TWI816832B - 藥液、藥液收容體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種缺陷抑制性優異之藥液。又,提供一種含有上述藥液之藥液收容體。本發明的藥液含有選自包含除了烷烴及烯烴以外的化合物、以及癸烷及十一烷之群組中之1種以上的有機溶劑,該藥液還含有選自包含碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上的有機成分,相對於藥液的總質量,有機成分的含量為0.10~1,000,000質量ppt。

Description

藥液、藥液收容體
本發明係有關一種藥液及藥液收容體。
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、阻劑液(阻劑膜組成物)、顯影液、沖洗液、剝離液、化學機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)漿料及CMP後的清洗液等或作為該等的稀釋液,可使用含有水和/或有機溶劑之藥液。
近年來,藉由光微影技術的進步,圖案的微細化不斷發展。作為圖案的微細化的方法,可使用將曝光光源短波長化之方法,嘗試作為曝光光源使用了波長進一步短之EUV(極紫外線)等來代替以往使用之紫外線、KrF準分子雷射及ArF準分子雷射等之圖案形成。
隨著所形成之圖案的微細化,對於該製程中所使用之上述藥液要求進一步的缺陷抑制性。
作為用於以往的圖案形成之藥液,在專利文獻1中揭示了一種“在圖案形成技術中,能夠減少粒子的產生之、化學增幅型阻劑膜的圖案形成用有機系處理液之製造方法([0010]段)”。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2015-084122號公報
本發明人等對藉由上述製造方法製造之圖案形成用有機系處理液(藥液)進行研究之結果,對於缺陷抑制性發現了改善的餘地。
因此,本發明的課題為提供一種缺陷抑制性優異之藥液。又,本發明的課題為提供一種含有上述藥液之藥液收容體。
為了解決上述問題,本發明人等進行深入研究之結果,發現了藉由以下結構能夠解決上述問題。
[1]
一種藥液,其含有選自包含除了烷烴及烯烴以外的化合物、以及癸烷及十一烷之群組中之1種以上的有機溶劑,該藥液還含有選自包含碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上的有機成分,相對於上述藥液的總質量,上述有機成分的含量為0.10~1,000,000質量ppt。
[2]
如[1]所述之藥液,其含有2種以上的上述有機成分。
[3]
如[1]或[2]所述之藥液,其含有1種以上的上述碳數12~50的 烷烴及1種以上的上述碳數12~50的烯烴這兩者。
[4]
如[1]至[3]中任一項所述之藥液,其中上述有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5
[5]
如[1]至[3]中任一項所述之藥液,其中相對於前述藥液的總質量,含有20~80質量%的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5之前述有機溶劑,相對於前述藥液的總質量,含有20~80質量%的對二十烯之漢森溶解度參數的距離不係3~20MPa0.5之前述有機溶劑。
[6]
如[1]至[5]中任一項所述之藥液,其中上述藥液含有選自包含丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、環己酮、乳酸乙酯、碳酸丙二酯、異丙醇、4-甲基-2-戊醇、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊基醚、乙酸異戊酯、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸伸乙酯、環丁碸、環庚酮、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、對稱三甲苯、癸烷、十一烷、3,7-二甲基-3-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-辛醇、2-辛醇、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙酮酸甲酯及草酸二甲酯之群組中之1種以上的上述有機溶劑。
[7]
如[1]至[6]中任一項所述之藥液,其中相對於上述藥液的總質量,上述有機成分的含量為1~150質量ppt。
[8]
如[1]至[7]中任一項所述之藥液,其還含有金屬成分,相對於上述藥液的總質量,上述金屬成分的含量為0.01~500質量ppt。
[9]
如[1]至[7]中任一項所述之藥液,其還含有金屬成分,上述有機成分的含量與上述金屬成分的含量的質量比為0.001~10000。
[10]
如[8]或[9]所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬成分的含量的質量比為0.05~2000。
[11]
如[8]至[10]中任一項所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬成分的含量的質量比為0.1~100。
[12]
如[8]至[11]中任一項所述之藥液,其中上述金屬成分含有金屬粒子及金屬離子。
[13]
如[12]所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬粒子的含量的質量比為0.01~1000。
[14]
如[12]或[13]所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金 屬粒子的含量的質量比為0.1~10。
[15]
如[12]至[14]中任一項所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬粒子的含量的質量比為0.28~3.5。
[16]
如[12]至[15]中任一項所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬離子的含量的質量比為0.01~1000。
[17]
如[12]至[16]中任一項所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬離子的含量的質量比為0.1~5。
[18]
如[12]至[17]中任一項所述之藥液,其中上述有機成分的含量與上述金屬離子的含量的質量比為0.2~1.3。
[19]
如[1]至[18]中任一項所述之藥液,其含有2種以上的上述有機成分,上述2種以上的上述有機成分中的1種以上的有機成分的沸點為380℃以上。
[20]
如[1]至[19]中任一項所述之藥液,其含有選自包含上述碳數12~50的烷烴之群組中之2種以上的上述有機成分,上述2種以上的碳數12~50的烷烴中碳數16~34的任一個 烷烴的含有質量最大。
[21]
一種藥液收容體,其含有容器和收容於上述容器中之[1]至[20]中任一項所述之藥液,上述容器內的與上述藥液接觸之接液部為經電解研磨之不鏽鋼或氟系樹脂。
[22]
如[21]所述之藥液收容體,其中由式(1)求出之上述容器內的孔隙率為2~50體積%。
式(1):孔隙率={1-(上述容器內的上述藥液的體積/上述容器的容器體積)}×100
依本發明,能夠提供一種缺陷抑制性優異之藥液。又,能夠提供一種含有上述藥液之藥液收容體。
以下,對本發明進行詳細說明。
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種實施形態。
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”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,在本發明中的基團(原子團)的標記中,未標有取代及未取代之標記在不損害本發明的效果之範圍內不僅包含不具有取代基之基團,還包含含有取代基之基團。例如,所謂“烴基”,不僅包含不具有取代基之烴基(未取代烴基),還包含含有取代基之烴基(取代烴基)。關於該方面,對於各化合物亦相同。
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]
本發明的實施形態之藥液含有選自包含除了烷烴及烯烴以外的化合物、以及癸烷及十一烷之群組中之1種以上的有機溶劑。
上述藥液還含有有機成分。
上述有機成分係指選自包含碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上。
又,相對於藥液的總質量,上述有機成分的含量為0.10~1,000,000質量ppt。
雖然藉由藥液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形下,亦包含在本發明的範圍內。
