JP7738469B2 - Metal resist developer, developing method, and metal resist pattern forming method - Google Patents
Metal resist developer, developing method, and metal resist pattern forming methodInfo
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Description
本発明は、金属レジスト用現像液、現像方法及び金属レジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a metal resist developer, a development method, and a method for forming a metal resist pattern.
半導体回路およびデバイスの加工は、各世代にわたって限界寸法の継続的な縮小を伴ってきた。これらの寸法が縮小するにつれて、ますます微細な構造を処理しパターニングするという要求を満たすために新しい材料および方法が求められている。
パターン形成は、一般に、その後の層または機能性材料に転写されるパターンを形成するための放射線感受性材料(レジスト)の薄層の選択的露光を含む。同時に非常に高いエッチングコントラストを提供しながら、EUV(極端紫外線)や、EB(電子線)に対する良好な吸収を提供するのに適した金属レジストが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
The fabrication of semiconductor circuits and devices has involved a continuous reduction in critical dimensions with each generation. As these dimensions decrease, new materials and methods are required to meet the demands of processing and patterning smaller and smaller structures.
Patterning generally involves selective exposure of a thin layer of radiation-sensitive material (resist) to form a pattern that is transferred to a subsequent layer or functional material. Metal resists suitable for providing good absorption to EUV (extreme ultraviolet) and EB (electron beam) radiation while simultaneously providing very high etching contrast have been proposed (see, for example, U.S. Patent No. 5,929,393).
かかる金属レジストを用いたパターニングでは、露光により金属レジスト中の金属過酸化物に配位している配位子が分解し、加水分解及び縮合が進行し、金属酸化物が形成され、レジストが現像液に不溶化する。次いで、レジストを現像することにより、エッチング耐性の高いパターンが形成される。 When patterning using such metal resists, the ligands coordinated to the metal peroxides in the metal resist decompose upon exposure, causing hydrolysis and condensation to occur, forming metal oxides and making the resist insoluble in the developer. The resist is then developed to form a pattern with high etching resistance.
一般に、パターンは、放射線、反応性ガス、または液体溶液を用いて現像して、レジストの選択的に感応する部分を除去し、一方、レジストの他の部分は、保護エッチング耐性層として機能することができる。
例えば、特許文献2には、金属レジスト用現像液として、ハンセン溶解度パラメーターδH+δPの合計が低い第1の溶媒と、ハンセン溶解度パラメーターδH+δPの合計が第1の溶媒よりも高い第2の溶媒との混合物を採用することが提案されている。
Generally, the pattern is developed using radiation, reactive gases, or liquid solutions to remove selectively sensitive portions of the resist, while other portions of the resist can function as a protective etch-resistant layer.
For example, Patent Document 2 proposes the use of a mixture of a first solvent having a low sum of Hansen solubility parameters δH + δP and a second solvent having a higher sum of Hansen solubility parameters δH + δP than the first solvent, as a developer for metal resists.
本発明者らが検討した結果、特許文献1に記載されているような金属レジスト用現像液は、現像液の安定性及び金属除去性に改善の余地があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属除去性が向上し、安定性が良好な金属レジスト用現像液、該金属レジスト用現像液を用いた現像方法、及び該金属レジスト用現像液を用いた金属レジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
As a result of investigations by the present inventors, it has been found that the developer for metal resists as described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of developer stability and metal removability.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a metal resist developer that has improved metal removability and good stability, a developing method using the metal resist developer, and a method for forming a metal resist pattern using the metal resist developer.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。 To solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
本発明の第1の態様は、金属レジスト用現像液であって、溶剤と20℃で液体の強酸とを含有する現像液であって、前記現像液を純水で10倍に希釈した液の、pHメーターで測定したpH値が1.99以上である現像液である。 The first aspect of the present invention is a developer for metal resist, which contains a solvent and a strong acid that is liquid at 20°C, and which, when diluted 10 times with pure water, has a pH value of 1.99 or higher as measured with a pH meter.
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に係る現像液を用いて、金属レジストを現像する工程を有する、現像方法である。 A second aspect of the present invention is a development method comprising the step of developing a metal resist using the developer according to the first aspect.
本発明の第3の態様は、基板に金属レジストを塗布し、金属レジスト膜を形成する工程、金属レジスト膜に対し、放射線で露光する工程、及び前記第1の態様に係る現像液を用いて、放射線で露光された領域を含む金属レジスト膜を現像する工程、を含む金属レジストパターン形成方法である。 A third aspect of the present invention is a method for forming a metal resist pattern, comprising the steps of applying a metal resist to a substrate to form a metal resist film, exposing the metal resist film to radiation, and developing the metal resist film, including the areas exposed to radiation, using the developer according to the first aspect.
本発明によれば、金属除去性が向上し、安定性が良好な金属レジスト用現像液、該金属レジスト用現像液を用いた現像方法、及び該金属レジスト用現像液を用いた金属レジストパターン形成方法を提供することができる。 The present invention provides a metal resist developer that has improved metal removability and good stability, a development method using the metal resist developer, and a method for forming a metal resist pattern using the metal resist developer.
(現像液)
本発明の第1の態様にかかる現像液は、溶剤と、20℃で液体の強酸とを含有する。本態様にかかる現像液は、金属レジストを現像するために用いられる。
(developer)
The developer according to the first aspect of the present invention contains a solvent and a strong acid that is liquid at 20° C. The developer according to this aspect is used to develop a metal resist.
本実施形態の現像液は、現像液を純水で10倍に希釈した液の、pHメーターで測定したpH値が1.99以上であり、好ましくは2.00以上であり、より好ましくは2.01以上である。
現像液を純水で10倍に希釈した液の、pHメーターで測定したpH値が1.99以上であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
現像液の上記pH値の上限値は特に限定されず、本実施形態の現像液を使用する対象となる金属レジストの種類に応じて適宜調整することが好ましく、例えば3.5以下が好ましく、3.3以下がより好ましく、3.12以下が更に好ましい。
The developer of this embodiment has a pH value of 1.99 or more, preferably 2.00 or more, and more preferably 2.01 or more, measured with a pH meter when the developer is diluted 10 times with pure water.
