JP2006227632A - Immersion lithography process-use resist protection film forming material, composite film and resist pattern forming method - Google Patents

Immersion lithography process-use resist protection film forming material, composite film and resist pattern forming method Download PDF

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JP2006227632A
JP2006227632A JP2006067863A JP2006067863A JP2006227632A JP 2006227632 A JP2006227632 A JP 2006227632A JP 2006067863 A JP2006067863 A JP 2006067863A JP 2006067863 A JP2006067863 A JP 2006067863A JP 2006227632 A JP2006227632 A JP 2006227632A
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resist
film
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resist film
exposure process
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Application number
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Inventor
Hiroshi Hirayama
拓 平山
Ryoichi Takasu
亮一 高須
Mitsuru Sato
充 佐藤
Kazumasa Wakiya
和正 脇屋
Masaaki Yoshida
正昭 吉田
Koki Tamura
弘毅 田村
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent both a resist film and a liquid used from changing in properties during liquid immersion lithography, in a liquid immersion lithography process, particularly in a liquid immersion lithography process by which the resolution of a resist pattern is enhanced by exposing the resist film in a state where the liquid of a predetermined thickness having a higher refractive index than air and a lower refractive index than the resist film is allowed to exist on at least the resist film in a path through which lithography exposure light reaches the resist film, so that a resist pattern with high resolution can be formed using the liquid immersion lithography. <P>SOLUTION: A protective film having the following properties of: being transparent with respect to exposure light; having substantially no compatibility with the liquid in which the resist film used is immersed; and causing no mixing with the resist film is formed on a surface of the resist film by using a composition containing a cyclic perfluoroalkyl polyether as a perfluoroalkyl polyether. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)プロセスに、中でも、リソグラ
フィー露光光がレジスト膜に到達する経路の少なくとも前記レジスト膜上に空気より屈折
率が高くかつ前記レジスト膜よりも屈折率が低い所定厚さの液体を介在させた状態で前記
レジスト膜を露光することによってレジストパターンの解像度を向上させる構成の液浸露
光プロセスに用いて好適なレジスト保護膜形成用材料、該保護膜形成材料による保護膜を
有する複合膜、および前記保護膜を用いたレジストパターン形成方法に関するもので
ある。
The present invention relates to a liquid immersion lithography process, in particular, a refractive index higher than air and lower than the resist film on at least the resist film in a path through which lithography exposure light reaches the resist film. A resist protective film forming material suitable for use in an immersion exposure process configured to improve the resolution of a resist pattern by exposing the resist film with a liquid having a predetermined thickness interposed therebetween, and the protective film forming material The present invention relates to a composite film having a protective film and a resist pattern forming method using the protective film.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リ
ソグラフィー法が多用されているが、デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工
程におけるレジストパターンの微細化が要求されている。
Lithography is often used to manufacture fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices. However, with the miniaturization of device structures, it is required to make finer resist patterns in the lithography process.

現在では、リソグラフィー法により、例えば、最先端の領域では、線幅が90nm程度
の微細なレジストパターンを形成することが可能となっているが、今後はさらに微細なパ
ターン形成が要求される。
At present, it is possible to form a fine resist pattern having a line width of about 90 nm by the lithography method, for example, in the most advanced region. However, further fine pattern formation is required in the future.

このような90nmより微細なパターン形成を達成させるためには、露光装置とそれに
対応するレジストの開発が第1のポイントとなる。露光装置においては、F2エキシマレ
ーザー、EUV(極端紫外光)、電子線、X線、軟X線等の光源波長の短波長化やレンズの
開口数(NA)の増大等が開発ポイントとしては一般的である。
In order to achieve such fine pattern formation of less than 90 nm, the development of an exposure apparatus and a corresponding resist is the first point. Development points for exposure equipment include shortening the wavelength of light sources such as F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet light), electron beam, X-ray, soft X-ray, and increasing the numerical aperture (NA) of the lens. It is common.

しかしながら、光源波長の短波長化は高額な新たな露光装置が必要となるし、また、高
NA化では、解像度と焦点深度幅がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦
点深度幅が低下するという問題がある。
However, shortening the wavelength of the light source requires a new expensive exposure apparatus, and in increasing the NA, there is a trade-off between the resolution and the depth of focus. There is a problem that decreases.

最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィー技術として、液浸露光(リキッ
ドイマージョンリソグラフィー)法という方法が報告されている(例えば、非特許文献1
、非特許文献2、非特許文献3)。この方法は、露光時に、レンズと基板上のレジスト膜
との間の少なくとも前記レジスト膜上に所定厚さの純水またはフッ素系不活性液体等の液
状屈折率媒体(屈折率液体、浸漬液)を介在させるというものである。この方法では、従
来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率(n)のより大きい液体、
例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いてもより短波長の光源を
用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成されると同時に焦点深
度幅の低下もない。
Recently, as a lithography technique capable of solving such a problem, a method called an immersion exposure (liquid immersion lithography) method has been reported (for example, Non-Patent Document 1).
Non-patent document 2, Non-patent document 3). In this method, a liquid refractive index medium (refractive index liquid, immersion liquid) such as pure water or a fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness is formed on at least the resist film between the lens and the resist film on the substrate during exposure. Is to intervene. In this method, the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, is converted into a liquid having a higher refractive index (n),
For example, by replacing with pure water or the like, high resolution can be achieved at the same time when a light source with the same exposure wavelength is used and a light source with a shorter wavelength is used or when a high NA lens is used. There is no reduction in the depth of focus.

このような液浸露光を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コス
トで、より高解像性に優れ、かつ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現でき
るため、大変注目されている。
By using such immersion exposure, it is possible to realize the formation of a resist pattern that is low in cost, excellent in high resolution, and excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. It is attracting a lot of attention.

Journal of Vacuum Science & Technology B(ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー)(J.Vac.Sci.Technol.B)((発行国)アメリカ)、1999年、第17巻、6号、3306−3309頁.Journal of Vacuum Science & Technology B (Journal of Vacuum Science Technology) (J. Vac. Sci. Technol. B) ((Issue Country) USA), 1999, Vol. 17, No. 6, pages 3306-3309. Journal of Vacuum Science & Technology B(ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー)(J.Vac.Sci.Technol.B)((発行国)アメリカ)、2001年、第19巻、6号、2353−2356頁.Journal of Vacuum Science & Technology B (Journal of Vacuum Science Technology) (J. Vac. Sci. Technol. B) ((Publishing Country) USA), 2001, Vol. 19, No. 6, pp. 2353-2356. Proceedings of SPIE Vol.4691(プロシーディングスオブエスピーアイイ((発行国)アメリカ)2002年、第4691巻、459−465頁.Proceedings of SPIE Vol.4691 (Proceedings of SPAI ((Issuing country) USA) 2002, 4691, pp. 459-465.

しかしながら、上述のような液浸露光プロセスにおいては、露光時にレジスト膜が直接
に屈折率液体(浸漬液)に接触するので、レジスト膜は液体による侵襲を受けることにな
る。したがって、従来使用されてきたレジスト組成物をそのまま適用可能か否かを検証す
る必要がある。
However, in the above-described immersion exposure process, the resist film is directly in contact with the refractive index liquid (immersion liquid) at the time of exposure, so that the resist film is subjected to invasion by the liquid. Therefore, it is necessary to verify whether or not a conventionally used resist composition can be applied as it is.

現在慣用のレジスト組成物は、露光光に対する透明性を有することという最重要必須特
性から可能な樹脂が既に広範に検討されて確立された組成物である。本発明者等は、この
ような現在提案されているレジスト組成物のうち、そのままの組成で、あるいは組成を若
干調整をすることによって、液浸露光に適する特性を持つレジスト組成物が得られないか
を実験検討した。その結果、実用上、期待のできるレジスト組成物が存在することが判明
した。その一方で、液浸露光では、液による変質が生じて十分なパターン解像性が得られ
ないレジスト組成物でも、通常の空気層を介した露光によるリソグラフィーでは微細かつ
高い解像性を示すものが多く存在することも確認された。このようなレジスト組成物は、
多くの開発資源を費やして確立された組成物であり、露光光に対する透明性、現像性、保
存安定性等の様々なレジスト特性に優れた組成物であり、かかるレジスト組成物には浸漬
液に対する耐性のみが劣るというものが、多数存在する。このような液浸露光に適さない
が、空気層でのリソグラフィーでは高い解像性を示す組成物のいくつかの例は、後述の本
発明の比較例において示すこととする。
Currently used resist compositions are compositions that have already been extensively studied and established from the most important property of having transparency to exposure light. The inventors of the presently proposed resist compositions cannot obtain a resist composition having the characteristics suitable for immersion exposure by using the composition as it is or by slightly adjusting the composition. This was experimentally examined. As a result, it was found that there is a resist composition that can be expected in practical use. On the other hand, even if the resist composition does not have sufficient pattern resolution due to alteration by liquid in immersion exposure, it shows fine and high resolution in lithography by exposure through a normal air layer. It was also confirmed that there are many. Such a resist composition is
It is a composition established by spending many development resources, and is a composition excellent in various resist properties such as transparency to exposure light, developability, and storage stability. There are many things that only have poor resistance. Some examples of compositions that are not suitable for such immersion exposure but exhibit high resolution in air layer lithography will be shown in the comparative examples of the present invention described below.

なお、前述の液浸露光に適するレジスト膜を用いた場合であっても、液浸露光を行った
場合、空気層を介した露光に比べて、幾分品質および良品収率が落ちることも確認されて
いる。
In addition, even when the resist film suitable for the above-mentioned immersion exposure is used, when immersion exposure is performed, it is confirmed that the quality and yield of non-defective products are somewhat lowered compared to exposure through an air layer. Has been.

なお、前述の従来のレジスト膜の液浸露光適性は、次のような液浸露光方法に対する分
析を踏まえて、評価したものである。
The suitability of the above-described conventional resist film for immersion exposure was evaluated based on the following analysis with respect to the immersion exposure method.

すなわち、液浸露光によるレジストパターン形成性能を評価するには、(i)液浸露光
法による光学系の性能、(ii)浸漬液に対するレジスト膜からの影響、(iii)浸漬液に
よるレジスト膜の変質、の3点が確認できれば、必要十分であると、判断される。
That is, to evaluate the resist pattern formation performance by immersion exposure, (i) the performance of the optical system by the immersion exposure method, (ii) the influence of the resist film on the immersion liquid, (iii) the resist film by the immersion liquid If the three points of alteration can be confirmed, it is judged that it is necessary and sufficient.

(i)の光学系の性能については、例えば、表面耐水性の写真用の感光板を水中に沈め
て、その表面にパターン光を照射する場合を想定すれば明らかなように、水面と、水と感
光板表面との界面とにおいて反射等の光伝搬損失がなければ、後は問題が生じないことは
、原理上、疑いがない。この場合の光伝搬損失は、露光光の入射角度の適正化により容易
に解決できる。したがって、露光対象であるものがレジスト膜であろうと、写真用の感光
版であろうと、あるいは結像スクリーンであろうと、それらが浸漬液に対して不活性であ
るならば、すなわち、浸漬液から影響も受けず、浸漬液に影響も与えないものであるなら
ば、光学系の性能には、なんら変化は生じないと考え得る。したがって、この点について
は、新たに確認実験するには及ばない。
As for the performance of the optical system (i), for example, it is clear that the surface water-resistant photographic photosensitive plate is submerged in water and the surface is irradiated with pattern light. In principle, there is no doubt that there will be no problem if there is no light propagation loss such as reflection at the interface between the substrate and the photosensitive plate surface. The light propagation loss in this case can be easily solved by optimizing the incident angle of the exposure light. Therefore, whether the object to be exposed is a resist film, a photographic photosensitive plate, or an imaging screen, if they are inert to the immersion liquid, that is, from the immersion liquid. If it is not affected and does not affect the immersion liquid, it can be considered that there is no change in the performance of the optical system. Therefore, this point is not necessary for a new confirmation experiment.

(ii)の浸漬液に対するレジスト膜からの影響は、具体的には、レジスト膜の成分が液
中に溶け出し、液の屈折率を変化させることである。液の屈折率が変化すれば、パターン
露光の光学的解像性は、変化を受けるのは、実験するまでもなく、理論から確実である。
この点については、単に、レジスト膜を液に浸漬した場合、成分が溶け出して、浸漬液の
組成が変化していること、もしくは屈折率が変化していることを確認できれば、十分であ
り、実際にパターン光を照射し、現像して解像度を確認するまでもない。
Specifically, the influence of the resist film on the immersion liquid (ii) is that the components of the resist film dissolve into the liquid and change the refractive index of the liquid. If the refractive index of the liquid is changed, the optical resolution of the pattern exposure is surely changed from the theory without undergoing experimentation.
In this regard, if the resist film is simply immersed in the liquid, it is sufficient if the components are dissolved and the composition of the immersion liquid is changed or the refractive index is changed. There is no need to actually irradiate the pattern light and develop it to confirm the resolution.

これと逆に、液中のレジスト膜にパターン光を照射し、現像して解像性を確認した場合
には、解像性の良否は確認可能でも、浸漬液の変質による解像性への影響なのか、レジス
ト材の変質による解像性の影響なのか、あるいは両方なのかが、区別できなくなる。
On the contrary, when the resist film in the liquid is irradiated with pattern light and developed and the resolution is confirmed, the quality of the resolution can be confirmed by the alteration of the immersion liquid, even though the resolution can be confirmed. It is impossible to distinguish between the influence, the influence of resolution due to the alteration of the resist material, or both.

(iii)の浸漬液によるレジスト膜の変質によって解像性が劣化する点については、「
露光後に浸漬液のシャワーをレジスト膜にかける処理を行い、その後、現像し、得られた
レジストパターンの解像性を検査する」という評価試験で十分である。しかも、この評価
方法では、レジスト膜に液体を直に振りかけることになり、液浸条件としては、より過酷
となる。かかる点についても、完全浸漬状態で露光を行う試験の場合には、浸漬液の変質
による影響なのか、レジスト組成物の浸漬液による変質が原因なのか、あるいは双方の影
響により、解像性が変化したのかが判然としない。
Regarding the point where the resolution deteriorates due to the change of the resist film by the immersion liquid of (iii), “
It is sufficient to perform an evaluation test in which the resist film is subjected to a treatment by applying an immersion liquid shower after the exposure and then developed, and the resolution of the obtained resist pattern is inspected. In addition, in this evaluation method, the liquid is sprinkled directly on the resist film, and the immersion condition becomes more severe. With regard to this point as well, in the case of a test in which exposure is performed in a completely immersed state, the resolution may be affected by the change of the immersion liquid, the deterioration of the resist composition by the immersion liquid, or both effects. I don't know if it has changed.

前記現象(ii)と(iii)とは、表裏一体の現象であり、レジスト膜の液による変質程
度を確認することによって、把握できる。
The phenomena (ii) and (iii) are phenomena that are integrated with each other, and can be grasped by confirming the degree of deterioration of the resist film due to the liquid.

このような分析に基づき、前述の現在提案されているレジスト膜の液浸露光適性を、「
露光後に浸漬液のシャワーをレジスト膜にかける処理を行い、その後、現像し、得られた
レジストパターンの解像性を検査する」という評価試験により、確認した。なお、露光の
パターン光をプリズムによる干渉光をもって代用させて、試料を液浸状態に置き、露光さ
せる構成の「2光束干渉露光法」を用いて、実際の製造工程をシミュレートした評価も可
能である。
Based on such analysis, the suitability of immersion exposure of the above-described currently proposed resist film is expressed as “
It was confirmed by an evaluation test that “the resist film is subjected to a treatment by applying a shower of immersion liquid after exposure and then developed, and the resolution of the obtained resist pattern is inspected”. In addition, it is possible to evaluate by simulating the actual manufacturing process using the “two-beam interference exposure method” in which the exposure pattern light is substituted with interference light from the prism, and the sample is placed in an immersion state and exposed. It is.

上述のように、液浸露光に適するレジスト膜を新たに製造するには、多くの開発資源を
必要とすることが確実である反面、現在提案されているレジスト組成物のうちには、その
ままの組成で、あるいは組成に若干の調整をすることによって、品質上幾分かの劣化は生
じるものの、液浸露光に適する特性を持つレジスト組成物が存在すること、その一方で、
液浸露光では、浸漬液による変質が生じて十分なパターン解像性が得られないレジスト膜
でも、通常の空気層を介した露光によるリソグラフィーでは微細かつ高い解像性を示すも
のが多く存在することも確認された。
As described above, in order to newly produce a resist film suitable for immersion exposure, it is certain that a lot of development resources are required. On the other hand, among currently proposed resist compositions, Although there is some degradation in quality due to the composition or slight adjustment to the composition, there is a resist composition having characteristics suitable for immersion exposure,
In immersion exposure, there are many resist films that do not exhibit sufficient pattern resolution due to alteration due to immersion liquid, and that exhibit fine and high resolution in lithography by exposure through a normal air layer. It was also confirmed.

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、多くの開発資源を費
やして確立した従来のレジスト組成物から得られるレジスト膜を液浸露光にも準用できる
技術を提供することを課題とするものであり、具体的には、従来のレジスト膜の表面に特
定の保護膜を一時的に形成することによって、液浸露光中のレジスト膜の変質および使用
液体の変質を同時に防止し、液浸露光を用いた高解像性レジストパターンの形成を可能と
することを課題とするものである。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a technique in which a resist film obtained from a conventional resist composition established by spending many development resources can be applied to immersion exposure. More specifically, by temporarily forming a specific protective film on the surface of a conventional resist film, the resist film during the immersion exposure and the liquid used are simultaneously modified. It is an object of the present invention to prevent and enable the formation of a high-resolution resist pattern using immersion exposure.

