化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液及其制造方法、及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法、化學(xué) 增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液、圖案形成方法、電子元件的制造方法及電子元 件。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種適合于集成電路(Integrated Circuit，1C)等的半導(dǎo)體制 造步驟、液晶及熱能頭（thermal head)等的電路基板的制造、以及其他感光蝕刻加工 (photofabrication)的微影（lithography)步驟的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系 處理液的制造方法、化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液、圖案形成方法、電子元 件的制造方法及電子元件。尤其，本發(fā)明涉及一種適合于利用將波長(zhǎng)為300nm以下的遠(yuǎn)紫外 線光作為光源的ArF曝光裝置及ArF液浸式投影曝光裝置進(jìn)行的曝光的化學(xué)增幅型抗蝕劑 膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法、化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液、 圖案形成方法、電子元件的制造方法及電子元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 從前，作為使用堿性顯影液的正型圖案形成方法及用于其的正型抗蝕劑組合物， 已提出有各種構(gòu)成(例如，參照專利文獻(xiàn)1~專利文獻(xiàn)3)。除此以外，近年來，使用有機(jī)系顯 影液的負(fù)型圖案形成方法及用于其的負(fù)型抗蝕劑組合物正以形成如通過正型抗蝕劑組合 物所無法達(dá)成的微細(xì)接觸孔或溝槽圖案為主要用途而得到開發(fā)(例如，參照專利文獻(xiàn)4~專 利文獻(xiàn)7)。
[0003] 所述正型圖案形成方法或負(fù)型圖案形成方法中所使用的抗蝕劑組合物或顯影液 通常在利用過濾器來去除抗蝕劑組合物或顯影液中的微粒子后得到使用（例如，參照專利 文獻(xiàn)8及專利文獻(xiàn)9)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2006-257078號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2005-266766號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2006-330098號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2007-325915號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)5:國(guó)際公開2008-153110號(hào)手冊(cè)
[0011] 專利文獻(xiàn)6:日本專利特開2010-039146號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)7:日本專利特開2010-164958號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)8:日本專利特開2000-005546號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)9:日本專利特開2004-195427號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的課題
[0016] 然而，近年來，在形成接觸孔或溝槽圖案時(shí)，進(jìn)一步微細(xì)化(例如，30nm節(jié)點(diǎn)(node) 以下）的需求急劇提高。因此，要求進(jìn)一步抑制特別容易對(duì)微細(xì)化圖案的性能造成影響的粒 子的產(chǎn)生。
[0017] 本發(fā)明是鑒于所述問題而成的，其目的在于提供一種尤其在使用有機(jī)系顯影液形 成微細(xì)化(例如，30nm節(jié)點(diǎn)以下）圖案的負(fù)型圖案形成技術(shù)中，可減少粒子的產(chǎn)生的化學(xué)增 幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法、以及使用其的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的 圖案化用有機(jī)系處理液、圖案形成方法、電子元件的制造方法及電子元件。
[0018] 解決課題的技術(shù)手段
[0019] 本發(fā)明人等人進(jìn)行努力研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過有機(jī)溶劑與過濾器的接觸，微量的 低分子有機(jī)物自過濾器溶出至有機(jī)溶劑中，此外，當(dāng)將所述有機(jī)溶劑用作所述負(fù)型圖案形 成技術(shù)中的有機(jī)系顯影液來形成微細(xì)化圖案時(shí)，所述低分子有機(jī)物成為微細(xì)化圖案或基板 上的難以忽視的粒子的產(chǎn)生原因。而且，本發(fā)明人等人發(fā)現(xiàn)在使用過濾裝置的有機(jī)系顯影 液或有機(jī)系淋洗液等有機(jī)系處理液的制造過程中，通過將過濾條件設(shè)為特定的過濾條件， 可一面利用過濾器去除有機(jī)系處理液中的微粒子，一面抑制低分子有機(jī)物自過濾器中的溶 出，進(jìn)而，通過使用所述有機(jī)系處理液，可減少在形成微細(xì)化圖案時(shí)容易被視為問題的粒子 的產(chǎn)生，從而完成了本發(fā)明。
