JP2007072336A - Protective film forming material and photoresist pattern forming method using the same - Google Patents

Protective film forming material and photoresist pattern forming method using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the scan conformability of a liquid for liquid immersion lithography, by imparting a proper contact angle and a proper fall angle to a protective film forming material, and to provide a protective film forming material, having basic characteristics (such as, water repellency) required by a protective film used in a liquid immersion lithographic process, and suitably applicable to a local liquid immersion lithographic process, in particular, and to provide a photoresist pattern forming method that uses the protective film forming material. <P>SOLUTION: The protective film forming material for forming a protective film laminated on a photoresist film on a substrate contains an alkali-soluble polymer containing a cyclic hydrocarbon having a fluorohydroxyalkyl group. The photoresist pattern forming method that uses the protective film forming material is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、保護膜形成用材料およびこれを用いたホトレジストパターン形成方法に関する。本発明は特に、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)プロセスに好適に適用される。   The present invention relates to a protective film forming material and a photoresist pattern forming method using the same. The present invention is particularly suitably applied to a liquid immersion lithography process.

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ホトリソグラフィー法が多用されている。近年、半導体デバイスの高集積化、微小化の進展が著しく、ホトリソグラフィー工程におけるホトレジストパターン形成においてもより一層の微細化が要求されている。   Photolithography is frequently used for the production of fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices. In recent years, the progress of high integration and miniaturization of semiconductor devices has been remarkable, and further miniaturization is required in forming a photoresist pattern in a photolithography process.

現在、ホト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程度の微細なホトレジストパターンの形成が可能となっているが、さらに線幅65nmといったより微細なパターン形成の研究・開発が行われている。   At present, it is possible to form a fine photoresist pattern with a line width of about 90 nm by the photolithography method, for example, in the most advanced region. Has been done.

このようなより微細なパターン形成を達成させるためには、一般に、露光装置やホトレジスト材料の改良による対応策が考えられる。露光装置による対応策としては、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)の増大等の方策が挙げられる。 In order to achieve such finer pattern formation, generally, countermeasures by improving an exposure apparatus and a photoresist material can be considered. Countermeasures by 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. Measures are listed.

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。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 an expensive new exposure apparatus. In addition, when the NA is increased, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased.

最近、このような問題を解決可能とするホトリソグラフィー技術として、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)法が報告されている(例えば、非特許文献1〜3参照)。この方法は、露光時に、露光装置(レンズ)と基板上のホトレジスト膜との間の露光光路の、少なくとも前記ホトレジスト膜上に所定厚さの液浸露光用液体を介在させて、ホトレジスト膜を露光し、ホトレジストパターンを形成するというものである。この液浸露光法は、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、これら空間(気体)の屈折率よりも大きく、かつ、ホトレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率(n)をもつ液浸露光用液体(例えば純水、フッ素系不活性液体など)で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の露光光を用いた場合や高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ともに、焦点深度幅の低下も生じない、という利点を有する。   Recently, as a photolithography technique capable of solving such a problem, a liquid immersion lithography method has been reported (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3). In this method, during exposure, the photoresist film is exposed by interposing an immersion exposure liquid of a predetermined thickness on at least the photoresist film in the exposure optical path between the exposure apparatus (lens) and the photoresist film on the substrate. Then, a photoresist pattern is formed. In this immersion exposure method, an exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, has a refractive index that is larger than the refractive index of these spaces (gas) and smaller than the refractive index of the photoresist film ( By substituting with an immersion exposure liquid having n) (for example, pure water, fluorine-based inert liquid, etc.), even when a light source having the same exposure wavelength is used, exposure light having a shorter wavelength or high NA Similar to the case of using a lens, high resolution is achieved, and there is an advantage that the depth of focus does not decrease.

このような液浸露光プロセスを用いれば、現存の露光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ホトレジストパターンの形成が実現できるため、大変注目されている。   By using such an immersion exposure process, it is possible to form a photoresist pattern that is low in cost, excellent in high resolution, and excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing exposure apparatus. Therefore, it is attracting a lot of attention.

しかし、液浸露光プロセスでは、ホトレジスト膜の上層に液浸露光用液体を介在させた状態で露光を行うことから、当然のことながら、液浸露光用液体によるホトレジスト膜の変質、ホトレジスト膜からの溶出成分による液浸露光用液体自体の変質に伴う屈折率変動などが懸念される。   However, in the immersion exposure process, since the exposure is performed with the immersion exposure liquid interposed in the upper layer of the photoresist film, naturally, the alteration of the photoresist film by the immersion exposure liquid, There is a concern about the refractive index fluctuation accompanying the alteration of the immersion exposure liquid itself due to the eluted components.

このような状況下、ホトレジスト膜上にフッ素含有樹脂を用いた保護膜を形成し、この保護膜上に液浸露光用液体を介在させることによって、液浸露光用液体によるホトレジスト膜への変質、液浸露光用液体自体の変質に伴う屈折率変動を同時に防止することを目的とした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Under such circumstances, by forming a protective film using a fluorine-containing resin on the photoresist film and interposing an immersion exposure liquid on this protective film, the alteration to the photoresist film by the immersion exposure liquid, There has been proposed a technique aimed at simultaneously preventing refractive index fluctuations accompanying alteration of the liquid for immersion exposure (see, for example, Patent Document 1).

さらに最近、ホトレジストパターン形成工程の簡略化、製造効率等の観点から、アルカリ可溶性ポリマーを用いた保護膜を用いることによって、液浸露光後のアルカリ現像時に、保護膜の除去と、不要なホトレジスト膜の除去とを同時に行ってホトレジストパターンを得る技術が注目されている(例えば、特許文献2参照)。   More recently, from the viewpoint of simplification of the photoresist pattern formation process, production efficiency, etc., by using a protective film using an alkali-soluble polymer, it is possible to remove the protective film and eliminate unnecessary photoresist film during alkali development after immersion exposure. Attention has been paid to a technique for obtaining a photoresist pattern by simultaneously performing the removal of (see, for example, Patent Document 2).

「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジー B(Journal of Vacuum Science & Technology B)」、(米国)、1999年、第17巻、6号、3306−3309頁"Journal of Vacuum Science & Technology B" (USA), 1999, Vol. 17, No. 6, pages 3306-3309 「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジー B(Journal of Vacuum Science & Technology B)」、(米国)、2001年、第19巻、6号、2353−2356頁"Journal of Vacuum Science & Technology B" (USA), 2001, Vol. 19, No. 6, pp. 2353-2356 「プロシーディングス・オブ・エスピーアイイー(Proceedings of SPIE)」、(米国)、2002年、第4691巻、459−465頁"Proceedings of SPIE", (USA), 2002, 4691, pp. 459-465. 国際公開第2004/074937号パンフレットInternational Publication No. 2004/074937 Pamphlet 特開2005−157259号公報JP 2005-157259 A

しかしながら最近では、高速で走査させる露光用レンズと、ホトレジスト層上に保護膜を形成した基板との間のみを液浸露光用液体を満たす局所液浸露光プロセスが検討されてきており、この局所液浸露光プロセスにおいては、液浸露光用液体のスキャン追従性という課題が新たに浮上してきている。従来の液浸露光プロセスの検討においては、ホトレジスト膜上に保護膜を形成した基板上を、露光用レンズおよび液浸露光用液体を同時に走査させながら露光処理を行う際の課題は検討されていなかった。   Recently, however, a local immersion exposure process has been studied in which an immersion exposure liquid is filled only between an exposure lens for scanning at a high speed and a substrate having a protective film formed on a photoresist layer. In the immersion exposure process, the issue of scan followability of the immersion exposure liquid has newly emerged. In the examination of the conventional immersion exposure process, the problem in performing the exposure process while simultaneously scanning the exposure lens and the immersion exposure liquid on the substrate on which the protective film is formed on the photoresist film has not been examined. It was.