When the pH value of a developer diluted 10 times with pure water, as measured with a pH meter, is 1.99 or higher, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
The upper limit of the pH value of the developer is not particularly limited, and is preferably adjusted appropriately depending on the type of metal resist for which the developer of the present embodiment is used. For example, the upper limit is preferably 3.5 or less, more preferably 3.3 or less, and even more preferably 3.12 or less.
<溶剤>
溶剤としては特に限定されないが、水、有機溶剤等が挙げられる。
有機溶剤としては、プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールメチルエチルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールブチルエーテル(PGBE)、エチレングリコールメチルエーテルなどのグリコールエーテルおよびそのエステル;エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルコール;γ-ブチロラクトンなどの環状エステル;酢酸n-ブチル、酢酸エチルなどのエステル;2-ヘプタノンなどのケトン;プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの液体環状カーボネート;スルホラン等の環状スルホン等が挙げられる。
なかでも、溶剤としては、水酸基を有さない有機溶剤が好ましく、グリコールエーテルおよびそのエステル又はケトンがより好ましく、プロピレングリコールメチルエチルアセテート(PGMEA)又は2-ヘプタノンが更に好ましく、プロピレングリコールメチルエチルアセテート(PGMEA)が特に好ましい。
溶剤としては、水酸基を有さない有機溶剤を用いることにより、現像液中の酸(強酸)のエステル化反応を抑制しやすく、現像液の経時安定性を向上しやすい。
<Solvent>
The solvent is not particularly limited, but examples thereof include water and organic solvents.
Examples of the organic solvent include glycol ethers and esters thereof, such as propylene glycol methyl ether (PGME), propylene glycol methyl ethyl acetate (PGMEA), propylene glycol butyl ether (PGBE), and ethylene glycol methyl ether; alcohols, such as ethanol, propanol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, hexanol, ethylene glycol, and propylene glycol; cyclic esters, such as γ-butyrolactone; esters, such as n-butyl acetate and ethyl acetate; ketones, such as 2-heptanone; liquid cyclic carbonates, such as propylene carbonate and butylene carbonate; and cyclic sulfones, such as sulfolane.
Among these, the solvent is preferably an organic solvent having no hydroxyl group, more preferably a glycol ether and its ester or ketone, still more preferably propylene glycol methyl ethyl acetate (PGMEA) or 2-heptanone, and particularly preferably propylene glycol methyl ethyl acetate (PGMEA).
By using an organic solvent having no hydroxyl group as the solvent, it is easy to suppress the esterification reaction of the acid (strong acid) in the developer, and it is easy to improve the stability of the developer over time.
本実施形態において、溶剤は1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
本実施形態に係る現像液において、溶剤の含有量は、現像液の全質量(100質量%)に対し、77~99.9質量%が好ましく、82.5~99.84質量%がより好ましく、88~99.43質量%が更に好ましく、93.5~98.92質量%が更に好ましく、96~98.41質量%が特に好ましい。
溶剤の含有量が上記の好ましい範囲内であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
In this embodiment, the solvent may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
In the developer according to this embodiment, the content of the solvent is preferably from 77 to 99.9 mass%, more preferably from 82.5 to 99.84 mass%, even more preferably from 88 to 99.43 mass%, still more preferably from 93.5 to 98.92 mass%, and particularly preferably from 96 to 98.41 mass%, relative to the total mass (100 mass%) of the developer.
When the content of the solvent is within the above preferred range, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
<20℃で液体の強酸>
本実施形態において、強酸は、20℃で液体であれば特に限定されない。
強酸としては、pKaが2以下である酸が好ましい。
本実施形態において、強酸のpKa値は、SPARC pKa calculation法による計算値である。
<Strong acid that is liquid at 20°C>
In this embodiment, the strong acid is not particularly limited as long as it is liquid at 20°C.
As the strong acid, an acid having a pKa of 2 or less is preferred.
In this embodiment, the pKa value of the strong acid is a calculated value according to the SPARC pKa calculation method.
強酸としては、硫酸(pKa:0.81)、リン酸(pKa:1.75)、メタンスルホン酸(pKa:0.42)、ホスホン酸(pka:1.76)、トリフルオロ酢酸(pka:1.14)、トリフルオロメタンスルホン酸(pka:0.98)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機酸が好ましく、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、リン酸及びホスホン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種がより好ましく、硫酸が更に好ましい。 The strong acid is preferably at least one organic acid selected from the group consisting of sulfuric acid (pKa: 0.81), phosphoric acid (pKa: 1.75), methanesulfonic acid (pKa: 0.42), phosphonic acid (pKa: 1.76), trifluoroacetic acid (pKa: 1.14), and trifluoromethanesulfonic acid (pKa: 0.98); more preferably at least one acid selected from the group consisting of sulfuric acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, and phosphonic acid; and even more preferably sulfuric acid.
本実施形態に係る現像液において、強酸の含有量は、現像液の全質量(100質量%)に対し、0.05~3質量%が好ましく、0.06~2.5質量%がより好ましく、0.07~2質量%が更に好ましく、0.08~1.5質量%が更に好ましく、0.09~1質量%が特に好ましい。
強酸の含有量が上記の好ましい範囲内であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
In the developer according to this embodiment, the content of the strong acid is preferably from 0.05 to 3 mass%, more preferably from 0.06 to 2.5 mass%, even more preferably from 0.07 to 2 mass%, still more preferably from 0.08 to 1.5 mass%, and particularly preferably from 0.09 to 1 mass%, relative to the total mass (100 mass%) of the developer.
