NMP)、(TriEGDME/PGMEA/NMP)、(TetraEGDME/PGMEA/NMP)、(TEGMBE/PGMEA/NMP)、(DEGMBE/PGMEA/NMP)、(Anisole/PGMEA/NMP)、(14-DMB/PGMEA/NMP)、(12-DMB/PGMEA/NMP)、(13-DMB/PGMEA/NMP)、(14-Diphenoxybenzene/PGMEA/NMP)、(4-Methoxytoluene/PGMEA/NMP)、(Phenetole/PGMEA/NMP)、(DEGME/Anisole/nBA)、(DME/Anisole/nBA)、(DEE/Anisole/nBA)、(DEGIBE/Anisole/nBA)、(DEGDME/Anisole/nBA)、(DEGDEE/Anisole/nBA)、(TriEGDME/Anisole/nBA)、(TetraEGDME/Anisole/nBA)、(TEGMBE/Anisole/nBA)、(DEGMBE/Anisole/nBA)、(DEGME/14-DMB/nBA)、(DME/14-DMB/nBA)、(DEE/14-DMB/nBA)、(DEGIBE/14-DMB/nBA)、(DEGDME/14-DMB/nBA)、(DEGDEE/14-DMB/nBA)、(TriEGDME/14-DMB/nBA)、(TetraEGDME/14-DMB/nBA)、(TEGMBE/14-DMB/nBA)、(DEGMBE/14-DMB/nBA)、(DEGME/12-DMB/nBA)、(DME/12-DMB/nBA)、(DEE/12-DMB/nBA)、(DEGIBE/12-DMB/nBA)、(DEGDME/12-DMB/nBA)、(DEGDEE/12-DMB/nBA)、(TriEGDME/12-DMB/nBA)、(TetraEGDME/12-DMB/nBA)、(TEGMBE/12-DMB/nBA)、(DEGMBE/12-DMB/nBA)、(DEGME/13-DMB/nBA)、(DME/13-DMB/nBA)、(DEE/13-DMB/nBA)、(DEGIBE/13-DMB/nBA)、(DEGDME/13-DMB/nBA)、(DEGDEE/13-DMB/nBA)、(TriEGDME/13-DMB/nBA)、(TetraEGDME/13-DMB/nBA)、(TEGMBE/13-DMB/nBA)、(DEGMBE/13-DMB/nBA)、(DEGME/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DME/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEE/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEGIBE/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEGDME/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEGDEE/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(TriEGDME/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(TetraEGDME/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(TEGMBE/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEGMBE/14-Diphenoxybenzene/nBA)、(DEGME/4-Methoxytoluene/nBA)、(DME/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEE/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEGIBE/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEGDME/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEGDEE/4-Methoxytoluene/nBA)、(TriEGDME/4-Methoxytoluene/nBA)、(TetraEGDME/4-Methoxytoluene/nBA)、(TEGMBE/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEGMBE/4-Methoxytoluene/nBA)、(DEGME/Phenetole/nBA)、(DME/Phenetole/nBA)、(DEE/Phenetole/nBA)、(DEGIBE/Phenetole/nBA)、(DEGDME/Phenetole/nBA)、(DEGDEE/Phenetole/nBA)、(TriEGDME/Phenetole/nBA)、(TetraEGDME/Phenetole/nBA)、(TEGMBE/Phenetole/nBA)、(DEGMBE/Phenetole/nBA)、(MMP/PGME)、(MMP/nBA)、(MMP/PGMEA)、(MMP/EL)、(MMP/GBL)、(MMP/DMSO)、(MMP/PC)等,但並不限於此。另外,上述中,括號內的表示有機溶劑的混合物的組成,用“/”區分之各個項表示混合物中所含有之有機溶劑的種類。
〔雜質金屬〕 本實施形態之藥液含有雜質金屬,其中,尤其含有包含選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子。 另外,雜質金屬的定義及形式等如已作為第一實施形態之藥液所含有之雜質金屬及其含量等說明之內容。
〔界面活性劑〕 本實施形態之藥液含有界面活性劑。 另外,界面活性劑的定義及形式等如已作為第一實施形態之藥液所含有之界面活性劑及其含量等說明之內容。
〔任意成分〕 本實施形態之藥液只要發揮本發明的效果,則可以含有上述以外的任意成分。作為任意成分,可舉出有機雜質及水等。另外,有機雜質及水定義及形式如已作為第一實施形態之藥液所含有之有機雜質、水及它們的含量等說明之內容。
〔藥液等的物性〕 本實施形態之藥液等從具有更優異的本發明的效果這一點考慮,滿足與以下的各項目相關之物性為較佳。
<表面張力> 作為本實施形態之藥液中所含有之主藥在25℃下之表面張力,並無特別限制,通常25~44mN/m為較佳,從藥液具有更優異的本發明的效果這一點考慮,28~40mN/m為更佳。 若主藥在25℃下之表面張力為28~40mN/m,則藥液具有更優異的省抗蝕劑性(尤其膜厚控制性)。 另外,本實施形態之主藥在25℃下之表面張力係指藉由以下方法計算之、構成主藥之有機溶劑的混合物的表面張力。 首先,將藥液作為試樣,使用氣相層析質譜儀來測定藥液中所含之有機溶劑的種類及其含量。 另外,氣相層析質譜儀的測定條件如實施例中所記載。
將有機溶劑的混合物視為由藉由上述方法檢測之有機溶劑構成。對於混合物的蒸氣壓,依據上述混合物中所含之各有機溶劑的25℃下的蒸氣壓和混合物中之各有機溶劑的莫耳分率,並藉由以下式來求出。將藉由上述方式求出之有機溶劑的混合物在25℃下之表面張力作為主藥在25℃下之表面張力。 式:(混合物的蒸氣壓)=Σ((各有機溶劑的25℃下的蒸氣壓)×(混合物中之各有機溶劑的莫耳分率))
<漢森溶解度參數的貢獻率> 本實施形態之藥液中所含有之主藥包括有機溶劑的混合物。構成該有機溶劑的混合物之所有有機溶劑,在將上述有機溶劑的漢森溶解度參數中之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率各自作為頂點之三角圖中,位於被以下4個點包圍之區域內為較佳。作為主藥含有具有上述特徵之有機溶劑的混合物之藥液與抗蝕劑組成物具有更優異的親和性。 第一點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為60%及氫鍵項的貢獻率為0% 第二點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為60% 第三點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為20% 第四點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為20%及氫鍵項的貢獻率為0%
另外,漢森溶解度參數的定義、計算方法及在上述範圍內之有機溶劑的具體例等如已作為第一實施形態的藥液等的物性說明之內容。
<粗大粒子數> 上述藥液從具有更優異的本發明的效果這一點考慮,藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm(0.1μm)以上尺寸的被計數體的數(粗大粒子數)為1~100個/mL為較佳。另外,粗大粒子數的定義、測定方法及其形式如已作為第一實施形態的藥液等的物性說明之內容。
〔藥液的製造方法〕 作為本發明的實施形態之藥液的製造方法並無特別限制,能夠採用公知的製造方法。其中,從能夠更簡便地獲得上述藥液這一點考慮,依次具有以下步驟之藥液的製造方法為較佳。以下,對各步驟進行詳述。 (1)準備主藥或有機溶劑之主藥等準備步驟 (2)將主藥或有機溶劑進行純化之純化步驟 另外,當主藥等準備步驟中準備有機溶劑時,還可以具有以下步驟。 (3)混合2種以上的有機溶劑以獲得混合物之混合步驟
另外,藥液的製造方法可以具有上述順序的上述各步驟,亦可以在混合步驟之後具有純化步驟。藥液的製造方法可以具有1次上述各步驟,亦可以具有複數次。此時,具有複數次之(1)~(3)的各步驟可以分別連續進行,亦可以斷續進行。作為斷續進行具有複數次之(1)~(3)各步驟之藥液的製造方法,例如可舉出在具有複數次之(1)~(3)的各步驟之間具有其他步驟之形態,例如可舉出依次具有(1)、(2)、(3)、(2)各步驟之藥液的製造方法等。
<(1)主藥等準備步驟> 主藥等準備步驟係準備主藥或有機溶劑(有機溶劑可以為有機溶劑的混合物,以下,亦稱為“主藥等”。)之步驟。作為準備主藥等之方法並無特別限制,例如可舉出藉由採購等備置主藥之有機溶劑、有機溶劑的混合物中所含有之有機溶劑或有機溶劑的混合物等及使原料反應而獲得有機溶劑之方法等。 另外,作為主藥等,準備已說明之雜質金屬及/或有機雜質的含量少者(例如,有機溶劑的含量為99質量%以上者)為較佳。作為該種有機溶劑的市售品,例如,可舉出被稱為“高純度級別品”者。
作為使原料反應而獲得有機溶劑之方法並無特別限制,能夠採用公知的方法。例如可舉出在存在觸媒的環境下使一種或複數種原料反應而獲得有機溶劑之方法。 更具體而言,例如可舉出使乙酸與正丁醇在存在硫酸的環境下反應而獲得乙酸丁酯之方法;使環氧丙烷、甲醇及乙酸在存在硫酸的環境下反應而獲得PGMEA(丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯)之方法;使乳酸及乙醇反應而獲得乳酸乙酯之方法;等。
<(2)將主藥或有機溶劑進行純化之純化步驟> 純化步驟係將在(1)的步驟中獲得之主藥等進行純化之步驟。依含有上述純化步驟之藥液的製造方法,容易獲得具有所希望的物性之藥液。 作為主藥等的純化方法沒有特別限制,能夠使用公知的方法。作為主藥等的純化方法,例如具有選自包括以下所示之步驟之群組中之至少1種步驟為較佳。以下,對各步驟進行詳述。 另外,純化步驟可以含有1次以下各步驟,亦可以具有複數次。又,以下各步驟的順序沒有特別限制。 ・蒸餾步驟 ・成分調整步驟
(蒸餾步驟) 上述(2)純化步驟具有蒸餾步驟為較佳。蒸餾步驟係指將主藥等進行蒸餾而獲得完成蒸餾的主藥等(以下,亦稱為“純化物”。)之步驟。作為清洗方法沒有特別限制,能夠使用公知的方法。 其中,從能夠更簡便地獲得純化物並且在沒有意圖的雜質更不易混入純化物這一點考慮,在蒸餾步驟使用以下純化裝置來獲得純化物為更佳。
・純化裝置 作為能夠在上述蒸餾步驟中使用之純化裝置的一形態,例如可舉出具有用於獲得純化物的蒸餾塔之純化裝置,該純化裝置中,蒸餾塔的接液部(例如,內壁及管路等)的至少一部分由選自包括非金屬材料及經電解研磨之金屬材料之群組中之至少1種材料(以下,亦稱為“抗腐蝕材料”。)形成。 另外,純化裝置的接液部以面積基準計50%以上由抗腐蝕材料形成為較佳,70%以上為更佳,90%以上為進一步較佳,實質上接液部整體由抗腐蝕材料形成為較佳。 另外,作為純化裝置的接液部由抗腐蝕材料形成之形態,例如可舉出當純化裝置由抗腐蝕材料形成之情況;及純化裝置具有基材及已覆蓋基材的表面的至少一部分之方式配置於基材上之塗覆層,並且塗覆層由抗腐蝕材料形成之情況等。