局所液浸露光プロセスでは、例えば、保護膜/ホトレジスト層を設けた基板をウェーハステージ上に載置し、保護膜の上方に所定間隔を空けて露光用レンズを配置し、露光用レンズを高速でスキャニング移動させながら、液浸露光用液体を一方のノズルから保護膜上に連続滴下すると同時に他方のノズルから吸引しつつ、前記露光用レンズとともに移動させながら露光するというものである。このような局所液浸露光プロセスでは、滴下され続ける液浸露光用液体が微小水滴となって保護膜表面上に残留する。この微小水滴が、スキャニングするレンズと同様の速度で保護膜上を追従する必要がある。それに加えて、保護膜として要求される基本特性である、液浸露光用液体への耐性が高い、下層に設けられるホトレジスト膜との相溶性が低い、液浸露光用液体からホトレジスト膜への成分の溶出の防止、ホトレジスト膜から液浸露光用液体への成分の溶出の防止、保護膜のガスの透過の抑止、等の特性を併せもつ必要がある。   In the local immersion exposure process, for example, a substrate provided with a protective film / photoresist layer is placed on a wafer stage, an exposure lens is arranged above the protective film with a predetermined interval, and the exposure lens is moved at a high speed. The liquid for immersion exposure is continuously dropped onto the protective film from one nozzle while being moved by scanning, and at the same time, the liquid is exposed while being moved together with the exposure lens while being sucked from the other nozzle. In such a local liquid immersion exposure process, the liquid for immersion exposure that continues to drip remains as fine water droplets on the surface of the protective film. It is necessary for the minute water droplets to follow the protective film at the same speed as the scanning lens. In addition, the basic characteristics required as a protective film, high resistance to immersion exposure liquid, low compatibility with the photoresist film provided in the lower layer, components from immersion exposure liquid to photoresist film It is necessary to have properties such as prevention of elution, prevention of elution of components from the photoresist film to the liquid for immersion exposure, and suppression of gas permeation of the protective film.

したがって、特に局所液浸露光プロセスに適用される保護膜形成用材料として、適当な接触角と転落角をもたせる必要がある。   Therefore, it is necessary to provide an appropriate contact angle and falling angle as a protective film forming material applied particularly to the local immersion exposure process.

本発明は、上記従来の問題点を解決し、適当な接触角と転落角をもたせることにより液浸露光用液体のスキャン追従性能を向上させるとともに、液浸露光プロセスに用いられる保護膜に要求される基本特性(例えば撥水性等)を備えた保護膜形成用材料、およびこれを用いたホトレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, improves the scan follow-up performance of the liquid for immersion exposure by providing an appropriate contact angle and drop angle, and is required for a protective film used in the immersion exposure process. An object of the present invention is to provide a protective film forming material having basic characteristics (for example, water repellency) and a photoresist pattern forming method using the same.

上記課題を解決するために本発明は、基板上のホトレジスト膜上に積層される保護膜を形成するための材料であって、フルオロヒドロキシアルキル基を有する環状炭化水素を含むアルカリ可溶性ポリマーを含有する保護膜形成用材料を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention is a material for forming a protective film laminated on a photoresist film on a substrate, and contains an alkali-soluble polymer containing a cyclic hydrocarbon having a fluorohydroxyalkyl group. A protective film forming material is provided.

また本発明は、液浸露光プロセスを用いたホトレジストパターン形成方法であって、基板上にホトレジスト膜を設け、該ホトレジスト膜上に上記ホトレジスト保護膜形成用材料を用いて保護膜を形成した後、該基板の少なくとも前記保護膜上に液浸露光用液体を配置し、次いで、前記液浸露光用液体および前記保護膜を介して、前記ホトレジスト膜を選択的に露光し、必要に応じて加熱処理を行った後、アルカリ現像液を用いて前記保護膜と前記ホトレジスト膜とを現像処理することにより、前記保護膜を除去すると同時にホトレジストパターンを得る、ホトレジストパターンの形成方法を提供する。   Further, the present invention is a photoresist pattern forming method using an immersion exposure process, wherein a photoresist film is provided on a substrate, and a protective film is formed on the photoresist film using the photoresist protective film forming material, An immersion exposure liquid is disposed on at least the protective film of the substrate, and then the photoresist film is selectively exposed through the immersion exposure liquid and the protective film, and heat treatment is performed as necessary. And a photoresist pattern forming method of obtaining a photoresist pattern at the same time as removing the protective film by developing the protective film and the photoresist film using an alkaline developer.

本発明により、適当な接触角および転落角をもたせることにより、液浸露光用液体のスキャン追従性能を向上させるとともに、保護膜として要求される基本特性である、液浸露光用液体への耐性が高い、下層に設けられるホトレジスト膜との相溶性が低い、液浸露光用液体からホトレジスト膜への成分の溶出の防止、ホトレジスト膜から液浸露光用液体への成分の溶出の防止、保護膜のガスの透過の抑止、等の特性を併せもつ保護膜形成用材料が提供される。本発明保護膜形成用材料を液浸露光プロセスに適用することにより、従来のホトレジスト材料、露光装置を用いてリソグラフィーを行った場合の解像度を超えて、極微細なホトレジストパターンの形成が可能となる。   According to the present invention, by providing an appropriate contact angle and falling angle, the scanning follow-up performance of the immersion exposure liquid is improved, and resistance to the immersion exposure liquid, which is a basic characteristic required as a protective film, is achieved. High, low compatibility with the underlying photoresist film, prevention of elution of components from immersion exposure liquid to photoresist film, prevention of elution of components from photoresist film to immersion exposure liquid, protection film Provided is a material for forming a protective film having characteristics such as suppression of gas permeation. By applying the protective film forming material of the present invention to the immersion exposure process, it becomes possible to form a very fine photoresist pattern exceeding the resolution when lithography is performed using a conventional photoresist material and an exposure apparatus. .

以下、本発明について詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係る保護膜形成用材料は、フルオロヒドロキシアルキル基を有する環状炭化水素を含むアルカリ可溶性ポリマーを含有する。   The material for forming a protective film according to the present invention contains an alkali-soluble polymer containing a cyclic hydrocarbon having a fluorohydroxyalkyl group.

このようなアルカリ可溶性ポリマーとしては、少なくとも下記式(I)で表されるモノマー単位を構成単位として含むポリマーが好ましく用いられる。   As such an alkali-soluble polymer, a polymer containing at least a monomer unit represented by the following formula (I) as a constituent unit is preferably used.

Figure 2007072336
Figure 2007072336

上記式(I)中、各置換基は以下の意味を示す。   In the above formula (I), each substituent has the following meaning.

fは−CH2−(ただし水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 C f represents —CH 2 — (however, part or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms).

f1は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されている直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のフルオロアルキル基を示す。 R f1 represents a linear, branched or cyclic fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

s、t、u、vはそれぞれ0〜3の数を示す。   s, t, u, and v each represent a number from 0 to 3.

mは繰り返し単位を意味する。   m means a repeating unit.

上記式(I)で表されるモノマー単位としては、具体的には下記式(II)で表されるモノマー単位(mは上記で定義したとおり)が特に好ましく用いられる。   As the monomer unit represented by the above formula (I), specifically, a monomer unit represented by the following formula (II) (m is as defined above) is particularly preferably used.

Figure 2007072336
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このようなモノマー単位を構成単位として含むポリマーを用いることにより、保護膜材料に対して適当な接触角と転落角とをバランスよくもたせることができる。   By using a polymer containing such a monomer unit as a constituent unit, an appropriate contact angle and falling angle can be provided with a good balance with respect to the protective film material.

ここで、接触角とは、液浸露光用液滴と、接液している材料(保護膜)上面・水平線と、液滴端での接線とがなす角度をいう。上記適当な接触角は60°以上が好ましく、より好ましくは70°以上である。このような適当な接触角をもたせることにより液浸露光用液体のスキャン追従性を向上させることができる。   Here, the contact angle refers to an angle formed by the immersion exposure droplet, the upper surface / horizontal line of the material (protective film) in contact with the liquid, and the tangent at the end of the droplet. The appropriate contact angle is preferably 60 ° or more, more preferably 70 ° or more. By providing such an appropriate contact angle, the scan followability of the immersion exposure liquid can be improved.

また転落角とは、液浸露光用液滴が形成されている基板を徐々に傾斜させてゆき、基板上の液滴が動き始めた時点での基板の傾斜角を意味する。上記適当な転落角は30°以下が好ましく、より好ましくは25°以下である。このような適当な転落角をもたせることにより液浸露光用液体のスキャン追従性を向上させることができる。   The falling angle means the tilt angle of the substrate when the droplet on the immersion exposure is gradually tilted and the droplet on the substrate starts to move. The appropriate sliding angle is preferably 30 ° or less, and more preferably 25 ° or less. By providing such an appropriate falling angle, it is possible to improve the scan followability of the immersion exposure liquid.

本発明では、上記式(I)で表されるモノマー単位を重合して得たホモポリマーであってもよく、また、該モノマー単位と、前述した保護膜形成用材料に求められる特性を損なわない範囲で、任意のモノマー単位と共重合して得たコポリマーとして用いてもよく、あるいは該任意のモノマー単位を少なくとも有するポリマーと共重合して得たコポリマーとして用いてもよい。   In the present invention, it may be a homopolymer obtained by polymerizing the monomer unit represented by the above formula (I), and does not impair the characteristics required for the monomer unit and the protective film-forming material described above. In the range, it may be used as a copolymer obtained by copolymerization with an arbitrary monomer unit, or may be used as a copolymer obtained by copolymerization with a polymer having at least the arbitrary monomer unit.

上記コポリマーを形成するためのモノマー単位、あるいはそのモノマー単位を少なくとも有するポリマーを構成する単位としては、以下のようなモノマー単位が好適例として挙げられる。   As the monomer unit for forming the copolymer, or the unit constituting the polymer having at least the monomer unit, the following monomer units are preferable examples.

1.下記式(III)で表される構成単位(モノマー単位)   1. Structural unit (monomer unit) represented by the following formula (III)

Figure 2007072336
Figure 2007072336

上記式(III)中、各置換基は以下の意味を示す。   In the above formula (III), each substituent has the following meaning.

fは−CH2−(ただし水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 C f represents —CH 2 — (however, part or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms).

f2は水素原子、または、直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f2 represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (however, part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with fluorine atoms). Show.

f3は直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f3 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (however, part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with fluorine atoms).

s、t、uはそれぞれ0〜3の数を示す。   s, t, and u each represent a number from 0 to 3.

mは繰り返し単位を意味する。   m means a repeating unit.

なお、Cf、Rf2、Rf3の少なくともいずれかにおいてフッ素置換基を有するものとする。 Note that at least one of C f , R f2 , and R f3 has a fluorine substituent.

上記式(III)で表されるモノマー単位としては、(III−1)フッ素原子またはフッ素化アルキル基および(III−2)アルコール性水酸基またはオキシアルキル基をともに有する脂肪族環式基を含む非水溶性かつアルカリ可溶性のモノマー単位が好ましい。   Examples of the monomer unit represented by the above formula (III) include (III-1) an aliphatic cyclic group having both a fluorine atom or a fluorinated alkyl group and (III-2) an alcoholic hydroxyl group or an oxyalkyl group. Water-soluble and alkali-soluble monomer units are preferred.

すなわち、モノマー単位(III)において、(III−1)フッ素原子またはフッ素化アルキル基および(III−2)アルコール性水酸基またはアルキルオキシ基が脂肪族環式上にそれぞれ結合し、該環式基が主鎖を構成しているものである。該(III−1)フッ素原子またはフッ素化アルキル基としては、フッ素原子または低級アルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基などが挙げられるが、工業的には、フッ素原子やトリフルオロメチル基が好ましい。また、(III−2)アルコール性水酸基またはアルキルオキシ基としては、単にヒドロキシル基であり、アルキルオキシ基とは鎖状、分岐状、または環状の炭素数1〜15のアルキルオキシアルキル基、またはアルキルオキシ基である。   That is, in the monomer unit (III), (III-1) a fluorine atom or a fluorinated alkyl group and (III-2) an alcoholic hydroxyl group or an alkyloxy group are bonded to the aliphatic cyclic group, respectively. It constitutes the main chain. Examples of the (III-1) fluorine atom or fluorinated alkyl group include those in which part or all of the hydrogen atoms of the fluorine atom or lower alkyl group are substituted with fluorine atoms. Specific examples include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and a nonafluorobutyl group, and industrially preferred are a fluorine atom and a trifluoromethyl group. The (III-2) alcoholic hydroxyl group or alkyloxy group is simply a hydroxyl group, and the alkyloxy group is a linear, branched, or cyclic alkyloxyalkyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an alkyl group. It is an oxy group.

このような単位を少なくとも有するポリマーとしては、水酸基とフッ素原子を有するジエン化合物の環化重合により形成される。該ジエン化合物としては、透明性、耐ドライエッチング性に優れる5員環や6員環を有する重合体を形成しやすいヘプタジエンが好ましく、さらには、1,1,2,3,3−ペンタフルオロ−4−トリフルオロメチル−4−ヒドロキシ−1,6−ヘプタジエン(CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2)の環化重合により形成されるポリマーが最も好ましい。 The polymer having at least such a unit is formed by cyclopolymerization of a diene compound having a hydroxyl group and a fluorine atom. As the diene compound, heptadiene that easily forms a polymer having a 5-membered ring or a 6-membered ring excellent in transparency and dry etching resistance is preferable. Further, 1,1,2,3,3-pentafluoro- polymer formed by cyclic polymerization of 4-trifluoromethyl-4-hydroxy-1,6-heptadiene (CF 2 = CFCF 2 C ( CF 3) (OH) CH 2 CH = CH 2) is most preferred.

上記式(III)で表される構成単位を少なくとも有するポリマーの具体例としては、少なくとも下記式(IV)、(V)で表される構成単位のいずれかを含むポリマー、あるいは、下記式(IV)および(V)を含む共重合体および/または混合ポリマーが好ましく用いられる。式(IV)、(V)中、Rf2、mは上記で定義したとおりである。 Specific examples of the polymer having at least the structural unit represented by the above formula (III) include a polymer containing at least one of the structural units represented by the following formulas (IV) and (V), or the following formula (IV ) And (V) are preferably used. In the formulas (IV) and (V), R f2 and m are as defined above.

Figure 2007072336
Figure 2007072336

Figure 2007072336
Figure 2007072336

式(IV)および(V)が共重合体および/または混合ポリマーを構成する場合、それぞれ10〜90モル%で、共重合体および/または混合ポリマーを構成するのが好ましい。   When the formulas (IV) and (V) constitute a copolymer and / or a mixed polymer, it is preferable to constitute the copolymer and / or the mixed polymer at 10 to 90 mol%, respectively.

2.下記式(VI)で表される構成単位(モノマー単位)   2. Structural unit (monomer unit) represented by the following formula (VI)

Figure 2007072336
Figure 2007072336

上記式(IV)中、各置換基は以下の意味を示す。   In the above formula (IV), each substituent has the following meaning.

f4は直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f4 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (however, part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with fluorine atoms).

f5は水素原子、フッ素原子、または、直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f5 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (provided that a part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted by fluorine atoms) Good).

mは繰り返し単位を意味する。   m means a repeating unit.

なお、Rf4、Rf5の少なくともいずれかにおいてフッ素置換基を有するものとする。 Note that at least one of R f4 and R f5 has a fluorine substituent.

上記式(VI)で表されるモノマー単位の具体例としては、下記式(VI−a)(式中、mは上記で定義したとおり)で表されるモノマー単位が例示される。   Specific examples of the monomer unit represented by the above formula (VI) include monomer units represented by the following formula (VI-a) (wherein m is as defined above).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

さらに、上記式(VI)で表されるモノマー単位を含むポリマーは、上記式(VI)で表されるモノマー単位と下記式(VII)で表されるモノマー単位との共重合体および/または混合ポリマーであってもよい。   Furthermore, the polymer containing the monomer unit represented by the formula (VI) is a copolymer and / or a mixture of the monomer unit represented by the formula (VI) and the monomer unit represented by the following formula (VII). It may be a polymer.

Figure 2007072336
Figure 2007072336

式(VII)中、Rf6は水素原子、または、直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示し;mは繰り返し単位を意味する。なお、Rf6の少なくともいずれかにおいてフッ素置換基を有するものとする。 In formula (VII), R f6 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (however, part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with fluorine atoms). M represents a repeating unit. Note that at least one of R f6 has a fluorine substituent.

上記式(VI)で表されるモノマー単位と上記一般式(VII)で表される共重合体の具体例としては、下記式(VIII)で表されるモノマー単位(式中、mは上記で定義したとおり)が挙げられる。   Specific examples of the monomer unit represented by the above formula (VI) and the copolymer represented by the above general formula (VII) include a monomer unit represented by the following formula (VIII) (wherein m is the above). As defined).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

3.下記式(IX)で表される構成単位(モノマー単位)   3. Structural unit (monomer unit) represented by the following formula (IX)

Figure 2007072336
Figure 2007072336

上記式(IX)中、各置換基は以下の意味を示す。   In the above formula (IX), each substituent has the following meaning.

f7は直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f7 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (however, part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with fluorine atoms).

f8は水素原子、フッ素原子、または、直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のアルキル基(ただし、アルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示す。 R f8 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (provided that a part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted by fluorine atoms) Good).

Rは水素原子またはメチル基を示し;mは繰り返し単位を意味する。   R represents a hydrogen atom or a methyl group; m represents a repeating unit.

なお、Rf7、Rf8の少なくともいずれかにおいてフッ素置換基を有するものとする。 Note that at least one of R f7 and R f8 has a fluorine substituent.