When the content of the strong acid is within the above preferred range, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
<その他の成分>
本態様にかかる現像液は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分に加えて他の成分(以下、「添加剤」ともいう)を含んでいてもよい。
添加剤としては、上記強酸以外の有機酸、無機フッ酸、テトラアルキルアンモニウム化合物、界面活性剤等が挙げられる。
有機酸としては、酢酸、ギ酸、クエン酸、シュウ酸、2-ニトロフェニル酢酸、2-エチルヘキサン酸、ドデカン酸などのカルボン酸;アスコルビン酸、酒石酸、グルクロン酸等の糖酸;ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸;ビス(2-エチルヘキシル)リン酸のようなリン酸エステル等が挙げられ、酢酸、ギ酸、2-エチルヘキサン酸、グルクロン酸、ビス(2-エチルヘキシル)リン酸等の、常温で液体である有機酸が好ましい。
無機フッ酸としては、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロリン酸、フルオロホウ酸等が挙げられる。
テトラアルキルアンモニウム化合物としては、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオロシリケート等が挙げられる。
界面活性剤としては、ポリアルキレンオキサイドアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル系界面活性剤、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドからなるブロックポリマー系界面活性剤、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレントリベンジルフェニルエーテル系界面活性剤、アセチレンポリアルキレンオキサイド系界面活性剤等が挙げられる。
なかでも、添加剤としては、酢酸が好ましい。
各添加剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る現像液が添加剤を含む場合、添加剤の含有量は、現像液の全質量(100質量%)に対し、1~60質量%が好ましく、1~50質量%がより好ましく、1~45質量%が更に好ましい。
<Other ingredients>
The developer according to this embodiment may contain other components (hereinafter also referred to as "additives") in addition to the above components, as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of additives include organic acids other than the above-mentioned strong acids, inorganic hydrofluoric acid, tetraalkylammonium compounds, surfactants, and the like.
Examples of the organic acid include carboxylic acids such as acetic acid, formic acid, citric acid, oxalic acid, 2-nitrophenylacetic acid, 2-ethylhexanoic acid, and dodecanoic acid; sugar acids such as ascorbic acid, tartaric acid, and glucuronic acid; sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid; and phosphate esters such as bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid. Of these, organic acids that are liquid at room temperature, such as acetic acid, formic acid, 2-ethylhexanoic acid, glucuronic acid, and bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid, are preferred.
Examples of inorganic hydrofluoric acid include hexafluorosilicic acid, hexafluorophosphoric acid, and fluoroboric acid.
Examples of the tetraalkylammonium compound include tetramethylammonium fluoride, tetrabutylammonium fluoride, and tetrabutylammonium fluorosilicate.
Examples of the surfactant include polyalkylene oxide alkyl phenyl ether surfactants, polyalkylene oxide alkyl ether surfactants, block polymer surfactants consisting of polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyoxyalkylene distyrene-substituted phenyl ether surfactants, polyalkylene tribenzyl phenyl ether surfactants, and acetylene polyalkylene oxide surfactants.
Among these, acetic acid is preferred as the additive.
Any one of the additives may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
When the developer according to this embodiment contains an additive, the content of the additive is preferably 1 to 60 mass %, more preferably 1 to 50 mass %, and still more preferably 1 to 45 mass %, relative to the total mass (100 mass %) of the developer.
本実施形態の現像液が添加剤として酢酸を含む場合、酢酸の含有量は、現像液の全質量に対し、0.05~20質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましく、0.5~10質量%が更に好ましく、1~5質量%が更に好ましく、1.5~3質量%が特に好ましい。
酢酸の含有量が上記の好ましい範囲内であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
When the developer of the present embodiment contains acetic acid as an additive, the content of acetic acid is preferably from 0.05 to 20 mass %, more preferably from 0.1 to 15 mass %, even more preferably from 0.5 to 10 mass %, still more preferably from 1 to 5 mass %, and particularly preferably from 1.5 to 3 mass %, relative to the total mass of the developer.
When the content of acetic acid is within the above preferred range, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
本実施形態の現像液は、溶剤と、強酸と、酢酸と、不可避不純物のみからなる現像液(以下、「現像液A」ともいう)であってもよい。
現像液Aにおいて、溶剤の含有量は、現像液Aの全質量(100質量%)に対し、77~99.9質量%が好ましく、82.5~99.84質量%がより好ましく、88~99.43質量%が更に好ましく、93.5~98.92質量%が更に好ましく、96~98.41質量%が特に好ましい。
また、現像液Aにおいて、強酸の含有量は、現像液Aの全質量(100質量%)に対し、0.05~3質量%が好ましく、0.06~2.5質量%がより好ましく、0.07~2質量%が更に好ましく、0.08~1.5質量%が更に好ましく、0.09~1質量%が特に好ましい。
また、現像液Aにおいて、酢酸の含有量は、現像液Aの全質量(100質量%)に対し、0.05~20質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましく、0.5~10質量%が更に好ましく、1~5質量%が更に好ましく、1.5~3質量%が特に好ましい。
現像液Aにおいて、溶剤、強酸及び酢酸の含有量が上記の好ましい範囲内であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
The developer of this embodiment may be a developer consisting only of a solvent, a strong acid, acetic acid, and inevitable impurities (hereinafter also referred to as "developer A").
In developer A, the content of the solvent is preferably from 77 to 99.9 mass%, more preferably from 82.5 to 99.84 mass%, even more preferably from 88 to 99.43 mass%, still more preferably from 93.5 to 98.92 mass%, and particularly preferably from 96 to 98.41 mass%, relative to the total mass (100 mass%) of developer A.
Furthermore, the content of the strong acid in developer A is preferably from 0.05 to 3 mass%, more preferably from 0.06 to 2.5 mass%, even more preferably from 0.07 to 2 mass%, still more preferably from 0.08 to 1.5 mass%, and particularly preferably from 0.09 to 1 mass%, relative to the total mass (100 mass%) of developer A.
Furthermore, the content of acetic acid in developer A is preferably from 0.05 to 20% by mass, more preferably from 0.1 to 15% by mass, even more preferably from 0.5 to 10% by mass, still more preferably from 1 to 5% by mass, and particularly preferably from 1.5 to 3% by mass, relative to the total mass (100% by mass) of developer A.
When the contents of the solvent, strong acid, and acetic acid in the developer A are within the above-mentioned preferred ranges, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
現像液Aが溶剤として水を含む場合、水の含有量は、現像液Aの全質量(100質量%)に対し、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。水の含有量の下限値は特に限定されないが、例えば、現像液Aの全質量(100質量%)に対し、0.01質量%以上であってもよく、0.05質量%以上であってもよく、0.1質量%以上であってもよい。
現像液Aにおいて、水の含有量が上記の好ましい範囲内であると、現像液の金属除去性を向上しやすい。
When developer A contains water as a solvent, the water content is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less, relative to the total mass (100% by mass) of developer A. The lower limit of the water content is not particularly limited, and may be, for example, 0.01% by mass or more, 0.05% by mass or more, or 0.1% by mass or more, relative to the total mass (100% by mass) of developer A.
