JP2013045086A - Pattern forming method - Google Patents

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祐亮 庵野
Takashi Wakamatsu
剛史 若松
Junichiro Inaba
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a fine resist pattern free of defects such as line edge roughness, scum and a microbridge, which is favorably used for processes of manufacturing semiconductors such as an IC, for manufacturing a circuit board such as a thermal head, and for lithographic processes of other photo-applications, in particular, in negative development technology.SOLUTION: The pattern forming method includes the steps of: forming a resist film by applying the following composition on a substrate; exposing the resist film; and developing the film by using a developing solution containing an organic solvent. The composition is prepared by passing a radiation-sensitive composition the solubility of which with an organic solvent is decreased by an action of an acid that generates by exposure, through a filter satisfying conditions (1) that the filter has a critical surface tension of 70 dyne/cm or more and that the filter is not modified with charges.

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用される、感放射線性組成物のパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a method for forming a pattern of a radiation-sensitive composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and a lithography process for other photo applications.

半導体素子の微細化に伴い露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。
解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、液浸法が提唱されている。
With the miniaturization of semiconductor elements, the wavelength of an exposure light source has been shortened and the projection lens has a high numerical aperture (high NA). Currently, an exposure machine using an ArF excimer laser having a 193 nm wavelength as a light source has been developed.
As a technique for increasing the resolving power, an immersion method is proposed in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between the projection lens and the sample.

更に解像力を高める技術として、二重露光技術(Double Exposure Technogy)や二重パターニング技術(Double Patterning Technogy)が提唱されている。   Further, as a technique for further improving the resolution, a double exposure technique and a double patterning technique have been proposed.

二重露光方式の効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に検討した例が、特許文献1等にて紹介されている。また、最近の二重露光技術進捗が、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3等でも報告されている。   An example in which the effect of the double exposure method is studied for transferring a fine image pattern of a semiconductor element is introduced in Patent Document 1 and the like. Recent progress in double exposure technology is also reported in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and the like.

現在、g線、i線、KrF、ArF、EB、EUV等のリソグラフィー用の現像液としては、2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)の水系アルカリ現像液が汎用的に用いられている。
しかしながら、ポジ型システム(感放射線性組成物とポジ型現像液の組み合わせ)においては、光学空間像(光強度分布)のうち、光照射強度の強い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行う材料が提供されているにすぎない。反対に、ネガ型システム(レ感放射線性組成物とネガ型現像液)の組み合わせにおいては、光照射強度の弱い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行う材料システムが提供されているにすぎない。
ここで、ポジ型現像液とは、所定の閾値以上の露光部を選択的に溶解・除去させる現像液であり、ネガ型現像液とは、該所定の閾値以下の露光部を選択的に溶解・除去させる現像液のことである。ポジ型現像液を用いた現像工程のことをポジ型現像(ポジ型現像工程ともいう)と呼び、ネガ型現像液を用いた現像工程のことをネガ型現像(ネガ型現像工程ともいう)と呼ぶ。
Currently, 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous alkaline developer is widely used as a developer for lithography such as g-line, i-line, KrF, ArF, EB, EUV. Yes.
However, in a positive system (combination of a radiation-sensitive composition and a positive developer), a pattern is formed by selectively dissolving / removing areas with high light irradiation intensity in the optical aerial image (light intensity distribution). Only the material to do is provided. On the other hand, in the case of a combination of a negative type system (a radiation sensitive composition and a negative type developer), a material system is provided that selectively dissolves and removes a region with low light irradiation intensity to form a pattern. Only.
Here, the positive developer is a developer that selectively dissolves / removes the exposed portion above a predetermined threshold, and the negative developer selectively dissolves the exposed portion below the predetermined threshold. -Developer to be removed. The development process using a positive developer is referred to as positive development (also referred to as a positive development process), and the development process using a negative developer is referred to as a negative development (also referred to as a negative development process). Call.

特開2006−156422号公報JP 2006-156422 A

SPIE Proc 5754,1508(2005)SPIE Proc 5754, 1508 (2005) SPIE Proc 5377,1315(2004)SPIE Proc 5377, 1315 (2004) SPIE Proc 61531K−1(2006)SPIE Proc 61561K-1 (2006)

近年、先述のような技術によってレジストパターンのサイズはますます微細なってきているが、微細になるにつれ、それまで顕著な影響の無かった組成物中の異物により、良好なレジストパターンを得にくくなってきている。   In recent years, the size of resist patterns has become increasingly fine due to the techniques described above, but as they become finer, it becomes difficult to obtain a good resist pattern due to foreign substances in the composition that had not had a significant effect until then. It is coming.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、感放射線性組成物において、現像後のレジストパターンのディフェクト、特に微細なスカムやマイクロブリッジの発生(以降「欠陥」という。)を抑制できるレジストパターン形成技術を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the radiation-sensitive composition, it is possible to suppress defects in the resist pattern after development, particularly generation of fine scum and microbridge (hereinafter referred to as “defects”). It is an object to provide a resist pattern forming technique.

本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。
露光により発生した酸の作用により有機溶剤に対する溶解度が減少する感放射線性組成物を、下記条件(1)を満足するフィルターを通過させた組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光し、有機溶剤を含有する現像液を用いて現像する工程、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
条件(1):フィルターの臨界表面張力が70dyne/cm以上であり、かつ荷電修飾されていない。
[2]前記フィルターが、pH7.0の蒸留水において、−25mV超、15mV以下のゼータ電位を有することを特徴とする前記[1]に記載のパターン形成方法。
[3]前記パターン形成方法により、ホールパターンを含むパターンを形成することを特徴とする前記[1]または前記[2]に記載のパターン形成方法。
[4]前記感放射線組成物が、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する重合体を含むことを特徴とする前記[1]〜[3]に記載のパターン形成方法。
[5]前記重合体が、さらにラクトン構造を有することを特徴とする前記[4]に記載のパターン形成方法。
[6]前記ろ過が、前記感放射線組成物を調整した後で、且つ該組成物を容器に充填する前に行われることを特徴とする前記[1]〜[5]に記載のパターン形成方法。
[7]前記ろ過が、前記感放射線性組成物を調整した後で、且つ該組成物の入った容器を、基板へ塗布する装置へ装着した後に行われることを特徴とする前記[1]〜[6]に記載のパターン形成方法。
[8]前記ラクトン構造が下記一般式(LC1−1〜LC1−16)の基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする前記[4]〜[7]に記載のパターン形成方法。
The present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.
A step of forming a resist film by applying a radiation-sensitive composition whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid generated by exposure on a substrate through a composition that passes a filter that satisfies the following condition (1): And a step of exposing the resist film and developing using a developer containing an organic solvent.
Condition (1): The critical surface tension of the filter is not less than 70 dyne / cm and is not charge-modified.
[2] The pattern forming method according to [1], wherein the filter has a zeta potential of more than −25 mV and 15 mV or less in distilled water having a pH of 7.0.
[3] The pattern forming method according to [1] or [2], wherein a pattern including a hole pattern is formed by the pattern forming method.
[4] The pattern forming method as described in [1] to [3], wherein the radiation-sensitive composition contains a polymer having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
[5] The pattern forming method as described in [4] above, wherein the polymer further has a lactone structure.
[6] The pattern forming method as described in [1] to [5], wherein the filtration is performed after the radiation-sensitive composition is prepared and before the composition is filled in a container. .
[7] The [1] to [1], wherein the filtration is performed after the radiation-sensitive composition is prepared and after the container containing the composition is attached to a device for applying to a substrate. [6] The pattern forming method according to [6].
[8] The pattern forming method as described in [4] to [7] above, wherein the lactone structure is at least one selected from groups of the following general formulas (LC1-1 to LC1-16).

