JP2023048712A - 感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法 - Google Patents

感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造時期が異なり、同じ材料を含む感光性組成物の評価をより正確にできる感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法を提供する。【解決手段】第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して露光処理、加熱処理及び現像処理を実施する第1工程と、第1感光性組成物層を含む第1評価用基板に対して第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理及び現像処理を実施してパターンを形成する第2工程と、第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含む第2評価用基板に対して第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理及び現像処理を実施してパターンを形成する第3工程と、第2工程で得られたパターンの寸法と第3工程で得られたパターンの寸法の差が許容範囲内であるかを判定する第4工程とを有し、第1感光性組成物と第2感光性組成物とは同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる。【選択図】図1

Description

本発明は、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法に関する。
従来、IC(Integrated Circuit、集積回路)及びLSI(Large Scale Integrated circuit、大規模集積回路)等の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、感光性組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域又はクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、更にArFエキシマレーザー光、及びKrFエキシマレーザー光にというように短波長化の傾向が見られる。更には、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線、EUV(Extreme Ultra Violet、極紫外線)光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
例えば、特許文献1には、波長193nmのArFエキシマレーザー光又は波長248nmのKrFエキシマレーザー光で露光される所定の組成のレジスト材料が開示されている。
特開2020-046662号公報
一般的に、感光性組成物を製造する際には、製造ロット間での性能差が少ないことが望ましい。一方で、酸分解性樹脂及び光酸発生剤等の感光性組成物の原料自体の製造ロットが変わると、以前と同じ原料組成比にて感光性組成物を製造しても、以前の感光性組成物とは異なる性能を示す場合があった。
このようなことから感光性組成物としては、製造時期が異なるロットの感光性組成物を使用する場合があり、それぞれの製造ロットで性能差がないかを評価することが実施されていた。
製造ロットによる性能差の評価では、まず、製造時期が異なる2つの感光性組成物を用意する。次に、各感光性組成物を用いて形成された層を有する評価基板をそれぞれ作製する。各評価基板に露光処理及び現像処理を連続して実施して得られたパターンの寸法を用いて、感光性組成物の評価を行う。評価の結果、パターンの寸法のばらつきが大きく、製造ロットが異なる感光性組成物の評価を正確にできなかった。
本発明の目的は、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なるものの評価をより正確にできる感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法を提供することにある。
上述の目的を達成するために、本発明の一態様は、第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して、露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する第1工程と、第1感光性組成物層を含む第1評価用基板に対して、第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する第2工程と、第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含む第2評価用基板に対して、第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する第3工程と、第2工程で得られたパターンの寸法と、第3工程で得られたパターンの寸法との差が許容範囲内であるかどうかを判定する第4工程と、を有し、第1感光性組成物と、第2感光性組成物とは、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる、感光性組成物の検査方法を提供するものである。
第2工程と、第3工程との間に、第2感光性組成物層を含むダミー基板に対して、第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する第5工程を有することが好ましい。
第1工程は、第1感光性組成物層を含むダミー基板を露光ユニット内で露光処理し、露光処理されたダミー基板を加熱ユニット内で加熱処理し、加熱処理されたダミー基板を現像ユニット内で現像処理する工程であり、第2工程は、第1感光性組成物層を含む第1評価用基板を露光ユニット内で第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された第1評価用基板を加熱ユニット内で第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された第1評価用基板を現像ユニット内で第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程であり、第3工程は、第2感光性組成物層を含む第2評価用基板を露光ユニット内で第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された第2評価用基板を加熱ユニット内で第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された第2評価用基板を現像ユニット内で第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程であることが好ましい。
第5工程は、第2感光性組成物層を含むダミー基板を露光ユニット内で第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理されたダミー基板を加熱ユニット内で第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理されたダミー基板を現像ユニット内で第1工程と同じ条件にて現像処理する工程であることが好ましい。
第1工程において、露光ユニット、加熱ユニット、及び現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚のダミー基板を処理することが好ましい。
第2工程において、露光ユニット、加熱ユニット、及び現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の第1評価用基板を処理することが好ましい。
第3工程において、露光ユニット、加熱ユニット、及び現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の第2評価用基板を処理することが好ましい。