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,例如可舉出聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂、四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚合樹脂、乙烯-四氟乙烯共聚合樹脂、乙烯-三氟氯乙烯共聚合樹脂、二氟亞乙烯樹脂、三氟氯乙烯共聚合樹脂及氟乙烯樹脂構成之群組之至少1種,但並不限於此。
作為上述金屬材料,沒有特別限制,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。作為金屬材料中之鉻及鎳的含量的合計的上限值沒有特別限制,通常為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。
作為不鏽鋼,沒有特別限制,能夠使用公知的不鏽鋼。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鏽鋼為更佳。作為奧氏體系不鏽鋼,例如可舉出SUS(不鏽鋼(Steel Use Stainless))304(Ni含量8質量%、Cr含量18質量%)、SUS304L(Ni含量9質量%、Cr含量18質量%)、SUS316(Ni含量10質量%、Cr含量16質量%)及SUS316L(Ni含量12質量%、Cr含量16質量%)等。
作為鎳-鉻合金,沒有特別限制,能夠使用公知的鎳-鉻合金。其中,鎳含量為40~75質量%且鉻含量為1~30質量%的鎳-鉻合金為較佳。 作為鎳-鉻合金,例如可舉出HASTELLOY(商品名、下同。)、Monel(商品名、下同)及Inconel(商品名、下同)等。更具體而言,可舉出HASTELLOY C-276(Ni含量63質量%、Cr含量16質量%)、HASTELLOY-C(Ni含量60質量%、Cr含量17質量%)、HASTELLOY C-22(Ni含量61質量%、Cr含量22質量%)等。 又,鎳-鉻合金可以依據需要除上述之合金之外進一步含有硼、矽、鎢、鉬、銅及鈷等。
作為將金屬材料進行電解研磨之方法,沒有特別限制,能夠採用公知的方法。例如能夠使用日本特開2015-227501號公報的0011~0014段落及日本特開2008-264929號公報的0036~0042段落等中記載之方法。
推測金屬材料係藉由電解研磨而使得表面的鈍化層中之鉻的含量變得比母相的鉻的含量多者。因此,推測含有金屬原子之金屬雜質不易從接液部由經電解研磨之金屬材料形成之蒸餾塔流出至有機溶劑,從而能夠獲得雜質含量減少之純化物。 另外,金屬材料可以被拋光。拋光的方法沒有特別限制,能夠採用公知的方法。在拋光的最後加工中使用之研磨粒的尺寸沒有特別限制,從金屬材料的表面凹凸更容易變小這一點考慮,#400以下為較佳。另外,拋光在電解研磨之前進行為較佳。
・純化裝置(其他形態) 作為能夠在上述蒸餾步驟中使用之純化裝置的其他形態,例如可舉出如下純化裝置,其具備:反應部,用於使原料反應而獲得反應物(有機溶劑);已說明之蒸餾塔;及移送管路,連結反應部及蒸餾塔,且用於從反應部向蒸餾塔移送反應物。
上述反應部具有使所供給之原料(依據需要而在存在觸媒的環境下)反應而獲得作為有機溶劑之反應物之功能。作為反應部並無特別限制,能夠使用公知的反應部。 作為反應部,例如可舉出具備得到原料的供給並進行反應之反應槽、設置於反應槽內部之攪拌部、與反應槽接合之蓋部、用於向反應槽注入原料的注入部及用於從反應槽取出反應物的反應物取出部之形態。能夠在上述反應部連續或非連續地注入原料,並使注入之原料(在存在觸媒的情況下)反應而獲得反應物(有機溶劑)。 又,反應部可以按照所希望的包括反應物單離部、溫度調整部以及由液位計、壓力計及溫度計等構成之感測器部等。
上述反應部的接液部(例如反應槽的接液部的內壁等)由選自由非金屬材料及經電解研磨之金屬材料構成之群組之至少1種形成為較佳。作為上述各材料的形態如已說明的內容。 另外,反應部的接液部以面積基準計50%以上由抗腐蝕材料形成為較佳,70%以上為更佳,90%以上為進一步較佳,實質上接液部整體由抗腐蝕材料形成為較佳。 另外,作為反應部的接液部由抗腐蝕材料形成之形態,例如可舉出反應部由抗腐蝕材料形成之情況;及反應部具有基材及以覆蓋基材的表面的至少一部分之方式配置於基材上之塗覆層,並且塗覆層由抗腐蝕材料形成之情況等。 依包括上述反應部之純化裝置,能夠獲得雜質含量進一步減少之純化物。
又,上述形態之純化裝置中,反應部與蒸餾塔藉由移送管路被連結。反應部與蒸餾塔藉由移送管路被連結,因此從反應部至蒸餾塔的反應物的移送在封閉系統內進行,從而防止包括金屬雜質在內的雜質從環境中混入於反應物。藉此,能夠獲得雜質含量進一步減少之純化物。 作為移送管路並無特別限制,能夠使用公知的移送管路。作為移送管路,例如可舉出具備管道、泵及閥等之形態。
移送管路的接液部由選自由非金屬材料及經電解研磨之金屬材料構成之群組之至少1種形成為較佳。作為上述各材料的形態如已說明的內容。 依具備上述移送管路之純化裝置,能夠更簡便地獲得雜質的含量進一步減少之純化物。
(成分調整步驟) 上述(2)純化步驟含有成分調整步驟為較佳。 成分調整步驟係調整反應物、純化物、主藥、有機溶劑及2種以上的有機溶劑的混合物(以下,稱為“被純化物”。)中所含有之雜質金屬、有機雜質及水等的含量之步驟。 作為調整被純化物中所含有之雜質金屬、有機雜質及水等的含量之方法並無特別限制,能夠採用公知的方法。 作為調整被純化物中所含之雜質金屬、有機雜質及水等的含量之方法,例如可舉出在被純化物中添加規定量的雜質金屬、有機雜質及水等之方法及去除被純化物中之雜質金屬、有機雜質及水等之方法等。
作為去除被純化物中的雜質金屬、有機雜質及水等之方法並無特別限制,能夠採用公知的方法。 作為去除被純化物中之雜質金屬、有機雜質及水等之方法,例如使被純化物通過過濾器之方法(以下,將實施上述之步驟亦稱為“過濾步驟”。)為較佳。作為使被純化物通過過濾器之方法沒有特別限制,可舉出在移送被純化物之移送管路的中途配置具備過濾器和過濾器殼體之過濾器單元,並在上述過濾器單元以加壓或不加壓方式使被純化物通過之方法。 作為上述過濾器並無特別限制,能夠使用公知的過濾器。
・過濾步驟 成分調整步驟含有過濾步驟為較佳。 作為在過濾步驟中使用之過濾器並無特別限制,能夠使用公知的過濾器。 作為在過濾步驟中使用之過濾器的材質,例如可舉出PTFE(聚四氟乙烯)等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂、聚乙烯及聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂(包含高密度、超高分子量)等。該等之中,聚醯胺系樹脂、PTFE及聚丙烯(含有高密度聚丙烯)為較佳,使用藉由該等素材形成之過濾器,藉此能夠更有效地去除容易成為顆粒缺陷的原因的極性高的異物,除此之外還能夠更有效地減少金屬成分(金屬雜質)的含量。
關於過濾器的臨界表面張力,作為下限值係70mN/m以上為較佳。作為上限值係95mN/m以下為較佳。其中,過濾器的臨界表面張力係75mN/m以上且85mN/m以下為更佳。 另外,臨界表面張力的值為製造商的標稱值。藉由使用臨界表面張力為上述範圍的過濾器,能夠更有效地去除容易成為顆粒缺陷的原因的極性高的異物,除此之外還能夠更有效地減少金屬成分(金屬雜質)的量。
過濾器的孔徑為0.001~1.0μm左右為較佳,0.01~0.5μm左右為更佳,0.01~0.1μm左右為進一步較佳。藉由將過濾器的孔徑設為上述範圍,能夠抑制過濾堵塞,並且能夠確實地去除被純化物中所含之微細的異物。
使用過濾器時,可以組合不同的過濾器。此時,利用第1過濾器進行的過濾可以是1次,亦可以進行2次以上。組合不同的過濾器進行2次以上過濾時,各過濾器可以為種類彼此相同者,亦可以為種類彼此不同者,但種類彼此不同者為較佳。典型地,第1過濾器與第2過濾器中孔徑及構成素材中的至少一者不同為較佳。 與第1次過濾的孔徑相比,第2次以後的孔徑相同或較小為較佳。又,可以在上述之範圍內組合不同孔徑的第1過濾器。此處的孔徑能夠參閱過濾器製造商的標稱值。作為市售的過濾器,例如能夠從NIHON PALL LTD.、Advantec Toyo Kaisha, Ltd.、Nihon Entegris K.K.(舊Nippon micro squirrel Co., Ltd.)或Corporation Kitts micro-Filter等所提供之各種過濾器中選擇。又,還能夠使用聚醯胺製的“P-尼龍過濾器(孔徑0.02μm、臨界表面張力77mN/m)”;(NIHON PALL LTD.製)、高密度聚乙烯製的“PE・Kleen過濾器(孔徑0.02μm)”;(NIHON PALL LTD.製)及高密度聚乙烯製的“PE・Kleen過濾器(孔徑0.01μm)”;(NIHON PALL LTD.製)。
例如,關於上述藥液,除了獲得所希望的效果之觀點之外,從保管純化之藥液時抑制雜質金屬(尤其,含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子)增加之觀點考慮,被純化物與在過濾中使用之過濾器的材質的關係係,滿足將從過濾中使用之過濾器的材質導出之漢森溶解度參數空間內之相互作用半徑設為(R0)且將從被純化物中所含之2種以上有機溶劑的混合物導出之漢森空間的球的半徑設為(Ra)時的Ra與R0的關係式(Ra/R0)≤1之組合,且係用滿足該等關係式之過濾器材質過濾之被純化物為較佳。(Ra/R0)≤0.98為較佳,(Ra/R0)≤0.95為更佳。作為下限,0.5以上為較佳,0.6以上為更佳,0.7為進一步較佳。機制雖不明確,但若在該範圍內,則長期保管時之金屬雜質的含量的增加會被抑制。 作為該等過濾器及被純化物的組合,沒有特別限定,可舉出美國US2016/0089622號公報中者。
第2過濾器能夠使用由與上述之第1過濾器相同的材料形成之過濾器。能夠使用與上述之第1過濾器相同的孔徑者。使用第2過濾器的孔徑小於第1過濾器者時,第2過濾器的孔徑與第1過濾器的孔徑之比(第2過濾器的孔徑/第1過濾器的孔徑)為0.01~0.99為較佳,0.1~0.9為更佳,0.2~0.9為進一步較佳。藉由將第2過濾器的孔徑設為上述範圍,混入被純化物中之微細的異物被更確實地去除。
過濾壓力影響過濾精度,因此過濾時之壓力的脈動盡可能少為較佳。
上述藥液的製造方法中,過濾速度沒有特別限定,從獲得具有更優異的本發明的效果之藥液這一點考慮,1.0L/分鐘/m2
以上為較佳,0.75L/分鐘/m2
以上為更佳,0.6L/分鐘/m2
以上為進一步較佳。 在過濾器設定有保障過濾器性能(過濾器不受損)之耐壓差,該值較大時,能夠藉由提高過濾壓力來提高過濾速度。亦即,上述過濾速度上限通常依賴於過濾器的耐壓差,通常係10.0L/分鐘/m2
以下為較佳。
上述藥液的製造方法中,從獲得具有更優異的本發明的效果之藥液這一點考慮,過濾壓力為0.001~1.0MPa為較佳,0.003~0.5MPa為更佳,0.005~0.3MPa為進一步較佳。尤其,使用孔徑較小的過濾器時,能夠藉由提高過濾的壓力來有效地降低溶解於被純化物中之粒子狀的異物或雜質的量。使用孔徑小於20nm的過濾器時,過濾的壓力係0.005~0.3MPa為特佳。
又,若過濾器膜的孔徑尺寸變小,則過濾速度下降。但是,將同種過濾器並列連接複數個,使得過濾面積擴大並使過濾壓力下降,藉此能夠補償過濾速度下降。
過濾步驟包括以下各步驟為更佳。另外,過濾步驟可以具有1次以下各步驟,亦可以具有複數次。又,以下各步驟的順序沒有特別限制。 1.粒子去除步驟 2.金屬離子去除步驟 3.有機雜質去除步驟 4.離子交換步驟 以下,對上述步驟分別進行說明。
・・粒子去除步驟 粒子去除步驟係使用粒子去除過濾器來去除被純化物中的粗大粒子及/或雜質金屬(其中含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子)之步驟。作為粒子去除過濾器並無特別限制,能夠使用公知的粒子去除過濾器。 作為粒子去除過濾器,例如可舉出孔徑為20nm以下之過濾器。藉由使用上述過濾器將被純化物進行過濾,能夠藉由篩效果從被純化物取出粗大粒子(作為粗大粒子的形態如已說明之內容。)。 作為過濾器孔徑,1~15nm為較佳,1~12nm為更佳。若過濾器孔徑為15nm以下,則能夠去除更微細的粗大粒子,若過濾器孔徑為1nm以上,則過濾效率得以提高。 在此,過濾器孔徑影響過濾器所能夠去除的粒子的最小尺寸。例如,當過濾器的孔徑為20nm時,能夠藉由篩效果去除直徑20nm以上的粒子(若過濾器上蓄積濾餅,則有時還能夠捕獲比上述尺寸小的粒子)。 作為過濾器的材質,例如可舉出6-尼龍及6,6-尼龍等尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺及氟樹脂等。 聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺可以為具有選自由羧基、鹽型羧基及-NH-鍵構成之群組之至少1個者。關於抗溶劑性,氟樹脂、聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺為優異。又,從吸附金屬離子之觀點考慮,6-尼龍及6,6-尼龍等尼龍為特佳。
