WO2018043697A1 - 有機溶剤の精製方法および有機溶剤の精製装置 - Google Patents

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WO2018043697A1
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organic
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上村 哲也
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富士フイルム株式会社
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    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers

Definitions

  • the present invention relates to an organic solvent purification method and an organic solvent purification apparatus.
  • semiconductor devices such as a CCD (Charge-Coupled Device) and a memory are manufactured by forming a fine electronic circuit pattern on a substrate using a photolithography technique.
  • a contact hole and a trench pattern may be formed in an insulating film formed on a substrate.
  • a photoresist film obtained using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition is formed on an insulating film, and then the photoresist film is exposed to light and exposed to a developing solution.
  • a patterned resist film can be obtained by performing various processes such as the developing process and the rinsing process using the rinsing liquid.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition may contain an organic solvent.
  • the organic solvent may be used as a prewetting liquid for improving the applicability of the developer and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition.
  • organic solvents are widely used in the manufacture of semiconductor devices.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus for purifying organic solvents used for resist-related materials.
  • Patent Document 1 discloses an organic solvent refining device including means for removing metal impurities in order to reduce metal impurities in the organic solvent used for resist-related materials.
  • the present inventor performs purification of the organic solvent using a purification apparatus equipped with a means for removing metal impurities as described in Patent Document 1, and uses the purified organic solvent for the manufacture of semiconductor devices.
  • a defect may cause a decrease in the yield of the semiconductor device and an electrical abnormality such as a short circuit.
  • an object of the present invention is to provide an organic solvent purification method and an organic solvent purification apparatus capable of suppressing the occurrence of defects in semiconductor devices.
  • the present inventor has found that the occurrence of defects in a semiconductor device can be suppressed by carrying out an organic impurity removal step for removing organic impurities in an organic solvent, and has led to the present invention. That is, the present inventor has found that the above problem can be solved by the following configuration.
  • a method for purifying an organic solvent comprising an organic impurity removing step of removing an organic impurity in the organic solvent by an organic impurity adsorbing member.
  • the method according to [1] further including a treatment step of treating the organic solvent using at least one member among a filtration member including a filter having a particle removal diameter of 20 nm or less and a metal ion adsorption member. Purification method for organic solvent.
  • the metal ion adsorption member includes an ion exchangeable metal ion adsorption filter, The method for purifying an organic solvent according to [2] or [3], wherein the metal ion adsorption filter has an acid group on its surface.
  • the organic impurity adsorption member includes an organic impurity adsorption filter capable of adsorbing the organic impurities, The method for purifying an organic solvent according to any one of [1] to [4], wherein the organic impurity adsorption filter has an organic skeleton capable of interacting with the organic impurities on the surface.
  • the organic solvent is stored in the tank,
  • the organic impurity removal step is performed while circulating the organic solvent by a pump connected to the tank via a supply pipe,
  • the liquid contact part of the tank, the liquid contact part of the supply pipe, and the liquid contact part of the pump are all made of fluororesin, according to any one of [1] to [5] Purification method for organic solvents.
  • the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl acetate, isoamyl acetate, methyl methoxypropionate
  • the organic solvent according to any one of [1] to [7], which is at least one organic solvent selected from the group consisting of: cyclopentanone, cyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, and diisoamyl ether Purification method.
  • purifier of the organic solvent as described in [11] which has at least 1 member among the filtration member provided with the filter whose particle removal diameter is 20 nm or less, and a metal ion adsorption member.
  • the apparatus for purifying an organic solvent according to [12] which has both the filtration member and the metal ion adsorption member.
  • the metal ion adsorption member includes an ion exchangeable metal ion adsorption filter, The apparatus for purifying an organic solvent according to [12] or [13], wherein the metal ion adsorption filter has an acid group on a surface thereof.
  • the organic impurity adsorption member includes an organic impurity adsorption filter capable of adsorbing the organic impurities,
  • a supply pipe for connecting the tank and the pump are both formed of a fluororesin.
  • the apparatus for purifying an organic solvent according to any one of [11] to [16], wherein the liquid contact portion of the supply pipe is formed of a fluororesin.
  • the organic solvent is 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl acetate, isoamyl acetate, methyl methoxypropionate
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • preparation means that a specific material is prepared by combining or blending, and that a predetermined item is procured by purchase or the like.
  • ppm means “parts-per-million (10 ⁇ 6 )”
  • Ppb means “parts-per-billion (10 ⁇ 9 )”
  • ppt means “parts-per-trillion (10 ⁇ 12 )”.
  • the “radiation” in the present invention means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, or electron beams.
  • light means actinic rays or radiation.
  • “exposure” means, unless otherwise specified, far-ultraviolet rays represented by mercury lamps and excimer lasers, The exposure includes not only exposure by X-rays or EUV light but also drawing by particle beams such as electron beams or ion beams.
  • the method for purifying an organic solvent of the present invention includes an organic impurity removal step of removing organic impurities in the organic solvent by an organic impurity adsorption member. Thereby, generation
  • the organic solvent may contain various impurities such as inorganic impurities (for example, metal ions and metal fine particles) and organic impurities. These impurities may be eluted from members (for example, pipes and tanks) constituting a manufacturing apparatus used when manufacturing the organic solvent, a storage container for the organic solvent, and mixed in the organic solvent.
  • raw materials used when producing the organic solvent, by-products of the organic solvent, structural isomers of the organic solvent, and the like may be contained as impurities in the organic solvent.
  • the defect of the semiconductor device occurs due to various factors, but when the present inventors examined, the impurity component in the organic solvent remains on the substrate of the semiconductor device or the component existing on the substrate of the semiconductor device.
  • foreign matter is generated in the semiconductor device, and it has been found that such foreign matter is one of the causes of defects in the semiconductor device. More specifically, when the present inventor has examined the cause of defects generated in a semiconductor device, the inventors have come to know that the influence of organic impurities is large.
  • the organic solvent when the organic solvent is applied to a semiconductor device, it may be in a form with organic impurities as the core (for example, solid particle state). It is thought that it becomes easy to cause.
  • an organic impurity having a high boiling point for example, an organic impurity having a boiling point of 250 ° C. or higher
  • the organic solvent refining method has an organic impurity removal step, thereby suppressing the occurrence of defects in the semiconductor device.
  • the organic solvent refining device of the present invention includes a tank for storing an organic solvent, a pump connected to the tank for circulating the organic solvent, and an organic impurity adsorbing member for removing organic impurities in the organic solvent.
  • a purification apparatus for an organic solvent of the present invention hereinafter also simply referred to as “organic solvent purification apparatus of the present embodiment” will be specifically described with reference to the drawings. Is not limited to the following embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an organic solvent purification apparatus 100 (hereinafter, also simply referred to as “purification apparatus 100”) according to the present embodiment.
  • the purification apparatus 100 includes a tank 10 that stores an organic solvent, a pump 20 that is connected to the tank 10 and circulates the organic solvent, a first metal ion adsorption filter 32, and a filter having a filter with a particle removal diameter of 20 nm or less. It has the member 40, the 2nd metal ion adsorption filter 34, and the organic impurity adsorption member 50 which removes the organic impurity in an organic solvent.
  • the first metal ion adsorption filter 32 and the second metal ion adsorption filter 34 are components of the metal ion adsorption member 30.
  • the purification apparatus 100 has a supply pipe 60.
  • the supply pipe 60 allows the organic solvent to flow between the tank 10, the pump 20, the first metal ion adsorption filter 32, the filtration member 40, the second metal ion adsorption filter 34, and the organic impurity adsorption member 50.
  • the members are connected to each other.
  • the organic solvent stored in the tank 10 circulates in the purification apparatus 100 as follows.
  • the organic solvent stored in the tank 10 is supplied via the supply pipe 60 to the pump 20, the first metal ion adsorption filter 32, the filtering member 40, the second metal ion adsorption filter 34, and the organic impurity adsorption. After flowing in the order of the members 50, they are collected in the tank 10.
  • the tank 10 is used for storing and collecting organic solvents.
  • a material of the tank 10 it is preferable to use a known stainless steel from the viewpoint of suppressing contamination derived from organic matter.
  • the alloy containing 8 mass% or more of nickel is preferable, and the austenitic stainless steel containing 8 mass% or more of nickel is more preferable.
  • austenitic stainless steel for example, SUS (Steel Use Stainless) 304 (Ni content 8 mass%, Cr content 18 mass%), SUS304L (Ni content 9 mass%, Cr content 18 mass%), SUS316 ( Ni content 10 mass%, Cr content 16 mass%), SUS316L (Ni content 12 mass%, Cr content 16 mass%), etc. are mentioned.
  • the material of the tank 10 is preferably electrolytically polished stainless steel among the above stainless steels.
  • the method for electrolytic polishing stainless steel is not particularly limited, and a known method can be used. For example, the methods described in paragraphs [0011]-[0014] of JP-A-2015-227501 and paragraphs [0036]-[0042] of JP-A-2008-264929 can be used. It is presumed that the metal content such as stainless steel is electropolished so that the chromium content in the passivation layer on the surface is higher than the chromium content in the parent phase.
  • an organic solvent with reduced metal components can be obtained from the electropolished metal material because the metal component does not easily flow into the organic solvent.
  • Cr / Fe ratio of stainless steel is 3 or more by atomic% ratio.
  • the liquid contact portion of the tank 10 is preferably a fluororesin from the viewpoint that impurities derived from the tank 10 can be prevented from being mixed into the organic solvent.
  • the “wetted part” means a part where the organic solvent is in contact with each member.
  • fluororesins examples include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene.
  • PTFE tetrafluoroethylene resin
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • Ethylene-ethylene copolymer Ethylene-ethylene copolymer
  • ECTFE ethylene trifluoride-ethylene copolymer
  • PVDF vinylidene fluoride resin
  • PCTFE ethylene trifluoride chloride resin
  • PVF vinyl fluoride resin
  • the pump 20 is not particularly limited as long as the organic solvent can be circulated in the purification apparatus 100, and a known pump can be used.
  • the liquid contact portion of the pump 20 is preferably a fluororesin from the viewpoint that impurities derived from the material of the pump 20 can be prevented from being mixed into the organic solvent. Specific examples of the fluororesin are as described above.
  • the metal ion adsorption member 30 includes a first metal ion adsorption filter 32 and a second metal ion adsorption filter 34.
  • the term “metal ion adsorption filter” means both the first metal ion adsorption filter 32 and the second metal ion adsorption filter 34.
  • the metal ion adsorption filter has a function of adsorbing metal ions in an organic solvent.
  • the metal ion adsorption filter is preferably an ion exchangeable filter.
  • the metal ions to be adsorbed are not particularly limited, but are preferably Fe, Cr, Ni, and Pb from the viewpoint of easily causing defects in the semiconductor device.
  • the metal ion adsorption filter preferably has an acid group on the surface from the viewpoint of improving the adsorption performance of metal ions.
  • the acid group include a sulfo group and a carboxy group.
  • the base material (material) constituting the metal ion adsorption filter include cellulose, diatomaceous earth, nylon, polyethylene, polypropylene, polystyrene, fluororesin, polyimide, polyamideimide, and combinations thereof.
  • the metal ion adsorption filter containing at least one of polyimide and polyamideimide include a polyimide and / or polyamideimide porous membrane described in JP-A-2016-155121.
  • the polyimide and / or polyamideimide porous membrane may have at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a salt-type carboxy group, and an —NH— bond.
  • fluororesin, polyimide and polyamideimide are excellent.
  • the filtration member 40 includes one filter having a particle removal diameter of 20 nm or less.
  • particulate impurities include particles such as dust, dust, organic solids and inorganic solids contained as impurities in raw materials used in the production of organic solvents, and contaminants during the purification of organic solvents. Examples include dust, dust, particles of organic solids and inorganic solids, and the like, which finally exist as particles without being dissolved in an organic solvent.
  • “particulate impurities” include colloidal impurities containing metal atoms.
  • metal atom From Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Mn, Li, Al, Cr, Ni, Zn, and Pb (preferably Fe, Cr, Ni, and Pb)
  • the content of at least one metal atom selected from the group consisting of these is particularly low (for example, when the content of the metal atom in the organic solvent is 1000 mass ppt or less, respectively)
  • an impurity containing these metal atoms Is easy to colloid. In the metal ion adsorbing member, removal of colloidal impurities tends to be difficult.
  • the filter having a particle removal diameter of 20 nm or less for example, a microfiltration membrane having a pore diameter of 20 nm or less
  • the particulate impurities have a size that can be removed by a filter having a particle removal diameter of 20 nm or less, specifically, particles having a diameter of 20 nm or more.
  • particulate impurities may be referred to as “coarse particles”.
  • the filter provided in the filtration member 40 has a particle removal diameter of 20 nm or less, preferably a particle removal diameter of 1 to 15 nm, more preferably 1 to 12 nm.
  • the particle removal diameter means the minimum particle size that can be removed by the filter.
  • the filter material included in the filtering member 40 include 6-nylon, 6,6-nylon, polyethylene, polypropylene, polystyrene, fluororesin, polyimide, polyamideimide, and combinations thereof.
  • At least one of the polyimide and the polyamideimide may have at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a salt-type carboxy group, and an —NH— bond.
  • a carboxy group a carboxy group
  • a salt-type carboxy group a carboxy group
  • an —NH— bond a carboxy group that bonds to a carboxy group
  • fluororesin, polyimide and polyamideimide are excellent.
  • the filtration member 40 may further include a filter having a particle removal diameter of 50 nm or more (for example, a microfiltration membrane for removing fine particles having a pore diameter of 50 nm or more).
  • a filter having a particle removal diameter of 20 nm or less for example, pore diameter
  • a filter having a particle removal diameter of 50 nm or more for example, a microfiltration membrane for removing fine particles having a pore diameter of 50 nm or more.
  • the filtration efficiency of a filter having a particle removal diameter of 20 nm or less is improved, and the removal performance of coarse particles is further improved.
  • organic impurities refer to organic substances other than organic solvents.
  • organic impurities include stabilizers such as antioxidants used in the production of organic solvents (for example, dibutylhydroxytoluene (BHT), distearyl thiodipropionate (DSTP), 4,4′- In addition to butylidenebis- (6-t-butyl-3-methylphenol) and 2,2′-methylenebis- (4-ethyl-6-t-butylphenol), the antioxidants described in JP-A-2015-200775 Agent) and unreacted raw materials, structural isomers and by-products generated during the production of the organic solvent, and eluate from the members constituting the production apparatus used during the production of the organic solvent (for example, rubber such as an O-ring) And a plasticizer eluted from the member).
  • antioxidants used in the production of organic solvents
  • BHT dibutylhydroxytoluene
  • DSTP distearyl thiodipropionate
  • the organic impurity adsorption member 50 includes one organic impurity adsorption filter that can adsorb organic impurities.
  • the organic impurity adsorption filter has an organic skeleton capable of interacting with organic impurities on the surface from the viewpoint of improving the adsorption performance of organic impurities (in other words, the surface is modified by the organic skeleton capable of interacting with organic impurities. Is preferable).
  • Examples of the organic skeleton capable of interacting with organic impurities include a chemical structure that can react with organic impurities and trap the organic impurities in an organic impurity adsorption filter.
  • the organic skeleton when n-long chain alkyl alcohol (structural isomer when 1-long chain alkyl alcohol is used as the organic solvent) is included as the organic impurity, the organic skeleton includes an alkyl group. .
  • the organic skeleton when dibutylhydroxytoluene (BHT) is included as an organic impurity, the organic skeleton includes a phenyl group.
  • BHT dibutylhydroxytoluene
  • the organic skeleton includes a phenyl group.
  • the base material (material) that constitutes the organic impurity adsorption filter include cellulose, diatomaceous earth, nylon, polyethylene, polypropylene, polystyrene, and fluororesin supporting activated carbon.
  • the organic impurity adsorption filter a filter in which activated carbon described in JP-A-2002-273123 and JP-A-2013-150979 is fixed to a nonwoven fabric can be used.
  • a physical adsorption method can be applied in addition to the chemical adsorption described above (adsorption using an organic impurity removing filter having an organic substance skeleton capable of interacting with organic impurities on the surface).
  • a filter having a pore size of 3 nm or more is used as the “filtration member”, and a filter having a pore size of less than 3 nm is used as the “organic impurity removal filter”.
  • 1 ⁇ (angstrom) corresponds to 0.1 nm.
  • the supply pipe 60 connects the above-described members so that the organic solvent can flow in the purification apparatus 100.
  • the material of the supply pipe 60 is not particularly limited, but the liquid contact part is preferably a fluororesin from the viewpoint that impurities derived from the material of the supply pipe 60 can be prevented from being mixed into the organic solvent. Specific examples of the fluororesin are as described above.
  • the tank 10 and the pump 20 are preferably made of a fluororesin at the liquid contact portion, and more preferably the liquid contact portions of the tank 10, the pump 20 and the supply pipe 60 are made of a fluororesin. Thereby, it can suppress further that an impurity mixes in an organic solvent.
  • Specific examples of the fluororesin are as described above.
  • Organic solvent Although it does not specifically limit as an organic solvent used for the refinement
  • organic solvents such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, n-propanol, 2-methyl-1-propanol, n-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, n-hexanol, cyclohexanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 3 -Methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl- 3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol (MIBC), 2-ethyl-1-(MI
  • an organic solvent used as a prewetting liquid or a developer in a semiconductor device manufacturing process and an organic solvent used as a diluent for a resist material in an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
  • n-butanol, 4-methyl-2-pentanol propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl acetate, acetic acid
  • Two or more organic solvents may be used in combination at any ratio.
  • the occurrence of defects in the semiconductor device can be further reduced by combining two or more organic solvents having different boiling points, solubility parameters, or relative dielectric constants.
  • the use of an organic solvent having a low relative dielectric constant can reduce the occurrence of defects in semiconductor devices due to static electricity.
  • the present invention when two or more kinds of organic solvents are used in combination, it is preferable to use at least one kind of ether from the viewpoint that the generation of defects in the semiconductor device can be further reduced. It is more preferable to use two or more ethers in combination.
  • the combined ethers are preferably propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether.
  • a combination (mixed solvent) of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether is preferable.
  • the mixing ratio is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, and further preferably 20/80 to 60/40.
  • three or more organic solvents may be mixed in an arbitrary ratio. As a result, fine adjustment of resist shape, adjustment of viscosity, and the like may be performed.
  • Examples of the combination include PGMEA / PGME / ⁇ -butyrolactone, PGMEA / PGME / cyclohexanone, PGMEA / PGME / 2-heptanone, PGMEA / cyclohexanone / ⁇ -butyrolactone, and PGMEA / ⁇ -butyrolactone / 2-heptanone.
  • the purified organic solvent is used in the production of a semiconductor device, specifically, at least one selected from a prewet liquid, a developer, and a solvent contained in an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition. Used for applications. Prior to the step of forming a resist film (photoresist film) using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition, the pre-wet liquid is applied on a substrate in order to improve the application property of the composition. The developer is used for developing the resist film after exposure.
  • the solvent (organic solvent) contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition (hereinafter, also referred to as “resist composition”) dissolves components such as a resin in the composition to apply the resist composition. Used for applications such as In this specification, the resist film before exposure is referred to as “photoresist film”, and the resist film after exposure is simply referred to as “resist film”.
  • the purified organic solvent can be suitably used in applications other than semiconductor devices, and can also be used as a developing solution or rinsing solution for polyimide, sensor resist, lens resist, and the like.
  • the purified organic solvent is suitably used for forming a semiconductor device having a recent ultrafine pattern (for example, 30 nm node or less, further 10 nm node or less).