前記課題を解決するために、本発明に係る液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材
料は、パーフルオロアルキルポリエーテルを含有する組成物からなり、露光光に対して透
明で、液浸露光用の液体に対して実質的な相溶性を持たず、かつ前記レジスト膜との間で
ミキシングを生じない特性を有する、液浸露光プロセスに用いて好適なレジスト保護膜形
成用材料であって、前記パーフルオロアルキルポリエーテルが環式パーフルオロアルキル
ポリエーテルであることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a resist protective film forming material for immersion exposure process according to the present invention is composed of a composition containing perfluoroalkyl polyether, is transparent to exposure light, and is used for immersion exposure. A material for forming a resist protective film suitable for use in an immersion exposure process, which has a property that does not have substantial compatibility with the liquid of the liquid and does not cause mixing with the resist film, The perfluoroalkyl polyether is a cyclic perfluoroalkyl polyether.

また、本発明に係る液浸露光プロセス用複合膜は、レジスト膜と該レジスト膜上に
形成された保護膜とからなり、前記保護膜が前記液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成
材料を用いて形成された被膜であることを特徴とする。
Further, the composite film for immersion exposure process according to the present invention comprises a resist film and a protective film formed on the resist film, and the protective film is formed using the resist protective film forming material for the immersion exposure process. It is a formed film.

さらに、本発明に係るレジストパターン形成方法は、液浸露光プロセスを用いたレジス
トパターン形成方法であって、基板上にフォトレジスト膜を形成し、前記レジスト膜の上
に、前記液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成材料を用いて、露光光に透明で、液浸露
光用の液体に対して実質的な相溶性を持たず、かつ前記レジスト膜との間でミキシングを
生じない特性を有する保護膜を形成し、前記レジスト膜と前記保護膜とが積層された前記
基板の少なくとも前記保護膜上に直接所定厚みの前記液浸露光用液体を配置し、前記液浸
露光用液体および前記保護膜を介して前記レジスト膜に選択的に光を照射し、必要に応じ
て加熱処理を行い、前記照射後のレジスト膜から前記保護膜を除去し、前記保護膜を除去
したレジスト膜を現像し、レジストパターンを得ることを含むことを特徴とする。
Furthermore, the resist pattern forming method according to the present invention is a resist pattern forming method using an immersion exposure process, wherein a photoresist film is formed on a substrate, and the immersion exposure process is performed on the resist film. Using a resist protective film forming material, the protective film is transparent to exposure light, has no substantial compatibility with the liquid for immersion exposure, and does not cause mixing with the resist film The immersion exposure liquid having a predetermined thickness is directly disposed on at least the protection film of the substrate on which the resist film and the protection film are laminated, and the immersion exposure liquid and the protection film are disposed on the substrate. Then, the resist film is selectively irradiated with light, subjected to heat treatment as necessary, the protective film is removed from the irradiated resist film, the resist film from which the protective film has been removed is developed, Characterized in that it comprises obtaining bets pattern.

なお、前記構成において、液浸露光プロセスは、中でも、リソグラフィー露光光がレジ
スト膜に到達するまでの経路の少なくとも前記レジスト膜上に、空気より屈折率が大きく
かつ前記レジスト膜よりも屈折率が小さい所定厚さの前記液浸露光用液体を介在させた状
態で、露光することによってレジストパターンの解像度を向上させる構成のものが好適で
ある。
In the above-described configuration, the immersion exposure process has a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film on at least the resist film in the path until the lithography exposure light reaches the resist film. A configuration in which the resolution of the resist pattern is improved by performing exposure while the liquid for immersion exposure having a predetermined thickness is interposed is preferable.

本発明によれば、慣用のどのようなレジスト組成物を用いてレジスト膜を構成しても、
液浸露光工程においてレジストパターンがT−トップ形状となるなどレジストパターンの
表面の荒れがなく、感度が高く、レジストパターンプロファイル形状に優れ、かつ焦点深
度幅や露光余裕度、引き置き経時安定性が良好である、精度の高いレジストパターンを得
ることができる。従って、本発明の保護膜を用いると、液浸露光プロセスを用いたレジス
トパターンの形成を効果的に行うことができる。
According to the present invention, any conventional resist composition can be used to form a resist film.
There is no surface roughness of the resist pattern, such as the T-top shape of the resist pattern in the immersion exposure process, the sensitivity is high, the resist pattern profile shape is excellent, and the depth of focus, exposure margin, and stability over time are maintained. A good and highly accurate resist pattern can be obtained. Therefore, when the protective film of the present invention is used, it is possible to effectively form a resist pattern using an immersion exposure process.

前記構成の本発明において、液浸露光用液体としては、実質的に純水もしくは脱イオン
水からなる水、あるいはフッ素系不活性液体を好適に使用することができるが、コスト性
、後処理の容易性などから考慮して、水がより好適である。
In the present invention configured as described above, as the immersion exposure liquid, water substantially composed of pure water or deionized water, or a fluorine-based inert liquid can be preferably used. In consideration of easiness and the like, water is more preferable.

本発明において使用可能なレジスト膜は、従来慣用のレジスト組成物を用いて得られた
あらゆるレジスト膜が使用可能であり、特に限定して用いる必要はない。この点が本発明
の最大の特徴でもある。
As the resist film that can be used in the present invention, any resist film obtained using a conventionally used resist composition can be used, and there is no need to use it in a particularly limited manner. This is also the greatest feature of the present invention.

また、本発明の保護膜として必須の特性は、前述のように、露光光に対して透明で、屈
折率液体に対して実質的な相溶性を持たず、かつレジスト膜との間でミキシングを生じな
いことであり、さらにはレジスト膜への密着性がよく、かつ剥離性が良いことであり、そ
のような特性を具備する保護膜を形成可能な保護膜材料としては、特定のフッ素系樹脂を
フッ素系溶剤に溶解してなる組成物を用いる。
In addition, as described above, the essential characteristics of the protective film of the present invention are transparent to the exposure light, have no substantial compatibility with the refractive index liquid, and are mixed with the resist film. As a protective film material capable of forming a protective film having such characteristics, it has a good adhesion to the resist film and good releasability. A composition obtained by dissolving in a fluorine-based solvent is used.

上記フッ素系樹脂としては、環式パーフルオロアルキルポリエーテルを含有する樹脂を
用いる。この環式パーフルオロアルキルポリエーテルは、単独で用いることが望ましいが
、他のフッ素系樹脂と一緒に用いてもよい。他のフッ素系樹脂としては、例えば、ポリク
ロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体などを用いることができる。
As the fluororesin, a resin containing a cyclic perfluoroalkyl polyether is used. This cyclic perfluoroalkyl polyether is desirably used alone, but may be used together with other fluororesins. Examples of other fluororesins include polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and the like.

そして、前記環式パーフルオロアルキルポリエーテルとしては、市販のものでは、旭硝
子社製のサイトップシリーズや、デュポン社製のテフロン(登録商標)−AF1600、
テフロン(登録商標)−AF2400などを用いることができる。
As the cyclic perfluoroalkyl polyether, commercially available products such as Cytop series manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Teflon (registered trademark) -AF1600 manufactured by DuPont,
Teflon (registered trademark) -AF2400 or the like can be used.

また、上記フッ素系溶剤としては、環式パーフルオロアルキルポリエーテルを始めとし
た上記フッ素系樹脂を溶解し得る溶剤であれば良く、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等のパーフルオロアルカンまたはパーフルオロシ
クロアルカン、これらの一部に二重結合の残ったパーフルオロアルケン、さらにはパーフ
ルオロテトラヒドロフラン、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)等のパーフ
ルオロ環状エーテル、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロテトラペンチルアミ
ン、パーフルオロテトラヘキシルアミン等のフッ素系溶剤を用いることができる。
また、これらのフッ素系溶剤と相溶性を有する他の有機溶剤、界面活性剤等も適宜混合
して用いることが可能である。
The fluorinated solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the fluorinated resin such as cyclic perfluoroalkyl polyether. For example, perfluorohexane, perfluoroheptane, and the like can be used. Fluoroalkanes or perfluorocycloalkanes, perfluoroalkenes in which some of the double bonds remain, and perfluorocyclic ethers such as perfluorotetrahydrofuran and perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), perfluorotributylamine, Fluorine solvents such as fluorotetrapentylamine and perfluorotetrahexylamine can be used.
In addition, other organic solvents having compatibility with these fluorine-based solvents, surfactants, and the like can be appropriately mixed and used.

環式パーフルオロアルキルポリエーテルを含有するフッ素系樹脂濃度は、膜を形成し得
る範囲であれば特に限定されないが、塗布性等を考慮した場合、0.1〜30wt%程度
とすることが好ましい。
The concentration of the fluororesin containing a cyclic perfluoroalkyl polyether is not particularly limited as long as it can be formed into a film, but it is preferably about 0.1 to 30 wt% in consideration of applicability and the like. .

好適な保護膜材料としては、環式パーフルオロアルキルポリエーテルを含有するフッ素
系樹脂をパーフルオロトリブチルアミンに溶解せしめた構成とすることが好ましい。
As a suitable protective film material, it is preferable that a fluorine-based resin containing a cyclic perfluoroalkyl polyether is dissolved in perfluorotributylamine.

前述のように、本発明液浸露光プロセスに用いられるレジスト膜材料としては、慣用の
ポジ型レジスト、ネガ型ホトレジストを使用することができる。これらの具体例を以下に
例示する。
As described above, as the resist film material used in the immersion exposure process of the present invention, a conventional positive resist or negative photoresist can be used. Specific examples of these are exemplified below.

まず、ポジ型ホトレジストに用いられる樹脂成分としては、アクリル系樹脂、シクロオ
レフィン系樹脂、シルセスキオキサン系樹脂等が用いられる。
First, acrylic resins, cycloolefin resins, silsesquioxane resins, and the like are used as resin components used for positive photoresists.

前記アクリル系樹脂としては、例えば、酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル
酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有し、この構成単位(a1)以外の他の(
メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位をも含めて、(メタ)アクリル酸エス
テルから誘導される構成単位80モル%以上、好ましくは90モル%(100モル%が最
も好ましい)含む樹脂が好ましい。
Examples of the acrylic resin include a structural unit (a1) derived from a (meth) acrylic acid ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and other (
Resins containing 80 mol% or more, preferably 90 mol% (100 mol% is most preferred) of structural units derived from (meth) acrylic acid esters, including structural units derived from (meth) acrylic acid esters are preferred. .

また、前記樹脂成分は、解像性、耐ドライエッチング性、そして、微細なパターンの形
状を満足するために、前記(a1)単位以外の複数の異なる機能を有するモノマー単位、
例えば、以下の構成単位の組み合わせにより構成される。
The resin component is a monomer unit having a plurality of different functions other than the unit (a1) in order to satisfy resolution, dry etching resistance, and a fine pattern shape.
For example, it is comprised by the combination of the following structural units.

すなわち、ラクトン単位を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位
(以下、(a2)または(a2)単位という。)、アルコール性水酸基含有多環式基を有
する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(以下、(a3)または(a3
)単位という。)、前記(a1)単位の酸解離性溶解抑制基、前記(a2)単位のラクト
ン単位、および前記(a3)単位のアルコール性水酸基含有多環式基のいずれとも異なる
多環式基を含む構成単位(以下、(a4)または(a4)単位という)などである。
That is, from a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester having a lactone unit (hereinafter referred to as (a2) or (a2) unit), a (meth) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group. Derived structural unit (hereinafter referred to as (a3) or (a3
) Unit. ), An acid dissociable, dissolution inhibiting group of the (a1) unit, a lactone unit of the (a2) unit, and a polycyclic group different from any of the alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic groups of the (a3) unit Units (hereinafter referred to as (a4) or (a4) units).

これら(a2)、(a3)および/または(a4)は、要求される特性等によって適宜
組み合わせ可能である。好ましくは、(a1)と(a2)、(a3)および(a4)から
選択される少なくとも一つの単位を含有していることにより、解像性およびレジストパタ
ーン形状が良好となる。なお、(a1)〜(a4)単位の内、それぞれについて、異なる
単位を複数種を併用してもよい。
These (a2), (a3) and / or (a4) can be appropriately combined depending on required characteristics and the like. Preferably, by containing at least one unit selected from (a1) and (a2), (a3) and (a4), the resolution and the resist pattern shape are improved. Of the units (a1) to (a4), a plurality of different units may be used in combination.

そして、メタアクリル酸エステルから誘導される構成単位とアクリル酸エステルから誘
導される構成単位は、メタアクリル酸エステルから誘導される構成単位とアクリル酸エス
テルから誘導される構成単位のモル数の合計に対して、メタアクリル酸エステルから誘導
される構成単位を10〜85モル%、好ましくは20〜80モル%、アクリル酸エステル
から誘導される構成単位を15〜90モル%、好ましくは20〜80モル%となるように
用いると好ましい。
And the structural unit derived from the methacrylic acid ester and the structural unit derived from the acrylate ester are the total number of moles of the structural unit derived from the methacrylic acid ester and the structural unit derived from the acrylate ester. On the other hand, the structural unit derived from the methacrylic acid ester is 10 to 85 mol%, preferably 20 to 80 mol%, and the structural unit derived from the acrylate ester is 15 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%. % Is preferably used.

ついで、上記(a1)〜(a4)単位について詳細に説明する。
(a1)単位は、酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導さ
れる構成単位である。この(a1)における酸解離性溶解抑制基は、露光前は樹脂成分全
体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、露光後は発生した酸の作
用により解離し、この樹脂成分全体をアルカリ可溶性へ変化させるものであれば特に限定
せずに用いることができる。一般的には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と、環状
または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基、第3級アルコキシカルボニル基、ま
たは鎖状アルコキシアルキル基などが広く知られている。
Next, the units (a1) to (a4) will be described in detail.
The unit (a1) is a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group. The acid dissociable, dissolution inhibiting group in (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that renders the entire resin component insoluble in alkali before exposure, and is dissociated by the action of the generated acid after exposure. It can be used without particular limitation as long as it is changed to be soluble. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester, a tertiary alkoxycarbonyl group, or a chain alkoxyalkyl group is widely known with a carboxyl group of (meth) acrylic acid. .

前記(a1)における酸解離性溶解抑制基として、例えば、脂肪族多環式基を含有する
酸解離性溶解抑制基を好適に用いることができる。
前記多環式基としては、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよい
し、されていなくてもよいビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テロラシクロアルカ
ンなどから1個の水素元素を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノ
ルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロ
アルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArF
レジストにおいて、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
これらの中でもアダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が工業上好
ましい。
As the acid dissociable, dissolution inhibiting group in (a1), for example, an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic polycyclic group can be suitably used.
As the polycyclic group, one hydrogen element is removed from bicycloalkane, tricycloalkane, teracycloalkane, etc., which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Examples include groups. Specific examples include groups in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Such polycyclic groups are ArF
The resist can be appropriately selected from a large number of proposed ones.
Of these, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are industrially preferable.

前記(a1)として好適なモノマー単位を下記一般式(1)〜(7)に示す。なお、こ
れら一般式(1)〜(7)において、Rは水素原子またはメチル基、R1は低級アルキル
基、R2およびR3はそれぞれ独立して低級アルキル基、R4は第3級アルキル基、R5はメ
チル基、R6は低級アルキル基、R7は低級アルキル基である。)
上記R1〜R3およびR6〜R7はそれぞれ、炭素数1〜5の低級の直鎖または分岐状アル
キル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、
イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基など
が挙げられる。工業的にはメチル基またはエチル基が好ましい。
また、R4は、tert−ブチル基やtert−アミル基のような第3級アルキル基で
あり、tert−ブチル基である場合が工業的に好ましい。
Monomer units suitable as the (a1) are shown in the following general formulas (1) to (7). In these general formulas (1) to (7), R is a hydrogen atom or a methyl group, R 1 is a lower alkyl group, R 2 and R 3 are each independently a lower alkyl group, and R 4 is a tertiary alkyl group. Group, R 5 is a methyl group, R 6 is a lower alkyl group, and R 7 is a lower alkyl group. )
R 1 to R 3 and R 6 to R 7 are each preferably a lower linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group,
Examples include isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.
R 4 is a tertiary alkyl group such as a tert-butyl group or a tert-amyl group, and the case where it is a tert-butyl group is industrially preferred.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

Figure 2006227632
Figure 2006227632

(a1)単位として、上記に挙げた中でも、特に、一般式(1)、(2)、(3)で表
される構成単位は、透明性が高く高解像性で耐ドライエッチング性に優れるパターンが形
成できるため、より好ましい。
Among the units listed above as the (a1) unit, in particular, the structural units represented by the general formulas (1), (2), and (3) have high transparency, high resolution, and excellent dry etching resistance. Since a pattern can be formed, it is more preferable.

前記(a2)単位は、ラクトン単位を有するので、現像液との親水性を高めるために有
効である。
このような(a2)単位は、ラクトン単位を有し、樹脂成分の他の構成単位と共重合可
能なものであればよい。
例えば、単環式のラクトン単位としては、γ-ブチロラクトンから水素原子1つを除い
た基などが挙げられる。また、多環式のラクトン単位としては、ラクトン含有ポリシクロ
アルカンから水素原子を1つを除いた基などが挙げられる。
Since the unit (a2) has a lactone unit, it is effective for enhancing hydrophilicity with the developer.
Such a unit (a2) has only to have a lactone unit and can be copolymerized with other structural units of the resin component.
For example, examples of the monocyclic lactone unit include a group in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the polycyclic lactone unit include a group obtained by removing one hydrogen atom from a lactone-containing polycycloalkane.

前記(a2)として好適なモノマー単位を下記一般式(10)〜(12)に示す。これ
ら一般式において、Rは水素原子またはメチル基である。
Monomer units suitable as the above (a2) are shown in the following general formulas (10) to (12). In these general formulas, R is a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記一般式(12)に示したようなα炭素にエステル結合を有する(メタ)アクリル酸
のγ-ブチロラクトンエステル、そして、一般式(10)や(11)のようなノルボルナ
ンラクトンエステルが、特に工業上入手しやすく好ましい。
The γ-butyrolactone ester of (meth) acrylic acid having an ester bond at the α carbon as shown in the general formula (12) and the norbornane lactone ester as shown in the general formulas (10) and (11) are particularly industrial. It is easy to obtain and preferable.