第5工程において、露光ユニット、加熱ユニット、及び現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚のダミー基板を処理することが好ましい。
第2工程と第3工程との間の時間が8分間以上であることが好ましい。
第1工程を複数回実施することが好ましい。
本発明の一態様は、感光性組成物の検査方法を含む、感光性組成物の製造方法を提供するものである。
本発明によれば、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なるものの評価をより正確にできる感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法を提供できる。
本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第1の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第2の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第3の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第4の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法に用いる処理装置群の一例を概念的に示す模式図である。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「~」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値ε~数値εとは、εの範囲は数値εと数値εを含む範囲であり、数学記号で示せばε≦ε≦εである。
「平行」等は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。また、「同一」とは、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
感光性組成物の品質管理においては、品質評価環境が安定していることが前提となるため、感光性組成物を品質評価する場合には、品質評価環境を一定の状態に安定させることが求められる。本発明では、ダミー基板を用いて、感光性組成物の品質評価環境を安定にしている。より具体的には、感光性組成物層を有する基板を露光すると、感光性組成物層が化学変化を起こし、分解物の一部が揮発するなどして、露光前後で環境が変化する。そのため、例えば、2枚の評価サンプルの露光処理、加熱処理、現像処理を順次実施すると、1枚目の評価サンプルの各種処理を行った装置内で、2枚目の評価サンプルの露光処理を行おうとすると、1枚目の評価サンプル由来の分解物などが装置内に残っており、1枚目の評価サンプルの処理環境と2枚目の評価サンプルの処理環境とが異なっており、このような雰囲気の違いが評価結果のばらつきにつながっていることを知見した。そこで、本発明では、ダミー基板を用いて、実際の評価サンプルに対して行う各種処理を実施することにより、評価サンプルが評価される時点で処理雰囲気が同じようになるようにしている。これにより、品質評価環境の変動による評価結果のばらつきを解決し、製造ロットが異なるが、同じ材料を含む感光性組成物の評価をより正確にできる。
感光性組成物の検査方法は、露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施して、パターンを形成する。形成したパターンの寸法を得て、パターンの寸法を用いて感光性組成物を検査する。以下、感光性組成物の検査方法について、具体的に説明する。
[感光性組成物の検査方法の第1の例]
図1は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第1の例を示すフローチャートである。図2~図4は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法を工程順に示す模式的断面図である。
感光性組成物の検査方法の第1の例は、まず、第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して、露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する(第1工程、ステップS10)。第1工程(ステップS10)により、パターンを有するダミー基板が得られる。
第1工程(ステップS10)の前に、まず、第1感光性組成物を用いて、図2に示すように、1枚の支持基板10の表面10aに第1感光性組成物層15を形成する。これにより、第1感光性組成物層15を含むダミー基板11を得る。第1感光性組成物層15の形成は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコーターを用いる。
そして、第1工程(ステップS10)に移行する。第1工程(ステップS10)では、次に、第1感光性組成物層15を含むダミー基板11に対して、図3に示すように露光光Lvを用いて第1感光性組成物層15に露光処理する。露光処理では、例えば、パターン露光し、これにより露光パターンに基づく潜像が形成される。パターン露光では、例えば、複数のチップのそれぞれに相当する各領域(図示せず)に対して、それぞれパターン露光を実施する。チップ数は、各領域の大きさ及びダミー基板の大きさにより適宜決定されるが、チップ数は、例えば、50よりも多い。
露光処理は、予め設定された露光量及び露光時間にて実施される。また、露光光Lvの波長は、第1感光性組成物層15の組成に応じたものが適宜設定される。
露光処理後、加熱処理を実施する。加熱処理は、例えば、露光後ベーク(PEB)である。加熱処理は、第1感光性組成物層15の組成に応じて、加熱温度及び加熱時間が適宜設定される。
加熱処理後、現像処理を実施する。現像処理は、第1感光性組成物層15の組成に応じた現像液が用いられ、予め定められた現像時間で現像される。これにより、図4に示すように第1樹脂組成物層17に開口部17aが形成される。第1樹脂組成物層17は、第1感光性組成物層15が露光により形成されたものである。開口部17aを有する第1樹脂組成物層17がパターン19である。第1感光性組成物層15に露光処理及び現像処理を実施してパターン19が得られる。このようにしてパターン19を有するダミー基板11が得られる。
ここで、パターン19の寸法は、例えば、支持基板10の表面10aに平行な方向Hに沿った第1樹脂組成物層17に開口部17aの長さLpである。なお、ダミー基板11において、パターン19の寸法は測定しない。
第1感光性組成物層15がポジ型の場合、露光された箇所が現像によりなくなる。第1感光性組成物層15がネガ型の場合、露光された箇所が現像により残る。
また、現像処理後、必要に応じて、リンス処理を実施する。リンス処理には、例えば、純水が用いられる。リンス処理後、乾燥される。乾燥には、例えば、回転乾燥が用いられる。
上述の露光処理、加熱処理、及び現像処理により形成するパターンは、特に限定されるものではなく、孤立パターン、密集パターン及びラインアンドスペース等のレジストパターンが挙げられる。
感光性組成物がポジ型の場合は、ホール及びトレンチ等、露光された箇所が現像によりなくなる抜きパターンが光学的なコントラストが小さく環境変動の影響を受けやすいため、パターンとして好ましい。
感光性組成物がネガ型の場合、ドット及びライン等、露光された箇所が現像により残る残しパターンが光学的なコントラストが小さく環境変動の影響を受けやすいため、パターンとして好ましい。
このように環境変動の影響を受けやすいパターンを利用することにより、感光性組成物において、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なるものの評価をより正確にできる。
次に、第1感光性組成物層を含む第1評価用基板に対して、第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する(第2工程、ステップS12)。第2工程(ステップS12)により、パターンを有する第1評価用基板が得られる。