  • the purified organic solvent can also be used for a medical use solvent and a washing use, and can be suitably used for washing containers, piping, substrates (for example, wafers and glass) and the like.
  • the method for confirming defects due to impurities in the organic solvent after purification is not particularly limited, but will be described with reference to the following examples.
  • the method for detecting foreign matter and pattern defects on the wafer is not particularly limited, but an on-wafer surface inspection apparatus (SP-5; manufactured by KLA Tencor) can be used.
  • SP-5 on-wafer surface inspection apparatus
  • the purified organic solvent is applied to the semiconductor wafer, and the surface of the purified organic solvent on the wafer is irradiated with a laser beam. At this time, when the laser beam hits the foreign matter and the defect, the light is scattered, and the scattered light is detected by the detector, thereby detecting the foreign matter and the defect.
  • the coordinate positions of the foreign matter and the defect can be determined from the rotation angle of the wafer and the radial position of the laser beam.
  • a wafer surface inspection apparatus examples include the Surfscan series manufactured by KLA Tencor.
  • an on-wafer surface inspection apparatus having a resolution of SP-5 or higher for evaluation of defects related to the manufacture of a fine semiconductor device of 10 nm node or less.
  • purification apparatus 100 in addition to the organic impurity adsorption member 50, the case where the filtration member 40 and the metal ion adsorption member 30 were provided was illustrated and demonstrated,
  • purification apparatus of this invention is not limited to this. That is, the organic solvent refining device of the present invention may be provided with the tank, the pump, and the organic impurity adsorbing member without including the filtering member and the metal ion adsorbing member.
  • the aspect provided with the said filtration member or the said metal ion adsorption member, the said tank, the said pump, and the said organic impurity adsorption member may be sufficient as the refiner
  • the apparatus for purifying an organic solvent of the present invention may further include a dehydrating member for removing moisture in the organic solvent.
  • a dehydrating member for removing moisture in the organic solvent.
  • the position where the dehydrating member is disposed is not particularly limited.
  • the dehydrating member can be disposed on the downstream side of the organic impurity adsorbing member.
  • the dehydrating member include a dehydrated film, a water adsorbent that is insoluble in an organic solvent, an aeration replacement device using a dry inert gas, and a heating or vacuum heating device.
  • a dehydration membrane is constituted as a water-permeable membrane module, for example.
  • the dehydration membrane include a polymer material such as polyimide, cellulose, and polyvinyl alcohol, or a membrane made of an inorganic material such as zeolite.
  • the water adsorbent is used by being added to an organic solvent. Examples of the water adsorbent include zeolite, phosphorus pentoxide, silica gel, calcium chloride, sodium sulfate, magnesium sulfate, anhydrous zinc chloride, fuming sulfuric acid, and soda lime.
  • the metal ion adsorption member 30 was provided with two metal ion adsorption filters was shown, it is not limited to this.
  • the metal ion adsorption member may be provided with one metal ion adsorption filter, or may be provided with three or more metal ion adsorption filters. If the metal ion adsorbing member includes two or more filters, metal ions can be more effectively removed.
  • the filtration member 40 is provided with one filter was shown, However, It is not limited to this.
  • the filtration member preferably includes two or more filters from the viewpoint of more effectively removing particulate impurities.
  • the organic impurity adsorption member 50 includes one organic impurity adsorption filter is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the organic impurity adsorption member preferably includes two or more organic impurity adsorption filters from the viewpoint of more effectively removing organic impurities in the organic solvent.
  • these members are arranged in this order so that the organic solvent passes through the first metal ion adsorption filter 32, the filtration member 40, the second metal ion adsorption filter 34, and the organic impurity adsorption member 50 in this order.
  • the arrangement order of the filtration member, the metal ion adsorbing member and the organic impurity adsorbing member can be set as appropriate. As shown in FIG. If it arrange
  • the metal ion adsorbing member, the filtering member, and the organic impurity adsorbing member may each be a combination of different members and / or the same member.
  • suction or filtering with a 1st member may be performed only once, and may be performed twice or more.
  • the members may be of the same type or of different types, but of different types. It is preferable.
  • the first member and the second member are preferably different in at least one of the hole diameter and the constituent material.
  • the second and subsequent hole diameters are the same or smaller than the first filtering hole diameter.
  • the pore diameter here can refer to the nominal value of the filter manufacturer.
  • the commercially available filter can be selected from various filters provided by, for example, Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Ltd., Nihon Entegris Co., Ltd. (former Nihon Microlith Co., Ltd.) or KITZ Micro Filter Co., Ltd.
  • P-nylon filter made of polyamide (pore size 0.02 ⁇ m, critical surface tension 77 mN / m)” (manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.), “PE clean filter (pore size 0.02 ⁇ m)” made of high-density polyethylene; (Manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) and “PE / clean filter (pore diameter 0.01 ⁇ m)” made of high-density polyethylene; (manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.), “Zeta Plus adsorption depth filter (pore diameter 0.01 ⁇ m)”; 3M Co., Ltd.) can also be used.
  • the pressure on the primary side (liquid supply side) when passing the liquid through the first filter and the liquid on the second filter different from the first filter are used.
  • limit especially as a difference (henceforth "filtration differential pressure" with the pressure of the primary side (liquid supply side) at the time of making it pass 300 kPa or less is preferable, 250 kPa or less is more preferable, 200 kPa or less Is more preferable.
  • limit especially as a minimum 10 kPa or more is preferable and 50 kPa or more is more preferable.
  • the filtration differential pressure is 300 kPa or less, it is possible to prevent an excessive pressure from being applied to the filter, and thus it is possible to expect a reduction in the eluate.
  • the maximum value of the filtration differential pressure falls within the above range.
  • the filter may be washed before using the various filters. Although it does not restrict
  • the cleaning liquid is not particularly limited, and a known cleaning liquid can be used.
  • the cleaning liquid is not particularly limited, and examples thereof include water and an organic solvent.
  • the organic solvent include alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, alkyl alkoxypropionate, cyclic lactone (preferably having 4 to 10 carbon atoms), and monoketone which may have a ring. It may be a compound (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, alkyl pyruvate or the like.
  • examples of the cleaning liquid include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethyl sulfoxide, n-methylpyrrolidone, diethylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane. , Cyclohexane, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclopentanone, 2-heptanone, ⁇ -butyrolactone, and mixtures thereof.
  • a step of wetting the filter with an organic solvent for example, immersion
  • an organic solvent for example, immersion
  • the organic solvent used in the above-mentioned wetting step is not particularly limited, and examples thereof include those exemplified in the above-mentioned organic solvent section. Moreover, although it does not specifically limit, filtration efficiency will improve that it is an organic solvent whose surface tension is lower than the organic solvent to refine
  • the organic solvent used in the cleaning liquid and the wetting step is preferably a high-purity product with few impurities.
  • the organic solvent used in the cleaning liquid and the wetting step may be the same as the organic solvent to be purified.
  • the relationship between the organic solvent and the filter material used for filtering can be derived from the interaction radius (R0) in the Hansen solubility parameter (HSP) space that can be derived from the filter material used for filtering and the liquid contained in the organic solvent.
  • HSP Hansen solubility parameter
  • (Ra / R0) ⁇ 0.98 is preferable, and (Ra / R0) ⁇ 0.95 is more preferable.
  • 0.5 or more are preferred, 0.6 or more are more preferred, and 0.7 or more are still more preferred.
  • the mechanism is not clear, but if it is within this range, the formation of particulate metal or the growth of particulate metal during long-term storage is suppressed.
  • the combination of these filters and organic solvents is not particularly limited, and examples thereof include those described in US Patent Application Publication No. 2016/0089622.
  • the second filter a filter formed of the same material as the first filter described above can be used.
  • the ratio of the pore size of the second filter to the pore size of the first filter (the pore size of the second filter / the pore size of the first filter). ) Is preferably from 0.01 to 0.99, more preferably from 0.1 to 0.9, and even more preferably from 0.2 to 0.9.
  • the member used before processing the organic solvent of this invention it is preferable to pre-process the member used before processing the organic solvent of this invention.
  • the liquid used for this pretreatment is not particularly limited, but the desired effect of the present invention can be remarkably obtained when the organic solvent of the present invention itself, a further purified one, or a diluted one thereof is used.
  • the upper limit of the temperature during adsorption or filtering is preferably room temperature (25 ° C.) or less, more preferably 23 ° C. or less, and even more preferably 20 ° C. or less.
  • 0 degreeC or more is preferable, as for the lower limit of the temperature at the time of adsorption
  • filtering facilitates removal of particulate foreign matters or impurities, but if performed at the above temperature, the amount of particulate foreign matters or impurities dissolved in the organic solvent decreases, so filtering is more efficient. Done.
  • metal components metal impurities
  • many metal components metal impurities exist in a particulate colloidal state.
  • a part of the metal component (metal impurity) floating in the colloidal state aggregates, and this aggregated material is efficiently removed by filtering, so the metal component (metal It is conceivable that the content of (impurities) can be easily adjusted to a predetermined amount.
  • the pressure pulsation during filtration is preferably as small as possible.
  • the filtration rate is not particularly limited, but is preferably 1.0 L / min / m 2 or more from the viewpoint of obtaining the desired effect of the present invention more remarkably, More preferably 0.75 L / min / m 2 or more, more preferably 0.6 L / min / m 2 or more.
  • the filter has a differential pressure resistance that guarantees the filter performance (the filter will not break). If this value is large, the filtration speed can be increased by increasing the filtration pressure. That is, the upper limit of the filtration rate usually depends on the differential pressure resistance of the filter, but is usually preferably 10.0 L / min / m 2 or less.
  • the filtration pressure is preferably 0.001 to 1.0 MPa, more preferably 0.003 to 0.5 MPa, and more preferably 0.005 to 0.5 MPa from the viewpoint of obtaining the desired effect of the present invention.
  • 0.3 MPa is more preferable.
  • the filtration pressure is particularly preferably 0.005 to 0.3 MPa.
  • the method for purifying an organic solvent of the present invention includes an organic impurity removal step of removing organic impurities in the organic solvent by an organic impurity adsorption member.
  • the organic solvent refining method of the present invention can be carried out using the organic solvent refining device described above while circulating the organic solvent. Therefore, in the following description, what attached
  • the content of organic impurities contained in the organic solvent after purification is less than the content of organic impurities contained in the organic solvent before purification.
  • purification means the organic solvent obtained by the purification method of the organic solvent of this invention.
  • purification means the organic solvent used as the refinement
  • the organic impurity removal step is preferably performed twice or more. Thereby, content of the organic impurity contained in the organic solvent after refinement
  • the number of times of performing the organic impurity removal step is, specifically, when the organic solvent purification apparatus 100 is used, the organic solvent flowing out from the tank 10 passes through the organic impurity adsorption member 50 and is collected in the tank 10. It is performed once (corresponding to the circulation number of the organic solvent).
  • the organic impurity adsorption member 50 includes two organic impurity adsorption filters and the organic solvent flowing out of the tank 10 passes through the two organic impurity adsorption filters and is collected in the tank 10, the organic impurity removal process
  • the number of times of execution is two times (corresponding to the number of times the organic solvent passes through the organic impurity adsorption filter). Therefore, the number of implementations of the organic impurity removal step corresponds to the product of the number of circulations of the organic solvent and the number of passages of the organic impurity adsorption filter.
  • the content of organic impurities in the organic solvent after purification is preferably 1 mass ppm to 6000 mass ppm, more preferably 1 mass ppm to 5000 mass ppm, further preferably 1 mass ppm to 3000 mass ppm, and 1 mass ppm to 1 mass ppm. 1000 mass ppm is particularly preferred. Specific examples of the organic impurities are as described above.
  • the content of organic impurities is measured using a GC-MS (gas chromatograph mass spectrometer) apparatus.
  • Organic impurities may include plasticizers and antioxidants as described above.
  • the plasticizer may be mixed by elution from the material during the synthesis and purification of the organic solvent.
  • the antioxidant is added at an optional stage for stabilizing the organic solvent.
  • the organic impurities of these components those having a high boiling point (hereinafter also referred to as “high-boiling organic impurities”) are difficult to volatilize, so that they tend to remain on the substrate surface and easily cause defects in semiconductor devices. Accordingly, the content of high-boiling organic impurities (particularly organic impurities having a boiling point of 250 ° C. or higher) in the purified organic solvent is preferably 1 to 30 mass ppm, more preferably 1 to 20 mass ppm.
  • ppm More preferred is ppm.
  • the content of high-boiling organic impurities is measured using a GC-MS (gas chromatograph mass spectrometer) apparatus.
  • high boiling point organic impurities dioctyl phthalate (DOP, boiling point 385 ° C.), diisononyl phthalate (DINP, boiling point 403 ° C.), dioctyl adipate (DOA, boiling point 335 ° C.), dibutyl phthalate (DBP, boiling point 340 ° C.) And ethylene propylene rubber (EPDM, boiling point 300 to 450 ° C.) and the like have been confirmed.
  • DOP dioctyl phthalate
  • DIFP diisononyl phthalate
  • DOA dioctyl adipate
  • DBP dibutyl phthalate
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • organic impurities include bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), bis (2-propylheptyl) phthalate (DPHP), dibutyl phthalate (DBP), benzylbutyl phthalate (BBzP), Diisodecyl phthalate (DIDP), diisooctyl phthalate (DIOP), diethyl phthalate (DEP), diisobutyl phthalate (DIBP), dihexyl phthalate, diisononyl phthalate, tris (2-ethylhexyl) trimellitic acid (TEHTM), tri Mellitic acid tris (n-octyl-n-decyl) (ATM), bis (2-ethylhexyl) adipate (DEHA), monomethyl adipate (MMAD), dioctyl adipate (DOA), dibutyl sebacate (DBS), malein
  • DOP dioctyl phthalate
  • the impurity alcohol in the organic impurities is related to the sensitivity of the photoresist film. That is, if the content of impurity alcohol in the purified organic solvent can be reduced, there is an advantage that the sensitivity of the photoresist film can be improved.
  • the impurity alcohol is, for example, unreacted raw materials used in the production of the organic solvent, and structural isomers and by-products generated during the production of the organic solvent.
  • the raw material 1-butanol may be contained as an impurity alcohol.
  • An organic solvent having a high content of impurity alcohol has a higher polarity than a commonly used organic solvent developer (for example, butyl acetate).
  • a commonly used organic solvent developer for example, butyl acetate.
  • Such an organic solvent having a high polarity reduces the difference in dissolution rate (dissolution contrast) between the exposed area and the unexposed area.
  • an organic solvent having a high impurity alcohol content has high polarity and high solubility, so that the exposed portion and the unexposed portion are dissolved non-selectively, so that the sensitivity of the photoresist film is lowered.
  • the content of the impurity alcohol in the organic solvent after purification is more preferably 1 mass ppm to 2500 mass ppm, more preferably 1 mass ppm to 1000 mass ppm, further preferably 3 mass ppm to 800 mass ppm, and more preferably 5 mass ppm. ⁇ 500 ppm by mass is particularly preferred.
  • the content of the impurity alcohol in the organic solvent is measured using a GC-MS apparatus.
  • the organic solvent purification method of the present invention preferably further includes a treatment step of treating the organic solvent using at least one member of the filtration member and the metal ion adsorption member.
  • a treatment step of treating the organic solvent using at least one member of the filtration member and the metal ion adsorption member By using the filtration member, particulate impurities (particularly inorganic impurities such as metal particles) contained in the organic solvent before purification can be removed, and by using the metal ion adsorption member, the organic solvent before purification can be removed. The contained metal ions can be removed. Therefore, according to the treatment process, the number of particulate impurities and / or the content of metal ions contained in the purified organic solvent can be reduced.
  • the treatment step is preferably performed before the organic impurity removal step from the viewpoint that the removal of organic impurities is more effectively performed.
  • a process process is implemented twice or more. Thereby, the number of particulate impurities and / or the content of metal ions contained in the purified organic solvent can be further reduced.
  • the organic solvent purification apparatus 100 When the organic solvent purification apparatus 100 is used, the organic solvent that has flowed out of the tank 10 passes through the filtration member 40 and / or the metal ion adsorption member 30 and is collected in the tank 10. Is one time (corresponding to the circulation number of the organic solvent). However, in the example of FIG. 1, it has one filter with which the filtration member 40 is equipped, and two metal ion adsorption filters with which the metal ion adsorption member 30 is equipped, and the organic solvent which flowed out from the tank 10 is these three.
  • the treatment process is performed three times (corresponding to the number of times the organic solvent passes through the filter included in the filtration member 40 and the metal ion adsorption filter included in the metal ion adsorption member 30). ). That is, the number of times the treatment process is performed corresponds to the product of the number of circulation times of the organic solvent and the number of times of passage through the filters.
  • the filtering member In the treatment step, it is more preferable to use both the filtering member and the metal ion adsorbing member because the generation of defects in the semiconductor device can be further suppressed.
  • the number of particulate impurities in the purified organic solvent is preferably 200 or less, more preferably 100 or less, further preferably 50 or less, particularly preferably 10 or less, in 1 mL of the purified organic solvent. Zero is most preferred. Thereby, generation
  • the details of the particulate impurities are as described above.
  • the number of particulate impurities present in the purified organic solvent can be measured in the liquid phase using a commercially available measuring apparatus in a light scattering type in-liquid particle measurement method using a laser as a light source.
  • the specific metal ion contained in the organic solvent is especially related to defect performance.
  • the content of metal ions selected from the group consisting of Fe, Cr, Ni and Pb in the purified organic solvent is preferably 0.1 to 1000 mass ppt.
  • content of the said metal ion means the sum total of content of 2 or more types of metal ions.
  • the metal component may be present in a certain amount in raw material components used in the production of the organic solvent, and may be mixed into the organic solvent through these.
  • the defect suppression property is more excellent.
  • the smaller the content of metal ions selected from the group consisting of Fe, Cr, Ni, and Pb the more defects can be reduced, but the present inventor has determined that the content is 0.1 mass ppt. It confirmed that it was more excellent by defect suppression in the case of being above. The reason for this is not clear, but it is presumed that the metal ions in the organic solvent are more easily removed from the substrate as they are in an associated state. In particular, when an organic solvent is used as a developer, the metal ions derived from the developer may adhere to the substrate surface and cause defects.
  • the content of the metal ions is 0.1 mass ppt or more, many metal ions are associated, so that the metal ions can be efficiently removed from the substrate.
  • the content of the metal ion is less than 0.1 mass ppt, the metal ion tends to be liberated alone in the organic solvent and tends to remain on the substrate surface.
  • the content of metal ions in the organic solvent is measured by SP-ICP-MS method (Single Particle Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry). According to the measurement by the SP-ICP-MS method, the amount of the metal element present in the solution can be measured separately for the metal ion (ionic metal) and the metal particle (nonionic metal). .
  • a metal particle is a component which does not dissolve in a solution (organic solvent) and exists as a solid.
  • the metal ion content in the organic solvent can be determined by applying the software used for the SP-ICP-MS method using NexION350S, an Agilent Technologies company-compliant device based on Agilent 8900. Measured.
  • purification it is preferable that there is also little content of metal ions other than the above.
  • the method for purifying an organic solvent of the present invention may further include a dehydration step for removing water in the organic solvent.
  • the dehydration step can be performed using the above-described dehydration member.
  • a dehydration process is not specifically limited to this, For example, it can implement after an organic impurity removal process.
  • the water content in the organic solvent after purification is preferably 0.1 to 1.5% by mass, more preferably 0.1 to 1.0% by mass, and further preferably 0.1 to 0.5% by mass. .
  • the content of water in the organic solvent is measured by the method described in the Examples section described later using an apparatus whose measurement principle is the Karl Fischer moisture measurement method (coulometric titration method).