前記(a3)単位は、アルコール性水酸基含有多環式基を有する(メタ)アクリル酸エ
ステルから誘導される構成単位である。
前記アルコール性水酸基含有多環式基における水酸基は極性基であるため、これを用い
ることにより樹脂成分全体の現像液との親水性が高まり、露光部におけるアルカリ溶解性
が向上する。従って、樹脂成分が(a3)を有すると、解像性が向上するため好ましい。
そして、(a3)における多環式基としては、前記(a1)の説明において例示したも
のと同様の脂肪族多環式基から適宜選択して用いることができる。
The unit (a3) is a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group.
Since the hydroxyl group in the alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group is a polar group, the use of this increases the hydrophilicity of the entire resin component with the developer and improves the alkali solubility in the exposed area. Therefore, it is preferable that the resin component has (a3) because the resolution is improved.
And as a polycyclic group in (a3), it can select from the aliphatic polycyclic group similar to what was illustrated in description of the said (a1) suitably, and can be used.

前記(a3)におけるアルコール性水酸基含有多環式基は特に限定されないが、例えば
、水酸基含有アダマンチル基などが好ましく用いられる。
さらに、この水酸基含有アダマンチル基が、下記一般式(13)で表されるものである
と、耐ドライエッチング性を上昇させ、パターン断面形状の垂直性を高める効果を有する
ため、好ましい。なお、一般式中、lは1〜3の整数である。
The alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group in (a3) is not particularly limited, and for example, a hydroxyl group-containing adamantyl group is preferably used.
Furthermore, it is preferable that this hydroxyl group-containing adamantyl group is represented by the following general formula (13) because it has the effect of increasing dry etching resistance and increasing the perpendicularity of the pattern cross-sectional shape. In the general formula, l is an integer of 1 to 3.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記(a3)単位は、上記したようなアルコール性水酸基含有多環式基を有し、かつ樹
脂成分の他の構成単位と共重合可能なものであればよい。
具体的には、下記一般式(14)で表される構成単位が好ましい。なお、一般式(14
)中、Rは水素原子またはメチル基である。
The unit (a3) may be any unit as long as it has an alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group as described above and can be copolymerized with other structural units of the resin component.
Specifically, a structural unit represented by the following general formula (14) is preferable. The general formula (14
R) is a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記(a4)単位において、「前記酸解離性溶解抑制基、前記ラクトン単位、および前
記アルコール性水酸基含有多環式基のいずれとも異なる」多環式基とは、樹脂成分におい
て、(a4)単位の多環式基が、(a1)単位の酸解離性溶解抑制基、(a2)単位のラ
クトン単位、および(a3)単位のアルコール性水酸基含有多環式基のいずれとも重複し
ない多環式基、という意味であり、(a4)が、樹脂成分を構成している(a1)単位の
酸解離性溶解抑制基、(a2)単位のラクトン単位、および(a3)単位のアルコール性
水酸基含有多環式基をいずれも保持していないことを意味している。
In the unit (a4), the polycyclic group “different from any of the acid dissociable, dissolution inhibiting group, the lactone unit, and the alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group” means that in the resin component, the unit (a4) A polycyclic group in which the (a1) unit acid dissociable, dissolution inhibiting group, the (a2) unit lactone unit, and the (a3) unit alcoholic hydroxyl group-containing polycyclic group do not overlap with each other. (A4) is an acid dissociable, dissolution inhibiting group of unit (a1), a lactone unit of unit (a2), and an alcoholic hydroxyl group-containing polycycle of unit (a3) constituting the resin component This means that none of the formula groups are retained.

前記(a4)単位における多環式基は、ひとつの樹脂成分において、前記(a1)〜(
a3)単位として用いられた構成単位と重複しないように選択されていればよく、特に限
定されるものではない。例えば、(a4)単位における多環式基として、前記(a1)単
位として例示したものと同様の脂肪族多環式基を用いることができ、ArFポジレジスト
材料として従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基から選ばれる
少なくとも1種以上であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。
(a4)単位としては、上記のような多環式基を有し、かつ樹脂成分の他の構成単位と
共重合可能なものであればよい。
In one resin component, the polycyclic group in the unit (a4) is the above (a1) to (
a3) It should just be selected so that it may not overlap with the structural unit used as a unit, and it does not specifically limit. For example, as the polycyclic group in the (a4) unit, the same aliphatic polycyclic groups as those exemplified as the (a1) unit can be used, and a number of hitherto known ArF positive resist materials are available. Things can be used.
In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, and a tetracyclododecanyl group is preferable in terms of industrial availability.
As the unit (a4), any unit may be used as long as it has a polycyclic group as described above and can be copolymerized with other structural units of the resin component.

前記(a4)の好ましい例を下記一般式(15)〜(17)に示す。これらの一般式中
、Rは水素原子またはメチル基である。
Preferred examples of the above (a4) are shown in the following general formulas (15) to (17). In these general formulas, R is a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

上記アクリル系樹脂成分の組成は、該樹脂成分を構成する構成単位の合計に対して、(
a1)単位が20〜60モル%、好ましくは30〜50モル%であると、解像性に優れ、
好ましい。
また、樹脂成分を構成する構成単位の合計に対して、(a2)単位が20〜60モル%
、好ましくは30〜50モル%であると、解像度に優れ、好ましい。
また、(a3)単位を用いる場合、樹脂成分を構成する構成単位の合計に対して、5〜
50モル%、好ましくは10〜40モル%であると、レジストパターン形状に優れ、好ま
しい。
(a4)単位を用いる場合、樹脂成分を構成する構成単位の合計に対して、1〜30モ
ル%、好ましくは5〜20モル%であると、孤立パターンからセミデンスパターンの解像
性に優れ、好ましい。
The composition of the acrylic resin component is based on the total of structural units constituting the resin component (
a1) When the unit is 20 to 60 mol%, preferably 30 to 50 mol%, the resolution is excellent,
preferable.
Further, the unit (a2) is 20 to 60 mol% with respect to the total of the structural units constituting the resin component.
The resolution is preferably 30 to 50 mol% because of excellent resolution.
Moreover, when (a3) unit is used, it is 5 to the sum total of the structural unit which comprises a resin component.
50 mol%, preferably 10 to 40 mol% is preferable because the resist pattern shape is excellent.
When the unit (a4) is used, the resolution from the isolated pattern to the semi-dense pattern is excellent when it is 1 to 30 mol%, preferably 5 to 20 mol%, based on the total of the structural units constituting the resin component. ,preferable.

(a1)単位と(a2)、(a3)および(a4)単位から選ばれる少なくとも一つの
単位は、目的に応じ適宜組み合わせることができるが、(a1)単位と(a2)および(
a3)単位の3元ポリマーがレジストパターン形状、露光余裕度、耐熱性、解像製に優れ
、好ましい。その際の各構成単位(a1)〜(a3)のそれぞれの含有量としては、(a
1)が20〜60モル%、(a2)が20〜60モル%、および(a3)が5〜50モル
%が好ましい。
The unit (a1) and at least one unit selected from the units (a2), (a3) and (a4) can be appropriately combined depending on the purpose, but the unit (a1) and the units (a2) and (
a3) A unit ternary polymer is preferable because it is excellent in resist pattern shape, exposure margin, heat resistance, and resolution. As each content of each structural unit (a1)-(a3) in that case, (a
1) is preferably 20 to 60 mol%, (a2) is preferably 20 to 60 mol%, and (a3) is preferably 5 to 50 mol%.

また、本発明における樹脂成分樹脂の質量平均分子量(ポリスチレン換算、以下同様)
は特に限定するものではないが5000〜30000、さらに好ましくは8000〜20
000とされる。この範囲よりも大きいとレジスト溶剤への溶解性が悪くなり、小さいと
耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が悪くなるおそれがある。
Moreover, the mass average molecular weight of the resin component resin in the present invention (polystyrene conversion, the same applies hereinafter)
Is not particularly limited, but is preferably 5000 to 30000, more preferably 8000 to 20
000. If it is larger than this range, the solubility in a resist solvent is deteriorated, and if it is smaller, the dry etching resistance and the resist pattern cross-sectional shape may be deteriorated.

また、前記シクロオレフィン系樹脂としては、下記一般式(18)に示す構成単位(a
5)と、必要に応じて前記(a1)から得られる構成単位を共重合させた樹脂が好ましい
Moreover, as said cycloolefin type-resin, the structural unit (a
5) and a resin obtained by copolymerizing the structural units obtained from (a1) as necessary is preferable.

Figure 2006227632
(式中、R8は前記(a1)単位において酸解離性溶解抑制基として例示した置換基であ
り、mは0〜3の整数である)
なお、前記(a5)単位においてmが0の場合は、(a1)単位を有する共重合体とし
て用いることが好ましい。
Figure 2006227632
(Wherein R 8 is a substituent exemplified as an acid dissociable, dissolution inhibiting group in the unit (a1), and m is an integer of 0 to 3).
In addition, when m is 0 in the (a5) unit, it is preferably used as a copolymer having the (a1) unit.

さらに、前記シルセスキオキサン系樹脂としては、下記一般式(19)で表される構成
単位(a6)、および下記一般式(20)で表される構成単位(a7)を有するものが挙
げられる。
Further, examples of the silsesquioxane-based resin include those having a structural unit (a6) represented by the following general formula (19) and a structural unit (a7) represented by the following general formula (20). .

Figure 2006227632
(式中、R9は脂肪族の単環または多環式基を含有する炭化水素基からなる酸解離性溶解
抑制基であり、R10は直鎖状、分岐状または環状の飽和脂肪族炭化水素基であり、Xは少
なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素原子数1〜8のアルキル基であり
、mは1〜3の整数である)
Figure 2006227632
(Wherein R 9 is an acid dissociable, dissolution inhibiting group comprising a hydrocarbon group containing an aliphatic monocyclic or polycyclic group, and R 10 is a linear, branched or cyclic saturated aliphatic carbonization. A hydrogen group, X is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and m is an integer of 1 to 3)

Figure 2006227632
(式中、R11は水素原子もしくは直鎖状、分岐状または環状のアルキル基であり、R12
直鎖状、分岐状または環状の飽和脂肪族炭化水素基であり、Xは少なくとも1つの水素原
子がフッ素原子で置換された炭素原子数1〜8のアルキル基である)
Figure 2006227632
Wherein R 11 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R 12 is a linear, branched or cyclic saturated aliphatic hydrocarbon group, and X is at least one A hydrogen atom is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom)

上記(a6)および(a7)において、R9の酸解離性溶解抑制基は、露光前のシルセ
スキオキサン樹脂全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有すると同時に、露光
後に酸発生剤から発生した酸の作用により解離し、このシルセスキオキサン樹脂全体をア
ルカリ可溶性へ変化させる基である。
このようなものとして、例えば、下記一般式(21)〜(25)のような、嵩高い、脂
肪族の単環または多環式基を含有する炭化水素基からなる酸解離性溶解抑制基が挙げられ
る。このような酸解離性溶解抑制基を用いることにより、解離後の溶解抑制基がガス化し
にくく、脱ガス現象が防止される。
In the above (a6) and (a7), the acid dissociable, dissolution inhibiting group of R 9 has an alkali dissolution inhibiting property that renders the entire silsesquioxane resin before exposure to alkali insolubility, and at the same time from an acid generator after exposure. It is a group that dissociates by the action of the generated acid and changes the entire silsesquioxane resin to alkali-soluble.
As such, for example, acid dissociable, dissolution inhibiting groups composed of a hydrocarbon group containing a bulky aliphatic monocyclic or polycyclic group, such as the following general formulas (21) to (25): Can be mentioned. By using such an acid dissociable, dissolution inhibiting group, the dissolution inhibiting group after dissociation is hardly gasified, and the degassing phenomenon is prevented.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記R9の炭素数は、解離したときにガス化しにくいと同時に適度なレジスト溶媒への
溶解性や現像液への溶解性から好ましくは7〜15、より好ましくは9〜13である。
The carbon number of R 9 is preferably 7 to 15 and more preferably 9 to 13 because it is difficult to gasify when dissociated and is soluble in an appropriate resist solvent and in a developer.

前記酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族の単環または多環式基を含有する炭化水素基
からなる酸解離性溶解抑制基であるかぎり、使用する光源に応じて、例えばArFエキシ
マレーザーのレジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選
択して用いることができる。一般的には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と環状の
第3級アルキルエステルを形成するものが広く知られている。
As the acid dissociable, dissolution inhibiting group, as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group composed of a hydrocarbon group containing an aliphatic monocyclic or polycyclic group, depending on the light source used, for example, ArF excimer laser In the resin for resist compositions, it can be used by appropriately selecting from many proposed ones. In general, those forming a cyclic tertiary alkyl ester with a carboxyl group of (meth) acrylic acid are widely known.

特に、脂肪族多環式基を含有する酸解離性溶解抑制基であることが好ましい。脂肪族多
環式基としては、ArFレジストにおいて、多数提案されているものの中から適宜選択し
て用いることができる。例えば、脂肪族多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシク
ロアルカン、テロラシクロアルカン等から1個の水素原子を除いた基を挙げることができ
、より具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テ
トラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げ
られる。
In particular, an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic polycyclic group is preferable. As the aliphatic polycyclic group, an ArF resist can be appropriately selected from those proposed in the ArF resist. For example, examples of the aliphatic polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, teracycloalkane, etc., and more specifically, adamantane, norbornane, isobornane, And a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane such as tricyclodecane or tetracyclododecane.

上記一般式の中でも一般式(23)で表される2−メチル−2−アダマンチル基、およ
び/または一般式(24)で表される2−エチル−2−アダマンチル基を有するシルセス
キオキサン樹脂は、脱ガスが生じにくく、さらに、解像性や耐熱性等のレジスト特性に優
れているので好ましい。
Among the above general formulas, a silsesquioxane resin having a 2-methyl-2-adamantyl group represented by the general formula (23) and / or a 2-ethyl-2-adamantyl group represented by the general formula (24) Is preferable because it is less likely to degas and is excellent in resist characteristics such as resolution and heat resistance.

また、前記R10およびR11における炭素数は、レジスト溶媒に対する溶解性と分子サイ
ズの制御の点から好ましくは1〜20、より好ましくは5〜12である。特に、環状の飽
和脂肪族炭化水素基は、得られるシルセスキオキサン樹脂の高エネルギー光に対する透明
性が高いこと、ガラス転移点(Tg)が高くなり、PEB(露光後加熱)時の酸発生剤か
らの酸の発生をコントロールしやすくなること等の利点を有するので好ましい。
The number of carbon atoms in R 10 and R 11 is preferably 1-20, more preferably 5-12, from the viewpoints of solubility in a resist solvent and control of the molecular size. In particular, the cyclic saturated aliphatic hydrocarbon group has high transparency to the high-energy light of the resulting silsesquioxane resin, increases the glass transition point (Tg), and generates acid during PEB (post-exposure heating). It is preferable because it has advantages such as easy control of acid generation from the agent.

前記環状の飽和脂肪族炭化水素基としては、単環式基であっても、多環式基であっても
よい。多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカ
ン等から2個の水素原子を除いた基を挙げることができ、より具体的には、アダマンタン
、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシ
クロアルカンから2個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
The cyclic saturated aliphatic hydrocarbon group may be a monocyclic group or a polycyclic group. Examples of the polycyclic group include groups in which two hydrogen atoms are removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like, and more specifically, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, And a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane such as tetracyclododecane.

これらR10およびR12として、より具体的には、下記一般式(26)〜(31)で表さ
れる脂環式化合物あるいはそれらの誘導体から水素原子を2つ除いた基を挙げることがで
きる。
More specific examples of R 10 and R 12 include groups obtained by removing two hydrogen atoms from the alicyclic compounds represented by the following general formulas (26) to (31) or derivatives thereof. .

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記誘導体とは、前記化学式(26)〜(31)の脂環式化合物において、少なくとも
1つの水素原子が、メチル基、エチル基等の低級アルキル基、酸素原子、フッ素、塩素、
臭素等のハロゲン原子等の基で置換されたものを意味する。中でも化学式(26)〜(3
1)なる群から選択される脂環式化合物から水素原子を2つ除いた基が、透明性が高く、
また工業的に入手しやすい点で好ましい。
The derivative is an alicyclic compound represented by the chemical formulas (26) to (31), wherein at least one hydrogen atom is a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, an oxygen atom, fluorine, chlorine,
It means a group substituted with a group such as a halogen atom such as bromine. Among them, chemical formulas (26) to (3
1) A group obtained by removing two hydrogen atoms from an alicyclic compound selected from the group consisting of:
Moreover, it is preferable at the point which is easy to obtain industrially.

さらに、前記R11は、レジスト溶媒への溶解性から、好ましくは1〜10、より好まし
くは1〜4の低級アルキル基である。このアルキル基としては、より具体的には、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ter
t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オク
チル基等を例示することができる。
11は、前記候補からシルセスキオキサン樹脂の所望のアルカリ溶解性に応じて適宜選
択される。R11が水素原子の場合に最もアルカリ溶解性が高くなる。アルカリ溶解性が高
くなると、高感度化できるという利点がある。
Further, R 11 is preferably a lower alkyl group of 1 to 10, more preferably 1 to 4, in view of solubility in a resist solvent. More specifically, examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, ter
Examples thereof include a t-butyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 2-ethylhexyl group, and an n-octyl group.
R 11 is appropriately selected from the above candidates according to the desired alkali solubility of the silsesquioxane resin. Alkali solubility is highest when R 11 is a hydrogen atom. When the alkali solubility is increased, there is an advantage that the sensitivity can be increased.

一方、前記アルキル基の炭素数が大きくなるほど、また、嵩高くなるほど、シルセスキ
オキサン樹脂のアルカリ溶解性が低くなる。アルカリ溶解性が低くなると、アルカリ現像
液に対する耐性が向上するので、該シルセスキオキサン樹脂を用いてレジストパターンを
形成する際の露光マージンが良くなり、露光に伴う寸法変動が小さくなる。また、現像む
らがなくなるので、形成されるレジストパターンのエッジ部分のラフネスも改善される。
On the other hand, the larger the number of carbon atoms in the alkyl group and the higher the bulk, the lower the alkali solubility of the silsesquioxane resin. When the alkali solubility is lowered, resistance to an alkali developer is improved, so that an exposure margin when a resist pattern is formed using the silsesquioxane resin is improved, and a dimensional variation accompanying exposure is reduced. Further, since uneven development is eliminated, the roughness of the edge portion of the formed resist pattern is also improved.