第2工程(ステップS12)は、上述の第1工程(ステップS10)に比して、ダミー基板11にかえて、第1評価用基板を用いた点が異なる。また、第2工程(ステップS12)では、パターンの寸法を測定している。
第2工程(ステップS12)の前に、まず、第1感光性組成物を用いて、図2に示すように、1枚の支持基板10の表面10aに第1感光性組成物層15を形成する。これにより、第1感光性組成物層15を含む第1評価用基板12を得る。第1感光性組成物層15の形成は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコーターを用いる。
そして、第2工程(ステップS12)に移行する。第2工程(ステップS12)では、次に、第1感光性組成物層15を含む第1評価用基板12に対して、図3に示すように露光光Lvを用いて第1感光性組成物層15に露光処理する。露光処理では、例えば、第1工程と同じ条件でパターン露光し、これにより露光パターンに基づく潜像が形成される。
露光処理は、第1工程と同じ条件の露光量及び露光時間にて実施される。また、露光光Lvの波長は、第1工程と同じ条件が設定される。
露光処理後、加熱処理を実施する。加熱処理は、例えば、露光後ベーク(PEB)である。加熱処理は、第1工程と同じ条件の加熱温度及び加熱時間が設定される。
加熱処理後、現像処理を実施する。現像処理は、第1工程と同じ現像液が用いられ、第1工程と同じ条件の現像時間で現像される。これにより、図4に示すように第1樹脂組成物層17に開口部17aが形成され、パターン19が得られる。このようにしてパターン19を有する第1評価用基板12が得られる。第1評価用基板12のパターン19の寸法を測定する。
また、現像処理後、必要に応じて、リンス処理を実施する。リンス処理には、例えば、純水が用いられる。リンス処理後、乾燥される。乾燥には、例えば、回転乾燥が用いられる。
第1評価用基板12のパターン19の寸法は、例えば、トレンチ又はラインの場合、支持基板10の表面10aに平行な方向Hに沿った第1樹脂組成物層17の開口部17aの長さLpである。
第1樹脂組成物層17の開口部17aの長さLpは、複数のチップのそれぞれに相当する各領域(図示せず)のうち、例えば、50程度の領域について、各領域の第1樹脂組成物層17の開口部17aの長さLpに相当する距離を、1~7箇所程度、走査電子顕微鏡を用いて測定し、各測定値の平均値を長さLpとした。
また、第1評価用基板12のパターン19の寸法は、例えば、ホール又はドットの場合、ホール又はドットの直径方向の長さである。
次に、第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含む第2評価用基板に対して、第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する(第3工程、ステップS14)。第3工程(ステップS14)により、パターンを有する第2評価用基板が得られる。
第3工程(ステップS14)は、第2工程(ステップS12)に比して、第2感光性組成物を用いる点、第2評価用基板を用いる点が異なる。また、第2評価用基板でもパターンの寸法を測定している。
第3工程(ステップS14)の前に、まず、第2感光性組成物を用いて、図2に示すように、1枚の支持基板10の表面10aに第2感光性組成物層16を形成する。第2感光性組成物層16を含む第2評価用基板14を得る。第2感光性組成物層16の形成は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコーターを用いる。
そして、第3工程(ステップS14)に移行する。第3工程(ステップS14)では、次に、第2感光性組成物層16を含む第2評価用基板14に対して、図3に示すように露光光Lvを用いて第2感光性組成物層16に露光処理する。露光処理では、例えば、第1工程と同じ条件でパターン露光し、これにより露光パターンに基づく潜像が形成される。
露光処理は、第1工程と同じ条件の露光量及び露光時間にて実施される。また、露光光Lvの波長は、第1工程と同じ条件が設定される。
露光処理後、加熱処理を実施する。加熱処理は、例えば、露光後ベーク(PEB)である。加熱処理は、第1工程と同じ条件の加熱温度及び加熱時間が設定される。
加熱処理後、現像処理を実施する。現像処理は、第1工程と同じ現像液が用いられ、第1工程と同じ条件の現像時間で現像される。これにより、図4に示すように第2樹脂組成物層18に開口部18aが形成される。第2樹脂組成物層18は、第2感光性組成物層16が露光により形成されたものである。開口部18aを有する第2樹脂組成物層18がパターン19である。第2感光性組成物層16に露光処理及び現像処理を実施してパターン19が得られる。このようにしてパターン19を有する第2評価用基板14が得られる。第2評価用基板14のパターン19の寸法を測定する。
第2感光性組成物層16がポジ型の場合、露光された箇所が現像によりなくなる。第2感光性組成物層16がネガ型の場合、露光された箇所が現像により残る。
また、現像処理後、必要に応じて、リンス処理を実施する。リンス処理には、例えば、純水が用いられる。リンス処理後、乾燥される。乾燥には、例えば、回転乾燥が用いられる。
第2評価用基板14のパターン19の寸法は、上述の第1評価用基板12のパターン19の寸法と同じく、例えば、トレンチ又はラインの場合、支持基板10の表面10aに平行な方向Hに沿った第2樹脂組成物層18に開口部18aの長さLpである。
第1評価用基板12と同様に、第2樹脂組成物層18に開口部18aの長さLpは、複数のチップのそれぞれに相当する各領域(図示せず)のうち、例えば、50程度の領域について、各領域の第2樹脂組成物層18に開口部18aの長さLpに相当する距離を、1~7箇所程度、走査電子顕微鏡を用いて測定し、各測定値の平均値を長さLpとした。
また、第1評価用基板12と同様に、第2評価用基板14のパターン19の寸法は、例えば、ホール又はドットの場合、ホール又はドットの直径方向の長さである。
次に、第2工程(ステップS12)で得られたパターンの寸法と、第3工程(ステップS14)で得られたパターンの寸法との差が許容範囲内であるかどうかを判定する(第4工程、ステップS16)。
なお、上述の第1感光性組成物層を形成するための感光性組成物と、第2感光性組成物層を形成するための感光性組成物とは、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なるものである。第1感光性組成物層を形成するための感光性組成物と、第2感光性組成物層を形成するための感光性組成物とは、組成が同じであるが、製造時期が異なる。
同じ材料を含む組成物とは、同じレシピで作製されたということである。製造ロットが異なるとは、製造時期が異なることであるが、製造装置が異なることも含まれる。
第4工程(ステップS16)において、例えば、第2工程(ステップS12)で得られたパターンの寸法と、第3工程(ステップS14)で得られたパターンの寸法との差が許容範囲内であれば、第1感光性組成物層を形成するための感光性組成物と、第2感光性組成物層を形成するための感光性組成物との性能差がないと判定する。一方、許容範囲を超える場合、第1感光性組成物層を形成するための感光性組成物と、第2感光性組成物層を形成するための感光性組成物とは性能差があると判定する。
パターンの寸法との差の許容範囲は、特に限定されるものではなく、パターンの寸法差の目標値でもよい。パターンの寸法の大きさに対する割合でもよい。
パターンの寸法との差の許容範囲は、例えば、±35.0nm以下が好ましく、±10.0nm以下がより好ましく、±1.0nm以下がさらに好ましく、±0.7nm以下がよりさらに好ましい。
ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板に用いられる支持基板には、半導体デバイスの製造に用いられる基板が用いられる。ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板は、感光性組成物の検査に用いられるため、それぞれ大きさ及び組成が同じ支持基板が用いられる。大きさ及び組成が同じ支持基板とは、例えば、大きさと純度が同じシリコン基板である。ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板に用いられる支持基板は、大きさ及び組成が同じであれば、特に限定されるものではなく、後述のようにシリコン基板以外に、各種の半導体基板を用いることができる。