は、0〜4の整数を表す。Rb2は置換基を表し、n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。
[9]前記ラクトン構造が、一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、又は(LC1−14)で表される基であることを特徴とする前記[4]〜[8]に記載のパターン形成方法。
[10]前記ラクトン構造が、Rb2がシアノ基であり、nが1である前記一般式(LC1−4)で表される基であることを特徴とする前記[7]〜[9]に記載のパターン形成方法。
[11]前記重合体が、下記一般式(pI)又は(pII)で表される基の少なくともいずれかを有することを特徴とする前記[3]〜[10]のいずれかに記載のパターン形成方法。
n 2 represents an integer of 0-4. Rb 2 represents a substituent, when n 2 is 2 or more, Rb 2 existing in plural numbers may be the same or different or may be bonded to form a ring Rb 2 between the plurality of .
[9] The lactone structure is represented by the general formula (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), or (LC1-14). The pattern forming method according to any one of [4] to [8], wherein the pattern forming method is a group.
[10] The above [7] to [9], wherein the lactone structure is a group represented by the general formula (LC1-4) wherein Rb 2 is a cyano group and n 2 is 1. The pattern forming method according to 1.
[11] The pattern formation according to any one of [3] to [10], wherein the polymer has at least one of groups represented by the following general formula (pI) or (pII): Method.

一般式(pI)又は(pII)中、 R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。
[12]さらに、アルカリ現像液を用いて現像することを特徴とする前記[1]〜[11]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[13]現像前であって、且つ露光を複数回行うことを特徴とする前記[1]〜[11]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[14]露光後であって、且つ現像前のレジスト膜を加熱することを特徴とする前記[1]〜[13]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[15]
露光後であって、且つ現像前の加熱を、複数回行う前記[14]に記載のパターン形成方法。
[16]前記現像液が、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、下記一般式(1)および下記一般式(2)からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する前記[1]〜[15]のいずれかに記載のパターン形成方法。
In the general formula (pI) or (pII), R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group, and Z together with a carbon atom It represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group.
R 12 to R 14 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group.
[12] The pattern forming method as described in any one of [1] to [11], wherein development is further performed using an alkaline developer.
[13] The pattern forming method as described in any one of [1] to [11], wherein the exposure is performed a plurality of times before development.
[14] The pattern forming method as described in any one of [1] to [13], wherein the resist film after exposure and before development is heated.
[15]
The pattern forming method according to [14], wherein the heating after the exposure and before the development is performed a plurality of times.
[16] The developer is at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, the following general formula (1) and the following general formula (2). The pattern formation method in any one of said [1]-[15] containing.

一般式(1)に於いて、R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。 In the general formula (1), R and R ′ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group, or a halogen atom. R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.

(一般式(2)に於いて、R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。)
[17]前記現像液が、酢酸アルキルを含有する前記[1]〜[16]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[18]前記現像液が、酢酸ブチルを含有する前記[1]〜[16]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[19]前記現像液中の、全溶剤の総質量に占めるハロゲン原子を含まない有機溶剤の含有量が60質量%以上である前記[1]〜[18]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[20]前記現像液を用いた現像の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する前記[1]〜[19]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[21]前記リンス液が、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する前記[20]に記載のパターン形成方法。
[22]前記リンス液が、アルコール系溶剤を含有する前記[20]または前記[21]に記載のパターン形成方法。
[23]前記リンス液が、炭素数6〜8の直鎖状、分岐状又は環状の1価のアルコール系溶剤を含有する前記[20]〜[22]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[24]
前記リンス液の含水率が30質量%以下である前記[20]〜[23]のいずれかに記載のパターン形成方法。
(In the general formula (2), R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or a cyano group. Or represents a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may combine with each other to form a ring. R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group.)
[17] The pattern forming method according to any one of [1] to [16], wherein the developer contains alkyl acetate.
[18] The pattern forming method according to any one of [1] to [16], wherein the developer contains butyl acetate.
[19] The pattern forming method according to any one of [1] to [18], wherein the content of the organic solvent not containing a halogen atom in the total mass of all the solvents in the developer is 60% by mass or more. .
[20] The pattern forming method according to any one of [1] to [19], wherein the development using the developer is followed by washing with a rinse solution containing an organic solvent.
[21] The rinsing liquid contains at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. 20].
[22] The pattern forming method according to [20] or [21], wherein the rinse liquid contains an alcohol solvent.
[23] The pattern forming method according to any one of [20] to [22], wherein the rinse liquid contains a linear, branched or cyclic monovalent alcohol solvent having 6 to 8 carbon atoms.
[24]
The pattern formation method according to any one of [20] to [23], wherein the water content of the rinse liquid is 30% by mass or less.

本発明により、レジストパターンのディフェクト、特に微細なスカムやマイクロブリッジの発生を抑制できるレジストパターン形成技術を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a resist pattern forming technique capable of suppressing resist pattern defects, particularly generation of fine scum and microbridges.

まず、本明細書で用いられる用語について説明する。パターンを形成する方式としては、ポジ型とネガ型があり、何れも、光照射を契機とした化学反応によって、レジスト膜の現像液に対する溶解性が変化することを利用しているが、光照射部が現像液に溶解する場合をポジ型方式、非照射部が現像液に溶解する場合をネガ型方式と呼ぶ。その場合に用いる現像液としては、ポジ型現像液とネガ型現像液の2つがある。   First, terms used in this specification will be described. There are two types of pattern formation methods: positive and negative. Both use the fact that the solubility of the resist film in the developer changes due to a chemical reaction triggered by light irradiation. The case where the part is dissolved in the developer is called a positive type, and the case where the non-irradiated part is dissolved in the developer is called a negative type. There are two types of developers used in this case, a positive developer and a negative developer.

本発明では、解像力を高める技術として、酸の作用により極性が増大する重合体を含有し、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液(好ましくはアルカリ現像液)に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液(好ましくは有機系現像液)に対する溶解度が減少する膜を形成するパターン形成方法を提示する。   In the present invention, as a technique for increasing the resolving power, a polymer whose polarity is increased by the action of an acid is contained, and the solubility in a positive developer (preferably an alkali developer) is increased by irradiation with actinic rays or radiation. A pattern forming method for forming a film with reduced solubility in a mold developer (preferably an organic developer) is presented.