前記一般式(8)、(9)中のXについては、特に直鎖状のアルキル基が好ましい。ア
ルキル基の炭素数は、シルセスキオキサン樹脂のガラス転移(Tg)点やレジスト溶媒へ
の溶解性から、1〜8、好ましくは1〜4の低級アルキル基である。また、フッ素原子で
置換されている水素原子の数が多いほど、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対
する透明性が向上するので好ましく、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置
換されたパーフルオロアルキル基である。各Xは、それぞれ同一であっても異なっていて
も良い。なお、一般式(8)中のmは、酸解離性溶解抑制基を解離しやすくするという理
由で、1〜3の整数であり、好ましくは1である。
As for X in the general formulas (8) and (9), a linear alkyl group is particularly preferable. The carbon number of the alkyl group is a lower alkyl group of 1 to 8, preferably 1 to 4, from the glass transition (Tg) point of the silsesquioxane resin and the solubility in a resist solvent. Further, the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the better the transparency to high energy light of 200 nm or less and the electron beam, and most preferably, all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Perfluoroalkyl group. Each X may be the same or different. In addition, m in General formula (8) is an integer of 1-3, Preferably it is 1 because it makes it easy to dissociate an acid dissociable dissolution inhibiting group.

シルセスキオキサン系樹脂として、より具体的には、下記一般式(32)、(33)で
表されるものが挙げられる。
More specifically, examples of the silsesquioxane resin include those represented by the following general formulas (32) and (33).

Figure 2006227632
(式中、R5,R10,R12,およびnは前出と同様である。)
Figure 2006227632
(In the formula, R 5 , R 10 , R 12 , and n are the same as described above.)

本発明のシルセスキオキサン樹脂を構成する全構成単位中、(a6)および(a7)で
表される構成単位の割合は、30〜100モル%、好ましくは70〜100%、より好ま
しくは100モル%である。
In all the structural units constituting the silsesquioxane resin of the present invention, the proportion of the structural units represented by (a6) and (a7) is 30 to 100 mol%, preferably 70 to 100%, more preferably 100. Mol%.

また、(a6)および(a7)で表される構成単位の合計に対し、(a6)で表される
構成単位の割合は、好ましくは5〜70モル%、より好ましくは10〜40モル%である
。(a7)で表される構成単位の割合は、好ましくは30〜95モル%、より好ましくは
60〜90モル%である。
The ratio of the structural unit represented by (a6) to the total of the structural units represented by (a6) and (a7) is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 10 to 40 mol%. is there. The proportion of the structural unit represented by (a7) is preferably 30 to 95 mol%, more preferably 60 to 90 mol%.

(a6)で表される構成単位の割合を上記範囲内とすることにより、酸解離性溶解抑制
基の割合が自ずと決まり、シルセスキオキサン樹脂の露光前後のアルカリ溶解性の変化が
、ポジ型レジスト組成物のベース樹脂として好適なものとなる。
By setting the proportion of the structural unit represented by (a6) within the above range, the proportion of the acid dissociable, dissolution inhibiting group is naturally determined, and the change in alkali solubility before and after the exposure of the silsesquioxane resin is positive. This is suitable as a base resin for the resist composition.

シルセスキオキサン系樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、(a6)および(a
7)で表される構成単位以外の構成単位を有していても良い。例えばArFエキシマレー
ザーのレジスト組成物用のシルセスキオキサン樹脂において用いられているもの、例えば
、下記一般式(34)で表される、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアル
キル基(R’)を有するアルキルシルセスキオキサン単位等を例示することができる。
The silsesquioxane resin is within the range not impairing the effects of the present invention, (a6) and (a
You may have structural units other than the structural unit represented by 7). For example, those used in silsesquioxane resins for ArF excimer laser resist compositions, for example, alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl groups represented by the following general formula (34) Examples thereof include alkylsilsesquioxane units having (R ′).

Figure 2006227632
Figure 2006227632

シルセスキオキサン系樹脂の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマト
グラフィーによるポリスチレン換算)は、特に限定するものではないが、好ましくは20
00〜15000、さらに好ましくは3000〜8000とされる。この範囲よりも大き
いとレジスト溶剤への溶解性が悪くなり、小さいとレジストパターン断面形状が悪くなる
おそれがある。
The mass average molecular weight (Mw) of the silsesquioxane-based resin (polystyrene conversion by gel permeation chromatography) is not particularly limited, but preferably 20
It is 00-15000, More preferably, it is 3000-8000. If it is larger than this range, the solubility in the resist solvent is deteriorated, and if it is smaller, the resist pattern cross-sectional shape may be deteriorated.

また、質量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)、すなわちポリマー分散度は、
特に限定するものではないが、好ましくは1.0〜6.0、さらに好ましくは1.5〜2
.5である。この範囲よりも大きいと解像度、パターン形状が劣化するおそれがある。
Further, the mass average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn), that is, the degree of polymer dispersion is
Although it does not specifically limit, Preferably it is 1.0-6.0, More preferably, it is 1.5-2.
. 5. If it is larger than this range, the resolution and pattern shape may deteriorate.

また、本発明のシルセスキオキサン系樹脂は、(a6)および(a7)で表される構成
単位によって構成されるシルセスキオキサンを基本骨格に有するポリマーであるので、2
00nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が高い。そのため、本発明のシル
セスキオキサン樹脂を含むポジ型レジスト組成物は、例えば、ArFエキシマレーザーよ
り短波長の光源を用いたリソグラフィーにおいて有用であり、特に、単層プロセスでも、
線幅150nm以下、さらには120nm以下といった微細なレジストパターンを形成す
ることができる。また、2層レジスト積層体の上層と用いることで、120nm以下、さ
らには100nm以下の微細なレジストパターンを形成するプロセスにも有用である。
In addition, since the silsesquioxane-based resin of the present invention is a polymer having silsesquioxane as a basic skeleton constituted by the structural units represented by (a6) and (a7), 2
High transparency to high energy light and electron beam of 00 nm or less. Therefore, the positive resist composition containing the silsesquioxane resin of the present invention is useful, for example, in lithography using a light source having a wavelength shorter than that of an ArF excimer laser.
A fine resist pattern having a line width of 150 nm or less, and further 120 nm or less can be formed. Moreover, it is useful also for the process of forming a fine resist pattern of 120 nm or less, further 100 nm or less by using with the upper layer of a two-layer resist laminated body.

さらに、前記ネガ型レジスト組成物に用いられる樹脂成分としては、慣用されるもので
あれば限定されないが、具体的には以下のようなものが好ましい。
Furthermore, the resin component used in the negative resist composition is not limited as long as it is commonly used, but specifically, the following are preferable.

このような樹脂成分としては、酸によりアルカリ不溶性となる樹脂成分であって、分子
内に、たがいに反応してエステルを形成しうる2種の官能基を有し、これがレジスト材料
に同時添加する酸発生剤より発生した酸の作用により、脱水してエステルを形成すること
によりアルカリ不溶性となる樹脂(a8)が、好ましく用いられる。ここでいう、たがい
に反応してエステルを形成しうる2種の官能基とは、例えば、カルボン酸エステルを形成
するための、水酸基とカルボキシル基またはカルボン酸エステルのようなものを意味する
。換言すれば、エステルを形成するための2種の官能基である。このような樹脂としては
、例えば、樹脂主骨格の側鎖に、ヒドロキシアルキル基と、カルボキシル基およびカルボ
ン酸エステル基の少なくとも一方とを有するものが好ましい。
さらには、前記樹脂成分としては、ジカルボン酸モノエステル単位を有する重合体から
なる樹脂成分(a9)も好ましい。
Such a resin component is a resin component that becomes alkali-insoluble with an acid, and has two functional groups in the molecule that can react with each other to form an ester, which is added simultaneously to the resist material. A resin (a8) that becomes alkali-insoluble by dehydration to form an ester by the action of an acid generated from the acid generator is preferably used. The two kinds of functional groups capable of reacting with each other to form an ester here mean, for example, a hydroxyl group and a carboxyl group or a carboxylate ester for forming a carboxylate ester. In other words, two functional groups for forming an ester. As such a resin, for example, a resin having a hydroxyalkyl group and at least one of a carboxyl group and a carboxylate group in the side chain of the resin main skeleton is preferable.
Furthermore, as the resin component, a resin component (a9) composed of a polymer having a dicarboxylic acid monoester unit is also preferable.

前記(a8)は、換言すれば、下記一般式(35)で表される構成単位を少なくとも有
する樹脂成分である。

Figure 2006227632
(式中、R13は水素原子、C1〜C6のアルキル基、もしくはボルニル基、アダマンチル
基、テトラシクロドデシル基、トリシクロデシル基等の多環式環骨格を有するアルキル基
である。) In other words, the (a8) is a resin component having at least a structural unit represented by the following general formula (35).
Figure 2006227632
(Wherein R 13 is a hydrogen atom, a C1-C6 alkyl group, or an alkyl group having a polycyclic ring skeleton such as a bornyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, or a tricyclodecyl group.)

このような樹脂の例としては、α‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸およびα‐(ヒ
ドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルの中から選ばれる少なくとも1種のモノ
マーの重合体(単独重合体または共重合体)(a8−1)、およびα‐(ヒドロキシアル
キル)アクリル酸およびα‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルの中か
ら選ばれる少なくとも1種のモノマーと、他のエチレン性不飽和カルボン酸およびエチレ
ン性不飽和カルボン酸エステルの中から選ばれる少なくとも1種のモノマーとの共重合体
(a8−2)などが好ましく挙げられる。
Examples of such resins include polymers (homopolymers or copolymers) of at least one monomer selected from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid and α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester. (A8-1), and at least one monomer selected from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid and α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester, other ethylenically unsaturated carboxylic acid and ethylenically unsaturated monomer Preferred examples include a copolymer (a8-2) with at least one monomer selected from saturated carboxylic acid esters.

上記重合体(a8−1)としては、α‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸とα‐(ヒ
ドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体が好ましく、また、共重合
体(a8−2)としては、前記他のエチレン性不飽和カルボン酸やエチレン性不飽和カル
ボン酸エステルとして、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸アルキルエステルおよび
メタクリル酸アルキルエステルの中から選ばれる少なくとも1種を用いたものが好ましい
As the polymer (a8-1), a copolymer of α- (hydroxyalkyl) acrylic acid and α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester is preferable, and as the copolymer (a8-2), As the other ethylenically unsaturated carboxylic acid and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester, those using at least one selected from acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid alkyl ester and methacrylic acid alkyl ester are preferable.

前記α‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸やα‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸
アルキルエステルにおけるヒドロキシアルキル基の例としては、ヒドロキシメチル基、ヒ
ドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基などの低級ヒドロキシア
ルキル基が挙げられる。これらの中でもエステルの形成しやすさからヒドロキシエチル基
やヒドロキシメチル基が好ましい。
Examples of the hydroxyalkyl group in the α- (hydroxyalkyl) acrylic acid and α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester include lower hydroxyalkyl groups such as hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, hydroxybutyl group, etc. Is mentioned. Among these, a hydroxyethyl group or a hydroxymethyl group is preferable because of the ease of forming an ester.

また、α‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルのアルキルエステル部
分のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、アミル基などの低級アルキル基、ビ
シクロ[2.2.1]ヘプチル基、ボルニル基、アダマンチル基、テトラシクロ[4.4
.0.12.5.17.10]ドデシル基、トリシクロ[5.2.1.02.6]デシル基などの橋
かけ型多環式環状炭化水素基などが挙げられる。エステル部分のアルキル基が多環式環状
炭化水素基のものは、耐ドライエッチング性を高めるのに有効である。これらのアルキル
基の中で、特にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの低級アルキル基の場合
、エステルを形成するアルコール成分として、安価で容易に入手しうるものが用いられる
ので好ましい。
Examples of the alkyl group of the alkyl ester portion of the α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-
Lower alkyl group such as butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, amyl group, bicyclo [2.2.1] heptyl group, bornyl group, adamantyl group, tetracyclo [4.4
. 0.1 2.5 . And a bridged polycyclic hydrocarbon group such as 1 7.10 ] dodecyl group and tricyclo [5.2.1.0 2.6 ] decyl group. Those in which the alkyl group of the ester moiety is a polycyclic hydrocarbon group is effective for improving the dry etching resistance. Among these alkyl groups, lower alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group are preferred because alcohol components that form esters can be easily obtained at low cost.

低級アルキルエステルの場合は、カルボキシル基と同様にヒドロキシアルキル基とのエ
ステル化が起こるが、橋かけ型多環式環状炭化水素とのエステルの場合は、そのようなエ
ステル化が起こりにくい。そのため、橋かけ型多環式環状炭化水素とのエステルを樹脂中
に導入する場合、同時に樹脂側鎖にカルボキシル基があると好ましい。
In the case of a lower alkyl ester, esterification with a hydroxyalkyl group occurs like a carboxyl group, but in the case of an ester with a bridged polycyclic hydrocarbon, such esterification hardly occurs. Therefore, when an ester with a bridged polycyclic hydrocarbon is introduced into the resin, it is preferable that a carboxyl group is present in the resin side chain.

一方、前記(a8−2)における他のエチレン性不飽和カルボン酸やエチレン性不飽和
カルボン酸エステルの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸な
どの不飽和カルボン酸、これらの不飽和カルボン酸のメチル、エチル、プロピル、イソプ
ロピル、n−ブチル、イソブチル、n−ヘキシル、オクチルエステルなどのアルキルエス
テルなどが挙げられる。また、エステル部分のアルキル基として、ビシクロ[2.2.1
]ヘプチル基、ボルニル基、アダマンチル基、テトラシクロ[4.4.0.12.5.17.1
0]ドデシル基、トリシクロ[5.2.1.02.6]デシル基などの橋かけ型多環式環状炭
化水素基を有するアクリル酸またはメタクリル酸のエステルも用いることができる。これ
らの中で、安価で容易に入手できることから、アクリル酸およびメタクリル酸、あるいは
、これらのメチル、エチル、プロピル、n−ブチルエステルなどの低級アルキルエステル
が好ましい。
On the other hand, examples of other ethylenically unsaturated carboxylic acid and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester in (a8-2) include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and the like. Examples thereof include alkyl esters such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, n-hexyl and octyl esters of unsaturated carboxylic acids. In addition, as an alkyl group of the ester moiety, bicyclo [2.2.1
] Heptyl group, bornyl group, adamantyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2.5 . 1 7.1
0] dodecyl group, a tricyclo [5.2.1.0 2.6] can also be used esters of acrylic acid or methacrylic acid having a bridged polycyclic cyclic hydrocarbon group such as a decyl group. Among these, acrylic acid and methacrylic acid, or lower alkyl esters such as methyl, ethyl, propyl, and n-butyl esters are preferable because they are inexpensive and easily available.

前記樹脂成分(a8−2)の樹脂においては、α‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸
およびα−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルの中から選ばれる少なく
とも1種のモノマー単位と他のエチレン性不飽和カルボン酸およびエチレン性不飽和カル
ボン酸エステルの中から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位との割合は、モル比で2
0:80ないし95:5の範囲、特に50:50ないし90:10の範囲が好ましい。両
単位の割合が上記範囲にあれば、分子内または分子間でエステルを形成しやすく、良好な
レジストパターンが得られる。
In the resin of the resin component (a8-2), at least one monomer unit selected from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid and α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester and other ethylenic unsaturation The ratio to at least one monomer unit selected from carboxylic acid and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester is 2 in terms of molar ratio.
A range of 0:80 to 95: 5 is preferred, particularly a range of 50:50 to 90:10. If the ratio of both units is in the above range, an ester can be easily formed within a molecule or between molecules, and a good resist pattern can be obtained.

また、前記樹脂成分(a9)は、下記一般式(36)または(37)で表される構成単
位を少なくとも有する樹脂成分である。

Figure 2006227632
(式中、R14およびR15は炭素数0〜8のアルキル鎖を表し、R16は少なくとも2以上の
脂環式構造を有する置換基を表し、R17およびR18は水素原子、または炭素数1〜8のア
ルキル基を表す。) The resin component (a9) is a resin component having at least a structural unit represented by the following general formula (36) or (37).
Figure 2006227632
(Wherein R 14 and R 15 represent an alkyl chain having 0 to 8 carbon atoms, R 16 represents a substituent having at least two alicyclic structures, and R 17 and R 18 represent a hydrogen atom or carbon. Represents an alkyl group of formula 1-8.)

このようなジカルボン酸モノエステルモノマー単位を有する樹脂成分を用いたネガ型レ
ジスト組成物は、解像性が高く、ラインエッジラフネスが低減される点で好ましい。また
、膨潤耐性が高く、液浸露光プロセスにおいてはより好ましい。
このようなジカルボン酸モノエステル化合物としては、フマル酸、イタコン酸、メサコ
ン酸、グルタコン酸、トラウマチン酸等が挙げられる。
A negative resist composition using such a resin component having a dicarboxylic acid monoester monomer unit is preferable in that the resolution is high and the line edge roughness is reduced. Further, the swelling resistance is high, which is more preferable in the immersion exposure process.
Examples of such dicarboxylic acid monoester compounds include fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, and traumatic acid.

