溶液、溶液收容体、感光化射线性或感放射线性树脂组合物、图案形成方法、半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种含有98质量％以上的机溶剂作为主成分，且缺陷抑制性能优异的溶液。本发明专利技术的另一课题在于提供一种收容有所述溶液的溶液收容体、含有所述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、以及使用了所述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。本发明专利技术的溶液为具有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。

Solution, solution receptacle, photosensitive or radiosensitive linear resin composition, pattern forming method, semiconductor device manufacturing method

The subject of the invention is to provide a solution containing more than 98 mass% organic solvent as the main component and excellent defect suppression performance. Another subject of the invention is to provide a solution receptacle containing the solution, a photosensitive ray or radiosensitive linear resin composition containing the solution, a pattern forming method using the solution and a manufacturing method of a semiconductor device. The solution of the invention is a solution with at least one organic solvent with boiling point less than 200 (?) C and an organic impurity with boiling point more than 250 (?) C. The content of the organic solvent is more than 98% of the total mass of the solution, and the content of the organic impurity is more than 0.1 ppm of the total mass of the solution and less than 100 ppm of the total mass of the solution.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溶液、溶液收容体、感光化射线性或感放射线性树脂组合物、图案形成方法、半导体装置的制造方法
本专利技术涉及一种将有机溶剂作为主成分(98质量％)的溶液。并且，本专利技术涉及一种收容有上述溶液的溶液收容体、含有上述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、使用了上述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。
技术介绍
以往，在IC(IntegratedCircuit、集成电路)或LSI(LargeScaleIntegratedcircuit、大规模集成电路)等半导体装置的制造步骤中，进行基于使用了光阻剂组合物的光微影法的微加工。近年来，随着集成电路的高集成化，开始要求亚微米区域及四分之一微米区域的超微细图案形成。伴随与此，曝光波长也具有如从g射线改变为i射线，更改变为KrF准分子激光的短波长化的趋势。进而，现在，除了准分子激光以外，还正在研发使用了电子束、X射线或EUV光(ExtremeUltraViolet、极紫外线)的光微影法。在这种光微影法中，进行如下：用光阻剂组合物(还称为感光化射线性或感放射线性树脂组合物或化学放大型抗蚀剂组合物)形成膜之后，用显影液对所得到的膜进行显影，进而用冲洗液对显影后的膜进行清洗。并且，为了提高光阻剂组合物对基板的润湿性，在将光阻剂组合物涂布于基板之前，还进行使预湿液与基板接触的步骤。在上述半导体装置的制造步骤中，还因数微米尺寸的粗大粒子等的混入而导致半导体装置中产生缺陷。因此，要求使用在半导体装置的制造步骤中的原料或溶剂等为高纯度。专利文献1中公开了“一种剥离用组合物，所述组合物含有用于对基板上贴合支撑板的粘合剂进行溶解而从支撑板剥离基板的溶剂，其中，比上述溶剂的沸点高25℃以上的沸点的高沸点杂质的含量为5质量％以下。”。专利文献1中所记载的剥离用组合物在拆除支撑板时使用，所述支撑板以在制造半导体芯片时提高半导体晶片的强度为目的而经由粘合剂贴合于半导体晶片，具体而言溶解上述粘合剂。专利文献1的实施例栏中公开了不含有上述高沸点杂质的组合物及含有0.01～1.07质量％左右的上述高沸点杂质的组合物。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-177555号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题另一方面，本专利技术人分别使用在专利文献1中具体记载的实施例的组合物、即不含有高沸点杂质的组合物(换言之，仅由有机溶剂组成的组合物)及含有0.01～1.07质量％的上述高沸点杂质的组合物(由作为主成分的有机溶剂和高沸点杂质组成的溶液)这两种而应用于半导体装置的制造步骤的结果，在任一个中均确认到基板的缺陷不良，即发现缺陷抑制性能不满足当今的要求水平。本专利技术的课题在于提供一种作为主成分(98质量％以上)含有有机溶剂，且缺陷抑制性能优异的溶液。并且，本专利技术的课题在于提供一种收容有上述溶液的溶液收容体、含有上述溶液的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、以及使用了上述溶液的图案形成方法及半导体装置的制造方法。本专利技术人为了实现上述课题而进行深入研究的结果，发现在溶液中除了作为主成分的有机溶剂以外，还以微量的规定数值范围含有沸点为250℃以上的有机杂质，由此解决了上述课题，并完成了本专利技术。即，发现能够通过以下构成来实现上述目的。〔1〕一种溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，上述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，上述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。〔2〕如〔1〕所述的溶液，其中，含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001～10质量ppt。〔3〕如〔2〕所述的溶液，其中，含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.1～10质量ppt。〔4〕如〔1〕至〔3〕中任一项所述的溶液，其中，通过光散射液载粒子计数器进行计数的0.1μm以上的尺寸的被计数体的数量为100个/mL以下。〔5〕如〔1〕至〔4〕中任一项所述的溶液，其中，水的含量相对于溶液总质量为0.01～1.0质量％。〔6〕如〔1〕至〔5〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机杂质为碳数8以上的有机化合物。〔7〕如〔1〕至〔6〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机杂质为碳数12以上的有机化合物。〔8〕如〔1〕至〔7〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机杂质包含沸点为270℃以上的有机杂质，上述沸点为270℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～60质量ppm。