可以使用複數個上述過濾器來構成過濾器單元。亦即,上述過濾器單元可以進一步具備孔徑為50nm以上的過濾器(例如,孔徑為50nm以上的微粒子去除用精密過濾膜)。被純化物中除了存在經膠體化之雜質,尤其存在含有如鐵或鋁那樣的金屬原子之經膠體化之雜質以外還存在微粒子時,在使用孔徑為20nm以下之過濾器(例如,孔徑為20nm以下的精密過濾膜)來過濾之前,使用除粒徑為50nm以上的過濾器(例如,孔徑為50nm以上的微粒子去除用精密過濾膜)來實施被純化物的過濾,藉此孔徑為20nm以下之過濾器(例如,孔徑為20nm以下的精密過濾膜)的過濾效率得到提高,粗大粒子的去除性能進一步得到提高。
・・金屬離子去除步驟 過濾步驟進一步包括金屬離子去除步驟為較佳。 作為金屬離子去除步驟,係使被純化物通過金屬離子吸附過濾器之步驟為較佳。作為使被純化物通過金屬離子吸附過濾器之方法沒有特別限制,可舉出在移送被純化物之移送管路的中途配置具備金屬離子吸附過濾器和過濾器殼體之金屬離子吸附過濾器單元,並在上述金屬離子吸附過濾器單元以加壓或不加壓方式使被純化物通過之方法。
作為金屬離子吸附過濾器沒有特別限制,可舉出公知的金屬離子吸附過濾器。 其中,作為金屬離子吸附過濾器,能夠進行離子交換的過濾器為較佳。在此,成為吸附對象之金屬離子並無特別限制,從容易成為半導體元件的缺陷的原因這一點考慮,選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之至少1種金屬的離子為較佳,分別含有Fe、Cr、Ni及Pb之金屬的離子為較佳。 從提高金屬離子的吸附性能這一觀點考慮,金屬離子吸附過濾器為表面具有酸基為較佳。作為酸基可舉出磺基及羧基等。 作為構成金屬離子吸附過濾器之基材(材質),可舉出纖維素、矽藻土、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟樹脂等。從吸附金屬離子之效率的觀點考慮,尼龍為特佳。
又,作為金屬離子吸附過濾器可以由含有聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺之材質構成。作為上述金屬離子吸附過濾器,例如,可舉出日本特開2016-155121號公報(JP 2016-155121)中記載之聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺多孔質膜。 上述聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺多孔質膜可以為含有選自由羧基、鹽型羧基及-NH-鍵構成之群組之至少1種者。若金屬離子吸附過濾器由氟樹脂、聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺構成,則具有更優異的抗溶劑性。
・・有機雜質去除步驟 過濾步驟包括有機雜質除去步驟為較佳。作為有機雜質去除步驟,係使被純化物通過有機雜質吸附過濾器之步驟為較佳。作為使被純化物通過有機雜質吸附過濾器之方法並無特別限制,可舉出在移送被純化物之移送管路的中途配置具備有機雜質吸附過濾器及收納有上述有機雜質吸附過濾器之過濾器外殼之過濾器單元,並在上述過濾器單元以加壓或不加壓的方式使有機溶劑通過之方法。
作為有機雜質吸附過濾器沒有特別限制,可舉出公知的有機雜質吸附過濾器。 其中,作為有機雜質吸附過濾器,從提高有機雜質的吸附性能這一點考慮,表面具有能夠與有機雜質相互作用的有機物骨架(換言之,藉由能夠與有機雜質相互作用的有機物骨架,表面得到修飾)為較佳。作為能夠與有機雜質相互作用的有機物骨架,例如可舉出如與有機雜質反應而能夠將有機雜質捕捉到有機雜質吸附過濾器之化學結構。更具體而言,作為有機雜質含有n-長鏈烷基醇(作為有機溶劑使用1-長鏈烷基醇時的結構異構物)時,作為有機物骨架可舉出烷基。又,作為有機雜質含有二丁基羥基甲苯(BHT)時,作為有機物骨架可舉出苯基。 作為構成有機雜質吸附過濾器之基材(材質),可舉出載持有活性碳之纖維素、矽藻土、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟樹脂等。 又,作為有機雜質吸附過濾器,還能夠使用日本特開2002-273123號公報及日本特開2013-150979號公報中記載的活性碳黏著在不織布中之過濾器。
作為有機雜質吸附過濾器,除了上述所示之化學吸附(使用了表面具有能夠與有機雜質相互作用的有機物骨架之有機雜質吸附過濾器之吸附)以外,還能夠應用物理吸附方法。 例如,作為有機雜質含有BHT時,BHT的結構大於10埃(=1nm)。因此,藉由使用孔徑為1nm的有機雜質吸附過濾器,BHT無法通過過濾器的孔。亦即,BHT藉由過濾器被物理捕捉,因此從被純化物中被去除。如此,有機雜質的去除不僅能夠應用化學性的相互作用,還能夠應用物理性的去除方法。但是,該情況下,3nm以上的孔徑的過濾器被用作“粒子去除過濾器”,小於3nm的孔徑的過濾器被用作“有機雜質吸附過濾器”。
・・離子交換步驟 上述過濾步驟可以進一步包括離子交換步驟。 作為離子交換步驟,係使被純化物通過離子交換單元之步驟為較佳。作為使被純化物通過離子交換單元之方法沒有特別限制,可舉出在移送被純化物之移送管路的中途配置離子交換單元,並在上述離子交換單元以加壓或不加壓的方式使有機溶劑通過之方法。
作為離子交換單元沒有特別限制,能夠使用公知的離子交換單元。作為離子交換單元,例如可舉出在塔狀的容器內收容了離子交換樹脂者及離子吸附膜等。
作為離子交換步驟的一形態,可舉出作為離子交換樹脂使用以單床設置有陽離子交換樹脂或陰離子交換樹脂者、以複床設置有陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂者及以混床設置有陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂者之步驟。 作為離子交換樹脂,為了減少來自離子交換樹脂的水分溶出,使用盡可能不含有水分的乾燥樹脂為較佳。作為該種乾燥樹脂,能夠使用市售品,可舉出Organo Corporation製的15JS-HG・DRY(商品名、乾燥陽離子交換樹脂、水分2%以下)及MSPS2-1・DRY(商品名、混床樹脂、水分10%以下)等。 上述離子交換步驟在已說明之蒸餾步驟前或後述之水分調整步驟前實施為較佳。
作為離子交換步驟的其他形態,可舉出使用離子吸附膜之步驟。 藉由使用離子吸附膜,能夠以高流速進行處理。另外,作為離子吸附膜沒有特別限制,例如可舉出NEOSEPTA(商品名、ASTOM Corporation.製)等。 上述離子交換步驟在已說明之蒸餾步驟之後實施為較佳。經過上述離子交換步驟,藉此能夠在蓄積於純化裝置內之雜質流出時將其去除,且能夠去除來自被用作移送管路之不鏽鋼(SUS)等的管路的溶出物。
・水分調整步驟 水分調整步驟係調整被純化物中所含有之水的含量之步驟。作為水的含量的調整方法沒有特別限制,可舉出在被純化物中添加水之方法及去除被純化物中的水之方法。 作為去除水之方法並無特別限制,能夠採用公知的脫水方法。 作為去除水之方法,可舉出脫水膜、不溶於有機溶劑之水吸附劑、使用了乾燥之惰性氣體之曝氣置換裝置及加熱或真空加熱裝置等。 使用脫水膜時,進行基於滲透蒸發(PV)或蒸気滲透(VP)之膜脫水。脫水膜係例如作為透水性膜模組而構成者。作為脫水膜,能夠使用聚醯亞胺系、纖維素系及聚乙烯醇系等高分子系或由沸石等無機系的素材構成之膜。 水吸附劑添加於被純化物中而使用。作為水吸附劑,可舉出沸石、5氧化2磷、矽膠、氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂、無水氯化鋅、發煙硫酸及鹽石灰等。 另外,脫水處理中使用沸石(尤其UNION SHOWA K.K.製的molecularsieve(商品名)等)時,還能夠去除烯烴類。
另外,已說明之成分調整步驟在密閉狀態且在被純化物中混入水之可能性低的惰性氣體氣氛下進行為較佳。 又,為了盡可能抑制水分的混入,各處理在露點溫度為-70℃以下的惰性氣體環境下進行為較佳。這是因為在-70℃以下的惰性氣體氣氛下,氣相中之水分濃度為2質量ppm以下,因此水分混入於有機溶劑中之可能性變低。
另外,作為藥液的製造方法,除了上述各步驟以外,例如還可以包括國際公開第WO2012/043496號中記載之使用了碳化矽之金屬成分的吸附純化處理步驟等。
雖並無特別限定,在上述各步驟之前進行上述過濾步驟為較佳,可更為顯著地獲得本申請的效果,有時將此稱為預過濾。
製造之裝置或構件(過濾器等)在製造之前清洗與藥液的接液部為較佳。作為在清洗中使用之液體,雜質少的有機溶劑為較佳,例如半導體用途的高級品或將此進一步純化之有機溶劑或上述藥液其本身或者將上述藥液進行稀釋者為較佳。清洗至清洗之液體或製造之藥液中所含之雜質達到所希望的量以下為止之後開始製造為較佳。
<(3)混合步驟> 混合步驟係混合2種以上的有機溶劑以獲得混合物之步驟。作為混合的方法並無特別限制,能夠採用公知的混合方法。另外,混合步驟中,亦可以將上述有機溶劑以外的其他成分一起混合。各成分的混合順序並無特別限制。又,關於藥液的製造步驟,(3)混合步驟可以在(2)純化步驟之前,亦可以在(2)純化步驟之後。
<其他步驟> 上述藥液的製造方法除了有機溶劑準備步驟及純化步驟以外,在發揮本發明的效果之範圍內可以含有其他步驟。作為其他步驟並無特別限制,例如可舉出除電步驟。
(除電步驟) 除電步驟係藉由除去被純化物的靜電來降低被純化物的靜電電位之步驟。 作為除電方法沒有特別限制,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接觸導電性材料之方法。 使被純化物接觸導電性材料之接觸時間係0.001~60秒鐘為較佳,0.001~1秒鐘為更佳,0.01~0.1秒鐘為進一步較佳。作為導電性材料,可舉出不鏽鋼、金、鉑金、金剛石及玻璃碳等。 作為使被純化物接觸導電性材料之方法,例如可舉出使由導電性材料構成之接地之篩目配置於管路內部,並在此使被純化物通過之方法等。
上述除電步驟設置於選自包括有機溶劑準備步驟及純化步驟之群組中之至少1種步驟前為較佳。
<容器> 上述藥液直至使用為止可以臨時保管於容器內。作為用於保管上述藥液的容器沒有特別限制,能夠使用公知的容器。 作為保管上述藥液之容器,作為半導體專用,容器內的清潔度高且雜質的溶出較少者為較佳。 作為能夠使用的容器,具體而言可舉出AICELLO CORPORATION製的“clean bottle”系列及KODAMA PLASTICS Co., Ltd.製的“pure bottle”等,但並不限定於該等。
作為收納容器,以防止雜質混入於原料及/或藥液中為目的,使用將容器內的接液部設為由6種樹脂而成之6層結構之多層瓶或設為由7種樹脂而成之7層結構之多層瓶亦較佳。作為該等容器例如可舉出日本特開2015-123351號公報中記載的容器,但並不限定於該等。
該容器的接液部由非金屬材料或不鏽鋼形成者為較佳。 作為非金屬材料,可舉出在上述之蒸餾塔的接液部所使用之非金屬材料中例示之材料。 尤其,上述材料中,使用接液部為氟樹脂之容器時,與使用接液部為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂或聚乙烯-聚丙烯樹脂之容器之情況相比,能夠抑制乙烯或丙烯的寡聚物的溶出這樣的不良的產生。 作為該種接液部為氟樹脂之容器的具體例,例如可舉出Entegris Inc.製的FluoroPurePFA複合筒等。又,還能夠使用日本特表平3-502677號公報的第4頁等、國際公開第2004/016526號的第3頁等及國際公開第99/46309號的第9頁及16頁等中記載的容器。另外,設為非金屬材料的接液部時,非金屬材料向藥液中的溶出得到抑制為較佳。
作為容器,與藥液接觸之接液部由不鏽鋼形成為較佳,由經電解研磨之不鏽鋼形成為更佳。 另外,容器的接液部以面積基準計50%以上由上述材料形成為較佳,70%以上為更佳,90%以上為進一步較佳,實質上接液部整體由上述材料形成為較佳。 另外,作為容器的接液部由抗腐蝕材料形成之形態,例如可舉出容器由上述材料形成之情況;及容器具有基材及以覆蓋基材的表面的至少一部分之方式配置於基材上之塗覆層,並且塗覆層由上述材料形成之情況等。 在上述容器中收容有藥液時,金屬雜質及/或有機雜質更不易向保管於容器內之藥液中溶出。
作為上述不鏽鋼的形態,如已作為蒸餾塔的接液部的材質說明之內容。又,關於經電解研磨之不鏽鋼亦相同。
作為形成上述容器的接液部之不鏽鋼中Cr原子的含量相對於Fe原子的含量的含有質量比(以下,亦稱為“Cr/Fe”。)並無特別限制,通常0.5~4為較佳,其中,從雜質金屬及/或有機雜質更不易向保管於容器內之藥液中溶出這一點考慮,超過0.5且小於3.5為更佳。若Cr/Fe超過0.5,則能夠抑制來自容器內的金屬溶出,若Cr/Fe小於3.5,則難以引起成為顆粒的原因之內容器的剝落等。 作為調整上述不鏽鋼中之Cr/Fe之方法並無特別限制,可舉出調整不鏽鋼中之Cr原子的含量之方法及藉由電解研磨使得研磨表面的鈍化層中之鉻的含量變得比母相的鉻的含量多之方法等。