  • the method for purifying an organic solvent of the present invention may further have a static elimination step.
  • a static elimination step at least one selected from the group consisting of organic solvent raw materials, organic solvents before purification, and organic solvents after purification (hereinafter referred to as “purified products etc.”) is used to remove purified products, etc. This is a step of reducing the charging potential.
  • the static elimination method is not particularly limited, and a known static elimination method can be used. Examples of the static elimination method include a method of bringing the purified product or the like into contact with a conductive material.
  • the contact time for bringing the purified product or the like into contact with the conductive material is preferably 0.001 to 60 seconds, more preferably 0.001 to 1 second, and still more preferably 0.01 to 0.1 seconds.
  • the conductive material include stainless steel, gold, platinum, diamond, and glassy carbon.
  • the method of bringing the purified product or the like into contact with the conductive material include a method in which a grounded mesh made of a conductive material is disposed inside the pipe and the purified product or the like is passed therethrough.
  • the static elimination step is preferably performed before at least one of the organic impurity removal step and the treatment step.
  • the organic solvent after purification can be stored, transported and used by filling it in an arbitrary container as long as corrosivity and the like are not a problem.
  • a container having a high cleanliness in the container and little impurity elution is preferable for semiconductor applications.
  • Specific examples of containers that can be used include, but are not limited to, “Clean Bottle” series manufactured by Aicello Chemical Co., Ltd., “Pure Bottle” manufactured by Kodama Resin Co., Ltd., and the like. It is preferable that the inner wall of the container (the wetted part in contact with the organic solvent in the container) is formed of a nonmetallic material.
  • Nonmetallic materials include polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene-polypropylene resin, tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoride.
  • PTFE tetrafluoroethylene resin
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP Propylene copolymer resin
  • ETFE Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin
  • ECTFE Trifluoroethylene chloride-ethylene copolymer resin
  • PVDF Vinylidene fluoride resin
  • Trifluoroethylene chloride copolymer At least one selected from the group consisting of a polymerization resin (PCTFE) and a vinyl fluoride resin (PVF) is more preferable.
  • a container having an inner wall made of a fluororesin when a container having an inner wall made of a fluororesin is used, elution of an ethylene or propylene oligomer is used compared to a case where a container having an inner wall made of polyethylene resin, polypropylene resin, or polyethylene-polypropylene resin is used.
  • the occurrence of defects can be suppressed.
  • a container whose inner wall is made of a fluororesin for example, a FluoroPure PFA composite drum manufactured by Entegris may be mentioned. Also described on page 4 of JP-T-3-502677, page 3 of WO 2004/016526, page 9 and page 16 of WO 99/46309, etc. These containers can also be used.
  • it is preferable that the elution to the organic solvent of the organic component in a nonmetallic material is suppressed.
  • quartz or metal materials are preferably used for the inner wall of the container.
  • the metal material (in particular, a metal material used for producing an electropolished metal material) preferably contains chromium in an amount of more than 25% by mass with respect to the total mass of the metal material, for example, stainless steel.
  • the chromium content in the metal material is more preferably 30% by mass or more with respect to the total mass of the metal material.
  • the upper limit is not particularly limited, but is generally preferably 90% by mass or less.
  • Stainless steel is not particularly limited, and known stainless steel can be used. Especially, the alloy containing 8 mass% or more of nickel is preferable, and the austenitic stainless steel containing 8 mass% or more of nickel is more preferable.
  • austenitic stainless steel for example, SUS (Steel Use Stainless) 304 (Ni content 8 mass%, Cr content 18 mass%), SUS304L (Ni content 9 mass%, Cr content 18 mass%), SUS316 ( Ni content 10 mass%, Cr content 16 mass%), SUS316L (Ni content 12 mass%, Cr content 16 mass%), etc. are mentioned.
  • the method for electropolishing the metal material is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a known method can be used.
  • the methods described in paragraphs [0011]-[0014] of JP-A-2015-227501 and paragraphs [0036]-[0042] of JP-A-2008-264929 can be used.
  • the metal material is electropolished so that the chromium content in the passive layer on the surface is higher than the chromium content in the parent phase. Therefore, from the inner wall covered with the electropolished metal material, the metal component is unlikely to flow into the organic solvent, so that it is presumed that an organic solvent with reduced metal components (metal impurities) can be obtained.
  • the metal material is preferably buffed.
  • the buffing method is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the size of the abrasive grains used for buffing finishing is not particularly limited, but is preferably # 400 or less in that the unevenness on the surface of the metal material tends to be smaller.
  • the buffing is preferably performed before the electrolytic polishing.
  • the metal material may be processed by combining one or more of a plurality of stages of buff polishing, acid cleaning, magnetic fluid polishing, and the like performed by changing the size of the abrasive grains. .
  • a container having the container and the purified organic solvent stored in the container may be referred to as a solution container.
  • the purified organic solvent may be bottled in a container such as a gallon bottle or a coated bottle, and transported and stored.
  • the gallon bottle may be made of a glass material or may be other than that.
  • the inside of the container may be replaced with an inert gas (such as nitrogen or argon) having a purity of 99.99995 volume% or more.
  • an inert gas such as nitrogen or argon
  • a gas having a low moisture content is preferable.
  • the temperature may be normal temperature, but the temperature may be controlled in the range of ⁇ 20 ° C. to 20 ° C. in order to prevent deterioration.
  • the clean room preferably meets the 14644-1 clean room criteria. It is preferable to satisfy any of ISO (International Organization for Standardization) class 1, ISO class 2, ISO class 3, and ISO class 4, more preferably ISO class 1 or ISO class 2, and ISO class 1 More preferably.
  • ISO International Organization for Standardization
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the organic solvent after purification in the present invention described above.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is a resist material (resin, photoacid generator, photopolymerization initiator, etc. included in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition to form a resist film)
  • the composition is not particularly limited as long as it contains the organic solvent after purification in the present invention as a diluting solution of (a solid component), and may be either a negative type or a positive type.
  • a well-known thing can be used for the resist material which an actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains.
  • a resin P having a repeating unit represented by The resin P having a repeating unit represented by the following formula (AI) has a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) that is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group.
  • the organic solvent after purification in the present invention is used for this type, the permeability of the solution to the resist material is increased, and defects caused by the residual development are suppressed. More noticeable.
  • alkali-soluble group examples include a carboxy group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), and a sulfonic acid group.
  • a fluorinated alcohol group preferably a hexafluoroisopropanol group
  • a sulfonic acid group examples include a carboxy group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), and a sulfonic acid group.
  • the resin P will be described in detail.
  • Xa 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
  • T represents a single bond or a divalent linking group.
  • Ra 1 to Ra 3 each independently represents an alkyl group (linear or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). Two of Ra 1 to Ra 3 may combine to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
  • Examples of the alkyl group that may have a substituent represented by Xa 1 include a methyl group and a group represented by —CH 2 —R 11 .
  • R 11 represents a halogen atom (fluorine atom or the like), a hydroxyl group, or a monovalent organic group.
  • Xa 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
  • Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, —COO—Rt— group, —O—Rt— group, and the like.
  • Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
  • T is preferably a single bond or a —COO—Rt— group.
  • Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group, a — (CH 2 ) 2 — group, or a — (CH 2 ) 3 — group.
  • the alkyl group for Ra 1 to Ra 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Examples of the cycloalkyl group represented by Ra 1 to Ra 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a multicyclic group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, or an adamantyl group.
  • a cyclic cycloalkyl group is preferred.
  • the cycloalkyl group formed by combining two of Ra 1 to Ra 3 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group. Or a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group is preferred. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • the cycloalkyl group formed by combining two of Ra 1 to Ra 3 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a hetero atom such as an oxygen atom or a hetero atom such as a carbonyl group. It may be replaced.
  • the repeating unit represented by the formula (AI) preferably has, for example, an embodiment in which Ra 1 is a methyl group or an ethyl group, and Ra 2 and Ra 3 are bonded to form the above-described cycloalkyl group.
  • Each of the above groups may have a substituent.
  • substituents include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxy group, And alkoxycarbonyl groups (having 2 to 6 carbon atoms) and the like, and those having 8 or less carbon atoms are preferred.
  • the total content of the repeating units having an acid-decomposable group is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 25 to 85 mol%, based on all repeating units in the resin P. More preferably, it is ⁇ 80 mol%.
  • repeating unit having an acid-decomposable group examples are shown below, but are not limited thereto.
  • Rx and Xa 1 each independently represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.
  • Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Z represents a substituent containing a polar group, and when there are a plurality of them, each is independent.
  • p represents 0 or a positive integer.
  • the substituent containing a polar group represented by Z include, for example, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group, a sulfonamide group, and a linear or branched alkyl group having these groups or a cycloalkyl group. An alkyl group is mentioned.
  • the resin P preferably contains a repeating unit Q having a lactone structure.
  • the repeating unit Q having a lactone structure preferably has a lactone structure in the side chain, for example, more preferably a repeating unit derived from a (meth) acrylic acid derivative monomer.
  • the repeating unit Q having a lactone structure may be used alone or in combination of two or more, but is preferably used alone.
  • the content of the repeating unit Q having a lactone structure with respect to all the repeating units of the resin P is, for example, 3 to 80 mol%, and preferably 3 to 60 mol%.
  • the lactone structure preferably has a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following formulas (LC1-1) to (LC1-17).
  • a lactone structure represented by formula (LC1-1), formula (LC1-4), formula (LC1-5), or formula (LC1-8) is preferable, and represented by formula (LC1-4).
  • the lactone structure is more preferable.
  • the lactone structure portion may have a substituent (Rb 2 ).
  • Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a carboxy group.
  • n 2 represents an integer of 0 to 4. When n 2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring. .
  • the resin P is preferably a resin represented by the following formula (I).
  • the resin represented by formula (I) is a repeating unit represented by formula (a), a repeating unit represented by formula (b), a repeating unit represented by formula (c), or a formula (d) It is resin which consists of a repeating unit selected from the group which consists of the repeating unit represented, and the repeating unit represented by Formula (e).
  • R x1 to R x5 each independently represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
  • R 1 to R 4 each represent a monovalent substituent, and p 1 to p 4 each independently represents 0 or a positive integer.
  • R a represents a linear or branched alkyl group.
  • T 1 to T 5 each represents a single bond or a divalent linking group.
  • R 5 represents a monovalent organic group.
  • a to e represent mol%, and each independently represents a number included in the range of 0 ⁇ a ⁇ 100, 0 ⁇ b ⁇ 100, 0 ⁇ c ⁇ 100, 0 ⁇ d ⁇ 100, 0 ⁇ e ⁇ 100.
  • a + b + c + d + e 100 and a + b ⁇ 0.
  • the repeating unit (e) has a structure different from any of the repeating units (a) to (d).
  • R x1 to R x5 have the same meaning as Xa 1 in formula (AI) described above, and the preferred embodiments thereof are also the same.
  • T 1 to T 5 have the same meaning as T in formula (AI) described above, and the preferred embodiments thereof are also the same.
  • R a represents a linear or branched alkyl group. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a t-butyl group. Of these, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.
  • R 1 to R 4 each represent a monovalent substituent.
  • R 1 to R 4 are not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, a cyano group, and a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having a hydroxyl group or a cyano group.
  • p 1 to p 4 each independently represents 0 or a positive integer. The upper limit value of p corresponds to the number of hydrogen atoms that can be substituted in each repeating unit.
  • R 5 represents a monovalent organic group.
  • R 5 is not particularly limited, and examples thereof include a monovalent organic group having a sultone structure and a monovalent organic group having a cyclic ether such as dioxolane.
  • the preferred ranges of the content of the repeating unit having an acid-decomposable group and the content of the repeating unit having a lactone structure with respect to all repeating units are as described above.
  • the resin P may contain a repeating unit having a sultone structure.
  • the other components for example, acid generator, basic compound, quencher, and solvent
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition examples include, for example, JP-A-2016-57614, JP-A-2014-219664, JP-A-2016-138219, and JP-A-2015-135379.
  • the resist compositions described can be preferably used.
  • Pattern formation method In the pattern formation method, (i) a pre-wet process in which a pre-wet liquid is brought into contact with the substrate, (ii) a resist film formation process for forming a resist film on the substrate, which is a process generally performed in pattern formation; (Iii) The organic solvent after purification in the present invention is used in any one or more steps of developing the exposed resist film using a developer.
  • the first to fourth embodiments will be described below as an example of a pattern forming method.
  • the first embodiment of the pattern forming method is: A pre-wet process in which a pre-wet liquid is brought into contact with the substrate; A resist film forming step of forming a resist film on the substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition; An exposure step of exposing the resist film; A development step of developing the exposed resist film using a developer, and a pattern forming method comprising: The purified organic solvent in the present invention is used as the pre-wet liquid.
  • the second embodiment of the pattern forming method is: A resist film forming step of forming a resist film on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition; An exposure step of exposing the resist film; A development step of developing the exposed resist film using a developer, and a pattern forming method comprising:
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains the purified organic solvent in the present invention.
  • the third embodiment of the pattern forming method is: A resist film forming step of forming a resist film on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition; An exposure step of exposing the resist film; A development step of developing the exposed resist film using a developer, and a pattern forming method comprising: The purified organic solvent in the present invention is used as the developer.
  • the fourth embodiment of the pattern forming method is: A resist film forming step of forming a resist film on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition; An exposure step of exposing the resist film; A development step of developing the exposed resist film using a developer; A rinsing step of rinsing the formed pattern with a rinsing liquid; A pattern forming method comprising: The organic solvent after purification in the present invention is used as the rinse liquid.
  • the first to fourth embodiments of the pattern forming method can be performed using known materials and known methods.
  • the said 1st Embodiment is not specifically limited except using the organic solvent after the refinement
  • the second embodiment is not particularly limited except that the organic solvent used as a diluent in the known actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is an organic solvent after purification in the present invention.
  • the material and the method of forming the resist film may be carried out as known.
  • the third embodiment is not particularly limited except that the purified organic solvent in the present invention is used as a developer, and the developing method may be carried out as known.
  • the said 4th Embodiment is not specifically limited except using the organic solvent after the refinement
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition preferably contains the resin P described above. Especially, in 1st Embodiment, 3rd Embodiment, and 4th Embodiment of the said pattern formation method, it is more preferable that actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains the said resin P.
  • FIG. By using the organic solvent after purification in the present invention as a pre-wet liquid, a developer or a rinsing liquid for a resist film formed from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the resin P, a substrate is obtained. The defect suppressing ability is more excellent.
  • this invention relates also to the manufacturing method of a semiconductor device containing the pattern formation method of above-described this invention.
  • the semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the present invention is suitable for electrical and electronic equipment (for example, home appliances, OA (Office Automation) related equipment, media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.). It is to be installed.
  • each organic solvent used was a high-purity grade having a purity of 99% by mass or more as a raw material used in producing the organic solvent. Using the raw materials thus obtained, each organic solvent was produced according to a known method, and each obtained organic solvent was used in the following purification step.
  • the organic solvent before purification in the table to be described later those having different contents of organic impurities and the like are mentioned depending on the same type of organic solvent, but this is a difference in the manufacturing method of the organic solvent, and This is due to the difference in lots of raw materials for organic solvents.
  • DOP Dioctyl phthalate (boiling point 385 ° C)
  • DINP Diisononyl phthalate (boiling point 403 ° C)
  • DOA Dioctyl adipate (boiling point 335 ° C)
  • DBP Dibutyl phthalate (boiling point 340 ° C)
  • EPDM ethylene propylene rubber (boiling point 300-450 ° C)
  • DEHP Bis (2-ethylhexyl) phthalate (boiling point 385 ° C)
  • ENB addition polymer of 5-ethylidene-2-norbornene (the following structural formula: boiling point> 250 ° C.)
  • DCP cyclopentadiene addition polymer (the following structural formula: boiling point> 250 ° C.)
  • DOP Dioctyl phthalate (boiling point 385 ° C)
  • HD 1,4-hexadiene addition polymer (the following structural formula: boiling point> 250 ° C.)
  • DIDP Diisodecyl phthalate (boiling point 420 ° C)
  • DPHP Bis (2-propylheptyl) phthalate (boiling point 361 ° C.)
  • BBzP benzyl butyl phthalate (boiling point 340 ° C)
  • DIOP Diisooctyl phthalate (boiling point 385 ° C)
  • DEP diethyl phthalate (boiling point 302 ° C)
  • DIBP Diisobutyl phthalate (boiling point 320 ° C)
  • TEHTM Trimellitic acid tris (2-ethylhexyl) (boiling point 414 ° C)
  • ATM Tris trimellitic acid (n-octyl-n-decyl) (boiling point 455 ° C.)
  • DEHA bis (2-ethylhexyl) adipate (b
  • Example 1-1 the prepared organic solvent was purified.
  • the apparatus from which the dehydrating member was removed that is, the organic solvent refining apparatus 100 in FIG. 1 itself
  • Example 1-6 an apparatus in which a “dehydration member” was connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. 1 and the filtration member 40 was removed was used.
  • Example 1-7 an apparatus in which a “dehydration member” was connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. 1 and the metal ion adsorption member 30 was removed was used. Further, in Example 1-8, an apparatus in which a “dehydration member” is connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. 1 and the metal ion adsorption member 30 and the filtration member 40 are removed. Using. In Comparative Example 1-1, an apparatus in which the “dehydration member” was connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG.
  • the tank 10 used was a stainless steel liquid contact part coated with PTFE.
  • the pump 20 used what the liquid-contact part was coated with PTFE.
  • a PFA tube having an outer diameter of 12 mm was used for the supply pipe 60.
  • 15 nm IEX PTFE a filter having a pore size of 15 nm having a sulfo group on the surface of a PTFE base material manufactured by Entegris was used.
  • 12 nm PTFE manufactured by Entegris (a filter having a particle removal diameter of 12 nm manufactured by PTFE) was used as the filtration member 40.
  • a special filter A (a filter in which activated carbon described in JP2013-150979A is fixed to a nonwoven fabric) was used.
  • the molecular sieve 3A (made by Union Showa Co., Ltd.) as a water adsorbent was used for the dehydrating member.
  • each of the first metal ion adsorption filter 32 and the second metal ion adsorption filter 34 is a 5 nm nylon filter manufactured by Entegris (the base material is nylon and the pore diameter is The same apparatus as in Examples 1-1 to 1-4 was used except that a 5 nm filter) was used.
  • the first metal ion adsorption filter 32, the second metal ion adsorption filter 34, the filter member 40, and the organic impurity adsorption member 50 are pre-washed with cleaning liquids shown in Tables 1 to 6 to be described later. went. And after filling each organic solvent of Table 1 into the tank 10, according to the direction of the arrow of FIG. 1, the organic solvent was circulated once.
  • the purified organic solvents of Examples 1-1 to 1-15 and Comparative Example 1-1 were obtained.
  • the circulation of the organic solvent is measured for each filter, and the difference between the pressure on the supply side of the organic solvent in the filter where the maximum pressure is applied and the pressure on the supply side of the organic solvent in the filter where the minimum pressure is applied.
  • the (filtration differential pressure) was performed as shown in Tables 1 to 6 below.
  • the content of metal ions (Fe, Cr, Ni and Pb) in the organic solvent before and after purification was measured.
  • metal ions Fe, Cr, Ni and Pb
  • NexION 350S trade name, manufactured by PerkinElmer
  • Specific measurement conditions by the SP-ICP-MS method are as follows. The detected amount was measured at the peak intensity with respect to a standard solution with a known concentration, converted to the mass of the metal ion, and the content of the metal ion in the organic solvent used for the measurement was calculated.