〔9〕如〔1〕至〔8〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，上述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01～30质量ppm。〔10〕如〔9〕所述的溶液，其中，上述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，上述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1～30质量ppm。〔11〕如〔1〕至〔10〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机杂质是选自包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物的组中的一种以上。〔12〕如〔1〕至〔11〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中。〔13〕如〔1〕至〔12〕中任一项所述的溶液，其中，上述有机溶剂为选自包括丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇的组中的至少一种。〔14〕如〔1〕至〔13〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由后述式(AI)表示的重复单元的树脂P。〔15〕如〔14〕所述的溶液，其中，上述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。〔16〕如〔14〕所述的溶液，其中，上述树脂P为由后述式(I)表示的树脂。〔17〕如〔1〕至〔13〕中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。〔18〕一种溶液收容体，其具备容器、收容在上述容器内的〔1〕至〔17〕中任一项所述的溶液。〔19〕如〔18〕所述的溶液收容体，其中，与上述容器内的上述溶液接触的接液部由非金属材料或不锈钢形成。〔20〕如〔19〕所述的溶液收容体，其中，上述非金属材料为选自包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯-聚丙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂、三氟氯乙烯-乙烯共聚树脂、偏二氟乙烯树脂、三氟氯乙烯共聚树脂及氟乙烯树脂的组中的至少一种。〔21〕一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有〔1〕至〔11〕中任本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.02 JP 2016-172239;2017.08.31 JP 2017-166461.一种溶液，其为含有至少一种沸点小于200℃的有机溶剂和沸点为250℃以上的有机杂质的溶液，其中，所述有机溶剂的含量相对于溶液总质量为98质量％以上，所述有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm以上且小于100质量ppm。2.根据权利要求1所述的溶液，其中，含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.001质量ppt～10质量ppt。3.根据权利要求2所述的溶液，其中，含有选自包括Fe、Cr、Ni及Pb的组中的元素的金属成分的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppt～10质量ppt。4.根据权利要求1至3中任一项所述的溶液，其中，通过光散射液载粒子计数器进行计数的0.1μm以上的尺寸的被计数体的数量为100个/mL以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的溶液，其中，水的含量相对于溶液总质量为0.01质量％～1.0质量％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的溶液，其中，所述有机杂质为碳数8以上的有机化合物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的溶液，其中，所述有机杂质为碳数12以上的有机化合物。8.根据权利要求1至7中任一项所述的溶液，其中，所述有机杂质包含沸点为270℃以上的有机杂质，所述沸点为270℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01质量ppm～60质量ppm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的溶液，其中，所述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，所述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.01质量ppm～30质量ppm。10.根据权利要求9所述的溶液，其中，所述有机杂质包含沸点为300℃以上的有机杂质，所述沸点为300℃以上的有机杂质的含量相对于溶液总质量为0.1质量ppm～30质量ppm。11.根据权利要求1至10中任一项所述的溶液，其中，所述有机杂质是选自包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙烯丙烯橡胶及5-亚乙基-2-降冰片烯的加成聚合物的组中的一种以上。12.根据权利要求1至11中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于选自预湿液、显影液、及感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含有的溶剂中的至少一个用途中。13.根据权利要求1至12中任一项所述的溶液，其中，所述有机溶剂为选自包括丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、环戊酮、环己酮、二异戊醚、乙酸丁酯、乙酸异戊酯及4-甲基-2-戊醇的组中的至少一种。14.根据权利要求1至13中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有具有由下述式(AI)表示的重复单元的树脂P，式(AI)中，Xa1表示氢原子或具有或不具有取代基的烷基，T表示单键或2价连结基，Ra1～Ra3分别独立地表示烷基或环烷基Ra1～Ra3中的两个任选地键结而形成环烷基。15.根据权利要求14所述的溶液，其中，所述树脂P还具有在侧链具有内酯结构的重复单元Q。16.根据权利要求14所述的溶液，其中，所述树脂P为由下述式(I)表示的树脂，上述式(I)中，Rx1～Rx5分别独立地表示氢原子或具有或不具有取代基的烷基，R1～R4表示1价取代基，p1～p4各自独立地表示0或正整数，Ra表示直链状或支链状烷基，T1～T5表示单键或2价连结基，R5表示1价有机基团，a～e表示摩尔％，且各自独立地表示包含于0≤a≤100、0≤b≤100、0≤c＜100、0≤d＜100、0≤e＜100的范围的数，其中，a+b+c+d+e＝100，且a+b≠0，其中，式(I)中，重复单元(e)具有与重复单元(a)～(d)中的任一个均不同的结构。17.根据权利要求1至13中任一项所述的溶液，所述溶液在半导体装置制造步骤中被用于针对由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的抗蚀剂膜的预湿液或显影液的用途中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂P，所述树脂P具有包括酚性羟基的重复单元，并具有通过酸的作用而分解产生极性基的基团。18.一种溶液收容体，其具备容器、收容在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上村哲也，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP