JP6427590B2 - レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法、及び、レジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器、並びに、これらを使用したレジスト膜のパターニング用有機系処理液の保管方法、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法 - Google Patents
レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法、及び、レジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器、並びに、これらを使用したレジスト膜のパターニング用有機系処理液の保管方法、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Description
<1> Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素濃度がいずれも3ppm以下である、レジスト膜のパターニング用有機系処理液を製造する方法であって、
前記有機系処理液が有機系現像液または有機系リンス液であり、
前記有機系処理液を製造する方法が蒸留工程を含み、
前記蒸留工程において、凝縮器の内部がライニングされており、
前記ライニングにおけるライニング物質が、フッ素含有樹脂である、
レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<2> 前記蒸留工程において、蒸留装置の内部がライニングされている<1>に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<3> 前記蒸留工程において得られる留出液を、内壁がライニングされた流路を通じて送液する工程を含む<1>又は<2>に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<4> 前記蒸留工程において得られる留出液を、内壁がフッ素含有樹脂により形成された流路を通じて送液する工程を含む<1>又は<2>に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<5> 前記蒸留装置の内部又は前記流路の内壁の前記ライニングにおけるライニング物質が、フッ素含有樹脂である<2>又は<3>に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<6>
前記有機系現像液が酢酸ブチルである、<1>〜<5>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<7>
前記有機系リンス液が、4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、<1>〜<5>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
<8>
<1>〜<7>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造されたレジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器であって、前記有機系処理液に接触する内壁が、フッ素含有樹脂で形成された、レジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器。
<9>
<1>〜<7>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造されたレジスト膜のパターニング用有機系処理液を、前記有機系処理液に接触する内壁がフッ素含有樹脂で形成された、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器内で保管する、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の保管方法。
<10>
(ア)レジスト組成物により膜を形成する工程、(イ)該膜を露光する工程、及び(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、を含むパターン形成方法であって、
前記有機系現像液が、<1>〜<7>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。
<11>
前記有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を有する、<10>に記載のパターン形成方法であって、
前記有機系リンス液が、<1>〜<7>のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。
<12>
前記パターン形成方法の現像工程およびリンス工程において、フッ素含有樹脂製の処理液用フィルターを搭載した現像装置を用いる<10>又は<11>に記載のパターン形成方法。
<13>
<10>〜<12>のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
尚、本発明は、上記<1>〜<13>に係る発明であるが、以下、その他についても参考のため記載した。
〔2〕 〔1〕に記載の有機系処理液を製造する方法であって、この製造方法が蒸留工程を含む有機系処理液の製造方法。
〔3〕 蒸留工程において、凝縮器の内部がライニングされている〔2〕に記載の有機系処理液の製造方法。
〔4〕 蒸留工程において、蒸留装置の内部がライニングされている〔2〕又は〔3〕に記載の有機系処理液の製造方法。
〔5〕 蒸留工程において得られる留出液を、内壁がライニングされた流路を通じて送液する工程を含む〔2〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の有機系処理液の製造方法。
〔6〕 蒸留工程において得られる留出液を、内壁がフッ素含有樹脂により形成された流路を通じて送液する工程を含む〔2〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の有機系処理液の製造方法。
〔7〕 上記ライニングによるライニング物質が、フッ素含有樹脂である〔3〕〜〔5〕のいずれかに記載の有機系処理液の製造方法。
〔8〕 前記有機系処理液が有機系現像液又は有機系リンス液である、〔1〕に記載の有機系処理液。
〔9〕 前記有機系現像液が酢酸ブチルである、〔8〕に記載の有機系処理液。