上記(IX)で表されるモノマー単位の具体例としては、下記式(IX−a)で表されるモノマー単位(式中、mは上記で定義したとおり)が挙げられる。   Specific examples of the monomer unit represented by (IX) include a monomer unit represented by the following formula (IX-a) (wherein m is as defined above).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

本発明に用いられるアルカリ可溶性ポリマーは、GPCによるポリスチレン換算質量平均分子量で3,000〜50,000程度のものが好ましく用いられるが、これに限定されるものでない。   As the alkali-soluble polymer used in the present invention, those having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight by GPC of about 3,000 to 50,000 are preferably used, but are not limited thereto.

アルカリ可溶性ポリマーの配合量は、保護膜形成材料の全体量(後述する有機溶剤を含む)に対して0.1〜20質量%程度とするのが好ましく、特には0.3〜5質量%とすることが好ましい。   The blending amount of the alkali-soluble polymer is preferably about 0.1 to 20% by mass, particularly 0.3 to 5% by mass with respect to the total amount of the protective film forming material (including the organic solvent described later). It is preferable to do.

アルカリ可溶性ポリマーは、公知のアルカリ可溶性ポリマーの重合法によって、合成することができる。   The alkali-soluble polymer can be synthesized by a known alkali-soluble polymer polymerization method.

本発明の保護膜形成用材料は、必須成分として、上記アルカリ可溶性ポリマーの他に、有機溶剤を含む。有機溶剤としては、上記アルカリ可溶性ポリマーを溶解し得るものであればいずれも用いることができ、例えばアルコール系溶剤、パラフィン系溶剤、フッ素系溶剤の他に、エポキシ環を含まず、かつ水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子により置換されたフルオロアルキルエーテルおよびフルオロアルキルエステル等が挙げられるが、これらに限定されるものでない。   The protective film-forming material of the present invention contains an organic solvent in addition to the alkali-soluble polymer as an essential component. Any organic solvent can be used as long as it can dissolve the alkali-soluble polymer. For example, in addition to an alcohol solvent, a paraffin solvent, and a fluorine solvent, the organic solvent does not contain an epoxy ring and contains hydrogen atoms. Examples thereof include, but are not limited to, fluoroalkyl ethers and fluoroalkyl esters partially or entirely substituted with fluorine atoms.

アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−プロパノール(=イソブチルアルコール)、4−メチル−2−ペンタノール等が例示され、特に2−メチル−1−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等が好ましく用いられる。パラフィン系溶剤としては、n−ヘプタン等が例示される。フッ素系溶剤としては、ペルフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフランが使用可能であることが確認されている。   Examples of the alcohol solvent include isopropyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-propanol (= isobutyl alcohol), 4-methyl-2-pentanol and the like, and particularly 2-methyl-1-propanol, 4- Methyl-2-pentanol and the like are preferably used. Examples of the paraffinic solvent include n-heptane. It has been confirmed that perfluoro-2-butyltetrahydrofuran can be used as the fluorine-based solvent.

エポキシ環を含まず、かつ水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子により置換されたフルオロアルキルエーテルおよびフルオロアルキルエステルとしては、炭素原子数が4〜15であるものが好ましく用いられる。中でも好ましいフルオロアルキルエーテルを式で示すと、ROR’(R、R’はそれぞれアルキル基を示し、両アルキル基の合計炭素原子数が4〜15であり、その水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子により置換されている)と表すことができる。また、好ましいフルオロアルキルエステルを式で示すと、RCOOR’(R、R’はそれぞれアルキル基を示し、両アルキル基の合計炭素原子数が3〜14であり、その水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子により置換されている)と表すことができる。   As fluoroalkyl ethers and fluoroalkyl esters that do not contain an epoxy ring and in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, those having 4 to 15 carbon atoms are preferably used. Among these, preferred fluoroalkyl ethers are represented by the formula: ROR ′ (R and R ′ each represents an alkyl group, the total number of carbon atoms of both alkyl groups is 4 to 15, and part or all of the hydrogen atoms are fluorine. Substituted with an atom). Further, when a preferred fluoroalkyl ester is represented by a formula, RCOOR ′ (R and R ′ each represents an alkyl group, the total number of carbon atoms of both alkyl groups is 3 to 14, and part or all of the hydrogen atoms are Substituted with a fluorine atom).

上記フルオロアルキルエーテルの好適例として、下記式(X)に示す化合物が例示される。   Preferable examples of the fluoroalkyl ether include compounds represented by the following formula (X).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

また上記フルオロアルキルエステルの好適例として、下記式(XI)、(XII)に示す化合物等が例示される。   Further, preferred examples of the fluoroalkyl ester include compounds represented by the following formulas (XI) and (XII).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

Figure 2007072336
Figure 2007072336

有機溶剤の配合量は、保護膜形成材料が濃度0.1〜20質量%の溶液となるように調整されることが好ましく、特には0.3〜5質量%とするように調整されることが好ましい。   The blending amount of the organic solvent is preferably adjusted so that the protective film forming material is a solution having a concentration of 0.1 to 20% by mass, and particularly adjusted to be 0.3 to 5% by mass. Is preferred.

本発明の保護膜形成用材料には、さらに、酸性物質、特には炭化フッ素化合物を配合してもよい。酸性物質を配合することにより、ホトレジストパターンの形状改善の効果が得られる。   The protective film-forming material of the present invention may further contain an acidic substance, particularly a fluorine-containing compound. By blending the acidic substance, the effect of improving the shape of the photoresist pattern can be obtained.

このような炭化フッ素化合物としては、例えば下記式(XIII)   As such a fluorocarbon compound, for example, the following formula (XIII)

(Cn2n+1SO22NH (XIII) (C n F 2n + 1 SO 2 ) 2 NH (XIII)

(式中、nは1〜5の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物、下記式(XIV)
(In the formula, n is an integer of 1 to 5.)
Fluorocarbon compound represented by the following formula (XIV)

x2x+1COOH (XIV) C x F 2x + 1 COOH (XIV)

(式中、xは10〜15の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物、下記式(XV)
(In the formula, x is an integer of 10 to 15.)
Fluorocarbon compound represented by the following formula (XV)

Figure 2007072336
Figure 2007072336

(式中、oは2〜3の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物、下記式(XVI)
(In the formula, o is an integer of 2 to 3.)
Fluorocarbon compound represented by the following formula (XVI)

Figure 2007072336
Figure 2007072336

(式中、pは2〜3の整数であり、Rf9は一部若しくは全部がフッ素原子に置換されているアルキル基を示し、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミノ基により置換されていてもよい。)
で示される炭化フッ素化合物等が好適例として挙げられるが、これら例示に限定されるものでない。なお上記炭化フッ素化合物は、いずれも重要新規利用規則(SNUR)の対象となっておらず、使用可能である。
(In the formula, p is an integer of 2 to 3, R f9 represents an alkyl group partially or entirely substituted with a fluorine atom, and may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, or an amino group. Good.)
Examples of the fluorine-containing compound represented by the formula (1) include, but are not limited to these examples. Note that none of the above-mentioned fluorocarbon compounds are subject to important new usage rules (SNUR) and can be used.

上記式(XIII)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、(C49SO22NH、(C37SO22NHなどの化合物が例示される。 Specific examples of the fluorine-containing compound represented by the above formula (XIII) include compounds such as (C 4 F 9 SO 2 ) 2 NH and (C 3 F 7 SO 2 ) 2 NH.

上記式(XIV)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、C1021COOHなどの化合物が例示される。 Specific examples of the fluorocarbon compound represented by the above formula (XIV) include compounds such as C 10 F 21 COOH.

上記式(XV)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記式(XV−a)で表される化合物が例示される。   Specific examples of the fluorine-containing compound represented by the above formula (XV) include compounds represented by the following formula (XV-a).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

上記式(XVI)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記式(XVI−a)で表される化合物が例示される。   Specific examples of the fluorine-containing compound represented by the above formula (XVI) include compounds represented by the following formula (XVI-a).

Figure 2007072336
Figure 2007072336

酸性物質を配合する場合、その配合量は、上記アルカリ可溶性ポリマーの配合量に対して0.1〜10質量%程度とするのが好ましい。   When the acidic substance is blended, the blending amount is preferably about 0.1 to 10% by mass with respect to the blending amount of the alkali-soluble polymer.

本発明のホトレジスト保護膜形成用材料にはさらに、架橋剤を配合してもよい。   The material for forming a photoresist protective film of the present invention may further contain a crosslinking agent.