さらに、上記ジカルボン酸モノエステル単位を有する樹脂としては、ジカルボン酸モノ
エステルモノマーの重合体または共重合体(a9−1)、およびジカルボン酸モノエステ
ルモノマーと、前述したα‐(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、α‐(ヒドロキシアル
キル)アクリル酸アルキルエステル、他のエチレン性不飽和カルボン酸およびエチレン性
不飽和カルボン酸エステルの中から選ばれる少なくとも1種のモノマーとの共重合体(a
9−2)などが好ましく挙げられる。
上記ネガ型レジストに用いられる樹脂成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み
合わせて用いてもよい。また樹脂成分の重量平均分子量は1000〜50000、好まし
くは2000〜30000である。
Further, the resin having the dicarboxylic acid monoester unit includes a polymer or copolymer (a9-1) of a dicarboxylic acid monoester monomer, a dicarboxylic acid monoester monomer, and the α- (hydroxyalkyl) acrylic acid described above. , Α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester, other ethylenically unsaturated carboxylic acid and copolymer with at least one monomer selected from ethylenically unsaturated carboxylic acid ester (a
9-2) is preferred.
The resin component used for the negative resist may be used alone or in combination of two or more. The weight average molecular weight of the resin component is 1000 to 50000, preferably 2000 to 30000.

上記樹脂の中で、アクリル系樹脂((a1)〜(a4))を用いたポジ型レジストにつ
いては、比較的水液浸耐性のある樹脂を含むポジ型レジストであるが、液浸露光における
限界解像の寸法に近づくほど、パターンの解像性が劣化しやすくなる。この解像性劣化を
促す要因は一つではなく、そのような要因を除去するために、本発明保護膜を形成して浸
漬液とレジスト膜を完全に分離することは極めて有効である。
Among the resins described above, positive resists using acrylic resins ((a1) to (a4)) are positive resists containing resins that are relatively resistant to water immersion, but are limited in immersion exposure. The closer to the resolution dimension, the more easily the resolution of the pattern deteriorates. There is no single factor that promotes the degradation of resolution, and in order to remove such a factor, it is extremely effective to form the protective film of the present invention and completely separate the immersion liquid and the resist film.

また、シルセスキオキサン系樹脂((a6)および(a7))を用いたポジ型レジスト
、あるいは特定の樹脂(a8)および/または(a9)を用いたネガ型レジストについて
は、上記アクリル系樹脂を用いたポジ型レジストに比べ、液浸耐性が低いものと考えられ
、本発明保護膜を用いることにより液浸露光への適正を向上せしめることが可能となる。
For the positive resist using the silsesquioxane resin ((a6) and (a7)) or the negative resist using the specific resin (a8) and / or (a9), the acrylic resin is used. It is considered that the immersion resistance is lower than that of a positive type resist using, and the suitability for immersion exposure can be improved by using the protective film of the present invention.

さらには、シクロオレフィン系樹脂を用いた場合、本願比較例にもあるように、液浸露
光耐性が非常に低いことが知られており、パターン形成自体が不可能となる。このような
樹脂を含むポジ型レジストを用いた場合であっても、本発明保護膜を用いることにより液
浸露光への適用を可能とすることができる。
Furthermore, when a cycloolefin resin is used, it is known that the immersion exposure resistance is very low as in the comparative example of the present application, and pattern formation itself is impossible. Even when a positive resist containing such a resin is used, it can be applied to immersion exposure by using the protective film of the present invention.

また、上記ポジ型あるいはネガ型レジスト用の樹脂成分と組み合わせて用いる酸発生剤
としては、従来化学増幅型レジストにおける酸発生剤として公知のものの中から任意のも
のを適宜選択して用いることができる。
Further, as the acid generator used in combination with the resin component for the positive or negative resist, any one of known acid generators in conventional chemically amplified resists can be appropriately selected and used. .

前記酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネ
ート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート
、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート
、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メトキシフェニル
)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジ
フェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェ
ニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、(p−tert−ブチルフェニル)
ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナ
フルオロブタンスルホネート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムノナ
フルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネー
ト、(4−トリフルオロメチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンス
ルホネート、(4−トリフルオロメチルフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ
ブタンスルホネート、トリ(p−tert−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロ
メタンスルホネートなどのオニウム塩などが挙げられる。
Specific examples of the acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, ( 4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, (p-tert-butylphenyl)
Diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, (4-trifluoromethylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, Examples include onium salts such as (4-trifluoromethylphenyl) diphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate and tri (p-tert-butylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate.

オニウム塩のなかでも、トリフェニルスルホニウム塩は、分解しにくく有機ガスを発生
しにくいので、好ましく用いられる。トリフェニルスルホニウム塩の配合量は、酸発生剤
の合計に対し、好ましくは50〜100モル%、より好ましくは70〜100モル%、最
も好ましくは100モル%とすることが好ましい。
Among onium salts, triphenylsulfonium salt is preferably used because it is difficult to decompose and hardly generates organic gas. The blending amount of the triphenylsulfonium salt is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, and most preferably 100 mol%, based on the total amount of the acid generator.

また、トリフェニルスルホニウム塩のうち、特に、下記一般式(38)で表される、パ
ーフルオロアルキルスルホン酸イオンをアニオンとするトリフェニルスルホニウム塩は、
高感度化できるので、好ましく用いられる。

Figure 2006227632
(式中、R19、R20、R21は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜8、好ましくは1
〜4の低級アルキル基、または塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子であり;pは1〜1
2、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜4の整数である。) Further, among the triphenylsulfonium salts, in particular, a triphenylsulfonium salt represented by the following general formula (38) having a perfluoroalkylsulfonic acid ion as an anion is:
Since sensitivity can be improved, it is preferably used.
Figure 2006227632
Wherein R 19 , R 20 and R 21 are each independently a hydrogen atom, 1 to 8 carbon atoms, preferably 1
A lower alkyl group of ˜4, or a halogen atom such as chlorine, fluorine, bromine;
2, Preferably it is an integer of 1-8, More preferably, it is an integer of 1-4. )

上記酸発生剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
その配合量は、前述の樹脂成分100質量部に対し、0.5質量部、好ましくは1〜1
0質量部とされる。0.5質量部未満ではパターン形成が十分に行われないし、30質量
部を超えると、均一な溶液が得られにくく、保存安定性が低下する原因となるおそれがあ
る。
The above acid generators may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount is 0.5 parts by mass, preferably 1 to 1 with respect to 100 parts by mass of the resin component.
0 parts by mass. If the amount is less than 0.5 parts by mass, pattern formation is not sufficiently performed. If the amount exceeds 30 parts by mass, a uniform solution is difficult to obtain, which may cause a decrease in storage stability.

また、本発明のポジ型あるいはネガ型レジスト組成物は、前記樹脂成分と酸発生剤と、
後述する任意の成分を、好ましくは有機溶剤に溶解させて製造される。
Further, the positive type or negative type resist composition of the present invention comprises the resin component and an acid generator,
An arbitrary component described below is preferably produced by dissolving in an organic solvent.

有機溶剤としては、前記樹脂成分と酸発生剤を溶解し、均一な溶液とすることができる
ものであればよく、従来化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のもの
を1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
Any organic solvent may be used as long as it can dissolve the resin component and the acid generator to form a uniform solution, and any one of known solvents for conventional chemically amplified resists may be used. Two or more types can be appropriately selected and used.

例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン
、2−ヘプタノンなどのケトン類や、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセ
テート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリ
コール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロ
ピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロ
ピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類
およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルピン酸メチル、ピルピン酸エチル、メトキシ
プロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類などを挙げることが
できる。これらの有機溶剤は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。
For example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol, or dipropylene Polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether of glycol monoacetate and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate,
Examples thereof include esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate. These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.

また、このようなポジ型あるいはネガ型レジストにおいては、レジストパターン形状、
経時安定性などを向上させるために、さらに、クエンチャーとして、公知のアミン好まし
くは、第2級低級脂肪族アミンや第3級低級脂肪族アミン等や、有機カルボン酸やリンの
オキソ酸などの有機酸を含有させることができる。
In addition, in such a positive type or negative type resist, the resist pattern shape,
In order to improve stability over time, a known amine as a quencher, preferably a secondary lower aliphatic amine, a tertiary lower aliphatic amine, etc., an organic carboxylic acid, a phosphorus oxo acid, etc. Organic acids can be included.

前記低級脂肪族アミンとは、炭素数5以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミ
ンを言い、この第2級や第3級アミンの例としては、トリメチルアミン、ジエチルアミン
、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリベンチ
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられるが、特にトリエ
タノールアミンのようなアルカノールアミンが好ましい。これらは単独で用いてもよいし
、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのアミンは、前記樹脂成分に対して、通常0.01〜2.0質量%の範囲で用い
られる。
The lower aliphatic amine refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 5 or less carbon atoms. Examples of the secondary and tertiary amines include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, triamine. Examples include -n-propylamine, triventylamine, diethanolamine, triethanolamine and the like, and alkanolamines such as triethanolamine are particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
These amines are usually used in the range of 0.01 to 2.0% by mass with respect to the resin component.

前記有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安
息香酸、サリチル酸などが好適である。
Suitable examples of the organic carboxylic acid include malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, and salicylic acid.

前記リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエス
テル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸またはそれらのエステルのような誘導体、
ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸‐ジ−n−ブチルエステル、フェ
ニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどの
ホスホン酸およびそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン
酸などのホスフィン酸およびそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で
特にホスホン酸が好ましい。
Examples of the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives such as esters thereof,
Phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and other phosphonic acids and their derivatives, phosphinic acid, phenylphosphine Examples thereof include phosphinic acids such as acids and derivatives such as esters thereof, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.

前記有機酸は、樹脂成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる
。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの有機酸は、好ましくは前記アミンと等モル以下の範囲で用いられる。
The organic acid is used in a proportion of 0.01 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the resin component. These may be used alone or in combination of two or more.
These organic acids are preferably used in an equimolar range or less with the amine.

本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレ
ジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶
解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを添加含有させることがで
きる。
The positive resist composition of the present invention further contains miscible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, surfactants for improving coating properties, dissolution inhibitors, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents and the like can be added and contained.

さらには、本発明ネガ型レジスト組成物においては、いっそう架橋密度を向上させ、レ
ジストパターンの形状や解像性や耐ドライエッチング性を向上させる目的で、必要に応じ
て架橋剤を配合しても良い。
Furthermore, in the negative resist composition of the present invention, a crosslinking agent may be blended as necessary for the purpose of further improving the crosslinking density and improving the resist pattern shape, resolution and dry etching resistance. good.

この架橋剤としては、特に制限はなく、従来化学増幅型のネガ型レジストにおいて使用
されている公知の架橋剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。この
架橋剤の例としては、2,3−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルノルボルナン、2−
ヒドロキシ−5,6−ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノ
ール、3,4,8(または9)−トリヒドロキシトリシクロデカン、2−メチル−2−ア
ダマンタノール、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,3,5−トリヒドロキシ
シクロヘキサンなどのヒドロキシル基またはヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有
する脂肪族環状炭化水素またはその含酸素誘導体、およびメラミン、アセトグアナミン、
ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物に
ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水
素原子をヒドロキシメチル基または低級アルコキシメチル基で置換した化合物、具体的に
はヘキサメトキシメチルメラミン、ビスメトキシメチル尿素、ビスメトキシメチルビスメ
トキシエチレン尿素、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラブトキシメチルグ
リコールウリルなどを挙げることができるが、特に好ましいのはテトラブトキシメチルグ
リコールウリルである。
これら架橋剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The crosslinking agent is not particularly limited, and any known crosslinking agent conventionally used in chemically amplified negative resists can be appropriately selected and used. Examples of this crosslinking agent include 2,3-dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-
Hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytricyclodecane, 2-methyl-2-adamantanol, 1,4-dioxane-2, An aliphatic cyclic hydrocarbon having a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group or both such as 3-diol, 1,3,5-trihydroxycyclohexane, or an oxygen-containing derivative thereof, and melamine, acetoguanamine,
A compound in which an amino group-containing compound such as benzoguanamine, urea, ethylene urea, glycoluril is reacted with formaldehyde or formaldehyde and a lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is substituted with a hydroxymethyl group or a lower alkoxymethyl group, specifically Hexamethoxymethylmelamine, bismethoxymethylurea, bismethoxymethylbismethoxyethyleneurea, tetramethoxymethylglycoluril, tetrabutoxymethylglycoluril and the like can be mentioned, and tetrabutoxymethylglycoluril is particularly preferred.
These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

次に、本発明の保護膜を用いた液浸露光法によるレジストパターン形成方法について、
説明する。
まず、シリコンウェーハ等の基板上に、慣用のレジスト組成物をスピンナーなどで塗布
した後、プレベーク(PAB処理)を行う。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を
設けた2層積層体とすることもできる。
Next, for a resist pattern forming method by immersion exposure using the protective film of the present invention,
explain.
First, a conventional resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner or the like, and then pre-baked (PAB treatment).
Note that a two-layer laminate in which an organic or inorganic antireflection film is provided between the substrate and the coating layer of the resist composition may be used.

ここまでの工程は、周知の手法を用いて行うことができる。操作条件等は、使用するレ
ジスト組成物の組成や特性に応じて適宜設定することが好ましい。
The steps so far can be performed using a known method. The operating conditions and the like are preferably set as appropriate according to the composition and characteristics of the resist composition to be used.

次に、上記のようにして硬化されたレジスト膜(単層、複数層)の表面に、例えば、「
鎖式パーフルオロアルキルポリエーテルと環式パーフルオロアルキルポリエーテルからな
る混合樹脂をパーフルオロトリブチルアミンに溶解せしめた組成物」などの保護膜形成材
料組成物を均一に塗布した後、硬化させることによって、レジスト保護膜を形成する。
Next, on the surface of the resist film (single layer, multiple layers) cured as described above, for example, “
By uniformly applying a protective film forming material composition such as a composition in which a mixed resin composed of a chain perfluoroalkyl polyether and a cyclic perfluoroalkyl polyether is dissolved in perfluorotributylamine, and then curing the composition. Then, a resist protective film is formed.

このようにして保護膜により覆われたレジスト膜が形成された基板を、屈折率液体(空
気の屈折率よりも大きくかつレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する液体)中に
、浸漬する。
The substrate on which the resist film covered with the protective film is thus formed is immersed in a refractive index liquid (a liquid having a refractive index larger than that of air and smaller than that of the resist film). .

この浸漬状態の基板のレジスト膜に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に露
光を行う。したがって、このとき、露光光は、屈折率液体と保護膜とを通過してレジスト
膜に到達することになる。
The resist film on the immersed substrate is selectively exposed through a desired mask pattern. Accordingly, at this time, the exposure light passes through the refractive index liquid and the protective film and reaches the resist film.

このとき、レジスト膜は保護膜によって、屈折率液体から完全に遮断されており、屈折
率液体の侵襲を受けて膨潤等の変質を被ることも、逆に屈折率液体中に成分を溶出させて
屈折率液体の屈折率等の光学的特性を変質させることもない。
At this time, the resist film is completely shielded from the refractive index liquid by the protective film, and may suffer from alteration such as swelling due to the invasion of the refractive index liquid. Conversely, the components are eluted in the refractive index liquid. Optical characteristics such as the refractive index of the refractive index liquid are not altered.

この場合の露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエ
キシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、
電子線、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。それは、主に、レジスト
膜の特性によって決定される。
The wavelength used for exposure in this case is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet),
It can be performed using radiation such as electron beam, X-ray, soft X-ray. This is mainly determined by the characteristics of the resist film.

上記のように、本発明のレジストパターン形成方法においては、露光時に、レジスト膜
上に、空気の屈折率よりも大きくかつ使用されるレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率
を有する液体(屈折率液体)を介在させる。このような屈折率液体としては、例えば、水
、またはフッ素系不活性液体等が挙げられる。該フッ素系不活性液体の具体例としては、
3HCl25、C49OCH3、C49OC25、C537等のフッ素系化合物を主成
分とする液体が挙げられる。これらのうち、コスト、安全性、環境問題及び汎用性の観点
から、水を用いることが好ましい。
As described above, in the resist pattern forming method of the present invention, a liquid (refractive index) having a refractive index higher than the refractive index of air and lower than the refractive index of the resist film to be used on the resist film during exposure. Liquid). Examples of such a refractive index liquid include water or a fluorine-based inert liquid. Specific examples of the fluorinated inert liquid include:
Examples thereof include liquids mainly composed of fluorine-based compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 . Among these, it is preferable to use water from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, and versatility.

また、使用する屈折率液体の屈折率としては、「空気の屈折率よりも大きくかつ使用さ
れるレジスト組成物の屈折率よりも小さい」範囲内であれば、特に制限されない。
Further, the refractive index of the refractive index liquid to be used is not particularly limited as long as it is within the range of “greater than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist composition to be used”.

前記液浸状態での露光工程が完了したら、基板を屈折率液体から取り出し、基板から液
体を除去し、その後、保護膜を剥離する。この保護膜の剥離は、上記フッ素樹脂を溶解せ
しめるフッ素系溶剤をそのまま用いることができる。ただし、洗浄後の乾燥性の点から、
沸点150℃以下程度の溶剤を用いることが好ましく、この観点からパーフルオロ(2−
ブチルテトラヒドロフラン)(沸点:102℃)が好ましい。
When the exposure process in the liquid immersion state is completed, the substrate is taken out of the refractive index liquid, the liquid is removed from the substrate, and then the protective film is peeled off. For removing the protective film, a fluorine-based solvent that dissolves the fluororesin can be used as it is. However, from the point of drying after washing,
It is preferable to use a solvent having a boiling point of about 150 ° C. or less. From this viewpoint, perfluoro (2-
Butyltetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.) is preferred.

次いで、露光したレジスト膜に対してPEB(露光後加熱)を行い、続いて、アルカリ
性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理する。ただし、ここでいうPEBは、
保護膜の剥離工程前に行っても良い。また、現像処理に続いてポストベークを行っても良
い。そして、好ましくは純水を用いてリンスを行う。この水リンスは、例えば、基板を回
転させながら基板表面に水を滴下または噴霧して、基板上の現像液および該現像液によっ
て溶解したレジスト組成物を洗い流す。そして、乾燥を行うことにより、レジスト膜がマ
スクパターンに応じた形状にパターニングされた、レジストパターンが得られる。
Next, PEB (post-exposure heating) is performed on the exposed resist film, followed by development using an alkaline developer composed of an alkaline aqueous solution. However, PEB here is
You may perform before the peeling process of a protective film. Further, post-baking may be performed following the development processing. And it rinses preferably using a pure water. In this water rinsing, for example, water is dropped or sprayed on the surface of the substrate while rotating the substrate to wash away the developer on the substrate and the resist composition dissolved by the developer. Then, by drying, a resist pattern in which the resist film is patterned into a shape corresponding to the mask pattern is obtained.