在藥液中存在儲存及通過配管之移送等過程中混入之微量雜質,該種雜質容易成為產生各種缺陷之原因。另外,各種缺陷例如係指在將藥液應用於半導體器件的製造步驟之情形下產生之缺陷。更具體而言,係將藥液用作預濕液或沖洗液時之金屬殘渣缺陷等,係在將藥液用作圖案的顯影液時在圖案之間產生橋接部分之缺陷等,係在將藥液用作配管清洗液之情形下,然後,利用經清洗之配管移送上述預濕液、沖洗液或顯影液等之後使用時產生之如上述之缺陷等。
本發明的藥液預先含有既定量的有機成分,因此示出飽和溶液的狀態,而且雜質(尤其,容易成為缺陷的原因之雜質)難以混入藥液中。作為有機成分之烷烴及烯烴的碳數為既定數以上,因此可適當地抑制對在將藥液進行儲存及移送等之情形下使用之容器及配管等接液部中存在之雜質的親和性,可抑制源自接液部之雜質溶出。
另一方面,作為有機成分之烯烴及烷烴的碳數為既定數以下,能夠避免有機成分本身成為缺陷的原因。
基於這樣的機制,本發明人等推測為:在使用了本發明的藥液之各種製程中,能夠抑制最終獲得之缺陷的產生。
[有機溶劑]
本發明的藥液(以下,還簡稱為“藥液”)含有選自包含除了烷 烴及烯烴以外的化合物、以及癸烷及十一烷之群組中之1種以上的有機溶劑。換言之,在本說明書中,除了癸烷和十一烷以外,在有機溶劑中不含烷烴及烯烴。
在本說明書中,所謂有機溶劑,係指相對於上述藥液的總質量,以超過10000質量ppm之含量含有每1種成分之液態有機化合物。亦即,在本說明書中,相對於上述藥液的總質量,超過10000質量ppm而含有之液態有機化合物相當於有機溶劑。
另外,藥液必須含有之上述有機溶劑為除了烷烴及烯烴以外的化合物、癸烷和/或十一烷。
上述有機溶劑係除了烷烴及烯烴以外的化合物為較佳。
又,在本說明書中,所謂液態,係指在25℃、大氣壓下為液體。
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,超過99.0質量%為更佳,99.9質量%以上為進一步較佳,99.99質量%以上為特佳。上限小於100質量%。
有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。在使用2種以上的有機溶劑之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
就將藥液應用(例如,作為清洗與預濕液、顯影液、沖洗液或該等液接觸之機器之清洗液等的應用)於各種製程時的缺陷抑制性(以下,還簡稱為“藥液的缺陷抑制性”)更優異之觀點而言,有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5為 較佳。
認為:在有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3MPa0.5以上之情形下,能夠適當地抑制來自對藥液進行純化時使用之過濾器等之有機成分等的溶出,容易將藥液的有機成分的含量控制在本發明的藥液所容許之上限以下。又,容易抑制來自環境中(大氣以及在將液進行儲存及移送等之情形下使用之容器及配管等)的意想不到的雜質(尤其係極性小的有機系雜質等)進入藥液中。
認為:在有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為20MPa0.5以下之情形下,相對於藥液所含有之有機成分之溶解性良好,且在將藥液塗佈於晶圓等上時,容易抑制有機成分在晶圓上凝聚而成為缺陷的原因。
在使用2種以上的有機溶劑之情形下,至少1種滿足上述漢森溶解度參數的範圍為較佳,至少2種滿足上述漢森溶解度參數的範圍為更佳,所有種類滿足上述漢森溶解度參數的範圍為進一步較佳。
在使用2種以上的有機溶劑之情形下,基於各有機溶劑的含量的莫耳比之、漢森溶解度參數的加權平均值滿足上述漢森溶解度參數的範圍為較佳。
例如,藥液中的有機溶劑僅係實質上滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑為較佳。藥液中的有機溶劑僅係實質上滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑,係指相對於有機溶 劑的總質量,滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量為99質量%以上(較佳為99.9質量%以上)。
又,例如,有機溶劑係含有滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑和不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑這兩者之混合溶劑亦為較佳。
在該情形下,相對於藥液的總質量,藥液(混合溶劑)含有20~80質量%(較佳為30~70質量%)的滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑,相對於藥液的總質量,含有20~80質量%(較佳為30~70質量%)的不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑為較佳。
認為:與不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量過少或過多之情形(例如,相對於藥液(混合溶劑)的總質量,為1質量%以上且小於20質量%或超過80質量%之情形)相比,在滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量和不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量分別在一定範圍內之情形下,能夠將作為整個藥液的、相對於金屬系原材料及有機系原材料之親和性調節在適當的範圍內,從而本發明的效果更優異。
在不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量為一半量之情形(例如,超過1質量%且小於20質量%之情形)下,一半量的不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑容易在使藥液所含有之、無意間從環境中混入(污染)之具有相對大的極性之有機系雜質和/或離子性金屬成分等析出之方面發揮作用。 另一方面,認為:在不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量為20質量%以上之情形下,相比上述析出作用,優先發揮難以從環境中吸收該等成分之作用,從而作為整個藥液的缺陷抑制性得到改善。
認為:若不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量為80質量%以下,則能夠抑制從環境中過度吸收極性小的有機系雜質和/或粒子性金屬成分,從而缺陷抑制性得到改善。
又,相對於藥液的總質量,滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑和不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的總含量係98.0質量%以上為較佳,99.0質量%超為更佳,99.9質量%以上為進一步較佳,99.99質量%以上為特佳。上限值小於100質量%。
另外,不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑中的、對二十烯之漢森溶解度參數的距離不係3~20MPa0.5
不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑中的、對二十碳烯之漢森溶解度參數的距離為0MPa0.5以上且小於3MPa0.5(較佳為超過0MPa0.5且小於3MPa0.5)或超過20MPa0.5(較佳為超過20MPa0.5且為50MPa0.5以下)。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,有機溶劑的對二十烷之漢森溶解度參數的距離係5~25MPa0.5為較佳。
對於其推斷機制,關於有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離與上述者相同。
在使用2種以上的有機溶劑之情形下,至少1種滿足上述漢森溶解度參數的範圍為較佳,至少2種滿足上述漢森溶解度參數的範圍為更佳,所有種類滿足上述漢森溶解度參數的範圍為進一步較佳。又,相對於藥液的總質量,滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑的含量係50質量%以上且小於100質量%為較佳,80質量%以上且小於100質量%為更佳,95質量%以上且小於100質量%為進一步較佳。
在使用2種以上的有機溶劑之情形下,基於各有機溶劑的含量的莫耳比之、漢森溶解度參數的加權平均值滿足上述漢森溶解度參數的範圍為較佳。
在本說明書中,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)等中所記載之漢森溶解度參數。亦即,關於漢森溶解度參數,由多維向量(分散項(δd)、偶極間項(δp)及氫鍵項(δh))表示溶解性,且認為該等3個參數係稱為漢森空間之三維空間中的點的坐標。
漢森溶解度參數的距離係指2種化合物在漢森空間中的距離,漢森溶解度參數的距離可藉由以下式來求出。