本発明において使用する「ろ過」という用語には、通常使用される化学的な「ろ過」(「多孔質性物質の膜や相を用いて流動体の相[気体もしくは液体]だけを透過させ、半固相もしくは固体を流動体の相から分離すること」化学大事典9昭和37年7月31日発行 共立出版株式会社)の意味に加えて、単に「フィルターを通過させる」場合、すなわち膜を通過させることによって当該膜によってトラップされた半固相もしくは固体が視覚的に確認できない場合等も含むものとする。
また、本発明において、フィルターを通過させる感放射線性組成物は、製品と同様の濃度の感放射線性組成物でもよいし、希釈前の固形分濃度8〜15質量%程度の、いわゆる原液も含む概念とする。また、本明細書においては、特に原液と製品と同様の濃度のものとを区別していない場合は、原液を含む概念として記載されているものとする。
また、本発明において塗布装置とは、感放射線性組成物の塗布装置のみならず、塗布及び現像装置の様に、現像装置等の他の装置と一体化された塗布装置も含む包括的な概念とする。
また、本明細書において、単に「ゼータ電位」という場合は、「pH7.0の蒸留水におけるゼータ電位」を意味するものとする。本発明におけるその数値は、フィルターのメーカーの公称値である。
As used in the present invention, the term “filtration” includes the commonly used chemical “filtration” (“permeate only the fluid phase [gas or liquid] using a porous membrane or phase, In addition to the meaning of “separating a semi-solid or solid from a fluid phase”, published on July 31, 1937, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. This includes cases where the semi-solid or solid trapped by the membrane cannot be visually confirmed by passing through.
In the present invention, the radiation-sensitive composition that passes through the filter may be a radiation-sensitive composition having the same concentration as that of the product, or includes a so-called stock solution having a solid content concentration of about 8 to 15% by mass before dilution. Let it be a concept. Moreover, in this specification, when the stock solution and the thing of the density | concentration similar to a product are not distinguished, it shall be described as a concept containing stock solution.
Further, in the present invention, the coating apparatus is a comprehensive concept including not only a radiation-sensitive composition coating apparatus but also a coating apparatus integrated with another apparatus such as a developing apparatus, such as a coating and developing apparatus. And
In addition, in this specification, the term “zeta potential” simply means “zeta potential in distilled water at pH 7.0”. The numerical value in the present invention is the nominal value of the filter manufacturer.

本発明を実施するのに必要なパターン形成方法は、以下の工程を含む。
(A)後述する感放射線性組成物を調整する工程、
(B)下記条件(1)を満足するフィルターを通過させる工程、
(ア)基板上に、前記感放射線性組成物を塗布する工程、
(イ)露光工程、及び
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程。
条件(1):フィルターの臨界表面張力が70dyne/cm以上であり、かつ荷電修飾されていない。
A pattern forming method necessary for carrying out the present invention includes the following steps.
(A) the process of adjusting the radiation sensitive composition mentioned later,
(B) a step of passing through a filter that satisfies the following condition (1):
(A) a step of applying the radiation-sensitive composition on a substrate;
(A) an exposure step; and (d) a step of developing using a negative developer.
Condition (1): The critical surface tension of the filter is not less than 70 dyne / cm and is not charge-modified.

さらに前記フィルターは、pH7.0の蒸留水において、−25mV超、15mV以下のゼータ電位を有することが好ましい。   Further, the filter preferably has a zeta potential of more than −25 mV and 15 mV or less in distilled water having a pH of 7.0.

前述の工程(B)は、前記感放射線性組成物を調整した後で、且つ該組成物を容器に充填する前にろ過をする工程(B1)、および前記感放射線性組成物を調整した後で、且つ該組成物の入った容器を、基板へ塗布する装置へ装着した後にろ過をする工程(B2)の少なくとも1つの工程を含む。   The above-mentioned step (B) is a step (B1) of filtering after adjusting the radiation-sensitive composition and before filling the composition into a container, and after adjusting the radiation-sensitive composition And at least one step (B2) of filtering after the container containing the composition is attached to a device for applying to the substrate.

ここで、フィルターとは、例えば少なくとも感放射線性組成物を通過させる膜と、これを支持する支持部材とを備えたものである。具体的には、例えば日本ポール株式会社、アドバンテック東洋社、マイクロリス社、またはキッツ社などのフィルターメーカーから、超純水、高純度薬液、ファインケミカル等をろ過するためのものとして種種の材質、孔径のものが製造または販売されている。
本実施形態においては、前記フィルターの形態は特に限定しないが、例えばいわゆるディスクタイプ、カートリッジタイプ等が一般的に用いられる。
Here, the filter includes, for example, a film that allows at least the radiation-sensitive composition to pass therethrough and a support member that supports the film. Specifically, various materials and pore sizes are used for filtering ultrapure water, high-purity chemicals, fine chemicals, etc. from filter manufacturers such as Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Microlith Co., Ltd. or Kitz Co. Things are manufactured or sold.
In the present embodiment, the form of the filter is not particularly limited. For example, a so-called disk type or cartridge type is generally used.

前記フィルターは、臨界表面張力が70dyne/cm以上の膜を備え、かつ荷電修飾されていないものを用いることにより、ディフェクトの低減、特に微細なスカムやマイクロブリッジの抑制や、異物特性の改善、異物経時特性の改善の効果が得られる。
臨界表面張力の上限はディフェクト低減効果が劣ってくることから、95dyne/cm以下である。より好ましい範囲は、75dyne/cm以上、90dyne/cm以下、さらに好ましい範囲は75dyne/cm以上、80dyne/cm以下である。
The filter is provided with a membrane having a critical surface tension of 70 dyne / cm or more and is not subjected to charge modification, thereby reducing defects, particularly suppressing fine scum and microbridge, improving foreign matter characteristics, foreign matter The effect of improving the aging characteristics can be obtained.
The upper limit of the critical surface tension is 95 dyne / cm or less because the effect of reducing defects is inferior. A more preferable range is 75 dyne / cm or more and 90 dyne / cm or less, and a further preferable range is 75 dyne / cm or more and 80 dyne / cm or less.

臨界表面張力の値はフィルターのメーカーの公称値を用いることが簡便であるが、具体的には既知の表面張力の液体を複数準備して、対象とする膜に滴下し、自重で膜にしみこむものとしみこまないものの境界を見極めることにより、容易に求めることもできる。   Although it is easy to use the nominal value of the critical surface tension of the filter manufacturer, specifically, prepare multiple liquids of known surface tension, drop them onto the target film, and soak into the film with its own weight. It can also be easily determined by identifying the boundaries between things and imperfections.

荷電修飾とは、強制電位修飾という表現と同義である。   Charge modification is synonymous with the expression of forced potential modification.

「荷電修飾されていない」膜は、−25mV超、15mV以下の範囲のゼータ電位を有する。本発明の効果の点から、好ましくは−20mV超、10mV以下の範囲;さらに好ましくは−20mV超、10mV未満の範囲;最も好ましくは負のゼータ電位(ただし−20mV超)である。   A “non-charge modified” membrane has a zeta potential in the range above −25 mV and below 15 mV. From the viewpoint of the effect of the present invention, it is preferably in the range of more than −20 mV and 10 mV or less; more preferably in the range of more than −20 mV and less than 10 mV; most preferably a negative zeta potential (however, more than −20 mV).

本発明において、負のゼータ電位としては、好ましくは−5mV以下(ただし−20mV超)、好ましくは−10〜−18mV、さらに好ましくは−12〜−16mVである。   In the present invention, the negative zeta potential is preferably −5 mV or less (however, over −20 mV), preferably −10 to −18 mV, and more preferably −12 to −16 mV.