When the water content in the developer A is within the above-mentioned preferred range, the metal removal ability of the developer is likely to be improved.
本実施形態の現像液は、溶剤と、強酸と、不可避不純物のみからなる現像液(以下、「現像液B」ともいう)であってもよい。
現像液Bにおいて、溶剤の含有量は、現像液Bの全質量(100質量%)に対し、98~99.95質量%が好ましく、98.3~99.94質量%がより好ましく、98.5~99.93質量%が更に好ましく、98.7~99.92質量%が更に好ましく、99.2~99.91質量%が特に好ましい。
また、現像液Bにおいて、強酸の含有量は、現像液Bの全質量(100質量%)に対し、0.05~0.9質量%が好ましく、0.06~0.85質量%がより好ましく、0.07~0.83質量%が更に好ましく、0.08~0.81質量%が更に好ましく、0.09~0.80質量%が特に好ましい。
現像液Bにおいて、溶剤、強酸及び酢酸の含有量が上記の好ましい範囲内であると、金属除去性を維持しつつ、現像時のパターン細りが十分に小さい範囲内に抑制しやすい。
The developer of this embodiment may be a developer consisting only of a solvent, a strong acid, and inevitable impurities (hereinafter also referred to as "developer B").
In developer B, the content of the solvent is preferably from 98 to 99.95% by mass, more preferably from 98.3 to 99.94% by mass, still more preferably from 98.5 to 99.93% by mass, still more preferably from 98.7 to 99.92% by mass, and particularly preferably from 99.2 to 99.91% by mass, relative to the total mass (100% by mass) of developer B.
Furthermore, in developer B, the content of the strong acid is preferably from 0.05 to 0.9 mass%, more preferably from 0.06 to 0.85 mass%, still more preferably from 0.07 to 0.83 mass%, still more preferably from 0.08 to 0.81 mass%, and particularly preferably from 0.09 to 0.80 mass%, relative to the total mass (100 mass%) of developer B.
When the contents of the solvent, strong acid, and acetic acid in the developer B are within the above-mentioned preferred ranges, it is easy to suppress pattern thinning during development to a sufficiently small range while maintaining metal removability.
本実施形態の現像液は、酢酸、ギ酸、クエン酸、シュウ酸、2-ニトロフェニル酢酸、2-エチルヘキサン酸、ドデカン酸などのカルボン酸;アスコルビン酸、酒石酸、グルクロン酸等の糖酸;ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸;ビス(2-エチルヘキシル)リン酸のようなリン酸エステル;ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロリン酸、フルオロホウ酸等の有機酸;テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオロシリケート等が挙テトラアルキルアンモニウム化合物;ポリアルキレンオキサイドアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル系界面活性剤、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドからなるブロックポリマー系界面活性剤、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレントリベンジルフェニルエーテル系界面活性剤、アセチレンポリアルキレンオキサイド系界面活性剤等の界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含まなくてもよい。 The developer of this embodiment may not contain at least one selected from the group consisting of carboxylic acids such as acetic acid, formic acid, citric acid, oxalic acid, 2-nitrophenylacetic acid, 2-ethylhexanoic acid, and dodecanoic acid; sugar acids such as ascorbic acid, tartaric acid, and glucuronic acid; sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid; phosphate esters such as bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid; organic acids such as hexafluorosilicic acid, hexafluorophosphoric acid, and fluoroboric acid; tetraalkylammonium compounds such as tetramethylammonium fluoride, tetrabutylammonium fluoride, and tetrabutylammonium fluorosilicate; and surfactants such as polyalkylene oxide alkyl phenyl ether surfactants, polyalkylene oxide alkyl ether surfactants, block polymer surfactants composed of polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyoxyalkylene distyrenated phenyl ether surfactants, polyalkylene tribenzyl phenyl ether surfactants, and acetylene polyalkylene oxide surfactants.
<金属レジスト>
本実施形態にかかる現像液は、金属レジストを洗浄するために用いられる。
金属レジストとしては特に限定されず、Sn、Bi、Hf、Zr、In、Te、Sb、Ni、Co、Ti、W、Ta及びMoからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むものが挙げられる。
<Metal Resist>
The developer according to this embodiment is used to wash away metal resist.
The metal resist is not particularly limited, and examples thereof include those containing at least one metal selected from the group consisting of Sn, Bi, Hf, Zr, In, Te, Sb, Ni, Co, Ti, W, Ta, and Mo.
以上説明した本実施形態の現像液によれば、酸成分として20℃で液体の強酸を含むため、金属除去性が向上する。そのため、本実施形態の現像液を用いて金属レジストを現像する場合、得られる金属レジストパターンの現像欠陥(マイクロブリッジング等)を低減できる。
また、本実施形態の現像液は、酸の存在量が適切な範囲内において、溶剤の分解の進行が抑制されるため、安定性が良好である。そのため、本実施形態の現像液は、工業的にも有用性が高い。
The developer of this embodiment described above contains a strong acid that is liquid at 20° C. as the acid component, and therefore has improved metal removability. Therefore, when a metal resist is developed using the developer of this embodiment, development defects (such as microbridging) in the resulting metal resist pattern can be reduced.
Furthermore, the developer of this embodiment has good stability because the progress of decomposition of the solvent is suppressed when the amount of acid present is within an appropriate range, making the developer of this embodiment highly useful industrially.
(現像方法)
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に係る現像液を用いて、金属レジストを現像する工程を有する現像方法である。
(Developing method)
A second aspect of the present invention is a developing method having a step of developing a metal resist using the developer according to the first aspect.
本実施形態において、現像する対象物である金属レジストは、典型的には支持体上に形成された金属レジスト膜である。 In this embodiment, the metal resist to be developed is typically a metal resist film formed on a support.
支持体としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコンウェハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。 The support is not particularly limited, and conventionally known substrates can be used, such as substrates for electronic components and substrates with a predetermined wiring pattern formed thereon. More specifically, examples include silicon wafers, substrates made of metals such as copper, chromium, iron, and aluminum, and glass substrates.
金属レジストとしては特に限定されず、Sn、Bi、Hf、Zr、In、Te、Sb、Ni、Co、Ti、W、Ta及びMoからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むものが挙げられる。 Metal resists are not particularly limited, but examples include those containing at least one metal selected from the group consisting of Sn, Bi, Hf, Zr, In, Te, Sb, Ni, Co, Ti, W, Ta, and Mo.