〔10〕 前記有機系リンス液が、4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、〔8〕に記載の有機系処理液。
〔11〕 〔2〕〜〔7〕のいずれかに記載の製造方法で製造された有機系処理液の収容容器であって、前記有機系処理液に接触する内壁が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂とは異なる樹脂で形成された、有機系処理液の収容容器。
〔12〕 (ア)レジスト組成物により膜を形成する工程、(イ)該膜を露光する工程、及び(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、を含むパターン形成方法であって、
前記有機系現像液が、〔2〕〜〔7〕のいずれかに記載の方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。
〔13〕 前記有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を有する、〔12〕に記載のパターン形成方法であって、
前記有機系リンス液が、〔2〕〜〔7〕のいずれかに記載の方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。
〔14〕 前記パターン形成方法において、現像工程及びリンス工程において、フッ素含有樹脂製の処理液用フィルターを搭載した現像装置を用いる〔12〕又は〔13〕に記載のパターン形成方法。
〔15〕 〔12〕〜〔14〕のいずれかに記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書中における「活性光線」又は「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、電子線(EB)等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。
また、本明細書中における「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、極紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
有機系処理液が、上記要件を満たすことにより、特に微細化(例えば、30nmノード以下)パターンにおいて問題視されやすいパーティクルの発生を低減できる。
換言すれば、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの少なくともいずれかの金属元素の濃度が3ppm超過である場合、特に微細化(例えば、30nmノード以下)パターンにおいて無視し難いパーティクルが発生する傾向となる。
ここで、レジスト残渣等の一般的に知られるパーティクルは、従来、濾過にて除去しようとしていた粒子状のものであるのに対して、本発明により低減できるパーティクルは、経時後に発生するウェットパーティクルであり、粒子というよりは、「しみ」状のものである。すなわち、一般的に知られるパーティクルと、ウェットパーティクルとは、形状や性質等が全く異なる。
また、本発明のレジスト膜のパターニング用有機系処理液において、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素濃度は、いずれも、2ppm以下であることが好ましく、1ppm以下であることがより好ましい。Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znは、いずれも存在しないことが最も好ましいが、これらの金属元素のいずれかが存在する場合、存在する金属元素の濃度の最小値は、通常、0.001ppm以上である。
Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法(アジレント・テクノロジー社製の誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP−MS装置)Agilent 8800など)により測定できる。
炭素数22以下のアルキルオレフィン含有量は、熱分解装置(フロンティアラボ製PY2020Dなど)を接続したガスクロマトグラフ質量分析法(島津製作所社製のガスクロマトグラフ質量分析装置GCMS−QP2010など)により測定できる。
ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、ブタン酸ブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル等を挙げることができる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、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、エチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。
特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
有機系現像液は、酢酸ブチルであることが好ましい。
また、有機系現像液は、特許第5056974号の0041段落〜0063段落に例示されているような、含窒素化合物を含んでもよい。なお、現像液の貯蔵安定性などの観点からは、有機系現像液への含窒素化合物の添加は、本願のパターン形成方法を行う直前が好ましい。
また、有機系リンス液中のリンス液以外の有機溶剤が該有機系現像液である場合は特に好ましい。
炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機系現像液において説明したものと同様のものを挙げることができる。
炭化水素系溶剤を含有するリンス液としては、炭素数6〜30の炭化水素化合物が好ましく、炭素数8〜30の炭化水素化合物がより好ましく、炭素数7〜30の炭化水素化合物が更に好ましく、炭素数10〜30の炭化水素化合物が特に好ましい。中でも、デカン及び/又はウンデカンを含むリンス液を用いることにより、パターン倒れが抑制される。
リンス液としてエステル系溶剤を用いる場合には、エステル系溶剤(1種又は2種以上)に加えて、グリコールエーテル系溶剤を用いてもよい。この場合の具体例としては、エステル系溶剤(好ましくは、酢酸ブチル)を主成分として、グリコールエーテル系溶剤(好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME))を副成分として用いることが挙げられる。これにより、残渣欠陥が抑制される。