本実施形態においては、臨界表面張力の値を満足する点等から、荷電修飾されていないナイロン(ポリアミド)製の膜が好ましい。
なお、臨界表面張力の値を満足し、かつ荷電修飾されていないフィルターとしては、ナイロン66(登録商標)製のウルチプリーツ(登録商標:Ultipleat)P-Nylon Filter(製品名:日本ポール株式会社製、ゼータ電位は約−12〜−16mV、孔径0.04μm、臨界表面張力77dyne/cm)等を挙げることができる。
In the present embodiment, a nylon (polyamide) film that is not charge-modified is preferable from the viewpoint of satisfying the value of critical surface tension.
In addition, as a filter that satisfies the value of critical surface tension and is not charge-modified, nylon 66 (registered trademark) Ultipleat (registered trademark: P-Nylon Filter) (product name: manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) Zeta potential is about −12 to −16 mV, pore diameter 0.04 μm, critical surface tension 77 dyne / cm).

本発明のパターン形成方法は、ホールパターンを含むパターンを形成することが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably forms a pattern including a hole pattern.

本発明のパターン形成方法は、さらに、(カ)ネガ型現像用リンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably further includes (f) a step of washing using a negative developing rinse solution.

本発明のパターン形成方法は、(イ)露光工程の後に、(オ)加熱工程を有することが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably includes (e) a heating step after (b) the exposure step.

本発明のパターン形成方法は、(イ)露光工程を、複数回有することができる。   The pattern formation method of this invention can have (b) exposure process in multiple times.

本発明のパターン形成方法は、(オ)加熱工程を、複数回有することができる。   The pattern formation method of this invention can have (e) a heating process in multiple times.

本発明を実施するには、酸の作用により極性が増大する重合体含有し、活性光線又は放射線の照射により、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、感放射線性組成物及び(b)ネガ型現像液(好ましくは有機系現像液)が必要である。   In carrying out the present invention, a radiation-sensitive composition containing a polymer whose polarity is increased by the action of an acid and whose solubility in a negative developer is reduced by irradiation with actinic rays or radiation, and (b) a negative type A developer (preferably an organic developer) is required.

従来、レジストパターンを形成する方式としては、ポジ型とネガ型があり、何れも、光照射を契機とした化学反応によって、レジスト膜の現像液に対する溶解性が変化することを利用しているが、一般的に、光照射部が現像液に溶解する場合をポジ型方式、非照射部が現像液に溶解する場合をネガ型方式と呼ばれる。ポジ型感放射線性組成物は、現像液に対する溶解性を高めるために、極性変換等の化学反応を利用しており、ネガ型感放射線性組成物では、架橋反応や重合反応等の分子間の結合生成を利用している。   Conventionally, there are two types of resist pattern forming methods, positive type and negative type, both of which utilize the fact that the solubility of the resist film in the developer changes due to a chemical reaction triggered by light irradiation. In general, the case where the light irradiation part is dissolved in the developer is called a positive type, and the case where the non-irradiation part is dissolved in the developer is called a negative type. The positive radiation sensitive composition uses a chemical reaction such as polarity conversion in order to enhance the solubility in the developer. In the negative radiation sensitive composition, there is an intermolecular reaction such as a crosslinking reaction or a polymerization reaction. It uses bond generation.

しかしながら、本発明では、ひとつの感放射線性組成物(a)が、同時に、ポジ型現像液に対してはポジ型として作用し、また、ネガ型現像液に対してはネガ型として作用する。
また、感放射線性組成物(a)は、「露光照射を契機とした化学反応の結果、極性が増大する膜を形成する重合体組成物」である。
本発明に於いて、感放射線性組成物(a)は、ポリマー側鎖の極性変換反応により、ネガ型現像液に対する溶解性が低減するだけではなく、特に、特定の化学反応(ポリマー側鎖の極性変換反応)により、アルカリ現像液に対する溶解度の増大と、有機系現像液に対する溶解度の減少を同時にもたらすものである。
However, in the present invention, one radiation-sensitive composition (a) simultaneously acts as a positive type for a positive developer and as a negative type for a negative developer.
The radiation-sensitive composition (a) is “a polymer composition that forms a film with increased polarity as a result of a chemical reaction triggered by exposure to radiation”.
In the present invention, the radiation-sensitive composition (a) not only reduces the solubility in the negative developer by the polarity conversion reaction of the polymer side chain, but also has a specific chemical reaction (of the polymer side chain). The polarity conversion reaction) simultaneously increases the solubility in an alkali developer and decreases the solubility in an organic developer.

ネガ型現像を行う際には、有機溶剤を含有する有機系現像液を使用することが好ましい。
ネガ型現像を行う際に使用し得る有機系現像液としては、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、下記一般式(1)、および下記一般式(2)で表される少なくとも1種の溶剤等を用いることができる。
When performing negative development, it is preferable to use an organic developer containing an organic solvent.
Organic developers that can be used for negative development are represented by ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, the following general formula (1), and the following general formula (2). At least one kind of solvent can be used.

一般式(1)に於いて、
R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formula (1),
R and R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.

一般式(2)に於いて、
R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。
R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
In general formula (2),
R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring.
R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group.

例えば、ケトン系溶剤としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を挙げることができる。 For example, ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone. Etc.

アルコール系溶剤としては、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、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチ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メチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。
アミド系溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
前記一般式(1)もしくは前記一般式(2)としては、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等を挙げることができる。
Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n- Alcohols such as octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol mono List glycol ether solvents such as ethyl ether and methoxymethylbutanol. Can.
Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.
As the general formula (1) or the general formula (2), methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol Monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate Etc.

上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。 A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than those described above or water.

現像方式として、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などの方法があるが、これらの現像方法を用いた際、ネガ型現像液の蒸気圧が高い場合、現像液が蒸発することにより基板表面が冷却されて現像液の温度が低下し、基板上に形成された感放射線性組成物の膜の溶解速度が一定にならず、寸法均一性が悪化する。このため、ネガ型現像を行う際に使用し得る現像液の蒸気圧の好ましい範囲は、20℃において、5kPa以下であり、更に好ましくは3kPa以下であり、最も好ましい範囲は2kPa以下である。   As a development method, a method of developing by raising the developer on the surface of the substrate by surface tension and allowing it to stand for a certain time (paddle method), a method of spraying the developer on the surface of the substrate (spray method), and rotating at a constant speed There are methods such as a method of continuously applying the developer while scanning the developer application nozzle on the substrate at a constant speed (dynamic dispensing method). When these development methods are used, the vapor pressure of the negative developer is used. Is high, the developer surface evaporates, the substrate surface is cooled, the temperature of the developer solution is lowered, the dissolution rate of the film of the radiation-sensitive composition formed on the substrate is not constant, and the dimensional uniformity Gets worse. For this reason, the preferable range of the vapor pressure of the developer that can be used when performing negative development is 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and most preferably 2 kPa or less at 20 ° C.

20℃における5kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、プロピ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、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。   Specific examples having a vapor pressure of 5 kPa or less at 20 ° C. include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenyl Acetone, ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate Ester solvents, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, etc. Alcohol solvents, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethyl butanol, etc. Solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetate Amide, N, N-dimethylformamide amide solvents, toluene, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, octane, aliphatic hydrocarbon solvents decane.