容器在收容溶液之前其內部被洗滌為較佳。作為在清洗中使用之液體,係上述藥液本身或將上述藥液進行稀釋者為較佳。上述藥液可以在製造之後裝到加侖瓶或塗層瓶等容器中而進行運輸、保管。加侖瓶可以使用玻璃材料,亦可以使用其他材料。
以防止保管中之溶液中的成分變化為目的,可以將容器內用純度99.99995體積%以上的惰性氣體(氮或氬等)取代。尤其,含水率較少的氣體為較佳。又,運輸、保管時,可以為常溫,但為了防止變質,可以將溫度控制在-20℃至30℃的範圍。
(無塵室) 包括上述藥液的製造、容器的開封及/或洗滌、藥液的收容等之操作、處理分析及測量全部在無塵室進行為較佳。無塵室滿足14644-1無塵室基準為較佳。滿足ISO(國際標準化組織)等級1、ISO等級2、ISO等級3及ISO等級4中的任一種為較佳,滿足ISO等級1或ISO等級2為更佳,滿足ISO等級1為進一步較佳。
〔藥液的用途〕 上述實施形態之藥液可以較佳地使用於半導體製造用途中。具體而言,於包含微影步驟、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,在各步驟結束之後或移至下一步驟之前,用於對有機物進行處理,具體而言,可以適宜地用作預濕液、顯影液、沖洗液及剝離液等。例如亦能夠用來沖洗塗佈抗蝕劑塗佈前後的半導體基板的邊角線。 又,上述藥液亦能夠用作抗蝕液(後述)中所含之樹脂的稀釋液。又,亦可以藉由其他有機溶劑及/或水等來稀釋。
又,上述藥液亦能夠適宜地使用於半導體製造用以外的其他用途中,亦能夠用作聚醯亞胺、感測器用抗蝕劑、透鏡用抗蝕劑等顯影液及沖洗液等。 又,上述藥液還能夠被用作醫療用途或清洗用途的溶劑。尤其能夠適宜地使用於容器、配管及基板(例如,晶圓及玻璃等)等的清洗中。
其中,上述實施形態之藥液作為選自包括預濕液及顯影液之群組中之至少1種使用為較佳。亦即,上述實施形態之藥液用作預濕液及/或顯影液為較佳。
[藥液收容體] 本發明的實施形態之藥液收容體係具備容器及收容於容器之上述藥液且與容器內的藥液接觸之接液部由非金屬材料或不鏽鋼(較佳為經電解研磨之不鏽鋼)形成之藥液收容體。 另外,容器的接液部以面積基準計50%以上由上述材料形成為較佳,70%以上為更佳,90%以上為進一步較佳,實質上容器整體由上述材料形成為較佳。 另外,作為容器的接液部由上述材料形成之形態,例如可舉出容器由上述材料形成之情況;及容器具有基材及以覆蓋基材的表面的至少一部分之方式配置於基材上之塗覆層並且塗覆層由上述材料形成之情況等。
作為非金屬材料,並無特別限制,係選自包括聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂、四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、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之群組中之至少1種為較佳。非金屬材料由上述材料形成之藥液收容體在長期保管時,藥液中更不易溶出雜質金屬及/或有機雜質等。
作為不鏽鋼並無特別限制,能夠使用公知的不鏽鋼。另外,作為不鏽鋼的形態,如作為純化裝置的接液部的材料而已說明者。
[圖案形成方法] 上述藥液用於形成在半導體製造用途中使用之抗蝕劑圖案(以下,簡稱為“圖案”。)為較佳。作為使用上述藥液之圖案形成方法,並無特別限制,可舉出公知的圖案形成方法。
其中,作為圖案形成方法,具有以下各步驟為較佳。 (A)預濕步驟,將上述藥液塗佈於基板上,從而得到完成預濕之基板 (B)抗蝕劑膜形成步驟,在完成預濕之基板上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 (C)曝光步驟,將抗蝕劑膜進行曝光 (D)顯影步驟,使用顯影液將經曝光之抗蝕劑膜進行顯影 以下,針對每個上述步驟,對其形態進行說明。
[(A)預濕步驟] 預濕步驟為在基板上塗佈藥液之步驟。 作為基板,並無特別限制,能夠使用作為半導體製造用而使用之公知的基板。作為基板,例如可舉出矽、SiO2
或SiN等無機基板、或者SOG(旋塗玻璃(Spin On Glass))等塗佈系無機基板等,但並不限定於此。 又,基板亦可以為具備抗反射膜且帶有抗反射膜之基板。作為抗反射膜,並無特別限制,能夠使用公知的有機系或無機系的抗反射膜。
作為在基板上塗佈藥液之方法,並無特別限制,能夠使用公知的塗佈方法。其中,於後述之抗蝕劑膜形成步驟中,從能夠以更少的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物來形成均勻的抗蝕劑膜之觀點考慮,作為塗佈方法,自旋塗佈為較佳。
作為使用藥液在基板上形成之藥液層的厚度,並無特別限制,通常係0.001~10μm為較佳,0.005~5μm為更佳。
此處,設為即將要塗佈之抗蝕液為ArF液浸曝光用抗蝕劑者。該抗蝕液的表面張力設為28.8mN/m。該情況下,作為藥液的混合物的表面張力,並無特別限制,但使其高於抗蝕液的表面張力並將其作為預濕液而供給到晶圓為較佳。
作為藥液向晶圓的供給方法,通常預濕噴嘴移動至晶圓中心部的上方。然後,藉由閥的開閉來將藥液供給到晶圓。
在晶圓停止之狀態下,從預濕噴嘴向晶圓的中心部供給規定量的上述藥液。之後,晶圓例如以500rpm(每分鐘轉速(rotation per minute))左右的第1速度V1進行旋轉,晶圓上的藥液擴散到晶圓的整個表面,晶圓的整個表面成為被藥液潤濕之狀態。
之後,藉由打開連接有抗蝕液之線路的閥,開始從抗蝕劑噴嘴噴出抗蝕液,從而開始向晶圓的中心部供給抗蝕液。這樣,開始進行(B)抗蝕劑膜形成步驟(後述)。該抗蝕劑膜形成步驟中,晶圓的轉速從第1速度V1提高至高速的例如2000~4000rpm左右的第2速度V2。在開始抗蝕劑膜形成步驟之前為第1速度V1之晶圓的旋轉被逐漸加速,以使之後的速度連續平穩地變動。此時,晶圓的旋轉加速度例如從零開始逐漸增加。然後,在抗蝕劑膜形成步驟結束時,晶圓的旋轉加速度逐漸減小,晶圓W的轉速平穩地收斂於第2速度V2。這樣,於抗蝕劑膜形成步驟中,晶圓的轉速變動為從第1速度V1以S字狀轉變成第2速度V2。抗蝕劑膜形成步驟中,供給到晶圓的中心部之抗蝕液藉由離心力擴散至晶圓的整個表面,從而抗蝕液被塗佈於晶圓的表面。 另外,關於塗佈該種抗蝕劑時的晶圓轉速的變動所致之抗蝕劑節省技術,詳細記載於日本特願2008-131495號公報、日本特開2009-279476號公報中。
上述藥液可以被再利用。亦即,能夠將上述預濕步驟中使用之藥液進行回收並用於其他晶圓的預濕步驟中。 對藥液進行再利用時,調整所回收之藥液中所含之、雜質金屬、有機雜質及水等的含量為較佳。另外,作為上述調整方法,如同作為藥液的製造方法而已進行的說明。
<藥液與樹脂之間的親和性> 作為在預濕步驟中使用之藥液與後述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物之間的親和性並無特別限制,從使用更少的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物而能夠形成更均勻的抗蝕劑膜這一點考慮,藥液與感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含有之樹脂滿足以下關係為較佳。
藥液與樹脂在25℃下滿足以下條件1及條件2為較佳。若藥液於25℃下滿足以下條件1及條件2,則能夠使用更少之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物來形成更均勻的抗蝕劑膜。
(條件1) 對於藥液、以及包括樹脂及藥液之第一試驗溶液,依據利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置進行測定而得之質子的自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式1計算出之Rsq1超過0.001。 (式1)Rsq1=(τ0/τ1)-1 其中,式1中,τ0表示藥液的自旋-自旋弛豫時間,τ1表示第一試驗溶液的自旋-自旋弛豫時間。又,第一試驗溶液中所含之樹脂設為溶解於藥液者。
對條件1的內容進行說明。 首先,脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置係指觀察對象的自旋(磁性)狀態之方式的評價裝置。作為脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置,例如可舉出Xigo nanotools公司製造的“Acorn Area”等。
上述評價裝置測定對測定對象物施加能量後(激發狀態)立即返回至穩定狀態為止的時間(自旋-自旋弛豫時間)。在樹脂溶解於藥液中之試驗溶液(第一試驗溶液)中,由於與樹脂接觸之藥液中之有機溶劑的種類等的影響,自旋-自旋弛豫時間會發生變化。 上述理由雖然不一定明確,但推測為與樹脂接觸之有機溶劑的分子的量影響了自旋-自旋弛豫時間。
此處,認為與樹脂接觸之有機溶劑的分子的量係受到樹脂的表面積或有機溶劑-樹脂間的潤濕性等的影響而發生變化。亦即,推測為反映樹脂與藥液之間的相互作用的強度。
此處,依據質子的自旋-自旋弛豫時間並藉由式1計算出之Rsq1係表示樹脂與藥液的相溶性之指標。 (式1)Rsq1=(τ0/τ1)-1 若上述Rsq1超過0.001,則藥液與樹脂具有更優異的相溶性。作為Rsq1的上限值,並無特別限制,通常係10.0以下為較佳。
(條件2) 關於第二試驗溶液及第一試驗溶液,依據利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置進行測定而得之質子的自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式2計算出之SRsq超過-1,所述第二試驗溶液含有樹脂及藥液,並且含有與第一試驗溶液中之樹脂的含量不同的量的樹脂。 (式2)SRsq=(Rsq2-Rsq1)/(c2-c1) 其中,式2中,Rsq1表示藉由式1計算出之值,Rsq2表示藉由下述式3計算出之值。c1及c2分別表示第一試驗溶液中及第二試驗溶液中之樹脂的質量基準的含量。另外,質量基準的含量的單位為質量%,且第一試驗溶液及第二試驗溶液中所含之樹脂設為溶解於藥液者。 (式3)Rsq2=(τ0/τ2)-1 其中,式3中,τ0的定義與式1中之τ0相同,τ2表示第二試驗溶液的自旋-自旋弛豫時間。
對條件2的內容進行說明。 式2中,c1及c2表示第一試驗溶液及第二試驗溶液中之樹脂的含量(質量%),c2>c1。在第一試驗溶液及第二試驗溶液中,只要樹脂被完全溶解,則作為c1及c2並無特別限制。例如,將c1設為0.5質量%、將c2設為3.0質量%等即可。
SRsq係表示規定的濃度範圍(c2-c1)內的Rsq的變化率者,超過-1為較佳,0以上為更佳。作為SRsq的上限值,並無特別限制,通常係10以下為較佳。若SRsq超過-1,則在藥液中樹脂容易保持更均勻的分散狀態,從而樹脂更不易凝集。
[(B)抗蝕劑膜形成步驟] 抗蝕劑膜形成步驟係在完成預濕之基板(具備藥液層之基板)上使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物來形成抗蝕劑膜之步驟。以下,首先,對感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的形態進行說明。
<感光化射線性或感放射線性樹脂組成物> 作為能夠在上述抗蝕劑膜形成步驟中使用之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,並無特別限制,能夠使用公知的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。 作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有如下為較佳:含有具有因酸的作用分解並產生極性基團(羧基及酚性羥基等)之基團之重複單元之樹脂(以下,於本說明書中還稱為“酸分解性樹脂”。)、以及藉由光化射線或放射線的照射而產生酸之化合物(以下,於本說明書中還稱為“光酸產生劑”。)。以下,首先對含有包含酸分解性基之重複單元之樹脂(以下,本說明書中亦稱為“”酸分解性樹脂”。)及光酸產生劑的較佳形態進行說明。
(酸分解性樹脂) 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有包括選自包括如下重複單元之樹脂(以後,將該樹脂亦稱為“由“式(I)表示之樹脂”)為較佳,亦即由式(a)表示之重複單元、由式(b)表示之重複單元、由式(c)表示之重複單元、由式(d)表示之重複單元及由式(e)表示之重複單元。 以下述式(I)表示之樹脂為因酸的作用而對以有機溶劑為主成分之顯影液(後述之藥液)之溶解性降低之樹脂,並且含有酸分解性基。上述藥液對如以式(I)表示之樹脂具有優異的溶解性,因此容易使用更少之抗蝕劑組成物來得到均勻的抗蝕劑膜。以下,對以式(I)表示之樹脂進行說明。