[0020] 即，本發(fā)明為下述的構(gòu)成，由此達(dá)成本發(fā)明的所述目的。
[0021] [1]
[0022] -種化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法，其包括使含有有 機(jī)溶劑的液體在具有液體入口部、液體出口部、及設(shè)置在將所述液體入口部與所述液體出 口部加以連接的流路內(nèi)的過濾過濾器膜的過濾裝置中通過的步驟，且 [0023]所述液體入口部處的所述液體的溫度(Td與所述液體出口部處的所述液體的溫 度(T。)的差的絕對(duì)值（iTdl )為3°C以下，所述過濾裝置中的所述液體的過濾速度為0.5L/ min/m2以上，所述過濾裝置中的所述液體的過濾壓力為O.lOMPa以下。
[0024] [2]
[0025] 根據(jù)所述[1]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法， 其中所述有機(jī)系處理液為有機(jī)系顯影液。
[0026] [3]
[0027] 根據(jù)所述[2]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法， 其中所述含有有機(jī)溶劑的液體為乙酸丁酯。
[0028] [4]
[0029] 根據(jù)所述[1]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法， 其中所述有機(jī)系處理液為有機(jī)系淋洗液。
[0030] [5]
[0031]根據(jù)所述[4]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法， 其中所述含有有機(jī)溶劑的液體為4-甲基-2-戊醇、或乙酸丁酯。
[0032] [6]
[0033] 根據(jù)所述[1]至[5]中任一項(xiàng)所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理 液的制造方法，其中所述過濾過濾器膜是孔徑為50nm以下的聚乙烯樹脂膜、氟樹脂膜、或聚 酰胺樹脂膜。
[0034] [7]
[0035] 根據(jù)所述[1]至[6]中任一項(xiàng)所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理 液的制造方法，其中所述液體入口部處的所述液體的溫度(1^*201以上、30°C以下。
[0036] [8]
[0037] -種化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液，其是通過根據(jù)所述[1]至[7] 中任一項(xiàng)所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法來制造。
[0038] [9]
[0039] -種圖案形成方法，其包括：（i)利用化學(xué)增幅型抗蝕劑組合物來形成膜的步驟、 (ii)對(duì)所述膜進(jìn)行曝光的步驟、以及（iii)使用有機(jī)系顯影液對(duì)經(jīng)曝光的膜進(jìn)行顯影的步 驟，且
[0040] 所述有機(jī)系顯影液為通過根據(jù)所述[2]或[3]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案 化用有機(jī)系處理液的制造方法所制造的有機(jī)系顯影液。
[0041] [10]
[0042]根據(jù)所述[9]所述的圖案形成方法，其在所述使用有機(jī)系顯影液進(jìn)行顯影的步驟 后，進(jìn)而包括使用有機(jī)系淋洗液進(jìn)行清洗的步驟，且
[0043]所述有機(jī)系淋洗液為通過根據(jù)所述[4]或[5]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案 化用有機(jī)系處理液的制造方法所制造的有機(jī)系淋洗液。
[0044] [11]
[0045]根據(jù)所述[10]所述的圖案形成方法，其中所述有機(jī)系顯影液為通過根據(jù)所述[3] 所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的制造方法所制造的有機(jī)系顯影液， 所述有機(jī)系淋洗液為通過根據(jù)所述[5]所述的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理 液的制造方法所制造的有機(jī)系淋洗液。
[0046] [12]
[0047] 根據(jù)所述[9]至[11]中任一項(xiàng)所述的圖案形成方法，其中所述使用有機(jī)系顯影液 進(jìn)行顯影的步驟為使用搭載有處理液用過濾器的顯影裝置進(jìn)行顯影的步驟，且使所述有機(jī) 系顯影液在所述處理液用過濾器中通過并用于顯影。
[0048] [13]
[0049] -種電子元件的制造方法，其包括根據(jù)所述[9]至[12]中任一項(xiàng)所述的圖案形成 方法。
[0050] [14]
[0051] -種電子元件，其通過根據(jù)所述[13]所述的電子元件的制造方法來制造。
[0052]發(fā)明的效果
[0053]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種尤其在使用有機(jī)系顯影液形成微細(xì)化(例如，30nm節(jié)點(diǎn)以 下）圖案的負(fù)型圖案形成技術(shù)中，可減少粒子的產(chǎn)生的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有 機(jī)系處理液的制造方法、以及使用其的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液、圖 案形成方法、電子元件的制造方法及電子元件。
【附圖說明】
[0054]圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的 制造方法的概略圖。
[0055] 符號(hào)的說明
[0056] 11:液體罐
[0057] 12:液量調(diào)整閥