最も好ましい範囲である20℃における2kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、プロピ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、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。   Specific examples having a vapor pressure of 2 kPa or less at 20 ° C., which is the most preferable range, include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, and cyclohexanone. , Ketone solvents such as methylcyclohexanone and phenylacetone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate Ester solvents such as 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate and propyl lactate, n-butyl Alcohol solvents such as alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol and n-decanol, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol Solvents, glycol ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethyl butanol, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide Amide solvents of N, N-dimethylformamide, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, aliphatics such as octane and decane It includes hydrocarbon solvents.

ネガ型現像を行う際に使用しうる現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the developer that can be used for negative development, if necessary.
Although it does not specifically limit as surfactant, For example, an ionic and nonionic fluorine type and / or silicon type surfactant etc. can be used, Preferably it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.
The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

また、ネガ型現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。   Further, after the step of performing the negative development, a step of stopping the development may be performed while substituting with another solvent.

ネガ型現像の後には、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。   After the negative development, it is preferable to include a step of washing with a rinsing liquid containing an organic solvent.

ネガ型現像後のリンス工程では、アルカン系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄することが好ましい。より好ましくは、ネガ型現像の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行うことである。更により好ましくは、ネガ型現像の後に、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行うことである。特に好ましくは、ネガ型現像の後に、炭素数6〜8の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行うことである。ここで、ネガ型現像後のリンス工程で用いられる炭素数6〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコールなどを用いることができ、好ましくは、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノールである。   In the rinsing step after negative development, a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from alkane solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. It is preferable to wash. More preferably, after the negative development, a step of washing with a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, and an amide solvent is performed. is there. Even more preferably, after negative development, a step of washing with a rinse solution containing an alcohol solvent or an ester solvent is performed. Particularly preferably, after the negative development, a step of washing with a rinse solution containing a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms is performed. Here, examples of the monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms used in the rinsing step after the negative development include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols, specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, and the like can be used. Hexanol, 2-hexanol, and 2-heptanol.

前記各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。   A plurality of these components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.

リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、更により好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。   The water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinse solution.

現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying the developer while scanning the developer application nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) ) Etc. can be applied.

本発明における露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、KrFエキシマレーザー波長(248nm)、ArFエキシマレーザー波長(193nm)とF2エキシマレーザー波長(157nm)等を適用できる。   Although there is no restriction | limiting in the light source wavelength used for the exposure apparatus in this invention, KrF excimer laser wavelength (248 nm), ArF excimer laser wavelength (193 nm), F2 excimer laser wavelength (157 nm), etc. are applicable.

また、本発明の露光を行う工程においては液浸露光方法を適用することができる。
液浸露光方法とは、解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たし露光する技術である。
Moreover, the immersion exposure method can be applied in the step of performing exposure according to the present invention.
The immersion exposure method is a technology for filling and exposing a projection lens and a sample with a liquid having a high refractive index (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) as a technique for increasing the resolving power.

本発明において膜を形成する基板は特に限定されるものではなく、シリコン、SiN、SiO2やSiN等の無機基板、SOG等の塗布系無機基板等、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造工程、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程で一般的に用いられる基板を用いることができる。更に、必要に応じて有機反射防止膜を膜と基板の間に形成させても良い。   In the present invention, the substrate on which the film is formed is not particularly limited, and silicon, SiN, inorganic substrates such as SiO2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal, thermal head, etc. A substrate generally used in the manufacturing process of the circuit board, and also in the lithography process of other photo applications can be used. Further, if necessary, an organic antireflection film may be formed between the film and the substrate.

以下、本発明で使用し得る感放射線組成物の調整について説明する。   Hereinafter, adjustment of the radiation-sensitive composition that can be used in the present invention will be described.

露光により発生した酸の作用により有機溶剤に対する溶解度が減少する感放射線性組成物に含まれる重合体(A)
本発明の感放射線組成物に用いられる重合体は、重合体の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、極性が増大し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する重合体(「酸分解性重合体」、「酸分解性重合体(A)」又は「重合体(A)」とも呼ぶ)であり、好ましくはポジ型現像液に対する溶解度が増大し、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により極性が増大し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する重合体(以下、「脂環炭化水素系酸分解性重合体」ともいう)である。その理由は、活性光線又は放射線の照射の前後において、重合体の極性が大きく変化し、ポジ型現像液(好ましくは、アルカリ現像液)及びネガ型現像液(好ましくは、有機溶剤)を用いて現像した場合の溶解コントラストが向上するためである。さらには、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する重合体は一般に疎水性が高く、ネガ型現像液(好ましくは、有機溶剤)によりレジスト膜の光照射強度の弱い領域を現像する場合の現像速度が速く、ネガ型現像液使用時の現像性が向上する。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
Polymer (A) contained in a radiation-sensitive composition whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid generated by exposure
The polymer used in the radiation-sensitive composition of the present invention decomposes into the main chain or side chain of the polymer, or both of the main chain and side chain by the action of an acid, increases its polarity, A polymer (also referred to as “acid-decomposable polymer”, “acid-decomposable polymer (A)” or “polymer (A)”) having a generated group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) Preferably, the solubility in a positive developer is increased, the monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure is increased, the polarity is increased by the action of an acid, the solubility in an alkali developer is increased, and the solubility in an organic solvent is increased. Is a polymer (hereinafter also referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer”). The reason is that the polarity of the polymer changes greatly before and after irradiation with actinic rays or radiation, and a positive developer (preferably an alkali developer) and a negative developer (preferably an organic solvent) are used. This is because the dissolution contrast when developed is improved. Furthermore, a polymer having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure is generally highly hydrophobic, and a negative developing solution (preferably an organic solvent) is used to develop a region of a resist film with low light irradiation intensity. The developing speed is high, and the developability when using a negative developer is improved.
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
As the acid eliminable group, there can be, for example, -C (R 36) (R 37) (R 38), - C (R 36) (R 37) (OR 39), - C (R 01) (R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 to R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により極性が増大する重合体(a1)を含有する本発明の感放射線性組成物は、ArFエキシマレーザー光を照射する場合に好適に使用することができる。   The radiation-sensitive composition of the present invention containing a polymer (a1) having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and increasing in polarity by the action of an acid is used when irradiating ArF excimer laser light. It can be preferably used.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により極性が増大する重合体(以下、「脂環炭化水素系酸分解性重合体」ともいう)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する重合体であることが好ましい。   As a polymer having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and increasing in polarity by the action of an acid (hereinafter also referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer”), the following general formula ( A polymer containing at least one selected from the group of repeating units represented by repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by pI) to general formula (pV) is preferable.

一般式(pI)〜(pV)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかはシクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a cycloalkyl group. Further, any one of R 19 and R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。 In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

11〜R25におけるシクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性重合体は、ラクトン基を有することが好ましい。ラクトン基としては、ラクトン構造を含有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を含有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)で表される基であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer of the present invention preferably has a lactone group. As the lactone group, any group can be used as long as it contains a lactone structure, but it is preferably a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure, and a bicyclo structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure, Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are groups represented by general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), By using a specific lactone structure, line edge roughness and development defects are improved.

ラクトン構造を有する繰り返し単位は通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性重合体は、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位、特に、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。
極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer of the present invention has a repeating unit containing an organic group having a polar group, particularly a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. Is preferred. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group.
As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, partial structures represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId) are preferable.