・以式(I)表示之樹脂
上述式(I)由重複單元(a)(以式(a)表示之重複單元)、重複單元(b)(以式(b)表示之重複單元)、重複單元(c)(以式(c)表示之重複單元)、重複單元(d)(以式(d)表示之重複單元)及重複單元(e)(以式(e)表示之重複單元)構成。 Rx1
~Rx5
分別獨立地表示氫原子或可含有取代基之烷基。 R1
~R4
分別獨立地表示1價的取代基,p1
~p4
分別獨立地表示0或正整數。 Ra
表示直鏈狀或支鏈狀的烷基。 T1
~T5
分別獨立地表示單鍵或2價的連接基。 R5
表示1價的有機基團。 a~e表示莫耳%,並且分別獨立地表示0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c<100、0≤d<100及0≤e<100的範圍內的數值。其中,a+b+c+d+e=100,且a+b≠0。 其中,式(I)中,上述重複單元(e)具有不同於上述重複單元(a)~(d)中之任一個的結構。
作為以Rx1
~Rx5
表示之可含有取代基之烷基,例如可舉出甲基及以-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。 Rx1
~Rx5
分別獨立地表示氫原子、甲基、三氟甲基或羥基甲基為較佳。
式(I)中,作為以T1
~T5
表示之2價的連接基,可舉出伸烷基、-COO-Rt-基及-O-Rt-基等。式中,Rt表示伸烷基或伸環烷基。 T1
~T5
分別獨立地表示單鍵或-COO-Rt-基為較佳。Rt係碳數1~5的伸烷基為較佳,-CH2
-基、-(CH2
)2
-基或-(CH2
)3
-基為更佳。
式(I)中,Ra
表示直鏈狀或支鏈狀的烷基。例如可舉出甲基、乙基、及三級丁基等。其中,碳數1~4的直鏈狀或支鏈狀的烷基為較佳。 式(I)中,R1
~R4
分別獨立地表示1價的取代基。作為R1
~R4
,並無特別限定,例如可舉出羥基、氰基及具有羥基或氰基等之直鏈狀或支鏈狀的烷基或環烷基。 式(I)中,p1
~p4
分別獨立地表示0或正整數。另外,p1
~p4
的上限值相當於各重複單元中可以取代之氫原子的數量。 式(I)中,R5
表示1價的有機基團。作為R5
,並無特別限定,例如可舉出具有磺內酯結構之1價的有機基團、具有四氫呋喃、二噁烷、1,4-噻噁烷、二氧戊環、及2,4,6-三氧雜雙環[3.3.0]辛烷等環狀醚之1價的有機基團、或酸分解性基(例如,與-COO基鍵結之位置的碳被烷基取代而經四級銨化之金剛烷基等)。
又,式(I)中,上述重複單元(b)係由記載於日本特開2016-138219號公報的0014~0018段之單體形成者亦較佳。
式(I)中,a~e表示莫耳%,並且分別獨立地表示0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c<100、0≤d<100、0≤e<100的範圍中所含之數值。其中,a+b+c+d+e=100,且a+b≠0。
式(I)中,a+b(相對於所有重複單元之具有酸分解性基團之重複單元的含量)係20~90莫耳%為較佳,25~85莫耳%為更佳,30~80莫耳%為進一步較佳。 又,式(I)中,c+d(具有內酯結構之重複單元相對於所有重複單元的含量)係3~80莫耳%為較佳,3~60莫耳%為更佳。
另外,重複單元(a)~重複單元(e)中之各重複單元可以分別單獨使用1種,亦可以分別併用2種以上的各重複單元。當併用2種以上的各重複單元時,總含量分別在上述範圍內為較佳。
以式(I)表示之樹脂的重量平均分子量(Mw)通常係1,000~200,000為較佳,2,000~20,000為更佳,3,000~15,000為進一步較佳。另外,上述重量平均分子量為使用四氫呋喃(THF)作為展開溶劑,並藉由凝膠滲透層析(GPC:Gel Permeation Chromatography)法求出之聚苯乙烯換算值。 又,上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,以感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分為基準,以上述式(I)表示之樹脂的含量通常係30~99質量%為較佳,50~95質量%為更佳。
(光酸產生劑) 上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物係含有光酸產生劑為較佳。作為光酸產生劑,並無特別限制,能夠使用公知的光酸產生劑。 作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中之光酸產生劑的含量,並無特別限制,相對於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分,通常係0.1~20質量%為較佳,0.5~20質量%為更佳。光酸產生劑可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。當併用2種以上的光酸產生劑時,總含量在上述範圍內為較佳。
作為光酸產生劑,例如可舉出日本特開2016-57614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號公報中記載者。
(猝滅劑) 上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可以含有猝滅劑。作為猝滅劑,並無特別限制,能夠使用公知的猝滅劑。 猝滅劑為一種鹼性化合物,並且具有在未曝光區域抑制酸分解性樹脂因從曝光區域擴散之酸而進行沒有意圖地分解之功能。
作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中之猝滅劑的含量,並無特別限制,相對於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分,通常係0.1~15質量%為較佳,0.5~8質量%為更佳。猝滅劑可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。當併用2種以上的猝滅劑時,總含量在上述範圍內為較佳。
作為猝滅劑,例如可舉出日本特開2016-57614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號公報中記載者。
(疏水性樹脂) 上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可以含有疏水性樹脂。作為疏水性樹脂並無特別限制,能夠使用公知的疏水性樹脂。 疏水性樹脂具有對水之抗蝕劑膜表面的靜態/動態的接觸角的控制、液浸液追随性的提高及/或脫氣抑制等功能。 另外,本說明書中,疏水性樹脂被設計成偏在於抗蝕劑膜的界面為較佳,但與界面活性劑不同,無需必需在分子內含有親水基,可以不作用於極性物質與非極性物質的均勻混合。
作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中之疏水性樹脂的含量,並無特別限制,相對於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分,通常係0.01~10質量%為較佳。疏水性樹脂可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。當併用2種以上的疏水性樹脂時,總含量在上述範圍內為較佳。
(有機溶劑) 上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可以含有有機溶劑。作為有機溶劑,並無特別限制,能夠使用公知的有機溶劑。
上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含之有機溶劑可以與已說明之藥液中之混合物中所含之有機溶劑相同,亦可以不同。
作為感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中之有機溶劑的含量,並無特別限制,通常以調整為0.5~10質量%的方式含有感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分為較佳。有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上有機溶劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。
作為有機溶劑,例如可舉出日本特開2016-57614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號公報中記載者。
(其他添加劑) 又,上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦可以依需要而進一步含有界面活性劑、酸增殖劑、染料、塑化劑、光敏劑、光吸收劑、除上述以外的鹼可溶性樹脂及/或溶解抑制劑等。
[(C)曝光步驟] 曝光步驟係將抗蝕劑膜進行曝光之步驟。作為將抗蝕劑膜進行曝光之方法,並無特別限制,能夠使用公知的方法。 作為將抗蝕劑膜進行曝光之方法,例如可舉出在抗蝕劑膜上通過規定的遮罩而照射光化射線或放射線之方法。又,當在抗蝕劑膜上照射電子束之方法的情況下,可以不經由遮罩而進行照射(還將此稱為“直描”。)。
作為曝光中使用之光化射線或放射線,並無特別限制,例如可舉出KrF準分子雷射、ArF準分子雷射、極紫外線(EUV、Extreme Ultra Violet)及電子束(EB、Electron Beam)等,極紫外線或電子束為較佳。曝光亦可以是液浸曝光。
<PEB(曝光後烘烤(Post Exposure Bake))步驟> 上述圖案形成方法係進一步包含曝光步驟、以及在顯影步驟之前對曝光後的抗蝕劑膜進行烘烤(PEB:Post Exposure Bake)之PEB步驟為較佳。藉由烘烤,曝光部的反應得到促進,靈敏度及/或圖案形狀變得更加良好。 加熱溫度係80~150℃為較佳,80~140℃為更佳,80~130℃為進一步較佳。 加熱時間係30~1000秒為較佳,60~800秒為更佳,60~600秒為進一步較佳。 加熱可以利用通常的曝光/顯影機所具備之機構來進行,亦可以使用加熱板等來進行。
[(D)顯影步驟] 顯影步驟為藉由顯影液將經曝光之抗蝕劑膜(以下,還稱為“曝光後的抗蝕劑膜”。)進行顯影之步驟。 作為顯影方法,並無特別限制,能夠使用公知的顯影方法。作為顯影方法,例如可舉出浸漬法、覆液(puddle)法、噴霧法及動態分配法等。 又,上述圖案形成方法亦可以在顯影步驟之後進一步包含將顯影液取代為其他溶劑並停止顯影之步驟。 作為顯影時間,並無特別限制,通常係10~300秒為較佳,10~120秒為更佳。作為顯影液的溫度,係0~50℃為較佳,15~35℃為更佳。圖案形成方法可以具有至少1次顯影步驟,亦可以具有複數次。
<顯影液> 作為顯影液,並無特別限制,能夠使用公知的顯影液。作為顯影液,例如可舉出含有鹼顯影液及有機溶劑之顯影液(有機系顯影液)。 另外,於顯影步驟中,亦可以進行使用含有有機溶劑之顯影液之顯影及由鹼顯影液進行之顯影這兩者(亦可以進行所謂的雙重顯影)。 又,亦能夠將本發明的實施形態之藥液用作顯影液。
<沖洗步驟> 上述圖案形成方法在顯影步驟之後進一步具有沖洗步驟為較佳。沖洗步驟為使用沖洗液對具備顯影後的抗蝕劑膜之晶圓進行清洗之步驟。 作為清洗方法,並無特別限制,能夠使用公知的清洗方法。作為清洗方法,例如可舉出旋轉噴出法、浸漬法及噴霧法等。 其中,利用旋轉噴出法進行清洗,在清洗後使晶圓以2000~4000rpm的轉速旋轉,並從基板上去除沖洗液為較佳。 作為沖洗時間,一般而言,10~300秒為較佳,10~180秒為更佳,20~120秒為進一步較佳,作為沖洗液的溫度,0~50℃為較佳,15~35℃為更佳。
(沖洗液) 在使用鹼顯影液進行之顯影後對具備抗蝕劑膜之晶圓進行沖洗時,作為沖洗液,係純水為較佳,亦可以為含有界面活性劑之純水。 在使用有機系顯影液進行之顯影後對具備抗蝕劑膜之晶圓進行沖洗時,作為沖洗液,係含有有機溶劑之沖洗液為較佳,作為沖洗液所含之有機溶劑,例如係選自包括烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑及醚系溶劑之群組中之至少1種有機溶劑為較佳,選自包括烴系溶劑、醚系溶劑及酮系溶劑之群組中之至少1種為更佳,選自包括烴系溶劑及醚系溶劑之群組中之至少1種為進一步較佳。
當於顯影步驟中使用含有有機溶劑之顯影液時,上述圖案形成方法亦可以在顯影步驟之後具有沖洗步驟,但從生產量(生產率)之觀點考慮,亦可以不包含沖洗步驟。 作為不包含沖洗步驟之圖案形成方法,例如能夠援用日本特開2015-216403號公報的0014段~0086段中之記載,上述內容被併入本說明書中。