中でも、有機系リンス液は、4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルであることが好ましい。
本発明の有機系処理液は、上記条件を満たせば、その入手方法等は特に限定されないが、蒸留工程を含む製造方法によって製造された有機系処理液であることが好ましい。
蒸留工程では、典型的には、有機系処理液の原料となる有機溶剤を蒸留装置によって精製する。
蒸留装置は、典型的には、蒸留部と凝縮部とを有するものであり(換言すれば、蒸留部から凝縮部までの構成を言い)、必要に応じて、蒸留部と凝縮部とを接続する配管を更に有する。蒸留部は、液の気化がなされる部位であり、加熱設備が付帯されていてもいなくても良く、その具体例な形式としては、蒸留塔、蒸留釜、及び蒸留缶などが挙げられる。凝縮部は、気化された液が液体に戻る部位であり、冷却設備が付帯されていてもいなくても良い。
金属元素濃度に関する上記要件を満たす本発明の有機系処理液を得るためには、特に凝縮器の内部がライニングされていることが好ましく、蒸留装置の内部がライニングされていることがより好ましい。ここで、「蒸留装置の内部がライニングされている」とは、蒸留部から凝縮部までの構成部材において、液と接触する部分がライニングされていることを意味するものであり、典型的には、上記蒸留部の内部(内壁)と上記凝縮部の内部(内壁)とがライニングされていることを意味する。蒸留装置が、蒸留部と凝縮部とを接続する配管を有する場合には、この配管の内部(内壁)も、ライニングされていることを意味する。
絶縁抵抗の大きな有機系処理液を送液する時に、絶縁性の高いライニング部材を用いると、送液時に有機系処理液が帯電することがあり、取扱安全性を確保のために、送液工程に帯電防止施策を導入することが更に好ましい。帯電防止施策としては、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素を含まない導電性粒子(例えはカーボン粒子)等を含むライニング部材を用いる、又は、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素を含まず導電性があり、送液する有機系処理液に対する耐性が高いアース線を配管中に這わせるという方法がある。
あるいは、送液工程において、有機系処理液と接触する部分は、流路の内壁がフッ素含有樹脂により形成されていることも好ましい。この場合、上記の帯電防止策として、内壁がフッ素含有樹脂により形成された流路を有する配管であって、導電性を有するものを採用することも好ましい。
有機系処理液の製造方法において、有機系処理液は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂と接触する工程を有さないことが好ましい。これにより、特に、上記した「炭素数22以下のアルキルオレフィン含有量が0.8ppm以下である」という要件を満たす有機系処理液を、より好適に得ることができる。これら樹脂の絶縁性が高い場合は、帯電防止策を検討することが、取扱安全性確保のために好ましい。
防錆・金属溶出防止処理が施された金属における金属としては、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼等を挙げることができる。
防錆・金属溶出防止処理としては、皮膜技術を適用することが好ましい。
皮膜技術としては、金属被覆(各種メッキ)、無機被覆(各種化成処理、ガラス、コンクリート、セラミックスなど)及び有機被覆(さび止め油、塗料、ゴム、プラスチックス)を挙げることができる。
好ましい皮膜技術としては、錆止め油、錆止め剤、腐食抑制剤、キレート化合物、可剥性プラスチック、ライニング剤による表面処理が挙げられる。
中でも、各種のクロム酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、燐酸塩、オレイン酸、ダイマー酸、ナフテン酸等のカルボン酸、カルボン酸金属石鹸、スルホン酸塩、アミン塩、エステル(高級脂肪酸のグリセリンエステルや燐酸エステル)などの腐食抑制剤、エチレンジアンテトラ酢酸、グルコン酸、ニトリロトリ酢酸、ヒドロキシエチルエチオレンジアミン三作酸、ジエチレントリアミン五作酸などのキレート化合物及びフッ素含有樹脂によるライニングが好ましい。特に好ましいのは、燐酸塩処理とフッ素含有樹脂によるライニングである。
また、直接的な被覆処理と比較して、直接、錆を防ぐわけではないが、被覆処理による防錆期間の延長につながる処理方法として、防錆処理にかかる前の段階である「前処理」を採用することも好ましい。
このような前処理の具体例としは、金属表面に存在する塩化物や硫酸塩などの種々の腐食因子を、洗浄や研磨によって除去する処理を好適に挙げることができる。
ここで、シール部とは、収容部と外気とを遮断可能な部材を意味し、パッキンやOリングなどを好適に挙げることができる。
特に好ましいフッ素含有樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂、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、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を挙げることができる。一般的にフッ素樹脂の絶縁性は樹脂の中でも高い。そのため、有機系処理液の取扱安全性を確保するためには、帯電防止策を施して使用することが好ましい。
本発明の有機処理液の蒸留工程としては、化学工業で広く使用されている既知の方法が適用出来る。例えば、有機処理液が酢酸ブチルである場合は、特許4259815号公報及び特許4059685号公報に記載された方法を例として挙げることができる。
(ア)レジスト組成物により膜(レジスト膜)を形成する工程、
(イ)該膜を露光する工程、及び
(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、
を含む。
ここで、工程(ウ)における有機系現像液は、上記した本発明のレジスト膜のパターニング用有機系処理液としての有機系現像液であり、その具体例及び好ましい例は上記した通りである。
本発明のパターン形成方法は、露光工程の後に、加熱工程を有することが好ましい。
また、本発明のパターン形成方法は、アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に有していてもよい。
本発明のパターン形成方法は、露光工程を、複数回有することができる。
本発明のパターン形成方法は、加熱工程を、複数回有することができる。
また、露光工程の後かつ現像工程の前に、露光後加熱工程(PEB;Post Exposure Bake)を含むことも好ましい。