一般式(VIIa)〜(VIIc)中、
2C〜R4Cは、各々独立に、水素原子又は水酸基、シアノ基を表す。ただし、R2C〜R4Cのうち少なくとも1つは水酸基、シアノ基を表す。好ましくはR2C〜R4Cのうち1つまたは2つが水酸基で残りが水素原子である。
一般式(VIIa)において、更に好ましくはR2c〜R4cのうち2つが水酸基で残りが水素原子である。
In general formulas (VIIa) to (VIIc),
R 2C to R 4C each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2C to R 4C represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2C to R 4C are a hydroxyl group and the remainder is a hydrogen atom.
In general formula (VIIa), it is more preferable that two of R2c to R4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性重合体の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの(側鎖型)。
好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位を含有するもの。
(2) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位を含有するもの(主鎖型)。
但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)。
The following are mentioned as a preferable aspect of the alicyclic hydrocarbon type acid-decomposable polymer of this invention.
(1) What contains the repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by said general formula (pI)-(pV) (side chain type).
Preferably those containing (meth) acrylate repeating units having a structure of (pI) to (pV).
(2) One containing a repeating unit represented by the general formula (II-AB) (main chain type).
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) A repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type).

脂環炭化水素系酸分解性重合体中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは30〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably from 10 to 60 mol%, more preferably from 20 to 50 mol%, still more preferably from all repeating structural units. 30 to 50 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性重合体中、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中20〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは30〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is 20 to 20 in all the repeating structural units. 70 mol% is preferable, More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 30-50 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性重合体中、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable polymer, the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol in all repeating structural units. %, More preferably 20 to 50 mol%.

酸分解性重合体中、ラクトン環を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜60モル%、更に好ましくは25〜50モル%である。
酸分解性重合体中、極性基を有する有機基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中1〜40モル%が好ましく、より好ましくは5〜30モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。
In the acid-decomposable polymer, the content of the repeating unit having a lactone ring is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 20 to 60 mol%, still more preferably 25 to 50 mol% in all repeating structural units. .
In the acid-decomposable polymer, the content of the repeating unit having an organic group having a polar group is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 5 to 20 in all repeating structural units. Mol%.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の重合体中の含有量も、所望の感放射線性組成物の性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   Further, the content of the repeating structural unit in the polymer based on the monomer of the further copolymer component can be appropriately set according to the performance of the desired radiation-sensitive composition. The total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) and the repeating unit represented by the general formula (II-AB) On the other hand, 99 mol% or less is preferable, More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

本発明に係る重合体の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは6000以下であり、より好ましくは1000〜5000、特に好ましくは2000〜3500の範囲のものが使用される。重合体の重量平均分子量を6000以下にすることにより、レジストパターンのラインエッジラフネスが小さくなる。
分散度(分子量分布、Mw/Mn)は、好ましくは1.7以下であり、より好ましくは1.5以下であり、特に好ましくは1.3以下の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、レジストパターンのラインエッジラフネスが小さくなる。
The weight average molecular weight of the polymer according to the present invention is preferably 6000 or less, more preferably 1000 to 5000, and particularly preferably 2000 to 3500 in terms of polystyrene by GPC method. By setting the weight average molecular weight of the polymer to 6000 or less, the line edge roughness of the resist pattern is reduced.
The dispersity (molecular weight distribution, Mw / Mn) is preferably 1.7 or less, more preferably 1.5 or less, and particularly preferably 1.3 or less. The smaller the degree of dispersion, the smaller the line edge roughness of the resist pattern.

本発明の感放射線組成物において、本発明に係わる全ての重合体の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、重合体は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the radiation-sensitive composition of the present invention, the blending amount of all the polymers according to the present invention in the entire composition is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. %.
In the present invention, the polymers may be used alone or in combination.

(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明の感放射線性組成物は活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(「光酸発生剤」又は「(B)成分」ともいう)を含有する。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The radiation-sensitive composition of the present invention is a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation ("photoacid generator" or "component (B)") (Also called).

酸発生剤(B):
酸発生剤(B)は、下記式(6)で表される化合物である。

式(6)において、R55は、水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または炭素数2〜11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基を表す。また、R56は、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルカンスルホニル基を表す。更に、R55は、相互に独立に、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、フェニル基、またはナフチル基を表すか、或いは二つのR15が相互に結合して形成されるイオウカチオンを含む炭素数2〜10の2価の基を表す。但し、フェニル基、ナフチル基、および炭素数2〜10の2価の基は置換基を有してもよい。kは、0〜2の整数を表し、rは、0〜10の整数(好ましくは0〜2の整数)を表す。Xは、下記式(7−1)〜(7−4)で表されるアニオンを表す。
Acid generator (B):
The acid generator (B) is a compound represented by the following formula (6).

In the formula (6), R 55 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, Or a C2-C11 linear or branched alkoxycarbonyl group is represented. R 56 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. Represents a cyclic or cyclic alkanesulfonyl group. Further, R 55 represents each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group, or two R 15 are bonded to each other. A divalent group having 2 to 10 carbon atoms containing a sulfur cation. However, the phenyl group, the naphthyl group, and the divalent group having 2 to 10 carbon atoms may have a substituent. k represents an integer of 0 to 2, and r represents an integer of 0 to 10 (preferably an integer of 0 to 2). X represents an anion represented by the following formulas (7-1) to (7-4).


式(7−1)および(7−2)において、R58は、フッ素原子または置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。式(7−1)において、tは1〜10の整数を示す。式(7−3)および(7−4)において、R59は、相互に独立に、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキル基を表すか、或いは2つのR59が相互に結合して形成される、フッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基を表す。但し、フッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基はフッ素原子以外の置換基を有してもよい。

In formulas (7-1) and (7-2), R 58 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. In Formula (7-1), t represents an integer of 1 to 10. In the formulas (7-3) and (7-4), R 59 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom, or 2 R 2 represents a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom, which is formed by bonding R 59 to each other. However, the C2-C10 divalent organic group substituted with a fluorine atom may have a substituent other than a fluorine atom.

酸発生剤(B)は、上記式(6)で表される酸発生剤を1種単独で含んでもよく、2種以上を含んでもよい。
また、上記酸発生剤以外の感放射線性酸発生剤(以下、「他の酸発生剤」ともいう)を含むものであってもよい。
他の酸発生剤としては、例えば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等がある。なお、酸発生剤(B)は、他の酸発生剤を1種単独で含んでもよく、2種以上を含んでもよい。
The acid generator (B) may contain the acid generator represented by the above formula (6) alone or in combination of two or more.
Further, it may contain a radiation sensitive acid generator other than the acid generator (hereinafter also referred to as “other acid generator”).
Examples of other acid generators include onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, and sulfonic acid compounds. In addition, an acid generator (B) may contain another acid generator individually by 1 type, and may contain 2 or more types.

酸発生剤(B)の使用割合は、感放射線性組成物100質量%に対して、20質量%以下であり、好ましくは1〜15質量%である。
また、他の酸発生剤を使用する場合、その使用割合は、酸発生剤(B)100質量%に対して、通常、80質量%以下であり、好ましくは60質量%以下である。
The usage-amount of an acid generator (B) is 20 mass% or less with respect to 100 mass% of radiation sensitive compositions, Preferably it is 1-15 mass%.
Moreover, when using another acid generator, the use ratio is 80 mass% or less normally with respect to 100 mass% of acid generators (B), Preferably it is 60 mass% or less.