[感光性組成物の検査方法の第2の例]
図5は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第2の例を示すフローチャートである。なお、感光性組成物の検査方法の第2の例において、上述の感光性組成物の検査方法の第1の例と同一工程については、その詳細な説明は省略する。
感光性組成物の検査方法の第2の例は、感光性組成物の検査方法の第1の例に比して、ダミー基板を複数回処理する点が異なり、それ以外の工程は、感光性組成物の検査方法の第1の例と同じである。
感光性組成物の検査方法の第2の例は、第1工程(ステップS10)により、パターンを有するダミー基板を得た後、再度、第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して、第1工程と同じ条件で露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する(ステップS11)。ステップS11により、第1工程(ステップS10)と同様に、パターンを有するダミー基板が得られる。
感光性組成物の検査方法の第2の例では、ステップS11の後、第2工程(ステップS12)、第3工程(ステップS14)で及び第4工程(ステップS16)を実施する。
感光性組成物の検査方法の第2の例は、第1工程(ステップS10)を複数回実施する検査方法である。第1工程(ステップS10)を複数回実施することにより、感光性組成物の品質評価環境を安定化することができる。
第1工程(ステップS10)を複数回実施する場合、特に限定されるものではないが、検査方法に要する時間の増加を抑制する観点から、2回が好ましい。
[感光性組成物の検査方法の第3の例]
図6は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第3の例を示すフローチャートである。なお、感光性組成物の検査方法の第3の例において、上述の感光性組成物の検査方法の第1の例と同一工程については、その詳細な説明は省略する。
感光性組成物の検査方法の第3の例は、感光性組成物の検査方法の第1の例に比して、第2工程(ステップS12)と、第3工程(ステップS14)との間に、第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含むダミー基板に対して、露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する第5工程(ステップS13)を有する点が異なり、それ以外の工程は、感光性組成物の検査方法の第1の例と同じである。
感光性組成物の検査方法の第3の例は、第5工程(ステップS13)により、パターンを有するダミー基板が得られる。
第3工程(ステップS14)の前に、第5工程(ステップS13)により、第2感光性組成物層を含むダミー基板を作製することで、感光性組成物の品質評価環境を安定化し、第3工程(ステップS14)の第2感光性組成物層を含む第2評価用基板におけるパターンの寸法が、パターン形成環境による影響を小さくできる。これにより、同じ材料を含む感光性組成物の評価をより正確にできる。
第5工程(ステップS13)の前に、まず、第2感光性組成物を用いて、図2に示すように支持基板10の表面10aに第2感光性組成物層16を形成する。第2感光性組成物層16を含むダミー基板11を得る。第2感光性組成物層16の形成は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコーターを用いる。
そして、第5工程(ステップS13)に移行する。第5工程(ステップS13)では、次に、第2感光性組成物層16を含むダミー基板11に対して、図3に示すように露光光Lvを用いて第2感光性組成物層16に露光処理する。露光処理では、例えば、第1工程と同じ条件でパターン露光し、これにより露光パターンに基づく潜像が形成される。
露光処理は、第1工程と同じ条件の露光量及び露光時間にて実施される。また、露光光Lvの波長は、第1工程と同じ条件が設定される。
露光処理後、加熱処理を実施する。加熱処理は、例えば、露光後ベーク(PEB)である。加熱処理は、第1工程と同じ条件の加熱温度及び加熱時間が設定される。
加熱処理後、現像処理を実施する。現像処理は、第1工程と同じ現像液が用いられ、第1工程と同じ条件の現像時間で現像される。これにより、図4に示すように第2樹脂組成物層18に開口部18aが形成され、パターン19が得られる。このようにしてパターン19を有するダミー基板11が得られる。
また、現像処理後、必要に応じて、リンス処理を実施する。リンス処理には、例えば、純水が用いられる。リンス処理後、乾燥される。乾燥には、例えば、回転乾燥が用いられる。
第5工程(ステップS13)は、上述の第1工程(ステップS10)と同様に複数回実施してもよい。第5工程(ステップS13)を複数回実施することにより、感光性組成物の品質評価環境を安定化することができる。
第5工程(ステップS13)を複数回実施する場合、特に限定されるものではないが、検査方法に要する時間の増加を抑制する観点から、2回が好ましい。
[感光性組成物の検査方法の第4の例]
図7は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法の第4の例を示すフローチャートである。なお、感光性組成物の検査方法の第4の例において、上述の感光性組成物の検査方法の第3の例と同一工程については、その詳細な説明は省略する。
感光性組成物の検査方法の第4の例は、感光性組成物の検査方法の第3の例に比して、ダミー基板を複数回処理する点が異なり、それ以外の工程は、感光性組成物の検査方法の第3の例と同じである。すなわち、感光性組成物の検査方法の第4の例は、上述のステップS11を有する。
感光性組成物の検査方法の第4の例は、第1工程(ステップS10)により、パターンを有するダミー基板を得た後、再度、第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して、第1工程と同じ条件で露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する(ステップS11)。ステップS11により、第1工程(ステップS10)と同様に、パターンを有するダミー基板が得られる。
感光性組成物の検査方法の第4の例は、第1工程(ステップS10)を複数回実施する検査方法である。第1工程(ステップS10)を複数回実施することにより、感光性組成物の品質評価環境を安定化することができる。
感光性組成物の検査方法の第3の例、及び感光性組成物の検査方法の第4の例では、第2工程(ステップS12)と、第3工程(ステップS14)との間において、第5工程(ステップS13)を複数回繰り返してもよい。これにより、感光性組成物の品質評価環境を安定化し、第3工程(ステップS14)の第2感光性組成物層を有する第2評価用基板におけるパターンの寸法が、パターン形成環境による影響を小さくできる。
また、第2工程(ステップS12)と、第3工程(ステップS14)との間の時間が8分間以上であることが好ましい。第2工程(ステップS12)と、第3工程(ステップS14)との間の時間が8分間以上であると、前の基板の影響をキャンセルできるため好ましい。
ここで、第2工程(ステップS12)と第3工程(ステップS14)との間の時間においては、第2工程(ステップS12)の露光処理後、第1評価用基板が露光ユニット等の装置を出た時点(第1評価用基板の全部が出た時点)を開始時期とする。この開始時期からの経過時間が、第2工程(ステップS12)と第3工程(ステップS14)との間の時間である。
また、第2工程(ステップS12)と、第3工程(ステップS14)との間の時間は、上限が10分であることがより好ましい。上述の時間が10分程度であれば、基板作成時間の総時間の増加を抑制できるため、好ましい。
第2工程(ステップS12)と第3工程(ステップS14)との間の時間は、時計により測定される。