加熱温度はPB、PEB共に70〜130℃で行うことが好ましく、80〜120℃で行うことがより好ましい。
加熱時間は30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行っても良い。
ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルが改善する。
液浸露光方法とは、解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たし露光する技術である。
前述したように、この「液浸の効果」はλ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。ここで、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
このような添加剤としては、例えば、水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(D2O)を用いてもよい。
液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウェハ上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウェハ上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。
トップコートは、193nmにおける透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましい。
具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、及びフッ素含有ポリマーなどが挙げられる。後述の疎水性樹脂(D)はトップコートとしても好適なものである。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズが汚染されるため、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がないか又は小さいことが好ましい。この場合、解像力を向上させることが可能となる。露光光源がArFエキシマレーザー(波長:193nm)の場合には、液浸液として水を用いることが好ましいため、ArF液浸露光用トップコートは、水の屈折率(1.44)に近いことが好ましい。また、透明性及び屈折率の観点から、トップコートは薄膜であることが好ましい。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38%質量の水溶液が望ましい。
なお、有機系現像液による現像と、アルカリ現像液による現像を組み合わせることにより、US8,227,183BのFIG.1〜11などで説明されているように、マスクパターンの1/2の線幅のパターンを解像することが期待できる。
また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は好ましくは2mL/sec/mm2以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm2以下、更に好ましくは1mL/sec/mm2以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm2以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・レジストパターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm2)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
これら塗布現像装置には、標準的に、POUフィルターと呼ばれる接続薬液用フィルター(処理液用フィルター)が搭載されている。
よって、現像工程又は後述するリンス工程において、POU搭載塗布現像装置(処理液用フィルターが搭載された現像装置)を使用するとともに、本発明のパターニング用有機系処理液(特に有機系現像液)をPOUフィルターを通過させて現像に使用してもよい。
1.新品POUフィルター使用時は、POUフィルターを装置にセット直後に使用する処理液を10L以上の量で通液することが好ましい。
2.6時間以上使用しない時間が空いた場合には、使用直前に1L以上のダミーディスペンスを実施することが好ましい。
POUフィルターとしては、フォトクリーンEZD、フォトクリーンEZD−2、フォトクリーンEZD−2X(以上、日本ポール株式会社製)、インパクト2 V2、オプチマイザーST/ST−L(以上、日本インテグリス株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ここで、有機系リンス液は、上記した本発明のレジスト膜のパターニング用有機系処理液としての有機系リンス液であり、その具体例及び好ましい例は上記した通りである。
ここで、リンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、シクロペンタノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノールなどを用いることができる。
配管に通す溶剤としては、レジストを溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば上述した有機溶媒が挙げられ、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブ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プロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエ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(PGME)、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ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−ヘプタノン、乳酸エチル、1−プロパノール、アセトン、等を用いることができる。中でも好ましくは、PGMEA,PGME,シクロヘキサノンを用いることができる。
本発明のパターン形成方法は、DSA(Directed Self-Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815-4823参照)にも用いることができる。