本実施形態において、金属レジストは、メタルオキソ(metal-oxo)化合物及びメタルヒドロキソ(metal-hydroxo)化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 In this embodiment, the metal resist preferably contains at least one compound selected from the group consisting of metal-oxo compounds and metal-hydroxo compounds.
メタルオキソ(metal-oxo)化合物及びメタルヒドロキソ(metal-hydroxo)化合物(以下、まとめて「メタルオキソ/ヒドロキソ化合物」ともいう)としては、Sn、Bi、Hf、Zr、In、Te、Sb、Ni、Co、Ti、W、Ta及びMoからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む化合物であれば特に限定されないが、Snを含む化合物(以下、「スズオキソ/ヒドロキソ化合物」ともいう)が好ましい。 Metal-oxo compounds and metal-hydroxo compounds (hereinafter collectively referred to as "metal-oxo/hydroxo compounds") are not particularly limited as long as they contain at least one metal selected from the group consisting of Sn, Bi, Hf, Zr, In, Te, Sb, Ni, Co, Ti, W, Ta, and Mo, but compounds containing Sn (hereinafter also referred to as "tin-oxo/hydroxo compounds") are preferred.
本実施形態において、メタルオキソ/ヒドロキソ化合物は特に限定されず、例えば、米国特許第5,059,059号、米国特許出願第9,310,684B2号、米国特許出願第2016/0116839A1号、米国特許第10,228,618B2号、米国特許出願第2002/0076495号、米国特許第5,419,096号、米国特許第9,372,402B2号、米国特許出願第2015/0234272A1等に記載されている化合物が挙げられる。 In this embodiment, the metal oxo/hydroxo compound is not particularly limited, and examples include compounds described in U.S. Patent No. 5,059,059, U.S. Patent Application No. 9,310,684 B2, U.S. Patent Application No. 2016/0116839 A1, U.S. Patent No. 10,228,618 B2, U.S. Patent Application No. 2002/0076495, U.S. Patent No. 5,419,096, U.S. Patent No. 9,372,402 B2, U.S. Patent Application No. 2015/0234272 A1, etc.
スズオキソ/ヒドロキソ化合物としては、一般に、式RzSnO(2-(z/2)-(x/2))(OH)xで表される放射線感受性の化合物が用いられる。ここで、0<z≦2および0<(z+x)≦4である。ここで、Rは、N個の異なる組成の場合、1~31個の炭素原子を持つヒドロカルビル基または異なるR基を持つそれらのブレンドであり、RNと記載できる。 The tin oxo/hydroxo compound generally used is a radiation-sensitive compound represented by the formula RzSnO (2-(z/2)-(x/2)) (OH) x , where 0<z≦2 and 0<(z+x)≦4, where R is a hydrocarbyl group having 1 to 31 carbon atoms or a blend thereof with different R groups in the case of N different compositions, which can be written as RN.
本実施形態において、メタルオキソ/ヒドロキソ化合物の形態は特に限定されず、典型的には錯体であるが、クラスターを形成してもよい。あるいは、メタルオキソ/ヒドロキソ化合物は、オキソ/ヒドロキソネットワークを形成していてもよい。 In this embodiment, the form of the metal oxo/hydroxo compound is not particularly limited, and is typically a complex, but may also form a cluster. Alternatively, the metal oxo/hydroxo compound may form an oxo/hydroxo network.
現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 Development can be carried out by known development methods, such as immersing the support in a developer for a certain period of time (dip method), puddling the developer on the support surface using surface tension and leaving it there for a certain period of time (puddle method), spraying the developer onto the support surface (spray method), or continuously dispensing the developer by scanning a developer dispensing nozzle at a constant speed onto a support rotating at a constant speed (dynamic dispense method).
現像時間は特に限定されないが、例えば2秒~30分であってもよく、3秒~15分であってもよく、4秒~10分であってもよく、5秒~5分であってもよい。 The development time is not particularly limited, but may be, for example, 2 seconds to 30 minutes, 3 seconds to 15 minutes, 4 seconds to 10 minutes, or 5 seconds to 5 minutes.
本実施形態において、金属レジストは、放射線で露光された領域を含むことが好ましい。放射線で露光された領域は、後述する金属レジストパターン形成方法における、金属レジスト膜に対し、放射線で露光する工程と同様にして形成できる。
金属レジストが放射線で露光された領域を含むことにより、ポジ型パターンの場合は当該領域を現像液で除去することによりパターンが形成でき、ネガ型パターンの場合は当該領域を残し、放射線で露光されていない領域を現像液げ除去することによりパターンを形成できる。
In this embodiment, the metal resist preferably includes a region that has been exposed to radiation. The region that has been exposed to radiation can be formed in the same manner as in the step of exposing a metal resist film to radiation in the method for forming a metal resist pattern, which will be described later.
When the metal resist contains areas exposed to radiation, a pattern can be formed by removing the areas with a developer in the case of a positive pattern, or by leaving the areas exposed to radiation and removing the areas not exposed to radiation with a developer in the case of a negative pattern.
本実施形態の現像方法によれば、前記第1の態様に係る現像液を用いて金属レジストを現像する。そのため、本実施形態によれば、得られる金属レジストパターンの現像欠陥(マイクロブリッジング等)を低減できる。 According to the development method of this embodiment, the metal resist is developed using the developer according to the first aspect. Therefore, this embodiment can reduce development defects (such as microbridging) in the resulting metal resist pattern.
(金属レジストパターン形成方法)
本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、基板に金属レジストを塗布し、金属レジスト膜を形成する工程(以下、「金属レジスト膜形成工程」ともいう)、金属レジスト膜に対し、放射線で露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)、及び前記第1の態様に係る現像液を用いて、放射線で露光された領域を含む金属レジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)を含む。
(Metal Resist Pattern Forming Method)
The method for forming a metal resist pattern of the present embodiment includes a step of applying a metal resist to a substrate to form a metal resist film (hereinafter also referred to as a "metal resist film forming step"), a step of exposing the metal resist film to radiation (hereinafter also referred to as an "exposure step"), and a step of developing the metal resist film, including the region exposed to radiation, using the developer according to the first aspect (hereinafter also referred to as a "development step").
