JP2009265505A - Pattern formation method and resin composition for fine pattern formation - Google Patents

Pattern formation method and resin composition for fine pattern formation Download PDF

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友洋 柿澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern formation method capable of forming a fine pattern simply and effectively. <P>SOLUTION: The pattern formation method for forming a prescribed pattern on a substrate includes: (1) a step of obtaining a first resist pattern formed with part of the prescribed pattern; (2) a step of forming a mask layer for a first etching, which is provided with a first resist pattern and a first coating layer coating the first resist pattern; (3) a step of etching the substrate; (4) a step of obtaining a second resist pattern, in which at least part of the pattern of the remaining of the prescribed pattern is formed; (5) a step of forming a mask layer for a second etching provided with a second resist pattern and a second coating layer for coating the second resist pattern; (6) and a step of performing further etching process. The processes (4) to (6) are repeated one time or more in this order. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パターン形成方法及び微細パターン形成用樹脂組成物に関する。更に詳しくは、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができるパターン形成方法、及び、このパターン形成方法に用いる微細パターン形成用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a pattern forming method and a resin composition for forming a fine pattern. More specifically, the present invention relates to a pattern forming method capable of easily and efficiently forming a finer pattern, and a resin composition for forming a fine pattern used in this pattern forming method.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.10μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。しかし、従来のリソグラフィプロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて困難であると言われている。そこで、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)、またはArFエキシマレーザー(波長193nm)が注目されている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, lithography technology capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required. However, in the conventional lithography process, near-ultraviolet rays such as i-rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at a subquarter micron level is extremely difficult with this near-ultraviolet rays. Therefore, in order to enable microfabrication at a level of 0.10 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, far-ultraviolet rays typified by an excimer laser, an X-ray, an electron beam, and the like. Among these, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is particularly preferable. ), Or ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has attracted attention.

このようなエキシマレーザーによる照射に適したレジストとして、酸解離性官能基を有する成分と、放射線の照射(以下、「露光」ともいう)により酸を発生する成分(以下、「酸発生剤」ともいう)による化学増幅効果を利用したレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」ともいう)が数多く提案されている。化学増幅型レジストとしては、例えば、カルボン酸のtert−ブチルエステル基またはフェノールのtert−ブチルカーボナート基を有する樹脂と酸発生剤とを含有するレジストが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このレジストは、露光により発生した酸の作用により、樹脂中に存在するtert−ブチルエステル基或いはtert−ブチルカーボナート基が解離して、この樹脂がカルボキシル基或いはフェノール性水酸基からなる酸性基を有するようになり、その結果、レジスト膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したものである。   As a resist suitable for irradiation with such an excimer laser, a component having an acid dissociable functional group and a component that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter also referred to as “exposure”) (hereinafter referred to as “acid generator”) Many resists using the chemical amplification effect (hereinafter also referred to as “chemically amplified resist”) have been proposed. As the chemically amplified resist, for example, a resist containing a resin having a tert-butyl ester group of carboxylic acid or a tert-butyl carbonate group of phenol and an acid generator has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ). In this resist, the tert-butyl ester group or tert-butyl carbonate group present in the resin is dissociated by the action of an acid generated by exposure, and the resin has an acidic group composed of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the phenomenon that the exposed region of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer is utilized.

このようなリソグラフィプロセスにおいては、今後は更に微細なパターン形成(例えば、線幅が45nm程度の微細な半導体パターン(以下、単に「パターン」と記す場合がある))が要求される。このような45nmより微細なパターン形成を達成させるためには、前述のように露光装置の光源波長の短波長化や、レンズの開口数(NA)を増大させることが考えられる。しかしながら、光源波長の短波長化には新たな高額の露光装置が必要となる。また、レンズの高NA化では、解像度と焦点深度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が低下するという問題がある。   In such a lithography process, further fine pattern formation (for example, a fine semiconductor pattern having a line width of about 45 nm (hereinafter sometimes simply referred to as “pattern”)) is required. In order to achieve such fine pattern formation of less than 45 nm, it is conceivable to shorten the light source wavelength of the exposure apparatus and increase the numerical aperture (NA) of the lens as described above. However, a new expensive exposure apparatus is required to shorten the light source wavelength. Further, when the lens has a high NA, 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リソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法という方法が報告されている(例えば、特許文献2参照))。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高屈折率媒体(液浸露光用液体)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の低下もない。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、且つ焦点深度にも優れるパターンの形成を実現できるため、大変注目されており、実用化が進められつつある。   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, see Patent Document 2). In this method, at the time of exposure, a liquid high refractive index medium (immersion exposure liquid) such as pure water or a fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness on at least the resist film between the lens and the resist film on the substrate. Is to intervene. In this method, a light source having the same exposure wavelength can be used by replacing the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, with a liquid having a higher refractive index (n), such as pure water. Similar to the case of using a light source with a shorter wavelength or the case of using a high NA lens, high resolution is achieved and there is no reduction in the depth of focus. If such immersion exposure is used, it is possible to form a pattern at a low cost, with higher resolution and excellent depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. It is attracting attention and is being put to practical use.

しかし、前述の露光技術であっても45nmhpまでが限界といわれており、更に微細な加工を必要とする32nmhp世代へ向けた技術開発が行われている。近年、そのようなデバイスの複雑化、高密度化要求に伴い、ダブルパターンニング、若しくはダブルエクスポージャーといった疎ラインパターン、または孤立トレンチパターンの半周期ずらした重ね合わせによって32nmLSをパターンニングする技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   However, even with the above-described exposure technique, it is said that the limit is up to 45 nmhp, and technical development for the 32 nmhp generation that requires further fine processing is being carried out. In recent years, with the demand for higher complexity and higher density of such devices, a technique for patterning 32 nm LS by overlapping half-cycles of sparse line patterns such as double patterning or double exposure or isolated trench patterns has been proposed. (For example, refer nonpatent literature 1).

特開平5−232704号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-232704 特開平10−303114号公報JP-A-10-303114 SPIE2006 Vol.6153 61531KSPIE 2006 Vol. 6153 6153K

非特許文献1に提案されている技術は、1:3のピッチの32nmスペースを形成したのち、エッチングにより加工し、更に一層目のレジストパターンと半周期ずらした位置で、同様に1:3のピッチの32nmスペースを形成し、エッチングにより再度加工する。その結果、最終的に1:1のピッチの32nmラインが形成されるものである。   The technique proposed in Non-Patent Document 1 forms a 32 nm space with a pitch of 1: 3, and then processes it by etching. A 32 nm space with a pitch is formed and processed again by etching. As a result, a 32 nm line having a pitch of 1: 1 is finally formed.

しかしながら、非特許文献1に提案されている技術であっても、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に32nmのスペースパターンを形成することは、困難である。また、非特許文献1においては、具体的かつ実用的な方法や材料等について提案されていない。そのため、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に32nmのスペースパターンを形成するための具体的かつ実用的な方法や材料等は、未だに提案されていないのが現状である。   However, even with the technique proposed in Non-Patent Document 1, it is difficult to easily and efficiently form a 32 nm space pattern with a finer pattern. Further, Non-Patent Document 1 does not propose specific and practical methods and materials. Therefore, at present, no concrete and practical method or material for forming a 32 nm space pattern simply and efficiently with a finer pattern has been proposed yet.

そのため、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができるパターン形成方法、及び、このパターン形成方法に用いる微細パターン形成用樹脂組成物の開発が切望されている。   Therefore, development of a pattern forming method capable of easily and efficiently forming a finer pattern and a resin composition for forming a fine pattern used in this pattern forming method is eagerly desired.

本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができるパターン形成方法、及び、このパターン形成方法に用いる微細パターン形成用樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and a pattern forming method capable of easily and efficiently forming a finer pattern, and this pattern formation. A resin composition for forming a fine pattern used in the method is provided.

具体的には、本発明により、以下のパターン形成方法、及び、微細パターン形成用樹脂組成物が提供される。   Specifically, the present invention provides the following pattern forming method and resin composition for forming a fine pattern.

[1] 基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法であって、(1)第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて前記基板上に第一のレジスト膜を形成し、形成された前記第一のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、前記所定のパターンの一部に対応するパターンが形成された第一のレジストパターンを得る工程と、(2)前記第一のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、前記第一のレジストパターンと前記第一のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第一の被覆層とを備える第一のエッチング用マスク層を前記基板上に形成する工程と、(3)前記第一のエッチング用マスク層をマスクとして用い、前記基板をエッチング処理する工程と、(4)前記エッチング処理後に前記第一のエッチング用マスク層を除去して一次処理基板を得、得られた前記一次処理基板上に、第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて第二のレジスト膜を形成し、前記第二のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、前記所定のパターンの残部のうち少なくとも一部に対応するパターンが形成された第二のレジストパターンを得る工程と、(5)前記第二のレジストパターンに前記微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、前記第二のレジストパターンと前記第二のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第二の被覆層とを備える第二のエッチング用マスク層を前記一次処理基板上に形成する工程と、(6)前記第二のエッチング用マスク層をマスクとして用い、前記一次処理基板をエッチング処理する工程と、を有し、前記(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって所定のパターンを得るパターン形成方法。 [1] A pattern forming method for forming a predetermined pattern on a substrate, (1) forming and forming a first resist film on the substrate using a first positive radiation sensitive resin composition A step of selectively exposing the developed first resist film and then developing to obtain a first resist pattern in which a pattern corresponding to a part of the predetermined pattern is formed; and (2) the first The first resist pattern is coated with the fine pattern forming resin composition, baked, washed, and the first resist pattern and the first resist pattern are coated with the fine pattern forming resin composition. Forming a first etching mask layer comprising a coating layer on the substrate; (3) etching the substrate using the first etching mask layer as a mask; After the etching treatment, the first etching mask layer is removed to obtain a primary treatment substrate, and a second resist is formed on the obtained primary treatment substrate using a second positive radiation sensitive resin composition. Forming a film, selectively exposing the second resist film, and developing to obtain a second resist pattern in which a pattern corresponding to at least a part of the remaining portion of the predetermined pattern is formed; And (5) applying the fine pattern-forming resin composition to the second resist pattern, baking, and washing the resin to form the second resist pattern and the second resist pattern. Forming a second etching mask layer on the primary substrate with a second coating layer coated with the composition; and (6) using the second etching mask layer as a mask. And a step of etching the primary processing substrate, and obtaining the predetermined pattern by repeating the steps (4) to (6) one or more times in order.

[2] 前記第一のレジストパターン、及び前記第二のレジストパターンに形成されたレジストパターンが、ライン部とスペース部をそれぞれ有するライン・アンド・スペースパターンである前記[1]に記載のパターン形成方法。 [2] The pattern formation according to [1], wherein the first resist pattern and the resist pattern formed on the second resist pattern are line and space patterns each having a line portion and a space portion. Method.

[3] 前記基板に形成される前記所定のパターンが、ホールパターンを有するものである前記[1]または[2]に記載のパターン形成方法。 [3] The pattern forming method according to [1] or [2], wherein the predetermined pattern formed on the substrate has a hole pattern.

[4] 前記[1]〜[3]のいずれか一項に記載のパターン形成方法で用いられるものである微細パターン形成用樹脂組成物。 [4] A resin composition for forming a fine pattern, which is used in the pattern forming method according to any one of [1] to [3].

[5] 樹脂と、前記樹脂と反応する架橋成分と、アルコール溶媒とを含むものである前記[4]に記載の微細パターン形成用樹脂組成物。 [5] The resin composition for forming a fine pattern according to the above [4], comprising a resin, a crosslinking component that reacts with the resin, and an alcohol solvent.

本発明のパターン形成方法は、上記(1)〜(6)工程を有し、(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって所定のパターンを得る方法であるため、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができるという効果を奏するものである。   Since the pattern formation method of the present invention is a method for obtaining a predetermined pattern by repeating the steps (4) to (6) one or more times in order, having the above steps (1) to (6). There is an effect that the pattern can be easily and efficiently formed.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、本発明のパターン形成方法で用いられるものであり、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成するために好適に用いることができる材料であるという効果を奏するものである。   The resin composition for forming a fine pattern of the present invention is used in the pattern forming method of the present invention, and is a material that can be suitably used to form a finer pattern easily and efficiently. There is an effect that there is.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiment. That is, it is understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments are also within the scope of the present invention based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should be.