(Ra)2=4(δd2-δd1)2+(δp2-δp1)2+(δh2-δh1)2
Ra:第1化合物與第2化合物的漢森溶解度參數的距離(單位:MPa0.5)
δd1:第1化合物的分散項(單位:MPa0.5)
δd2:第2化合物的分散項(單位:MPa0.5)
δp1:第1化合物的偶極間項(單位:MPa0.5)
δp2:第2化合物的偶極間項(單位:MPa0.5)
δh1:第1化合物的氫鍵項(單位:MPa0.5)
δh2:第2化合物的氫鍵項(單位:MPa0.5)
在本說明書中,關於化合物的漢森溶解度參數,具體而言,使用HSPiP(Hansen Solubility Parameter in Practice:實踐中之漢森溶解度參數)進行計算。
作為有機溶劑的種類,並無特別限制,能夠使用公知的有機溶劑。關於有機溶劑,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、丙酮酸烷基酯、二烷基亞碸、環狀碸、二烷基醚、一元醇、乙二醇、乙酸烷基酯、及N-烷基吡咯啶酮等。
關於藥液所含有之有機溶劑,例如,選自包含丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、環己酮(CHN)、乳酸乙酯(EL)、碳酸丙二酯(PC)、異丙醇(IPA)、4-甲基-2-戊醇(MIBC)、乙酸丁酯(nBA)、甲氧基丙酸甲酯、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊基醚、乙酸異戊酯、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸伸乙酯、環丁碸、環庚酮、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁 酸異丁酯、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、對稱三甲苯、癸烷、十一烷、3,7-二甲基-3-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-辛醇、2-辛醇、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙酮酸甲酯及草酸二甲酯之群組中之1種以上為較佳。
作為使用2種以上的有機溶劑之例子,可舉出PGMEA和PGME的併用、及PGMEA和PC的併用。
另外,藥液中的有機溶劑的種類及含量能夠使用氣相色譜質譜儀來進行測量。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,有機溶劑的ClogP係0.05~7.00為較佳,0.07~2.00為更佳。
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。
在使用2種以上的有機溶劑之情形下,基於各有機溶劑的含量的莫耳比之ClogP值的加權平均值滿足上述ClogP值的範圍為較佳。
[有機成分]
藥液含有有機成分。
有機成分為選自包含碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上。
藥液可以單獨含有1種有機成分,亦可以含有2種以上。就 藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,藥液含有2種以上的有機成分為較佳。
在含有2種以上的有機成分之情形下,藥液滿足下述要件A~C中的任意一個以上,且滿足要件C為較佳。
要件A:藥液含有選自包含碳數12~50的烷烴之群組中之2種以上。
要件B:藥液含有選自包含碳數12~50的烯烴之群組中之2種以上。
要件C:含有選自包含碳數12~50的烷烴之群組中之1種以上、及選自包含碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,相對於藥液的總質量,有機成分的含量為0.10~1,000,000質量ppt,就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,0.5~10,000質量ppt為較佳,0.5~1,000質量ppt為更佳,1~150質量ppt為進一步較佳,1~60質量ppt為特佳。
在使用2種以上的有機成分之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,有機成分的ClogP係5.0以上為較佳,8.0~26.0為更佳,9.0~17.0為進一步較佳。
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。
有機成分的分子量係200~600為較佳,220~450為更佳。
有機成分的沸點通常為180℃以上,190~600℃為較佳,200~500℃為更佳。
又,藥液含有2種以上的有機成分,其中至少1種有機成分的沸點係380℃以上(較佳為380~480℃)為較佳。
另外,在本說明書中,沸點係指標準氣壓下的沸點。
<烷烴>
作為有機成分之碳數12~50的烷烴為由CjH2j+2(j表示12~50的整數,2個j為相同的值)表示之化合物。
上述烷烴可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀。另一方面,碳數12~50的烷烴不含環狀結構。亦即,上述烷烴不係環烷烴。
上述烷烴的碳數係14~40為較佳,16~34為更佳。
又,就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,藥液含有選自包含碳數12~50的烷烴之群組中之2種以上為較佳,上述2種以上的碳數12~50的烷烴中碳數16~34的任一個烷烴的含有質量最大為較佳。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,在藥液含有碳數12~50的烷烴之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~5,000質量ppt為較佳,0.5~1,000質量ppt為更佳,1~50質量ppt為進一步較佳。
在含有2種以上的上述烷烴之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
<烯烴>
作為有機成分之碳數12~50的烯烴在分子中含有1個以上的C=C雙鍵。
在分子中含有1個C=C雙鍵之碳數12~50的烯烴為由CnC2n+2-2x(n表示12~50的整數。x表示1以上的整數,且表示烯烴所具有之C=C雙鍵數)表示之烯烴。另外,CnC2n+2-2x中,2個n為相同的值,“2n+2-2x”為4以上的值。
碳數12~50的烯烴可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀。另一方面,碳數12~50的烯烴不含環狀結構。亦即,碳數12~50的烯烴不係環烯烴。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,在藥液含有碳數12~50的烯烴之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.1~5,000質量ppt為較佳,0.5~1,000質量ppt為更佳,1~50質量ppt為進一步較佳。
在使用2種以上的上述烯烴之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,由CnC2n+2-2x表示且x為1之烯烴的碳數係14~40為較佳,16~34為更佳。
在藥液含有由CnC2n+2-2x表示且x為1之烯烴之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~5,000質量ppt為較佳,0.1~ 1,000質量ppt為更佳,1~40質量ppt為進一步較佳。
在使用2種以上的由CnC2n+2-2x表示且x為1之烯烴之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
由CnC2n+2-2x表示且x為2以上之烯烴的碳數(亦即n)係30~50為較佳,30~40為更佳。
雙鍵數(亦即x)係2~15為較佳,2~10為更佳。
由CnC2n+2-2x表示且x為2以上之烯烴係鯊烯(Squalene)(C30H50)、番茄紅素(Lycopene)(C40H56)、鏈孢紅素(Neurosporene)(C40H58)、八氫番茄紅素(Phytoene)(C40H64)或六氫番茄紅素(Phytofluene)(C40H62)為較佳,鯊烯為更佳。
在藥液含有由CnC2n+2-2x表示且x為2以上之烯烴之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~5,000質量ppt為較佳,0.1~1,000質量ppt為更佳,1~10質量ppt為進一步較佳。
在使用2種以上的由CnC2n+2-2x表示且x為2以上之烯烴之情形下,總含量在上述範圍內為較佳。
另外,關於藥液中的有機成分的含量,能夠使用GCMS(氣相色譜質譜儀;gas chromatography mass spectrometry)來進行測量。