<金属レジスト膜形成工程>
金属レジスト膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、米国特許第9,176,377B2号明細書、米国特許出願公開第2013/0224652号明細書、米国特許第9,310,684号明細書、米国特許出願公開第2016/0116839号明細書、Jiang, Jing; Chakrabarty, Souvik; Yu, Mufei; et al., “Metal Oxide Nanoparticle Photoresists for EUV Patterning”, Journal Of Photopolymer Science And Technology 27(5), 663-6662014、A Platinum- Fullerene Complex for Patterning Metal Containing Nanostructures, D.X. Yang, A. Frommhold, D.S. He, Z.Y.Li, R.E. Palmer, M.A. Lebedeva, T.W. Chamberlain, A.N. Khlobystov, A.P.G. Robinson, Proc SPIEAdvanced Lithography, 2014、米国特許出願公開第2009/0155546号明細書、米国特許出願公開第6,566,276号明細書等に記載された金属レジスト及びパターニング方法を用いることができる。
<Metal Resist Film Forming Process>
The method for forming the metal resist film is not particularly limited, and examples thereof include those described in U.S. Pat. No. 9,176,377 B2, U.S. Patent Application Publication No. 2013/0224652, U.S. Pat. No. 9,310,684, U.S. Patent Application Publication No. 2016/0116839, Jiang, Jing; Chakrabarty, Souvik; Yu, Mufei; et al. , “Metal Oxide Nanoparticle Photoresists for EUV Patterning”, Journal of Photopolymer Science and Technology 27(5), 663-6662014, A Platinum- Fullerene Complex for Patterning Metal Containing Nanostructures, D. X. Yang, A. Frommhold, D. S. He, Z. Y. Li, R. E. Palmer, M. A. Lebedeva, T. Metal resists and patterning methods described in W. Chamberlain, A. N. Khlobystov, A. P. G. Robinson, Proc. SPIE Advanced Lithography, 2014, U.S. Patent Application Publication No. 2009/0155546, U.S. Patent Application Publication No. 6,566,276, and the like can be used.
また、金属レジスト膜の形成方法として、例えば、特開2015-201622、特開2020-84330等に記載された、気相成長等により支持体上に金属酸化物含有膜を堆積して成膜する方法を用いてもよい。 In addition, a method for forming a metal resist film may be used, for example, a method for depositing a metal oxide-containing film on a support by vapor phase growth or the like, as described in JP-A-2015-201622, JP-A-2020-84330, etc.
金属レジスト膜の膜厚は、一般に、前駆体溶液の濃度、粘度、およびスピン速度により調整できる。
気相成長等などの他のコーティングプロセスの場合、一般に、コーティングパラメータを選択することで厚さを調整することもできる。
本実施形態においては、高解像度のパターン形成を容易にするために、薄い膜厚を採用することが望ましい場合がある。
本実施形態においては、金属レジスト膜は、1μm以下であってもよく、250nm以下であってもよく、1~50nmであってもよく、1~40nmであってもよい。
The film thickness of the metal resist film can generally be adjusted by the concentration, viscosity, and spin speed of the precursor solution.
For other coating processes, such as vapor deposition, the thickness can also generally be adjusted by selecting the coating parameters.
In this embodiment, it may be desirable to employ thin film thicknesses to facilitate high resolution patterning.
In this embodiment, the metal resist film may be 1 μm or less, 250 nm or less, 1 to 50 nm, or 1 to 40 nm.
金属レジスト膜形成工程における基板は、前記第1の態様において説明した支持体と同様である。また、金属レジスト膜形成工程における金属レジストは、前記第1の態様及び前記第2の態様における金属レジストと同様である。 The substrate used in the metal resist film formation process is the same as the support described in the first embodiment. The metal resist used in the metal resist film formation process is the same as the metal resist used in the first and second embodiments.
<エッジリンス工程>
本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、金属レジスト膜形成工程の後に、基板の周縁部に沿って洗浄液を塗布し、金属レジストを備えた基板上のエッジビードを除去する工程(以下、「エッジリンス工程」ともいう)を含んでもよい。
エッジリンスの方法は従来公知のプロセスであれば特に限定されず、例えば国際公開第2018/031896号に記載された方法等が挙げられる。
<Edge rinse process>
The metal resist pattern forming method of this embodiment may include, after the metal resist film forming step, a step of applying a cleaning liquid along the peripheral edge of the substrate to remove edge beads on the substrate with the metal resist (hereinafter also referred to as an "edge rinsing step").
The method of edge rinsing is not particularly limited as long as it is a conventionally known process, and examples thereof include the method described in WO 2018/031896.
エッジリンスの回数は特に限定されず、1~20回実施することができる。さらに、エッジリンス中に2種以上の洗浄液を適用することができる。
エッジリンスにおいて、洗浄液を好ましくは0.05~50mL、より好ましくは0.075~40mL、更に好ましくは0.1~25mLの量で滴下することができる。
他の実施形態としては、エッジリンスにおいて、洗浄液を好ましくは5mL/分~50mL/分の流速で、好ましくは1秒~5分、より好ましくは5秒~2分噴霧してもよい。
洗浄液としては、前記第1の態様において説明した溶剤を用いることができる。
The number of times the edge rinse is performed is not particularly limited, and it can be performed 1 to 20 times. Furthermore, two or more types of cleaning solutions can be applied during the edge rinse.
In the edge rinse, the cleaning liquid can be dropped in an amount of preferably 0.05 to 50 mL, more preferably 0.075 to 40 mL, and even more preferably 0.1 to 25 mL.
In another embodiment, in the edge rinse, the cleaning liquid may be sprayed at a flow rate of preferably 5 mL/min to 50 mL/min for preferably 1 second to 5 minutes, more preferably 5 seconds to 2 minutes.
As the cleaning liquid, the solvent explained in the first embodiment can be used.