該架橋剤としては、少なくとも2個の水素原子がヒドロキシアルキル基および/またはアルコキシアルキル基で置換された、アミノ基および/またはイミノ基を有する含窒素化合物が好ましく用いられる。これら含窒素化合物としては、例えばアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコシキメチル基あるいはその両方で置換された、メラミン系誘導体、尿素系誘導体、グアナミン系誘導体、アセトグアナミン系誘導体、ベンゾグアナミン系誘導体、スクシニルアミド系誘導体や、イミノ基の水素原子が置換されたグリコールウリル系誘導体、エチレン尿素系誘導体等を挙げることができる。   As the crosslinking agent, a nitrogen-containing compound having an amino group and / or an imino group in which at least two hydrogen atoms are substituted with a hydroxyalkyl group and / or an alkoxyalkyl group is preferably used. Examples of these nitrogen-containing compounds include melamine derivatives, urea derivatives, guanamine derivatives, acetoguanamine derivatives, benzoguanamine derivatives, wherein a hydrogen atom of an amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group or both, Examples include succinylamide derivatives, glycoluril derivatives in which a hydrogen atom of an imino group is substituted, and ethylene urea derivatives.

これらの含窒素化合物は、例えば、メラミン系誘導体、尿素系誘導体、グアナミン系誘導体、アセトグアナミン系誘導体、ベンゾグアナミン系誘導体、スクシニルアミド系誘導体、グリコールウリル系誘導体、エチレン尿素系誘導体等を、沸騰水中においてホルマリンと反応させてメチロール化することにより、あるいはこれにさらに低級アルコール、具体的にはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等と反応させてアルコキシル化することにより、得ることができる。   These nitrogen-containing compounds include, for example, melamine derivatives, urea derivatives, guanamine derivatives, acetoguanamine derivatives, benzoguanamine derivatives, succinylamide derivatives, glycoluril derivatives, ethylene urea derivatives, etc. in boiling water. It can be obtained by reacting with formalin to methylol, or further by reacting with lower alcohol, specifically methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, etc. be able to.

架橋剤としては、さらに好ましくは、テトラブトキシメチル化グリコールウリルが用いられる。   More preferably, tetrabutoxymethylated glycoluril is used as the cross-linking agent.

さらに前記架橋剤として、少なくとも1種の水酸基および/またはアルキルオキシ基で置換された炭化水素化合物とモノヒドロキシモノカルボン酸化合物との縮合反応物も好適に用いることができる。上記モノヒドロキシモノカルボン酸としては、水酸基とカルボキシル基が、同一の炭素原子、または隣接する二つの炭素原子のそれぞれに結合しているものが好ましい。   Furthermore, a condensation reaction product of a hydrocarbon compound substituted with at least one hydroxyl group and / or alkyloxy group and a monohydroxymonocarboxylic acid compound can also be suitably used as the crosslinking agent. As the monohydroxy monocarboxylic acid, those in which a hydroxyl group and a carboxyl group are bonded to the same carbon atom or two adjacent carbon atoms are preferable.

架橋剤を配合する場合、その配合量は、上記アルカリ可溶性ポリマーの配合量に対して0.5〜10質量%程度とするのが好ましい。   When the crosslinking agent is blended, the blending amount is preferably about 0.5 to 10% by mass with respect to the blending amount of the alkali-soluble polymer.

本発明の保護膜形成用材料にはさらに、所望により任意の界面活性剤を配合してもよい。該界面活性剤としては「XR−104」(商品名。大日本インキ化学工業(株)製)等が挙げられるが、これに限定されるものでない。このような界面活性剤を配合することにより、塗膜性や溶出物の抑制能をより一層向上させることができる。   The protective film-forming material of the present invention may further contain an optional surfactant as desired. Examples of the surfactant include “XR-104” (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), but are not limited thereto. By blending such a surfactant, the coating properties and the ability to suppress the eluate can be further improved.

界面活性剤を配合する場合、その配合量は、上記アルカリ可溶性ポリマーの配合量に対して0.001〜10質量%程度とするのが好ましい。   When the surfactant is blended, the blending amount is preferably about 0.001 to 10% by mass with respect to the blending amount of the alkali-soluble polymer.

本発明の保護膜形成用材料の製造は常法により行うことができる。   Production of the material for forming a protective film of the present invention can be carried out by a conventional method.

本発明の保護膜形成用材料は、特に液浸露光プロセスに好適に用いられる。液浸露光プロセスは、基板上に設けたホトレジスト膜に対し、露光光がホトレジスト膜に到達する経路の少なくとも前記ホトレジスト膜上に、空気の屈折率よりも大きくかつホトレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する所定厚さの液体(液浸露光用液体)を介在させた状態でホトレジスト膜を露光することによって、ホトレジストパターンの解像度を向上させる方法をいう。   The protective film-forming material of the present invention is particularly suitable for use in an immersion exposure process. In the immersion exposure process, the refractive index of the photoresist film provided on the substrate is larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the photoresist film on at least the photoresist film in the path through which the exposure light reaches the photoresist film. A method of improving the resolution of a photoresist pattern by exposing a photoresist film in a state where a liquid having a predetermined thickness (liquid for immersion exposure) is interposed.

上記液浸露光用液体としては、水(純水、脱イオン水など)、フッ素系溶剤等が好適に用いられる。中でも、液浸露光の光学的要求(屈折率特性が良好である等)、取り扱いの容易性、環境汚染性がない、等の点から、水が最も好ましいものとして最有力視されている。   As the liquid for immersion exposure, water (pure water, deionized water, etc.), a fluorinated solvent, or the like is preferably used. Among these, water is regarded as the most preferable material from the viewpoints of optical requirements for immersion exposure (eg, good refractive index characteristics), ease of handling, and lack of environmental pollution.

本発明に係る保護膜形成用材料は、ホトレジスト膜の上に直接形成することができ、パターン露光を阻害することがない。また水に不溶であるので、液浸露光用液体として水を用いて、種々の組成のホトレジスト膜を液浸露光プロセスに供している間、十分に保護し、良好な特性のホトレジストパターンを得ることができる。他方、波長157nmの露光光(F2エキシマレーザー等)を用いた場合は、液浸露光用液体への露光光の吸収低減という点から、液浸露光用液体としてフッ素系媒体が有力視されているが、このようなフッ素系溶剤を用いた場合であっても、上記した水と同様に、ホトレジスト膜を液浸露光プロセスに供している間、十分に保護し、良好な特性のホトレジストパターンを得ることができる。 The material for forming a protective film according to the present invention can be directly formed on a photoresist film and does not hinder pattern exposure. Since it is insoluble in water, water is used as a liquid for immersion exposure, and photoresist films of various compositions are sufficiently protected during the immersion exposure process to obtain a photoresist pattern with good characteristics. Can do. On the other hand, when exposure light having a wavelength of 157 nm (F 2 excimer laser or the like) is used, a fluorine-based medium is regarded as a promising liquid for immersion exposure because it reduces absorption of exposure light into the liquid for immersion exposure. However, even when such a fluorinated solvent is used, as in the case of the above-described water, the photoresist film is sufficiently protected while being subjected to the immersion exposure process, and a photoresist pattern with good characteristics can be formed. Obtainable.

さらに、本発明の保護膜形成用材料はアルカリ可溶性なので、露光が完了し、アルカリ現像処理を行う段階になっても、保護膜を現像処理前にホトレジスト膜から除去する工程を設ける必要がない。すなわち、ホトレジスト膜のアルカリ現像液による現像処理を、保護膜を残したまま行うことができるため、保護膜の除去とホトレジスト膜の現像(不要なホトレジスト膜の除去)とが同時に実現できる。したがって本発明により、パターン特性の良好なホトレジストパターン形成を、環境汚染性が極めて低く、かつ工程数を低減して効率的に行うことができる。   Furthermore, since the protective film-forming material of the present invention is alkali-soluble, it is not necessary to provide a step of removing the protective film from the photoresist film before the development process even when the exposure is completed and the alkali development process is performed. That is, since the development treatment of the photoresist film with an alkaline developer can be performed while leaving the protective film, the removal of the protective film and the development of the photoresist film (removal of unnecessary photoresist film) can be realized simultaneously. Therefore, according to the present invention, it is possible to efficiently form a photoresist pattern having good pattern characteristics with extremely low environmental pollution and a reduced number of steps.

本発明のホトレジスト保護膜形成用材料を用いた液浸露光法によるホトレジストパターン形成方法は、例えば以下のように行う。   The photoresist pattern forming method by the immersion exposure method using the photoresist protective film forming material of the present invention is performed as follows, for example.