[金屬成分]
藥液可以含有金屬成分。
本發明中,關於金屬成分,可舉出金屬粒子及金屬離子,例如,所謂金屬成分的含量,表示金屬粒子及金屬離子的總含量。
藥液可以含有金屬粒子及金屬離子中的任一者,亦可以含有兩者。藥液含有金屬粒子及金屬離子這兩者為較佳。
金屬成分中的金屬元素例如可舉出Na(鈉)、K(鉀)、Ca(鈣)、Fe(鐵)、Cu(銅)、Mg(鎂)、Mn(錳)、Li(鋰)、Al(鋁)、Cr(鉻)、Ni(鎳)、Ti(鈦)及Zr(鋯)。金屬成分可以含有1種金屬元素,亦可以含有2種以上。
金屬粒子可以為單體,亦可以為合金,還可以以金屬與有機物締合之形態存在。
金屬成分可以為不可避免地包含在藥液中所包含之各成分(原料)中之金屬成分,亦可以為對處理液進行製造、儲存和/或移送時不可避免地包含之金屬成分,還可以有意添加。
就藥液的缺陷抑制性更加優異之觀點而言,在藥液含有金屬成分之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~500質量ppt為較佳,0.01~250質量ppt為更佳,0.01~100質量ppt為進一步較佳。
認為:若金屬成分的含量為0.01質量ppt以上,則容易抑制藥液能夠含有之有機化合物(尤其係具有極性之有機化合物)在基板等上凝聚成粒子狀而成為缺陷。
又,若金屬成分的含量小於500質量ppt,則容易避免源自金屬成分之缺陷產生的增加。
就藥液的缺陷抑制性更加優異之觀點而言,在藥液含有金屬離子之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~400質 量ppt為較佳,0.01~200質量ppt為更佳,0.01~80質量ppt為進一步較佳。
就藥液的缺陷抑制性更加優異之觀點而言,在藥液含有金屬粒子之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.01~400質量ppt為較佳,0.01~150質量ppt為更佳,0.01~40質量ppt為進一步較佳。
又,就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,在藥液含有金屬成分之情形下,有機成分的含量與金屬成分的含量的質量比(有機成分的含有質量/金屬成分的含有質量)係0.001~10000為較佳,0.05~2000為更佳,0.1~2000為進一步較佳,0.1~100為特佳。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,在藥液含有金屬粒子之情形下,有機成分的含量與金屬粒子的含量的質量比(有機成分的含有質量/金屬粒子的含有質量)係0.01~30000為較佳,0.1~6000為更佳,0.1~1000為進一步較佳,0.1~10為特佳,0.28~3.5為最佳。
就藥液的缺陷抑制性更優異之觀點而言,在藥液含有金屬離子之情形下,有機成分的含量與金屬離子的含量的質量比(有機成分的含有質量/金屬離子的含有質量)係0.01~10000為較佳,0.1~2500為更佳,0.01~1000為進一步較佳,0.1~5為特佳,0.2~1.3為最佳。
另外,藥液中的特定金屬離子及特定金屬粒子的種類及 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。因此,確定成為測量對象之金屬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,能夠測量金屬粒子的含量。因此,若自試樣中的金屬成分的含量減去金屬粒子的含量,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公司製造的NexION350S以外,還能夠使用Agilent Technologies公司製造的Agilent 8900。
‧其他成分
藥液還可以含有除了上述以外的其他成分。作為其他成分,例如,可舉出其他有機化合物、水及樹脂等。
<水>
藥液可以含有水。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。
水可以添加到藥液中,亦可以在藥液的製造步驟中無意間混合到藥液中。作為在藥液的製造步驟中無意間被混合之情形,例如可舉出在製造藥液時所使用之原料(例如,有機溶劑)中含有水之情形及在藥液的製造步驟中混合(例如,污染)水之情形等,但是並不限制於上述。
作為藥液中的水的含量,並無特別限制,但是通常相對於藥液的總質量,係0.05~2.0質量%為較佳。藥液中的水的含量係指使用以卡爾費休(Karl Fischer)水分測量法作為測量原理之裝置測量之水分含量。
<樹脂>
藥液還可以含有樹脂。作為樹脂,含有藉由酸的作用進行分解而產生極性基之基團(含有酸分解性基之重複單元)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要成分之顯影液之溶解性減少之樹脂、亦即含有後述之式(AI)所表示之重複單元之樹脂為更佳。含有後述之式(AI)所表示之重複單元之樹脂含有藉由酸的作用進行分解而產生鹼可溶性基之基團。
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要成分之顯影液之溶解性減少之樹脂P進行詳述。
(式(AI):含有酸分解性基之重複單元)
樹脂P含有式(AI)所表示之重複單元為較佳。
Figure 108124353-A0305-02-0025-1
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價的連結基。
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)。
相對於樹脂P中的所有重複單元,含有酸分解性基之重複單元(較佳為由式(AI)表示之重複單元)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,除了含有酸分解性基之重複單元以外,樹脂P還可以含有其他重複單元。作為其他重複單元,可舉出含有內酯結構之重複單元、含有酚性羥基之重複單元、含有極性基之重複單元及在側鏈上含有矽原子之重複單元等。
作為基於GPC(Gel permeation chromatography(凝膠滲透層析))法之聚苯乙烯換算值,樹脂P的重量平均分子量係1,000~200,000為較佳,3,000~20,000為更佳,5,000~15,000為進一步較佳。若將重量平均分子量設為1,000~200,000,則可防止耐熱性及耐乾蝕刻性的劣化,且可防止顯影性劣化或黏度增加而製膜性劣化。
分散度(分子量分佈)通常係1~5,1~3為較佳,1.2~3.0為更佳,1.2~2.0為進一步較佳。
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,亦可以使用複數種。
對於藥液,除此之外,關於酸產生劑、鹼性化合物、淬滅劑、疏水性樹脂、界面活性劑及溶劑等,在不與本發明的要件衝突之範圍內均能夠使用公知的成分。藥液例如可以含有日本特開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。
<其他有機化合物>
藥液還可以含有除了上述以外的其他有機化合物。
其他有機化合物係指不係碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴中的任一個之有機化合物,且相對於藥液的總質量為10000質量ppm以下的含量之有機化合物。
關於其他有機化合物,例如,可舉出碳數小於12的烷烴及碳數小於12的烯烴。
其他有機化合物可以添加到藥液中,亦可以在藥液的製造步驟中無意間被混合。作為在藥液的製造步驟中無意間被混合之情形,例如可舉出在製造藥液時所使用之原料(例如,有機溶劑)中含有其他有機化合物之情形及在藥液的製造步驟中混合(例如,污染)水之情形等,但是並不限制於上述。
在藥液含有其他有機化合物之情形下,相對於藥液的總質量,其含量係0.001~10,000質量ppt為較佳,0.1~80質量ppt為更佳,1~15質量ppt為進一步較佳。
另外,關於上述藥液中的其他有機化合物的含量,能夠使用GCMS(氣相色譜質譜儀;gas chromatography mass spectrometry)來進行測量。
[藥液的用途]
上述實施形態之藥液用於半導體器件的製造為較佳。
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。例如還能夠用於塗佈抗蝕劑前後的半導體基板的邊緣線的沖洗。
除此之外,藥液還可以用作阻劑液所含有之樹脂的稀釋液等。又,亦可以藉由其他有機溶劑和/或水等來進行稀釋。
又,上述藥液還能夠用於除了用於半導體器件之製造以外的其他用途,還能夠用作聚醯亞胺、感測器用阻劑、透鏡用阻劑等顯影液及沖洗液等。
又,上述藥液還能夠用作醫療用途或清洗用途的溶劑。例如,能夠較佳地用於配管、容器及基板(例如,晶圓及玻璃等)等的清洗。
作為上述清洗用途,用作清洗與上述預濕液等液接觸之配管及容器等之清洗液(配管清洗液及容器清洗液等)亦為較佳。