  • defects The number of particles having a diameter of 32 nm or more (hereinafter referred to as “defects”) present on the surface of the silicon oxide film substrate having a diameter of 300 mm was measured by a wafer surface inspection apparatus (SP-5; manufactured by KLA Tencor). Next, this silicon oxide film substrate is set in a spin ejection device, and while rotating, each organic solvent after purification of the example or comparative example is ejected to the surface of the silicon oxide film substrate at a flow rate of 1.5 L / min. did. Thereafter, the wafer was spin-dried.
  • SP-5 wafer surface inspection apparatus
  • the number of defects existing on the silicon oxide film substrate surface is again measured using the above apparatus (SP-5), and the difference from the initial value (initial value ⁇ measured value) is calculated as the number of defects. It was.
  • the obtained number of defects was evaluated based on the following criteria. In the following criteria, if the evaluation is “D” or higher, the defect suppressing ability required as an organic solvent used for semiconductor device manufacture is achieved.
  • the number of defects is 500 or less
  • the apparatus SP-5; manufactured by KLA Tencor
  • Defects include random defects and systematic defects. Random defects occur mainly due to adhesion of foreign matter, and therefore cannot be predicted where they occur. Therefore, it is the first role of the inspection apparatus to detect a defect on the wafer and specify a location (positional coordinate).
  • SP-5 used this time is a bare wafer defect detection apparatus, and is effective in detecting random defects.
  • the measurement principle is that a laser beam is applied to a rotating wafer, and the laser beam is irradiated on the entire surface of the wafer by moving in a radial direction (relative).
  • the wafer rotates and the laser beam hits the foreign matter and the defect, the light is scattered and the scattered light is detected by the detector. Thereby, foreign matters and defects are detected.
  • the coordinate positions of the foreign matter and the defect are determined and registered from the rotation angle of the wafer and the radial position of the laser beam.
  • the obtained wafer was subjected to pattern exposure at 25 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75), and then heated at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development was carried out for 30 seconds (negative development) with the purified organic solvent shown in Tables 1 to 3 (ie, purified butyl acetate, negative developer), and 4-methyl-2-pentanol ( It was rinsed with MIBC) for 30 seconds to obtain a pattern with a pitch of 200 nm and a line width of 100 nm.
  • the purified organic solvent shown in Tables 1 to 3 ie, purified butyl acetate, negative developer
  • 4-methyl-2-pentanol It was rinsed with MIBC for 30 seconds to obtain a pattern with a pitch of 200 nm and a line width of 100 nm.
  • Deviation of formation pattern with respect to target pattern is 3% or less
  • B Deviation of formation pattern with respect to target pattern is more than 3% and not more than 5%
  • C Deviation of formation pattern with respect to target pattern is 5%
  • D Deviation of formation pattern with respect to target pattern is over 8% and 10% or less
  • E Deviation of formation pattern with respect to target pattern is over 10%
  • Example 1 As shown in Table 1, it was shown that the occurrence of defects in the semiconductor device can be suppressed by carrying out the organic impurity removal step (Examples 1-1 to 1-8). On the other hand, it has been shown that the occurrence of defects in the semiconductor device becomes significant unless the organic impurity removal step is performed (Comparative Example 1-1).
  • Examples 2-1 to 2-5 organic solvents were used in the same manner as in Example 1-1, except that special filters B to F were used instead of the special filter A as the organic impurity adsorbing member 50. The content of each component was measured and each evaluation test was performed. The measurement of the content of each component and each evaluation test were performed in the same manner as in Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Special filter B Special filter B (pore size 3 nm) in which the surface of the PTFE base material is replaced with an organic group (phenyl group)
  • Special filter C Special filter C (pore size 3 nm) in which the surface of the PTFE base material is replaced with an organic group (dodecyl group)
  • Special filter D Special filter D (pore diameter 3 nm) in which the surface of the PTFE base material is replaced with an organic group (naphthyl group)
  • Special filter E PTFE ultra fine pore filter with no surface modification (pore size 1nm)
  • Special filter F filter with nylon as the main skeleton (pore size 5nm)
  • Examples 3-1 to 3-4 In Examples 3-1 to 3-4, purification of the organic solvent was performed in the same manner as in Example 1-1 except that the number of circulations of the organic solvent was changed to 3, 5, 7, and 10 times. The content of each component was measured and each evaluation test was performed. The measurement of the content of each component and each evaluation test were performed in the same manner as in Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 3. In Table 3, “ ⁇ 1” is intended to be less than 1.
  • Example 4-1 to 4-20 the organic solvent was purified in the same manner as in Example 1-1. However, in Examples 4-13 to 1-14, the apparatus from which the dehydrating member was removed (that is, the organic solvent refining apparatus 100 itself in FIG. 1) was used. Further, in Examples 4-15 to 4-16, an apparatus in which a “dehydration member” was connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. . Further, in Examples 4-17 to 4-18, an apparatus in which the “dehydration member” is connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. Using.
  • a “dehydration member” is connected to the downstream side of the organic impurity adsorption member 50 of the organic solvent purification apparatus 100 of FIG. 1, and the metal ion adsorption member 30 and the filtration member 40 are connected.
  • the removed device was used.
  • the content of each component was measured in the same manner as in Example 1-1.
  • each purified organic solvent shown in Table 4 was used as the prewetting liquid, and the purified organic solvent in Example 3-4 was used as the developer. Except for this, the defect and sensitivity evaluation tests were carried out in the same manner as in Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Examples 5-1 to 5-4 In Examples 5-1 to 5-4, purification of the organic solvent was performed in the same manner as in Example 4-1, except that the number of circulations of the organic solvent was changed to 3, 5, 7 and 10 times. The content of each component was measured and each evaluation test was performed. Measurement of the content of each component and each evaluation test were also performed in the same manner as in Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 5.
  • Example 6-1 to 6-36 the organic solvent was purified in the same manner as in Example 1-1.
  • the organic solvents listed in Table 6 contained various high-boiling organic solvents.
  • the content of each component was measured in the same manner as in Example 1-1.
  • each purified organic solvent shown in Table 6 was used as the prewetting liquid, and the purified organic solvent in Example 3-4 was used as the developer. Except for this, the defect and sensitivity evaluation tests were carried out in the same manner as in Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 6 (Nos. 1 and 2).

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Abstract

本発明の課題は、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できる有機溶剤の精製方法、および、有機溶剤の精製装置を提供することである。本発明の有機溶剤の精製方法は、有機不純物吸着部材によって、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を含む。

Description

有機溶剤の精製方法および有機溶剤の精製装置
 本発明は、有機溶剤の精製方法および有機溶剤の精製装置に関する。
 CCD(Charge-Coupled Device)およびメモリーなどの半導体デバイスは、フォトリソグラフィー技術を用いて、基板上に微細な電子回路パターンを形成して製造されることが知られている。
 このような電子回路パターンの製造において、例えば、基板上に形成された絶縁膜にコンタクトホールおよびトレンチパターンが形成されることがある。具体的には、感活性光線性または感放射線性組成物を用いて得られるフォトレジスト膜を絶縁膜上に形成した後、フォトレジスト膜に対して、光を照射する露光処理、現像液を用いた現像処理、およびリンス液を用いたリンス処理などの各種処理を行うことにより、パターン状のレジスト膜が得られる。このようにして得られたパターン状のレジスト膜をマスクとして、絶縁膜にエッチング処理を施すことにより、コンタクトホールまたはトレンチパターンが形成された基板が得られる。
 ここで、上記感活性光線性または感放射線性組成物には、有機溶剤が含まれることがある。また、有機溶剤は、上記現像液、および、感活性光線性または感放射線性組成物の塗布性を向上させるためのプリウェット液として使用されることがある。
 このように、半導体デバイスの製造においては、有機溶剤が広く用いられており、例えば、特許文献1には、レジスト関連材料に使用される有機溶剤の精製装置が開示されている。
特開2016-73922号公報
 上記特許文献1には、レジスト関連材料に使用される有機溶剤中の金属不純物を低減するために、金属不純物を除去する手段を備えた有機溶剤の精製装置が開示されている。
 ここで、本発明者が、特許文献1に記載されているような金属不純物を除去する手段を備えた精製装置を用いて有機溶剤の精製を行い、精製後の有機溶剤を半導体デバイスの製造に用いたところ、半導体デバイスの欠陥の発生が十分に抑制できないことを知見した。このような欠陥は、半導体デバイスの歩留りの低下、および、ショートなどの電気的異常を引き起こすことがある。
 そこで、本発明は、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できる有機溶剤の精製方法、および、有機溶剤の精製装置を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を実施することで、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
[1]
 有機不純物吸着部材によって、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を含む、有機溶剤の精製方法。
[2]
 さらに、除粒子径が20nm以下であるフィルターを備えたろ過部材、および、金属イオン吸着部材のうち、少なくとも1つの部材を用いて、上記有機溶剤を処理する処理工程を含む、[1]に記載の有機溶剤の精製方法。
[3]
 上記処理工程が、上記ろ過部材および上記金属イオン吸着部材の両方の部材を用いて行われる、[2]に記載の有機溶剤の精製方法。
[4]
 上記金属イオン吸着部材が、イオン交換可能な金属イオン吸着フィルターを備え、
 上記金属イオン吸着フィルターが、表面に酸基を有する、[2]または[3]に記載の有機溶剤の精製方法。
[5]
 上記有機不純物吸着部材が、上記有機不純物を吸着可能な有機不純物吸着フィルターを備え、
 上記有機不純物吸着フィルターが、上記有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有する、[1]~[4]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[6]
 上記有機溶剤がタンクに貯留されており、
 上記有機不純物除去工程が、供給管を介して上記タンクと接続するポンプによって上記有機溶剤を循環させながら実施され、
 上記タンクの接液部、上記供給管の接液部、および、上記ポンプの接液部がいずれも、フッ素樹脂から形成されている、[1]~[5]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[7]
 上記有機不純物除去工程が、2回以上実施される、[1]~[6]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[8]
 上記有機溶剤が、4-メチル-2-ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、および、ジイソアミルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤である、[1]~[7]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[9]
 上記有機不純物が、フタル酸ジオクチルである、[1]~[8]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[10]
 上記有機溶剤が、プリウェット液、現像液および感活性光線性または感放射線性組成物に含まれる溶剤から選択される少なくとも1つの用途に使用される、[1]~[9]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製方法。
[11]
 有機溶剤を貯留するタンクと、
 上記タンクと接続され、上記有機溶剤を循環させるポンプと、
 上記有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物吸着部材と、
を有する、有機溶剤の精製装置。
[12]
 さらに、除粒子径が20nm以下であるフィルターを備えたろ過部材、および、金属イオン吸着部材のうち、少なくとも1つの部材を有する、[11]に記載の有機溶剤の精製装置。
[13]
 上記ろ過部材および上記金属イオン吸着部材の両方を有する、[12]に記載の有機溶剤の精製装置。
[14]
 上記金属イオン吸着部材が、イオン交換可能な金属イオン吸着フィルターを備え、
 上記金属イオン吸着フィルターが、表面に酸基を有する、[12]または[13]に記載の有機溶剤の精製装置。
[15]
 上記有機不純物吸着部材が、上記有機不純物を吸着可能な有機不純物吸着フィルターを備え、
 上記有機不純物吸着フィルターが、上記有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有する、[11]~[14]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製装置。
[16]
 上記タンクの接液部および上記ポンプの接液部がいずれも、フッ素樹脂から形成されている、[11]~[15]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製装置。
[17]
 さらに、上記タンクと上記ポンプとを接続する供給管を有し、
 上記供給管の接液部が、フッ素樹脂から形成されている、[11]~[16]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製装置。
[18]
 上記有機溶剤が、4-メチル-2-ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、および、ジイソアミルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤である、[11]~[17]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製装置。
[19]
 上記有機溶剤が、プリウェット液、現像液および感活性光線性または感放射線性組成物に含まれる溶剤から選択される少なくとも1つの用途に使用される、[11]~[18]のいずれか1つに記載の有機溶剤の精製装置。
 以下に示すように、本発明によれば、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できる有機溶剤の精製方法、および、有機溶剤の精製装置を提供することができる。
本発明の有機溶剤の精製装置の一実施形態を示す概略図。
 以下に、本発明について説明する。
 なお、本発明において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、本発明において「準備」というときには、特定の材料を合成ないし調合などして備えることのほか、購入などにより所定の物を調達することを含む意味である。
 また、本発明において、「ppm」は「parts-per-million(10-6)」を意味し、