まず、シリコンウェーハ等の基板上に、慣用のホト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)し、ホトレジスト膜を形成する。なお、基板上に有機系または無機系の反射防止膜(下層反射防止膜)を1層設けてから、ホトレジスト膜を形成してもよい。   First, a conventional photoresist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner or the like and then pre-baked (PAB treatment) to form a photoresist film. Note that a photoresist film may be formed after an organic or inorganic antireflection film (lower antireflection film) is provided on the substrate.

ホトレジスト組成物は、特に限定されるものでなく、ネガ型およびポジ型ホトレジストを含めてアルカリ水溶液で現像可能なホトレジストを任意に使用できる。このようなホトレジストとしては、(i)ナフトキノンジアジド化合物とノボラック樹脂を含有するポジ型ホトレジスト、(ii)露光により酸を発生する化合物、酸により分解しアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する化合物およびアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型ホトレジスト、(iii)露光により酸を発生する化合物、酸により分解しアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する基を有するアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型ホトレジスト、および(iv)光により酸あるいはラジカルを発生する化合物、架橋剤およびアルカリ可溶性樹脂を含有するネガ型ホトレジスト等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The photoresist composition is not particularly limited, and any photoresist that can be developed with an alkaline aqueous solution, including negative and positive photoresists, can be used. Such photoresists include (i) a positive photoresist containing a naphthoquinonediazide compound and a novolak resin, (ii) a compound that generates an acid upon exposure, a compound that decomposes by acid and increases its solubility in an aqueous alkali solution, and an alkali-soluble compound. A positive photoresist containing a resin, (iii) a compound that generates an acid upon exposure, a positive photoresist containing an alkali-soluble resin having a group that decomposes with acid and increases solubility in an alkaline aqueous solution, and (iv) by light Examples include, but are not limited to, a negative photoresist containing a compound that generates an acid or radical, a crosslinking agent, and an alkali-soluble resin.

次に、上記ホトレジスト膜の表面に、本発明に係る保護膜形成用材料を均一に塗布した後、加熱などにより硬化させることによって、保護膜を形成する。   Next, the protective film-forming material according to the present invention is uniformly applied to the surface of the photoresist film, and then cured by heating or the like, thereby forming a protective film.

次いで、このホトレジスト膜、保護膜が積層された基板上に、液浸露光用液体を配置する。この状態の基板のホトレジスト膜に対して、マスクパターンを介して選択的に露光を行う。   Next, an immersion exposure liquid is disposed on the substrate on which the photoresist film and the protective film are laminated. The photoresist film on the substrate in this state is selectively exposed through a mask pattern.

ここで局所液浸露光方式では、上記ホトレジスト膜、保護膜が積層された基板をウェーハステージ上に載置する。次いで、露光用レンズを高速でスキャニング移動させながら、液浸露光用液体をノズルから保護膜上に連続滴下しながら、保護膜を通してホトレジスト層を選択的に露光する。この連続滴下状態の基板上の保護膜/ホトレジスト膜に対して、マスクパターンを介して選択的に露光を行う。   Here, in the local immersion exposure method, the substrate on which the photoresist film and the protective film are laminated is placed on a wafer stage. Next, the photoresist layer is selectively exposed through the protective film while the exposure lens is moved at high speed while the immersion exposure liquid is continuously dropped from the nozzle onto the protective film. The protective film / photoresist film on the substrate in the continuous dropping state is selectively exposed through a mask pattern.

したがって、露光光は、液浸露光用液体と保護膜とを通過してホトレジスト膜に到達することになる。   Therefore, the exposure light passes through the immersion exposure liquid and the protective film and reaches the photoresist film.

このとき、ホトレジスト膜は保護膜によって、液浸露光用液体から遮断されており、液浸露光用液体の侵襲を受けて膨潤等の変質を被ることや、逆に液浸露光用液体中に成分を溶出させて液浸露光用液体自体の屈折率等の光学的特性を変質させることが防止される。   At this time, the photoresist film is shielded from the immersion exposure liquid by the protective film, and is subject to alteration such as swelling due to the invasion of the immersion exposure liquid, or conversely, the components in the immersion exposure liquid It is possible to prevent optical properties such as the refractive index of the immersion exposure liquid itself from being altered by elution.

露光光は、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、EB、EUV、VUV(真空紫外線)などの放射線を用いて行うことができる。 The exposure light is not particularly limited and can be performed using radiation such as ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EB, EUV, VUV (vacuum ultraviolet).

液浸露光用液体は、空気の屈折率よりも大きくかつ使用されるホトレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する液体であれば、特に限定されるものでない。このような液浸露光用液体としては、水(純水、脱イオン水)、フッ素系不活性液体等が挙げられるが、近い将来に開発が見込まれる高屈折率特性を有する液浸露光用液体も使用可能である。フッ素系不活性液体の具体例としては、C3HCl25、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、環境問題および汎用性の観点からは、水(純水、脱イオン水)を用いることが好ましいが、157nmの波長の露光光(例えばF2エキシマレーザーなど)を用いた場合は、露光光の吸収が少ないという観点から、フッ素系溶剤を用いることが好ましい。 The immersion exposure liquid is not particularly limited as long as it is a liquid having a refractive index larger than that of air and smaller than that of the photoresist film to be used. Examples of such immersion exposure liquids include water (pure water, deionized water), fluorine-based inert liquids, etc., but immersion exposure liquids having high refractive index characteristics that are expected to be developed in the near future. Can also be used. Specific examples of the fluorinated inert liquid include fluorinated 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 as main components. Liquid. Among these, from the viewpoint of cost, safety, environmental problems and versatility, it is preferable to use water (pure water, deionized water), but exposure light having a wavelength of 157 nm (for example, F 2 excimer laser) is used. When used, it is preferable to use a fluorinated solvent from the viewpoint of low exposure light absorption.

前記液浸状態での露光工程が完了したら、液浸露光用液体を取り除き、基板から液体を除去する。   When the exposure process in the immersion state is completed, the immersion exposure liquid is removed and the liquid is removed from the substrate.

次いで、露光したホトレジスト膜上に保護膜を積層したまま、ホト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を行う。アルカリ現像液は慣用のものを任意に用いることができる。このアルカリ現像処理により、保護膜はホトレジスト膜の可溶部分と同時に溶解除去される。なお、現像処理に続いてポストベークを行ってもよい。続いて、純水等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保護膜成分とホト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、ホト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、ホトレジストパターンが得られる。このように本発明では、現像工程により保護膜の除去とホトレジスト膜の現像とが同時に実現される。なお、本発明の保護膜形成用材料により形成された保護膜は、接触角と転落角をバランスよく有するので、スキャン追従性能を向上させることができ、優れたパターンプロフィルのパターン形成を行うことができるとともに、撥水性にも優れるので、前記露光完了後の液浸露光用液体の離れがよく、液浸露光用液体の付着量が少なく、いわゆる液浸露光用液体漏れが少なくなる。   Next, PEB (post-exposure heating) is performed on the photoresist film while the protective film is laminated on the exposed photoresist film, and then development processing is performed using an alkaline developer composed of an alkaline aqueous solution. Any conventional alkali developer can be used. By this alkali development, the protective film is dissolved and removed simultaneously with the soluble portion of the photoresist film. In addition, you may post-bake following a development process. Subsequently, rinsing is performed using pure water or the like. In this water rinse, 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 protective film component and the photoresist composition dissolved by the developer. Then, by performing drying, a photoresist pattern in which the photoresist film is patterned into a shape corresponding to the mask pattern is obtained. As described above, in the present invention, the removal of the protective film and the development of the photoresist film are realized simultaneously by the development process. In addition, since the protective film formed of the material for forming a protective film of the present invention has a good balance between the contact angle and the falling angle, the scan follow-up performance can be improved, and an excellent pattern profile can be formed. In addition to being excellent in water repellency, the immersion exposure liquid is well separated after the exposure is completed, the amount of the immersion exposure liquid is small, and so-called immersion exposure liquid leakage is reduced.

このようにしてホトレジストパターンを形成することにより、微細な線幅のホトレジストパターン、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、ホト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 photoresist pattern in this manner, a photoresist pattern with a fine line width, particularly a line-and-space pattern with a small pitch can be produced with good resolution. Here, the pitch in the line and space pattern refers to the total distance of the photoresist pattern width and the space width in the line width direction of the pattern.