其中,關於藥液,在應用於圖案形成時的預濕液、顯影液及沖洗液之情形下,發揮更優異之效果。又,在應用於用於該等液的移送之配管中所使用之配管清洗液之情形下,亦發揮更優異之效果。
[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,就可獲得顯示更優異之本發明的效果之藥液之觀點而言,藥液之製造方法具有使用過濾器對含有有機溶劑之被純化 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。作為這樣的被純化物的市售品,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(C2H5)3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:二異松蒎烯基硼烷)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獲得藥液之過濾步驟。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,就更容易將藥液所含有之粒子(金屬粒子等)的數量控制在所期望的範圍內之觀點而言,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,但就生產性的觀點而言,通常係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、C4F9OC2H5)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,則就更容易控制藥液中的含有粒子數量之觀點而言為較佳。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,就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。在該情形下,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個過濾器之情形下, 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形下,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。在該情形下,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,在樹脂之情形下,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,就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觀點而言,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,但用接觸角計測量之在25℃下之靜態接觸角係60°以下為較佳,50°以下為更佳,30°以下為進一步較佳。
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,就更容易製造之觀點而言,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)而在樹脂中生成活性部分(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,生成該單體作為接枝聚合側鏈而鍵結於聚烯烴纖維的聚合物。使含有該生成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,則更容易將藥液中的含有金屬原子之粒子的含量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,就可獲得顯示更優異之本發明的效果之藥液之觀點而言,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,但是就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,可以使用不同材料的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形下,為了除去這樣的粒子,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捉粒子之膜或為了通過篩保持機構捕捉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”係指保持去除對象粒子大於多孔膜的細孔徑的結果。關於篩保持力,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2次過濾器的功能。
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。作為該種組合,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。作為纖維膜的製造方法,例如可舉出電紡絲、電吹及熔吹等。
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)之情形下,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(或未充分清洗之過濾器)實施過濾步驟,則藥液 中的有機成分的含量有時還會超過作為本發明的藥液的容許範圍。
例如,在將UPE等聚烯烴及PTFE等聚氟碳化物用於過濾器之情形下,過濾器容易含有碳數12~50的烷烴作為雜質。
又,在將使聚醯胺(尼龍等)與尼龍等聚醯胺、聚醯亞胺及聚烯烴(UPE等)接枝共聚而得之聚合物用於過濾器之情形下,過濾器容易含有碳數12~50的烯烴作為雜質。
關於過濾器的清洗方法,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))中1週以上之方法。在該情形下,上述有機溶劑的液溫係30~90℃為較佳。
可以使用調節了清洗程度之過濾器對被純化物進行過濾,並調節成所獲得之藥液含有所期望的量的源自過濾器的有機成分。
如上所述,本發明的實施形態之過濾步驟可以為使被純化物通過選自包含過濾器的材料、細孔直徑及細孔結構之群組中之至少1種不同的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(氟系樹脂等)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形。
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-聚丙烯樹脂以及氟系樹脂(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。
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。
作為不銹鋼並無特別限制,能夠使用公知的不銹鋼。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銹鋼為更佳。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(商品名稱,以下相同。)、蒙乃爾合金(商品名稱,以下相同)及英高鎳合金(商品名稱,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,但在金屬材料的表面的凹凸容易變得更小之觀點上,#400以下為較佳。另外,拋光在電解研磨之前進行為較佳。
<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生成作為反應物之含有有機溶劑之被純化物之步驟。作為生成被純化物之方法,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秒為進一步較佳。作為導電性材料,可舉出不銹鋼、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為進一步較佳。
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,就可獲得更優異之本發明的效果之觀點而言,作為保管溫度係4℃以上為較佳。
[藥液收容體]
利用上述純化方法製造之藥液可以收容於容器中而保管至使用時為止。
將這樣的容器和收容於容器中之藥液統稱為藥液收容體。從所保管之藥液收容體中取出藥液後進行使用。
作為保管上述藥液之容器,對於半導體器件製造用途,容器內的潔淨度高,且雜質的溶出少為較佳。
作為能夠使用之容器,具體而言,可舉出AICELLO CHEMICAL CO.,LTD.製造的“Clean Bottle”系列及KODAMA PLASTICS CO.,LTD.製造的“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。