另外,作為沖洗液,係MIBC(甲基異丁基甲醇)或與顯影液相同的液體(尤其為乙酸丁酯)亦較佳。 又,亦能夠將本發明的實施形態之藥液用作沖洗液。
<其他步驟> 上述圖案形成方法除了已說明之步驟以外,還可以包含其他步驟。作為其他步驟,例如可舉出由超臨界流體進行之清洗步驟及加熱步驟等。
(由超臨界流體進行之去除步驟) 由超臨界流體進行之去除步驟為在顯影處理及/或沖洗處理之後藉由超臨界流體去除附著於圖案上之顯影液及/或沖洗液之步驟。
(加熱步驟) 加熱步驟為在顯影步驟、沖洗步驟或由超臨界流體進行之去除步驟之後,為了去除殘留於圖案中之溶劑而對抗蝕劑膜進行加熱之步驟。 加熱溫度並無特別限制,通常係40~160℃為較佳,50~150℃為更佳,50~110℃為進一步較佳。 加熱時間並無特別限制,通常係15~300秒為較佳,15~180秒為更佳。
(BARC組成物塗佈步驟) 上述圖案形成方法可以具有在(B)抗蝕劑膜形成步驟之前在晶圓上述塗佈BARC(Bottom oF Anti-ReFlection Coating(底部抗反射塗層))組成物之步驟。又,BARC組成物塗佈步驟可以進一步包括使用上述實施方式之藥液去除沒有意圖地塗佈於晶圓的邊緣部(端部)之BARC組成物之步驟。 [實施例]
以下依據實施例進一步對本發明進行詳細說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理順序等只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示之實施例。
[有機溶劑的準備] 為了製造實施例及比較例的藥液,準備了以下有機溶劑。各有機溶劑使用了純度99質量%以上的高純度級別。另外,括號內表示各有機溶劑的縮寫。 ・丙二醇單甲醚(PGME) ・環戊酮(CyPn) ・乙酸丁酯(nBA) ・丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) ・環己酮(CyHx) ・乳酸乙酯(EL) ・2-羥基異丁酸甲酯(HBM) ・環戊酮二甲基縮醛(DBCPN) ・碳酸丙烯酯(PC) ・γ-丁內酯(GBL) ・二甲基亞碸(DMSO) ・碳酸伸乙酯(EC) ・1-甲基-2-吡咯啶酮(NMP) ・十二烷 ・乙酸異戊酯(iAA) ・4-甲基-2-戊醇(MIBC)、 ・二乙二醇單甲醚(DEGME) ・二甲醚(DME) ・二乙醚(DEE) ・二乙二醇單異丁基醚(DEGIBE) ・二乙二醇二甲醚(DEGDME) ・二乙二醇二乙醚(DEGDEE) ・三乙二醇二甲醚(TriEGDME) ・四乙二醇二甲醚(TetraEGDME) ・三乙二醇丁基甲醚(TEGMBE) ・二乙二醇單丁醚(DEGMBE) ・苯甲醚(anisole) ・1,4-二甲氧基苯(14-DMB) ・1,2-二甲氧基苯(12-DMB) ・1,3-二甲氧基苯(13-DMB) ・1,4-二苯氧基苯(14-Diphenoxybenzene、表1中記為14-DPB。) ・4-甲氧基甲苯(4-Methoxytoluene、表1中記為4-MTT。) ・苯乙醚(phenetole、表1中記為PNT。) ・3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)
[藥液的製備] 作為在各藥液的製備中使用之主藥,準備了表1中記載之種類的有機溶劑或其混合物。當作為主藥使用有機溶劑的混合物時,以表1中記載之質量比混合有機溶劑而獲得了混合物。在所獲得之主藥中添加表1中記載之界面活性劑使其成為表1中記載之含量,並藉由下述方法進行純化而製備出藥液。純化中使用了接液部由四氟乙烯樹脂(聚四氟乙烯;PTFE)形成之不鏽鋼罐與複數個過濾器單元藉由循環管路連接之裝置。又,上述循環管路的中途配置有泵。另外,循環管路及泵的接液部由四氟乙烯樹脂形成。所使用之過濾器自罐側依次如下。
另外,表1中之界面活性劑欄的符號具體表示以下界面活性劑。 A:“SURFYNOL420”、非離子性、炔二醇、低分子 B:“EMALGEN102”、非離子性、聚氧乙烯烷基醚、低分子 C:“AMIET102”、非離子性、聚氧乙烯烷基胺、低分子 D:“RHEODOL MS-50”、非離子性、甘油脂肪酸酯(單硬脂酸甘油酯)、低分子 E:“RHEODOL SP-S20”、非離子性、山梨糖醇酐脂肪酸酯(山梨糖醇二硬脂酸酯)、低分子 F:“SURFLON S-651”、非離子性、含氟界面活性劑、低分子 G:“NEWKALGEN FS-3”、陰離子性、聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯(聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯胺鹽)、低分子 H:“NEWKALGEN FS-7”、聚氧乙烯烯丙基苯基醚硫酸酯(聚氧化烯烯丙基苯基醚硫酸酯・Na)、陰離子性、低分子 I:“Pionin B-111”、四級銨鹽(月桂基三甲基氯化銨)、陽離子性、低分子 J:“AMPHITOL 24B”、兩性、烷基甜菜鹼(月桂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼)、低分子
・第一金屬離子吸附過濾器(Entegris Inc.製的15nm IEX PTFE(在PTFE製的基材的表面具有磺基之孔徑15nm的過濾器)) ・粒子去除過濾器(Entegris Inc.製的12nm PTFE(PTFE製的除粒徑12nm的過濾器。)) ・第二金屬離子吸附過濾器(Entegris Inc.製的15nm IEX PTFE(在PTFE製的基材的表面具有磺基之孔徑15nm的過濾器)) ・有機雜質吸附過濾器(特殊過濾器A(日本特開2013-150979號公報中記載的將活性碳黏著在不織布之過濾器))
此外,在上述有機雜質吸附過濾器的下游側設置了包含分子篩3A(UNION SHOWA K.K.製、脫水劑)之水分調整機構。
將表1中記載之種類的有機溶劑或其混合液填充到罐之後,使其在具有上述過濾器及水分調整機構之管路中循環複數次,從而獲得了表1中記載之各藥液。
[藥液中之各成分的含量等的測定] 藥液中之各成分的含量等的測定中使用了以下方法。另外,以下測量均在滿足ISO(國際標準化組織)等級2以下之等級的無塵室中進行。為了提高測定精度,在各成分的測定中,在通常的測定中為檢測極限以下的情況下以體積換算濃縮為100分之1而進行測定,並藉由換算成濃縮前的有機溶劑的含量來計算出含量。將結果匯總示於表1。
<有機溶劑及有機雜質> 利用氣相層析質譜儀(產品名“GCMS-2020”,Shimadzu Corporation製造,測定條件如下)測定了各藥液中之有機溶劑及有機雜質的含量。另外,依據所獲得之測定結果對有機雜質中的高沸點成分進行分類,並一併求出了其含量。
(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 恆定壓力 氣化室溫度:230℃ 管柱烘箱溫度:80℃(2分鐘)-500℃(13分鐘)升溫速度15℃/分鐘 載體氣體:氦 隔墊吹掃流量:5mL/min 分流比:25:1 界面溫度:250℃ 離子源溫度:200℃ 測定模式:掃描(Scan)m/z=85~500 試樣導入量:1μL
<水> 測定了各藥液中之水的含量。測定中使用了卡耳・費雪(Karl Fischer)濕氣分析儀(產品名“MKC-710M”、 KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO., LTD.製、卡耳・費雪電量滴定式)。
<雜質金屬> 關於各藥液中之離子金屬的含量,使用Agilent 8800三重四極ICP-MS(半導體分析用、選項#200)進行了測定。依據上述測定方法,能夠對各藥液中之含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種之粒子及其以外的雜質金屬(例如離子等)進行分類,並測定各自的含量。
・測量條件 樣品導入系使用了與石英的炬同軸型PFA(全氟代烷氧基鏈烷)霧化器(自吸用)及白金錐接口。冷電漿條件的測量參數如下。 ・RF(Radio Frequency)輸出(W):600 ・載體氣體流量(L/min):0.7 ・補充氣體流量(L/min):1 ・試樣深度(mm):18
〔主藥等的物性〕 藉由以下方法測定或計算了主藥等的物性。
<主藥的表面張力> 依據主藥中所含之各有機溶劑的25℃下的表面張力及各有機溶劑的混合物中之莫耳分率來計算出主藥的表面張力。另外,當作為主藥使用單一的有機溶劑時,將該有機溶劑的表面張力視為主藥的表面張力。 另外,利用表面張力計(商品名“CBVP-Z”,Kyowa InterFace Science Co., Ltd.製造)來測定了各主藥中所含之有機溶劑的25℃下的表面張力。在表1中示出了主藥的表面張力的計算值。
<漢森溶解度參數> 利用HSPiP(應用中之漢森溶解度參數(Hansen Solubility Parameter in Practice))來計算出各有機溶劑的漢森溶解度參數的氫鍵項、分散項及分極項。將計算值示於表1。又,將各有機溶劑的漢森溶解度參數繪製於三角線圖上,確認了是否在規定的範圍內。如下將確認結構進行分類,並在表1的“HP”欄中示出。另外,fd表示分散項的貢獻率,fp表示分極項的貢獻率,fh表示氫鍵項的貢獻率。另外,“HP”欄中寫有“1”則表示滿足上述內容者,“HP”欄中寫有“0”則表示不滿足上述內容者。 1:有機溶劑的漢森溶解度參數的貢獻率(fd,fp,fh)繪製於三角線圖上時,位於被(40,60,0)、(40,0,60)、(80,0,20)及(80,20,0)這4個點包圍之範圍內。 0:有機溶劑的漢森溶解度參數(fd,fp,fh)繪製於三角線圖上時,位於被(60,40,0)、(40,0,60)、(80,0,20)及(80,20,0)這4個點包圍之範圍內。
<蒸氣壓> 關於主藥的蒸氣壓,將構成主藥之各有機溶劑在25℃下之蒸氣壓(Pa)與主藥中之各有機溶劑的莫耳分率的乘積相加而進行計算。將計算值示於表1。另外,當主藥包括單一的有機溶劑時,將有機溶劑的蒸氣壓視為主藥的蒸氣壓。
<粗大粒子數> 藉由以下方法測定了各藥液中所含之粗大粒子數。 對於製備後的藥液,使用光散射式液體粒子計數器(RION CO., LTD.製、型號:KS-18F、光源:半導體雷射激勵固體雷射(波長532nm、額定輸出500mW)、流量:10mL/分鐘、測定原理係基於動態光散射法者。),進行5次1mL中所含之100nm以上尺寸的粒子的計數,並將其平均值作為粗大粒子數。 另外,上述光散射式液體粒子計數器在用PSL(聚苯乙烯膠乳(Polystyrene Latex))標準粒子液進行校正之後進行了使用。將測定結果示於表1。
[感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的製備] 藉由以下方法製備出感光化射線性或感放射線性樹脂(抗蝕劑)組成物。另外,抗蝕劑組成物在混合各成分之後藉由具備0.03μm的孔徑之聚乙烯過濾器進行過濾來製備。以下,分別示出感光化射線性或感放射線性樹脂組成物1~4。
<抗蝕劑組成物1> 酸分解性樹脂(以下述式表示之樹脂(重量平均分子量(Mw):7500):各重複單元中記載之數值表示莫耳%。):100質量份
下述所示之光酸產生劑:8質量份
下述所示之猝滅劑:5質量份(質量比從左依次設為0.1:0.3:0.3:0.2。)。另外,下述猝滅劑中,聚合物型者的重量平均分子量(Mw)為5000。又,各重複單元中記載之數值表示莫耳比。
下述所示之疏水性樹脂:4質量份(質量比從左依次設為0.5:0.5。)另外,下述疏水性樹脂中,左側的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為7000,右側的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為8000。另外,各疏水性樹脂中,各重複單元中記載之數值表示莫耳比。
溶劑: PGMEA:3質量份 CyHx:600質量份 GBL(γ-丁內酯):100質量份
<抗蝕劑組成物2> 酸分解性樹脂(以下述式表示之樹脂(重量平均分子量(Mw):8000):各重複單元中記載之數值表示莫耳%。):100質量份
下述所示之光酸產生劑:12質量份(質量比從左依次設為0.5:0.5。)
下述所示之猝滅劑:5質量份(質量比從左依次設為0.3:0.7。)
下述所示之疏水性樹脂:5質量份(質量比從上依次設為0.8:0.2。)另外,下述疏水性樹脂中,上段的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為8000,下段的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為6000。另外,各疏水性樹脂中,各重複單元中記載之數值表示莫耳比。