このようにしてレジストパターンを形成することにより、微細な線幅のレジストパター
ン、特にピッチが小さいラインアンドスペースパターンを良好な解像度により製造するこ
とができる。なお、ここで、ラインアンドスペースパターンにおけるピッチとは、パター
ンの線幅方向における、レジストパターン幅とスペース幅の合計の距離をいう。
By forming a resist pattern in this manner, a resist pattern with a fine line width, particularly a line and space pattern with a small pitch can be manufactured with good resolution. Here, the pitch in the line and space pattern refers to the total distance of the resist pattern width and the space width in the line width direction of the pattern.

以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は本発明を好適に説明するための例
示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。なお、以下の説明においては、実施
例とともに比較例も記載している。
Examples of the present invention will be described below. However, these examples are merely examples for suitably explaining the present invention, and do not limit the present invention. In the following description, comparative examples are also described together with examples.

(実施例1)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ポジ
型レジスト組成物1を調整した。
樹脂成分としては、下記化学式(39a)、(39b)、(39c)に示した3種の構
成単位からなるメタクリル酸エステル・アクリル酸エステルの共重合体100質量部を用
いた。樹脂成分の調製に用いた各構成単位p、q、rの比は、p=50モル%、q=30
モル%、r=20モル%とした。調製した樹脂成分の質量平均分子量は10000であっ
た。
Example 1
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition 1.
As the resin component, 100 parts by mass of a methacrylic acid ester / acrylic acid ester copolymer composed of three kinds of structural units represented by the following chemical formulas (39a), (39b) and (39c) was used. The ratio of each structural unit p, q, r used for the preparation of the resin component is as follows: p = 50 mol%, q = 30
Mol%, r = 20 mol%. The prepared resin component had a mass average molecular weight of 10,000.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート3
.5質量部と、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホネート1.0質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと
乳酸エチルの混合溶媒1900質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.3質量部を用いた
Examples of the acid generator include triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 3
. 5 parts by mass and 1.0 part by mass of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate were used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 1900 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
Further, 0.3 parts by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物1を用いて、レジストパターンの形成
を行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「AR−19」(商品名、Shipley社製)をスピ
ナーを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼成
して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、この
反射防止膜上に、前記ポジ型レジスト組成物1をスピナーを用いて塗布し、ホットプレー
ト上で115℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜厚
150nmのレジスト膜を形成した。
A resist pattern was formed using the positive resist composition 1 produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “AR-19” (trade name, manufactured by Shipley) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 82 nm was formed. Then, the positive resist composition 1 is applied onto the antireflection film using a spinner, prebaked on a hot plate at 115 ° C. for 90 seconds, and dried to have a film thickness of 150 nm on the antireflection film. The resist film was formed.

該レジスト膜上に、環式パーフルオロアルキルポリエーテルを含有するフッ素系樹脂{
デムナムS−20(ダイキン工業社製)及びサイトップ(旭硝子社製環式パーフルオロア
ルキルポリエーテル)(混合重量比=1:5)からなる混合樹脂}をパーフルオロトリブ
チルアミンに溶解させ、樹脂濃度を2.5wt%とした保護膜材料を回転塗布し、90℃
にて60秒間加熱し、膜厚37nmの保護膜を形成した。
On the resist film, a fluororesin containing a cyclic perfluoroalkyl polyether {
Demnum S-20 (produced by Daikin Industries) and Cytop (cyclic perfluoroalkyl polyether produced by Asahi Glass Co., Ltd.) (mixed weight ratio = 1: 5) were dissolved in perfluorotributylamine to obtain a resin concentration. A protective film material with 2.5 wt% is applied by spin coating at 90 ° C.
For 60 seconds to form a protective film having a thickness of 37 nm.

次に、マスクパターンを介して、露光装置NSR−S302B(ニコン社製、NA(開
口数)=0.60、σ=0.75)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm)
を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレ
ジスト膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト膜上に23℃にて純水を
5分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて露
光する工程であるが、先の液浸露光法に対する分析に基づいて、光学系における露光自体
は完全に行われることは理論的にも保証されるので、先にレジスト膜を露光しておき、浸
漬液のレジスト膜への影響のみを評価できるように、露光後に屈折率液体(浸漬液)であ
る純水をレジスト膜に負荷させるという簡略的な構成としている。
Next, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is applied through an exposure apparatus NSR-S302B (Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 0.60, σ = 0.75) through the mask pattern.
Was irradiated (exposed) with pattern light. Then, as an immersion exposure process, pure water was continuously dropped on the resist film at 23 ° C. for 5 minutes while rotating the silicon wafer provided with the resist film after the exposure. In the actual manufacturing process, the process of this part is an exposure process in a completely immersed state, but it is theoretically that the exposure itself in the optical system is completely performed based on the analysis for the previous immersion exposure method. In order to be able to evaluate only the effect of the immersion liquid on the resist film, the resist film is loaded with pure water, which is a refractive index liquid (immersion liquid), after exposure. It is set as the simple structure of letting it.

前記純水の滴下工程の後、115℃、90秒間の条件でPEB処理した後、保護膜をパ
ーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)を用いて除去した。その後、さらに23℃
にてアルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。
After the pure water dropping step, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 90 seconds, and then the protective film was removed using perfluoro (2-butyltetrahydrofuran). Then further 23 ° C
And developed with an alkaline developer for 60 seconds. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパター
ンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良
好なものであり、ゆらぎ等は全く観察されなかった。
When the thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good and no fluctuations were observed. .

(実施例2)
上記実施例1と同様の手順で、基板上に反射防止膜、ArFポジ型レジスト、保護膜を
形成した。
この保護膜を形成した基板に対して、プリズムと液体と波長193nmの2光束干渉露
光を用いた株式会社ニコン製の実験装置を用いて浸漬露光を行った(このプリズム下面は
水を介して保護膜と接触していた)。
前記実施例1と同様にPEB処理し、保護膜をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロ
フラン)を用いて除去した。その後、該レジスト膜を、前記実施例1と同様の条件にて現
像処理した。
(Example 2)
In the same procedure as in Example 1, an antireflection film, an ArF positive resist, and a protective film were formed on the substrate.
The substrate on which the protective film was formed was subjected to immersion exposure using an experimental apparatus manufactured by Nikon Corporation using a prism, liquid, and two-beam interference exposure with a wavelength of 193 nm. Was in contact with the membrane).
PEB treatment was performed in the same manner as in Example 1, and the protective film was removed using perfluoro (2-butyltetrahydrofuran). Thereafter, the resist film was developed under the same conditions as in Example 1.

このようにして得た65nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターン
を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンンプロファイルは良
好なものであり、ゆらぎ等は全く観察されなかった。さらに、得られたパターンに対して
、集束イオンビームSEM(FEI社製Altura835)にて断面形状を観察したと
ころ、断面形状は矩形の良好なものであることが分かった。
When the resist pattern with the 65 nm line and space obtained in this way having a 1: 1 ratio was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good and no fluctuations were observed. It was. Furthermore, when the cross-sectional shape of the obtained pattern was observed with a focused ion beam SEM (Altura 835 manufactured by FEI), it was found that the cross-sectional shape was a good rectangular shape.

(比較例1)
保護膜を設けなかったこと以外は、前記実施例2と同様の操作にて、同様のレジストパ
ターンを形成した。
その結果、感度の変動こそ見られなかったものの、パターンプロファイルにおいて若干
のゆらぎ(ラインの部分的狭隘化)が観察された。さらに、得られたパターンに対して、
集束イオンビームSEM(FEI社製Altura835)にて断面形状を観察したとこ
ろ、僅かだがTトップ形状が観察された。
(Comparative Example 1)
A similar resist pattern was formed by the same operation as in Example 2 except that the protective film was not provided.
As a result, although fluctuations in sensitivity were not observed, some fluctuations (partial narrowing of lines) were observed in the pattern profile. Furthermore, for the pattern obtained,
When the cross-sectional shape was observed with a focused ion beam SEM (Altura 835 manufactured by FEI), a slight T-top shape was observed.

(比較例2)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶媒に均一に溶解し、ポジ
型レジスト組成物2を調製した。
(Comparative Example 2)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition 2.

前記樹脂成分としては、下記化学式(40)に示される構成単位からなる重合体100
質量部を用いた。調製した樹脂成分の質量平均分子量は10000であった。
Examples of the resin component include a polymer 100 composed of a structural unit represented by the following chemical formula (40).
Part by mass was used. The prepared resin component had a mass average molecular weight of 10,000.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート3
.5質量部と、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホネート1.0質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと
乳酸エチルの混合溶媒1900質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.3質量部を用いた
Examples of the acid generator include triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 3
. 5 parts by mass and 1.0 part by mass of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate were used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 1900 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
Further, 0.3 parts by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物2を用いて、レジストパターンの形成
を行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「AR−19」(商品名、Shipley社製)をスピ
ナーを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼成
して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、この
反射防止膜上に、前記ポジ型レジスト組成物1をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレ
ート上で115℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜
厚150nmのレジスト膜を形成した。
次に、マスクパターンを介して、露光装置NSR−S302B(ニコン社製、NA(開
口数)=0.60、σ=0.75)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm)
を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレ
ジスト膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト膜上に23℃にて純水を
5分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて露
光する工程であるが、先の液浸露光法に対する分析に基づいて、光学系における露光自体
は完全に行われることは理論的にも保証されるので、先にレジスト膜を露光しておき、浸
漬液のレジスト膜への影響のみを評価できるように、露光後に屈折率液体(浸漬液)であ
る純水をレジスト膜に負荷させるという簡略的な構成としている。
次に、115℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にてアルカリ現像液で
60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド水溶液を用いた。
A resist pattern was formed using the positive resist composition 2 produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “AR-19” (trade name, manufactured by Shipley) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 82 nm was formed. Then, the positive resist composition 1 is applied onto the antireflection film using a spinner, prebaked on a hot plate at 115 ° C. for 90 seconds, and dried to have a film thickness of 150 nm on the antireflection film. The resist film was formed.
Next, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is applied through an exposure apparatus NSR-S302B (Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 0.60, σ = 0.75) through the mask pattern.
Was irradiated (exposed) with pattern light. Then, as an immersion exposure process, pure water was continuously dropped on the resist film at 23 ° C. for 5 minutes while rotating the silicon wafer provided with the resist film after the exposure. In the actual manufacturing process, the process of this part is an exposure process in a completely immersed state, but it is theoretically that the exposure itself in the optical system is completely performed based on the analysis for the previous immersion exposure method. In order to be able to evaluate only the effect of the immersion liquid on the resist film, the resist film is loaded with pure water, which is a refractive index liquid (immersion liquid), after exposure. It is set as the simple structure of letting it.
Next, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 90 seconds, and further developed at 23 ° C. with an alkali developer for 60 seconds. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得られた130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパ
ターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、また、その時の感度(Eth)を求
めた。その結果、測定感度は9.1mJ/cm2となり、以下に比較するように、感度劣
化が大きいことが判明した。
The thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the sensitivity (Eth) at that time was determined. As a result, the measurement sensitivity was 9.1 mJ / cm 2 , and it was found that the sensitivity deterioration was large as compared with the following.

一方、本比較例2のレジスト組成物2を用いて、上記液浸露光処理を行なわず、従来行
われている空気層を介した露光による形成方法にてレジストパターンの形成を行ったとこ
ろ、感度は8.4mJ/cm2であった。通常露光の感度に対する液浸露光処理の感度比
を求めたところ(9.1/8.4)、108.3であった。
On the other hand, when the resist composition 2 of Comparative Example 2 was used, a resist pattern was formed by a conventional formation method by exposure through an air layer without performing the immersion exposure process. Was 8.4 mJ / cm 2 . When the ratio of the sensitivity of the immersion exposure processing to the sensitivity of normal exposure was determined (9.1 / 8.4), it was 108.3.

(比較例3)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶媒に均一に溶解し、ポジ
型レジスト組成物3を調製した。
樹脂成分としては、ヒドロキシスチレン単位63モル%、スチレン単位24モル%及び
tert−ブチルアクリレート単位13モル%の構成単位からなる共重合体100質量部
を用いた。調製した樹脂成分の質量平均分子量は12000であった。
酸発生剤としては、ビス(tert−ブチルフェニルヨードニウムトリフルオロメタン
スルホネート2.8質量部と、ジメチルモノフェニルスルホニウムトリフルオロメタンス
ルホネート1.0質量部を用いた。
有機溶媒としては、乳酸エチル600質量部を用いた。
含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.26質量部を用い、その他の成
分として、フェニルホスホン酸0.28質量部を用いた。
(Comparative Example 3)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition 3.
As the resin component, 100 parts by mass of a copolymer composed of 63 mol% hydroxystyrene units, 24 mol% styrene units and 13 mol% tert-butyl acrylate units was used. The prepared resin component had a mass average molecular weight of 12,000.
As the acid generator, 2.8 parts by mass of bis (tert-butylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate) and 1.0 part by mass of dimethylmonophenylsulfonium trifluoromethanesulfonate were used.
As the organic solvent, 600 parts by mass of ethyl lactate was used.
As the nitrogen-containing organic compound, 0.26 part by mass of triethanolamine was used, and 0.28 part by mass of phenylphosphonic acid was used as the other component.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物3を用いて、レジストパターンの形成
を行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「AR−3」(商品名、Shipley社製)をスピン
ナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で220℃、60秒間焼成
して乾燥させることにより、膜厚62nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、上記
で得られたポジ型レジスト組成物3をスピンナーを用いて反射防止膜上に塗布し、ホット
プレート上で110℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上
に膜厚280nmのレジスト膜を形成した。
次に、マスクパターンを介して、露光装置NSR−S203(ニコン社製、NA(開口
数)=0.60、σ=0.75)により、KrFエキシマレーザー(波長248nm)を
用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレジ
スト膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、23℃にて純水をレジスト膜上に5
分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて露光
する工程であるが、先の液浸露光法に対する分析に基づいて、光学系の露光自体は完全に
行われることは理論的にも保証されるので、先にレジスト膜を露光しておき、浸漬液のレ
ジスト膜への影響のみを評価できるように、露光後に屈折率液体(浸漬液)である純水を
レジスト膜に負荷させるという簡略的な構成としている。
次に、110℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にてアルカリ現像液で
60秒間現像した。アルカリ現像液としては2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液を用いた。
A resist pattern was formed using the positive resist composition 3 produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “AR-3” (trade name, manufactured by Shipley) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 220 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 62 nm was formed. Then, the positive resist composition 3 obtained above is applied on the antireflection film using a spinner, prebaked on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds, and dried to form a film on the antireflection film. A resist film having a thickness of 280 nm was formed.
Next, using a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) with an exposure apparatus NSR-S203 (manufactured by Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 0.60, σ = 0.75) through the mask pattern, pattern light is used. Was irradiated (exposure). Then, as the immersion exposure process, pure water was added onto the resist film at 23 ° C. while rotating the silicon wafer provided with the resist film after the exposure.
The dripping continued for a minute. In the actual manufacturing process, the process of this part is an exposure process in a completely immersed state, but it is theoretically that the optical system itself is completely exposed based on the analysis for the previous immersion exposure method. In order to be able to evaluate only the effect of the immersion liquid on the resist film, the resist film is loaded with pure water, which is a refractive index liquid (immersion liquid), after exposure. It is set as the simple structure of letting it.
Next, PEB treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds, and further developed at 23 ° C. with an alkali developer for 60 seconds. As the alkali developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得られた140nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパ
ターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、またそのときの感度(Eth)を求
めた。その結果、感度は22.0mJ/cm2であった。また、レジストパターンはT−
トップ形状となり、表面荒れが見られた。
The thus obtained resist pattern with a 140 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the sensitivity (Eth) at that time was determined. As a result, the sensitivity was 22.0 mJ / cm 2 . The resist pattern is T-
It became a top shape and surface roughness was seen.

一方、本比較例のレジスト組成物3を用いて、上記液浸露光処理を行なわず、従来行わ
れている空気層を介した露光による形成方法にてレジストパターンの形成を行ったところ
、感度は20.0mJ/cm2であった。この通常露光の感度に対する液浸露光処理の感
度比を求めたところ(22.0/20.0)、108.8であった。また、レジストパタ
ーンは表面荒れは見られず、良好なものであった。
On the other hand, when the resist composition 3 of this comparative example was used and a resist pattern was formed by a conventional formation method by exposure through an air layer without performing the immersion exposure process, the sensitivity was It was 20.0 mJ / cm 2 . When the ratio of the sensitivity of the immersion exposure processing to the sensitivity of the normal exposure was determined (22.0 / 20.0), it was 108.8. The resist pattern was good with no surface roughness.