[1]パターン形成方法:
本発明のパターン形成方法の一実施形態は、基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法であって、(1)第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に第一のレジスト膜を形成し、形成された第一のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、所定のパターンの一部に対応するパターンが形成された第一のレジストパターンを得る(以下、「(1)工程」と記す場合がある)と、(2)第一のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、第一のレジストパターンと、この第一のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第一の被覆層とを備える第一のエッチング用マスク層を基板上に形成する工程(以下、「(2)工程」と記す場合がある)と、(3)第一のエッチング用マスク層をマスクとして用い、基板をエッチング処理する工程(以下、「(3)工程」と記す場合がある)と、(4)エッチング処理後に第一のエッチング用マスク層を除去して一次処理基板を得、得られた一次処理基板上に、第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて第二のレジスト膜を形成し、第二のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、所定のパターンの残部のうち少なくとも一部に対応するパターンが形成された第二のレジストパターンを得る工程(以下、「(4)工程」と記す場合がある)と、(5)第二のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、第二のレジストパターンと第二のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第二の被覆層とを備える第二のエッチング用マスク層を一次処理基板上に形成する工程(以下、「(5)工程」と記す場合がある)と、(6)第二のエッチング用マスク層をマスクとして用い、一次処理基板をエッチング処理する工程(以下、「(6)工程」と記す場合がある)と、を有し、(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって所定のパターンを得るものである。このように、上記(1)〜(6)工程を有し、(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって、基板上に、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができる。
[1] Pattern formation method:
One embodiment of the pattern forming method of the present invention is a pattern forming method for forming a predetermined pattern on a substrate, and (1) a first on a substrate using a first positive radiation sensitive resin composition. The first resist film thus formed is selectively exposed and then developed to obtain a first resist pattern in which a pattern corresponding to a part of a predetermined pattern is formed (hereinafter referred to as a resist pattern). , And (2) apply the fine pattern-forming resin composition to the first resist pattern, bake, and wash to obtain the first resist pattern and this A step of forming a first etching mask layer on a substrate comprising a first coating layer obtained by coating the first resist pattern with a resin composition for forming a fine pattern (hereinafter referred to as “(2) step”) And (3) first Using the etching mask layer as a mask, a step of etching the substrate (hereinafter sometimes referred to as “(3) step”), and (4) removing the first etching mask layer after the etching treatment After obtaining the treated substrate, forming the second resist film on the obtained primary treated substrate using the second positive radiation sensitive resin composition, and selectively exposing the second resist film, A step of developing to obtain a second resist pattern in which a pattern corresponding to at least a part of the remaining portion of the predetermined pattern is formed (hereinafter may be referred to as “(4) step”); (5) A second coating in which a fine pattern forming resin composition is applied to the second resist pattern, baked, and then washed to cover the second resist pattern and the second resist pattern with the fine pattern forming resin composition. And (6) using the second etching mask layer as a mask (hereinafter, may be referred to as “(5) step”). And a step of etching the primary processing substrate (hereinafter may be referred to as “(6) step”), and repeating the steps (4) to (6) one or more times in order To get. As described above, the above steps (1) to (6) are included, and the steps (4) to (6) are repeated one or more times in order, whereby a finer pattern can be easily and efficiently formed on the substrate. Can be formed.

本実施形態のパターン形成方法は、第一のレジストパターン及び第二のレジストパターンに形成されたレジストパターンが、ライン部とスペース部をそれぞれ有するライン・アンド・スペースパターンであることが好ましい。   In the pattern forming method of the present embodiment, the resist pattern formed on the first resist pattern and the second resist pattern is preferably a line-and-space pattern having a line portion and a space portion, respectively.

また、基板に形成される所定のパターンは、適宜選択することができるが、ホールパターンを有するものであることが好ましい。   The predetermined pattern formed on the substrate can be selected as appropriate, but preferably has a hole pattern.

[1−1](1)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(1)工程は、第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に第一のレジスト膜を形成し、形成された第一のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、所定のパターンの一部のパターンが形成された第一のレジストパターンを得る工程である。
[1-1] Step (1):
In the step (1) of the pattern forming method of the present embodiment, the first resist film is formed on the substrate using the first positive radiation sensitive resin composition, and the formed first resist film is used as the first resist film. This is a step of obtaining a first resist pattern in which a part of a predetermined pattern is formed after selective exposure and development.

[1−1−1]第一のポジ型感放射線性樹脂組成物:
(1)工程に用いる第一のポジ型感放射線性樹脂組成物は、従来公知のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いることができる。例えば、第一のポジ型感放射線性樹脂組成物は、酸発生剤と、この酸発生剤から発生した酸の作用によって解離する酸解離性基を有する酸解離性基含有樹脂とを含むものであり、この第一のポジ型感放射線性樹脂組成物によって形成した第一のレジスト膜は、選択的に露光された部分(露光部分)が、アルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、露光部分がアルカリ現像液によって溶解、除去されるものである。
[1-1-1] First positive radiation-sensitive resin composition:
As the first positive radiation sensitive resin composition used in the step (1), a conventionally known positive radiation sensitive resin composition can be used. For example, the first positive radiation sensitive resin composition includes an acid generator and an acid dissociable group-containing resin having an acid dissociable group that is dissociated by the action of an acid generated from the acid generator. In the first resist film formed by the first positive radiation sensitive resin composition, the selectively exposed portion (exposed portion) is highly soluble in an alkaline developer, and the exposed portion is It is dissolved and removed by an alkali developer.

第一のポジ型感放射線性樹脂組成物としては、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂と、酸発生剤とを含有するものであることが好ましい。   The first positive radiation sensitive resin composition preferably contains a resin having a repeating unit represented by the following general formula (1) and an acid generator.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

一般式(1)中、Rは、水素またはメチル基であり、複数のRは、相互に独立して、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。また、(i)Rの少なくとも1つが、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体であるか、或いは(ii)いずれか2つのRが、相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子を含む炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成するとともに、残りのRが、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体である。 In General Formula (1), R 1 is hydrogen or a methyl group, and a plurality of R 2 are independently of each other a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or It is a C1-C4 linear or branched alkyl group. (I) at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof; or (ii) any two R 2 are bonded to each other. And a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof containing carbon atoms to which each is bonded, and the remaining R 2 is a straight chain having 1 to 4 carbon atoms Alternatively, it is a branched alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof.

で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基、及びいずれか2つのRが相互に結合して形成された炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基の具体例としては、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の、炭素数1〜4の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基の一種以上で置換した基等を挙げることができる。なかでも、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン、またはシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる基や、これらを上記のアルキル基で置換した基が好ましい。 A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 2 , and a divalent alicyclic carbon group having 4 to 20 carbon atoms formed by bonding any two R 2 to each other Specific examples of the hydrogen group include groups consisting of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, etc .; A group consisting of an alicyclic ring of, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. And a group substituted with one or more of linear, branched, or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Of these, a group composed of an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane, or cyclohexane, or a group obtained by substituting these with the above alkyl group is preferable.

で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基の誘導体の具体例としては、ヒドロキシル基;カルボキシル基;オキソ基(即ち、=O基);ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシル基;シアノ基;シアノメチル基、2−シアノエチル基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基等の炭素数2〜5のシアノアルキル基等の置換基を一種以上有する基を挙げることができる。なかでも、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基、シアノメチル基が好ましい。 Specific examples of the derivative of a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a hydroxyl group; a carboxyl group; an oxo group (that is, ═O group); a hydroxymethyl group, 1- Hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl A hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a group; methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group A C 1-4 alkoxy group such as cyano group, cyanomethyl group, 2-cyanoethyl group, 3-cyanopropyl group, 4-cyano The group which has 1 or more types of substituents, such as C2-C5 cyanoalkyl groups, such as a butyl group, can be mentioned. Of these, a hydroxyl group, a carboxyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group, and a cyanomethyl group are preferable.

で示される炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基が好ましい。 Specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methyl group. A propyl group, a 1-methylpropyl group, a t-butyl group, etc. can be mentioned. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable.

一般式(1)中、「−C(R」で表される基の具体例としては、下記一般式(1a)〜(1f)で表される基を挙げることができる。 Specific examples of the group represented by “—C (R 2 ) 3 ” in the general formula (1) include groups represented by the following general formulas (1a) to (1f).

Figure 2009265505
Figure 2009265505

一般式(1a)〜(1f)中、Rは、相互に独立して、炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、mは0または1である。炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基が好ましい。 In General Formulas (1a) to (1f), R 3 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is 0 or 1. Specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1- Examples thereof include a methylpropyl group and a t-butyl group. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable.

一般式(1)中、「−COOC(R」で表される部分は、酸の作用によって解離してカルボキシル基が形成され、アルカリ可溶性部位となる部分である。この「アルカリ可溶性部位」は、アルカリの作用によりアニオンとなる(アルカリ可溶性の)基である。一方、「酸解離性基」とは、アルカリ可溶性部位が保護基で保護された状態になっている基であり、酸で保護基が脱離されるまでは「アルカリ可溶性」ではない基である。 In the general formula (1), the part represented by “—COOC (R 2 ) 3 ” is a part that is dissociated by the action of an acid to form a carboxyl group and becomes an alkali-soluble part. This “alkali-soluble site” is a group that becomes an anion (alkali-soluble) by the action of an alkali. On the other hand, an “acid-dissociable group” is a group in which an alkali-soluble site is protected with a protecting group, and is a group that is not “alkali-soluble” until the protecting group is removed with an acid.

酸発生剤は、露光によって分解され、酸を発生するものである限り特に制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、下記一般式(2)で表される構造を有するものであることが好ましい。   The acid generator is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure and generates an acid, and a conventionally known one can be used, but has a structure represented by the following general formula (2). It is preferable.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

一般式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、または炭素原子数2〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。Rは、相互に独立して、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、または置換基されていてもよいナフチル基であるか、或いは二つのRが互いに結合して炭素原子数2〜10の2価の基を形成していてもよい。なお、形成される2価の基は置換されていてもよい。また、Rは、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基またはアルコキシル基、或いは炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、または環状のアルカンスルホニル基を示す。kは0〜2の整数であり、Xは、一般式:R2nSO (式中、Rは、フッ素原子または置換されていてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基であり、nは1〜10の整数である)で表されるアニオンであり、qは0〜10の整数である。 In general formula (2), R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. An alkoxyl group or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms is shown. R 5 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, or an optionally substituted naphthyl group, Alternatively, two R 5 may be bonded to each other to form a divalent group having 2 to 10 carbon atoms. In addition, the formed bivalent group may be substituted. R 6 represents a linear or branched alkyl group or alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms. k is an integer of 0 to 2, and X is a general formula: R 7 C n F 2n SO 3 (wherein R 7 is a fluorine atom or an optionally substituted carbon atom having 1 to 12 carbon atoms. It is a hydrocarbon group, n is an integer of 1-10), q is an integer of 0-10.

第一のポジ型感放射線性樹脂組成物は、更に、酸拡散制御剤や含窒素有機化合物を含有することが好ましく、また、第一のポジ型感放射線性樹脂組成物は、酸解離性基を有する酸解離性基含有樹脂、酸発生剤、酸拡散制御剤、及び含窒素有機化合物を溶剤によって溶解したものであってもよい。酸拡散制御剤、含窒素有機化合物、及び溶剤は、従来公知のものを適宜選択して用いることができる。   The first positive radiation sensitive resin composition preferably further contains an acid diffusion controller and a nitrogen-containing organic compound, and the first positive radiation sensitive resin composition contains an acid dissociable group. An acid dissociable group-containing resin having an acid, an acid generator, an acid diffusion controller, and a nitrogen-containing organic compound may be dissolved in a solvent. As the acid diffusion controller, the nitrogen-containing organic compound, and the solvent, conventionally known ones can be appropriately selected and used.

また、第一のポジ型感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤等の各種の添加剤を配合することができる。   In addition, the first positive-type radiation-sensitive resin composition can contain various additives such as a surfactant, a sensitizer, and an aliphatic additive as necessary.

[1−1−2]基板:
基板は、集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野において用いられるものであり、例えば、シリコンウェハ、酸化膜ウェハ、窒化膜ウェハなどを挙げることができる。なお、この基板は、その表面に、例えば、反射防止膜、トップコートなどを形成していてもよい。反射防止膜は、第一のレジスト膜の潜在能力を最大限に引き出すためのものであり、例えば、特公平6−12452号公報等に開示されている有機系または無機系のものを用いることができる。
[1-1-2] Substrate:
The substrate is used in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, and examples thereof include a silicon wafer, an oxide film wafer, and a nitride film wafer. In addition, this board | substrate may form the antireflection film, the topcoat, etc. on the surface, for example. The antireflection film is for maximizing the potential of the first resist film. For example, an organic or inorganic type film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12252 may be used. it can.

第一のレジスト膜の形成方法は、従来公知の方法を採用することができる。例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布して塗膜を形成し、その後、プレベーク(PB)することによって塗膜中の溶剤を揮発させることによって第一のレジスト膜を形成することができる。プレベークの加熱条件は、第一のレジスト膜の配合組成によって適宜選択されるが、30〜200℃であることが好ましく、50〜150℃であることが更に好ましい。   A conventionally well-known method can be employ | adopted for the formation method of a 1st resist film. For example, the first positive-type radiation-sensitive resin composition is applied onto a substrate by coating means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. to form a coating film, followed by pre-baking (PB). The first resist film can be formed by volatilizing the solvent in the film. Although the prebaking heating conditions are appropriately selected depending on the composition of the first resist film, it is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C.

本明細書において「選択的に露光」とは、所定のパターンの一部のパターンが形成されるようにレジスト膜(第一のレジスト膜及び第二のレジスト膜)を露光することを意味する。形成される所定のパターンの一部のパターンとしては、ライン・アンド・スペースパターンであることが好ましい。例えば、図1は、5つのスペース部を有するライン・アンド・スペースパターンを形成するに際し、2つのスペース部が形成されるように第一のレジスト膜を、選択的に露光した後、現像して、基板11上に、シート状の第一のレジストパターン12を形成した例である。なお、図1は、本実施形態のパターン形成方法の(1)工程において、基板上に第一のレジストパターンを形成したときの、基板及び第一のレジストパターンの断面図である。   In this specification, “selectively exposing” means exposing a resist film (a first resist film and a second resist film) so that a part of a predetermined pattern is formed. The partial pattern to be formed is preferably a line and space pattern. For example, in FIG. 1, when forming a line and space pattern having five space portions, the first resist film is selectively exposed and developed so that two space portions are formed. In this example, a sheet-like first resist pattern 12 is formed on the substrate 11. FIG. 1 is a cross-sectional view of the substrate and the first resist pattern when the first resist pattern is formed on the substrate in the step (1) of the pattern forming method of the present embodiment.