なお、第2工程(ステップS12)と第3工程(ステップS14)との間に上述のステップS13(第5工程)のダミー基板を処理する場合、第2工程(ステップS12)と第3工程(ステップS14)との間の時間には、上述のステップS13(第5工程)のダミー基板の処理の時間も含まれる。
なお、上述のように第2工程と第3工程との間に第5工程を含む場合、第2工程と第3工程との間の時間(分)は8分以下でも良く、第2工程、第5工程及び第3工程と連続処理することが好ましい。連続処理の場合、第2工程と第3工程との間の時間(分)は、例えば、1~10分である。
第2工程、第3工程及び第5工程において、露光処理、加熱処理及び現像処理を第1工程と同じ条件としている。第1工程と同じ条件とは、第1工程、第2工程、第3工程及び第5工程における露光処理、加熱処理及び現像処理の各設定条件が同じであることである。露光処理では、例えば、露光量及び露光時間が同じである。加熱処理では、加熱温度及び加熱時間が同じである。現像処理では、現像液、現像時間、リンス液、リンス時間、及び乾燥方法が同じである。
また、露光処理、加熱処理及び現像処理をこの順で実施するとしたが、上述の処理以外の処理を実施してもよく、例えば、感光性組成物層にパターンを形成する公知の処理を実施してもよい。
例えば、第1感光性組成物層15及び第2感光性組成物層16の形成後、かつ露光処理前に、第1感光性組成物層15及び第2感光性組成物層16にプリベークを実施する。この場合、プリベークのプリベーク温度の最高温度及び処理時間等の条件を同じ条件に統一する。また、第1感光性組成物層15及び第2感光性組成物層16の現像処理後に、第1樹脂組成物層17及び第2樹脂組成物層18にポストベークを実施する。この場合、ポストベークのポストベーク温度の最高温度及び処理時間等の条件を同じ条件に統一する。
また、第1工程と同じ条件には、第1工程、第2工程、第3工程及び第5工程が、後述のように同じ装置を用いて、各装置の設定条件を同じにして、上述の露光処理、加熱処理及び現像処理を実施することも含まれ、さらには、上述のプリベーク、ポストベークも同じ装置を用いて、各装置の設定条件を同じにして実施することも含まれる。
<処理装置群>
図8は本発明の実施形態の感光性組成物の検査方法に用いる処理装置群の一例を概念的に示す模式図である。
上述の感光性組成の検査方法は、例えば、図8に示す処理装置群20で露光処理、加熱処理、及び現像処理が実施することもできる。処理装置群20は、露光ユニット22と、加熱ユニット24と、現像ユニット26とを有する。
処理装置群20は、例えば、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26に、それぞれダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板を、搬入出させる搬入出装置(図示せず)と、これらの基板を待機させるための待機部(図示せず)とを有する。
なお、処理装置群20の各ユニットの配置は、特に限定されるものではなく、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26は、隣接して配置してもよく、離間して配置してもよい。露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26を離間して配置する場合、例えば、ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板を、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26に搬送する自動搬送装置(図示せず)を設ける構成でもよい。
露光ユニット22は内部で、第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層、及び第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層に対して、例えば、パターン露光するものである。露光ユニット22の構成は、特に限定されるものではなく、半導体製造装置において、レジスト膜の露光に用いられるものを適宜利用可能である。
加熱ユニット24は内部で、パターン露光された第1感光性組成物層、及び第2感光性組成物層に対して、露光後ベーク(PEB)を実施するものである。加熱ユニット24内で加熱処理は、露光後ベーク(PEB)である。加熱ユニット24の構成は、特に限定されるものではなく、半導体製造装置において、パターン露光されたレジスト膜の露光後ベークに用いられるものを適宜利用可能である。
現像ユニット26は内部で、パターン露光された第1感光性組成物層、及び第2感光性組成物層に対して、現像液を接触させてパターン露光した箇所を溶解除去又は未露光領域を溶解除去するものである。現像ユニット26の構成は、特に限定されるものではなく、半導体製造装置において、パターン露光されたレジスト膜の現像に用いられるものを適宜利用可能である。また、現像ユニット26は、リンス処理を実施する機能を有する構成でもよい。
処理装置群20を利用する場合、上述の感光性組成の検査方法において、例えば、第1工程は、第1感光性組成物層を含むダミー基板を露光ユニット22内で露光処理し、露光処理されたダミー基板を加熱ユニット24内で加熱処理し、加熱処理されたダミー基板を加熱ユニット24内で現像処理する工程である。
例えば、第2工程は、第1感光性組成物層を含む第1評価用基板を露光ユニット22内で第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された第1評価用基板を加熱ユニット24内で第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された第1評価用基板を加熱ユニット24内で第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程である。
例えば、第3工程は、第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含む第2評価用基板を露光ユニット22内で第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された第2評価用基板を加熱ユニット24内で第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された第2評価用基板を加熱ユニット24内で第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程である。
例えば、第5工程は、第2感光性組成物層を含むダミー基板を露光ユニット22内で露光処理し、露光処理されたダミー基板を加熱ユニット24内で加熱処理し、加熱処理されたダミー基板を加熱ユニット24内で現像処理する工程である。
また、上述のように第1感光性組成物層15及び第2感光性組成物層16の形成後、かつ露光処理前に、第1感光性組成物層15及び第2感光性組成物層16にプリベークを実施してもよく、現像処理後に第1樹脂組成物層17及び第2樹脂組成物層18にポストベークを実施してもよい。このため、処理装置群20は、露光ユニット22の前段に、プリベークを実施する加熱処理ユニットを有する構成でもよい。また、処理装置群20は、現像ユニット26の後段に、ポストベークを実施する加熱処理ユニットを有する構成でもよい。この場合、プリベークを実施する加熱処理ユニット及びポストベークを実施する加熱処理ユニットでも、上述のようにダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板は、いずれも同じ条件にてプリベーク及びポストベークが実施される。
また、処理装置群20は、感光性組成物を塗布するスピンコーターを有する構成でもよく、露光ユニット22を兼ねるコーターデベロッパーを有する構成でもよい。
第1工程において、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26のそれぞれにおいて、上述のように1枚のダミー基板を処理することが好ましい。