また、上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば特開平3−270227及び特開2013−164509に開示されたスペーサープロセスの芯材(コア)として使用できる。
酸の作用により極性が増大して有機溶剤を含む現像液に対する溶解性が減少する樹脂(A)としては、例えば、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、極性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」又は「樹脂(A)」ともいう)を挙げることができる。
酸分解性基は、極性基を酸の作用により分解し脱離する基で保護された構造を有することが好ましい。好ましい極性基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、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)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
この繰り返し単位としては、以下が挙げられる。
具体例中、Rxは、水素原子、CH3、CF3、又はCH2OHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Xa1は、水素原子、CH3、CF3、又はCH2OHを表す。Zは、置換基を表し、複数存在する場合、複数のZは互いに同じであっても異なっていてもよい。pは0又は正の整数を表す。Zの具体例及び好ましい例は、Rx1〜Rx3などの各基が有し得る置換基の具体例及び好ましい例と同様である。
以下にラクトン構造又はスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、以下の具体例中のRA 1は、水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)を表す。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
樹脂(A)は、酸基を有する繰り返し単位を含有してもしなくても良いが、含有する場合、酸基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、25モル%以下であることが好ましく、20モル%以下であることがより好ましい。樹脂(A)が酸基を有する繰り返し単位を含有する場合、樹脂(A)における酸基を有する繰り返し単位の含有量は、通常、1モル%以上である。
具体例中、RxはH、CH3、CH2OH又はCF3を表す。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH3、CH2OH、又はCF3を表す。
本発明の組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から本発明の組成物に用いられる樹脂(A)は実質的には芳香環を有さない(具体的には、樹脂中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、理想的には0モル%、すなわち、芳香族基を有さない)ことが好ましく、樹脂(A)は単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。
本発明の組成物が、後述する樹脂(D)を含んでいる場合、樹脂(A)は、樹脂(D)との相溶性の観点から、フッ素原子及びケイ素原子を含有しないことが好ましい。
また、本発明において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
本発明における組成物は、通常、更に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)としては、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物であることが好ましい。
酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
酸発生剤の中で、特に好ましい例を以下に挙げる。
酸発生剤は、1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の組成物中の含有量は、化学増幅型レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜25質量%、更に好ましくは3〜20質量%、特に好ましくは3〜15質量%である。
態様(B´)として、以下のような繰り返し単位が挙げられるが、これに限定されるものではない。
レジスト組成物は、通常、溶剤(C)を含有する。
レジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、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)、環を有しても良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、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
これらの溶剤の具体例は、米国特許出願公開2008/0187860号明細書[0441]〜[0455]に記載のものを挙げることができる。
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME、別名1−メトキシ−2−プロパノール)、乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有しても良いモノケトン化合物、環状ラクトン、酢酸アルキルなどが好ましく、これらの内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(PGMEA、別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、又は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。
本発明に係るレジスト組成物は、特に液浸露光に適用する際、疎水性樹脂(以下、「疎水性樹脂(D)」又は単に「樹脂(D)」ともいう)を含有してもよい。なお、疎水性樹脂(D)は、前記樹脂(A)とは異なることが好ましい。
これにより、膜表層に疎水性樹脂(D)が偏在化し、液浸媒体が水の場合、水に対するレジスト膜表面の静的/動的な接触角を向上させ、液浸液追随性を向上させることができる。