露光は、光、例えば放射線を照射することによって行うことができ、放射線としては、レジスト膜に含有される酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)やKrFエキシマレーザー(波長248nm)等に代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。なお、露光量等の露光条件は、レジスト膜の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。更に、工程では露光後に加熱処理(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、酸解離性基含有樹脂中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができるためである。PEBにおける加熱条件は、樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、30〜200℃であることが好ましく、50〜170℃であることが更に好ましい。   The exposure can be performed by irradiating light, for example, radiation, and the radiation includes visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, depending on the type of acid generator contained in the resist film. However, far ultraviolet rays typified by ArF excimer laser (wavelength 193 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and the like are preferable, and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferable. The exposure conditions such as the exposure amount are appropriately selected according to the composition of the resist film, the type of additive, and the like. Further, in the process, it is preferable to perform heat treatment (PEB) after exposure. This is because the dissociation reaction of the acid dissociable group in the acid dissociable group-containing resin can be smoothly advanced by this PEB. The heating condition in PEB is appropriately selected depending on the composition of the resin composition, but is preferably 30 to 200 ° C, and more preferably 50 to 170 ° C.

現像は、従来公知の方法によって行うことができる。現像に使用可能な現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Development can be performed by a conventionally known method. Examples of the developer that can be used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propylamine. , Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as [4.3.0] -5-nonene is dissolved is preferable.

アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、非露光部が現像液に溶解し易くなるおそれがある。なお、アルカリ性水溶液を用いて現像した後は、一般に、水で洗浄して乾燥する。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the non-exposed portion may be easily dissolved in the developer. In addition, after developing using alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

また、アルカリ性水溶液(現像液)には、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。   An organic solvent can also be added to the alkaline aqueous solution (developer). Examples of organic solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol Alcohols such as i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Examples thereof include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

有機溶媒の添加量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下とすることが好ましい。有機溶媒の添加量が100体積部超であると、現像性が低下し、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。なお、現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。   The addition amount of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. If the added amount of the organic solvent is more than 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the remaining development in the exposed part increases. An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer.

本工程では、以上のようにして、例えば、図1に示すように、基板11上に、所定のパターンの一部のパターンが形成された第一のレジストパターン12を形成することができる。   In this step, as described above, for example, as shown in FIG. 1, the first resist pattern 12 in which a part of a predetermined pattern is formed can be formed on the substrate 11.

[1−2](2)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(2)工程は、第一のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、第一のレジストパターンと、この第一のレジストパターンを被覆した第一の被覆層とを備える第一のエッチング用マスク層を基板上に形成する工程である。
[1-2] (2) Step:
In the step (2) of the pattern forming method of the present embodiment, the first resist pattern is coated with the resin composition for forming a fine pattern, baked, washed, and the first resist pattern and the first resist pattern. This is a step of forming a first etching mask layer including a first coating layer coated with a resist pattern on a substrate.

[1−2−1]微細パターン形成用樹脂組成物:
本実施形態のパターン形成方法に用いる微細パターン形成用樹脂組成物は、ベークによって第一のレジストパターンと反応して硬化するとともに、現像液に不溶な被覆層を形成するものである。この微細パターン形成用樹脂組成物は、樹脂(以下、「微細パターン形成用樹脂」と記す場合がある)と、この樹脂と反応する架橋成分と、アルコール溶媒とを含むものであることが好ましい。
[1-2-1] Resin composition for forming a fine pattern:
The resin composition for forming a fine pattern used in the pattern forming method of the present embodiment forms a coating layer insoluble in a developing solution while being cured by reacting with the first resist pattern by baking. The resin composition for forming a fine pattern preferably contains a resin (hereinafter sometimes referred to as “resin for forming a fine pattern”), a crosslinking component that reacts with the resin, and an alcohol solvent.

[1−2−1a]樹脂(微細パターン形成用樹脂):
微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、下記一般式(3)で表される単量体に由来する繰り返し単位(以下、単に「繰り返し単位(I)」と記す)を含有する樹脂であることが好ましい。
[1-2-1a] Resin (resin for forming a fine pattern):
As the resin contained in the resin composition for forming a fine pattern, a resin containing a repeating unit derived from a monomer represented by the following general formula (3) (hereinafter simply referred to as “repeating unit (I)”) It is preferable that

Figure 2009265505
Figure 2009265505

上記一般式(3)中、R、R、及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、またはフェニル基であり、Aは、単結合、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基、またはオキシカルボニル基であり、Bは、単結合、または炭素数1〜20の2価の有機基である。 In the general formula (3), R 8 , R 9 , and R 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, or a phenyl group, A is a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group, or an oxycarbonyl group, and B is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.

上記一般式(3)中、R11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数1〜8の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基であることが好ましく、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数1〜4の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基であることが更に好ましい。 In the general formula (3), R 11 is preferably a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and at least one hydrogen atom More preferably, it is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which the atom is substituted with a fluorine atom.

炭素数1〜8のフルオロアルキル基としては、例えば、ジフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、パーフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(パーフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、2−(パーフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、パーフルオロペンチルメチル基、パーフルオロヘキシル基、2−(パーフルオロペンチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘプチル基、パーフルオロヘキシルメチル基、パーフルオロヘプチル基、2−(パーフルオロヘキシル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−テトラデカフルオロオクチル基、パーフルオロヘプチルメチル基、パーフルオロオクチル基、2−(パーフルオロヘプチル)エチル基などを挙げることができる。   Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a difluoromethyl group, a perfluoromethyl group, a 1,1-difluoroethyl group, a 2,2-difluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, Perfluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoropropyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoroethylmethyl group, 1- (trifluoromethyl) -1 , 2,2,2-tetrafluoroethyl group, perfluoropropyl group, 1,1,2,2-tetrafluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluorobutyl group, 1,1 , 2,2,3,3,4,4-octafluorobutyl group, perfluorobutyl group, 1,1-bis (trifluoro) methyl-2,2,2-trifluoroethyl group, 2- (perfluoro (Ropropyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoropentyl group, perfluoropentyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5 -Decafluoropentyl group, 1,1-bis (trifluoromethyl) -2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, perfluoropentyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 1,1 , 2,2,3,3,4,4,5,5-decafluorohexyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluorohexyl group Perfluoropentylmethyl group, perfluorohexyl group, 2- (perfluoropentyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluoroheptyl group , Perfluorohexylmethyl group, perfluoroheptyl 2- (perfluorohexyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-tetradecafluorooctyl group, perfluoroheptylmethyl group Perfluorooctyl group, 2- (perfluoroheptyl) ethyl group, and the like.

フルオロアルキル基の炭素数が大きくなりすぎると、アルカリ水溶液への溶解性が低くなるため、これらの中でも、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基が好ましい。   If the number of carbon atoms of the fluoroalkyl group becomes too large, the solubility in an alkaline aqueous solution is lowered, and among these, a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, and a perfluoropropyl group are preferable.

、R、及びR10の炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。これらの中でも、R及びR10は水素原子であることが好ましく、Rは水素原子またはメチル基であることが好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 8 , R 9 , and R 10 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, A decyl group etc. are mentioned. Among these, R 8 and R 10 are preferably hydrogen atoms, and R 9 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Bの炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基、炭素数1〜8の単環式炭化水素環基、炭素数1〜10の多環式炭化水素環基などを挙げることができる。   Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms of B include, for example, a saturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monocyclic hydrocarbon ring group having 1 to 8 carbon atoms, and 1 to 10 carbon atoms. And a polycyclic hydrocarbon ring group.

Bの炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、エイコサメチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等が挙げられる。   Examples of the saturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms of B include a propylene group such as a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propylene group, and a 1,2-propylene group, a tetramethylene group, and a pentamethylene group. , Hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptadeca Methylene group, octadecamethylene group, nonadecamethylene group, eicosamethylene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl-1,4-butylene group and the like.

また、Bの炭素数1〜8の単環式炭化水素環基としては、例えば、1,3−シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基等が挙げられる。   Examples of the monocyclic hydrocarbon ring group having 1 to 8 carbon atoms of B include, for example, a cyclobutylene group such as a 1,3-cyclobutylene group, a cyclopentylene group such as a 1,3-cyclopentylene group, Examples thereof include a cyclohexylene group such as a 1,4-cyclohexylene group, a cyclooctylene group such as a 1,5-cyclooctylene group, and the like.

また、Bの炭素数1〜10の多環式炭化水素環基としては、例えば、1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基等が挙げられる。   Examples of the polycyclic hydrocarbon ring group having 1 to 10 carbon atoms of B include, for example, norbornylene groups such as 1,4-norbornylene group and 2,5-norbornylene group, 1,5-adamantylene group, 2, And adamantylene group such as 6-adamantylene group.

一般式(3)で表される化合物としては、具体的には、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−アクリレート、または下記式(3−1)〜(3−6)で表される化合物が好ましい。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) include 2-((((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate and 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino). Ethyl-1-acrylate or a compound represented by the following formulas (3-1) to (3-6) is preferable.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

繰り返し単位(I)の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、0.1〜30モル%であることが好ましく、8〜12モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が0.1モル%未満であると、第一のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベークし、洗浄した後に、スペース部の底部に不溶物が残存するため、微細なスペースパターンの形成が困難になるおそれがある。一方、30モル%超であると、微細パターン形成用樹脂の収縮量が減少し、微細なスペースパターンが形成できなくなるおそれがある。   The content ratio of the repeating unit (I) is preferably from 0.1 to 30 mol%, more preferably from 8 to 12 mol%, based on all repeating units in the fine pattern forming resin. When the content is less than 0.1 mol%, after applying the resin composition for forming a fine pattern to the first resist pattern, baking and washing, insoluble matter remains at the bottom of the space portion. There is a risk that it is difficult to form a fine space pattern. On the other hand, if it exceeds 30 mol%, the shrinkage amount of the resin for forming a fine pattern is decreased, and a fine space pattern may not be formed.

微細パターン形成用樹脂は、上記繰り返し単位(I)以外に、アルコール類、フェノール類、及びカルボン酸類に由来する水酸基よりなる群から選択される少なくとも1つの水酸基を側鎖に含有する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(II)」と記す場合がある)を更に有するものであることが好ましい。   In addition to the above repeating unit (I), the fine pattern forming resin contains at least one hydroxyl group selected from the group consisting of alcohols, phenols and hydroxyl groups derived from carboxylic acids in the side chain (hereinafter referred to as “repeating unit”). , Which may be referred to as “repeating unit (II)”).

繰り返し単位(II)は、アルコール類、フェノール類、及びカルボン酸類に由来する水酸基よりなる群から選択される少なくとも1つの水酸基を側鎖に有する重合性不飽和結合の単量体を用いて共重合することによって得ることができる。   The repeating unit (II) is copolymerized using a polymerizable unsaturated bond monomer having in the side chain at least one hydroxyl group selected from the group consisting of alcohols, phenols, and carboxylic acids. Can be obtained.

アルコール類に由来する水酸基を側鎖に有する重合性不飽和結合の単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらの中でも、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。これらの単量体は単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the polymerizable unsaturated bond monomer having a hydroxyl group derived from alcohol in the side chain include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4 -Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate and glycerol monomethacrylate. Among these, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferable. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

アルコール類に由来する水酸基を側鎖に有する繰り返し単位の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、3〜40モル%であることが好ましく、5〜30モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が3モル%未満であると、後述する架橋成分との反応部位が少なすぎ、パターンの収縮を十分に生じさせることが困難になるおそれがある。一方、40モル%超であると、洗浄時に膨潤を起こしパターンを埋めてしまうおそれがある。   The content ratio of the repeating unit having a hydroxyl group derived from alcohol in the side chain is preferably 3 to 40 mol%, and preferably 5 to 30 mol%, based on all repeating units in the resin for forming a fine pattern. More preferably. If the content is less than 3 mol%, there are too few reactive sites with the crosslinking component described later, and it may be difficult to sufficiently cause pattern shrinkage. On the other hand, if it exceeds 40 mol%, there is a risk of swelling during filling and filling the pattern.