溶劑: PGMEA:3質量份 CyHx:600質量份 GBL(γ-丁內酯):100質量份
<抗蝕劑組成物3> 酸分解性樹脂(以下述式表示之樹脂(重量平均分子量(Mw):8000):各重複單元中記載之數值表示莫耳%。):100質量份
下述所示之光酸產生劑:15質量份
下述所示之猝滅劑:7質量份(質量比從左依次設為1:1。)
下述所示之疏水性樹脂:20質量份(質量比從上依次設為3:7。)另外,下述疏水性樹脂中,上段的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為10000,下段的疏水性樹脂的重量平均分子量(Mw)為7000。另外,下段所示之疏水性樹脂中,各重複單元的莫耳比從左依次為0.67、0.33。
溶劑: PGMEA:50質量份 PGME:100質量份 2-庚酮:100質量份 GBL(γ-丁內酯):500質量份
<抗蝕劑組成物4> 酸分解性樹脂(以下式表示之樹脂(重量平均分子量(Mw):6500):各重複單元中記載之數值表示莫耳%。):80質量份
下述所示之光酸產生劑:15質量份
下述所示之猝滅劑:5質量份
下述所示之疏水性樹脂(重量平均分子量(Mw)5000):60質量份
溶劑: PGMEA:70質量份 HBM:100質量份 CyHx:700質量份
另外,上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物1~4所含之各種樹脂的重量平均分子量(Mw)為利用四氫呋喃(THF)作為展開溶劑,並藉由GPC法求出之聚苯乙烯換算值。 另外,具體的裝置係如下。 裝置:TOSOH CORPORATION製造的HLC-8120 管柱:TOSOH CORPORATION製造的TSK gel Multipore HXL-M
〔藥液與酸分解性樹脂之間的親和性〕 利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置(商品名“Acorn Area”,Xigo nanotools公司製造)測定了各藥液與樹脂的親和性。 作為第一試驗溶液,使用了於各藥液中溶解了0.5%的各感光化射線性或感放射線性樹脂組成物所含之酸分解性樹脂而得之溶液。 作為第二試驗溶液,使用了於各藥液中溶解了3.0%的各感光化射線性或感放射線性樹脂組成物所含之酸分解性樹脂而得之溶液。 對於上述各溶液,於25℃的條件下求出τ0、τ1及τ2,從而計算出Rsq1及SRsq。藉由以下基準將結果進行分類,並示於表1。
・Rsq1 A:Rsq1超過0.001。 B:Rsq1為0.001以下。
・SRsq A:SRsq超過-1。 B:SRsq為-1以下。
[抗蝕劑組成物的省抗蝕劑性] 藉由以下方法對藥液塗佈後的抗蝕劑組成物的省抗蝕劑性進行了評價。另外,於本說明書中,具有優異的省抗蝕劑性係表示具有優異的均勻性及優異的膜厚控制性之狀態。
<均勻性> 首先,作為對照,在具備抗反射膜之直徑約30cm(12英吋)的矽晶圓上直接塗佈了上述抗蝕劑組成物。另外,塗佈時使用了旋塗機(商品名“LITHIUS”,Tokyo Electron Limited製造)。將所得之抗蝕劑膜於90℃下進行了烘烤。對於烘烤後的抗蝕劑膜,使用Dainippon SCreen公司製造的膜厚測定裝置Lambda Ace進行了59點map測定,從而確認了並未產生塗佈斑。另外,塗佈斑係表示,從作為測定對象的抗蝕劑膜以圓形提取59點的測定點,針對各測定點中之抗蝕劑膜的厚度的測定結果,按各測定點二維配置並進行觀察時,抗蝕劑膜的厚度未產生不均的狀態。 繼而,另外準備了具備抗反射膜之直徑約30cm(12英吋)的矽晶圓,並滴加了各藥液。之後,塗佈與對照相同量的抗蝕劑組成物,並於90℃下進行了烘烤。對於所得之抗蝕劑膜,以與上述相同的方法進行觀察並確認了並未產生塗佈斑。繼而,將所使用之抗蝕劑組成物的量減少為對照的50質量%及30質量%來進行與上述相同的試驗,從而檢查是否產生塗佈斑。 藉由以下基準對結果進行評價,並將結果示於表1。
A:將抗蝕劑組成物的使用量減少為對照的30質量%及50質量%,亦均未產生塗佈斑。 B:將抗蝕劑組成物的使用量減少為對照的50質量%,亦未產生塗佈斑,但減少為對照的30質量%時,產生了塗佈斑。 C:將抗蝕劑組成物的使用量減少為對照的30質量%及50質量%時,均產生了塗佈斑。
<膜厚控制性> 在具備抗反射膜之直徑約30cm(12英吋)的矽晶圓上滴加了各藥液。之後,以所得之抗蝕劑膜的厚度成為8.5nm的方式直接塗佈了上述抗蝕劑組成物。另外,塗佈時使用了旋塗機(商品名“LITHIUS”,Tokyo Electron Limited製造)。將所得之抗蝕劑膜於90℃下進行了烘烤。對於烘烤後的抗蝕劑膜,使用Dainippon Screen公司製造的膜厚測定裝置Lambda Ace進行59點map測定,從而求出抗蝕劑膜的厚度的標準偏差(以下還稱為“σ”。)。繼而,依據標準偏差求出了3σ。 藉由以下基準對結果進行了評價,並將其示於表1。
A:3σ小於0.15nm。 B:3σ為0.15nm以上且小於0.2nm。 C:3σ為0.2nm以上。
〔藥液的缺陷抑制性能〕 藉由以下方法,對藥液的缺陷抑制性能進行了評價。 首先,在矽晶圓上形成了抗反射膜。接著,在抗反射膜上滴下各藥液。之後,以所獲得之抗蝕劑膜的厚度成為8.5nm的方式適當調整轉速而塗佈了抗蝕劑組成物1。另外,塗佈時使用了旋塗機(商品名“LITHIUS”,Tokyo Electron Limited製造)。將所得之抗蝕劑膜於90℃下進行了烘烤。 接著,使用ArF準分子雷射掃描儀(NA0.75)對所獲得之晶圓以25mJ/cm2
進行曝光之後,在120℃下加熱了60秒鐘。 之後,使用乙酸丁酯進行60秒鐘顯影,接著使用MIBC沖洗20秒鐘,而獲得了間距60nm、線寬45nm的抗蝕劑圖案。 接著,使用圖案缺陷裝置(Hitachi High-Technologies Corporation製multi-purpose SEM(Scanning Electron Microscope) “Inspago” RS6000系列),測定了形成有上述抗蝕劑圖案之晶圓的圖案上的缺陷數。藉由以下基準評價了結果。
-評價基準- AA:缺陷數為30個以下。 A :缺陷數超過30個且為50個以下。 B :缺陷數超過50個且為100個以下。 C :缺陷數超過100個且為150個以下。 D :缺陷數超過150個。
〔顯影性〕 與藥液的缺陷抑制性能的評價中所使用之方法相同地,使用抗蝕劑組成物1~4形成抗蝕劑圖案之後,使用測長掃描型電子顯微鏡(Hitachi, Ltd. 製造S9380II)觀察了線圖案上表面及間隙部分。以線圖案沒有間斷且能夠作為實用中較佳的形狀而形成之線圖案的寬度評價了顯影性。所形成之圖案尺寸的值越小,表示性能越良好。另外,以下評價中,例如L/S小於80nm係指能夠形成線及間隙各寬度為80nm的圖案。
-評價基準- A :小於L/S=80nm B :L/S=80nm以上且小於120nm C :L/S=120nm以上且小於150nm D :L/S=150nm以上
〔灰化殘渣的去除性能評價〕 準備了具備抗蝕劑膜之晶圓,該抗蝕劑膜在矽晶圓上塗佈抗蝕劑組成物1,藉由曝光、加熱乾燥固化而形成。接著,實用電漿氣體對抗蝕劑膜進行灰化去除,並將表1中記載之各藥液作為沖洗液進行清洗,而去除了灰化殘渣。之後,使用SP-2(KLA-Tencor Corporation製)計算了清洗後的晶圓的缺陷數。
-評價基準- A :缺陷數為50個以下。 B :缺陷數超過50個且為80個以下。 C :缺陷數超過80個且為100個以下。 D :缺陷數超過100個。
〔p-CMP的缺陷抑制性能評價〕 藉由CSL9044C(FUJIFILM Pharma Co., Ltd.製漿料)將直徑12英吋的SEMATECH845(銅配線、位障金屬TaN、氧化膜TEOS;Semiconductor Manufacturing Technology 製)的表面研磨而將其平坦化,之後,藉由BSL8178C(FUJIFILM Pharma Co., Ltd.製漿料)進行了精整拋光。 接著,藉由Clean100(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 產品)清洗之後,將各藥液用作沖洗液。之後,使用圖案缺陷裝置(Applied Materials, Inc.製 ComPLUS)測定了形成有上述抗蝕劑圖案(形成於SEMATECH845之圖案)之晶圓的圖案上的缺陷數。藉由以下基準評價了結果。
-評價基準- A :缺陷數為50個以下。 B :缺陷數超過50個且為80個以下。 C :缺陷數超過80個且為100個以下。 D :缺陷數超過100個。
另外,上述表1中,實施例1的藥液在與[表1]<1>(其1)~[表1]<1>(其8)記載了成分及評價結果。關於實施例2~33亦相同。 又,在[表1]<2>(其1)~[表1]<2>(其8)記載了實施例34的藥液的成分及評價結果。關於實施例35~67亦相同。 又,在[表1]<3>(其1)~[表1]<3>(其8)記載了實施例68的藥液的成分及評價結果。關於實施例69~101亦相同。 又,在[表1]<4>(其1)~[表1]<4>(其8)記載了實施例102的藥液的成分及評價結果。關於實施例103~133亦相同。 又,在[表1]<5>(其1)~[表1]<5>(其8)記載了實施例134的藥液的成分及評價結果。關於實施例135~166亦相同。 又,在[表1]<6>(其1)~[表1]<6>(其8)記載了實施例167的藥液的成分及評價結果。關於實施例168~200亦相同。 又,在[表1]<7>(其1)~[表1]<7>(其8)記載了實施例201的藥液的成分及評價結果。關於實施例202~233亦相同。 又,在[表1]<8>(其1)~[表1]<8>(其8)記載了實施例234的藥液的成分及評價結果。關於實施例235~265亦相同。 又,在[表1]<9>(其1)~[表1]<9>(其8)記載了實施例266的藥液的成分及評價結果。關於實施例267~298亦相同。 又,在[表1]<10>(其1)~[表1]<10>(其8)記載了實施例299的藥液的成分及評價結果。關於實施例300~332亦相同。 又,在[表1]<11>(其1)~[表1]<11>(其8)記載了實施例333的藥液的成分及評價結果。關於實施例334~363亦相同。 又,在[表1]<12>(其1)~[表1]<12>(其8)記載了實施例364的藥液的成分及評價結果。關於實施例365~397亦相同。 又,在[表1]<13>(其1)~[表1]<13>(其8)記載了實施例398的藥液的成分及評價結果。關於實施例399~430亦相同。 又,在[表1]<14>(其1)~[表1]<14>(其8)記載了實施例431的藥液的成分及評價結果。關於實施例432~463亦相同。 又,在[表1]<15>(其1)~[表1]<15>(其8)記載了實施例464的藥液的成分及評價結果。關於實施例465~473、及、比較例1~5亦相同。
例如,實施例6的藥液表示如下藥液:作為主藥含有分別30質量%、70質量%的PGME和PGMEA,作為界面活性劑含有A(100質量ppm),雜質金屬的合計含量為0.056質量ppt,其中粒子的含量(合計)為0.022質量ppt,有機雜質的含量為204質量ppm,其中,高沸點成分的含量為0.8質量ppm,水的含量為0.1%,粗大粒子數為4個/mL,且缺陷抑制性能為“AA”,p-CMP的缺陷抑制性能評價為“A”,灰化殘渣的去除性能評價為“A”。
又,表1中,各有機溶劑的“含量”表示藥液中所含之藥液中之各有機溶劑的含量。 又,表1中,“-”表示不含有該成分或不計算該數值。 又,表1中,“<(數值)”表示小於所標記之數值,“>(數值)”表示超過所標記之數值。
依據表1所示之結果可知,本發明的藥液含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,該藥液中,主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當藥液中含有1種粒子時,藥液中之粒子的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當藥液中含有2種以上的粒子時,藥液中之粒子各自的含量相對於藥液的總質量為0.001~30質量ppt,該藥液具有優異的缺陷抑制性能。另一方面,各比較例的藥液不具有所希望的效果。 又,主藥的表面張力為25~40mM/m之實施例6的藥液與實施例468的藥液相比具有優異的膜厚控制性。 又,藥液中之界面活性劑的含量相對於粒子的含量的合計之含有質量比為1×108
~1×1012