該容器的接液部可以為已說明之耐腐蝕材料(較佳為經電解研磨之不鏽鋼或氟系樹脂)或玻璃。就可獲得更優異之本發明的效果之觀點而言,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。
藥液收容體的、容器內的孔隙率係2~80體積%為較佳,2~50體積%為更佳,5~30體積%為進一步較佳。
另外,上述孔隙率依據式(1)來進行計算。
式(1):孔隙率={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。
若孔隙率較小,則由於存在於孔隙中之空氣少,因此可減少空氣中的有機化合物等混入藥液中之量,因此容易使所收容之藥液的組成穩定。
若孔隙率為2體積%以上,則由於存在適當的空間,因此容易處理藥液。
[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,藉由通常的測量進行檢測極限以下的成分的測量時,將藥液進行濃縮而進行測量,換算為濃縮前的溶液的濃度而計算了含量。
[藥液的製作]
[過濾器的準備]
關於用於藥液的純化之過濾器,均使用了使用對市售的PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)進行蒸餾純化而得之清洗液進行了清洗之過濾器。另外,清洗時,將含有過濾器之整個過濾器單元 浸漬於PGMEA中,並清洗了所有接液部。又,將清洗期間(浸漬期間)設為1週以上。清洗中,上述PGMEA的液溫保持在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,Nihon Entegris K.K.製造,孔徑為3nm
‧PTFE:聚四氟乙烯製過濾器,Nihon Entegris K.K.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,Nihon Entegris K.K.製造,孔徑為3nm
‧聚醯亞胺:聚醯亞胺製過濾器,Nihon Entegris K.K.製造,孔徑為10nm
[純化]
<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。
括號內的值表示單獨的各有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離(單位:MPa0.5)。
‧PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯(9.5)
‧CHN:環己酮(9.1)
‧EL:乳酸乙酯(12.9)
‧PGME:丙二醇單甲醚(11.0)
‧PC:碳酸丙二酯(19.1)
‧MMP:甲氧基丙酸甲酯(8.8)
‧IPA:異丙醇(15.8)
‧MIBC:4-甲基-2-戊醇(11.1)
‧nBA:乙酸丁酯(5.6)
‧MeOH:甲醇(23.7)
‧Undecane:十一烷(1.8)
‧Butyl Butyrate:丁酸丁酯(4.6)
‧Isoamyl Ether:異戊基醚(二異戊基醚)(2.1)
‧Ethylcyclohexane:乙基環己烷(1.8)
‧iAA:乙酸異戊酯6.0)
‧isobutyl isobutyrate:異丁酸異丁酯(3.6)
‧Methyl Malonate:丙二酸二甲酯(10.3)
另外,在併用2種有機溶劑之情形下,分別購買混合前的有機溶劑,並將彼此混合既定量而製成了被純化物。
又,在併用2種有機溶劑之情形下,所記載之數值表示有機溶劑的混合比(質量比)。
例如,“PGME/PGMEA=7/3”的記載係指PGMEA與PGME的7:3混合液(質量比),這樣的整個混合液中的、對二十烯之漢森溶解度參數的距離(基於各有機溶劑的含量的莫耳比之漢森溶解度參數的加權平均值)為11.0MPa0.5
<容器>
作為容納藥液之容器,使用了下述容器。
‧EP-SUS:接液部為經電解研磨之不鏽鋼之容器
‧PFA:接液部被全氟烷氧基烷烴塗佈之容器
對選自上述被純化物中之1種進行蒸餾,並使經蒸餾純化之被純化物進一步通過上述實施了清洗之過濾器1次以上之後,以既定的孔隙率收容於各種容器中。
另外,在一系列純化的過程中,移送被純化物及藥液之配管使用了接液部經電解研磨之不鏽鋼製配管或未經電解研磨之不鏽鋼製的配管。
適當地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(基於配管之移送的距離),而分別製成了表1中所示之藥液。
其中,比較例AB01等烴總量超過1,000,000質量ppt之藥液為在上述未實施清洗處理之過濾器中通液而製作之藥液。
又,關於比較例HB07等含有碳數小於12的烷烴和/或烯烴之藥液,藉由對在過濾器中通液之後的被純化物添加碳數6和10的烷烴及烯烴以成為表1中所記載之含量而進行了製作。
以下,實施例或比較例的編號與藥液的編號一致。例如,將在實施例AA01中製備並供於試驗之藥液稱為藥液AA01。
[分析]
藉由下述所示之方法測量了藥液的有機成分及金屬成分的含量。
<有機成分的含量>
關於各種藥液中的有機成分的含量,使用氣相層析質譜(GC/MS)儀進行了解析。
<金屬成分的含量>
關於藥液中的金屬成分(金屬離子及金屬粒子)的含量,藉由使用ICP-MS及SP-ICP-MS之方法進行了測量。
關於裝置,使用了以下裝置。
‧製造商:PerkinElmer
‧型號:在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
‧Syngistix for ICP-MS軟體
另外,在從藥液中檢測到之烷烴或烯烴內,碳數為20以上的烷烴或烯烴的沸點均為380℃以上。
將各實施例的藥液之製造條件、有機成分及金屬成分的含量記載於下述表中。
另外,將用於藥液的製造之有機溶劑及過濾器的種類等記載於表1a1~1a19中。
將藥液中的烷烴的含量記載於表1b1~1b19中。
將藥液中的烯烴的含量記載於表1c1~1c19中。
將藥液中的金屬成分的含量等記載於表1d1~1d19中。
表1a1~1a19中,“對二十烷的HSP距離”及“對二十烯的 HSP距離”一欄的下段中所記載之值係指所使用之有機溶劑的對二十烷或二十烯之漢森溶解度參數的距離(單位:MPa0.5)。
另外,在混合2種以上的有機溶劑之體系中,係指基於各有機溶劑的含量的莫耳比之、漢森溶解度參數的加權平均值。
“clogP”一欄示出所使用之有機溶劑的ClogP值。
另外,在混合2種以上的有機溶劑之體系中,係指基於各有機溶劑的含量的莫耳比之、clogP值的加權平均值。
表1b1~1b19及表1c1~1c19中,在記載了烷烴及由CkH2k表示之烯烴(含有1個C=C雙鍵之烯烴)的碳數之欄的下段中所記載之值表示各碳數的烷烴或由CkH2k表示之烯烴的含量。例如,表1b1中,相對於藥液的總質量,藥液AA01含有2質量ppt的碳數18的烷烴。
另外,關於碳數12~50的烷烴及由CkH2k表示之烯烴中未記載之碳數的烷烴及由CkH2k表示之烯烴的含量,省略記載。
關於烷烴及烯烴的含量所記載之“0”的值,係指相對於藥液的總質量,該等烷烴及烯烴的含量小於0.001質量ppt(檢測極限)。在該情形下,視作藥液不含含量為“0”的烷烴及烯烴。
表1b1~1b19及表1c1~1c19中,“總量”一欄分別示出藥液中的碳數12~50的烷烴的總含量及藥液中的碳數12~50的烯烴的總含量。亦即,即使在藥液含有碳數6或10的烷烴或烯烴之情形下,為了計算上述“總量”一欄的數量,該等的含量並未計算在內。
表1b1~1b19中,“最大含有碳數”一欄的下段中所記載之值 表示藥液所含有之各碳數的烷烴中含有質量最大的烷烴的碳數。
表1c1~1c19中,“CnHm”一欄的下段中所記載之值為含有2個以上的C=C雙鍵之烯烴的含量。作為含有2個以上的C=C雙鍵之烯烴,僅檢測到鯊烯(clogP:12.9)。
表1d1~1d19的“有機成分總量”一欄的下段中所記載之值表示藥液中的有機成分的總含量。亦即,即使在藥液含有碳數6或10的烷烴或烯烴之情形下,為了計算上述“有機成分總量”一欄的數量,該等的含量並未計算在內。
表1d1~1d19的“比率1~3”一欄的下段中所記載之值分別表示藥液中的“有機成分的含量與金屬成分的含量的質量比”、“有機成分的含量與金屬粒子的含量的質量比”及“有機成分的含量與金屬離子的含量的質量比”。
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[試驗]
將所調節之藥液放入容器中之狀態下,在30℃的條件下保管90天之後,供於下述試驗。
[塗佈缺陷抑制性的評價]
藉由以下方法,對藥液的缺陷抑制性進行了評價。
準備直徑約為300mm的裸矽晶圓,一邊使該晶圓在500rpm的條件下進行旋轉,一邊經由配管(NICHIAS Corporation.製造/接液部:不鏽鋼製/φ:內徑為4.35mm、外徑為6.35mm/長度:10m/事先利用對市售的PGMEA進行蒸餾純化而得之清洗液進行通液清洗之後使用),將各100ml藥液從容器移送至噴射裝置,並以5ml/s的噴射速度經20秒進行了噴射。然後,使晶圓以2000rpm 旋轉30秒鐘並實施了旋轉乾燥處理。