「ppb」は「parts-per-billion(10-9)」を意味し、「ppt」は「parts-per-trillion(10-12)」を意味する。
 また、本発明における「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、または、電子線などを意味する。また、本発明において光とは、活性光線または放射線を意味する。本発明中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、
X線またはEUV光などによる露光のみならず、電子線またはイオンビームなどの粒子線による描画も露光に含める。
 本発明の有機溶剤の精製方法は、有機不純物吸着部材によって、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を含む。これにより、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できる。この理由の詳細は、未だ明らかになっていない部分もあるが、以下の理由によるものと推測される。
 有機溶剤には、無機不純物(例えば、金属イオンおよび金属微粒子)および有機不純物などの各種不純物が含まれることがある。これらの不純物は、有機溶剤の製造時に使用する製造装置を構成する部材(例えば、配管およびタンクなど)、および、有機溶剤の保存容器などから溶出して、有機溶剤中に混入することがある。さらに、有機溶剤を製造する際に使用する原料、有機溶剤の副生成物、および有機溶剤の構造異性体などが、有機溶剤中に不純物として含まれることがある。
 ここで、半導体デバイスの欠陥は様々な要因で発生するが、本発明者が検討したところ、有機溶剤中の不純物成分が半導体デバイスの基板等に残ったり、半導体デバイスの基板上に存在する成分と反応したりすることで、半導体デバイスに異物が発生し、このような異物が半導体デバイスの欠陥の原因の一つであることを知見した。
 より詳細には、本発明者が、半導体デバイスに発生した欠陥の原因について検討したところ、有機不純物の影響が大きいことを知見するに至った。有機溶剤中の有機不純物の含有量が多いと、有機溶剤を半導体デバイスに適用した際に、有機不純物を核とした形態(例えば、固体のパーティクル状態)になる場合があり、半導体デバイスの欠陥を引き起こしやすくなると考えられる。特に、沸点の高い有機不純物(例えば、沸点250℃以上の有機不純物)は揮発しにくいため、基板表面に残りやすく、半導体デバイスの欠陥の原因になりやすい。
 このような理由により、有機溶剤の精製方法が有機不純物除去工程を有することで、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できたと推測される。
 以下において、有機溶剤の精製装置および有機溶剤の精製方法の順に説明する。
[有機溶剤の精製装置]
 本発明の有機溶剤の精製装置は、有機溶剤を貯留するタンクと、上記タンクと接続され上記有機溶剤を循環させるポンプと、上記有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物吸着部材と、を有する。
 以下において、本発明の有機溶剤の精製装置の一実施形態(以下、単に「本実施形態の有機溶剤の精製装置」ともいう。)について、図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
 図1は、本実施形態の有機溶剤の精製装置100(以下、単に「精製装置100」ともいう。)の構成を示す概略図である。精製装置100は、有機溶剤を貯留するタンク10と、タンク10と接続され有機溶剤を循環させるポンプ20と、第1金属イオン吸着フィルター32と、除粒子径が20nm以下であるフィルターを備えたろ過部材40と、第2金属イオン吸着フィルター34と、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物吸着部材50と、を有する。第1金属イオン吸着フィルター32と第2金属イオン吸着フィルター34とは、金属イオン吸着部材30の構成要素である。
 また、精製装置100は、供給管60を有する。供給管60は、タンク10、ポンプ20、第1金属イオン吸着フィルター32、ろ過部材40、第2金属イオン吸着フィルター34、および有機不純物吸着部材50の各部材間を有機溶剤が流通可能になるように、各部材間を接続する。
 タンク10に貯留された有機溶剤は、具体的には、次のようにして精製装置100内を循環する。ポンプ20を起動させると、タンク10に貯留された有機溶剤は、供給管60を介して、ポンプ20、第1金属イオン吸着フィルター32、ろ過部材40、第2金属イオン吸着フィルター34および有機不純物吸着部材50の順に流通した後、タンク10に回収される。
〔タンク〕
 タンク10は、有機溶剤の貯留および回収のために使用される。
 タンク10の材質としては、有機物由来のコンタミネーションを抑制するという観点から、公知のステンレス鋼を用いることが好ましい。なかでも、ニッケルを8質量%以上含有する合金が好ましく、ニッケルを8質量%以上含有するオーステナイト系ステンレス鋼がより好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼としては、例えばSUS(Steel Use Stainless)304(Ni含有量8質量%、Cr含有量18質量%)、SUS304L(Ni含有量9質量%、Cr含有量18質量%)、SUS316(Ni含有量10質量%、Cr含有量16質量%)、およびSUS316L(Ni含有量12質量%、Cr含有量16質量%)などが挙げられる。
 また、タンク10の材質としては、上記のステンレス鋼の中でも、電解研磨されたステンレス鋼が好ましい。
 ステンレス鋼を電解研磨する方法としては特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、特開2015-227501号公報の段落[0011]-[0014]、および、特開2008-264929号公報の段落[0036]-[0042]等に記載された方法を用いることができる。
 ステンレス鋼のような金属材料は、電解研磨されることにより表面の不動態層におけるクロムの含有量が、母相のクロムの含有量よりも多くなっているものと推測される。そのため、電解研磨された金属材料からは、有機溶剤中に金属成分が流出しにくいため、金属成分(金属不純物)が低減された有機溶剤を得ることができるものと推測される。なかでも、ステンレス鋼のCr/Fe比が、原子%比で、3以上であることが好ましい。上記のCr/Fe比を有することで、有機溶剤中に金属成分がより流出しにくく、有機溶剤中の金属成分(金属不純物)をより低減することができる。
 タンク10の接液部は、有機溶剤中にタンク10に由来する不純物が混入することを抑制できるという観点から、フッ素樹脂であることが好ましい。なお、本発明において、「接液部」とは、有機溶剤が各部材と接する部分のことをいう。
 フッ素樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、四フッ化エチレン-エチレン共重合体(ETFE)、三フッ化塩化エチレン-エチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)およびフッ化ビニル樹脂(PVF)などが挙げられる。
〔ポンプ〕
 ポンプ20は、精製装置100内において有機溶剤を循環できるのであれば、特に限定されず、公知のポンプを用いることができる。
 ポンプ20の接液部は、有機溶剤中にポンプ20の材質に由来する不純物が混入することを抑制できるという観点から、フッ素樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂の具体例は、上述の通りである。
〔金属イオン吸着部材〕
 金属イオン吸着部材30は、図1に示すように、第1金属イオン吸着フィルター32と、第2金属イオン吸着フィルター34と、を備える。以下の説明において、単に「金属イオン吸着フィルター」という場合には、第1金属イオン吸着フィルター32および第2金属イオン吸着フィルター34の両方を意味する。
 金属イオン吸着フィルターは、有機溶剤中の金属イオンを吸着する機能を備える。また、金属イオン吸着フィルターは、イオン交換可能なフィルターであることが好ましい。
 ここで、吸着対象となる金属イオンとしては、特に限定されないが、半導体デバイスの欠陥の原因になりやすいという点から、Fe、Cr、NiおよびPbであることが好ましい。
 金属イオン吸着フィルターは、金属イオンの吸着性能が向上するという観点から、表面に酸基を有することが好ましい。酸基としては、スルホ基およびカルボキシ基などが挙げられる。
 金属イオン吸着フィルターを構成する基材(材質)としては、セルロース、ケイソウ土、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、および、ポリアミドイミド、ならびに、これらの組み合わせなどが挙げられる。
 ポリイミドおよびポリアミドイミドの少なくとも一方を含む金属イオン吸着フィルターの具体例としては、特開2016-155121号公報に記載のポリイミドおよび/またはポリアミドイミド多孔質膜が挙げられる。
 ポリイミドおよび/またはポリアミドイミド多孔質膜は、カルボキシ基、塩型カルボキシ基および-NH-結合からなる群より選択される少なくとも1つを有するものであってもよい。
 耐溶剤性については、フッ素樹脂、ポリイミドおよびポリアミドイミドが優れる。
〔ろ過部材〕
 ろ過部材40は、除粒子径が20nm以下であるフィルターを1つ備える。有機溶剤がろ過部材40のフィルターを通過することにより、有機溶剤から粒子状の不純物を除去できる。
 ここで、「粒子状の不純物」としては、有機溶剤の製造時に使用される原料に不純物として含まれる塵、埃、有機固形物および無機固形物などの粒子、ならびに、有機溶剤の精製時に汚染物として持ち込まれる塵、埃、有機固形物および無機固形物の粒子などが挙げられ、最終的に有機溶剤中で溶解せずに粒子として存在するものが該当する。
 また、「粒子状の不純物」には、金属原子を含有するコロイド化した不純物も含まれる。金属原子としては、特に限定されないが、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn、および、Pb(好ましくは、Fe、Cr、NiおよびPb)からなる群より選択される少なくとも1種の金属原子の含有量が特に低い場合(例えば、有機溶剤中の上記金属原子の含有量が各々1000質量ppt以下の場合)、これらの金属原子を含有する不純物がコロイド化しやすい。上記金属イオン吸着部材では、コロイド化した不純物の除去が困難になりやすい。したがって、除粒子径が20nm以下であるフィルター(例えば、孔径が20nm以下の精密ろ過膜)を用いることにより、コロイド化した不純物の除去が効果的に行われる。
 粒子状の不純物は、除粒子径が20nm以下であるフィルターで除去されるサイズを有し、具体的にはその直径が20nm以上の粒子である。なお、本明細書において、粒子状の不純物を「粗大粒子」ということがある。
 ろ過部材40が備えるフィルターは、除粒子径が20nm以下であるが、除粒子径が1~15nmが好ましく、1~12nmがより好ましい。除粒子径が15nm以下であることで、より微細な粒子状の不純物を除去でき、除粒子径が1nm以上であることで、有機溶剤のろ過効率が向上する。
 ここで、除粒子径とは、フィルターが除去可能な粒子の最小サイズを意味する。例えば、フィルターの除粒子径が20nmである場合には、直径20nm以上の粒子を除去可能である。
 ろ過部材40が備えるフィルターの材質としては、例えば、6-ナイロン、6、6-ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、および、ポリアミドイミド、ならびに、これらの組み合わせなどが挙げられる。
 ポリイミドおよびポリアミドイミドの少なくとも一方は、カルボキシ基、塩型カルボキシ基および-NH-結合からなる群より選択される少なくとも1つを有するものであってもよい。
 耐溶剤性については、フッ素樹脂、ポリイミドおよびポリアミドイミドが優れる。
 ろ過部材40は、さらに、除粒子径が50nm以上のフィルター(例えば、孔径が50nm以上の微粒子除去用の精密ろ過膜)を備えていてもよい。処理液中に、コロイド化した不純物、特に鉄またはアルミニウムのような金属原子を含有するコロイド化した不純物以外にも微粒子が存在する場合には、除粒子径が20nm以下であるフィルター(例えば、孔径が20nm以下の精密ろ過膜)を用いてろ過する前に、除粒子径が50nm以上のフィルター(例えば、孔径が50nm以上の微粒子除去用の精密ろ過膜)を用いて有機溶剤のろ過を実施することで、除粒子径が20nm以下であるフィルター(例えば、孔径が20nm以下の精密ろ過膜)のろ過効率が向上したり、粗大粒子の除去性能がより向上する。
〔有機不純物吸着部材〕
 有機不純物吸着部材50は、有機溶剤中の有機不純物を除去するために使用される。
 本発明において、有機不純物とは、有機溶剤以外の有機物のことをいう。具体的には、有機不純物としては、有機溶剤の製造時に使用する酸化防止剤などの安定化剤(例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ジステアリルチオジプロピオネート(DSTP)、4,4’-ブチリデンビス-(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、2,2’-メチレンビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)の他、特開2015-200775号公報に記載されている酸化防止剤)および未反応の原料、有機溶剤の製造時に生じる構造異性体および副生成物、ならびに、有機溶剤の製造時に使用する製造装置を構成する部材などからの溶出物(例えば、Oリングなどのゴム部材から溶出した可塑剤)などが挙げられる。
<有機不純物吸着フィルター>
 図1の例では、有機不純物吸着部材50は、有機不純物を吸着可能な有機不純物吸着フィルターを1つ備える。
 有機不純物吸着フィルターは、有機不純物の吸着性能が向上するという観点から、有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有すること(換言すると、有機不純物と相互作用可能な有機物骨格によって表面が修飾されていること)が好ましい。有機不純物と相互作用可能な有機物骨格としては、例えば、有機不純物と反応して有機不純物を有機不純物吸着フィルターに捕捉できるような化学構造が挙げられる。より具体的には、有機不純物としてn-長鎖アルキルアルコール(有機溶剤として1-長鎖アルキルアルコールを用いた場合の構造異性体)を含む場合には、有機物骨格としては、アルキル基が挙げられる。また、有機不純物としてジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含む場合には、有機物骨格としてはフェニル基が挙げられる。
 有機不純物吸着フィルターを構成する基材(材質)としては、活性炭を担持したセルロース、ケイソウ土、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびフッ素樹脂などが挙げられる。
 また、有機不純物吸着フィルターには、特開2002-273123号公報および特開2013-150979号公報に記載の活性炭を不織布に固着したフィルターも使用できる。
 有機不純物吸着部材としては、上記で示した化学吸着(有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有する有機不純物除去フィルターを用いた吸着)以外に、物理的な吸着方法も適用できる。
 例えば、有機不純物としてBHTを含む場合、BHTの構造は10Å(=1nm)よりも大きい。そのため、孔径が1nmの有機不純物除去フィルターを用いることで、BHTはフィルターの孔を通過できない。つまり、BHTは、フィルターによって物理的に捕捉されるので、有機溶剤中から除去される。このように、有機不純物の除去は、化学的な相互作用だけでなく物理的な除去方法を適用することでも可能である。ただし、この場合には、3nm以上の孔径のフィルターが「ろ過部材」として用いられ、3nm未満の孔径のフィルターが「有機不純物除去フィルター」として用いられる。
 本明細書において、1Å(オングストローム)は、0.1nmに相当する。
〔供給管〕
 供給管60は、精製装置100内で有機溶剤が流通可能になるように、上述した各部材間を接続する。
 供給管60の材質としては、特に限定されないが、有機溶剤中に供給管60の材質に由来する不純物が混入することを抑制できるという観点から、その接液部がフッ素樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂の具体例は、上述の通りである。
 タンク10およびポンプ20は、その接液部がフッ素樹脂であることが好ましく、タンク10、ポンプ20および供給管60の接液部がいずれも、フッ素樹脂であることがより好ましい。これにより、有機溶剤中に不純物が混入することを一層抑制できる。フッ素樹脂の具体例は、上述の通りである。
<有機溶剤>
 精製装置100による精製に用いられる有機溶剤としては、特に限定されないが、半導体デバイスの製造プロセスに使用する各種有機溶剤、および、半導体デバイスの製造プロセスに用いられる各種材料を製造する過程で用いられる各種有機溶剤が挙げられ、具体的には、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、n-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、n-ヘキサノール、シクロヘキサノール、2-メチル-2-ブタノール、3-メチル-2-ブタノール、2-メチル-1-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-メチル-3-ペンタノール、3-メチル-1-ペンタノール、3-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、4-メチル-1-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)、2-エチル-1-ブタノール、2,2-ジメチル-3-ペンタノール、2,3-ジメチル-3-ペンタノール、2,4-ジメチル-3-ペンタノール、4,4-ジメチル-2-ペンタノール、3-エチル-3-ペンタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、2-メチル-2-ヘキサノール、2-メチル-3-ヘキサノール、5-メチル-1-ヘキサノール、5-メチル-2-ヘキサノール、2-エチル-1-ヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール、4-メチル-3-ヘプタノール、6-メチル-2-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール、2-プロピル-1-ペンタノール、2,4,4-トリメチル-1-ペンタノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、3-エチル-2,2-ジメチル-ペンタノール、1-ノナノール、2-ノナノール、3,5,5-トリメチル-1-ヘキサノール、1-デカノール、2-デカノール、4-デカノール、3、7-ジメチル-1-オクタノール、3,7-ジメチル-3-オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、ブチルプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル、tert-ブチルプロピルエーテル、ジ-tert-ブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオクチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、シクロドデシルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、シクロヘキシルエチルエーテル、シクロペンチルプロピルエーテル、シクロペンチル-2-プロピルエーテル、シクロヘキシルプロピルエーテル、シクロヘキシル-2-プロピルエーテル、シクロペンチルブチルエーテル、シクロペンチル-tert-ブチルエーテル、シクロヘキシルブチルエーテル、シクロヘキシル-tert-ブチルエーテル、ブロモメチルメチルエーテル、ヨードメチルメチルエーテル、α,α-ジクロロメチルメチルエーテル、クロロメチルエチルエーテル、2-クロロエチルメチルエーテル、2-ブロモエチルメチルエーテル、2,2-ジクロロエチルメチルエーテル、2-クロロエチルエチルエーテル、2-ブロモエチルエチルエーテル、(±)-1,2-ジクロロエチルエチルエーテル、ジ-2-ブロモエチルエーテル、2,2,2-トリフルオロエチルエーテル、クロロメチルオクチルエーテル、ブロモメチルオクチルエーテル、ジ-2-クロロエチルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アリルエチルエーテル、アリルプロピルエーテル、アリルブチルエーテル、ジアリルエーテル、2-メトキシプロペン、エチル-1-プロペニルエーテル、1-メトキシ-1,3-ブタジエン、cis-1-ブロモ-2-エトキシエチレン、2-クロロエチルビニルエーテル、アリル-1,1,2,2-テトラフルオロエチルエーテル、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、メチルシクロヘキサン、デカリン、キシレン、アミルベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、クメン、第2-ブチルベンゼン、サイメン、ジペンテン、γ-ブチロラクトン(γ-BL)、イソホロン、ピルビン酸メチル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PGPE)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル(EL)、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert-ブチル、プロピオン酸tert-ブチル、プロピレングリコールモノtert-ブチルエーテルアセテート、シクロペンタノン(CyPe)、シクロヘキサノン(CyHe)、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチル-2-アミルケトン、酢酸ブチル(nBA)、酢酸イソアミル、クロロホルム、シクロフェニルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,4-ジオキサン、および、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
 これらの中でも、半導体デバイス製造プロセスにおいてプリウェット液または現像液として用いられる有機溶剤、および、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物中においてレジスト材料の希釈液として用いられる有機溶剤であることが好ましく、具体的には、n-ブタノール、4-メチル-2-ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、および、ジイソアミルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤がより好ましく用いられる。
 有機溶剤は、任意の比率で2種以上組み合わせて使用してもよい。特に限定されないが、沸点、溶解度パラメータ、または、比誘電率の異なる有機溶剤を2種以上組み合わせることで半導体デバイスの欠陥の発生をより低減できる。例えば、比誘電率の低い有機溶剤を使用することで、静電気による半導体デバイスの欠陥の発生を低減できる。
 特に限定はされないが、本発明では、2種以上の有機溶剤を組み合わせて使用する場合、半導体デバイスの欠陥の発生をより低減できるという観点から、少なくとも1種のエーテル類を用いることが好ましく、2種以上のエーテル類を併用することがより好ましい。
 2種以上のエーテル類を組み合わせる場合には、組み合わせるエーテル類としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、および、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。
 これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、プロピレングリコールモノメチルエーテルと、の組み合わせ(混合溶剤)が好ましい。有機溶剤2種を併用する場合において、その混合比(質量)は、1/99~99/1が好ましく、10/90~90/10がより好ましく、20/80~60/40がさらに好ましい。
 特に限定はされないが、さらに、有機溶剤は3種以上を任意の割合で混合してもよい。これにより微妙なレジスト形状調整、粘度の調整などを行うこともある。組み合わせとしては、PGMEA/PGME/γ-ブチロラクトン、PGMEA/PGME/シクロヘキサノン、PGMEA/PGME/2-ヘプタノン、PGMEA/シクロヘキサノン/γ-ブチロラクトン、および、PGMEA/γ-ブチロラクトン/2-ヘプタノンなどが挙げられる。
 有機溶剤、および、有機溶剤の製造時の原材料として、高純度グレード品(特に、金属イオン、および、有機不純物の含有量が少ないもの)を購入し、さらに、それらに対して精製処理を行って使用することができる。
〔用途〕
 精製後の有機溶剤は、半導体デバイスの製造の際に用いられ、具体的には、プリウェット液、現像液および感活性光線性または感放射線性組成物に含まれる溶剤から選択される少なくとも1つの用途に使用される。
 プリウェット液は、感活性光線性または感放射線性組成物を用いてレジスト膜(フォトレジスト膜)を形成する工程の前に、組成物の塗布性を改良するために基板上に塗布される。
 現像液は、露光後のレジスト膜の現像に用いられる。
 感活性光線性または感放射線性組成物(以下、「レジスト組成物」ともいう。)に含まれる溶剤(有機溶剤)は、組成物中の樹脂など成分を溶解して、レジスト組成物の塗布性を高めるなどの用途に使用される。
 なお、本明細書においては、露光前のレジスト膜を「フォトレジスト膜」といい、露光後のレジスト膜を単に「レジスト膜」という。
 また、精製後の有機溶剤は、半導体デバイス以外の他の用途でも好適に用いることができ、ポリイミド、センサー用レジストおよびレンズ用レジストなどの現像液、リンス液としても使用することができる。