第2工程において、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26のそれぞれにおいて、上述のように1枚の第1評価用基板を処理することが好ましい。
第3工程において、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26のそれぞれにおいて、上述のように1枚の第2評価用基板を処理することが好ましい。
第5工程において、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26のそれぞれにおいて、上述のように1枚のダミー基板を処理することが好ましい。
上述のように第1工程、第2工程、第3工程及び第5工程において、1枚ずつ処理することにより、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる感光性組成物を用いて得られたパターンの測定値のばらつきを、更に小さくできるため好ましい。すなわち、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる感光性組成物を、更に正確に評価できるため好ましい。
なお、露光ユニット22、加熱ユニット24、及び現像ユニット26の構成としては、1枚ずつ処理するものに限定されるものではなく、例えば、2枚ずつ処理するものでもよく、各ユニットの構成に応じた枚数で処理することができる。
[感光性組成物の製造方法]
上述の感光性組成物の検査方法を、感光性組成物の製造方法に利用することができる。感光性組成物の製造方法に、上述のようにダミー基板を用いた検査方法の結果を利用する。感光性組成物の製造方法は、感光性組成物の製造方法を含む。
また、例えば、感光性組成物の製造方法では、予めパターンの寸法との差の許容範囲を設定しておく。製造した感光性組成物に対して、上述の感光性組成物の検査方法により、感光性組成物を用いてパターンの寸法の差を測定する。測定されたパターンの寸法の差と、許容範囲とを比較して、例えば、パターンの寸法の差が許容範囲内であるものを合格とし、感光性組成とする。一方、パターンの寸法の差が許容範囲を超えるものを不合格とし、感光性組成としない。
以上の説明において、比較、及び判定は、例えば、コンピューターに各種の数値が入力されて、許容範囲等と比較され、許容範囲等に基づいて判定される。このように比較、及び判定は、例えば、コンピューターにより実行される。
(ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板)
ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板に用いられる支持基板は、大きさ及び組成が同じ基板が用いられる。大きさ及び組成が同じ基板とは、上述のように、例えば、シリコン基板である。ダミー基板、第1評価用基板及び第2評価用基板に支持基板は、大きさ及び組成が同じであれば、シリコン基板に、特に限定されるものではない。シリコン基板以外に、サファイア基板、SiC基板、GaP基板、GaAs基板、InP基板、又はGaN基板等の各種の半導体基板を用いることができる。
ダミー基板は、上述のように露光処理、加熱処理及び現像処理は施されるが、パターンの寸法は測定されない。一方、第1評価用基板及び第2評価用基板は、パターンの寸法が測定される。
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の感光性組成物の検査方法、及び感光性組成物の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。
[感光性組成物]
感光性組成物(第1感光性組成物、第2感光性組成物)の種類は特に制限されず、公知の感光性組成物を用いることができる。
例えば、感光性組成物として、酸の作用により極性基を生じる基(以下、単に「酸分解性基」ともいう。)を有する樹脂(以下、単に「酸分解性樹脂」ともいう。)、光酸発生剤、及び、溶媒を含む感光性組成物を用いることができる。
酸分解性基は、酸の作用により脱離する脱離基で極性基が保護された構造を有することが好ましい。つまり、酸分解性樹脂は、酸分解性基を有する繰り返し単位を有する。この繰り返し単位を有する樹脂は、酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する。
極性基としては、アルカリ可溶性基が好ましく、例えば、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、スルホン酸基、リン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等の酸性基、並びに、アルコール性水酸基等が挙げられる。
酸分解性樹脂は、酸分解性基を有する繰り返し単位以外の他の繰り返し単位(例えば、酸基を有する繰り返し単位、ラクトン基、スルトン基、又は、カーボネート基を有する繰り返し単位、フッ素原子又はヨウ素原子を有する繰り返し単位など)を含んでいてもよい。
酸分解性樹脂としては、公知の酸分解性樹脂を使用できる。
光酸発生剤は、公知のものであれば特に制限されないが、活性光線又は放射線、好ましくは電子線又は極紫外線の照射により、有機酸、例えば、スルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)イミド、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチドの少なくともいずれかを発生する化合物が好ましい。
溶媒としては、水及び有機溶媒が挙げられる。有機溶媒の種類は特に制限されず、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、及び、炭化水素系溶媒が挙げられる。
上記感光性組成物は、酸分解性樹脂、光酸発生剤、及び、溶媒以外の他の材料を含んでいてもよい。
例えば、感光性組成物は、酸拡散制御剤を含んでいてもよい。酸拡散制御剤としては、塩基性化合物、及び、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又は、プロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物が挙げられる。
また、感光性組成物は、疎水性樹脂、界面活性剤、溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び、現像液に対する溶解性を促進させる化合物からなる群から選択される化合物を含んでいてもよい。
上記酸分解性樹脂などを含む感光性組成物としては、国際公開第2021/070590号公報に記載の感光性組成物が挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
感光性組成物としては、架橋性基を有する架橋剤と、架橋性基と反応する反応性基を有する化合物と、溶媒とを含む感光性組成物であってもよい。
架橋性基と反応性基との組み合わせは特に制限されず、公知の組み合わせが採用される。
なお、架橋性基又は反応性基は保護基で保護されていてもよく、例えば、感光性組成物に光酸発生剤がさらに含まれ、光酸発生剤より発生する酸によって上記保護基が脱離する態様であってもよい。また、光酸発生剤により発生する酸により架橋剤と樹脂が縮合反応を起こすことにより架橋構造が形成される態様であってもよい。
また、上記感光性組成物においては、架橋性基を有する架橋剤と、架橋性基と反応する反応性基を有する化合物との2種が含まれる態様について述べたが、1つの化合物が架橋性基と反応性基とを含む態様であってもよい。
感光性組成物としては、主鎖切断型の重合体、及び、溶媒を含む感光性組成物であってもよい。
重合体が「主鎖切断型である」とは、重合体に対して電離放射線、紫外線などの光を照射した場合に、重合体の主鎖が切断される性質を有することを意味する。
主鎖切断型の重合体としては、アクリル系主鎖切断型レジストが挙げられ、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、α-クロロメタクリレートとα-メチルスチレンとの共重合体であるZEP(日本ゼオン社製)、及び、ポリ2,2,2-トリフルオロエチルαクロロクリレート(EBR-9、東レ社製)が挙げられる。