將其作為評價用晶圓。接著,使用KLA-Tencor公司製造的晶圓檢查裝置“SP-5”和Applied Materials,Inc.的全自動缺陷檢測分類裝置“SEMVision G6”,檢查了存在於晶圓的整個表面上之尺寸為17nm以上的缺陷的數量及其組成。
將所測量之缺陷中的粒子狀異物分類為以金屬作為主要成分之“金屬殘渣缺陷”和以有機物作為主要成分之“粒子狀有機殘渣缺陷”並分別進行了測量。進而,將除了粒子狀異物以外的缺陷作為“斑點狀缺陷”而進行了計數。對於測量結果,分別依據以下基準進行了評價。進而,基於該等的缺陷數的合計,並作為“綜合評價”,依據以下基準進行了評價。
塗佈缺陷越少,則能夠評價為將該藥液用作預濕液、顯影液或沖洗液時的性能越優異。
(金屬殘渣缺陷的評價標準)
A:缺陷數為20個/晶圓以下。
B:缺陷數為21個/晶圓以上且100個/晶圓以下。
C:缺陷數為101個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
D:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
E:缺陷數為1001個/晶圓以上且5000個/晶圓以下。
F:缺陷數為5001個/晶圓以上。
(粒子狀有機殘渣缺陷的評價標準)
A:缺陷數為50個/晶圓以下。
B:缺陷數為51個/晶圓以上且200個/晶圓以下。
C:缺陷數為201個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
D:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
E:缺陷數為1001個/晶圓以上且5000個/晶圓以下。
F:缺陷數為5001個/晶圓以上。
(斑點狀缺陷的評價標準)
A:缺陷數為50個/晶圓以下。
B:缺陷數為51個/晶圓以上且200個/晶圓以下。
C:缺陷數為201個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
D:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
E:缺陷數為1001個/晶圓以上且5000個/晶圓以下。
F:缺陷數為5001個/晶圓以上。
(綜合評價中的評價標準)
A:各缺陷的合計缺陷數為100個/晶圓以下。
B:各缺陷的合計缺陷數為101個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
C:各缺陷的合計缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
D:各缺陷的合計缺陷數為1001個/晶圓以上且5000個/晶圓以下。
E:各缺陷的合計缺陷數為5001個/晶圓以上且30000個/晶圓以下。
F:各缺陷的合計缺陷數為30001個/晶圓以上。
[圖案缺陷抑制性的評價]
製備以下所示之摻合的阻劑組成物,使用藥液製作了圖案。
此時,使用了藥液AA01作為後述之預濕液,使用了藥液HA01作為顯影液,並使用了藥液FA01作為沖洗液。
其中,在對藥液的作為預濕液的性能進行評價之情形下,使用了評價對象的各藥液作為預濕液。同樣地,在對藥液的作為顯影液的性能進行評價之情形下,使用了評價對象的各藥液作為顯影液。在對藥液的作為沖洗液的性能進行評價之情形下,使用了評價對象的各藥液作為沖洗液。
另外,當噴射用作預濕液、顯影液或沖洗液時的藥液時,經由配管(NICHIAS Corporation.製造/接液部:不鏽鋼製/φ:內徑4.35mm、外徑6.35mm/長度:10m/事先利用對市售的PGMEA進行蒸餾純化而得之清洗液進行通液清洗之後使用),將藥液從容器移送至塗佈裝置等的噴射口。
<阻劑組成物>
阻劑組成物1藉由以下述組成混合各成分而獲得。
‧樹脂(A-1):0.77g
‧光酸產生劑(B-1):0.03g
‧鹼性化合物(E-3):0.03g
‧PGMEA(市售品,高純度等級):67.5g
‧EL(市售品,高純度等級):75g
(樹脂)
作為樹脂,使用了以下樹脂。
Figure 108124353-A0305-02-0101-84
‧光酸產生劑
作為光酸產生劑,使用了以下化合物。
Figure 108124353-A0305-02-0101-85
(鹼性化合物)
作為鹼性化合物,使用了以下化合物。
Figure 108124353-A0305-02-0101-86
<圖案的形成及評價>
藉由以下方法,對藥液的殘渣缺陷抑制性、橋接缺陷抑制性及 斑點狀缺陷抑制性進行了評價。另外,在試驗中使用了SOKUDO公司製造的塗佈顯影系統“RF3S”。
首先,將AL412(Brewer Science公司製造)塗佈於直徑為300mm的矽晶圓上,並在200℃的條件下烘烤60秒鐘而形成了膜厚為20nm的阻劑下層膜。在其上塗佈預濕液,並從其上塗佈阻劑組成物,在100℃的條件下烘烤(PB:Prebake(預烘烤))60秒鐘而形成了膜厚為30nm的阻劑膜。
對於該阻劑膜,使用EUV曝光機(ASML公司製造;NXE3350,NA0.33,Dipole(偶極)90°,外西格瑪0.87,內西格瑪0.35),並隔著反射型遮罩進行了曝光。然後,在85℃下加熱(PEB:Post Exposure Bake)了60秒鐘。接著,藉由噴塗法經30秒鐘噴射顯影液並進行顯影,藉由旋轉塗佈法經20秒鐘將沖洗液噴射於矽晶圓上並進行了沖洗。接著,使矽晶圓以2000rpm的轉速旋轉40秒鐘,形成了空間寬度為20nm且圖案線寬度為15nm的線與空間的圖案。
獲取上述圖案的圖像,並使用上述分析裝置對所獲得之圖像進行解析,測量每單位面積的缺陷數,基於缺陷數的合計,並作為“綜合評價”,依據以下基準進行了評價。
又,分別測量了缺陷中作為凸起狀缺陷之“PLOT缺陷”、作為圖案彼此的交聯狀缺陷之“BRIDGE缺陷”及作為膜狀殘渣的缺陷之“GEL缺陷”的數量,並依據以下基準進行了評價。
(綜合評價中的評價標準)
A:合計缺陷數為50個/晶圓以下。
B:合計缺陷數為51個/晶圓以上且200個/晶圓以下。
C:合計缺陷數為201個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
D:合計缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
E:合計缺陷數為1001個/晶圓以上且5000個/晶圓以下。
F:合計缺陷數為5001個/晶圓以上。
(PLOT缺陷的評價標準)
A:缺陷數為20個/晶圓以下。
B:缺陷數為21個/晶圓以上且50個/晶圓以下。
C:缺陷數為51個/晶圓以上且100個/晶圓以下。
D:缺陷數為101個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
E:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
F:缺陷數為1001個/晶圓以上。
(BRIDGE缺陷的評價標準)
A:缺陷數為20個/晶圓以下。
B:缺陷數為21個/晶圓以上且50個/晶圓以下。
C:缺陷數為51個/晶圓以上且100個/晶圓以下。
D:缺陷數為101個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
E:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
F:缺陷數為1001個/晶圓以上。
(GEL缺陷的評價標準)
A:缺陷數為20個/晶圓以下。
B:缺陷數為21個/晶圓以上且50個/晶圓以下。
C:缺陷數為51個/晶圓以上且100個/晶圓以下。
D:缺陷數為101個/晶圓以上且500個/晶圓以下。
E:缺陷數為501個/晶圓以上且1000個/晶圓以下。
F:缺陷數為1001個/晶圓以上。
[配管清洗性能]
使評價對象的1000ml藥液以100ml/min通過剛購買之後的配管(NICHIAS Corporation.製造/接液部:PFA製/φ:內徑4.35mm、外徑6.35mm/長度:10m),而進行了配管的清洗。
接著,除了使藥液AA01通過該配管並噴射到晶圓上之方面以外,進行了與上述塗佈缺陷抑制性的評價相同的試驗。
如此進行之塗佈缺陷抑制性的試驗結果越優異,則能夠評價為供於配管的清洗之藥液的配管清洗性能越優異。
將試驗的結果示於下述表中。
Figure 108124353-A0305-02-0105-87
Figure 108124353-A0305-02-0106-88
Figure 108124353-A0305-02-0107-89
Figure 108124353-A0305-02-0107-90
Figure 108124353-A0305-02-0108-91
Figure 108124353-A0305-02-0109-92
Figure 108124353-A0305-02-0110-93
Figure 108124353-A0305-02-0110-94
Figure 108124353-A0305-02-0111-95
Figure 108124353-A0305-02-0112-96
Figure 108124353-A0305-02-0112-97
Figure 108124353-A0305-02-0113-98