フェノール類に由来する水酸基を側鎖に有する重合性不飽和結合の単量体としては、例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−m−ヒドロキシスチレン、α−メチル−o−ヒドロキシスチレン、2−アリルフェノール、4−アリルフェノール、2−アリル−6−メチルフェノール、2−アリル−6−メトキシフェノール、4−アリル−2−メトキシフェノール、4−アリル−2,6−ジメトキシフェノール、4−アリルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、分子内にアミド基を有する下記一般式(4)で表される単量体等を挙げることができる。これらの中でも、p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、下記一般式(4)で表される単量体が好ましい。これらの単量体は単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the polymerizable unsaturated bond monomer having a hydroxyl group derived from phenol in the side chain include p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, α-methyl-p-hydroxystyrene, α -Methyl-m-hydroxystyrene, α-methyl-o-hydroxystyrene, 2-allylphenol, 4-allylphenol, 2-allyl-6-methylphenol, 2-allyl-6-methoxyphenol, 4-allyl-2 Examples include -methoxyphenol, 4-allyl-2,6-dimethoxyphenol, 4-allyloxy-2-hydroxybenzophenone, monomers represented by the following general formula (4) having an amide group in the molecule, and the like. . Among these, p-hydroxystyrene, α-methyl-p-hydroxystyrene, and a monomer represented by the following general formula (4) are preferable. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

上記一般式(4)中、R12及びR14は、水素原子またはメチル基であり、R13は直鎖状または環状の2価の炭化水素基である。 In the general formula (4), R 12 and R 14 are a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 is a linear or cyclic divalent hydrocarbon group.

13としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(例えば、1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基)、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基、1,3−シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基等、炭素数3〜10のシクロアルキレン基などの単環式炭化水素環基、1,4−ノルボルニレン基や2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基や2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基等の2〜4環式の炭素数4〜30の炭化水素環基などの架橋環式炭化水素環基を挙げることができる。 Examples of R 13 include methylene group, ethylene group, propylene group (for example, 1,3-propylene group, 1,2-propylene group), tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octane group. Methylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptadecamethylene group, octadecamethylene group, nonadecamethylene group Methylene group, insalene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, Saturated chain such as 2-methyl-1,4-butylene group, ethylidene group, propylidene group, 2-propylidene group Hydrocarbon groups, cyclobutylene groups such as 1,3-cyclobutylene groups, cyclopentylene groups such as 1,3-cyclopentylene groups, cyclohexylene groups such as 1,4-cyclohexylene groups, 1,5-cyclohexane Cyclooctylene groups such as octylene groups, monocyclic hydrocarbon ring groups such as cycloalkylene groups having 3 to 10 carbon atoms, norbornylene groups such as 1,4-norbornylene groups and 2,5-norbornylene groups, Examples thereof include a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as a 2- to 4-cyclic hydrocarbon ring group having 4 to 30 carbon atoms such as an adamantylene group such as a 5-adamantylene group and a 2,6-adamantylene group. .

一般式(4)で表される単量体としては、p−ヒドロキシメタクリルアニリドが好ましい。   As the monomer represented by the general formula (4), p-hydroxymethacrylanilide is preferable.

一般式(4)で表される単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、30〜90モル%であることが好ましく、40〜80モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が30モル%未満であると、後述する架橋成分との反応部位が少なすぎ、パターンの収縮を十分に生じさせることが困難になるおそれがある。一方、90モル%超であると、洗浄時に膨潤を起こしパターンを埋めてしまうおそれがある。   The content ratio of the repeating unit derived from the monomer represented by the general formula (4) is preferably 30 to 90 mol% with respect to all the repeating units in the resin for forming a fine pattern, and 40 to 80 More preferably, it is mol%. When the content is less than 30 mol%, there are too few reactive sites with a crosslinking component described later, and it may be difficult to sufficiently cause pattern shrinkage. On the other hand, if it exceeds 90 mol%, there is a risk of swelling during filling and filling the pattern.

カルボン酸類に由来する水酸基を側鎖に有する重合性不飽和結合の単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−サクシノロイルエチル(メタ)アクリレート、2−マレイノロイルエチル(メタ)アクリレート、2−ヘキサヒドロフタロイルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸ダイマー、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、t−ブトキシメタクリレート、t−ブチルアクリレートなどのモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸などのジカルボン酸などのカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体などを挙げることができる。これらの単量体は単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヘキサヒドロフタロイルエチルメタクリレートが好ましい。   Examples of the polymerizable unsaturated bond monomer having a hydroxyl group derived from a carboxylic acid in the side chain include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 2-succinoloylethyl (meth) acrylate, and 2-malenoyl. Ethyl (meth) acrylate, 2-hexahydrophthaloylethyl (meth) acrylate, ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate, phthalic acid monohydroxyethyl acrylate, acrylic acid dimer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, t- Examples thereof include monocarboxylic acids such as butoxy methacrylate and t-butyl acrylate; (meth) acrylic acid derivatives having a carboxyl group such as dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, and itaconic acid. These monomers can be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, and 2-hexahydrophthaloylethyl methacrylate are preferable.

ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレートの市販品としては、例えば、東亞合成社製の「アロニックスM−5300」などを挙げることができ、アクリル酸ダイマーの市販品としては、例えば、東亞合成社製の「アロニックスM−5600」などを挙げることができ、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートの市販品としては、例えば、東亞合成社製の「アロニックスM−5700」などを挙げることができる。   Examples of commercially available products of ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate include “Aronix M-5300” manufactured by Toagosei Co., Ltd., and examples of commercially available products of acrylic acid dimer include those manufactured by Toagosei Co., Ltd. "Aronix M-5600" etc. can be mentioned, As a commercial item of 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, "Aronix M-5700" by Toagosei Co., Ltd. etc. can be mentioned, for example.

カルボン酸類に由来する水酸基を側鎖に有する重合性不飽和結合の単量体の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、5〜60モル%であることが好ましく、10〜50モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が5モル%未満であると、後述する架橋成分との反応部位が少なすぎ、パターンの収縮を十分に生じさせることが困難になるおそれがある。一方、60モル%超であると、洗浄時に膨潤を起こしパターンを埋めてしまうおそれがある。   The content of the polymerizable unsaturated bond monomer having a hydroxyl group derived from a carboxylic acid in the side chain is preferably 5 to 60 mol% with respect to all repeating units in the resin for forming a fine pattern, More preferably, it is 10-50 mol%. When the content is less than 5 mol%, there are too few reaction sites with a crosslinking component described later, and it may be difficult to sufficiently cause pattern shrinkage. On the other hand, if it exceeds 60 mol%, there is a possibility that the pattern will swell during washing and fill the pattern.

なお、繰り返し単位(II)は、フェノール性水酸基に変換できる官能基を有する単量体(官能基含有化合物)を用いて共重合させて得ることもできる。このような官能基含有化合物としては、例えば、p−アセトキシスチレン、α−メチル−p−アセトキシスチレン、p−ベンジロキシスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、p−tert−ブトキシカルボニロキシスチレン、p−tert−ブチルジメチルシロキシスチレン等が挙げられる。これらの官能基含有化合物を用いた場合には、得られる微細パターン形成用樹脂は、適当な処理、例えば、塩酸等を用いた加水分解を行なうことにより、容易に上記官能基をフェノール性水酸基に変換することができる。官能基含有化合物に由来する繰り返し単位は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、5〜60モル%であることが好ましく、10〜50モル%であることが更に好ましい。   The repeating unit (II) can also be obtained by copolymerization using a monomer having a functional group that can be converted to a phenolic hydroxyl group (functional group-containing compound). Examples of such functional group-containing compounds include p-acetoxystyrene, α-methyl-p-acetoxystyrene, p-benzyloxystyrene, p-tert-butoxystyrene, p-tert-butoxycarbonyloxystyrene, p -Tert-butyldimethylsiloxystyrene etc. are mentioned. When these functional group-containing compounds are used, the resulting fine pattern-forming resin can be easily converted into phenolic hydroxyl groups by appropriate treatment, for example, hydrolysis using hydrochloric acid or the like. Can be converted. The repeating unit derived from the functional group-containing compound is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, based on all repeating units in the fine pattern forming resin.

微細パターン形成用樹脂は、上記繰り返し単位(I)、繰り返し単位(II)以外に、下記一般式(5)で表される繰り返し単位(以下、単に「繰り返し単位(III)」と記す場合がある)を更に有することものであることが好ましい。   In addition to the above repeating units (I) and (II), the resin for forming a fine pattern may be represented by a repeating unit represented by the following general formula (5) (hereinafter simply referred to as “repeating unit (III)”). ).

Figure 2009265505
Figure 2009265505

上記一般式(5)中、R15は、水素原子、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を表す。 In the general formula (5), R 15 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms.

15としては、例えば、tert−ブチル基、アセトキシ基、1−エトキシエトキシ基、tert−ブトキシル基などを挙げることができる。これらの中でも、tert−ブトキシル基が好ましい。 Examples of R 15 include a tert-butyl group, an acetoxy group, a 1-ethoxyethoxy group, and a tert-butoxyl group. Among these, a tert-butoxyl group is preferable.

繰り返し単位(III)の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、10〜60モル%であることが好ましく、20〜50モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が10モル%未満であると、微細パターン形成用樹脂の収縮寸法が増加しないおそれがある。一方、60モル%超であると、微細パターン形成用樹脂の、現像液に対する溶解性が悪くなるおそれがある。   The content ratio of the repeating unit (III) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, based on all repeating units in the fine pattern forming resin. There exists a possibility that the shrinkage | contraction dimension of resin for fine pattern formation may not increase that the said content rate is less than 10 mol%. On the other hand, if it exceeds 60 mol%, the solubility of the fine pattern forming resin in the developer may be deteriorated.

微細パターン形成用樹脂中が、繰り返し単位(I)〜(III)を有する場合、繰り返し単位(II)の含有割合は、微細パターン形成用樹脂中の全繰り返し単位に対して、37〜87モル%であることが好ましい。   When the fine pattern forming resin has the repeating units (I) to (III), the content ratio of the repeating unit (II) is 37 to 87 mol% with respect to all the repeating units in the fine pattern forming resin. It is preferable that

微細パターン形成用樹脂は、上記繰り返し単位(I)、繰り返し単位(II)、及び繰り返し単位(III)以外に、微細パターン形成用樹脂の親水性や溶解性をコントロールするために他の単量体に由来する繰り返し単位を更に有することができる。   In addition to the repeating unit (I), the repeating unit (II), and the repeating unit (III), the fine pattern forming resin may contain other monomers in order to control the hydrophilicity and solubility of the fine pattern forming resin. It can further have a repeating unit derived from.

他の単量体としては、上記繰り返し単位(I)、繰り返し単位(II)、及び繰り返し単位(III)を構成するための単量体以外の単量体であり、このような他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸アリールエステル類、ジカルボン酸ジエステル類、ニトリル基含有重合性化合物、アミド結合含有重合性化合物、ビニル類、アリル類、塩素含有重合性化合物、共役ジオレフィン等を挙げることができる。具体的には、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなどのジカルボン酸ジエステル;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アリールエステル;ビニルトルエン等の芳香族ビニル類;t−ブチル(メタ)アクリレート、4,4,4−トリフルオロ−3−ヒドロキシ−1−メチル−3−トリフルオロメチル−1−ブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド結合含有重合性化合物;酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニル類;塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有重合性化合物;1,3−ブタジエン、イソプレン、1,4−ジメチルブタジエン等の共役ジオレフィン類を用いることができる。これらの化合物は単独でもしくは2種類以上組み合わせて用いることができる。   The other monomer is a monomer other than the monomer for constituting the repeating unit (I), the repeating unit (II), and the repeating unit (III). For example, (meth) acrylic acid aryl esters, dicarboxylic acid diesters, nitrile group-containing polymerizable compounds, amide bond-containing polymerizable compounds, vinyls, allyls, chlorine-containing polymerizable compounds, conjugated diolefins, etc. Can be mentioned. Specifically, dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconate; (meth) acrylic acid aryl esters such as phenyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate; aromatic vinyl such as vinyltoluene , Methacrylic acid esters such as t-butyl (meth) acrylate, 4,4,4-trifluoro-3-hydroxy-1-methyl-3-trifluoromethyl-1-butyl (meth) acrylate; acrylonitrile Nitrile group-containing polymerizable compounds such as methacrylonitrile; amide bond-containing polymerizable compounds such as acrylamide and methacrylamide; fatty acid vinyls such as vinyl acetate; chlorine-containing polymerizable compounds such as vinyl chloride and vinylidene chloride; -Butadiene, isoprene, 1, 4 It can be used conjugated diolefins dimethyl butadiene and the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

微細パターン形成用樹脂は、例えば、各単量体の混合物を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。   Resin for fine pattern formation, for example, using a radical polymerization initiator such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, etc., with a mixture of each monomer, chain transfer as necessary It can manufacture by superposing | polymerizing in a suitable solvent in presence of an agent.

溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の飽和カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン等のアルキルラクトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;2−ブタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のアルキルケトン類;シクロヘキサノン等のシクロアルキルケトン類;2−プロパノール、1−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the solvent include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane and n-decane; cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin and norbornane. Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate, n-butyl acetate, Saturated carboxylic acid esters such as i-butyl acetate, methyl propionate and propylene glycol monomethyl ether acetate; alkyl lactones such as γ-butyrolactone; ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes and diethoxyethanes; Alkyl ketones such as cyclohexane, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; cycloalkyl ketones such as cyclohexanone; alcohols such as 2-propanol, 1-butanol, 4-methyl-2-pentanol and propylene glycol monomethyl ether Can be mentioned. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

重合の反応温度は、40〜120℃であることが好ましく、50〜100℃であることが更に好ましい。反応時間は、1〜48時間であることが好ましく、1〜24時間であることが更に好ましい。   The polymerization reaction temperature is preferably 40 to 120 ° C, and more preferably 50 to 100 ° C. The reaction time is preferably 1 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours.