感光性組成物としては、いわゆるメタルレジスト組成物であってもよい。
上記メタルレジスト組成物としては、金属炭素結合及び/又は金属カルボキシラート結合により有機配位子を有する金属オキソ-ヒドロキソネットワークを含むコーティングを形成し得る感光性組成物が挙げられる。
上記メタルレジスト組成物としては、特開2019-113855号公報に記載の組成物が挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
<第1感光性組成物の調製>
以下に示す各成分を混合することにより、感光性組成物を調製した。
・樹脂(以下に示すA-1) 3.914g
・酸発生剤(以下に示すB-1) 0.08g
・塩基性化合物(以下に示すBS-1) 0.004g
・界面活性剤(以下に示すH-1) 0.002g
・溶剤(PGMEA) 固形分濃度にあわせて適宜加えた
Figure 2023048712000002
組成比70/30、重量平均分子量Mw23,000、分散度(Mw/Mn)1.51
酸発生剤 B-1:トリフェニルスルホニウムパーフルオロブタン-1-スルホナート
塩基性化合物 BS-1:ジシクロヘキシルメチルアミン
界面活性剤 H-1:メガファックF176(DIC株式会社製)
<第2感光性組成物の調製>
上記<第1感光性組成物の調製>より2週間後に、同じ組成物を調製した。
<第1評価用基板の処理>
第1評価用基板の処理には、Si基板(グローバルウェーハズジャパン株式会社製)を用いた。
固形分濃度19質量%となるように調製された第1感光性組成物を、Entegris社製ポアサイズ200nmのポリエチレンフィルタで濾過した後、更に、Entegris社製ポアサイズ50nmのポリエチレンフィルタで濾過して、感光性組成物を得た。
得られた感光性組成物を、ヘキサメチルジシラザン処理を施したSi基板(グローバルウェーハズジャパン株式会社製)上に塗布し、130℃で60秒間のプリベーク処理をして、厚み5μmの感光性組成物層を形成した。
Si基板を、KrFエキシマレーザースキャナー(ASML製、PAS5500/850C,波長248nm、NA(numerical aperture)0.80)を用い、露光マスクを介して、パターン露光を行った。露光マスクは、トレンチ幅3μm、ピッチ33μmの孤立トレンチパターンを有するものとした。Si基板上において、100のチップのそれぞれに相当する100の領域をパターン露光した。
露光後のSi基板を120℃で60秒間のポストベーク処理した後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(TMAHaq)で60秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥した。これにより、孤立トレンチパターンを有するSi基板を得た。なお、トレンチ幅が3μmとなるようにパターンを形成した。得られた孤立トレンチパターンのトレンチ幅については、パターンをSi基板の表面側から観察し、パターン露光した100の領域のうち、50の領域について、各領域のトレンチ幅に相当する距離を、それぞれ3箇所、合計150箇所、走査電子顕微鏡を用いて測定し、各測定値の平均値をトレンチ幅とした。
<第2評価用基板の処理>
第2評価用基板の処理では、固形分濃度19質量%となるように調製された第2感光性組成物を用いた以外は、第1評価用基板の処理と同様に処理して、トレンチ幅3μm、ピッチ33μmの孤立トレンチパターンを形成した。
<ダミー基板1の処理>
ダミー基板1の処理では、第1評価用基板の処理と同様に処理して、トレンチ幅3μm、ピッチ33μmの孤立トレンチパターンを形成した。ダミー基板1の処理では、トレンチ幅を測定していない。
<ダミー基板2の処理>
ダミー基板2の処理では、固形分濃度19質量%となるように調製された第2感光性組成物を用いた以外は、第1評価用基板の処理と同様に処理して、トレンチ幅3μm、ピッチ33μmの孤立トレンチパターンを形成した。ダミー基板2の処理では、トレンチ幅を測定していない。
第1評価用基板の処理、第2評価用基板の処理、ダミー基板1の処理及びダミー基板1の処理は、いずれも露光ユニット、加熱ユニット、及び現像ユニットを用いて実施した。
露光ユニットは、露光量を30mJ/cmとし、露光時間を60秒とした。
加熱ユニットは、露光後ベーク(PEB)を、加熱温度110℃、処理時間を60秒とした。
現像ユニットは、現像液に2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いた。現像時間を60秒とした。リンス液に純水を用い、リンス時間を15秒とした。4000rpm(revolution per minute)で10秒間、スピン乾燥した。
なお、第1評価用基板の処理、第2評価用基板の処理、ダミー基板1の処理及びダミー基板1の処理は、いずれも露光前にプリベークを実施し、現像後にポストベークを実施した。プリベーク温度(最高温度)を130℃とし、プリベーク処理時間を60秒とした。ポストベーク温度(最高温度)を120℃とし、ポストベーク処理時間を60秒とした。
まず、ダミー基板を用いることについて検証した。以下に、ダミー基板を用いることの検証結果を示す。
(検証例1)
検証例1は、ダミー基板を用いることなく、第1評価用基板の処理を2回連続して実施した。検証例1では、1回目の第1評価用基板Aのトレンチ幅と、2回目の第1評価用基板Bのトレンチ幅とを測定し、トレンチ幅の測定値の差を求めた。その結果を下記表1に示す。なお、下記表1において、列に対して検証例1、2から評価結果に向かう方向に工程が進行していることを示す。
(検証例2)
検証例2は、ダミー基板1の処理を実施した後に、第1評価用基板の処理を2回連続して実施した。検証例2では、1回目の第1評価用基板Aのトレンチ幅と、2回目の第1評価用基板Bのトレンチ幅とを測定し、トレンチ幅の測定値の差を求めた。その結果を下記表1に示す。
下記表1に示すように、第1感光性組成物だけを用いても、ダミー基板を用いない場合、測定値の差が大きく、ダミー基板を用いた場合、測定値の差が小さく、ダミー基板を用いない場合には、測定値がばらつくことを確認した。従って、2つの異なる組成物の評価を行う際には、ダミー基板を使用した工程を実施した上で行う必要がある。
Figure 2023048712000003
次に、実施例1~9及び比較例1について説明する。
実施例1~9及び比較例1では、第1評価用基板のトレンチ幅と、第2評価用基板のトレンチ幅とを測定し、トレンチ幅の測定値の差を求めた。その結果を下記表2に示す。なお、下記表2において、第1工程の欄及び第5工程の欄の「-」は実施していないことを示す。また、下記表2において、列に対して実施例1~9及び比較例1から評価結果に向かう方向に工程が進行していることを示す。
(実施例1)
実施例1は、ダミー基板1の処理(第1工程)を2回連続して実施した後、第1評価用基板の処理(第2工程)を実施し、第2評価用基板の処理(第3工程)を実施した。
また、第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間を10分とした。第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間は、時計を用いて測定した。
なお、第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間においては、上述のように露光ユニットから第1評価用基板の全部が出た時点を開始時期とした。
(実施例2)
実施例2は、実施例1に比して、第1評価用基板の処理(第2工程)と、第2評価用基板の処理(第3工程)との間で、ダミー基板2の処理(第5工程)を実施する点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例3)
実施例3は、実施例1に比して、第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間を7分とした点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例4)