之實施例6的藥液與實施例150的藥液相比具有更優異的灰化殘渣的去除性能及p-CMP的缺陷抑制性能。 又,關於藥液,藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm以上尺寸的被計數體的個數為1~100個/mL之實施例6的藥液與實施例25的藥液相比具有更優異的省抗蝕劑性能(均勻性)。 又,藥液中之水的含量為0.01~1.0質量%之實施例6的藥液與實施例164的藥液相比具有更優異的省抗蝕劑性(膜厚控制性)。 又,藥液中之界面活性劑的含量相對於高沸點成分的含量之含有質量比為1~1×104
之實施例6的藥液與實施例472的藥液相比具有更優異的缺陷抑制性能。 又,藥液中所含有之界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚及聚氧乙烯烷基胺之群組中之至少1種之實施例6的藥液與實施例140的藥液相比具有更優異的缺陷抑制性能。
無
圖1係將漢森溶解度參數之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率分別作為頂點之三角圖。
Claims (21)
- 一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,該藥液中,該主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,該雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當該藥液中含有1種該粒子時,該藥液中之該粒子的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該粒子時,該藥液中之該粒子各自的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,藉由光散射式液體粒子計數器計數之100nm以上尺寸的被計數體的個數為1~100個/mL。
- 如申請專利範圍第1項所述之藥液,其中該雜質金屬含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種金屬,當該藥液中含有1種該金屬時,該藥液中之該金屬的含量相對於該藥液的總質量為0.001~100質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該金屬時,該藥液中之該金屬各自的含量相對於該藥液的總質量為0.001~100質量ppt。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中25℃下之該主藥的表面張力為25~40mN/m。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中 該主藥中的該有機溶劑於將該有機溶劑的漢森溶解度參數之分散項的貢獻率、分極項的貢獻率及氫鍵項的貢獻率分別作為頂點之三角圖中,位於被以下4個點包圍之區域內:第一點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為60%及氫鍵項的貢獻率為0%;第二點:分散項的貢獻率為40%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為60%;第三點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為0%及氫鍵項的貢獻率為20%;第四點:分散項的貢獻率為80%,分極項的貢獻率為20%及氫鍵項的貢獻率為0%。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中該有機溶劑含有選自包括丙二醇單甲醚、環戊酮、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、環己酮、乳酸乙酯、2-羥基異丁酸甲酯、環戊酮二甲基縮醛、γ-丁內酯、二甲基亞碸、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸異戊酯、4-甲基-2-戊醇、二乙二醇單甲醚、二甲基醚、二乙基醚、二乙二醇單異丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙基醚、三乙二醇二甲基醚、四乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚、二乙二醇單丁醚、苯甲醚、1,4-二甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、1,4-二苯氧基苯、4-甲氧基甲苯、苯乙醚及3-甲氧基丙酸甲酯之群組中之至少1種。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中該藥液中之該界面活性劑的含量相對於該雜質金屬的粒子的含量的合 計之含有質量比為1×108~1×1012。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其還含有水且該藥液中之該水的含量為0.01~1.0質量%。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其還含有有機雜質且該藥液中之該有機雜質的含量為1~10000質量ppm。
- 如申請專利範圍第8項所述之藥液,其中該有機雜質含有沸點為300℃以上的高沸點成分,該藥液中之該高沸點成分的合計含量相對於該藥液的總質量為0.1~30質量ppm。
- 如申請專利範圍第9項所述之藥液,其中該藥液中之該界面活性劑的含量相對於該高沸點成分的含量之含有質量比為1~1×104。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中該界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基甜菜鹼、四級銨鹽、聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯及聚氧乙烯烯丙基苯基醚硫酸酯之群組中之至少1種。
- 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚及聚氧乙烯烷基胺之群組中之至少1種。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其被用作選自包括預濕液及顯影液之群組中之至少1種。
- 一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;界面活性劑;及有機雜質,該藥液中,該主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,該雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當該藥液中含有1種該粒子時,該藥液中之該粒子的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該粒子時,該藥液中之該粒子各自的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,該藥液中之該有機雜質的含量為1~10000質量ppm,該有機雜質含有沸點為300℃以上的高沸點成分,該藥液中之該高沸點成分的合計含量相對於該藥液的總質量為0.1~30質量ppm。
- 一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,該藥液中,該主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,該雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當該藥液中含有1種該粒子時,該藥液中之該粒子的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該粒子時,該藥液中之該粒子各自的含量 相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,該藥液中之該界面活性劑的含量相對於該雜質金屬的粒子的含量的合計之含有質量比為1×108~1×1012。
- 一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;及界面活性劑,該藥液中,該主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,該雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當該藥液中含有1種該粒子時,該藥液中之該粒子的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該粒子時,該藥液中之該粒子各自的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,該界面活性劑為選自包括炔二醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基甜菜鹼、四級銨鹽、聚氧乙烯烯丙基苯基醚磷酸酯及聚氧乙烯烯丙基苯基醚硫酸酯之群組中之至少1種。
- 一種藥液,其含有:主藥,包括1種有機溶劑或包括2種以上的有機溶劑的混合物;雜質金屬;界面活性劑;及水,該藥液中,該主藥在25℃下之蒸氣壓為60~1340Pa,該雜質金屬含有粒子,該粒子含有選自包括Fe、Cr、Ni及Pb之群組中之1種,當該藥液中含有1種該粒子時,該藥液中之該粒子的含量相對於該藥 液的總質量為0.001~30質量ppt,當該藥液中含有2種以上的該粒子時,該藥液中之該粒子各自的含量相對於該藥液的總質量為0.001~30質量ppt,該藥液中之該水的含量為0.01~1.0質量%。
- 一種藥液收容體,其具備容器及收容於該容器之申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之藥液,與該容器內的該藥液接觸之接液部由非金屬材料或不鏽鋼形成。
- 如申請專利範圍第18項所述之藥液收容體,其中該非金屬材料選自包括聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯-聚丙烯樹脂、四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、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之群組中之至少1種。
- 一種圖案形成方法,包括:預濕步驟,將申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之藥液塗佈於基板上,從而得到完成預濕的基板;抗蝕劑膜形成步驟,在完成預濕的基板上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;曝光步驟,將該抗蝕劑膜進行曝光;及顯影步驟,使用顯影液將經曝光之該抗蝕劑膜進行顯影,該圖案形成方法中,該感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有包括選自包括如下之群組中之至少1種重複單元之樹脂,前述群組包括由式 (a)表示之重複單元、由式(b)表示之重複單元、由式(c)表示之重複單元、由式(d)表示之重複單元及由式(e)表示之重複單元,
- 如申請專利範圍第20項所述之圖案形成方法,其中該預濕步驟中塗佈於該基板上之該藥液在25℃下滿足以下條件1及條件2,條件1:對於該藥液、以及包括該樹脂及該藥液之第一試驗溶液,依據利用脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置進行測定而得之質子的自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式1計算出之Rsq1超過0.001, (式1)Rsq1=(τ0/τ1)-1其中,式1中,τ0表示該藥液的該自旋-自旋弛豫時間,τ1表示該第一試驗溶液的該自旋-自旋弛豫時間,條件2:關於第二試驗溶液及第一試驗溶液,依據利用該脈衝核磁共振方式的粒子界面特性評價裝置測定而得之質子的該自旋-自旋弛豫時間,並藉由下述式2計算出之SRsq超過-1,前述第二試驗溶液包括該樹脂及該藥液,並且含有與該第一試驗溶液中之該樹脂的含量不同的量的該樹脂,(式2)SRsq=(Rsq2-Rsq1)/(c2-c1)其中,式2中,Rsq1表示藉由該式1計算出之值,Rsq2表示藉由下述式3計算出之值,c1及c2分別表示該第一試驗溶液中及該第二試驗溶液中之該樹脂的質量基準的含量,另外,該質量基準的含量的單位為質量%,且c2>c1,(式3)Rsq2=(τ0/τ2)-1其中,式3中,τ0的定義與該式1中之τ0相同,τ2表示該第二試驗溶液的該自旋-自旋弛豫時間。
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