溶剤(C):
溶剤(C)としては、例えば、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状または分岐状のケトン類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;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メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類の他、
Solvent (C):
Examples of the solvent (C) include 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, and 3,3-dimethyl. Linear or branched ketones such as 2-butanone, 2-heptanone, 2-octanone; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone Cyclic ketones such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid Ethyl, 2-hydroxypropionate n-propyl, 2-hydroxypropionate i-propyl, 2-hydroxypropionate n-butyl, 2-hydroxypropionate i-butyl, 2-hydroxypropionate sec-butyl, 2-hydroxy Alkyl 2-hydroxypropionates such as t-butyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionate Methyl propionic acid, other 3-alkoxy propionic acid alkyl such as ethyl 3-ethoxypropionate,

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、シクロヘキサノール、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モノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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ジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピ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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、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−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、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、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等が挙げられる。   n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. .

これらの中でも、直鎖状または分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトン等が好ましい。   Among these, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, γ-butyrolactone and the like are preferable.

感放射線性組成物は、溶剤(C)を1種単独で含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
溶剤(C)の使用量は、感放射線性組成物の全固形分濃度が、通常、1〜50質量%となる量であり、好ましくは1〜25質量%となる量である。
添加剤:
感放射線性組成物は、必要に応じて、酸拡散制御剤、脂環族添加剤、界面活性剤、
増感剤等の各種の添加剤を含有してもよい。
(i)酸拡散制御剤(D):
酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト層中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。このような酸拡散制御剤を含有することにより、感放射線性組成物の貯蔵安定性が向上する。また、レジストとしての解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
The radiation sensitive composition may contain 1 type of solvent (C), and may contain 2 or more types.
The amount of the solvent (C) used is such that the total solid concentration of the radiation-sensitive composition is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 25% by mass.
Additive:
The radiation-sensitive composition may be an acid diffusion controller, an alicyclic additive, a surfactant, if necessary.
You may contain various additives, such as a sensitizer.
(I) Acid diffusion controller (D):
The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from the acid generator (B) by exposure in the resist layer and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region. By containing such an acid diffusion controller, the storage stability of the radiation-sensitive composition is improved. In addition, the resolution as a resist is further improved, and it is possible to suppress changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to post-exposure heat treatment, and an extremely excellent process stability. Things are obtained.

(iii)界面活性剤:
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤の他、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子社製)等がある。なお、これらの界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(Iii) Surfactant:
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coating properties, striation, developability, and the like.
Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol In addition to nonionic surfactants such as distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( As mentioned above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. In addition, these surfactants may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(iv)増感剤:
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、感放射線性組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
増感剤としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等がある。なお、これらの増感剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(Iv) Sensitizer:
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid produced. The apparent sensitivity of the radiation-sensitive composition. Has the effect of improving.
Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(v)他の添加剤:
感放射線性組成物は、前述した添加剤以外の添加剤(以下、「他の添加剤」ともいう)を含有してもよい。他の添加剤としては、アルカリ可溶性重合体、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等がある。また、染料或いは顔料を含有させることにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。更に、接着助剤を含有させることにより、基板との接着性を改善することができる。
(V) Other additives:
The radiation-sensitive composition may contain additives other than the additives described above (hereinafter also referred to as “other additives”). Other additives include alkali-soluble polymers, low-molecular alkali solubility control agents having acid-dissociable protecting groups, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like. In addition, by including a dye or a pigment, the latent image of the exposed portion can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Furthermore, the adhesiveness with a board | substrate can be improved by containing an adhesion assistant.

(vi)感放射線組成物の調整
当該感放射線組成物は、例えば上記溶剤(C)中で、上記重合体(A)、必要に応じて加えられる上記酸発生剤(B)、酸拡散制御剤(D)及びその他の任意成分を所定の割合で混合することにより調製できる。当該感放射線組成物は、通常、その使用に際して、全固形分濃度が1質量%〜50質量%、好ましくは2質量%〜25質量%となるように溶剤(C)に溶解した後、上記フィルターでろ過することによって調製される。
(Vi) Adjustment of Radiation Sensitive Composition The radiation sensitive composition is, for example, the polymer (A), the acid generator (B) added as necessary, and an acid diffusion controller in the solvent (C). It can be prepared by mixing (D) and other optional components at a predetermined ratio. The radiation-sensitive composition is usually dissolved in the solvent (C) so that the total solid content is 1% by mass to 50% by mass, preferably 2% by mass to 25% by mass, and then the filter is used. It is prepared by filtering with.

上記感放射線組成物は、少なくともフィルターを一回通過すればよく、複数回しても循環しても良い。また、ろ過は搬送用の瓶に入れる前、および搬送用の瓶から基板上へ塗布する間の少なくともどちらか一方であってよい。   The radiation-sensitive composition only needs to pass through the filter at least once, and may be circulated a plurality of times. Further, the filtration may be performed at least one of before being put in the transport bottle and during application from the transport bottle onto the substrate.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

合成例1(重合体(A1)の合成)
窒素気流下、メチルイソブチルケトン100gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに、単量体1:下記式(1−1)で表される単量体39.71g、単量体2:下記式(2−2)で表される単量体23.55g、単量体3:下記(3−2)で表される単量体36.74g、及びアゾビスイソブチロニトリルを全モノマー量に対して6モル%(4.60g)をメチルイソブチルケトン200gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘプタン1350ml/酢酸エチル150mlの混合液に注ぎ、析出した粉体をろ取、乾燥すると、重合体(A1)が77.9g得られた。得られた重合体の重量平均分子量は5500、分散度(Mw/Mn)は1.50であった。
Synthesis Example 1 (Synthesis of polymer (A1))
Under a nitrogen stream, 100 g of methyl isobutyl ketone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, monomer 1: 39.71 g of a monomer represented by the following formula (1-1), monomer 2: 23.55 g of a monomer represented by the following formula (2-2), A monomer 3: 36.74 g of the monomer represented by the following (3-2) and 6 mol% (4.60 g) of azobisisobutyronitrile in 200 g of methyl isobutyl ketone are dissolved in the total amount of monomers. The solution was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then poured into a mixture of 1350 ml of heptane / 150 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried, yielding 77.9 g of polymer (A1). The obtained polymer had a weight average molecular weight of 5,500 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.50.

合成例2〜4(重合体(A2)〜(A4)の合成)
上記、合成例1と同様にして,下記表1に挙げている重合体(A2)〜(A4)を合成した。
Synthesis Examples 2 to 4 (Synthesis of polymers (A2) to (A4))
In the same manner as in Synthesis Example 1, the polymers (A2) to (A4) listed in Table 1 below were synthesized.

上記表1で使用した略号は下記のものを示す。
The abbreviations used in Table 1 above are as follows.