実施例4は、実施例1に比して、2回のダミー基板1の処理(第1工程)において、2回とも、ダミー基板1を2枚まとめて処理した点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例5)
実施例5は、実施例1に比して、第1評価用基板の処理(第2工程)において、第1評価用基板を2枚まとめて処理した点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例6)
実施例6は、実施例1に比して、第2評価用基板の処理(第3工程)において、第2評価用基板を2枚まとめて処理した点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例7)
実施例7は、実施例1に比して、ダミー基板1の処理(第1工程)を1回とした点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
(実施例8)
実施例8は、実施例2に比して、ダミー基板1の処理(第1工程)を1回とした点が異なり、それ以外は実施例2と同じとした。
(実施例9)
実施例9は、実施例2に比して、2回のダミー基板1の処理(第1工程)、第1評価用基板の処理(第2工程)、第2評価用基板の処理(第3工程)、及びダミー基板2の処理(第5工程)において、それぞれ2枚まとめて処理した点が異なり、それ以外は実施例2と同じとした。
(比較例1)
比較例1は、ダミー基板1を用いることなく、第1評価用基板の処理(第2工程)と、第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間を10分として実施した。
Figure 2023048712000004
表2に示すように、実施例1~9は比較例1に比して、ダミー基板を用いることにより、測定値のばらつきを小さくできた。これにより、全く同じ組成の第1感光性組成物と第2感光性組成物との性能差を評価できる。
実施例1と実施例2及び実施例7と実施例8から、第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間に、ダミー基板2の処理(第5工程)を実施すると、測定値のばらつきを、更に小さくできるため好ましい。
実施例1と実施例3とから、第1評価用基板の処理(第2工程)と第2評価用基板の処理(第3工程)との間の時間が8分間以上であると、測定値のばらつきを、更に小さくできるため好ましい。
実施例1と実施例4、5、6、及び実施例2と実施例9から、処理する基板が1枚であると、測定値のばらつきを、更に小さくできるため好ましい。
実施例1と実施例7から、ダミー基板1の処理(第1工程)を複数回実施すると、測定値のばらつきを、更に小さくできるため好ましい。
10 支持基板
10a 表面
11 ダミー基板
12 第1評価用基板
14 第2評価用基板
15 第1感光性組成物層
16 第2感光性組成物層
17 第1樹脂組成物層
18 第2樹脂組成物層
17a、18a 開口部
19 パターン
20 処理装置群
22 露光ユニット
24 加熱ユニット
26 現像ユニット
H 方向
Lv 露光光
S10、S11、S12、S13、S14、S16 ステップ

Claims (11)

  1. 第1感光性組成物を用いて形成された第1感光性組成物層を含むダミー基板に対して、露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する第1工程と、
    前記第1感光性組成物層を含む第1評価用基板に対して、前記第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する第2工程と、
    第2感光性組成物を用いて形成された第2感光性組成物層を含む第2評価用基板に対して、前記第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理を実施して、パターンを形成する第3工程と、
    前記第2工程で得られたパターンの寸法と、前記第3工程で得られたパターンの寸法との差が許容範囲内であるかどうかを判定する第4工程と、を有し、
    前記第1感光性組成物と、前記第2感光性組成物とは、同じ材料を含む組成物であって製造ロットが異なる、感光性組成物の検査方法。
  2. 前記第2工程と、前記第3工程との間に、前記第2感光性組成物層を含むダミー基板に対して、前記第1工程と同じ条件の露光処理、加熱処理、及び現像処理をこの順で実施する第5工程を有する、請求項1に記載の感光性組成物の検査方法。
  3. 前記第1工程は、前記第1感光性組成物層を含む前記ダミー基板を露光ユニット内で前記露光処理し、露光処理された前記ダミー基板を加熱ユニット内で前記加熱処理し、加熱処理された前記ダミー基板を現像ユニット内で前記現像処理する工程であり、
    前記第2工程は、前記第1感光性組成物層を含む前記第1評価用基板を前記露光ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された前記第1評価用基板を前記加熱ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された前記第1評価用基板を前記現像ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程であり、
    前記第3工程は、前記第2感光性組成物層を含む第2評価用基板を前記露光ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて露光処理し、露光処理された前記第2評価用基板を前記加熱ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて加熱処理し、加熱処理された前記第2評価用基板を前記現像ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて現像処理して、パターンを形成する工程である、請求項1に記載の感光性組成物の検査方法。
  4. 前記第5工程は、前記第2感光性組成物層を含む前記ダミー基板を露光ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて前記露光処理し、露光処理された前記ダミー基板を加熱ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて前記加熱処理し、加熱処理された前記ダミー基板を現像ユニット内で前記第1工程と同じ条件にて前記現像処理する工程である、請求項2に記載の感光性組成物の検査方法。
  5. 前記第1工程において、前記露光ユニット、前記加熱ユニット、及び前記現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の前記ダミー基板を処理する、請求項3に記載の感光性組成物の検査方法。
  6. 前記第2工程において、前記露光ユニット、前記加熱ユニット、及び前記現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の前記第1評価用基板を処理する、請求項3に記載の感光性組成物の検査方法。
  7. 前記第3工程において、前記露光ユニット、前記加熱ユニット、及び前記現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の前記第2評価用基板を処理する、請求項3に記載の感光性組成物の検査方法。
  8. 前記第5工程において、前記露光ユニット、前記加熱ユニット、及び前記現像ユニットのそれぞれにおいて、1枚の前記ダミー基板を処理する、請求項4に記載の感光性組成物の検査方法。
  9. 前記第2工程と前記第3工程との間の時間が8分間以上である、請求項1~8のいずれか1項に記載の感光性組成物の検査方法。
  10. 前記第1工程を複数回実施する、請求項1~9のいずれか1項に記載の感光性組成物の検査方法。
  11. 請求項1~10のいずれか1項に記載の感光性組成物の検査方法を含む、感光性組成物の製造方法。
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