[发明专利]半导体用洗涤液及使用该洗涤液的洗涤方法

说明书

本发明的课题是提供用于在半导体元件制造工序中，预先防止抗蚀剂图案形成后或半导体基板加工后产生的半导体基板上所产生的缺陷，为了在光刻工序中，在光刻用药液向半导体制造装置内通液之前，除去药液通液部分所存在的金属杂质等，而用于有效地进行这些杂质的除去的洗涤液。作为解决本发明的课题的方法是一种洗涤液，其用于对制造半导体的光刻工序中所使用的半导体制造装置内的光刻用药液的通液部分进行洗涤，所述洗涤液包含无机酸、水和亲水性有机溶剂。该洗涤液中的无机酸的浓度基于洗涤液的总量优选为0.0001质量％～60质量％。

技术领域

本发明涉及制造半导体元件的光刻工序中所使用的半导体用洗涤液，特别是用于对半导体制造装置内的光刻用药液通液部分(半导体制造装置内配管或过滤用过滤器)进行洗涤的洗涤液，以及使用了该洗涤液的洗涤方法。

背景技术

一直以来，在半导体元件的制造中，通过使用了抗蚀剂的光刻进行加工。该加工为在硅片等半导体基板上形成抗蚀剂膜，在该抗蚀剂膜上隔着描绘有半导体器件的图案的掩模图案来照射紫外线等活性光线，进行显影，获得抗蚀剂图案。通过以该获得的抗蚀剂图案作为保护膜将基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成与上述图案对应的凹凸的加工法。

伴随近年来的半导体元件的微细化，所使用的活性光线也从KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)、EUV光(13.5nm)短波长化。与此相伴，产生以活性光线从半导体基板反射为代表由于各种影响而不能适当地形成抗蚀剂图案的问题。

现在，为了消除上述那样的不良状况，在半导体基板与抗蚀剂之间，形成防反射膜、平坦化膜等由有机物质形成的下层膜，即，有机下层膜而进行的方法成为主流。在该情况下，将抗蚀剂图案作为保护膜，通过蚀刻来除去不被抗蚀剂保护的部分的有机下层膜，然后，进行半导体基板的加工。用于有机下层膜、半导体基板的加工的蚀刻一般通过干蚀刻来进行。

此外，作为半导体基板与光致抗蚀剂之间的下层膜，使用了作为硬掩模而已知的由无机物质形成的膜。在该情况下，在光致抗蚀剂(有机物质)与硬掩模(下层膜：无机物质)中，其构成成分有大的不同，因此它们的通过干蚀刻而被除去的速度大幅取决于干蚀刻所使用的气体种类，因此利用其蚀刻速度之比不同的性质来进行半导体基板的加工。该半导体基板的加工一般通过干蚀刻来进行。

此外，还研究了在硬掩模的下层利用涂布法或CVD法等方法来形成有机下层膜，利用了硬掩模与有机下层膜的干蚀刻速度的气体种类依赖性的多层抗蚀剂工艺。

此外现在，为了降低制造半导体的成本，为了延长使用了ArF准分子激光的加工法寿命，还研究了在曝光光与抗蚀剂之间夹持规定膜厚的水或专用的高折射率液体等液体介质，利用折射率的不同来使ArF光进一步微细而进行图案形成的ArF液浸光刻法。该液浸光刻法为将以往作为空气、氮气等非活性气体的曝光光路空间用具有比这些空间(气体)的折射率大并且比抗蚀剂膜的折射率小的折射率(n)的液体介质进行置换的方法，即使使用相同曝光波长的光源，与使用了更短波长的曝光光的情况、使用了高NA透镜的情况同样地，具有实现了高分辨率，并且也不产生焦点深度幅的降低等优点。如果使用这样的液浸光刻，则使用现存的曝光装置所安装的透镜，可以实现低成本、高分辨率更优异，并且焦点深度也优异的抗蚀剂图案的形成。

在ArF液浸光刻中，以在抗蚀剂曝光时将水等液体在抗蚀剂上直接接触的状态进行。因此为了防止从抗蚀剂溶出异物带来的缺陷，有时在抗蚀剂上使用液浸工艺用抗蚀剂上部保护膜(外涂层，topcoat)。

现在制造半导体元件的大量生产中所适用的微细光刻工序、特别是使用了ArF准分子激光的液浸光刻中，由于抗蚀剂图案的微细化和由于经过在曝光时液体介质直接接触这样的特殊的工序，因此观察到以往检测不到的微小缺陷、以及光刻用药液(A)(抗蚀剂、有机系抗蚀剂下层膜、硬掩模、外涂层、显影液等)中所包含的泡为原因的缺陷(水痕，watermark)。