[0058] 13:壓力/流量/液溫計(jì)
[0059] 14:流量/液溫計(jì)
[0060] 15:流向切換閥
[0061] 16:栗
[0062] 17:液體的取出口
[0063] 21:過濾裝置
[0064] 21a:液體入口部
[0065] 21b:液體出口部
[0066] 100:有機(jī)系處理液制造系統(tǒng)
[0067] F1:第1段過濾器
[0068] F2:第2段過濾器
[0069] H1:第1過濾器殼體
[0070] H2:第2過濾器殼體
[0071] D1、D2、D3:排水管
【具體實(shí)施方式】
[0072] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0073] 在本說明書中的基(原子團(tuán)）的表述中，未記載經(jīng)取代及未經(jīng)取代的表述包含不具 有取代基的基(原子團(tuán)），并且也包含具有取代基的基(原子團(tuán)）。例如，所謂"烷基"，不僅包 含不具有取代基的烷基（未經(jīng)取代的烷基），而且也包含具有取代基的烷基（經(jīng)取代的烷 基)。
[0074] 本說明書中的"光化射線"或"放射線"例如是指水銀燈的明線光譜、以準(zhǔn)分子激光 為代表的遠(yuǎn)紫外線、極紫外線(EUV(Extreme Ultraviolet)光）、X射線、電子束(Electron Beam，EB)等。另外，在本發(fā)明中，光是指光化射線或放射線。
[0075] 另外，只要事先無特別說明，則本說明書中的"曝光"不僅是指利用水銀燈、以準(zhǔn)分 子激光為代表的遠(yuǎn)紫外線、極紫外線、X射線、EUV光等進(jìn)行的曝光，利用電子束、離子束等粒 子束進(jìn)行的描繪也包含于曝光中。
[0076] 圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的 制造方法的概略圖。
[0077] 如圖1的概略圖所示那樣，有機(jī)系處理液制造系統(tǒng)100包括:可收容含有有機(jī)溶劑 的液體的液體罐11、液量調(diào)整閥12、壓力/流量/液溫計(jì)13、過濾裝置21、流量/液溫計(jì)14、流 向切換閥15、及栗16。而且，以所述液體可按液體罐11、液量調(diào)整閥12、壓力/流量/液溫計(jì) 13、過濾裝置21、液溫計(jì)14、流向切換閥15、栗16、液體罐11......的順序進(jìn)行循環(huán)的方式， 構(gòu)成有機(jī)系處理液制造系統(tǒng)100。
[0078] 液體罐11為可收容被供于過濾的"含有有機(jī)溶劑的液體"（以后，也稱為"有機(jī)系被 過濾液"）的，通常附帶有可調(diào)整有機(jī)系被過濾液的溫度的溫度調(diào)整器。
[0079] 液體罐11可采用公知的。關(guān)于液體罐11的優(yōu)選的材質(zhì)等，其后與構(gòu)成有機(jī)系處理 液制造系統(tǒng)100的其他構(gòu)件中的優(yōu)選的材質(zhì)一并進(jìn)行詳述。
[0080 ]有機(jī)系被過濾液是利用有機(jī)系處理液制造系統(tǒng)10 0的過濾裝置21來進(jìn)行過濾，由 此成為化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液的液體，優(yōu)選為成為化學(xué)增幅型抗蝕 劑膜的有機(jī)系顯影液或有機(jī)系淋洗液的液體。
[0081]化學(xué)增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機(jī)系處理液典型的是包括(i)利用化學(xué)增幅型 抗蝕劑組合物來形成膜的步驟、（ii)對(duì)所述膜進(jìn)行曝光的步驟、以及(iii)使用有機(jī)系顯影 液對(duì)經(jīng)曝光的膜進(jìn)行顯影的步驟的圖案形成方法中的"有機(jī)系顯影液"，或者所述圖案形成 方法可在步驟（iii)后進(jìn)而包括的使用有機(jī)系淋洗液進(jìn)行清洗的步驟中的"有機(jī)系淋洗 液"。
[0082]所謂有機(jī)系顯影液，是指含有有機(jī)溶劑的顯影液。
[0083]有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)可含有1種或2種以 上的有機(jī)溶劑。
[0084]相對(duì)于有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液）的總量，有機(jī)系顯影液制造用的有 機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)的有機(jī)溶劑的使用量?jī)?yōu)選為90質(zhì)量％以上、100質(zhì)量％ 以下，更優(yōu)選為95質(zhì)量％以上、100質(zhì)量％以下。
[0085]作為有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液），可使用：酮系 溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、酰胺系溶劑、醚系溶劑等極性溶劑及烴系溶劑。
[0086] 作為酮系溶劑，例如可列舉：1_辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮（甲基 戊基酮）、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二異丁基酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、苯基丙酮、甲基乙基 酮、甲基異丁基酮、乙酰丙酮、丙酮基丙酮、紫羅酮、二丙酮基醇、乙酰甲醇、苯乙酮、甲基萘 基酮、異佛爾酮、碳酸亞丙酯等。