<プレベーク(PAB)工程>
また、本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、金属レジスト膜形成工程の後に、金属レジストを備えた基板に対してプレベーク(PAB)処理を行う工程(プレベーク(PAB)工程)を含んでもよい。
プレベーク(PAB)処理の処理温度は特に限定されないが、25℃~250℃であってもよく、50℃~200℃であってもよく、80℃~250℃であってもよい。
プレベーク(PAB)処理の処理時間は特に限定されないが、少なくとも0.1分間であってもよく、0.5分~30分であってもよく、0.75分~10分であってもよい。
<Pre-baking (PAB) process>
Furthermore, the method for forming a metal resist pattern of this embodiment may include a step of performing a pre-baking (PAB) treatment on the substrate provided with the metal resist (pre-baking (PAB) step) after the metal resist film forming step.
The treatment temperature for the pre-baking (PAB) treatment is not particularly limited, but may be 25°C to 250°C, 50°C to 200°C, or 80°C to 250°C.
The processing time for the pre-baking (PAB) treatment is not particularly limited, but may be at least 0.1 minutes, may be 0.5 minutes to 30 minutes, or may be 0.75 minutes to 10 minutes.
<露光工程>
露光工程で用いる放射線源としては、極端紫外線(EUV)、紫外線(UV)、電子線(EB)等が挙げられる。
放射線は、一般に、マスクを介して金属レジスト膜に向けることができ、または放射線ビームを金属レジスト膜全体に制御可能に走査して、金属レジスト膜内に潜像を形成することができる。
<Exposure process>
Radiation sources used in the exposure step include extreme ultraviolet (EUV), ultraviolet (UV), and electron beam (EB).
The radiation can generally be directed at the metal resist film through a mask, or a radiation beam can be controllably scanned across the metal resist film to form a latent image in the metal resist film.
<露光後加熱(PEB)工程>
本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、露光工程の後に、露光後加熱(PEB)処理を行う工程(露光後加熱(PEB)工程)を含んでもよい。
露光後加熱(PEB)処理の処理温度は特に限定されないが、45℃~250℃であってもよく、50℃~190℃であってもよく、60℃~175℃であってもよい。
露光後加熱(PEB)処理の処理時間は特に限定されないが、少なくとも0.1分であってもよく、0.5分~30分であってもよく、0.75分~10分であってもよい。
<Post-exposure heating (PEB) process>
The method for forming a metal resist pattern of this embodiment may include a step of performing a post-exposure bake (PEB) treatment (post-exposure bake (PEB) step) after the exposure step.
The processing temperature of the post-exposure bake (PEB) treatment is not particularly limited, but may be 45°C to 250°C, 50°C to 190°C, or 60°C to 175°C.
The processing time of the post-exposure bake (PEB) treatment is not particularly limited, but may be at least 0.1 minutes, may be 0.5 minutes to 30 minutes, or may be 0.75 minutes to 10 minutes.
<現像工程>
現像工程は、前記第2の態様に係る現像方法と同様である。
<Developing process>
The developing step is the same as that of the developing method according to the second aspect.
<リンス工程>
本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、現像工程の後、前記第1の態様に係る現像液を含むリンス用組成物で金属レジスト膜をリンスする工程(リンス工程)を含んでもよい。
リンス工程は、典型的には、現像された金属レジストを前記第1の態様に係る現像液を含むリンス用組成物と接触させることを含む。
本実施形態の金属レジストパターン形成方法がリンス工程を含むことにより、得られる金属レジストパターンの現像欠陥(マイクロブリッジング等)をより一層低減しやすい。
<Rinse process>
The method for forming a metal resist pattern of this embodiment may include, after the developing step, a step of rinsing the metal resist film with a rinsing composition containing the developer according to the first aspect (rinsing step).
The rinsing step typically involves contacting the developed metal resist with a rinsing composition comprising the developer according to the first aspect.
By including a rinsing step in the method for forming a metal resist pattern of this embodiment, development defects (microbridging, etc.) in the resulting metal resist pattern can be further reduced.
リンス工程の処理時間は特に限定されないが、1秒~20分であってもよく、2秒~12分であってもよく、4秒~6分であってもよい。 The processing time for the rinsing step is not particularly limited, but may be from 1 second to 20 minutes, from 2 seconds to 12 minutes, or from 4 seconds to 6 minutes.
<ポストベーク工程>
本実施形態の金属レジストパターン形成方法は、現像工程又はリンス工程の後、金属レジスト膜にポストベーク処理する工程(ポストベーク工程)を行うことを含んでもよい。
ポストベーク処理の処理時間は特に限定されないが、45℃~250℃であってもよく、50℃~190℃であってもよく、60℃~175℃であってもよい。
ポストベーク処理の処理時間は特に限定されないが、少なくとも0.1分であってもよく、0.5分~30分であってもよく、0.75分~10分であってもよい。
<Post-bake process>
The method for forming a metal resist pattern of this embodiment may include a step of post-baking the metal resist film (post-baking step) after the developing step or the rinsing step.
The processing time of the post-baking treatment is not particularly limited, but may be 45°C to 250°C, 50°C to 190°C, or 60°C to 175°C.
The processing time for the post-baking treatment is not particularly limited, but may be at least 0.1 minutes, may be 0.5 minutes to 30 minutes, or may be 0.75 minutes to 10 minutes.
本実施形態の金属レジストパターン形成方法によれば、前記第1の態様に係る現像液を用いて金属レジストを現像する。そのため、本実施形態によれば、得られる金属レジストパターンの現像欠陥(マイクロブリッジング等)を低減できる。 According to the metal resist pattern forming method of this embodiment, the metal resist is developed using the developer according to the first aspect. Therefore, this embodiment can reduce development defects (such as microbridging) in the resulting metal resist pattern.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.
<現像液の調製>
(実施例1~3、比較例1~3)
表1に示す各成分を混合し、各例の現像液を調製した。
<Preparation of Developer>
(Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3)
The components shown in Table 1 were mixed to prepare the developer of each example.
表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。また、数値は配合量(質量%)である。
各例の現像液のpHは、各現像液を純水で10倍に希釈した液の、pHメーターで測定したpH値である。
PGMEA:プロピレングリコールメチルエチルアセテート。
In Table 1, the abbreviations have the following meanings: The numerical values are the blending amounts (% by mass).
The pH of the developer in each example is the pH value measured with a pH meter for a solution obtained by diluting each developer 10 times with pure water.
PGMEA: propylene glycol methyl ethyl acetate.