(比較例4)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶媒に均一に溶解し、ポジ
型レジスト組成物4を調製した。
樹脂成分としては、ヒドロキシスチレン単位64モル%、1−エトキシ−1−エチルオ
キシスチレン単位36モル%構成単位からなる共重合体70質量部とヒドロキシスチレン
単位67モル%、テトラヒドロピラニルオキシスチレン単位33モル%構成単位からなる
共重合体30質量部の混合樹脂を用いた。調製した樹脂成分の質量平均分子量はそれぞれ
8000であった。
酸発生剤としては、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン4質量部、tert−
ブチルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート1質量部を用いた。
有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチル
の混合溶媒600質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
含窒素有機化合物としては、トリイソプロパノールアミン0.52質量部を用い、その
他の成分として、ドデカン酸0.54質量部を用いた。
(Comparative Example 4)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition 4.
The resin component includes 64 parts by mole of hydroxystyrene units, 70 parts by weight of a copolymer composed of 36 mole% 1-ethoxy-1-ethyloxystyrene units, 67 mole% of hydroxystyrene units, and 33 units of tetrahydropyranyloxystyrene units. A mixed resin of 30 parts by mass of a copolymer composed of mol% structural units was used. The prepared resin component had a mass average molecular weight of 8,000.
Examples of the acid generator include 4 parts by mass of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, tert-
1 part by weight of butylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate was used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 600 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
As the nitrogen-containing organic compound, 0.52 parts by mass of triisopropanolamine was used, and as the other components, 0.54 parts by mass of dodecanoic acid was used.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物4を用いて、レジストパターンの形成
を行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「DUV−44」(商品名、ブリューワサイエンス社製
)をスピンナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で225℃、9
0秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚65nmの有機系反射防止膜を形成した。そ
して、上記で得られたポジ型レジスト組成物4をスピンナーを用いて反射防止膜上に塗布
し、ホットプレート上で90℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射
防止膜上に膜厚280nmのレジスト膜を形成した。
次に、マスクパターンを介して、露光装置NSR−S203(ニコン社製、NA(開口
数)=0.60、σ=0.75)により、KrFエキシマレーザー(波長248nm)を
用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレジ
スト膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、23℃にて純水をレジスト膜上に5
分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて露光
する工程であるが、先の液浸露光法に対する分析に基づいて、光学系の露光自体は完全に
行われることは理論的にも保証されるので、先にレジスト膜を露光しておき、浸漬液のレ
ジスト膜への影響のみを評価できるように、露光後に屈折率液体(浸漬液)である純水を
レジスト膜に負荷させるという簡略的な構成としている。
次に、110℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にてアルカリ現像液で
60秒間現像した。アルカリ現像液としては2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液を用いた。
A resist pattern was formed using the positive resist composition 4 produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “DUV-44” (trade name, manufactured by Brewer Science) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and 225 ° C., 9 on a hot plate.
An organic antireflection film having a film thickness of 65 nm was formed by baking and drying for 0 seconds. Then, the positive resist composition 4 obtained above is applied on the antireflection film using a spinner, prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds, and dried to form a film on the antireflection film. A resist film having a thickness of 280 nm was formed.
Next, using a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) with an exposure apparatus NSR-S203 (manufactured by Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 0.60, σ = 0.75) through the mask pattern, pattern light is used. Was irradiated (exposure). Then, as the immersion exposure process, pure water was added onto the resist film at 23 ° C. while rotating the silicon wafer provided with the resist film after the exposure.
The dripping continued for a minute. In the actual manufacturing process, the process of this part is an exposure process in a completely immersed state, but it is theoretically that the optical system itself is completely exposed based on the analysis for the previous immersion exposure method. In order to be able to evaluate only the effect of the immersion liquid on the resist film, the resist film is loaded with pure water, which is a refractive index liquid (immersion liquid), after exposure. It is set as the simple structure of letting it.
Next, PEB treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds, and further developed at 23 ° C. with an alkali developer for 60 seconds. As the alkali developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得られた140nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパ
ターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、またそのときの感度(Eth)を求
めた。その結果、感度は26.5mJ/cm2であった。また、レジストパターンはT−
トップ形状となり、表面荒れが見られた。
The thus obtained resist pattern with a 140 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the sensitivity (Eth) at that time was determined. As a result, the sensitivity was 26.5 mJ / cm 2 . The resist pattern is T-
It became a top shape and surface roughness was seen.

一方、本比較例のレジスト組成物4を用いて、上記液浸露光処理を行なわず、従来行わ
れている空気層を介した露光による形成方法にてレジストパターンの形成を行ったところ
、感度は16.5mJ/cm2であった。通常露光の感度に対する液浸露光処理の感度比
を求めたところ(26.5/16.5)、156.6であった。また、レジストパターン
は表面荒れは見られず、良好なものであった。
On the other hand, when the resist composition 4 of this comparative example was used and the resist pattern was formed by a conventional formation method by exposure through an air layer without performing the immersion exposure treatment, the sensitivity was It was 16.5 mJ / cm 2 . When the ratio of the sensitivity of the immersion exposure process to the sensitivity of the normal exposure was determined (26.5 / 16.5), it was 156.6. The resist pattern was good with no surface roughness.

前記実施例1および2では、保護膜を形成した液浸露光においても、感度等のパターン
形成に必要な特性の劣化を伴わず、良好なプロファイルの130nmのラインアンドスペ
ースのパターンが得られることが示されている。また、前記実施例で用いたレジスト膜は
、ポジ型のレジスト膜であったが、ネガ型のレジスト膜にも同様に適用できることは明ら
かである。
In the first and second embodiments, a 130 nm line-and-space pattern with a good profile can be obtained even in immersion exposure in which a protective film is formed, without deterioration of characteristics necessary for pattern formation such as sensitivity. It is shown. Further, although the resist film used in the above example was a positive resist film, it is apparent that the resist film can be similarly applied to a negative resist film.

(実施例3)
下記樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ポジ型
レジストを調整した。
樹脂成分としては、前記一般式(40)に示した構成単位からなる重合体100質量部を用いた。樹脂成分の質量平均分子量は10000であった。
前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート3.5質量部と、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート1.0質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチルの混合溶媒1900質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.3質量部を用いた
(Example 3)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist.
As the resin component, 100 parts by mass of a polymer composed of the structural unit represented by the general formula (40) was used. The mass average molecular weight of the resin component was 10,000.
As the acid generator, 3.5 parts by mass of triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate and 1.0 part by mass of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate were used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 1900 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
Further, 0.3 parts by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物を用いた以外は、実施例1と同様の手
順で、基板上に反射防止膜、ArFポジ型レジスト、保護膜を形成した(ただし、レジス
ト膜厚のみ変更し140nmとした)。
この保護膜を形成した基板に対して、実施例2と同様の手段で浸漬露光処理を行った。
該レジスト膜を、前記実施例1と同様の条件にて保護膜を除去し、PEB処理し、続い
て現像処理した。
An antireflection film, an ArF positive resist and a protective film were formed on the substrate in the same procedure as in Example 1 except that the positive resist composition produced as described above was used (however, the resist film thickness Only 140 nm).
The substrate on which the protective film was formed was subjected to immersion exposure processing by the same means as in Example 2.
The resist film was removed from the protective film under the same conditions as in Example 1, PEB treated, and then developed.

このようにして得た90nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターン
を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良好
なものであり、ゆらぎ(パターンの狭隘化)等は全く観察されなかった。
When the 90 nm line and space resist pattern obtained in this way was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good, fluctuation (pattern narrowing), etc. Was not observed at all.

(比較例5)
上記実施例3にて示したポジ型ホトレジストを用いて、保護膜を形成しなかった以外は
全く同様の手段で、90nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを
形成したものの、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、パターンのゆらぎ
、膨潤等が激しくパターンは観察できなかった。
(Comparative Example 5)
Although the positive photoresist shown in Example 3 above was used and a resist pattern having a 90 nm line and space of 1: 1 was formed in exactly the same manner except that no protective film was formed, the scanning type When observed with an electron microscope (SEM), the pattern was severely fluctuated and swollen, and the pattern could not be observed.

(実施例4)
下記樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ポジ型
レジスト組成物を調整した。
樹脂成分としては、下記一般式(41)、(42)に示した構成単位からなる重合体(
式(41)のユニット85質量部と式(42)のユニット15質量部)を用いた。樹脂成
分の質量平均分子量は10000であった。
前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート3
.0質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと
乳酸エチルの混合溶媒1900質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.25質量部を用い
た。
Example 4
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition.
Examples of the resin component include a polymer composed of structural units represented by the following general formulas (41) and (42) (
85 parts by mass of the unit of the formula (41) and 15 parts by mass of the unit of the formula (42) were used. The mass average molecular weight of the resin component was 10,000.
Examples of the acid generator include triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 3
. 0 parts by weight were used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 1900 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
Furthermore, 0.25 part by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound.

Figure 2006227632
(式(42)中、j=50モル%、k=30モル%、l=20モル%である。)
Figure 2006227632
(In formula (42), j = 50 mol%, k = 30 mol%, and l = 20 mol%.)

上記のようにして製造したポジ型レジストを用いた以外は、実施例1と同様の手順で、
基板上に反射防止膜、ArFポジ型レジスト、保護膜を形成した(ただし、レジスト膜厚
のみ変更し140nmとした)。
この保護膜を形成した基板に対して、実施例2と同様の手段で浸漬露光処理を行った。
該レジスト膜を、前記実施例1と同様の条件にて保護膜を除去し、PEB処理し、続い
て現像処理した。
Except for using the positive resist produced as described above, the same procedure as in Example 1,
An antireflection film, an ArF positive resist, and a protective film were formed on the substrate (however, only the resist film thickness was changed to 140 nm).
The substrate on which the protective film was formed was subjected to immersion exposure processing by the same means as in Example 2.
The resist film was removed from the protective film under the same conditions as in Example 1, PEB treated, and then developed.

このようにして得た90nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターン
を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良好
なものであり、ゆらぎ(パターンの狭隘化)等は全く観察されなかった。
When the 90 nm line and space resist pattern obtained in this way was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good, fluctuation (pattern narrowing), etc. Was not observed at all.

(比較例6)
上記実施例4にて示したポジ型ホトレジストを用いて、保護膜を形成しなかった以外は
全く同様の手段で、90nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを
形成したものの、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、パターンのゆがみ
、膨潤等が僅かに発生していた。
(Comparative Example 6)
Although the positive photoresist shown in Example 4 above was used and a resist pattern having a 90 nm line and space of 1: 1 was formed in exactly the same manner except that no protective film was formed, a scanning type Observation with an electron microscope (SEM) revealed slight distortion and swelling of the pattern.

(実施例5)
下記樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ネガ型
レジスト組成物を調整した。
樹脂成分としては、下記一般式(43)に示した構成単位からなる重合体を用いた。
この樹脂成分に対して、10質量%のテトラブトキシメチル化グリコールウリルからな
る架橋剤と、1質量%のトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートから
なる酸発生剤と、0.6質量%の4−フェニルピリジンからなるアミン成分とを、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルに溶解し、固形分重量を8.1質量%としたネガ型レ
ジスト材料を用いた。
(Example 5)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a negative resist composition.
As the resin component, a polymer composed of structural units represented by the following general formula (43) was used.
A crosslinking agent composed of 10% by mass of tetrabutoxymethylated glycoluril, an acid generator composed of 1% by mass of triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, and 0.6% by mass of 4-phenyl based on this resin component. A negative resist material in which an amine component composed of pyridine was dissolved in propylene glycol monomethyl ether and the solid content weight was 8.1% by mass was used.

Figure 2006227632
(式中、m:nは84:16(モル%)である。)
Figure 2006227632
(In the formula, m: n is 84:16 (mol%).)

上記のようにして製造したネガ型レジスト組成物を用いて、レジストパターンの形成を
行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「AR−19」(商品名、Shipley社製)をスピ
ナーを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼成
して乾燥させることにより、膜厚32nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、この
反射防止膜上に、前記ネガ型レジスト組成物をスピナーを用いて塗布し、ホットプレート
上で110℃、60秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜厚3
00nmのレジスト膜を形成した。
該レジスト膜上に、デムナムS−10(ダイキン工業社製)およびサイトップ(旭硝子
社製)(混合重量比=1:5)からなる混合樹脂をパーフルオロトリブチルアミンに溶解
させ、樹脂濃度を2.5wt%とした保護膜材料を回転塗布し、90℃にて60秒間加熱
し、膜厚37nmの保護膜を形成した。
この保護膜を形成した基板に対して、実施例1と同様の手段で露光処理、続いてレジス
ト膜上への水の滴下処理を行った(ただし、水の滴下処理は2分間とした)。
該レジスト膜を、前記実施例1と同様の条件にて保護膜を除去し、PEB処理し、続い
て現像処理した。
A resist pattern was formed using the negative resist composition produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “AR-19” (trade name, manufactured by Shipley) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 32 nm was formed. Then, the negative resist composition is applied onto the antireflection film using a spinner, pre-baked on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds, and dried to obtain a film thickness of 3 on the antireflection film.
A resist film of 00 nm was formed.
On the resist film, a mixed resin composed of demnum S-10 (manufactured by Daikin Industries) and CYTOP (manufactured by Asahi Glass) (mixing weight ratio = 1: 5) is dissolved in perfluorotributylamine to give a resin concentration of 2 A protective film material having a thickness of 0.5 wt% was spin-coated and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a thickness of 37 nm.
The substrate on which the protective film was formed was subjected to an exposure process by the same means as in Example 1, followed by a water dropping process on the resist film (however, the water dropping process was performed for 2 minutes).
The resist film was removed from the protective film under the same conditions as in Example 1, PEB treated, and then developed.

このようにして得た160nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパター
ンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良
好なものであり、ゆらぎ(パターンの狭隘化)、膨潤等は全く観察されなかった。
When the resist pattern with 160 nm line and space obtained in this way was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good, fluctuation (pattern narrowing), No swelling or the like was observed.

(比較例7)
上記実施例5にて示したネガ型ホトレジストを用いて、保護膜を形成しなかった以外は
全く同様の手段で、160nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターン
を形成したものの、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、パターンのゆが
み、膨潤等が僅かに発生していた。
(Comparative Example 7)
Although the negative photoresist shown in Example 5 was used and a resist pattern having a 160 nm line and space of 1: 1 was formed in exactly the same manner except that the protective film was not formed, the scanning type Observation with an electron microscope (SEM) revealed slight distortion and swelling of the pattern.

なお、本発明の説明において、説明の都合上、「空気よりも屈折率が大きくレジスト膜
より屈折率が小さい液体」、液状屈折率媒体、屈折率液体、浸漬液という異なる用語を用
いたが、すべて同一の媒体を示すものである。
In the description of the present invention, for convenience of explanation, different terms such as “liquid having a refractive index larger than air and a refractive index smaller than that of the resist film”, liquid refractive index medium, refractive index liquid, and immersion liquid are used. All indicate the same medium.

(実施例6)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ポジ
型レジスト組成物を調整した。
樹脂成分としては、下記一般式(44)に示した3種の構成単位からなるメタクリル酸
エステルの共重合体100質量部を用いた。樹脂成分の調製に用いた各構成単位s、t、
uの比を、s=40モル%、t=40モル%、u=20モル%とした。調製した樹脂成分
の質量平均分子量は10000であった。
(Example 6)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition.
As the resin component, 100 parts by mass of a methacrylic acid ester copolymer composed of three types of structural units represented by the following general formula (44) was used. Each structural unit s, t, used for preparing the resin component
The ratio of u was s = 40 mol%, t = 40 mol%, and u = 20 mol%. The prepared resin component had a mass average molecular weight of 10,000.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

前記酸発生剤としては、トリ−(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート0.8質量部と、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム
ノナフルオロブタンスルホネート2.0質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと
乳酸エチルとの混合溶剤1520質量部(質量比6:4)とγ−ブチロラクトン380質量
部との混合溶剤を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.25質量部を用い
た。
As the acid generator, 0.8 parts by mass of tri- (4-tert-butylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate and 2.0 parts by mass of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate were used.
Further, as the organic solvent, a mixed solvent of 1520 parts by mass (mass ratio 6: 4) of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate and 380 parts by mass of γ-butyrolactone was used.
Furthermore, 0.25 part by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound.

上記のようにして製造したポジ型レジスト組成物を用いて、レジストパターンの形成を
行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「AR−19」(商品名、Shipley社製)をスピ
ンナーを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼
成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、こ
の反射防止膜上に、前記ポジ型レジスト組成物をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレ
ート上で130℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜
厚200nmのレジスト膜を形成した。
A resist pattern was formed using the positive resist composition produced as described above.
First, an organic antireflection film composition “AR-19” (trade name, manufactured by Shipley) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 82 nm was formed. Then, the positive resist composition is applied onto the antireflection film by using a spinner, prebaked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and dried to have a film thickness of 200 nm on the antireflection film. A resist film was formed.

該レジスト膜上に、デムナムS−20(ダイキン工業社製)及びサイトップ(旭硝子社
製)(混合重量比=1:5)からなる混合樹脂をパーフルオロトリブチルアミンに溶解さ
せ、樹脂濃度を2.5wt%とした保護膜材料を回転塗布し、90℃にて60秒間加熱し
、膜厚37nmの保護膜を形成した。
On the resist film, a mixed resin consisting of demnum S-20 (manufactured by Daikin Industries) and CYTOP (manufactured by Asahi Glass) (mixing weight ratio = 1: 5) is dissolved in perfluorotributylamine to give a resin concentration of 2 A protective film material having a thickness of 0.5 wt% was spin-coated and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a thickness of 37 nm.

次に、マスクパターンを介して、露光装置NSR−S302B(ニコン社製、NA(開
口数)=0.60、2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm
)を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後の
レジスト膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト膜上に23℃にて純水
を2分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて
露光する工程であるが、先の液浸露光法に対する分析に基づいて、光学系における露光自
体は完全に行われることは理論的にも保証されるので、先にレジスト膜を露光しておき、
浸漬液のレジスト膜への影響のみを評価できるように、露光後に屈折率液体(浸漬液)で
ある純水をレジスト膜に負荷させるという簡略的な構成としている。
Next, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is applied through an exposure apparatus NSR-S302B (Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination) through a mask pattern.
) Was used for pattern light irradiation (exposure). Then, as an immersion exposure process, pure water was continuously dropped on the resist film at 23 ° C. for 2 minutes while rotating the silicon wafer provided with the resist film after the exposure. In the actual manufacturing process, the process of this part is an exposure process in a completely immersed state, but it is theoretically that the exposure itself in the optical system is completely performed based on the analysis for the previous immersion exposure method. Is also guaranteed, so the resist film is exposed first,
In order to be able to evaluate only the influence of the immersion liquid on the resist film, the resist film is loaded with pure water which is a refractive index liquid (immersion liquid) after exposure.