Figure 108124353-A0305-02-0113-99
Figure 108124353-A0305-02-0113-100
Figure 108124353-A0305-02-0113-101
Figure 108124353-A0305-02-0114-102
Figure 108124353-A0305-02-0114-103
Figure 108124353-A0305-02-0114-104
Figure 108124353-A0305-02-0115-105
Figure 108124353-A0305-02-0115-106
依據表中所示之結果,確認到本發明的藥液的缺陷抑制性優異。
在藥液的有機成分的含量為0.5~150質量ppt(較佳為1~60質量ppt)之情形下,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例AA09、AA12~AA15的結果等)。
在藥液的金屬成分的含量為0.01~500質量ppt(較佳為0.01~250質量ppt,更佳為0.01~100質量ppt)之情形下,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例AA08、AA11的結果、實施例CA04與CA07的比較等)。
在藥液的金屬離子的含量為0.01~400質量ppt(較佳為0.01~200質量ppt,更佳為0.01~80質量ppt)之情形下,確認 到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例AA08、AA11的結果等)。
在藥液的金屬粒子的含量為0.01~400質量ppt(較佳為0.01~150質量ppt,更佳為0.01~40質量ppt)之情形下,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例AA08、AA11的結果等)。
在藥液的有機成分的含量與金屬成分的含量的質量比為0.05~2000(較佳為0.1~2000)之情形下,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例FA04與FA07的比較等)。
在藥液的有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5之情形下,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例KA、LA、NA、OA的結果等)。
又,在藥液含有滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑和不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑這兩者之情形下,相對於藥液的總質量,含有20~80質量%的滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑,相對於藥液的總質量,含有20~80質量%(較佳為30~70質量%)的不滿足上述漢森溶解度參數的範圍之有機溶劑時,確認到缺陷抑制性更優異之傾向(實施例SA01~SA05的比較等)。

Claims (21)

  1. 一種藥液,其含有選自包含丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、環己酮、乳酸乙酯、碳酸丙二酯、異丙醇、4-甲基-2-戊醇、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、環戊酮、γ-丁內酯、二異戊基醚、乙酸異戊酯、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、二乙二醇、乙二醇、二丙二醇、丙二醇、碳酸伸乙酯、環丁碸、環庚酮、2-庚酮、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、丙酸戊酯、丙酸異戊酯、乙基環己烷、對稱三甲苯、癸烷、十一烷、3,7-二甲基-3-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-辛醇、2-辛醇、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙酮酸甲酯及草酸二甲酯之群組中之1種以上的有機溶劑,該藥液還含有選自包含碳數12~50的烷烴及碳數12~50的烯烴之群組中之1種以上的有機成分,該碳數12~50的烷烴為直鏈狀或支鏈狀,該碳數12~50的烯烴為直鏈狀或支鏈狀,相對於該藥液的總質量,該有機成分的含量為0.10~1,000,000質量ppt。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藥液,其含有2種以上的該有機成分。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其含有1種以上的該碳數12~50的烷烴及1種以上的該碳數12~50的烯烴這兩者。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中該有機溶劑的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中相對於該藥液的總質量,含有20~80質量%的對二十烯之漢森溶解度參數的距離為3~20MPa0.5之該有機溶劑,相對於該藥液的總質量,含有20~80質量%的對二十烯之漢森溶解度參數的距離不係3~20MPa0.5之該有機溶劑。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其中相對於該藥液的總質量,該有機成分的含量為1~150質量ppt。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之藥液,其還含有金屬成分,相對於該藥液的總質量,該金屬成分的含量為0.01~500質量ppt。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之藥液,其還含有金屬成分,該有機成分的含量與該金屬成分的含量的質量比為0.001~10000。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬成分的含量的質量比為0.05~2000。
  10. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬成分的含量的質量比為0.1~100。
  11. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之藥液,其中 該金屬成分含有金屬粒子及金屬離子。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬粒子的含量的質量比為0.01~1000。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬粒子的含量的質量比為0.1~10。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬粒子的含量的質量比為0.28~3.5。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬離子的含量的質量比為0.01~1000。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬離子的含量的質量比為0.1~5。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之藥液,其中該有機成分的含量與該金屬離子的含量的質量比為0.2~1.3。
  18. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其含有2種以上的該有機成分,該2種以上的該有機成分中的1種以上的有機成分的沸點為380℃以上。
  19. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之藥液,其含有選自包含該碳數12~50的烷烴之群組中之2種以上的該有機成分, 該2種以上的碳數12~50的烷烴中碳數16~34的任一個烷烴的含有質量最大。
  20. 一種藥液收容體,其含有容器和收容於該容器中之如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述之藥液,該容器內的與該藥液接觸之接液部為經電解研磨之不鏽鋼或氟系樹脂。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之藥液收容體,其中由式(1)求出之該容器內的孔隙率為2~50體積%,式(1):孔隙率={1-(該容器內的該藥液的體積/該容器的容器體積)}×100。
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