微細パターン形成用樹脂は、純度が高いことが好ましい。具体的には、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないだけでなく、残留する単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えば、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)による分析で0.1質量%以下であることが好ましい。このように純度が高いことによって、微細パターン形成用樹脂組成物のプロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化がない微細パターン形成用樹脂組成物を得ることができる。   The fine pattern forming resin preferably has a high purity. Specifically, not only the content of impurities such as halogen and metal is low, but the remaining monomer and oligomer components are below a predetermined value, for example, 0.1% by mass by HPLC (high performance liquid chromatography) analysis. The following is preferable. This high purity not only can further improve the process stability, pattern shape, etc. of the resin composition for fine pattern formation, but also does not change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity. A composition can be obtained.

微細パターン形成用樹脂の精製方法としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。まず、金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて重合溶液中の金属を吸着させる方法や、蓚酸、スルホン酸等の酸性水溶液で重合溶液を洗浄することで金属をキレート状態にして除去する方法等が挙げられる。次に、残留する単量体やオリゴマー成分を規定値以下に除去する方法としては、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留する単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外濾過等の溶液状態での精製方法、重合溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留する単量体等を除去する再沈澱法、濾別した樹脂スラリー貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等が挙げられる。また、これらの方法を組み合わせてもよい。   Examples of the method for refining the fine pattern forming resin include the following methods. First, as a method of removing impurities such as metals, a metal is chelated by washing the polymerization solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid, or by adsorbing the metal in the polymerization solution using a zeta potential filter. And the like. Next, methods for removing residual monomer and oligomer components below the specified value include water-washing and liquid-liquid extraction methods that remove residual monomer and oligomer components by combining appropriate solvents, and specific molecular weights. A purification method in the form of a solution such as ultrafiltration that extracts and removes only the following: a residual solution that removes residual monomers by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the polymerization solution into the poor solvent Examples thereof include a precipitation method and a purification method in a solid state such as washing with a poor solvent for the resin slurry separated by filtration. Moreover, you may combine these methods.

微細パターン形成用樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマト法のポリスチレン換算で、1,000〜500,000であることが好ましく、1,000〜50,000であることが更に好ましく、1,000〜20,000であることが特に好ましい。上記重量平均分子量(Mw)が1,000未満であると、塗布後に均一な塗膜を形成できないおそれがある。一方、500,000超であると、硬化後の微細パターン形成用樹脂を現像液で除去することが困難になるおそれがある。   The weight average molecular weight (Mw) of the resin for forming a fine pattern is preferably from 1,000 to 500,000, more preferably from 1,000 to 50,000, in terms of polystyrene by gel permeation chromatography. 1,000 to 20,000 is particularly preferable. If the weight average molecular weight (Mw) is less than 1,000, a uniform coating film may not be formed after coating. On the other hand, if it exceeds 500,000, it may be difficult to remove the resin for forming a fine pattern after curing with a developer.

[1−2−1b]架橋成分:
微細パターン形成用樹脂は、この樹脂と反応する架橋成分を含有するものであり、酸の作用によって樹脂と反応する硬化成分として作用するものである。なお、この架橋成分は、微細パターン形成用樹脂と反応すること以外に、架橋成分同士が反応することによって硬化する成分であってもよい。
[1-2-1b] Crosslinking component:
The resin for forming a fine pattern contains a crosslinking component that reacts with the resin, and acts as a curing component that reacts with the resin by the action of an acid. In addition, this crosslinking component may be a component that is cured by a reaction between the crosslinking components in addition to the reaction with the resin for forming a fine pattern.

架橋成分は、下記一般式(6)で表される基を含む化合物(以下、「架橋成分(I)」と記す場合がある)、反応性基として2つ以上の環状エーテルを含む化合物(以下、「架橋成分(II)」と記す場合がある)、または、「架橋成分(I)」及び「架橋成分(II)」との混合物であることが好ましい。   The crosslinking component includes a compound containing a group represented by the following general formula (6) (hereinafter sometimes referred to as “crosslinking component (I)”), a compound containing two or more cyclic ethers as a reactive group (hereinafter referred to as “crosslinking component (I)”). Or a mixture of “crosslinking component (I)” and “crosslinking component (II)”.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

上記一般式(6)中、R16及びR17は、水素原子または下記一般式(7)で表される基であり、R16及びR17の少なくとも1つは下記一般式(7)で表される基である。 In the general formula (6), R 16 and R 17 are a hydrogen atom or a group represented by the following general formula (7), and at least one of R 16 and R 17 is represented by the following general formula (7). Group.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

上記一般式(7)中、R18及びR19は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6にアルコキシアルキル基、またはR18及びR19が互いに連結した炭素数2〜10の環であり、R20は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基である。 In the general formula (7), R 18 and R 19 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a carbon number 2 in which R 18 and R 19 are connected to each other. -10 ring, and R 20 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

架橋成分(I)は、分子内に官能基としてイミノ基、メチロール基、及びメトキシメチル基等を有する化合物である。架橋成分(I)としては、例えば、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレアなどの活性メチロール基の全部または一部をアルキルエーテル化した含窒素化合物などを挙げることができる。ここで、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、またはこれらを混合したものなどを挙げることができる。これらは、その一部が自己縮合して得られるオリゴマー成分を含有していてもよい。具体的には、ヘキサメトキシメチル化メラミン、ヘキサブトキシメチル化メラミン、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどを挙げることができる。   The crosslinking component (I) is a compound having an imino group, a methylol group, a methoxymethyl group or the like as a functional group in the molecule. As the crosslinking component (I), for example, all or part of active methylol groups such as (poly) methylolated melamine, (poly) methylolated glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, (poly) methylolated urea are alkylated. Examples thereof include etherified nitrogen-containing compounds. Here, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a mixture thereof. These may contain an oligomer component obtained by partially self-condensing them. Specific examples include hexamethoxymethylated melamine, hexabutoxymethylated melamine, tetramethoxymethylated glycoluril, and tetrabutoxymethylated glycoluril.

架橋成分(I)の市販品としては、全て商品名で、例えば、サイメル300、同301、同303、同350、同232、同235、同236、同238、同266、同267、同285、同1123、同1123−10、同1170、同370、同771、同272、同1172、同325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207(以上、日本サイテック社製)、ニカラックMW−30M、同30、同22、同24X、ニカラックMS−21、同11、同001、ニカラックMX−002、同730、同750、同708、同706、同042、同035、同45、同410、同302、同202、ニカラックSM−651、同652、同653、同551、同451、ニカラックSB−401、同355、同303、同301、同255、同203、同201、ニカラックBX−4000、同37、同55H、ニカラックBL−60(以上、三和ケミカル社製)などを挙げることができる。   Commercially available products of the crosslinking component (I) are all trade names, for example, Cymel 300, 301, 303, 350, 232, 235, 236, 238, 266, 267, 285. 1123, 1123-10, 1170, 370, 771, 272, 1172, 325, 327, 703, 712, 254, 253, 212, 1128, 701 202, 207 (manufactured by Nippon Cytec Co., Ltd.), Nicarak MW-30M, 30, 22, 24X, Nicarak MS-21, 11, 001, Nicarax MX-002, 730, 750 708, 706, 042, 035, 45, 410, 302, 202, Nicarak SM-651, 652, 653, 551, 45 Nicalack SB-401, 355, 303, 301, 255, 203, 201, Nicalack BX-4000, 37, 55H, Nicalack BL-60 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), etc. Can be mentioned.

これらの中でも、イミノ基を含有する架橋成分である、サイメル325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207が好ましい。   Among these, Cymel 325, 327, 703, 712, 254, 253, 212, 1128, 701, 202, and 207, which are crosslinking components containing an imino group, are preferable.

架橋成分(II)としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ε−カプロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチルカプロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、β−メチル−δ−バレロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートなどのエポキシシクロヘキシル基含有化合物、   Examples of the crosslinking component (II) include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, 2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy. ) Cyclohexane-meta-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl-3 ′, 4 '-Epoxy-6'-methylcyclohexanecarboxylate, methylene bis (3,4-epoxycyclohexane), di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether of ethylene glycol, ethylene bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate), ε-caprolactone 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, trimethylcaprolactone modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, β-methyl-δ-valerolactone Epoxycyclohexyl group-containing compounds such as modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate,

ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、   Bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, brominated bisphenol F diglycidyl ether, brominated bisphenol S diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, Hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol S diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol Diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ethers,

エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル類;脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類;脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル類;フェノール、クレゾール、ブチルフェノールまたはこれらにアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル類;高級脂肪酸のグリシジルエステル類、   Polyglycidyl ethers of polyether polyols obtained by adding one or more alkylene oxides to aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerin; diglycidyl esters of aliphatic long-chain dibasic acids Monoglycidyl ethers of higher aliphatic alcohols; monoglycidyl ethers of polyether alcohols obtained by adding phenol, cresol, butylphenol or alkylene oxide to these; glycidyl esters of higher fatty acids,

3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3’−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、   3,7-bis (3-oxetanyl) -5-oxa-nonane, 3,3 ′-(1,3- (2-methylenyl) propanediylbis (oxymethylene)) bis- (3-ethyloxetane), 1 , 4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, 1,2-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] ethane, 1,3-bis [(3-ethyl- 3-oxetanylmethoxy) methyl] propane, ethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dicyclopentenylbis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, triethyleneglycolbis (3-ethyl-3 -Oxetanylmethyl) ether, tetraethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, Licyclodecanediyldimethylene (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, trimethylolpropane tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, 1,4-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) butane 1,6-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) hexane,

ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、   Pentaerythritol tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, pentaerythritol tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, polyethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol pentakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritoltetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether,

カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、プロピレンオキシド(PO)変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルなどの分子中にオキセタン環を2個以上有するオキセタン化合物などを挙げることができる。上述した架橋成分は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Caprolactone-modified dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, caprolactone-modified dipentaerythritol pentakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, ditrimethylolpropane tetrakis (3-ethyl-3-oxetanyl) Methyl) ether, ethylene oxide (EO) modified bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, propylene oxide (PO) modified bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, EO modified hydrogenated bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, PO-modified hydrogenated bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, EO-modified bisphenol F (3-ethyl 3 such oxetanylmethyl) oxetane compound having two or more oxetane rings in the molecule, such as ether. The above-mentioned crosslinking components can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルが好ましい。   Among these, 1,6-hexanediol diglycidyl ether and dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether are preferable.

微細パターン形成用樹脂組成物中の架橋成分の含有量は、微細パターン形成用樹脂100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、5〜70質量部であることが更に好ましい。上記含有量が1質量部未満であると、硬化が不十分になり、パターンの収縮が起こらないおそれがある。一方、100質量部超であると、硬化が進みすぎ、パターンが埋まってしまうおそれがある。   The content of the crosslinking component in the resin composition for forming a fine pattern is preferably 1 to 100 parts by weight, and more preferably 5 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin for forming a fine pattern. . When the content is less than 1 part by mass, curing may be insufficient and pattern shrinkage may not occur. On the other hand, if it exceeds 100 parts by mass, curing may proceed excessively and the pattern may be buried.

[1−2−1c]アルコール溶媒:
微細パターン形成用樹脂組成物に含まれるアルコール溶媒は、微細パターン形成用樹脂及び架橋成分を十分に溶解し、かつ、第一のレジストパターン上に微細パターン形成用樹脂組成物を塗布する際に、第一のレジストパターンとインターミキシングを起こさないものである。
[1-2-1c] Alcohol solvent:
When the alcohol solvent contained in the resin composition for forming a fine pattern sufficiently dissolves the resin for forming a fine pattern and a crosslinking component, and when applying the resin composition for forming a fine pattern on the first resist pattern, It does not cause intermixing with the first resist pattern.

アルコール溶媒としては、例えば、炭素数1〜8の1価アルコールであることが好ましい。具体的には、1−プロパノール、イソプロバノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、2−メチル−2−ヘプタノール、2−メチル−3−ヘプタノールなどが挙げられる。これらの中でも、1−ブタノール、2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノールが好ましい。これらのアルコール溶媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   As an alcohol solvent, it is preferable that it is a C1-C8 monohydric alcohol, for example. Specifically, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl -1-butanol, 3-methyl-2-butanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pen Tanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol 2-heptanol, 2-methyl-2-heptanol, 2-methyl-3-heptanol and the like. Among these, 1-butanol, 2-butanol, and 4-methyl-2-pentanol are preferable. These alcohol solvents can be used alone or in combination of two or more.

アルコール溶媒は、水を含有していてもよい。水を含有する場合、水の含有割合は、微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる全溶媒に対して、10質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることが更に好ましい。上記含有割合が10質量%超であると、微細パターン形成用樹脂の溶解性が低下するおそれがある。なお、水を含有しない無水アルコール溶媒であることが好ましい。   The alcohol solvent may contain water. When water is contained, the content of water is preferably 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less, based on the total solvent contained in the resin composition for forming a fine pattern. There exists a possibility that the solubility of resin for fine pattern formation may fall that the said content rate is more than 10 mass%. In addition, it is preferable that it is an anhydrous alcohol solvent which does not contain water.