 特に、精製後の有機溶剤は、近年の超微細パターン(例えば、30nmノード以下、さらには10nmノード以下)の半導体デバイス形成に好適に用いられる。
 また、精製後の有機溶剤は、医療用途の溶媒、および、洗浄用途でも使用することができ、容器、配管および基板(例えば、ウエハーおよびガラス等)などの洗浄に好適に用いることができる。
 半導体デバイスの製造において、精製後の有機溶剤中の不純物に起因した欠陥は少ないことが好ましい。
 精製後の有機溶剤中の不純物に起因した欠陥の確認方法は特に限定はされないが、以下の例を挙げて説明する。
 ウェハ上の異物やパターン欠陥を検出する方法として、特に限定はされないが、ウェハ上表面検査装置(SP-5;KLA Tencor製)を用いることができる。
 精製後の有機溶剤を半導体ウェハに塗布し、ウェハ上における精製後の有機溶剤の塗布面にレーザー光線を照射する。この際に、異物および欠陥にレーザー光線が当たると光が散乱し、散乱光が検出器で検出されることで、異物および欠陥が検出される。
 レーザー光線の照射の際に、ウェハを回転させながら測定することにより、ウェハの回転角度と、レーザー光線の半径位置から、異物および欠陥の座標位置を割り出すことができる。
 このようなウェハ上表面検査装置としてはKLA Tencor製のSurfscanシリーズなどが挙げられる。
 特に、10nmノード以下の微細な半導体装置の製造に係る欠陥の評価としては、SP-5の分解能以上のウェハ上表面検査装置を用いることが好ましい。
 精製装置100では、有機不純物吸着部材50に加えて、ろ過部材40および金属イオン吸着部材30を備える場合を例示して説明したが、本発明の精製装置はこれに限定されない。
 すなわち、本発明の有機溶剤の精製装置は、上記ろ過部材および上記金属イオン吸着部材を備えず、上記タンクと、上記ポンプと、上記有機不純物吸着部材と、を備える態様であってもよい。
 また、本発明の有機溶剤の精製装置は、上記ろ過部材または上記金属イオン吸着部材と、上記タンクと、上記ポンプと、上記有機不純物吸着部材と、を備える態様であってもよい。
 本発明の有機溶剤の精製装置は、さらに、有機溶剤中の水分を除去するための脱水部材を備えていてもよい。有機溶剤中の水分の含有量を低減することで、ウォーターマークの原因になる水分が少ないという理由により、半導体デバイスの欠陥の発生をより抑制できたり、フォトレジスト膜の感度を向上できたりするという利点がある。
 脱水部材が配置される位置は特に限定されないが、例えば、脱水部材は有機不純物吸着部材の下流側に配置できる。
 脱水部材としては、脱水膜、有機溶剤に不溶である水吸着剤、乾燥した不活性ガスを用いたばっ気置換装置、および、加熱または真空加熱装置などが挙げられる。
 脱水膜を用いる場合には、浸透気化(PV)または蒸気透過(VP)による膜脱水を行うことが好ましい。脱水膜は、例えば、透水性膜モジュールとして構成されるものである。脱水膜としては、ポリイミド系、セルロース系およびポリビニルアルコール系などの高分子系の素材、または、ゼオライトなどの無機系の素材からなる膜などが挙げられる。
 水吸着剤は、有機溶剤に添加して用いられる。水吸着剤としては、ゼオライト、5酸化2リン、シリカゲル、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、無水塩化亜鉛、発煙硫酸およびソーダ石灰などが挙げられる。
 精製装置100では、金属イオン吸着部材30が、2つの金属イオン吸着フィルターを備える場合を示したが、これに限定されない。具体的には、金属イオン吸着部材は、1つの金属イオン吸着フィルターを備えていてもよいし、3つ以上の金属イオン吸着フィルターを備えていてもよい。金属イオン吸着部材が2以上のフィルターを備えていれば、金属イオンをより効果的に除去できる。
 精製装置100では、ろ過部材40が1つのフィルターを備える場合を示したが、これに限定されない。具体的には、ろ過部材は、粒子状の不純物をより効果的に除去する観点から2以上のフィルターを備えることが好ましい。
 精製装置100では、有機不純物吸着部材50が1つの有機不純物吸着フィルターを備える場合を示したが、これに限定されない。具体的には、有機不純物吸着部材は、有機溶剤中の有機不純物をより効果的に除去する観点から、2以上の有機不純物吸着フィルターを備えることが好ましい。
 精製装置100では、有機溶剤が、第1金属イオン吸着フィルター32、ろ過部材40、第2金属イオン吸着フィルター34および有機不純物吸着部材50の順に通過するように、これらの部材がこの順に配置されているが、これに限定されない。
 本発明の有機溶剤の精製装置においては、ろ過部材、金属イオン吸着部材および有機不純物吸着部材の配置順序を、適宜設定することができるが、図1に示すように、有機不純物吸着部材が金属イオン吸着部材およびろ過部材の下流側に配置されていれば、有機不純物の除去がより効果的に行われるので好ましい。
 本発明において、金属イオン吸着部材、ろ過部材、および、有機不純物吸着部材はそれぞれ、異なる部材、および/または、同じ部材を組み合わせてもよい。その際、第1の部材での吸着またはフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。異なる部材を組み合わせて2回以上の吸着またはフィルタリングを行う場合には、各部材は、互いに同じ種類のものであってもよいし、互いに種類の異なるものであってもよいが、互いに種類の異なるものであることが好ましい。典型的には、第1の部材と第2の部材とは、孔径および構成素材のうち少なくとも一方が異なることが好ましい。
 例えば、フィルタリングに関しては、1回目のフィルタリングの孔径より2回目以降の孔径が同じ、または、小さい方が好ましい。また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルターと、第2のフィルターと、を組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルターメーカーの公称値を参照できる。
 市販のフィルターとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)または株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルターの中から選択できる。
 また、ポリアミド製の「P-ナイロンフィルター(孔径0.02μm、臨界表面張力77mN/m)」;(日本ポール株式会社製)、高密度ポリエチレン製の「PE・クリーンフィルター(孔径0.02μm)」;(日本ポール株式会社製)、および、高密度ポリエチレン製の「PE・クリーンフィルター(孔径0.01μm)」;(日本ポール株式会社製)、「ゼータプラス吸着デプスフィルター(孔径0.01μm)」;(3M株式会社製)も使用することができる。
 フィルタリングの際に2つ以上のフィルターを用いる場合、第1のフィルターに液体を通過させる際の一次側(液体の供給側)の圧力と、第1のフィルタとは異なる第2のフィルターに液体を通過させる際の一次側(液体の供給側)の圧力と、の差(以下、「ろ過差圧」ともいう。)としては特に制限されないが、300kPa以下が好ましく、250kPa以下がより好ましく、200kPa以下がさらに好ましい。下限としては特に制限されないが、10kPa以上が好ましく、50kPa以上がより好ましい。ろ過差圧が300kPa以下であると、フィルターに過剰な圧が掛かるのを防止できるため溶出物の低減が期待できる。
 なお、3つ以上のフィルターを用いる場合、ろ過差圧の最大値が上記範囲内になるのが好ましい。
 各種フィルターを使用する前に、フィルターを洗浄してもよい。フィルターを洗浄する方法としては特に制限されないが、洗浄液にフィルターを浸漬する、洗浄液をフィルターに通液する、及び、それらを組み合わせる方法が挙げられる。
 フィルターを洗浄することによって、フィルターから抽出される成分の量をコントロールすることが容易となり、結果として、より優れた本発明の効果を有する有機溶剤が得られる。
 洗浄液としては特に制限されず、公知の洗浄液を用いることができる。洗浄液としては特に制限されず、水、及び、有機溶剤等が挙げられる。有機溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4~10)、環を有してもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4~10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、及び、ピルビン酸アルキル等であってもよい。
 より具体的には、洗浄液としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルスルホキシド、n-メチルピロリドン、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、スルフォラン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、及び、γ-ブチロラクトン、並びに、これらの混合物等が挙げられる。
 上記洗浄前に、フィルタを有機溶剤に濡らす工程(例えば浸漬)を有してもよい。事前に有機溶剤に濡らす工程を経ることで、ウェットパーティクルが減少し、濾過効率が向上する。
 上記濡らす工程で用いる有機溶剤は特に限定されないが、上述の有機溶剤の項で例示したものが挙げられる。また、特に限定されないが、精製する有機溶剤より表面張力の低い有機溶剤であると、濾過効率が向上する。
 上記洗浄液及び上記濡らす工程で用いる有機溶剤は、不純物の少ない高純度品であることが好ましい。上記洗浄液および上記濡らす工程で用いる有機溶剤は、精製する有機溶剤と同じものであってもよい。
 特に限定されないが、例えば、本発明の所望の効果をより顕著に得る観点のほか、精製後の有機溶剤の保管において粒子性メタルの増加を抑制する観点からは、本発明の一態様で使用される有機溶剤と、フィルタリングに使用するフィルターの材質との関係は、フィルタリングに使用するフィルターの材質から導き出せるハンセン溶解度パラメータ(HSP)空間における相互作用半径(R0)と、有機溶剤に含まれる液体から導き出せるハンセン空間の球の半径(Ra)とした場合のRaとR0の関係式(Ra/R0)≦1を満たす組み合わせであって、これらの関係式を満たすフィルター材質でフィルタリングされた有機溶剤であることが好ましい。(Ra/R0)≦0.98が好ましく、(Ra/R0)≦0.95がより好ましい。下限としては、0.5以上が好ましく、0.6以上がより好ましく、0.7以上がさらに好ましい。メカニズムは定かではないが、この範囲内であると、長期保管時における粒子性メタルの形成、または、粒子性メタルの成長が抑制される。
 これらのフィルター、および、有機溶剤の組み合わせとしては、特に限定されないが、米国特許出願公開2016/0089622号明細書に記載のものが挙げられる。
 第2のフィルターは、上述した第1のフィルターと同様の材料で形成されたフィルターを使用できる。第2のフィルターの孔径が第1のフィルターより小さいものを用いる場合には、第2のフィルターの孔径と第1のフィルターの孔径との比(第2のフィルターの孔径/第1のフィルターの孔径)が0.01~0.99が好ましく、0.1~0.9より好ましく、0.2~0.9がさらに好ましい。第2フィルターの孔径を上記範囲とすることにより、有機溶剤中に混入している微細な異物がより確実に除去される。
 また、用いられる部材は、本発明の有機溶剤を処理する前に前処理することが好ましい。この前処理に用いられる液体は、特に限定されないが、本発明の有機溶剤そのもの、さらに精製したもの、または、それらを希釈したものであると、本発明の所望の効果が顕著に得られる。
 特に限定はされないが、吸着またはフィルタリングを行う場合には、吸着またはフィルタリング時の温度の上限値は、室温(25℃)以下が好ましく、23℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。また、吸着またはフィルタリング時の温度の下限値は、0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましく、10℃以上がさらに好ましい。
 特にフィルタリングでは、粒子状の異物または不純物が除去しやすいが、上記温度で行われると、有機溶剤中に溶解している粒子状の異物または不純物の量が少なくなるため、フィルタリングがより効率的に行われる。
 特に、金属成分(金属不純物)の含有量の調整の観点からは、上記の温度でろ過することが好ましい。メカニズムは定かではないが、金属成分(金属不純物)の多くは粒子性のコロイド状態で存在していることが考えられる。上記の温度でフィルタリングすると、コロイド状に浮遊している金属成分(金属不純物)の一部が凝集するため、この凝集しているものが、フィルタリングにより効率的に除去されるので、金属成分(金属不純物)の含有量を所定の量に調整しやすくなることが考えられる。
 ろ過圧力は、ろ過精度に影響を与えることから、ろ過時における圧力の脈動は、可能な限り少ない方が好ましい。
 本発明の有機溶剤の精製方法において、ろ過速度は特に限定されないが、本発明の所望の効果がより顕著に得られる観点から、1.0L/分/m以上であることが好ましく、
0.75L/分/m以上であることがより好ましく、0.6L/分/m以上であることが更に好ましい。
 フィルターにはフィルター性能(フィルターが壊れない)を保障する耐差圧が設定されており、この値が大きい場合にはろ過圧力を高めることでろ過速度を高めることができる。つまり、上記ろ過速度上限は、通常、フィルターの耐差圧に依存するが、通常、10.0L/分/m2以下が好ましい。
 本発明の有機溶剤の精製方法において、ろ過圧力は、本発明の所望の効果を得る観点から、0.001~1.0MPaが好ましく、0.003~0.5MPaがより好ましく、0.005~0.3MPaがさらに好ましい。
 特に、孔径が小さいフィルターを使用する場合には、ろ過の圧力を挙げることで有機溶剤中に溶解している粒子状の異物または不純物の量を効率的に低下させることができる。孔径が20nmより小さいフィルターを使用する場合には、ろ過の圧力は、0.005~0.3MPaが特に好ましい。
 また、ろ過フィルター膜のポアサイズが小さくなると、ろ過速度が低下するが、例えば、同種のろ過フィルター膜が搭載されたフィルターを、複数個で、並列に接続することでろ過面積が拡大してろ過圧力を下がるので、これにより、ろ過速度低下を補償することが可能になる。
[有機溶剤の精製方法]
〔有機不純物除去工程〕
 本発明の有機溶剤の精製方法は、有機不純物吸着部材によって、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を含む。本発明の有機溶剤の精製方法は、上述した有機溶剤の精製装置を用いて、有機溶剤を循環させながら実施できる。したがって、以下の説明において、上述した有機溶剤の精製装置における各部材と同一の名称を付したものは、同一の機能を備えるものとして、その説明を省略する。
 本発明の有機溶剤の精製方法によれば、精製後の有機溶剤に含まれる有機不純物の含有量が、精製前の有機溶剤に含まれる有機不純物の含有量よりも少なくなる。ここで、精製後の有機溶剤とは、本発明の有機溶剤の精製方法によって得られる有機溶剤のことをいう。また、精製前の有機溶剤とは、本発明の有機溶剤の精製方法が実施される前の精製対象となる有機溶剤のことをいう。
 有機不純物除去工程は、2回以上実施されることが好ましい。これにより、精製後の有機溶剤に含まれる有機不純物の含有量をより低減できる。
 ここで、有機不純物除去工程の実施回数は、具体的には上記有機溶剤の精製装置100を用いた場合において、タンク10から流出した有機溶剤が有機不純物吸着部材50を通過してタンク10に回収されることが、1回である(有機溶剤の循環回数に相当する)。ただし、有機不純物吸着部材50が有機不純物吸着フィルターを2つ備え、タンク10から流出した有機溶剤が2つの有機不純物吸着フィルターを通過してタンク10に回収される場合には、有機不純物除去工程の実施回数は2回である(有機溶剤が有機不純物吸着フィルターを通過する通過回数に相当する。)。したがって、有機不純物除去工程の実施回数は、有機溶剤の循環回数と、有機不純物吸着フィルターの通過回数と、の積に対応する。
 精製後の有機溶剤中の有機不純物の含有量は、1質量ppm~6000質量ppmが好ましく、1質量ppm~5000質量ppmがより好ましく、1質量ppm~3000質量ppmがさらに好ましく、1質量ppm~1000質量ppmが特に好ましい。有機不純物の具体例については、上述した通りである。
 有機不純物の含有量は、GC-MS(ガスクロマトグラフ質量分析)装置を用いて測定される。
 有機不純物には、上述した通り、可塑剤および酸化防止剤が含まれることがある。
 ここで、可塑剤は、有機溶剤の合成および精製の途中での材料から溶出することによる混入することがある。また、酸化防止剤は、有機溶剤の安定化のために、任意の段階で添加される。
 これらの成分の有機不純物のうち、沸点の高いもの(以下、「高沸点有機不純物」ともいう。)は、揮発しにくいため、基板表面に残りやすく、半導体デバイスの欠陥の原因になりやすい。
 したがって、精製後の有機溶剤中の高沸点有機不純物(特に、沸点250℃以上の有機不純物)の含有量は、1~30質量ppmが好ましく、1~20質量ppmがより好ましく、1~6質量ppmがさらに好ましい。
 高沸点有機不純物の含有量は、GC-MS(ガスクロマトグラフ質量分析)装置を用いて測定される。
 高沸点有機不純物としては、フタル酸ジオクチル(DOP、沸点385℃)、フタル酸ジイソノニル(DINP、沸点403℃)、アジピン酸ジオクチル(DOA、沸点335℃)、フタル酸ジブチル(DBP、沸点340℃)、及びエチレンプロピレンゴム(EPDM、沸点300~450℃)等が確認されている。
 上記以外にも、有機不純物としては、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DEHP)、フタル酸ビス(2-プロピルヘプチル)(DPHP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ベンジルブチル(BBzP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)、フタル酸ジイソオクチル(DIOP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジイソブチル(DIBP)、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジイソノニル、トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)(TEHTM)、トリメリット酸トリス(n-オクチル-n-デシル)(ATM)、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)(DEHA)、アジピン酸モノメチル(MMAD)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、セバシン酸ジブチル(DBS)、マレイン酸ジブチル(DBM)、マレイン酸ジイソブチル(DIBM)、アゼライン酸エステル、安息香酸エステル、テレフタレート(例:ジオクチルテレフタレート(DEHT))、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル(DINCH)、エポキシ化植物油、スルホンアミド(例:N-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルFホンアミド(HP BSA)、N-(n-ブチル)ベンゼンスルホンアミド(BBSA-NBBS))、有機リン酸エステル(例:リン酸トリクレジル(TCP)、リン酸トリブチル(TBP))、アセチル化モノグリセリド、クエン酸トリエチル(TEC)、アセチルクエン酸トリエチル(ATEC)、クエン酸トリブチル(TBC)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、クエン酸トリオクチル(TOC)、アセチルクエン酸トリオクチル(ATOC)、クエン酸トリへキシル(THC)、アセチルクエン酸トリへキシル(ATHC)、エポキシ化大豆油、ポリブテン、及び、以下に例示される高分子可塑剤が挙げられる。
 これらの有機不純物は、精製の際に触れるフィルター、配管、タンク、O-ring、及び、容器等から混入するものと推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 これらの高沸点有機溶剤中でも、特にフタル酸ジオクチル(DOP)が好ましい。この理由の詳細は明らかになっていないが、その理由の1つとしては、次のように考えられる。すなわち、DOPは配位性があるので、金属と配位しやすく、錯体の形態で液中に存在する。そのため、DOPの構造から予測されるよりも、親水的な性質を有する。したがって、DOPが含まれる精製後の有機溶剤を基板の洗浄等に使用した場合、基板上にDOPが残留しにくくなるため、基板の欠陥等の発生がより抑制できると推測される。
 本発明者が検討を重ねたところ、有機不純物中の不純物アルコールが、フォトレジスト膜の感度に関係していることを見出した。すなわち、精製後の有機溶剤中の不純物アルコールの含有量を低減できれば、フォトレジスト膜の感度を向上できるという利点がある。
 ここで、不純物アルコールは、例えば、有機溶剤の製造時に使用する未反応の原料、ならびに、有機溶剤の製造時に生じる構造異性体および副生成物などである。例えば、有機溶剤として酢酸ブチルを用いた場合には、不純物アルコールとして原料の1-ブタノールが含まれている場合がある。
 不純物アルコールの含有量が多い有機溶剤は、一般的に使用する有機溶剤現像液(例えば、酢酸ブチルなど)と比較して、極性が高い。このように極性が高い有機溶剤は、露光部と未露光部の溶解速度の差(溶解コントラスト)を低下させる。換言すれば、不純物アルコールの含有量が多い有機溶剤は、高極性で溶解性が高いために、露光部と未露光部を非選択的に溶解してしまうので、フォトレジスト膜の感度が低下する。
 精製後の有機溶剤中の不純物アルコールの含有量は、1質量ppm~2500質量ppmがより好ましく、1質量ppm~1000質量ppmがより好ましく、3質量ppm~800質量ppmがさらに好ましく、5質量ppm~500質量ppmが特に好ましい。
 有機溶剤中の不純物アルコールの含有量は、GC-MS装置を用いて測定される。
〔処理工程〕
 本発明の有機溶剤の精製方法は、さらに、上記ろ過部材、および、上記金属イオン吸着部材のうち、少なくとも1つの部材を用いて、有機溶剤を処理する処理工程を含むことが好ましい。ろ過部材を用いることで、精製前の有機溶剤に含まれていた粒子状の不純物(特に、金属粒子などの無機不純物)を除去でき、金属イオン吸着部材を用いることで、精製前の有機溶剤に含まれていた金属イオンを除去できる。したがって、処理工程によれば、精製後の有機溶剤に含まれる粒子状の不純物の数および/または金属イオンの含有量を低減できる。このように、粒子状の不純物の数および/または金属イオンの含有量が低減された有機溶剤を用いると、半導体デバイスの欠陥の発生をより抑制できる。
 処理工程は、有機不純物の除去がより効果的に行われるという観点から、有機不純物除去工程の前に行われることが好ましい。
 処理工程は、2回以上実施されることが好ましい。これにより、精製後の有機溶剤に含まれる粒子状の不純物の数および/または金属イオンの含有量をより低減できる。
 処理工程の実施回数は、上記有機溶剤の精製装置100を用いた場合において、タンク10から流出した有機溶剤が上記ろ過部材40および/または金属イオン吸着部材30を通過してタンク10に回収されることが、1回である(有機溶剤の循環回数に相当する)。
 ただし、図1の例では、ろ過部材40が備える1つのフィルターと、金属イオン吸着部材30が備える2つの金属イオン吸着フィルターと、を有しており、タンク10から流出した有機溶剤がこれらの3つのフィルターを通過してタンク10に回収される。この場合には、処理工程の実施回数は3回である(有機溶剤が、ろ過部材40の備えるフィルターと、金属イオン吸着部材30の備える金属イオン吸着フィルターと、を通過する通過回数に相当する。)。すなわち、処理工程の実施回数は、有機溶剤の循環回数と、上記各フィルターの通過回数と、の積に対応する。
 処理工程では、半導体デバイスの欠陥の発生をより一層抑制できるという点から、上記ろ過部材および上記金属イオン吸着部材の両方の部材を用いて行われることがより好ましい。
 精製後の有機溶剤中の粒子状の不純物の数は、精製後の有機溶剤1mL中、200個以下が好ましく、100個以下がより好ましく、50個以下がさらに好ましく、10個以下が特に好ましく、0個が最も好ましい。これにより、半導体デバイスの欠陥の発生をより抑制できる。なお、粒子状の不純物の詳細は、上述の通りである。
 精製後の有機溶剤中に存在する粒子状の不純物の数は、レーザーを光源とした光散乱式液中粒子測定方式における市販の測定装置を利用して液相で測定することができる。
<Fe、Cr、NiおよびPbよりなる群から選ばれる金属イオン>
 本発明者が検討したところ、有機溶剤中に含まれる特定金属イオンが欠陥性能に特に関連していることが分かった。
 具体的には、精製後の有機溶剤中における、Fe、Cr、NiおよびPbよりなる群から選ばれる金属イオンの含有量は、0.1~1000質量pptが好ましい。
 ここで、精製後の有機溶剤中に上記金属イオンを2種以上含有する場合において、上記金属イオンの含有量は、2種以上の金属イオンの含有量の合計を意味する。
 上記金属成分は、有機溶剤の製造に使用される原材料成分中に一定程度存在する場合があり、これらを通じて有機溶剤中に混入することがある。
 有機溶剤中のFe、Cr、NiおよびPbよりなる群から選ばれる金属イオンの含有量が1000質量ppt以下であれば、欠陥抑制性により優れる。
 一方、Fe、Cr、NiおよびPbよりなる群から選ばれる金属イオンの含有量が少ないほど欠陥発生を低減できるものと推測していたが、本発明者は、その含有量が0.1質量ppt以上である場合に欠陥抑制性により優れることを確認した。この理由は明らかではないが、有機溶剤中の上記金属イオンは、会合した状態であるほど基板から除去しやすいものと推測している。有機溶剤が特に現像液として用いられた場合、現像液由来の上記金属イオンが基板表面に付着して欠陥不良を引き起こすおそれがある。これに対して、上記金属イオンの含有量が0.1質量ppt以上である場合には、金属イオンの会合が多く生じるため、基板から効率的に除去することができる。一方、上記金属イオンの含有量が0.1質量ppt未満であると、有機溶剤中において金属イオンは単独で遊離しやすく、基板表面に残りやすい傾向がある。