本発明により、液浸露光用液体のスキャン追従性に優れ、アルコール系溶剤等への溶解性に優れるとともに、保護膜として要求される基本特性である、液浸露光用液体への耐性が高い、下層に設けられるホトレジスト膜との相溶性が低い、液浸露光用液体からホトレジスト膜への成分の溶出の防止、ホトレジスト膜から液浸露光用液体への成分の溶出の防止、保護膜のガスの透過の抑止、等の特性を併せもつ保護膜形成用材料が得られた。   According to the present invention, the scan followability of the immersion exposure liquid is excellent, the solubility in an alcohol solvent is excellent, and the basic characteristics required as a protective film are high resistance to the immersion exposure liquid. Low compatibility with the photoresist film provided in the lower layer, prevention of elution of components from the immersion exposure liquid to the photoresist film, prevention of elution of components from the photoresist film to the immersion exposure liquid, protection film gas A protective film forming material having properties such as permeation suppression was obtained.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

なお、以下の実施例において、保護膜形成用材料に配合するアルカリ可溶性ポリマーおよび有機溶剤、ホトレジストは、特記しない限り、以下の組成のものを意味するものとする。   In the following examples, the alkali-soluble polymer, the organic solvent, and the photoresist blended in the protective film-forming material mean the following compositions unless otherwise specified.

〈アルカリ可溶性ポリマー〉
ポリマー1: 上記式(II)で表されるモノマー単位を構成単位として含むホモポリマー(Mw=5000)[本発明に用いられるアルカリ可溶性ポリマー]
ポリマー2: 上記式(IV)で表されるモノマー単位を構成単位として含むホモポリマー(Mw=5000)
<Alkali-soluble polymer>
Polymer 1: Homopolymer (Mw = 5000) containing the monomer unit represented by the above formula (II) as a constituent unit [alkali-soluble polymer used in the present invention]
Polymer 2: Homopolymer (Mw = 5000) containing a monomer unit represented by the above formula (IV) as a constituent unit

〈有機溶剤〉
溶剤1: 2−メチル−1−プロパノール(=イソブチルアルコール)
<Organic solvent>
Solvent 1: 2-methyl-1-propanol (= isobutyl alcohol)

〈ホトレジスト〉
ホトレジスト1: ArF用ポジ型ホトレジスト(「TARF−P6111ME」;東京応化工業(株)製)
<Photoresist>
Photoresist 1: ArF positive photoresist (“TARF-P6111ME”; manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)

1. 現像可溶型保護膜物性評価
〈保護膜形成用材料〉
以下の試料を用いた。なお試料2は対照試料である。
試料1: ポリマー1を溶剤1に溶解させた溶液(固形分濃度2.8質量%)
試料2: ポリマー2を溶剤1に溶解させた溶液(固形分濃度2.8質量%)
1. Evaluation of physical properties of development-soluble protective film <Material for protective film formation>
The following samples were used. Sample 2 is a control sample.
Sample 1: Solution obtained by dissolving polymer 1 in solvent 1 (solid content concentration 2.8% by mass)
Sample 2: Solution in which polymer 2 is dissolved in solvent 1 (solid content concentration: 2.8% by mass)

(実施例1)
本願発明に用いられるアルカリ可溶性ポリマーの有機溶剤に対する可溶性について、下記評価方法により評価した。
すなわち、試料1中のポリマー1の溶解性を目視により観察したところ、溶剤1に対するポリマー1の溶解性は良好であった。
Example 1
The following evaluation method evaluated the solubility with respect to the organic solvent of the alkali-soluble polymer used for this invention.
That is, when the solubility of the polymer 1 in the sample 1 was visually observed, the solubility of the polymer 1 in the solvent 1 was good.

(実施例2)
試料1、試料2の撥水性、スキャン追従性について、転落角、接触角を測定することにより評価した。
(Example 2)
The water repellency and scan followability of Sample 1 and Sample 2 were evaluated by measuring the falling angle and contact angle.

〈転落角〉
各溶液を基板上に50μL滴下した後、該基板を1秒間に1′の傾斜速度の割合で斜度を上げていき、基板上の液滴が動き始めた時点での基板の傾斜角度(転落角)を測定した。転落角の測定は、転落角計「Drop Master 700」(協和界面科学(株)製)を用いた。その結果、試料1の転落角は18°、試料2の転落角は30°であった。
<Falling angle>
After 50 μL of each solution was dropped on the substrate, the substrate was ramped up at a rate of 1 ′ tilt rate per second, and the tilt angle of the substrate at the point when the droplet on the substrate began to move (rolling down). Corner). The drop angle was measured using a drop angle meter “Drop Master 700” (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). As a result, the falling angle of Sample 1 was 18 °, and the falling angle of Sample 2 was 30 °.

〈接触角〉
各溶液を基板上に2μL滴下し、液滴と基板との接触角を測定した。その結果、試料1、試料2ともに接触角は73°であった。
<Contact angle>
2 μL of each solution was dropped on the substrate, and the contact angle between the droplet and the substrate was measured. As a result, the contact angle was 73 ° for both Sample 1 and Sample 2.

上記結果から、ポリマー1を含む溶液1は、ポリマー2(対照ポリマー)に比べ、撥水性に優れ、かつスキャン追従性にも優れ、局所液浸露光プロセスに好適である。   From the above results, the solution 1 containing the polymer 1 is excellent in water repellency and scan followability compared to the polymer 2 (control polymer), and is suitable for the local immersion exposure process.

(実施例3)
試料1の塗布性について、下記により評価した。
すなわち、試料1を基板上にスピンコート(1200rpm)した後、90℃で60秒間ベークし、保護膜を形成し、保護膜表面の塗布状況を目視で観察したところ、塗布斑が全くなく、均一に塗布されていた。
(Example 3)
The coatability of Sample 1 was evaluated as follows.
That is, after the sample 1 was spin-coated (1200 rpm) on the substrate, it was baked at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film, and the coating state on the protective film surface was visually observed. It was applied to.

(実施例4)
実施例3で形成した保護膜の耐水性の有無につき、下記評価方法により評価した。
すなわち、実施例3で形成した保護膜に純水を120秒間接触させ、その前後での膜厚変動を測定することにより行った。その結果、純水接触前の保護膜厚は72.2nm、純水接触後の保護膜厚は72.7nmで、ほとんど変動がなかった。
Example 4
The presence or absence of water resistance of the protective film formed in Example 3 was evaluated by the following evaluation method.
That is, it was carried out by bringing pure water into contact with the protective film formed in Example 3 for 120 seconds and measuring the film thickness fluctuation before and after that. As a result, the protective film thickness before contact with pure water was 72.2 nm, the protective film thickness after contact with pure water was 72.7 nm, and there was almost no change.

(実施例5)
実施例3で形成した保護膜の、現像液に対する溶解性の有無(現像可溶か否か)につき、下記評価方法により評価した。
すなわち、実施例3で形成した保護膜を有する基板を2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に60秒間接触させ、アルカリ現像液に対する溶解性を評価した。評価は、アルカリ現像液接触による保護膜溶解速度を測定することにより行った。その結果、保護膜溶解速度は950nm/secであった。
(Example 5)
The presence or absence of solubility (development solubility) of the protective film formed in Example 3 in the developer was evaluated by the following evaluation method.
That is, the substrate having the protective film formed in Example 3 was brought into contact with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds, and the solubility in an alkali developer was evaluated. The evaluation was performed by measuring the dissolution rate of the protective film by contact with an alkali developer. As a result, the protective film dissolution rate was 950 nm / sec.

一方、実施例3において試料1の代わりに試料2を用いた以外は、実施例3に記載した方法と同様の方法で形成した保護膜を、上記と同様にしてアルカリ現像液に対する溶解性を評価したところ、保護膜溶解速度は500nm/secであった。   On the other hand, a protective film formed by the same method as that described in Example 3 was evaluated in the same manner as described above except that Sample 2 was used instead of Sample 1 in Example 3. As a result, the dissolution rate of the protective film was 500 nm / sec.

以上の結果から、本発明に用いられるアルカリ可溶性ポリマーは溶解性に優れることが確認された。   From the above results, it was confirmed that the alkali-soluble polymer used in the present invention is excellent in solubility.