[0087]作為酯系溶劑，例如可列舉：乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊 酯（pentyl acetate)、乙酸異戊酯、乙酸戊酯(amyl acetate)、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二 醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙 酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、乳 酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯等。
[0088]作為醇系溶劑，例如可列舉：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、 異丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇、4-甲基-2-戊醇等醇，或乙二醇、二乙二醇、三乙二 醇等二醇系溶劑，或乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二乙二醇 單甲醚、三乙二醇單乙醚、甲氧基甲基丁醇等二醇醚系溶劑等。
[0089] 作為醚系溶劑，例如除所述二醇醚系溶劑以外，可列舉二噁烷、四氫呋喃等。
[0090] 作為酰胺系溶劑，例如可使用:N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲 基甲酰胺、六甲基磷酰三胺、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮等。
[0091] 作為烴系溶劑，例如可列舉：甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑，戊烷、己烷、辛烷、癸 烷等脂肪族烴系溶劑。
[0092] 所述溶劑可混合多種，也可與所述以外的溶劑或水混合使用。但是，為了充分地取 得本發(fā)明的效果，優(yōu)選為有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)整 體的含水率未滿10質(zhì)量％，更優(yōu)選為實(shí)質(zhì)上不含水分。
[0093]尤其，有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)優(yōu)選為含有 選自由酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、酰胺系溶劑及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種 有機(jī)溶劑。
[0094]有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)的蒸氣壓在20°C下 優(yōu)選為5kPa以下，更優(yōu)選為3kPa以下，特別優(yōu)選為2kPa以下。通過將所述蒸氣壓設(shè)為5kPa以 下，顯影液在基板上或顯影杯內(nèi)的蒸發(fā)得到抑制，晶片面內(nèi)的溫度均勻性提升，結(jié)果晶片面 內(nèi)的尺寸均勻性變佳。
[0095]在有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液）中，視需要可添 加適量的表面活性劑。
[0096]表面活性劑并無特別限定，例如可使用離子性或非離子性的氟系表面活性劑和/ 或硅系表面活性劑等。作為這些氟系表面活性劑和/或硅系表面活性劑，例如可列舉日本專 利特開昭62-36663號(hào)公報(bào)、日本專利特開昭61-226746號(hào)公報(bào)、日本專利特開昭61-226745 號(hào)公報(bào)、日本專利特開昭62-170950號(hào)公報(bào)、日本專利特開昭63-34540號(hào)公報(bào)、日本專利特 開平7-230165號(hào)公報(bào)、日本專利特開平8-62834號(hào)公報(bào)、日本專利特開平9-54432號(hào)公報(bào)、日 本專利特開平9-5988號(hào)公報(bào)、美國(guó)專利第5405720號(hào)說明書、美國(guó)專利第5360692號(hào)說明書、 美國(guó)專利第5529881號(hào)說明書、美國(guó)專利第5296330號(hào)說明書、美國(guó)專利第5436098號(hào)說明 書、美國(guó)專利第5576143號(hào)說明書、美國(guó)專利第5294511號(hào)說明書、美國(guó)專利第5824451號(hào)說 明書中記載的表面活性劑，優(yōu)選為非離子性的表面活性劑。非離子性的表面活性劑并無特 別限定，但更優(yōu)選為使用氟系表面活性劑或硅系表面活性劑。
[0097]相對(duì)于有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液）的總量，表 面活性劑的使用量通常為〇. 001質(zhì)量％~5質(zhì)量％，優(yōu)選為0.005質(zhì)量％~2質(zhì)量％，更優(yōu)選 為〇.〇1質(zhì)量％~〇.5質(zhì)量％。
[0098]有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液(進(jìn)而，有機(jī)系顯影液)優(yōu)選為乙酸丁酯、 或2-庚酮（甲基戊基酮），更優(yōu)選為乙酸丁酯。
[0099]另外，有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液或有機(jī)系顯影液也可含有如日本專 利第5056974號(hào)的0041段~0063段中所例示的含氮化合物。再者，就有機(jī)系顯影液制造用的 有機(jī)系被過濾液或有機(jī)系顯影液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性等的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選為在即將進(jìn)行圖案形成 方法之前朝有機(jī)系顯影液制造用的有機(jī)系被過濾液或有機(jī)系顯影液中添加含氮化合物。
[0100] 另外，所謂有機(jī)系淋洗液，是指含有有機(jī)溶劑的淋洗液。