 有機溶剤中の金属イオンの含有量は、SP-ICP-MS法(単一粒子誘導結合プラズマ質量分析法、Single Particle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)によって測定される。SP-ICP-MS法による測定によれば、溶液中に存在する金属元素の量を、金属イオン(イオン性金属)と金属粒子(非イオン性金属)とに分けて測定することが可能である。金属粒子(非イオン性金属)とは、溶液(有機溶剤)中で溶解せず固体として存在している成分である。
 有機溶剤中の金属イオンの含有量は、具体的には、NexION350Sのほか、アジレントテクノロジー社製、Agilent 8900に準じた装置を用い、SP-ICP-MS法に使用されるソフトウェアを適用することで測定される。
 なお、精製後の有機溶剤中において、上記以外の金属イオンの含有量も少ない方が好ましい。
 本発明の有機溶剤の精製方法は、さらに有機溶剤中の水分を除去するための脱水工程を備えていてもよい。脱水工程は、上述した脱水部材により実施できる。
 脱水工程は、これに特に限定されないが、例えば、有機不純物除去工程の後に実施できる。
 精製後の有機溶剤中の水分の含有量は、0.1~1.5質量%が好ましく、0.1~1.0質量%がより好ましく、0.1~0.5質量%がさらに好ましい。有機溶剤中の水の含有量は、カールフィッシャー水分測定法(電量滴定法)を測定原理とする装置を用いて、後述する実施例欄に記載の方法で測定される。
〔除電工程〕
 本発明の有機溶剤の精製方法は、さらに除電工程を有していてもよい。除電工程は、有機溶剤の原料、精製前の有機溶剤および精製後の有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種(以下「精製物等」という。)を除電することで、精製物等の帯電電位を低減させる工程である。
 除電方法としては特に制限されず、公知の除電方法を用いることができる。除電方法としては、例えば、上記精製物等を導電性材料に接触させる方法が挙げられる。
 上記精製物等を導電性材料に接触させる接触時間は、0.001~60秒が好ましく、0.001~1秒がより好ましく、0.01~0.1秒が更に好ましい。導電性材料としては、ステンレス鋼、金、白金、ダイヤモンド、および、グラッシーカーボン等が挙げられる。
 精製物等を導電性材料に接触させる方法としては、例えば、導電性材料からなる接地されたメッシュを管路内部に配置し、ここに精製物等を通す方法等が挙げられる。
 上記除電工程は、有機不純物除去工程および処理工程の少なくとも一方の工程の前に実施されることが好ましい。
 例えば、上述したタンクなどに有機溶剤を供給する前に除電工程を行うことが好ましい。これにより、容器等に由来する不純物が、精製物等に混入するのを抑制することができる。
 [容器(収容容器)]
 精製後の有機溶剤は、腐食性等が問題とならない限り、任意の容器に充填して保管、運搬、そして使用することができる。
 容器としては、半導体用途向けに、容器内のクリーン度が高く、不純物の溶出が少ないものが好ましい。
 使用可能な容器としては、具体的には、アイセロ化学(株)製の「クリーンボトル」シリーズ、及び、コダマ樹脂工業製の「ピュアボトル」等が挙げられるが、これらに限定されない。この容器の内壁(容器内の有機溶剤と接触する接液部)は、非金属材料により形成されたものであることが好ましい。
 非金属材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン-ポリプロピレン樹脂、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン-エチレン共重合体樹脂(ETFE)、三フッ化塩化エチレン-エチレン共重合樹脂(ECTFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン共重合樹脂(PCTFE)、及びフッ化ビニル樹脂(PVF)からなる群より選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
 特に、上記のなかでも、内壁がフッ素系樹脂である容器を用いる場合、内壁がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、またはポリエチレン-ポリプロピレン樹脂である容器を用いる場合と比べて、エチレンまたはプロピレンのオリゴマーの溶出という不具合の発生を抑制できる。
 このような内壁がフッ素系樹脂である容器の具体例としては、例えば、Entegris社製 FluoroPurePFA複合ドラム等が挙げられる。また、特表平3-502677号公報の第4頁等、国際公開第2004/016526号パンフレットの第3頁等、及び、国際公開第99/46309号パンフレットの第9頁及び16頁等に記載の容器も用いることができる。
 なお、非金属材料の内壁とする場合、非金属材料中の有機成分の有機溶剤への溶出が抑制されていることが好ましい。
 また、容器の内壁には、上述した非金属材料の他に、石英または金属材料(より好ましくは、電解研磨された金属材料。いいかれば、電解研磨済みの金属材料)も好ましく用いられる。
 上記金属材料(特に、電解研磨された金属材料の製造に用いられる金属材料)は、クロムを金属材料全質量に対して25質量%超で含有するものが好ましく、例えばステンレス鋼が挙げられる。
 金属材料におけるクロムの含有量は、金属材料全質量に対して30質量%以上がより好ましい。また、その上限値としては特に制限されないが、一般的に90質量%以下が好ましい。
 ステンレス鋼としては、特に制限されず、公知のステンレス鋼を用いることができる。なかでも、ニッケルを8質量%以上含有する合金が好ましく、ニッケルを8質量%以上含有するオーステナイト系ステンレス鋼がより好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼としては、例えばSUS(Steel Use Stainless)304(Ni含有量8質量%、Cr含有量18質量%)、SUS304L(Ni含有量9質量%、Cr含有量18質量%)、SUS316(Ni含有量10質量%、Cr含有量16質量%)、及びSUS316L(Ni含有量12質量%、Cr含有量16質量%)等が挙げられる。
 金属材料を電解研磨する方法としては特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、特開2015-227501号公報の段落[0011]-[0014]、及び特開2008-264929号公報の段落[0036]-[0042]等に記載された方法を用いることができる。
 金属材料は、電解研磨されることにより表面の不動態層におけるクロムの含有量が、母相のクロムの含有量よりも多くなっているものと推測される。そのため、電解研磨された金属材料で被覆された内壁からは、有機溶剤中に金属成分が流出しにくいため、金属成分(金属不純物)が低減された有機溶剤を得ることができるものと推測される。
 なお、金属材料はバフ研磨されていることが好ましい。バフ研磨の方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。バフ研磨の仕上げに用いられる研磨砥粒のサイズは特に制限されないが、金属材料の表面の凹凸がより小さくなりやすい点で、#400以下が好ましい。
 なお、バフ研磨は、電解研磨の前に行われることが好ましい。
 また、金属材料は、研磨砥粒のサイズ等の番手を変えて行われる複数段階のバフ研磨、酸洗浄、および磁性流体研磨などを、1または2以上組み合わせて処理されたものであってもよい。
 本発明においては、上記容器と、この容器内に収容された上記精製後の有機溶剤と、を有するものを、溶液収容体という場合がある。
 これらの容器は、上記精製後の有機溶剤を充填前にその内部が洗浄されることが好ましい。洗浄に用いる液体としては、上記精製後の有機溶剤そのもの、または、上記精製後の有機溶剤を希釈したもの、本発明の効果が顕著に得られる。上記精製後の有機溶剤は、ガロン瓶またはコート瓶などの容器にボトリングし、輸送、保管されてもよい。ガロン瓶はガラス材料を使用したものであってもそれ以外であっても良い。
 保管における有機溶剤中の成分の変化を防ぐ目的で、容器内を純度99.99995体積%以上の不活性ガス(チッソ、またはアルゴン等)で置換しておいてもよい。特に、含水率が少ないガスが好ましい。また、輸送、保管に際しては、常温でもよいが、変質を防ぐため、-20℃から20℃の範囲に温度制御してもよい。
[クリーンルーム]
 有機溶剤の精製、収容容器の開封および/または洗浄、精製後の有機溶剤の充填等を含めた取り扱い、処理分析、および、測定は、全てクリーンルームで行うことが好ましい。クリーンルームは、14644-1クリーンルーム基準を満たすことが好ましい。ISO(国際標準化機構)クラス1、ISOクラス2、ISOクラス3、および、ISOクラス4のいずれかを満たすことが好ましく、ISOクラス1またはISOクラス2を満たすことがより好ましく、ISOクラス1を満たすことがさらに好ましい。
 〔感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物〕
 本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上述の本発明における精製後の有機溶剤を含有する。
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、レジスト材料(感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中に含まれレジスト膜を形成する、樹脂、光酸発生剤、及び光重合開始剤等の固形成分)の希釈液として本発明における精製後の有機溶剤を含有しさえすれば、その組成は特に限定されず、ネガ型及びポジ型のいずれであってもよい。
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有するレジスト材料は、公知のものを使用することができる。
 樹脂としては、なかでも、酸の作用により極性が変化する樹脂であることが好ましく、酸の作用により有機溶剤を主成分とする現像液に対する溶解性が減少する樹脂である、下記式(AI)で表される繰り返し単位を有する樹脂Pがより好ましい。下記式(AI)で表される繰り返し単位を有する樹脂Pは、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する。特にこのタイプのものに対して、本発明における精製後の有機溶剤を用いると、レジスト材料に対する溶液の浸透性が増し、現像残りに起因した欠陥が抑制されるため、本発明の所望の効果がより顕著に得られる。
 アルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、及びスルホン酸基が挙げられる。
 以下、樹脂Pについて詳述する。
 (式(AI):酸分解性基を有する繰り返し単位)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(AI)に於いて、
 Xaは、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
 Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
 Ra~Raは、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖状又は分岐鎖状)又はシクロアルキル基(単環又は多環)を表す。
 Ra~Raの2つが結合して、シクロアルキル基(単環又は多環)を形成してもよい。
 Xaにより表される、置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、及び-CH-R11で表される基が挙げられる。R11は、ハロゲン原子(フッ素原子等)、水酸基、又は1価の有機基を表す。
 Xaは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基が好ましい。
 Tの2価の連結基としては、アルキレン基、-COO-Rt-基、及び、-O-Rt-基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
 Tは、単結合又は-COO-Rt-基が好ましい。Rtは、炭素数1~5のアルキレン基が好ましく、-CH-基、-(CH-基、又は、-(CH-基がより好ましい。
 Ra~Raのアルキル基としては、炭素数1~4のものが好ましい。
 Ra~Raのシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくはシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくはアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
 Ra~Raの2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくはシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくはアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
 Ra~Raの2つが結合して形成される上記シクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又はカルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
 式(AI)で表される繰り返し単位は、例えば、Raがメチル基又はエチル基であり、RaとRaとが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
 上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1~4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1~4)、カルボキシ基、及びアルコキシカルボニル基(炭素数2~6)等が挙げられ、炭素数8以下が好ましい。
 酸分解性基を有する繰り返し単位の合計としての含有量は、樹脂P中の全繰り返し単位に対し、20~90モル%であることが好ましく、25~85モル%であることがより好ましく、30~80モル%であることが更に好ましい。
 以下に、酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、これに限定されるものではない。
 具体例中、Rx及びXaは、各々独立して、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa及びRxbは、各々炭素数1~4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。Zにより表される極性基を含む置換基としては、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基、スルホンアミド基、及びこれらの基を有する直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又はシクロアルキル基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 (ラクトン構造を有する繰り返し単位)
 また、樹脂Pは、ラクトン構造を有する繰り返し単位Qを含有することが好ましい。
 ラクトン構造を有する繰り返し単位Qは、ラクトン構造を側鎖に有していることが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸誘導体モノマーに由来する繰り返し単位であることがより好ましい。
 ラクトン構造を有する繰り返し単位Qは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用していてもよいが、1種単独で用いることが好ましい。
 上記樹脂Pの全繰り返し単位に対する、ラクトン構造を有する繰り返し単位Qの含有量は、例えば、3~80モル%が挙げられ、3~60モル%が好ましい。
 ラクトン構造としては、5~7員環のラクトン構造が好ましく、5~7員環のラクトン構造にビシクロ構造又はスピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環している構造がより好ましい。
 ラクトン構造としては、下記式(LC1-1)~(LC1-17)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することが好ましい。ラクトン構造としては式(LC1-1)、式(LC1-4)、式(LC1-5)、又は式(LC1-8)で表されるラクトン構造が好ましく、式(LC1-4)で表されるラクトン構造がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、炭素数1~8のアルキル基、炭素数4~7のシクロアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数2~8のアルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、及び酸分解性基等が挙げられる。nは、0~4の整数を表す。nが2以上のとき、複数存在する置換基(Rb)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb)同士が結合して環を形成してもよい。
 なかでも、樹脂Pは、下記式(I)で表される樹脂であることが好ましい。式(I)で表される樹脂とは、式(a)で表される繰り返し単位、式(b)で表される繰り返し単位、式(c)で表される繰り返し単位、式(d)で表される繰り返し単位、及び、式(e)で表される繰り返し単位からなる群から選択される繰り返し単位からなる樹脂である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記式(I)中、
 Rx1~Rx5は、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
 R~Rは1価の置換基を表し、p~pは、各々独立に0又は正の整数を表す。
 Rは、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表す。
 T~Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
 Rは1価の有機基を表す。
 a~eは、モル%を表し、各々独立に、0≦a≦100、0≦b≦100、0≦c<100、0≦d<100、0≦e<100の範囲に含まれる数を表す。ただし、a+b+c+d+e=100であり、a+b≠0である。
 ただし、式(I)中、繰り返し単位(e)は、繰り返し単位(a)~(d)のいずれとも異なる構造を有する。
 式(I)中、Rx1~Rx5は、上述した式(AI)中のXaと同義であり、その好適態様も同じである。
 式(I)中、T~Tは、上述した式(AI)中のTと同義であり、その好適態様も同じである。
 式(I)中、Rは、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表す。例えば、メチル基、エチル基、及びt-ブチル基等が挙げられる。なかでも、炭素数1~4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。
 式(I)中、R~Rは1価の置換基を表す。R~Rとしては、特に限定されないが、例えば、水酸基、シアノ基、及び、水酸基又はシアノ基等を有する直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はシクロアルキル基が挙げられる。
 式(I)中、p~pは、各々独立に0又は正の整数を表す。なお、pの上限値は、各繰り返し単位において置換し得る水素原子の数に相当する。
 式(I)中、Rは、1価の有機基を表す。Rとしては、特に限定されないが、例えば、スルトン構造を有する1価の有機基、及び、ジオキソラン等の環状エーテルを有する1価の有機基が挙げられる。
 式(I)中、a~eは、モル%を表し、各々独立に、0≦a≦100、0≦b≦100、0≦c<100、0≦d<100、0≦e<100の範囲に含まれる数を表す。ただし、a+b+c+d+e=100であり、a+b≠0である。なお、上記式(I)において、全繰り返し単位に対する、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量、及びラクトン構造を有する繰り返し単位の含有量の好ましい範囲は、それぞれ上記した通りである。
 また、樹脂Pは、スルトン構造を有する繰り返し単位を含有していてもよい。
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれるその他の成分(例えば酸発生剤、塩基性化合物、クエンチャー、及び溶剤等)についてはいずれも公知のものを使用することができる。感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物としては、例えば、特開2016-57614号公報、特開2014-219664号公報、特開2016-138219号公報、及び、特開2015-135379号公報に記載のレジスト組成物を好ましく使用することができる。
 〔パターン形成方法〕
 パターン形成方法では、パターン形成において一般的に実施される工程である、(i)プリウェット液を基板に接触させるプリウェット工程、(ii)基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程、及び(iii)露光されたレジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程、のいずれか1つ以上の工程において本発明における精製後の有機溶剤を使用する。
 以下にパターン形成方法の一例として、第1実施形態~第4実施形態を示す。
 (第1実施形態)
 パターン形成方法の第1の実施形態は、
 プリウェット液を基板に接触させるプリウェット工程と、
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、上記基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
 レジスト膜を露光する露光工程と、
 露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を有するパターン形成方法であって、
 本発明における精製後の有機溶剤を上記プリウェット液として用いる。
 (第2実施形態)
 パターン形成方法の第2の実施形態は、
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
 レジスト膜を露光する露光工程と、
 露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を有するパターン形成方法であって、
 上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、本発明における精製後の有機溶剤を含有する。
 (第3実施形態)
 パターン形成方法の第3の実施形態は、
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
 レジスト膜を露光する露光工程と、
 露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を有するパターン形成方法であって、
 本発明における精製後の有機溶剤を上記現像液として用いる。
 (第4実施形態)
 パターン形成方法の第4の実施形態は、
 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
 レジスト膜を露光する露光工程と、
 露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、
 形成されたパターンを、リンス液を用いてリンスするリンス工程と、
 を有するパターン形成方法であって、
 本発明における精製後の有機溶剤を上記リンス液として用いる。
 上記パターン形成方法の第1実施形態~第4実施形態は、公知の材料及び公知の方法により実施することができる。
 上記第1実施形態は、プリウェット液として本発明における精製後の有機溶剤を用いる以外は特に限定されず、プリウェット方法については公知のとおりに実施すればよい。
 また、上記第2実施形態は、公知の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において希釈液として用いられる有機溶剤を、本発明における精製後の有機溶剤とする以外は特に限定されず、その他の材料及びレジスト膜形成の手法については公知のとおりに実施すればよい。
 また、上記第3実施形態は、現像液として本発明における精製後の有機溶剤を用いる以外は特に限定されず、現像方法については公知のとおりに実施すればよい。
 また、上記第4実施形態は、リンス液として本発明における精製後の有機溶剤を用いる以外は特に限定されず、リンス方法については公知のとおりに実施すればよい。
 また、上記パターン形成方法の第1実施形態~第4実施形態において、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上述した樹脂Pを含有することが好ましい。なかでも、上記パターン形成方法の第1実施形態、第3実施形態及び第4実施形態において、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、上記樹脂Pを含有することがより好ましい。上記樹脂Pを含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト膜に対して本発明における精製後の有機溶剤をプリウェット液、現像液又はリンス液として用いることで、基板の欠陥抑制能がより優れたものとなる。
 〔電子デバイスの製造方法〕
 また、本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む、半導体デバイスの製造方法にも関する。本発明の半導体デバイスの製造方法により製造された半導体デバイスは、電気電子機器(例えば、家電、OA(Office Automation)関連機器、メディア関連機器、光学用機器、及び、通信機器等)に、好適に搭載されるものである。