2. 解像性評価 2. Resolution evaluation

2−1. 二束光干渉実験による液浸露光評価
〈ホトレジスト〉
上記ホトレジスト1(ArF用ポジ型ホトレジスト)を用いた。
〈保護膜形成用材料〉
以下の試料を用いた。
試料3: ポリマー1を溶剤1に溶解させた溶液(固形分濃度2質量%)
2-1. Immersion exposure evaluation by two-bundle optical interference experiment <Photoresist>
The photoresist 1 (positive photoresist for ArF) was used.
<Material for protective film formation>
The following samples were used.
Sample 3: Solution in which polymer 1 is dissolved in solvent 1 (solid content concentration 2 mass%)

(実施例6)
有機系反射防止膜組成物「ARC29」(Brewer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℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの反射防止膜を形成した。そして、この反射防止膜上に、上記ホトレジスト1を塗布し、ホットプレート上で130℃にて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のホトレジスト膜を形成した。
(Example 6)
An organic antireflective coating composition “ARC29” (manufactured by Brewer) is applied onto a silicon wafer using a spinner, baked on a hot plate at 225 ° C. for 60 seconds, and dried to prevent reflection of 77 nm in thickness. A film was formed. Then, the photoresist 1 was applied onto the antireflection film, prebaked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and dried to form a photoresist film having a thickness of 150 nm on the antireflection film.

該ホトレジスト膜上に、上記試料3を塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚70nmの保護膜を形成した。   The sample 3 was coated on the photoresist film and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a thickness of 70 nm.

次に、液浸露光用実験機(「LEIES 193−1」;(株)ニコン製)を用いて二光束干渉実験を行った。なお、液浸露光用液体として、純水を使用した。その後、130℃、90秒間の条件でPEB処理し、続いて2.38質量%TMAH水溶液を用いて、23℃にて60秒間現像処理した。この現像工程により保護膜が完全に除去され、ホトレジスト膜の現像も良好であった。   Next, a two-beam interference experiment was performed using an immersion exposure experimental machine (“LEIES 193-1”; manufactured by Nikon Corporation). Pure water was used as the immersion exposure liquid. Thereafter, PEB treatment was performed at 130 ° C. for 90 seconds, followed by development treatment at 23 ° C. for 60 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution. The protective film was completely removed by this development process, and the development of the photoresist film was also good.

このようにして得た90nmのライン・アンド・スペースパターン(1:1)を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、良好な形状のライン・アンド・スペースパターンが形成できた。   The 90 nm line and space pattern (1: 1) thus obtained was observed with a scanning electron microscope (SEM), and a line and space pattern with a good shape could be formed.

2−2. ArF用ドライ露光機(=非液浸用露光機)による擬似液浸露光評価
〈ホトレジスト〉
上記ホトレジスト1(ArF用ポジ型ホトレジスト)を用いた。
〈保護膜形成用材料〉
上記試料3を用いた。
2-2. Pseudo immersion exposure evaluation using ArF dry exposure machine (= non-immersion exposure machine) <Photoresist>
The photoresist 1 (positive photoresist for ArF) was used.
<Material for protective film formation>
Sample 3 above was used.

(実施例7)
有機系反射防止膜組成物「ARC29」(Brewer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℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの反射防止膜を形成した。そして、この反射防止膜上に、上記ホトレジスト1を塗布し、ホットプレート上で130℃にて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225nmのホトレジスト膜を形成した。
(Example 7)
An organic antireflective coating composition “ARC29” (manufactured by Brewer) is applied onto a silicon wafer using a spinner, baked on a hot plate at 225 ° C. for 60 seconds, and dried to prevent reflection of 77 nm in thickness. A film was formed. Then, the photoresist 1 was applied on the antireflection film, prebaked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and dried to form a photoresist film having a thickness of 225 nm on the antireflection film.

該ホトレジスト膜上に、上記試料3を塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚70nmの保護膜を形成した。   The sample 3 was coated on the photoresist film and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a thickness of 70 nm.

次に、ArF用露光機(「NSR−S302A」;(株)ニコン製)を用いて露光強度24.5mJ/cm2で露光した。露光後、1分間純水を滴下し擬似液浸環境下においた。その後、100℃、90秒間の条件でPEB処理し、続いて2.38質量%TMAH水溶液を用いて、23℃にて60秒間現像処理した。この現像工程により保護膜が完全に除去され、ホトレジスト膜の現像も良好であった。 Next, exposure was performed at an exposure intensity of 24.5 mJ / cm 2 using an ArF exposure machine (“NSR-S302A”; manufactured by Nikon Corporation). After the exposure, pure water was dropped for 1 minute and placed in a simulated immersion environment. Thereafter, PEB treatment was performed at 100 ° C. for 90 seconds, followed by development treatment at 23 ° C. for 60 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution. The protective film was completely removed by this development step, and the development of the photoresist film was also good.

このようにして得た130nmのライン・アンド・スペースパターン(1:1)を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、良好な形状のライン・アンド・スペースパターンが形成できた。   The 130 nm line and space pattern (1: 1) thus obtained was observed with a scanning electron microscope (SEM), and a good shape line and space pattern could be formed.

Claims (9)

基板上のホトレジスト膜上に積層される保護膜を形成するための材料であって、フルオロヒドロキシアルキル基を有する環状炭化水素を含むアルカリ可溶性ポリマーを含有する保護膜形成用材料。   A material for forming a protective film, which is laminated on a photoresist film on a substrate, comprising an alkali-soluble polymer containing a cyclic hydrocarbon having a fluorohydroxyalkyl group. 液浸露光プロセスに用いられる保護膜形成用材料である、請求項1記載の保護膜形成用材料。   The protective film forming material according to claim 1, which is a protective film forming material used in an immersion exposure process. アルカリ可溶性ポリマーが少なくとも下記式(I)で表されるモノマー単位を構成単位として含む、請求項1または2記載の保護膜形成用材料。
Figure 2007072336
〔式(I)中、Cfは−CH2−(ただし水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されていてもよい)を示し;Rf1は水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子に置換されている直鎖、分岐鎖若しくは環状の炭素原子数1〜5のフルオロアルキル基を示し;s、t、u、vはそれぞれ0〜3の数を示し;mは繰り返し単位を意味する。〕
The protective film-forming material according to claim 1 or 2, wherein the alkali-soluble polymer contains at least a monomer unit represented by the following formula (I) as a constituent unit.
Figure 2007072336
[In the formula (I), C f represents —CH 2 — (wherein a part or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms); R f1 represents a part or all of the hydrogen atoms represented by fluorine atoms; Represents a linear, branched or cyclic fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with s, t, u and v each represent a number of 0 to 3; m represents a repeating unit . ]
上記式(I)で表されるモノマー単位が、下記式(II)で表されるモノマー単位である、請求項3記載の保護膜形成用材料。
Figure 2007072336
〔式(II)中、mは繰り返し単位を意味する。〕
The material for forming a protective film according to claim 3, wherein the monomer unit represented by the formula (I) is a monomer unit represented by the following formula (II).
Figure 2007072336
[In formula (II), m means a repeating unit. ]
さらに酸性物質を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の保護膜形成用材料。   Furthermore, the protective film formation material of any one of Claims 1-4 containing an acidic substance. 酸性物質が炭化フッ素化合物である、請求項5記載の保護膜形成用材料。   The material for forming a protective film according to claim 5, wherein the acidic substance is a fluorocarbon compound. さらに架橋剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護膜形成用材料。   Furthermore, the protective film formation material of any one of Claims 1-6 containing a crosslinking agent. 架橋剤が、少なくとも2個の水素原子がヒドロキシアルキル基および/またはアルコキシアルキル基で置換された、アミノ基および/またはイミノ基を有する含窒素化合物である、請求項7記載の保護膜形成用材料。   The material for forming a protective film according to claim 7, wherein the crosslinking agent is a nitrogen-containing compound having an amino group and / or an imino group in which at least two hydrogen atoms are substituted with a hydroxyalkyl group and / or an alkoxyalkyl group. . 液浸露光プロセスを用いたホトレジストパターン形成方法であって、基板上にホトレジスト膜を設け、該ホトレジスト膜上に請求項1〜8のいずれかに記載のホトレジスト保護膜形成用材料を用いて保護膜を形成した後、該基板の少なくとも前記保護膜上に液浸露光用液体を配置し、次いで、前記液浸露光用液体および前記保護膜を介して、前記ホトレジスト膜を選択的に露光し、必要に応じて加熱処理を行った後、アルカリ現像液を用いて前記保護膜と前記ホトレジスト膜とを現像処理することにより、前記保護膜を除去すると同時にホトレジストパターンを得る、ホトレジストパターンの形成方法。   A photoresist pattern forming method using an immersion exposure process, wherein a photoresist film is provided on a substrate, and the protective film is formed on the photoresist film using the photoresist protective film forming material according to claim 1. After that, an immersion exposure liquid is disposed on at least the protective film of the substrate, and then the photoresist film is selectively exposed through the immersion exposure liquid and the protective film, and necessary. A method for forming a photoresist pattern, in which after the heat treatment is performed, the protective film and the photoresist film are developed using an alkali developer to remove the protective film and simultaneously obtain a photoresist pattern.
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