微細パターン形成用樹脂組成物は、第一のレジストパターン上に塗布する際に、塗布性を調整する目的で、他の溶媒を更に含有することもできる。他の溶媒は、第一のレジストパターンを浸食せず、かつ、微細パターン形成用樹脂組成物を均一に塗布する作用があるものであることが好ましい。   The resin composition for forming a fine pattern may further contain another solvent for the purpose of adjusting applicability when applied onto the first resist pattern. It is preferable that the other solvent does not erode the first resist pattern and has an action of uniformly applying the resin composition for forming a fine pattern.

他の溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどの多価アルコールのアルキルエーテル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類;   Examples of other solvents include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Alkyl ethers of polyhydric alcohols such as diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether Acetate, alkyl ether acetates of polyhydric alcohols such as propylene glycol monomethyl ether acetate;

トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジアセトンアルコールなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、水などが挙げられる。これらの中でも、環状エーテル類、多価アルコールのアルキルエーテル類、多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類、ケトン類、エステル類、水が好ましい。   Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diacetone alcohol; ethyl acetate, butyl acetate, 2-hydroxy Ethyl propionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate And esters such as ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, butyl acetate, and the like. Among these, cyclic ethers, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol alkyl ether acetates, ketones, esters, and water are preferable.

他の溶媒の含有割合は、微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる全溶媒に対して、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることが更に好ましい。上記含有割合が30質量%超であると、第一のレジストパターンを浸食し、微細パターン形成用樹脂組成物との間にインターミキシングを起こすなどの不具合を発生し、パターンを埋めてしまうおそれがある。なお、他の溶媒として水を用いる場合、その含有割合は、微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる全溶媒に対して、10質量%以下であることが好ましい。   The content of other solvents is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less, based on the total solvent contained in the resin composition for forming a fine pattern. If the content is more than 30% by mass, the first resist pattern may be eroded, causing problems such as intermixing with the resin composition for forming a fine pattern, and possibly filling the pattern. is there. In addition, when using water as another solvent, it is preferable that the content rate is 10 mass% or less with respect to all the solvents contained in the resin composition for fine pattern formation.

微細パターン形成用樹脂及び架橋成分の合計量は、アルコール溶媒を含めた微細パターン形成用樹脂組成物全体量に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることが更に好ましい。上記合計量が0.1質量%未満であると、塗膜が薄くなりすぎ、パターンエッチ部に膜切れを起こすおそれがある。一方、30質量%超であると、粘度が高くなりすぎ、微細なスペース部に埋め込むことができなくなるおそれがある。   The total amount of the fine pattern forming resin and the crosslinking component is preferably 0.1 to 30% by mass, and 1 to 20% by mass with respect to the total amount of the fine pattern forming resin composition including the alcohol solvent. More preferably it is. If the total amount is less than 0.1% by mass, the coating film becomes too thin, and there is a risk of film breakage in the pattern-etched portion. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the viscosity becomes too high and it may not be possible to embed in a fine space.

微細パターン形成用樹脂組成物には、塗布性、消泡性、界面活性剤などを配合することもできる。   The resin composition for forming a fine pattern can be blended with coating properties, antifoaming properties, surfactants, and the like.

界面活性剤は、レベリング性などを向上させる目的で配合するものである。界面活性剤としては、例えば、BM−1000、BM−1100(以上、BMケミー社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431(以上、住友スリーエム社製)、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145(以上、旭硝子社製)、SH−28PA、同−190、同−193、SZ−6032、SF−8428(以上、東レダウコーニングシリコーン社製)などの商品名で市販されているフッ素系界面活性剤を使用することができる。界面活性剤の配合量は、微細パターン形成用樹脂100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましい。   The surfactant is blended for the purpose of improving leveling properties. Examples of the surfactant include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), MegaFuck F142D, F172, F173, F183 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Florard FC. -135, FC-170C, FC-430, FC-431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145 (Above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), SH-28PA, -190, -193, SZ-6032, SF-8428 (above, manufactured by Toray Dow Corning Silicone), etc. Agents can be used. It is preferable that the compounding quantity of surfactant is 5 mass parts or less with respect to 100 mass parts of resin for fine pattern formation.

微細パターン形成用樹脂組成物を塗布する方法は、従来公知の方法を採用することができる。例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段を挙げることができる。   A conventionally well-known method can be employ | adopted for the method of apply | coating the resin composition for fine pattern formation. For example, application means such as spin coating, cast coating and roll coating can be used.

ベークの加熱条件は、第一のレジストパターンの配合組成によって適宜選択されるが、加熱温度が、50〜250℃であることが好ましく、80〜150℃であることが更に好ましい。加熱時間は、20〜180秒であることが好ましく、30〜90秒であることが更に好ましい。本実施形態のパターン形成方法は、ベークの加熱条件を適宜選択することによって、第一の被覆層の膜厚を調節することができる。   The baking conditions are appropriately selected depending on the composition of the first resist pattern, but the heating temperature is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 80 to 150 ° C. The heating time is preferably 20 to 180 seconds, and more preferably 30 to 90 seconds. The pattern formation method of this embodiment can adjust the film thickness of a 1st coating layer by selecting the baking heating conditions suitably.

洗浄は、従来公知の洗浄方法によって行うことができる。例えば、洗浄液を用い、塗布した微細パターン形成用樹脂組成物を除去する方法を挙げることができる。洗浄液としては、水、現像液、アルコール溶媒などを挙げることができる。   The cleaning can be performed by a conventionally known cleaning method. For example, the method of removing the apply | coated resin composition for fine pattern formation using a washing | cleaning liquid can be mentioned. Examples of the cleaning liquid include water, a developer, and an alcohol solvent.

以上のようにして、例えば、図2に示すように、第一のレジストパターン12と、この第一のレジストパターン12を被覆した第一の被覆層13とを備える第一のエッチング用マスク層15を基板11上に形成することができる。図2は、基板上に第一のエッチング用マスク層を形成したときの、基板及び第一のエッチング用マスク層の断面図である。   As described above, for example, as shown in FIG. 2, the first etching mask layer 15 including the first resist pattern 12 and the first covering layer 13 covering the first resist pattern 12. Can be formed on the substrate 11. FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate and the first etching mask layer when the first etching mask layer is formed on the substrate.

[1−3](3)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(3)工程は、第一のエッチング用マスク層をマスクとして用い、基板をエッチング処理する工程である。
[1-3] (3) Step:
The step (3) of the pattern forming method of the present embodiment is a step of etching the substrate using the first etching mask layer as a mask.

エッチング処理する方法は、ドライエッチング、ウエットエッチングの2種類の方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングに用いる反応ガス種としては、例えば、CF、Ar、O、N等が挙げられる。エッチング時の温度は、5〜70℃であることが好ましく、時間は1〜120秒であることが好ましい。ウエットエッチングを行う場合には、弗酸を用いることが好ましい。 As the etching method, two kinds of methods, dry etching and wet etching, can be used, but it is preferable to use dry etching. Examples of reactive gas species used for dry etching include CF 4 , Ar, O 2 , and N 2 . The temperature during etching is preferably 5 to 70 ° C., and the time is preferably 1 to 120 seconds. When wet etching is performed, it is preferable to use hydrofluoric acid.

図3は、第一のエッチング用マスク層15をマスクとして用い、基板11をエッチング処理した状態を示す例である。   FIG. 3 shows an example in which the substrate 11 is etched using the first etching mask layer 15 as a mask.

[1−4](4)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(4)工程は、エッチング処理後に第一のエッチング用マスク層を除去して一次処理基板を得、得られた一次処理基板上に、第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて第二のレジスト膜を形成し、第二のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、所定のパターンの残部のうち少なくとも一部のパターンが形成された第二のレジストパターンを得る工程である。
[1-4] (4) Step:
In the step (4) of the pattern forming method of the present embodiment, after the etching process, the first etching mask layer is removed to obtain a primary processing substrate, and a second positive type feeling is formed on the obtained primary processing substrate. A second resist film was formed using the radiation resin composition, and after the second resist film was selectively exposed, it was developed to form at least a part of the remaining pattern. This is a step of obtaining a second resist pattern.

第一のエッチング用マスク層の除去は、例えば、アッシングにより行うことができる。図4は、エッチング処理後に第一のエッチング用マスク層を除去して得られた、2つのスペース部19が形成された一次処理基板17を示す例である。なお、図4は、エッチング処理後に第一のエッチング用マスク層を除去して得られた一次処理基板を示す断面図である。図5は、図4の一次処理基板17を、エッチング処理を行った面側から見た平面図である。   The removal of the first etching mask layer can be performed, for example, by ashing. FIG. 4 is an example showing a primary processing substrate 17 having two space portions 19 formed by removing the first etching mask layer after the etching process. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the primary processing substrate obtained by removing the first etching mask layer after the etching process. FIG. 5 is a plan view of the primary processing substrate 17 of FIG. 4 as viewed from the side on which the etching process has been performed.

第二のポジ型感放射線性樹脂組成物は、既に上述した第一のポジ型感放射線性樹脂組成物と同様のものを好適に用いることができる。   As the second positive radiation sensitive resin composition, the same one as the first positive radiation sensitive resin composition already described above can be suitably used.

第二のレジスト膜の形成方法は、第一のレジスト膜の形成方法と同様に従来公知の方法を採用することができる。   As a method for forming the second resist film, a conventionally known method can be employed in the same manner as the method for forming the first resist film.

現像は、(1)工程における現像と同様に従来公知の方法によって行うことができる。   The development can be performed by a conventionally known method in the same manner as the development in the step (1).

本工程では、所定のパターンの残部のうち少なくとも一部のパターンが形成されるように選択的に露光する。即ち、本工程において所定のパターンの残部のうち一部のパターンが形成されるように選択的に露光し、その後、更に、所定のパターンの残部のうち一部のパターンが形成されるように選択的に露光することができる。このように本実施形態のパターン形成方法は、選択的に露光し、現像する工程を複数回含むことによって所定のパターンを形成するものである。   In this step, selective exposure is performed so that at least a part of the remaining portion of the predetermined pattern is formed. That is, in this step, selective exposure is performed so that a part of the remaining part of the predetermined pattern is formed, and then a part of the remaining part of the predetermined pattern is further selected. Exposure. As described above, the pattern forming method of the present embodiment forms a predetermined pattern by including a step of selectively exposing and developing a plurality of times.

[1−5](5)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(5)工程は、第二のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、第二のレジストパターンと第二のレジストパターンを被覆した第二の被覆層とを備える第二のエッチング用マスク層を一次処理基板上に形成する工程である。
[1-5] Step (5):
The step (5) of the pattern forming method of the present embodiment includes the steps of applying a fine pattern forming resin composition to the second resist pattern, baking, and washing to form the second resist pattern and the second resist pattern. And forming a second etching mask layer on the primary processing substrate.

本工程は、上述した(2)工程と同様にして、微細パターン形成用樹脂組成物を用い、ベーク、及び洗浄して第二のエッチング用マスク層を一次処理基板上に形成する工程である。なお、ベークの加熱条件は、第二のレジストパターンの配合組成によって適宜選択されるが、加熱温度が、50〜250℃であることが好ましく、80〜150℃であることが更に好ましい。加熱時間は、20〜180秒であることが好ましく、30〜90秒であることが更に好ましい。また、洗浄方法は、(2)工程と同様の方法を挙げることができる。   This step is a step of forming a second etching mask layer on the primary processing substrate by baking and washing using the fine pattern forming resin composition in the same manner as the above-described step (2). In addition, although the heating conditions of baking are suitably selected by the compounding composition of a 2nd resist pattern, it is preferable that heating temperature is 50-250 degreeC, and it is still more preferable that it is 80-150 degreeC. The heating time is preferably 20 to 180 seconds, and more preferably 30 to 90 seconds. Moreover, the washing | cleaning method can mention the method similar to (2) processes.

例えば、図6は、一次処理基板17上に、シート状の第二のレジストパターン22と、この第二のレジストパターン22を被覆した第二の被覆層21とを備える第二のエッチング用マスク層23を形成した例である。なお、図6は、一次処理基板上に第二のエッチング用マスク層を形成したときの、一次処理基板及び第二のエッチング用マスク層の断面図である。   For example, FIG. 6 shows a second etching mask layer comprising a sheet-like second resist pattern 22 and a second covering layer 21 covering the second resist pattern 22 on the primary processing substrate 17. 23 is formed. FIG. 6 is a cross-sectional view of the primary processing substrate and the second etching mask layer when the second etching mask layer is formed on the primary processing substrate.

[1−6](6)工程:
本実施形態のパターン形成方法が有する(6)工程は、第二のエッチング用マスク層をマスクとして用い、一次処理基板をエッチング処理する工程である。
[1-6] (6) Step:
The step (6) of the pattern forming method of the present embodiment is a step of etching the primary processing substrate using the second etching mask layer as a mask.

エッチング処理する方法は、既に上述した(3)工程のエッチング処理と同様の方法を好適に採用することができる。   As the etching method, a method similar to the etching process in the above-described step (3) can be suitably employed.