前記純水の滴下工程の後、130℃、90秒間の条件でPEB処理し、その後、保護膜
をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)を用いて除去した。さらに23℃にて
アルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。
After the dropping step of pure water, PEB treatment was performed at 130 ° C. for 90 seconds, and then the protective film was removed using perfluoro (2-butyltetrahydrofuran). Further, development was performed at 23 ° C. with an alkali developer for 60 seconds. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパター
ンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良
好なものであり、ゆらぎ等は全く観察されなかった。
また、その際の感度は17.0mJ/cm2で、焦点深度幅は1.0μmであった。さ
らに、130nmのラインパターンが±10%内の範囲で得られる露光余裕度は13.1
5%と良好であった。
When the thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good and no fluctuations were observed. .
Further, the sensitivity at that time was 17.0 mJ / cm 2 and the depth of focus was 1.0 μm. Furthermore, the exposure margin for obtaining a 130 nm line pattern within a range of ± 10% is 13.1.
It was as good as 5%.

(実施例7)
下記樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、ポジ型
レジスト組成物を調整した。
樹脂成分としては、前記一般式(41)と下記一般式(45)とにそれぞれ示した構成
単位からなる重合体(式(41)のユニット85質量部と式(45)のユニット15質量
部)を用いた。樹脂成分の質量平均分子量は10000であった。
前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート2
.4質量部を用いた。
また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと
乳酸エチルの混合溶媒1900質量部との混合溶剤(質量比6:4)を用いた。
さらに、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.27質量部用いた
。有機カルボン酸としてサリチル酸0.26質量を用いた。
(Example 7)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a positive resist composition.
As a resin component, the polymer which consists of a structural unit shown in the said General formula (41) and the following general formula (45), respectively (the unit 85 mass part of Formula (41), and the unit 15 mass part of Formula (45)) Was used. The mass average molecular weight of the resin component was 10,000.
Examples of the acid generator include triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 2
. 4 parts by weight were used.
As the organic solvent, a mixed solvent (mass ratio 6: 4) of 1900 parts by mass of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate was used.
Further, 0.27 parts by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound. 0.26 mass of salicylic acid was used as the organic carboxylic acid.

Figure 2006227632
(x=40モル%、y=40モル%、z=20モル%である。)
Figure 2006227632
(X = 40 mol%, y = 40 mol%, z = 20 mol%)

上記レジスト組成物を、実施例1と同様の手順で、基板上に反射防止膜、上記調製したポジ型レジスト、保護膜を形成した(ただし、レジスト膜厚を変更し150nmとし、プレベーク温度を95℃で90秒間、PEBを90℃で90秒間に変更した)。
この保護膜を形成した基板に対して、実施例2と同様の手段で浸漬露光処理を行った。
該レジスト膜を、PEB処理した後、前記実施例1と同様の条件にて保護膜を除去し、
大気中のアミン濃度が約5ppbの場所で180秒間引き置き、続いて現像処理した。
An antireflection film, the prepared positive resist, and a protective film were formed on the substrate in the same procedure as in Example 1 (however, the resist film thickness was changed to 150 nm and the prebake temperature was 95). 90 ° C. and PEB was changed to 90 ° C. for 90 seconds).
The substrate on which the protective film was formed was subjected to immersion exposure processing by the same means as in Example 2.
After the resist film is subjected to PEB treatment, the protective film is removed under the same conditions as in Example 1,
The substrate was left for 180 seconds at a location where the amine concentration in the atmosphere was about 5 ppb, followed by development processing.

このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパター
ンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良
好なものであり、ゆらぎ(パターンの狭隘化)等は全く観察されなかった。また、その際
の感度は26.0mJ/cm2であった。
When the resist pattern with a 130 nm line and space obtained in this way having a 1: 1 ratio was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was good, fluctuation (pattern narrowing), etc. Was not observed at all. The sensitivity at that time was 26.0 mJ / cm 2 .

(比較例8)
保護膜を用いなかったこと以外は、上記実施例7で調製したレジスト組成物を用いて、
実施例7と同様な方法で180秒間引き置いた後、レジストパターンの形成を行った。
130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを走査型電子顕微
鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルはT−TOP形状となっ
た。また、その際の感度は33.0mJ/cm2であった。
これは、保護膜を用いなかったことで、大気中のアミンによりレジスト膜上の酸が失活したためである。
(Comparative Example 8)
Except that the protective film was not used, using the resist composition prepared in Example 7 above,
After leaving for 180 seconds in the same manner as in Example 7, a resist pattern was formed.
When a resist pattern having a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was a T-TOP shape. The sensitivity at that time was 33.0 mJ / cm 2 .
This is because the acid on the resist film was deactivated by amine in the atmosphere because no protective film was used.

実施例7、比較例8の結果からわかるように、保護膜を用いることで、大気中のアミン
に対する影響をなくすことができる。すなわち、引き置き経時安定性(postexposure dela
y)が飛躍的に向上する
As can be seen from the results of Example 7 and Comparative Example 8, the use of the protective film can eliminate the influence on the amine in the atmosphere. That is, the stability over time (postexposure dela
y) improves dramatically

(実施例8)
(A)成分として、下記化学式(46)のシルセスキオキサン樹脂85質量部と、下記
化学式(47)に示した3種の構成単位からなるメタクリル酸エステル・アクリル酸エス
テルの共重合体15質量部との混合樹脂を用いた。前記化学式(47)の共重合体の各構
成単位v、w、xの比は、v=40モル%、w=40モル%、x=20モル%であり、そ
の質量平均分子量は10000であった。
(Example 8)
As component (A), 85 parts by mass of a silsesquioxane resin represented by the following chemical formula (46) and 15 mass parts of a methacrylic acid ester / acrylic acid ester copolymer composed of three types of structural units represented by the following chemical formula (47) Mixed resin was used. The ratio of each structural unit v, w, x of the copolymer of the chemical formula (47) is v = 40 mol%, w = 40 mol%, x = 20 mol%, and its mass average molecular weight was 10,000. It was.

Figure 2006227632
Figure 2006227632

Figure 2006227632
Figure 2006227632

(B)成分としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート2.
4質量部を用いた。
(C)成分としては、乳酸エチルとγ−ブチロラクトンとの混合溶媒1900質量部(
質量比8:2)との混合溶剤を用いた。
(D)成分としては、トリエタノールアミン0.27質量部を用いた。
(E)成分としてサリチル酸0.26質量部を用いた。
As component (B), triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 2.
4 parts by weight were used.
As the component (C), 1900 parts by mass of a mixed solvent of ethyl lactate and γ-butyrolactone (
A mixed solvent with a mass ratio of 8: 2) was used.
As component (D), 0.27 parts by mass of triethanolamine was used.
As component (E), 0.26 parts by mass of salicylic acid was used.

次に、有機系反射防止膜組成物「AR−19」(商品名、Shipley社製)を、ス
ピンナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間
焼成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。スピンナ
ーを用いて反射防止膜上にポジ型レジスト組成物を塗布し、ホットプレート上で95℃、
90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜厚150nmのレジ
スト層を形成した。次に、該レジスト膜上に、環式パーフルオロアルキルポリエーテルを
含有するフッ素系樹脂{デムナムS−10(ダイキン工業社製)およびサイトップ(旭硝
子社製環式パーフルオロアルキルポリエーテル)(混合重量比=1:5)からなる混合樹
脂}をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させ、樹脂濃度を2.5wt%としたフッ素
系保護膜材料を回転塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚37nmの保護膜を形成し
た。
そして、評価試験2として、浸漬露光は、ニコン社作成の実験装置を用いて、プリズム
と水と193nmの2本の光束干渉による実験(二光束干渉実験)を行った。同様の方法
は、前記非特許文献2にも開示されており、実験室レベルで簡易にL&Sパターンが得ら
れる方法として公知である。
Next, an organic antireflection film composition “AR-19” (trade name, manufactured by Shipley) is applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to be dried. Thus, an organic antireflection film having a film thickness of 82 nm was formed. A positive resist composition is applied on the antireflection film using a spinner, and is heated at 95 ° C. on a hot plate.
A 150-nm-thick resist layer was formed on the antireflection film by pre-baking for 90 seconds and drying. Next, a fluorine resin containing cyclic perfluoroalkyl polyether {DEMNUM S-10 (Daikin Kogyo Co., Ltd.) and Cytop (Asahi Glass Co., Ltd. cyclic perfluoroalkyl polyether) (mixed) (Mixed resin of weight ratio = 1: 5)} is dissolved in perfluorotributylamine, and a fluorine-based protective film material having a resin concentration of 2.5 wt% is spin-coated and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a film. A protective film having a thickness of 37 nm was formed.
Then, as an evaluation test 2, immersion exposure was performed by using an experimental apparatus manufactured by Nikon Corporation and performing an experiment (two-beam interference experiment) using a prism, water, and two beam interferences of 193 nm. A similar method is also disclosed in Non-Patent Document 2, and is known as a method for easily obtaining an L & S pattern at a laboratory level.

実施例8における浸漬露光においては保護膜上面とプリズム下面との間に浸漬溶媒とし
て、水溶媒層を形成した。
なお、露光量は、L&Sパターンが安定して得られる露光量を選択した。次に、90℃
で90秒間の条件でPEB処理し、保護膜をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラ
ン)を用いて除去した。その後、実施例1と同様に現像処理を行ったところ、65nmの
ライアンドスペース(1:1)が得られた。そのパターン形状は矩形性の高いものであっ
た。
In immersion exposure in Example 8, an aqueous solvent layer was formed as an immersion solvent between the upper surface of the protective film and the lower surface of the prism.
In addition, the exposure amount from which the L & S pattern was stably obtained was selected as the exposure amount. Next, 90 ° C
The PEB treatment was carried out for 90 seconds under the conditions, and the protective film was removed using perfluoro (2-butyltetrahydrofuran). Thereafter, development processing was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 65 nm line and space (1: 1) was obtained. The pattern shape was highly rectangular.

以上説明したように、本発明によれば、慣用のどのようなレジスト組成物を用いてレジ
スト膜を構成しても、液浸露光工程においてレジストパターンがT−トップ形状となるな
どレジストパターンの表面の荒れがなく、感度が高く、レジストパターンプロファイル形
状に優れ、かつ焦点深度幅や露光余裕度、引き置き経時安定性が良好である、精度の高い
レジストパターンを得ることができる。従って、本発明の保護膜を用いると、液浸露光プ
ロセスを用いたレジストパターンの形成を効果的に行うことができる。
As described above, according to the present invention, the resist pattern surface can be formed in any liquid resist exposure process, such as a resist pattern having a T-top shape, even if the resist film is formed using any conventional resist composition. It is possible to obtain a highly accurate resist pattern that is free from roughening, has high sensitivity, is excellent in resist pattern profile shape, and has good depth of focus, exposure margin, and stability over time. Therefore, when the protective film of the present invention is used, it is possible to effectively form a resist pattern using an immersion exposure process.

Claims (19)

パーフルオロアルキルポリエーテルを含有する組成物からなり、露光光に対して透明で
、液浸露光用の液体に対して実質的な相溶性を持たず、かつ前記レジスト膜との間でミキ
シングを生じない特性を有する、液浸露光プロセスに用いて好適なレジスト保護膜形成用
材料であって、
前記パーフルオロアルキルポリエーテルが環式パーフルオロアルキルポリエーテルであ
ることを特徴とする液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
Consists of a composition containing perfluoroalkyl polyether, transparent to exposure light, not substantially compatible with liquid for immersion exposure, and causes mixing with the resist film. A resist protective film forming material suitable for use in an immersion exposure process having no characteristics,
A material for forming a resist protective film for an immersion exposure process, wherein the perfluoroalkyl polyether is a cyclic perfluoroalkyl polyether.
前記環式パーフルオロアルキルポリエーテルがフッ素系溶剤に溶解して組成物とされて
いることを特徴とする請求項1に記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
2. The resist protective film forming material for an immersion exposure process according to claim 1, wherein the cyclic perfluoroalkyl polyether is dissolved in a fluorine-based solvent to form a composition.
前記液浸露光プロセスが、リソグラフィー露光光がレジスト膜に到達するまでの経路の
少なくとも前記レジスト膜上に、空気より屈折率が大きくかつ前記レジスト膜よりも屈折
率が小さい所定厚さの前記液浸露光用液体を介在させた状態で、前記レジスト膜を露光す
ることによってレジストパターンの解像度を向上させる構成であることを特徴とする請求
項1または2に記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
In the immersion exposure process, at least the resist film on the path until the lithography exposure light reaches the resist film, the immersion film having a predetermined thickness that has a refractive index larger than air and smaller than the resist film. 3. The resist protective film formation method for an immersion exposure process according to claim 1 or 2, wherein the resist film is exposed to light while exposing the resist film to improve the resolution of the resist pattern. Materials.
前記液浸露光用液体が実質的に純水もしくは脱イオン水からなる水であることを特徴と
する請求項1から3のいずれか1項に記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材
料。
The material for forming a resist protective film for an immersion exposure process according to any one of claims 1 to 3, wherein the immersion exposure liquid is water substantially composed of pure water or deionized water. .
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーが(メタ)アクリル酸エス
テル単位からなるポリマーであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載
の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
The resist protection for an immersion exposure process according to any one of claims 1 to 4, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer comprising (meth) acrylic acid ester units. Film forming material.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがジカルボン酸の酸無水物
含有構成単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に
記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
5. The immersion exposure process according to claim 1, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having an acid anhydride-containing structural unit of dicarboxylic acid. Resist protective film forming material.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがフェノール性水酸基含有
構成単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載
の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
The resist protective film for immersion exposure process according to any one of claims 1 to 4, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having a phenolic hydroxyl group-containing structural unit. Forming material.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがシルセスキオキサン樹脂
であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液浸露光プロセス用レジ
スト保護膜形成用材料。
5. The resist protective film forming material for an immersion exposure process according to claim 1, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a silsesquioxane resin.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがα−(ヒドロキシアルキ
ル)アクリル酸単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項1から4のいずれか
1項に記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
5. The immersion exposure process according to claim 1, wherein a base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having an α- (hydroxyalkyl) acrylic acid unit. 6. Resist protective film forming material.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがジカルボン酸モノエステ
ル単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の
液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料。
5. The resist protective film for immersion exposure process according to claim 1, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having a dicarboxylic acid monoester unit. Materials.
レジスト膜と該レジスト膜上に形成された保護膜とからなり、前記保護膜が請求項1か
ら4のいずれか1項に記載の液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成材料を用いて形成さ
れた被膜であることを特徴とする液浸露光プロセス用複合膜。
It consists of a resist film and a protective film formed on the resist film, and the protective film is formed using the resist protective film forming material for immersion exposure process according to any one of claims 1 to 4. A composite film for an immersion exposure process, which is a film.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーが(メタ)アクリル酸エス
テル単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の液浸露光プロセス
用複合膜。
The composite film for an immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having a (meth) acrylate unit.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがジカルボン酸の酸無水物
含有構成単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の液浸露光プロ
セス用複合膜。
12. The composite film for an immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having an acid anhydride-containing structural unit of dicarboxylic acid.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがフェノール性水酸基含有
構成単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の液浸露光プロセス
用複合膜。
The composite film for an immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having a phenolic hydroxyl group-containing structural unit.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがシルセスキオキサン樹脂
であることを特徴とする請求項11に記載の液浸露光プロセス用複合膜。
12. The composite film for immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a silsesquioxane resin.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがα−(ヒドロキシアルキ
ル)アクリル酸単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の液浸露
光プロセス用複合膜。
The composite film for an immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having an α- (hydroxyalkyl) acrylic acid unit.
前記レジスト膜を形成するレジスト組成物のベースポリマーがジカルボン酸モノエステ
ル単位を有するポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の液浸露光プロセス用
複合膜。
12. The composite film for immersion exposure process according to claim 11, wherein the base polymer of the resist composition forming the resist film is a polymer having a dicarboxylic acid monoester unit.
液浸露光プロセスを用いたレジストパターン形成方法であって、
基板上にフォトレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜の上に、請求項1から4のいずれか1項に記載の液浸露光プロセス用レ
ジスト保護膜形成材料を用いて、露光光に透明で、液浸露光用の液体に対して実質的な相
溶性を持たず、かつ前記レジスト膜との間でミキシングを生じない特性を有する保護膜を
形成し、
前記レジスト膜と前記保護膜とが積層された前記基板の少なくとも前記保護膜上に直接
所定厚みの前記液浸露光用液体を配置し、
前記液浸露光用液体および前記保護膜を介して前記レジスト膜に選択的に光を照射し、
必要に応じて加熱処理を行い、
前記照射後のレジスト膜から前記保護膜を除去し、
前記保護膜を除去したレジスト膜を現像し、レジストパターンを得ることを含むレジス
トパターン形成方法。
A resist pattern forming method using an immersion exposure process,
Form a photoresist film on the substrate,
The resist protective film forming material for immersion exposure process according to any one of claims 1 to 4, wherein the resist protective film forming material according to any one of claims 1 to 4 is used on the resist film. Forming a protective film having a characteristic that does not have a compatible compatibility and does not cause mixing with the resist film,
The immersion exposure liquid having a predetermined thickness is directly disposed on at least the protective film of the substrate on which the resist film and the protective film are laminated,
The resist film is selectively irradiated with light through the immersion exposure liquid and the protective film,
Heat treatment if necessary,
Removing the protective film from the resist film after the irradiation,
A resist pattern forming method comprising developing a resist film from which the protective film has been removed to obtain a resist pattern.
前記液浸露光プロセスが、リソグラフィー露光光がレジスト膜に到達するまでの経路の
少なくとも前記レジスト膜上に、空気より屈折率が大きくかつ前記レジスト膜よりも屈折
率が小さい所定厚さの前記液浸露光用液体を介在させた状態で、前記レジスト膜を露光す
ることによってレジストパターンの解像度を向上させる構成であることを特徴とする請求
項18に記載のレジストパターン形成方法。
In the immersion exposure process, at least the resist film on the path until the lithography exposure light reaches the resist film, the immersion film having a predetermined thickness that has a refractive index larger than air and smaller than the resist film. 19. The method of forming a resist pattern according to claim 18, wherein the resist pattern resolution is improved by exposing the resist film in a state where an exposure liquid is interposed.
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