疎水性樹脂(D)は前述のように界面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくても良い。
また、疎水性樹脂(D)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂(D)の組成物中の含有量は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましく、0.1〜7質量%が更に好ましい。
反応溶媒、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、樹脂(A)で説明した内容と同様であるが、疎水性樹脂(D)の合成においては、反応の濃度が30〜50質量%であることが好ましい。より詳細には、特開2008−292975号公報の0320段落〜0329段落付近の記載を参照されたい。
本発明におけるレジスト組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましい。
レジスト組成物は、塩基性化合物として、活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下する、塩基性化合物又はアンモニウム塩化合物(以下、「化合物(N)」ともいう)を含有することが好ましい。
化合物(N)の分子量は、500〜1000であることが好ましい。
塩基性化合物(N’)としては、好ましくは、下記式(A’)〜(E’)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
RA200、RA201及びRA202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、RA201とRA202は、互いに結合して環を形成してもよい。RA203、RA204、RA205及びRA206は、同一でも異なってもよく、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を表す。
上記アルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式(A’)と(E’)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
本発明におけるレジスト組成物は、更に界面活性剤を含有してもしなくても良く、含有する場合、フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子とケイ素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられ、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(DIC(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106、KH−20(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等である。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
上記に該当する界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(DIC(株)製)、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C3F7基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。
一方、界面活性剤の添加量を、レジスト組成物の全量(溶剤を除く)に対して、10ppm以下とすることで、疎水性樹脂の表面偏在性があがり、それにより、レジスト膜表面をより疎水的にすることができ、液浸露光時の水追随性を向上させることが出来る。
本発明におけるレジスト組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有してもよい。このようなカルボン酸オニウム塩は、米国特許出願公開2008/0187860号明細書[0605]〜[0606]に記載のものを挙げることができる。
レジスト組成物がカルボン酸オニウム塩を含有する場合、その含有量は、組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
本発明におけるレジスト組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。
本発明におけるレジスト組成物の固形分濃度は、通常1.0〜10質量%であり、好ましくは、2.0〜5.7質量%、更に好ましくは2.0〜5.3質量%である。固形分濃度を前記範囲とすることで、レジスト溶液を基板上に均一に塗布することができる。
固形分濃度とは、レジスト組成物の総重量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の重量の重量百分率である。
前記各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。
また、前記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロンでライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、前記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA・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。
<収容容器>
収容容器として、以下の各容器を用意した。
容器1:Entegris社製 FluoroPurePFA複合ドラム(接液内面;PFA樹脂ライニング)
容器2:JFE社製 鋼製ドラム缶(接液内面;燐酸亜鉛皮膜)
容器3:コダマ樹脂工業(株)製 ケミカルドラムPS−200−AW(接液内面;高密度ポリエリレン樹脂)
容器4:コダマ樹脂工業(株)製 ピュアドラムPL−200−CW(接液内面;高密度ポリエリレン樹脂)
容器5:Entegris社製 FluoroPure三層HDPEドラム(接液内面;高密度ポリエチレン樹脂)
容器6:リサイクル鋼製ドラム缶(接液内面;不明)
蒸留液が接触する面が非ライニングの炭素綱(SUS−304)製である蒸留装置(比較例用)及び蒸留液が接触する面がPTFE樹脂によってライニングされた炭素綱製である蒸留装置(実施例用)をそれぞれ使用して蒸留した直後の酢酸ブチルを上記各容器に充填し、室温(25℃)にてX日間(Xの値は下記表1に示した)保管した。