本実施形態のパターン形成方法は、(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって所定のパターンを得るものである。このように(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができる。ここで、「(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返す」とは、(4)〜(6)工程を順に少なくとも1回行うことを意味し、本実施形態のパターン形成方法は、例えば、(1)工程、(2)工程、(3)工程、(4)工程、(5)工程、(6)工程の順に、上記(1)〜(6)の各工程を1回のみ行ってもよいし、(1)工程、(2)工程、(3)工程、(4)工程、(5)工程、(6)工程の順に、上記(1)〜(6)の各工程を行った後、更に、(4)工程、(5)工程、(6)工程の順に、上記(4)〜(6)の各工程を1回行ってもよい。更に行う上記(4)〜(6)の各工程は、1回に限らず、所定のパターンを形成するために複数回行うことができる。   The pattern formation method of this embodiment obtains a predetermined pattern by repeating the steps (4) to (6) one or more times in order. As described above, by repeating the steps (4) to (6) one or more times in order, a finer pattern can be easily and efficiently formed. Here, “repeating the steps (4) to (6) one or more times in order” means that the steps (4) to (6) are performed at least once in order, and the pattern forming method of the present embodiment includes: For example, the steps (1) to (6) are performed only once in the order of the step (1), the step (2), the step (3), the step (4), the step (5), and the step (6). The steps (1) to (6) may be performed in the order of step (1), step (2), step (3), step (4), step (5), step (6). Thereafter, the steps (4) to (6) may be performed once in the order of the step (4), the step (5), and the step (6). Further, the steps (4) to (6) to be performed can be performed not only once but a plurality of times in order to form a predetermined pattern.

(4)〜(6)工程を順に繰り返す回数は、所定のパターンなどによって適宜選択することができるが、1〜10回であることが好ましく、1〜7回であることが更に好ましく、1〜3回であることが特に好ましい。   The number of times of repeating the steps (4) to (6) can be appropriately selected depending on a predetermined pattern or the like, but is preferably 1 to 10 times, more preferably 1 to 7 times, It is particularly preferable that the number is 3 times.

本工程によって一次処理基板をエッチング処理した後、第二のエッチング用マスク層を除去することによって、所定のパターンが形成された二次処理基板を得ることができる。第二のエッチング用マスク層の除去は、(4)工程と同様の方法で行うことができる。図7は、(6)工程のエッチング処理後に第二のエッチング用マスク層23を除去して5つのスペース部19、及び、4つのライン部27を有するライン・アンド・スペースパターン(レジストパターン)を形成した二次処理基板25(基板)を得た例である。なお、図7は、エッチング処理後に第二のエッチング用マスク層を除去して得られた二次処理基板を示す断面図である。   After the primary processing substrate is etched by this step, the second processing mask layer is removed, whereby a secondary processing substrate on which a predetermined pattern is formed can be obtained. The removal of the second etching mask layer can be performed by the same method as in the step (4). FIG. 7 shows a line-and-space pattern (resist pattern) having five space portions 19 and four line portions 27 by removing the second etching mask layer 23 after the etching process of step (6). This is an example of obtaining the formed secondary processing substrate 25 (substrate). FIG. 7 is a cross-sectional view showing a secondary processing substrate obtained by removing the second etching mask layer after the etching process.

[1−7]その他の工程:
本実施形態のパターン形成方法は、上述した(1)〜(6)工程以外に、その他の工程を行ってもよい。
[1-7] Other steps:
In the pattern forming method of this embodiment, other steps may be performed in addition to the steps (1) to (6) described above.

その他の工程としては、例えば、(1)工程の後であり、(2)工程の前に、第一のレジストパターン上に保護膜を形成する工程、(4)工程の後であり、(5)工程の前に、第二のレジストパターン上に保護膜を形成する工程などを挙げることができる。   Other steps are, for example, after the step (1), before the step (2), a step of forming a protective film on the first resist pattern, after the step (4), (5 ) Before the step, a step of forming a protective film on the second resist pattern can be exemplified.

このような保護膜を形成することによって、露光に際して環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止することができるという利点がある。保護膜としては、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているものを挙げることができる。   By forming such a protective film, there is an advantage that it is possible to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere during exposure. As a protective film, what is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 5-188598 etc. can be mentioned, for example.

[2]微細パターン形成用樹脂組成物:
本発明の微細パターン形成用樹脂組成物の一実施形態は、本発明のパターン形成方法で用いられるものである。本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物は、ベークによって第一のレジストパターンと反応して硬化するとともに、現像液に不溶な被覆層を形成するものである。この被覆層の膜厚は、ベーク条件によって適宜設定することができる。
[2] Resin composition for forming a fine pattern:
One embodiment of the resin composition for forming a fine pattern of the present invention is used in the pattern forming method of the present invention. The resin composition for forming a fine pattern according to this embodiment forms a coating layer insoluble in a developer while being cured by reacting with the first resist pattern by baking. The film thickness of this coating layer can be appropriately set according to the baking conditions.

本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物は、本発明のパターン形成方法で用いられるものである限り特に制限はないが、樹脂と、この樹脂と反応する架橋成分と、アルコール溶媒とを含むものであることが好ましい。このような微細パターン形成用樹脂組成物は、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができるための材料として好適である。   The fine pattern forming resin composition of the present embodiment is not particularly limited as long as it is used in the pattern forming method of the present invention, but includes a resin, a crosslinking component that reacts with the resin, and an alcohol solvent. It is preferable. Such a resin composition for forming a fine pattern is suitable as a material for easily and efficiently forming a finer pattern.

[2−1]樹脂:
本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、本発明のパターン形成方法で説明した樹脂(微細パターン形成用樹脂)と同様のものを好適に用いることができる。
[2-1] Resin:
As the resin contained in the resin composition for forming a fine pattern of the present embodiment, the same resin as the resin described in the pattern forming method of the present invention (resin for forming a fine pattern) can be suitably used.

[2−2]架橋成分:
本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物に含まれる架橋成分としては、本発明のパターン形成方法で説明した架橋成分と同様のものを好適に用いることができる。
[2-2] Crosslinking component:
As the crosslinking component contained in the resin composition for forming a fine pattern of the present embodiment, the same crosslinking component as described in the pattern forming method of the present invention can be suitably used.

[2−3]アルコール溶媒:
本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物に含まれるアルコール溶媒としては、本発明のパターン形成方法で説明したアルコール溶媒と同様のものを好適に用いることができる。
[2-3] Alcohol solvent:
As the alcohol solvent contained in the resin composition for forming a fine pattern of the present embodiment, the same alcohol solvent as described in the pattern forming method of the present invention can be suitably used.

[2−4]その他の成分:
本実施形態の微細パターン形成用樹脂組成物は、樹脂、架橋成分、及びアルコール溶媒以外に、その他の成分を更に含むことができる。その他の成分としては、例えば、既に上述した他の溶媒、塗布性、消泡性、界面活性剤などを挙げることができる。
[2-4] Other components:
The resin composition for forming a fine pattern of the present embodiment can further contain other components in addition to the resin, the crosslinking component, and the alcohol solvent. Examples of other components include other solvents already described above, coating properties, antifoaming properties, surfactants, and the like.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

(Mw及びMn)
各合成例で得た各重合体は、東ソー社製の「GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)」を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶剤テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件における、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によってMw及びMnを測定した。
(Mw and Mn)
Each polymer obtained in each synthesis example was analyzed using a “GPC column (two G2000HXL, one G3000HXL, one G4000HXL)” manufactured by Tosoh Corporation, a flow rate of 1.0 ml / min, an elution solvent tetrahydrofuran, and a column temperature of 40 ° C. Under the conditions, Mw and Mn were measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.

(評価用基板の作製)
まず、8インチシリコンウェハ上に下層反射防止膜ARC29A(ブルワーサイエンス社製)をCLEAN TRACK ACT8(東京エレクトロン社製)でスピンコートにより膜厚77nm(PB205℃、60秒)で塗膜を形成した後、ポジ型感放射線性樹脂組成物(JSR社製の「JSR ArF AR1682J」)のパターニングを実施する。AR1682Jは、同CLEAN TRACK ACT8にてスピンコート、PB(115℃、90秒)、冷却(23℃、30秒)により膜厚150nmの塗布膜を形成し、ArF投影露光装置S306C(ニコン社製)で、NA:0.78、シグマ:0.85、2/3Annの光学条件にて露光を行ない、同CLEAN TRACK ACT8ホットプレートにてPEB(120℃、90秒)、冷却(23℃、30秒)後、現像カップのLDノズルにて2.38質量%TMAH水溶液を現像液としてパドル現像(30秒間)、超純水にてリンス、次いで4000rpmで15秒間振り切りによりスピンドライし、50nmスペース/180nmピッチのレジストパターンの評価用基板を得た。この工程で得られた基板を評価用基板Aとする。同一条件で作製した評価用基板Aを複数枚準備した。
(Production of evaluation substrate)
First, after forming a coating film with a film thickness of 77 nm (PB205 ° C., 60 seconds) on a 8-inch silicon wafer by spin coating with an underlayer antireflection film ARC29A (made by Brewer Science) by CLEAN TRACK ACT8 (made by Tokyo Electron) Then, patterning of a positive radiation sensitive resin composition (“JSR ArF AR1682J” manufactured by JSR) is performed. AR1682J forms a coating film with a film thickness of 150 nm by spin coating, PB (115 ° C., 90 seconds) and cooling (23 ° C., 30 seconds) with the CLEAN TRACK ACT 8, and ArF projection exposure apparatus S306C (manufactured by Nikon Corporation) Then, exposure is performed under the optical conditions of NA: 0.78, Sigma: 0.85, 2/3 Ann, PEB (120 ° C., 90 seconds), cooling (23 ° C., 30 seconds) with the CLEAN TRACK ACT 8 hot plate. ) Then, paddle development (30 seconds) using 2.38 mass% TMAH aqueous solution as a developing solution at the LD nozzle of the developing cup, rinsing with ultra pure water, and then spin drying at 4000 rpm for 15 seconds, 50 nm space / 180 nm A substrate for evaluation of a pitch resist pattern was obtained. The substrate obtained in this step is referred to as an evaluation substrate A. A plurality of evaluation substrates A prepared under the same conditions were prepared.

次に、得られた評価用基板Aのレジストパターン上に、微細パターン形成用樹脂組成物を商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用してスピンコートし、膜厚150nmとなるように塗布した後、レジストパターンと微細パターン形成用樹脂組成物を反応させるため、表1に示す収縮評価ベーク条件(140℃、90秒)でベークを行った。商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用し、23℃の冷却プレートで30秒冷却した後、現像カップのLDノズルにて、2.38質量%TMAH水溶液を現像液としてパドル現像(60秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、微細化レジストパターンが形成された評価用基板Bを作製した。   Next, on the resist pattern of the obtained evaluation substrate A, a fine pattern-forming resin composition was spin-coated using a trade name “CLEAN TRACK ACT12” and applied to a film thickness of 150 nm, In order to react the resist pattern and the resin composition for forming a fine pattern, baking was performed under the shrinkage evaluation baking conditions (140 ° C., 90 seconds) shown in Table 1. After using the product name “CLEAN TRACK ACT12” and cooling with a cooling plate at 23 ° C. for 30 seconds, using a LD nozzle of the developing cup, paddle development (60 seconds) with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as a developer, Rinse with ultrapure water. The substrate B for evaluation on which the fine resist pattern was formed was produced by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds.

作製した評価用基板Bについて、50nmスペース/180nmピッチに該当するパターンのスペース幅を測定(表2中、「収縮の評価」と示す)し、また、パターンを観察し、以下の評価基準によって評価(表2中、「不溶物の評価(判定)」と示す)した。スペース幅寸法が40nm以下でスペース部底部に不溶物がないとき「〇」、スペース幅寸法が40nm以上または不溶物が観察されたとき「×」とした。なお、表2中の「収縮の評価」における「収縮前寸法(nm)」は、ベーク前のスペース幅(nm)を示し、「収縮後寸法(nm)」は、ベーク後のスペース幅(nm)を示す。   For the produced evaluation substrate B, the space width of the pattern corresponding to 50 nm space / 180 nm pitch is measured (indicated as “evaluation of shrinkage” in Table 2), and the pattern is observed and evaluated according to the following evaluation criteria. (In Table 2, indicated as “evaluation (determination) of insoluble matter)”. When the space width dimension is 40 nm or less and there is no insoluble matter at the bottom of the space portion, “◯” is indicated, and when the space width dimension is 40 nm or more or insoluble matters are observed, “X” is indicated. In Table 2, “Dimension before shrinkage (nm)” in “Evaluation of shrinkage” indicates the space width (nm) before baking, and “Dimension after shrinking (nm)” is the space width after baking (nm). ).