 以下、実施例を用いて、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」、「ppt」および「ppm」は質量基準である。
[精製前の有機溶剤の準備]
 実施例および比較例の有機溶剤の精製にあたって、以下の有機溶剤を準備した。各有機溶剤は、これを製造する際に使用される原材料として、純度99質量%以上の高純度グレードを用いた。
 このようにして得られた原材料を用いて、公知の方法にしたがって各有機溶剤を製造し、得られた各有機溶剤を以下の精製工程に用いた。
 なお、後述する表中の精製前の有機溶剤について、同一種の有機溶剤によっても有機不純物などの含有量が異なるものが挙げられているが、これは、有機溶剤の製造方法の違い、および、有機溶剤の原料のロットの違いなどから生じたものである。
・酢酸ブチル(nBA)
・プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
・プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PGPE)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・乳酸エチル(EL)
・γ-ブチロラクトン(γ-BL)
・シクロペンタノン(cyPe)
・シクロヘキサノン(CyHe)
・4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)
 第1表~第6表中の高沸点有機化合物の概要を以下に示す。
 DOP: フタル酸ジオクチル(沸点 385℃)
 DINP: フタル酸ジイソノニル(沸点 403℃)
 DOA: アジピン酸ジオクチル(沸点 335℃)
 DBP: フタル酸ジブチル(沸点 340℃)
 EPDM: エチレンプロピレンゴム(沸点300~450℃)
 DEHP: フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(沸点 385℃)
 ENB:5-エチリデン-2-ノルボルネンの付加重合体(下記構造式:沸点>250℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 DCP:シクロペンタジエンの付加重合体(下記構造式:沸点>250℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 DOP:フタル酸ジオクチル(沸点 385℃)
 HD:1,4-ヘキサジエンの付加重合体(下記構造式:沸点>250℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 DIDP:フタル酸ジイソデシル(沸点 420℃)
 DPHP:フタル酸ビス(2-プロピルヘプチル)(沸点 361℃)
 BBzP:フタル酸ベンジルブチル(沸点 340℃)
 DIOP:フタル酸ジイソオクチル(沸点 385℃)
 DEP:フタル酸ジエチル(沸点 302℃)
 DIBP:フタル酸ジイソブチル(沸点 320℃)
 TEHTM:トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)(沸点 414℃)
 ATM:トリメリット酸トリス(n-オクチル-n-デシル)(沸点 455℃)
 DEHA:アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)(沸点 335℃)
 MMAD:アジピン酸モノメチル(沸点 265℃)
 DBS:セバシン酸ジブチル(沸点 345℃)
 DBM:マレイン酸ジブチル(沸点 281℃)
 DIBM:マレイン酸ジブチル(沸点 296℃)
 DEHT:ジオクチルテレフタレート(沸点 385℃)
 DINCH:1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル(沸点 395℃)
 エポキシ化植物油:沸点>400℃
 HP BSA:N-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(沸点 279℃)
 BBSA-NBBS:N-(n-ブチル)ベンゼンスルホンアミド(沸点 306℃、)
 TCP:リン酸トリクレジル(沸点 312℃)
 TBP:リン酸トリブチル(沸点 289℃)
 TEC:クエン酸トリエチル(沸点 294℃)
 ATEC:アセチルクエン酸トリエチル(沸点 300℃)
 TBC:クエン酸トリブチル(沸点 302℃)
 ATBC:アセチルクエン酸トリブチル(沸点 305℃)
 TOC:クエン酸トリオクチル(沸点 320℃)
 ATOC:アセチルクエン酸トリオクチル(沸点 335℃)
 THC:クエン酸トリへキシル(沸点 310℃)
 ATHC:アセチルクエン酸トリへキシル(沸点 305℃)
 ESBO:エポキシ化大豆油(沸点 256℃)
[実施例1-1~1-15、比較例1-1]
 次に、準備した有機溶剤の精製を実施した。具体的には、有機溶剤の精製には、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続した装置を用いた。
 ただし、実施例1-5では、脱水部材を取り外した装置(すなわち、図1の有機溶剤の精製装置100そのもの)を用いた。また、実施例1-6では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、ろ過部材40を取り外した装置を用いた。また、実施例1-7では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、金属イオン吸着部材30を取り外した装置を用いた。また、実施例1-8では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、金属イオン吸着部材30およびろ過部材40を取り外した装置を用いた。また、比較例1-1では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、有機不純物吸着部材50を取り外した装置を用いた。
 ここで、実施例欄で使用した図1の有機溶剤の精製装置100において、タンク10には、ステンレス鋼の接液部がPTFEでコーティングされているものを使用した。また、ポンプ20には、接液部がPTFEでコーティングされているものを用いた。また、供給管60には、外径12mmのPFA製のチューブを用いた。
 さらに、第1金属イオン吸着フィルター32および第2金属イオン吸着フィルター34には、Entegris社製の15nm IEX PTFE(PTFE製の基材の表面にスルホ基を有する孔径15nmのフィルター)を用いた。また、ろ過部材40には、Entegris社製の12nm PTFE(PTFE製の除粒子径12nmのフィルターである。)を用いた。また、有機不純物吸着部材50には、特殊フィルターA(特開2013-150979号公報に記載の活性炭を不織布に固着したフィルター)を用いた。また、脱水部材には、水吸着剤としてのモレキュラーシーブ3A(ユニオン昭和社製)を用いた。
 ただし、実施例1-9~1-12では、第1金属イオン吸着フィルター32および第2金属イオン吸着フィルター34をいずれも、Entegris社製の5nmのナイロンフィルター(基材がナイロンであって、孔径5nmのフィルター)を用いた以外は、実施例1-1~1~4と同様の装置を用いた。
 なお、第1金属イオン吸着フィルター32、第2金属イオン吸着フィルター34、ろ過部材40、および、有機不純物吸着部材50の各フィルタについて、後述の第1表~第6表に示す洗浄液で事前洗浄を行った。
 そして、第1表に記載の各有機溶剤をタンク10に充填した後、図1の矢印の方向にしたがって、有機溶剤を1回循環させた。このようにして、実施例1-1~1-15および比較例1-1の精製後の有機溶剤を得た。なお、有機溶剤の循環は、フィルター毎に圧力を測定し、最大の圧力がかかるフィルターにおける有機溶剤の供給側の圧力と、最小の圧力がかかるフィルターにおける有機溶剤の供給側の圧力と、の差(ろ過差圧)が、後述の第1表~第6表の通りになるように行った。
<含有量の測定および評価試験>
 精製前後の有機溶剤を用いて、各成分の含有量の測定および各種評価試験を実施した。ここで、以下の測定および評価試験は、全てISO(国際標準化機構)クラス2以下を満たすレベルのクリーンルームで行った。測定精度向上のため、各成分の測定において、通常の測定で検出限界以下である場合は体積換算で100分の1に濃縮して測定を行い、濃縮前の有機溶剤の含有量に換算して含有量の算出を行なった。
(有機不純物の含有量の測定)
 精製前後の有機溶剤を用いて、各有機溶剤中の有機不純物の含有量(有機溶剤の全質量に対する含有量)を測定した。測定には、GC-MS(製品名「GCMS-2020」、島津製作所社製)(面積百分率法による分析法)を用いた。
(不純物アルコールの含有量の測定)
 精製前後の有機溶剤を用いて、各有機溶剤中の不純物アルコールの含有量(有機溶剤の全質量に対する含有量)を測定した。測定には、GC-MS(製品名「GCMS-2020」、島津製作所社製)(面積百分率法による分析法)を用いた。
(高沸点有機不純物の含有量の測定)
 精製前後の有機溶剤を用いて、各有機溶剤中の高沸点有機不純物の含有量(有機溶剤の全質量に対する含有量)を測定した。測定には、GC-MS(製品名「GCMS-2020」、島津製作所社製)(面積百分率法による分析法)を用いた。
(水の含有量の測定)
 精製前後の有機溶剤を用いて、各有機溶剤中の水の含有量を測定した。測定には、カールフィッシャー水分計(製品名「MKC-710M」、京都電子工業社製、カールフィッシャー電量滴定式)を用いた。
(金属イオンの含有量の測定)
 精製前後の有機溶剤中の金属イオン(Fe、Cr、NiおよびPb)の含有量を測定した。具体的には、有機溶剤を用いて、NexION350S(商品名、PerkinElmer社製)を用いて、SP-ICP-MS法により行った。
 SP-ICP-MS法による具体的な測定条件は、次の通りである。なお、濃度既知の標準液に対するピーク強度にて検出量を測定して、金属イオンの質量に換算し、測定に使用した有機溶剤中の金属イオンの含有量を算出した。
((測定条件))
・標準物質
 清浄なガラス容器内へ超純水を計量投入し、測定対象金属イオンの濃度が1質量pptとなるように調製した後、超音波洗浄機で30分間処理した溶液を輸送効率測定用の標準物質として用いた。
・使用装置
 メーカー:PerkinElmer
 型式:NexION350S
・測定方法
 PFA製同軸型ネブライザ、石英製サイクロン型スプレーチャンバ、石英製内径1mmトーチインジェクタを用い、測定対象液を約0.2mL/minで吸引した。酸素添加量は0.1L/min、プラズマ出力1600W、アンモニアガスによるセルパージを行った。時間分解能は50μsにて解析を行った。
・ソフトウェア
 金属イオンの含有量は、メーカー付属の下記解析ソフトを用いて計測した。
 ナノ粒子分析“SP-ICP-MS”専用Syngistix ナノアプリケーションモジュール
(粗大粒子数)
 精製前後の有機溶剤中の粗大粒子数を測定した。なお、上述の粗大粒子数の測定にあたって、調製後1日室温で静置した後に、動的光散乱法に基づく、光散乱式液中粒子計数器(リオン株式会社製、型番:KS-18F、光源:半導体レーザー励起固体レーザー(波長532nm、定格出力500mW)、流量:10mL/分)を用いて、1mL中に含まれる100nm以上のサイズの粗大粒子の計数を5回行い、その平均値を計測値とした。
 なお、上記光散乱式液中粒子計数器は、PSL(Polystyrene Latex)標準粒子液で校正を行った後に用いた。
(欠陥の評価)
 ウェハ上表面検査装置(SP-5;KLA Tencor製)により、直径300mmのシリコン酸化膜基板表面に存在する直径32nm以上のパーティクル(以下、これを「欠陥」という。)数を計測した。次いで、このシリコン酸化膜基板をスピン吐出装置にセットし、回転させながら、同シリコン酸化膜基板の表面へ、実施例または比較例の精製後の各有機溶剤を1.5L/分の流速で吐出した。その後、ウェハのスピン乾燥を行った。
 得られた乾燥後のウェハについて、再び上記装置(SP-5)を用いてシリコン酸化膜基板表面に存在する欠陥数の計測を行い、初期値との差分(初期値-計測値)を欠陥数とした。
 得られた欠陥数を下記基準に基づき評価した。下記基準において、評価が「D」以上であれば、半導体デバイス製造に使用される有機溶剤として要求される欠陥抑制能を達成している。
  A:欠陥数が500以下
  B:欠陥数が500超800以下
  C:欠陥数が800超1200個以下
  D:欠陥数が1200超1500個以下
  E:欠陥数が1500超
 ここで、ウェハ上表面検査装置(SP-5;KLA Tencor製)とは、ウェハ上の異物やパターン欠陥を検出し、その欠陥の位置座標(X,Y)を求めるものである。欠陥には、ランダム欠陥とシステマチック欠陥がある。ランダム欠陥は、主に異物の付着などによって発生するため、何処に発生するか予測できない。そのため、ウェハ上の欠陥を検出して、場所(位置座標)を特定することが、検査装置の第一の役割である。
 特に、今回使用したSP-5は、ベアウェハの欠陥検出の装置であり、ランダム欠陥の検出に有効である。その測定原理は、回転しているウェハにレーザー光線を当て、半径方向に(相対)移動することによって、ウェハ上全面にレーザービームを照射する。この際に、ウェハが回転して、異物および欠陥にレーザー光線が当たると、光が散乱し、散乱光が検出器で検出される。これによって、異物および欠陥が検出される。ウェハの回転角度と、レーザー光線の半径位置から、異物および欠陥の座標位置を割り出して登録される。
 特に、10nmノード以下の微細な半導体装置の製造に係る欠陥の評価には、SP-5の分解能以上のウェハ上表面検査装置を用いることが好ましい。
(感度の評価試験)
 シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。
 その上に、プリウェット液(後述する実施例5-4の精製後の有機溶剤)を塗布したのちに、FAiRS-9101A12(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製ArFポジ型レジスト組成物)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、膜厚150nmのレジスト膜を形成した。
 得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、25[mJ/cm]でパターン露光を行った後、120℃で、60秒間加熱した。
 その後、第1表~第3表に示す精製後の有機溶剤(すなわち、精製後の酢酸ブチル。ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)で30秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅100nmのパターンを得た。
 目的のパターン形成後、ラインパターン上面およびスペース部分を測長走査型電子顕微鏡(日立社製S9380II)を使用して観察し、以下の基準にしたがって、感度の評価を行った。
  A:目的のパターンに対して形成パターンのずれが3%以下
  B:目的のパターンに対して形成パターンのずれが3%超5%以下
  C:目的のパターンに対して形成パターンのずれが5%超8%以下
  D:目的のパターンに対して形成パターンのずれが8%超10%以下
  E:目的のパターンに対して形成パターンのずれが10%超
<評価結果>
 以上の評価の結果を第1表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 第1表に示すように、有機不純物除去工程を実施することで、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できることが示された(実施例1-1~1-8)。
 これに対して、有機不純物除去工程を実施しないと、半導体デバイスの欠陥の発生が顕著になることが示された(比較例1-1)。
[実施例2-1~2-5]
 実施例2-1~2-5では、それぞれ、有機不純物吸着部材50として、特殊フィルターAに代えて、特殊フィルターB~Fを用いた以外は、実施例1-1と同様にして、有機溶剤の精製を行い、各成分の含有量の測定および各評価試験を行った。各成分の含有量の測定および各評価試験についても、実施例1-1と同様に行った。評価結果を第2表に示す。
 特殊フィルターB:PTFE製の基材の表面が有機基(フェニル基)で置換された特殊フィルターB(孔径3nm)
 特殊フィルターC:PTFE製の基材の表面が有機基(ドデシル基)で置換された特殊フィルターC(孔径3nm)
 特殊フィルターD:PTFE製の基材の表面が有機基(ナフチル基)で置換された特殊フィルターD(孔径3nm)
 特殊フィルターE:PTFE製で表面修飾を実施していない超微細孔フィルター(孔径1nm)
 特殊フィルターF:ナイロンを主骨格としたフィルター(孔径5nm)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 第2表に示すように、有機不純物吸着フィルターの種類を変更しても、有機不純物の除去が良好に行われることが示された(実施例2-1~2-4)。
[実施例3-1~3-4]
 実施例3-1~3-4では、それぞれ、有機溶剤の循環回数を3回、5回、7回および10回に変更した以外は、実施例1-1と同様にして、有機溶剤の精製を行い、各成分の含有量の測定および各評価試験を行った。各成分の含有量の測定および各評価試験についても、実施例1-1と同様に行った。評価結果を第3表に示す。
 なお、第3表中、「<1」とは、1未満であることを意図する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 第3表に示すように、有機溶剤の循環を複数回(すなわち、有機不純物除去工程を2回以上)実施することで、有機不純物をより効果的に除去できることが示された(実施例3-1~3-4)。
[実施例4-1~4-20]
 実施例4-1~4-20では、実施例1-1と同様にして、有機溶剤の精製を行った。
 ただし、実施例4-13~1-14では、脱水部材を取り外した装置(すなわち、図1の有機溶剤の精製装置100そのもの)を用いた。また、実施例4-15~4-16では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、ろ過部材40を取り外した装置を用いた。また、実施例4-17~4-18では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、金属イオン吸着部材30を取り外した装置を用いた。また、実施例4-19~4-20では、図1の有機溶剤の精製装置100の有機不純物吸着部材50の下流側に「脱水部材」を接続し、金属イオン吸着部材30およびろ過部材40を取り外した装置を用いた。
 また、実施例4-1~4-20では、各成分の含有量の測定については、実施例1-1と同様に行った。
 なお、欠陥および感度の評価試験では、第4表に示す精製後の各有機溶剤をプリウェット液に用いて、実施例3-4の精製後の有機溶剤を現像液に使用した。これ以外は、実施例1-1と同様にして、欠陥および感度の評価試験を実施した。
 評価結果を第4表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 第4表に示すように、有機不純物除去工程を実施することで、有機溶剤の種類を変えても、半導体デバイスの欠陥の発生を抑制できることが示された(実施例4-1~4-20)。
[実施例5-1~5-4]
 実施例5-1~5-4では、それぞれ、有機溶剤の循環回数を3回、5回、7回および10回に変更した以外は、実施例4-1と同様にして、有機溶剤の精製を行い、各成分の含有量の測定および各評価試験を行った。各成分の含有量の測定および各評価試験についても、実施例4-1と同様に行った。
 評価結果を第5表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 第5表に示すように、有機溶剤の循環を複数回(すなわち、有機不純物除去工程を2回以上)実施することで、有機不純物をより効果的に除去できることが示された(実施例5-1~5-4)。
[実施例6-1~6-36]
 実施例6-1~6-36では、実施例1-1と同様にして、有機溶剤の精製を行った。なお、第6表に記載の有機溶剤には、各種の高沸点有機溶剤が含まれていた。
 また、実施例6-1~6-36では、各成分の含有量の測定については、実施例1-1と同様に行った。
 なお、欠陥および感度の評価試験では、第6表に示す精製後の各有機溶剤をプリウェット液に用いて、実施例3-4の精製後の有機溶剤を現像液に使用した。これ以外は、実施例1-1と同様にして、欠陥および感度の評価試験を実施した。
 評価結果を第6表(その1~その2)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 第6表に示すように、精製後の有機溶剤に含まれる高沸点有機不純物がDOPである場合(実施例6-4)、他の種類の高沸点有機不純物を含む精製後の有機溶剤を用いた場合と比較して、欠陥の発生をより抑制できることが示された。
 10 タンク
 20 ポンプ
 30 金属イオン吸着部材
 32 第1金属イオン吸着フィルター
 34 第2金属イオン吸着フィルター
 40 ろ過部材
 50 有機不純物吸着部材
 60 供給管
 100 有機溶剤の精製装置

Claims (19)

  1.  有機不純物吸着部材によって、有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物除去工程を含む、有機溶剤の精製方法。
  2.  さらに、除粒子径が20nm以下であるフィルターを備えたろ過部材、および、金属イオン吸着部材のうち、少なくとも1つの部材を用いて、前記有機溶剤を処理する処理工程を含む、請求項1に記載の有機溶剤の精製方法。
  3.  前記処理工程が、前記ろ過部材および前記金属イオン吸着部材の両方の部材を用いて行われる、請求項2に記載の有機溶剤の精製方法。
  4.  前記金属イオン吸着部材が、イオン交換可能な金属イオン吸着フィルターを備え、
     前記金属イオン吸着フィルターが、表面に酸基を有する、請求項2または3に記載の有機溶剤の精製方法。
  5.  前記有機不純物吸着部材が、前記有機不純物を吸着可能な有機不純物吸着フィルターを備え、
     前記有機不純物吸着フィルターが、前記有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  6.  前記有機溶剤がタンクに貯留されており、
     前記有機不純物除去工程が、供給管を介して前記タンクと接続するポンプによって前記有機溶剤を循環させながら実施され、
     前記タンクの接液部、前記供給管の接液部、および、前記ポンプの接液部がいずれも、フッ素樹脂から形成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  7.  前記有機不純物除去工程が、2回以上実施される、請求項1~6のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  8.  前記有機溶剤が、4-メチル-2-ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、および、ジイソアミルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤である、請求項1~7のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  9.  前記有機不純物が、フタル酸ジオクチルである、請求項1~8のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  10.  前記有機溶剤が、プリウェット液、現像液および感活性光線性または感放射線性組成物に含まれる溶剤から選択される少なくとも1つの用途に使用される、請求項1~9のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製方法。
  11.  有機溶剤を貯留するタンクと、
     前記タンクと接続され、前記有機溶剤を循環させるポンプと、
     前記有機溶剤中の有機不純物を除去する有機不純物吸着部材と、
    を有する、有機溶剤の精製装置。
  12.  さらに、除粒子径が20nm以下であるフィルターを備えたろ過部材、および、金属イオン吸着部材のうち、少なくとも1つの部材を有する、請求項11に記載の有機溶剤の精製装置。
  13.  前記ろ過部材および前記金属イオン吸着部材の両方を有する、請求項12に記載の有機溶剤の精製装置。
  14.  前記金属イオン吸着部材が、イオン交換可能な金属イオン吸着フィルターを備え、
     前記金属イオン吸着フィルターが、表面に酸基を有する、請求項12または13に記載の有機溶剤の精製装置。
  15.  前記有機不純物吸着部材が、前記有機不純物を吸着可能な有機不純物吸着フィルターを備え、
     前記有機不純物吸着フィルターが、前記有機不純物と相互作用可能な有機物骨格を表面に有する、請求項11~14のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製装置。
  16.  前記タンクの接液部および前記ポンプの接液部がいずれも、フッ素樹脂から形成されている、請求項11~15のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製装置。
  17.  さらに、前記タンクと前記ポンプとを接続する供給管を有し、
     前記供給管の接液部が、フッ素樹脂から形成されている、請求項11~16のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製装置。
  18.  前記有機溶剤が、4-メチル-2-ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、および、ジイソアミルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤である、請求項11~17のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製装置。
  19.  前記有機溶剤が、プリウェット液、現像液および感活性光線性または感放射線性組成物に含まれる溶剤から選択される少なくとも1つの用途に使用される、請求項11~18のいずれか1項に記載の有機溶剤の精製装置。
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