容器内の酢酸ブチルを取り出し、ポアサイズ50nmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターでろ過し、これを、評価用有機系処理液(現像液又はリンス液)とした。
PTFE樹脂によってライニングされた炭素綱(SUS−304)製である蒸留装置を使用して蒸留した直後のウンデカンを、高純度カーボン棒をアース線として容器内に取り付け接地した、上記容器1に充填した。
この容器に接液部分がPTFEでライニングされたポンプのイン側を接続した。
ポンプのアウト側に10mの導電性PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)チューブ(ニチアス株式会社製 ナフロンPFA−ASチューブ)を接続し、0.5L/mim.の速度で送液し、別の高純度カーボン棒をアース線として容器内に取り付け接地した、別の上記容器1に移液し、室温(25℃)にてX日間(Xの値は下記表1に示した)保管した。
容器内のウンデカンを取り出し、ポアサイズ50nmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターでろ過し、これを、評価用有機系処理液(現像液又はリンス液)とした。
クラス1000のクリーンルームに設置されたAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により8インチシリコンウエハー(直径200mmウエハ)上のパーティクル数(N1)を検査した。
このシリコンウエハー上に上記評価用有機系処理液としての酢酸ブチル又はウンデカンを5mL吐出し、シリコンウエハーを、1000回転/分で1.6秒間回転させることにより、酢酸ブチル又はウンデカンをシリコンウエハー上で拡散させ、20秒間静置後、2000回転/分で20秒間スピン乾燥させた。
24時間後に、このシリコンウエハー上のパーティクル数(N2)をAMAT社製ウエハー欠陥評価装置ComPLUS3T(検査モード30T)により検査し、N2−N1をパーティクル数(N)とした。
各元素濃度が10ppmに調製されたspex社製ICP汎用混合液 XSTC−622(35元素)10μLにN−メチルピロリドン(NMP)10mLを加え希釈し、メタル分析用10ppb用標準液を調製した。
また、NMPの量を変更する以外は同様にして、メタル分析用5ppb標準液を調製した。更に、希釈に使用したNMPをメタル分析用0ppb標準液とした。
メタル不純物としてのターゲットメタルは、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Znの12元素とし、調液した0ppb,5ppb,10ppbのメタル分析用標準液をアジレント・テクノロジー社製の誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP−MS装置)Agilent8800で測定し、メタル濃度検量線を作成した。
次いで、メタル分析用標準液を、上記評価用有機系処理液としての酢酸ブチル又はウンデカンに変更した以外は、上記と同様の手法により、誘導結合プラズマ質量分析を実施することで、酢酸ブチル又はウンデカンのメタル不純物濃度の分析を行った。
樹脂A−1〜A−3における繰り返し単位の組成比(モル比;左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
酸発生剤としては、以下の化合物を用いた。
塩基性化合物として、以下の化合物を用いた。
樹脂Aと同様にして、樹脂D−1〜D−3を合成した。樹脂D−1〜D−3における繰り返し単位の組成比(モル比;左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
界面活性剤としては、以下のものを用いた。
W−1: メガファックF176(DIC(株)製;フッ素系)
W−2: メガファックR08(DIC(株)製;フッ素及びシリコン系)
溶剤としては、以下のものを用いた。
SL−1: 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)
SL−2: プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
蒸留液が接触する面がPTFE樹脂によってライニングされた炭素綱である蒸留装置を使用して蒸留した直後の4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)を上記容器1に充填し室温(25℃)にて30日間保管した。
容器1内のMIBCを取り出し、ポアサイズ50nmのPTFE製フィルターでろ過し、これをリンス液1とした。
下記表2に示す成分を同表に示す溶剤に固形分で3.8質量%溶解させ、それぞれを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、レジスト組成物を調製した。
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。その上に、上記のようにして調製したレジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmのレジスト膜(レジスト膜1)を形成した。
表2のレジスト組成物I−1により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例4の酢酸ブチルで30秒間現像し、上記リンス液1で20秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板1)を得た。
表2のレジスト組成物I−2により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例8の酢酸ブチルで30秒間現像し、2000回転/分で20秒間現像液をスピン乾燥し、パターン(レジストパターン基板2)を得た。
表2のレジスト組成物I−3により形成されたレジスト膜1に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、現像液としての実施例8の酢酸ブチルで30秒間現像し、リンス液としての実施例8の酢酸ブチルで20秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板3)を得た。
表2のレジスト組成物I−1と同一の組成を持つレジスト組成物を収容する容器を塗布現像装置(SOKUDO社製 RF3S)のレジストラインに接続した。
また、18Lキャニスター缶に入った現像液としての実施例5の酢酸ブチルを上記塗布現像装置に接続した。
また、18Lキャニスター缶に入った上記リンス液1を上記塗布現像装置に接続した。