(合成例1)
出発原料としてp−ヒドロキシメタクリルアニリド(下記式(m−1)で示す化合物)17.21g、p−tert−ブトキシスチレン(下記式(m−2)で示す化合物)8.56g、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート(下記式(m−3)で示す化合物)4.23g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.13gをイソプロパノール(IPA)90gに溶解し、還流条件(82℃)にて6時間重合反応を行なった。反応容器を流水にて冷却した後、900gのヘキサン中に攪拌しながら投入し、再沈後吸引ろ過を行なった。この再沈操作(IPA投入から吸引ろ過の操作)を4回繰り返した後、50℃の温度にて真空乾燥した。その結果、p−ヒドロキシフェニルメタクリルアニリド由来の繰り返し単位/t−ブトキシスチレン由来の繰り返し単位/2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート由来の繰り返し単位=70/20/10(モル比)からなる共重合体26g(収率87質量%)を得た。この共重合体を樹脂(P−1)とする。
(Synthesis Example 1)
As starting materials, 17.21 g of p-hydroxymethacrylanilide (compound represented by the following formula (m-1)), p-tert-butoxystyrene (compound represented by the following formula (m-2)) 8.56 g, 2-(( (Trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate (compound represented by the following formula (m-3)) 4.23 g and azobisisobutyronitrile 2.13 g were dissolved in 90 g of isopropanol (IPA), The polymerization reaction was performed for 6 hours under reflux conditions (82 ° C.). After cooling the reaction vessel with running water, it was poured into 900 g of hexane while stirring, and after reprecipitation, suction filtration was performed. This re-precipitation operation (IPA charging to suction filtration operation) was repeated four times, and then vacuum-dried at a temperature of 50 ° C. As a result, a repeating unit derived from p-hydroxyphenylmethacrylanilide / a repeating unit derived from t-butoxystyrene / 2 a repeating unit derived from 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate = 70/20 / The copolymer 26g (yield 87 mass%) which consists of 10 (molar ratio) was obtained. This copolymer is referred to as “resin (P-1)”.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

樹脂(P−1)は、Mw5,800、Mw/Mn1.6であった。   Resin (P-1) was Mw 5,800 and Mw / Mn 1.6.

(合成例2)
合成例1と同一の出発原料を用いて、合成例1と同様にp−ヒドロキシメタクリルアニリド由来の繰り返し単位/p−t−ブトキシスチレン由来の繰り返し単位/2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート由来の繰り返し単位=60/35/5(モル比)からなる共重合体を得た。この樹脂(P−2)は、Mw5,200、Mw/Mn1.5であった。
(Synthesis Example 2)
Using the same starting materials as in Synthesis Example 1, as in Synthesis Example 1, repeating unit derived from p-hydroxymethacrylanilide / repeating unit derived from pt-butoxystyrene / 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) A copolymer comprising repeating units derived from amino) ethyl-1-methacrylate = 60/35/5 (molar ratio) was obtained. This resin (P-2) was Mw 5,200 and Mw / Mn 1.5.

(合成例3)
合成例1と同一の出発原料を用いて、合成例1と同様にp−ヒドロキシメタクリルアニリド由来の繰り返し単位/p−t−ブトキシスチレン由来の繰り返し単位/2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート由来の繰り返し単位=60/30/10(モル比)からなる共重合体を得た。この樹脂(P−3)は、Mw5,200、Mw/Mn1.5であった。
(Synthesis Example 3)
Using the same starting materials as in Synthesis Example 1, as in Synthesis Example 1, repeating unit derived from p-hydroxymethacrylanilide / repeating unit derived from pt-butoxystyrene / 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) A copolymer comprising repeating units derived from amino) ethyl-1-methacrylate = 60/30/10 (molar ratio) was obtained. This resin (P-3) was Mw 5,200 and Mw / Mn 1.5.

(合成例4)
p−ヒドロキシメタクリルアニリド(下記式(m−1)で示す化合物)84.14g、p−t−ブトキシスチレン(下記式(m−2)で示す化合物)35.86g、アゾビスイソブチロニトリル8.91g、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン4.81gをメタノール360gに溶解し、還流条件(63℃)にて8時間重合反応を行なった。重合液をメタノール/水の溶液、及び、イソプロピルアルコール/ヘプタンの溶液にて再沈精製し、Mw8,500、Mw/Mn2.08のp−ヒドロキシメタクリルアニリド由来の繰り返し単位/p−t−ブトキシスチレン由来の繰り返し単位=70/30(モル比)からなる共重合体を得た。この共重合体を樹脂(P−4)とする。
(Synthesis Example 4)
84.14 g of p-hydroxymethacrylanilide (compound represented by the following formula (m-1)), 35.86 g of pt-butoxystyrene (compound represented by the following formula (m-2)), azobisisobutyronitrile 8 .91 g and 2,81-diphenyl-4-methyl-1-pentene (4.81 g) were dissolved in 360 g of methanol, and a polymerization reaction was carried out for 8 hours under reflux conditions (63 ° C.). The polymerization solution was purified by reprecipitation with a solution of methanol / water and a solution of isopropyl alcohol / heptane, and a repeating unit derived from p-hydroxymethacrylanilide having Mw 8,500 and Mw / Mn 2.08 / pt-butoxystyrene. A copolymer composed of the derived repeating unit = 70/30 (molar ratio) was obtained. This copolymer is referred to as “resin (P-4)”.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

(実施例1)
樹脂(P−1)10g、架橋成分(C−1)4.2g、及びアルコール溶媒(S−1)270gを混合し、3時間攪拌したのち、孔径0.03μmのフィルターを使用して濾過して、微細パターン形成用樹脂組成物を得た。
Example 1
10 g of resin (P-1), 4.2 g of crosslinking component (C-1), and 270 g of alcohol solvent (S-1) are mixed, stirred for 3 hours, and then filtered using a filter having a pore size of 0.03 μm. Thus, a fine pattern forming resin composition was obtained.

本実施例では、収縮前寸法が50nmであり、収縮後寸法が37nmであり、不溶物の評価が「○」であった。   In this example, the dimension before shrinkage was 50 nm, the dimension after shrinkage was 37 nm, and the evaluation of insoluble matter was “◯”.

なお、各実施例及び比較例に用いた架橋成分及びアルコール溶媒を以下に示す。
[架橋成分]
C−1:日本カーバイド社製の「ニカラックMX−750」(商品名)
C−2:ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル
[アルコール溶媒]
S−1:1−ブタノール
S−2:4−メチル−2−ペンタノール
In addition, the crosslinking component and alcohol solvent which were used for each Example and the comparative example are shown below.
[Crosslinking component]
C-1: “Nicarac MX-750” (trade name) manufactured by Nippon Carbide
C-2: Dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether [alcohol solvent]
S-1: 1-butanol S-2: 4-methyl-2-pentanol

(実施例2〜5、比較例1)
表1に示す配合処方とすること以外は、実施例1と同様にして、微細パターン形成用樹脂組成物を得た。得られた微細パターン形成用樹脂組成物について、上記評価を行った。評価結果を表2に示す。
(Examples 2 to 5, Comparative Example 1)
A resin composition for forming a fine pattern was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 was used. The above evaluation was performed on the obtained resin composition for forming a fine pattern. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2009265505
Figure 2009265505

Figure 2009265505
Figure 2009265505

表2から明らかなように、実施例1〜5のパターン形成方法は、比較例1のパターン形成方法に比べて、より微細なパターンを、簡便、かつ、効率的に形成することができることが確認できた。   As is clear from Table 2, it is confirmed that the pattern formation methods of Examples 1 to 5 can easily and efficiently form a finer pattern than the pattern formation method of Comparative Example 1. did it.

本発明のパターン形成方法は、集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野におけるリソグラフィプロセスにおいて、微細なパターンを好適に形成するための方法として用いることができる。具体的には、本発明のパターン形成方法によれば、パターンのパターン間隙を、実効的に精度よく微細化することができ、波長限界を超えるパターンを良好かつ経済的に形成することができる。このため、本発明のパターン形成方法は、今後ますます微細化が進行するとみられる集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野で極めて好適に採用することができる。   The pattern forming method of the present invention can be used as a method for suitably forming a fine pattern in a lithography process in the field of microfabrication represented by the manufacture of an integrated circuit element. Specifically, according to the pattern forming method of the present invention, the pattern gap of the pattern can be effectively miniaturized, and a pattern exceeding the wavelength limit can be formed favorably and economically. For this reason, the pattern forming method of the present invention can be very suitably employed in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements that are expected to become increasingly finer in the future.

本発明のパターン形成方法の(1)工程において、基板上に第一のレジストパターンを形成したときの、基板及び第一のレジストパターンの断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate and a 1st resist pattern when the 1st resist pattern is formed on a board | substrate in the (1) process of the pattern formation method of this invention. 基板上に第一のエッチング用マスク層を形成したときの、基板及び第一のエッチング用マスク層の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate and a 1st etching mask layer when the 1st etching mask layer is formed on a board | substrate. 第一のエッチング用マスク層をマスクとして用い、基板をエッチング処理した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which etched the board | substrate using the 1st mask layer for an etching as a mask. エッチング処理後に第一のエッチング用マスク層を除去して得られた一次処理基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the primary processing board | substrate obtained by removing the 1st etching mask layer after an etching process. 図4の一次処理基板を、エッチング処理を行った面側から見た平面図である。It is the top view which looked at the primary processing board | substrate of FIG. 4 from the surface side which performed the etching process. 一次処理基板上に第二のエッチング用マスク層を形成したときの、一次処理基板及び第二のエッチング用マスク層の断面図である。It is sectional drawing of a primary processing board | substrate and a 2nd etching mask layer when a 2nd etching mask layer is formed on a primary processing board | substrate. エッチング処理後に第二のエッチング用マスク層を除去して得られた二次処理基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the secondary processing board | substrate obtained by removing the 2nd etching mask layer after an etching process.

符号の説明Explanation of symbols

11:基板、12:第一のレジストパターン、13:第一の被覆層、15:第一のエッチング用マスク層、17:一次処理基板、19:第一のスペース部、21:第二の被覆層、22:第二のレジストパターン、23:第二のエッチング用マスク層、25:二次処理基板、26:第二のスペース部、27:ライン部。 11: substrate, 12: first resist pattern, 13: first coating layer, 15: first etching mask layer, 17: primary processing substrate, 19: first space portion, 21: second coating Layer, 22: second resist pattern, 23: second etching mask layer, 25: secondary processing substrate, 26: second space portion, 27: line portion.

Claims (5)

基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法であって、
(1)第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて前記基板上に第一のレジスト膜を形成し、形成された前記第一のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、前記所定のパターンの一部に対応するパターンが形成された第一のレジストパターンを得る工程と、
(2)前記第一のレジストパターンに微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、前記第一のレジストパターンと前記第一のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第一の被覆層とを備える第一のエッチング用マスク層を前記基板上に形成する工程と、
(3)前記第一のエッチング用マスク層をマスクとして用い、前記基板をエッチング処理する工程と、
(4)前記エッチング処理後に前記第一のエッチング用マスク層を除去して一次処理基板を得、得られた前記一次処理基板上に、第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて第二のレジスト膜を形成し、前記第二のレジスト膜を選択的に露光した後、現像して、前記所定のパターンの残部のうち少なくとも一部に対応するパターンが形成された第二のレジストパターンを得る工程と、
(5)前記第二のレジストパターンに前記微細パターン形成用樹脂組成物を塗布し、ベーク後、洗浄して、前記第二のレジストパターンと前記第二のレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した第二の被覆層とを備える第二のエッチング用マスク層を前記一次処理基板上に形成する工程と、
(6)前記第二のエッチング用マスク層をマスクとして用い、前記一次処理基板をエッチング処理する工程と、
を有し、前記(4)〜(6)工程を順に1回以上繰り返すことによって所定のパターンを得るパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a predetermined pattern on a substrate,
(1) A first resist film is formed on the substrate using the first positive-type radiation-sensitive resin composition, and the first resist film thus formed is selectively exposed and then developed. Obtaining a first resist pattern in which a pattern corresponding to a part of the predetermined pattern is formed;
(2) The fine pattern forming resin composition is applied to the first resist pattern, baked, and washed, and the first resist pattern and the first resist pattern are formed by the fine pattern forming resin composition. Forming a first etching mask layer on the substrate, comprising a coated first covering layer;
(3) using the first etching mask layer as a mask and etching the substrate;
(4) After the etching treatment, the first etching mask layer is removed to obtain a primary treatment substrate, and a second positive radiation sensitive resin composition is used on the obtained primary treatment substrate. A second resist pattern in which a second resist film is formed, the second resist film is selectively exposed and then developed to form a pattern corresponding to at least a part of the remaining portion of the predetermined pattern Obtaining
(5) The resin composition for forming a fine pattern is applied to the second resist pattern, baked, and then washed to form the resin composition for forming a fine pattern with the second resist pattern and the second resist pattern. Forming a second etching mask layer on the primary substrate with a second coating layer coated with
(6) etching the primary processing substrate using the second etching mask layer as a mask;
A pattern forming method for obtaining a predetermined pattern by repeating the steps (4) to (6) one or more times in order.
前記第一のレジストパターン、及び前記第二のレジストパターンに形成されたレジストパターンが、ライン部とスペース部をそれぞれ有するライン・アンド・スペースパターンである請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the first resist pattern and the resist pattern formed on the second resist pattern are line-and-space patterns each having a line portion and a space portion. 前記基板に形成される前記所定のパターンが、ホールパターンを有するものである請求項1または2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the predetermined pattern formed on the substrate has a hole pattern. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のパターン形成方法で用いられるものである微細パターン形成用樹脂組成物。   The resin composition for fine pattern formation used by the pattern formation method as described in any one of Claims 1-3. 樹脂と、前記樹脂と反応する架橋成分と、アルコール溶媒とを含むものである請求項4に記載の微細パターン形成用樹脂組成物。   The resin composition for forming a fine pattern according to claim 4, comprising a resin, a crosslinking component that reacts with the resin, and an alcohol solvent.
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