<現像液の安定性の評価>
各例の現像液100mLを60℃で12時間加熱し、加熱前後の組成変化を観察した。
下記の基準にしたがって、現像液の安定性を評価した。結果を表2に示す。
○:加熱前後で現像液の組成に変化が見られなかった。
×:加熱前後で現像液の組成に変化が見られた。
<Evaluation of developer stability>
100 mL of the developer of each example was heated at 60° C. for 12 hours, and the change in composition before and after heating was observed.
The stability of the developer was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 2.
◯: No change in the composition of the developer was observed before and after heating.
×: A change in the composition of the developer was observed before and after heating.
<Sn低減率の評価>
Siウェハ上に、有機金属スズオキシヒドロキシドレジスト(インプリア製)1.5mLを塗布し、2000rpm、60秒の塗布条件でスピンコーティングによりSnレジスト膜を形成した。
次いで、比較例2~3及び実施例1~3の各例の現像液25mLをSnレジスト膜が形成されたSiウェハ上に塗布し、乾燥するまでウェハを500rpmで25秒間回転させた。この後、プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)とプロピレングリコールメチルエチルアセテート(PGMEA)との質量比7/3の混合溶液5mLを塗布し、乾燥するまでウェハを500rpmで60秒間回転させてポストリンスを行った。
次いで、気相分解-誘導結合プラズマ-質量分析(VPD-ICP-MS)を用いて、ChemTrace(登録商標)により残存Sn量(×1010原子/cm2)を測定した。比較例3の現像液の残存Sn量を基準値100とし、相対値を残存Sn量の評価とした。結果を表2に示す。
<Evaluation of Sn reduction rate>
1.5 mL of organometallic tin oxyhydroxide resist (manufactured by Inpria) was applied onto a Si wafer, and a Sn resist film was formed by spin coating under application conditions of 2000 rpm and 60 seconds.
Next, 25 mL of each developer from Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3 was applied to a Si wafer on which a Sn resist film had been formed, and the wafer was rotated at 500 rpm for 25 seconds until dry. After that, 5 mL of a mixed solution of propylene glycol methyl ether (PGME) and propylene glycol methyl ethyl acetate (PGMEA) in a mass ratio of 7/3 was applied, and the wafer was rotated at 500 rpm for 60 seconds until dry, thereby performing post-rinse.
Next, the amount of residual Sn (×10 10 atoms/cm 2 ) was measured using ChemTrace (registered trademark) by vapor phase decomposition-inductively coupled plasma-mass spectrometry (VPD-ICP-MS). The amount of residual Sn in the developer of Comparative Example 3 was set as a reference value of 100, and the relative value was used to evaluate the amount of residual Sn. The results are shown in Table 2.
<メタルレジストの調製>
特開2019-113855号公報の実施例1の記載に従い、Snのメタルレジスト1を調製した。
<Preparation of Metal Resist>
A Sn metal resist 1 was prepared according to the description of Example 1 of JP 2019-113855 A.
<レジストパターンの形成>
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、上記メタルレジスト1をスピン塗布し、ホットプレート上で、温度100℃で120秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚25nmのメタルレジスト膜を形成した。
次に、前記メタルレジスト膜に対し、電子線描画装置JEOL-JBX-9300FS(日本電子株式会社製)を用い、加速電圧100kVにて、パターニング描画(露光)を行った。その後、160℃で120秒間の露光後加熱(PEB)処理を行った。次いで、23℃にて、比較例2~3及び実施例1~3の各例の現像液に30秒間浸漬して、ネガティブトーン画像を形成した。
現像後、150℃5分間のポストベークを行い、メタルレジストパターンを得た。
また、ポストベーク前に各例の現像液で10秒間リンスする工程を追加した場合のメタルレジストパターンもそれぞれ得ることができた。
<Formation of Resist Pattern>
The above-mentioned metal resist 1 was spin-coated on an 8-inch silicon substrate that had been treated with hexamethyldisilazane (HMDS), and then pre-baked (PAB) on a hot plate at a temperature of 100°C for 120 seconds, followed by drying, to form a metal resist film with a thickness of 25 nm.
Next, the metal resist film was subjected to patterning (exposure) using an electron beam lithography system JEOL-JBX-9300FS (manufactured by JEOL Ltd.) at an acceleration voltage of 100 kV. This was followed by post-exposure baking (PEB) treatment at 160°C for 120 seconds. The film was then immersed in the developer of each of Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3 at 23°C for 30 seconds to form a negative tone image.
After development, post-baking was carried out at 150° C. for 5 minutes to obtain a metal resist pattern.
Furthermore, when a step of rinsing with each developer for 10 seconds was added before post-baking, metal resist patterns could also be obtained.
表2に示す結果から、実施例1~3の現像液は、比較例1~3の現像液よりも安定性が高く、金属除去性が良好で、メタルレジストを用いて形成したレジストパターンにおける現像欠陥を低減出来ることが確認された。 The results shown in Table 2 confirm that the developers of Examples 1 to 3 are more stable and have better metal removal properties than the developers of Comparative Examples 1 to 3, and are able to reduce development defects in resist patterns formed using metal resist.
Claims (11)
水酸基を有さない有機溶剤と20℃で液体の強酸と酢酸と、を含有する現像液であって、
前記有機溶剤の含有量が、現像液中の全質量に対し、77~99.9質量%であり、
前記現像液を純水で10倍に希釈した液の、pHメーターで測定したpH値が1.99以上である現像液。 A developer for metal resist,
A developer containing an organic solvent having no hydroxyl group , a strong acid that is liquid at 20°C, and acetic acid ,
the content of the organic solvent is 77 to 99.9% by mass based on the total mass of the developer,
The developer is diluted 10 times with pure water, and the pH value measured with a pH meter is 1.99 or more.
金属レジスト膜に対し、放射線で露光する工程、及び
請求項1~6のいずれか一項に記載の現像液を用いて、放射線で露光された領域を含む金属レジスト膜を現像する工程、を含む金属レジストパターン形成方法。 A step of applying a metal resist to a substrate to form a metal resist film;
A method for forming a metal resist pattern, comprising: a step of exposing a metal resist film to radiation; and a step of developing the metal resist film including the region exposed to radiation using the developer according to any one of claims 1 to 6 .
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| JP2021202517A JP7738469B2 (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Metal resist developer, developing method, and metal resist pattern forming method |
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