現像液用及びリンス液用のPOUフィルターとして、それぞれ、インテグリス製オプチマイザーST−L(製品型番AWATMLKM1)を、上記塗布現像装置に搭載した後、塗布現像装置における通常の方法でフィルターのエア抜きを実施し、連続して30Lの処理液(現像液及びリンス液の各々)をPOUフィルターに通過させた。
上記塗布現像装置を使用して、シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。その上に上記レジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmのレジスト膜(レジスト膜2)を形成した。
レジスト膜2に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、上記塗布現像装置により、上記現像液(すなわち実施例5の酢酸ブチル)で30秒間現像し、上記リンス液1で20秒間リンスし、パターン(レジストパターン基板4)を得た。
レジスト膜2に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー[ASML社製;XT1700i、NA1.20、Dipole(outerσ:0.981/innerσ:0.895)、Y偏向]を用い、ハーフトーンマスクを介してパターン露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間ベークを実施した。次いで、上記塗布現像装置により、現像液としての上記現像液(すなわち実施例5の酢酸ブチル)で30秒間現像し、2000回転/分で20秒間現像液をスピン乾燥し、パターン(レジストパターン基板5)を得た。
上記と同様のリソグラフィー評価を、前掲の「特に、EUV露光又は電子線露光の際に、好適に用いることができる樹脂の例」として挙げた樹脂を適宜用い、ArFエキシマレーザー液浸露光ではなく、EUV光及び電子線による露光で行った場合も、良好にパターン形成を行うことができた。
レジスト組成物I−3で使用の塩基性化合物C−3を、上述のベタイン化合物C1−1〜C1−8に替えた以外は同様の組成物8例を調製し、実施例12と同様の工程により評価を行ったところ、パターン形成を行うことができた。
実施例10で、酢酸ブチルを塗布現像装置に接続する直前に、酢酸ブチルにトリn−オクチルアミンを加えた以外は同様にして評価を行い、パターン形成を行うことができた。
本出願は、2014年9月30日出願の日本特許出願(特願2014−200457)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (13)
- Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、及び、Znの金属元素濃度がいずれも3ppm以下である、レジスト膜のパターニング用有機系処理液を製造する方法であって、
前記有機系処理液が有機系現像液または有機系リンス液であり、
前記有機系処理液を製造する方法が蒸留工程を含み、
前記蒸留工程において、凝縮器の内部がライニングされており、
前記ライニングにおけるライニング物質が、フッ素含有樹脂である、
レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。 - 前記蒸留工程において、蒸留装置の内部がライニングされている請求項1に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 前記蒸留工程において得られる留出液を、内壁がライニングされた流路を通じて送液する工程を含む請求項1又は2に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 前記蒸留工程において得られる留出液を、内壁がフッ素含有樹脂により形成された流路を通じて送液する工程を含む請求項1又は2に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 前記蒸留装置の内部又は前記流路の内壁の前記ライニングにおけるライニング物質が、フッ素含有樹脂である請求項2又は3に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 前記有機系現像液が酢酸ブチルである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 前記有機系リンス液が、4−メチル−2−ペンタノール、又は、酢酸ブチルである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造されたレジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器であって、前記有機系処理液に接触する内壁が、フッ素含有樹脂で形成された、レジスト膜のパターニング用有機系処理液が収容された収容容器。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造されたレジスト膜のパターニング用有機系処理液を、前記有機系処理液に接触する内壁がフッ素含有樹脂で形成された、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器内で保管する、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の保管方法。
- (ア)レジスト組成物により膜を形成する工程、(イ)該膜を露光する工程、及び(ウ)露光した膜を、有機系現像液を用いて現像する工程、を含むパターン形成方法であって、
前記有機系現像液が、請求項1〜7のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。 - 前記有機系現像液を用いて現像する工程の後に、更に、有機系リンス液を用いて洗浄する工程を有する、請求項10に記載のパターン形成方法であって、
前記有機系リンス液が、請求項1〜7のいずれか1項に記載のレジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法で製造された有機系処理液である、パターン形成方法。 - 前記パターン形成方法の現像工程およびリンス工程において、フッ素含有樹脂製の処理液用フィルターを搭載した現像装置を用いる請求項10又は11に記載のパターン形成方法。
- 請求項10〜12のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
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