感放射線性組成物(A1)
下記に示す成分をポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート/ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(60:40)の混合溶剤に溶解させ得た固形分濃度5.8質量%の溶液をポアサイズ0.1μmのナイロン66(ポリアミド66)フィルターで濾過して感放射線性組成物(A1)を調製した。
重合体(A1)1.83g、トリフェニルスルホニウムノナフレート69.6mg、ジフェニルアニリン8.7mg、PF6320(OMNOVA社製フッ素系界面活性剤)1.7mg。
Radiation sensitive composition (A1)
The following components were dissolved in a mixed solvent of polyethylene glycol monomethyl ether acetate / polyethylene glycol monomethyl ether (60:40) to obtain a solid content concentration of 5.8% by weight of nylon 66 (polyamide 66) having a pore size of 0.1 μm. It filtered with the filter and prepared the radiation sensitive composition (A1).
1.83 g of polymer (A1), 69.6 mg of triphenylsulfonium nonaflate, 8.7 mg of diphenylaniline, 1.7 mg of PF6320 (fluorine surfactant manufactured by OMNOVA).

感放射線組成物(A2)〜(A4)
重合体(A1)の代わりに、重合体(A2)〜(A4)を用いた以外は同様にして、感放射線性組成物(A2)〜(A4)を調製した。
Radiation sensitive composition (A2) to (A4)
Radiation sensitive compositions (A2) to (A4) were prepared in the same manner except that the polymers (A2) to (A4) were used instead of the polymer (A1).

感放射線性組成物(A1’)
ポリエチレンフィルターでろ過した以外は、先述の感放射線性組成物(A1)と同様に調整した。
Radiation sensitive composition (A1 ′)
Except having filtered with the polyethylene filter, it adjusted similarly to the above-mentioned radiation sensitive composition (A1).

実施例1〜4、比較例1
8インチシリコンウエハ上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に、先述の感放射線性組成物(A1)を塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後酢酸ブチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)を行った。次いで、1−ヘキサノール(ネガ型現像用リンス液)で30秒間リンスした後、3000rpmの回転数で30秒間ウエハを回転させることにより、45nm(1:1)のラインアンドスペースレジストパターンを得た。
実施例2〜4、および比較例1はそれぞれ感放射線性組成物(A2)〜(A5)、および組成物(A1’)を使用した以外は、実施例1と同様にして45nm(1:1)レジストパターンを得た。
Examples 1-4, Comparative Example 1
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on an 8-inch silicon wafer, and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. On top of this, the radiation-sensitive composition (A1) described above was applied and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, the film was heated at 120 ° C. for 60 seconds and then developed with butyl acetate (negative developer) for 30 seconds (negative development). Next, after rinsing with 1-hexanol (negative developing rinse) for 30 seconds, the wafer was rotated at 3000 rpm for 30 seconds to obtain a 45 nm (1: 1) line and space resist pattern.
Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 were 45 nm (1: 1) in the same manner as in Example 1 except that the radiation-sensitive compositions (A2) to (A5) and the composition (A1 ′) were used, respectively. ) A resist pattern was obtained.

ラインエッジラフネス(LER)の評価
実施例1〜4、比較例1で得られた45nm(1:1)のラインアンドスペースレジストパターンを走査型顕微鏡(日立社製S9260)で観察し、45nmラインパターンの長手方向のエッジ2μmの範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離を50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σ(単位nm)を算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。結果を表2に示した。
Evaluation of Line Edge Roughness (LER) The 45 nm (1: 1) line and space resist pattern obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was observed with a scanning microscope (S9260 manufactured by Hitachi, Ltd.). In the range of the edge of 2 μm in the longitudinal direction, the distance from the reference line where the edge should be was measured at 50 points, the standard deviation was obtained, and 3σ (unit: nm) was calculated. A smaller value indicates better performance. The results are shown in Table 2.

欠陥の評価
実施例1〜4、比較例1で得られた基板をKLA−Tencor社、KLA2810を用いてスカムやブリッジを評価した。スカムやブリッジがあった場合を×、無かった場合を○と評価した。結果を表2に示した。
Defect Evaluation The scum and bridges of the substrates obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were evaluated using KLA-Tencor and KLA2810. The case where there was a scum or bridge was evaluated as x, and the case where there was no scum or bridge was evaluated as o. The results are shown in Table 2.

実施例で使用した略号は前記具体例および下記のものを示す。   The abbreviations used in the examples are the above specific examples and the following.

DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
TPA:トリペンチルアミン
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
TOA:トリオクチルアミン
PBI:2−フェニルベンゾイミダゾール
DIA: 2,6-diisopropylaniline TPA: tripentylamine PEA: N-phenyldiethanolamine TOA: trioctylamine PBI: 2-phenylbenzimidazole

W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W−5:PF656(OMNOVA社製、フッ素系)
W−6:PF6320(OMNOVA社製、フッ素系)
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-5: PF656 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
W-6: PF6320 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)

A1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
A2:シクロヘキサノン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
B2:乳酸エチル
B3:γ−ブチロラクトン
A1: Propylene glycol monomethyl ether acetate A2: Cyclohexanone B1: Propylene glycol monomethyl ether B2: Ethyl lactate B3: γ-Butyrolactone

上記実施例から、本発明の感放射線性組成物とネガ型現像液の組み合わせにより、微細なスカムやマイクロブリッジの発生を抑制できたことが明らかである。   From the above examples, it is clear that the generation of fine scum and microbridge could be suppressed by the combination of the radiation sensitive composition of the present invention and the negative developer.

Claims (24)

露光により発生した酸の作用により有機溶剤に対する溶解度が減少する感放射線性組成物を、下記条件(1)を満足するフィルターを通過させた組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光し、有機溶剤を含有する現像液を用いて現像する工程、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
条件(1):フィルターの臨界表面張力が70dyne/cm以上であり、かつ荷電修飾されていない。
A step of forming a resist film by applying a radiation-sensitive composition whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid generated by exposure on a substrate through a composition that passes a filter that satisfies the following condition (1): And a step of exposing the resist film and developing using a developer containing an organic solvent.
Condition (1): The critical surface tension of the filter is not less than 70 dyne / cm and is not charge-modified.
前記フィルターが、pH7.0の蒸留水において、−25mV超、15mV以下のゼータ電位を有することを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the filter has a zeta potential of more than −25 mV and 15 mV or less in distilled water having a pH of 7.0. 前記パターン形成方法により、ホールパターンを含むパターンを形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein a pattern including a hole pattern is formed by the pattern forming method. 前記感放射線性組成物性が、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する重合体を含むことを特徴とする請求項1〜3に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the radiation-sensitive composition includes a polymer having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. 前記重合体が、さらにラクトン構造を有することを特徴とする請求項4に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 4, wherein the polymer further has a lactone structure. 前記ろ過が、前記感放射線性組成物を調整した後で、且つ該組成物を容器に充填する前に行われることを特徴とする請求項1〜5に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the filtration is performed after the radiation-sensitive composition is prepared and before the composition is filled in a container. 前記ろ過が、前記感放射線性組成物を調整した後で、且つ該組成物の入った容器を、基板へ塗布する装置へ装着した後に行われることを特徴とする請求項1〜6に記載のパターン形成方法。   7. The filtration according to claim 1, wherein the filtration is performed after the radiation-sensitive composition is prepared and after the container containing the composition is attached to a device for applying to a substrate. Pattern forming method. 前記ラクトン構造が下記一般式(LC1−1〜LC1−16)の基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項4〜7に記載のパターン形成方法。
(nは、0〜4の整数を表す。Rb2は置換基を表し、n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。)
The pattern forming method according to claim 4, wherein the lactone structure is at least one selected from groups of the following general formulas (LC1-1 to LC1-16).
(N 2 are .rb 2 represents an integer of 0 to 4 represents a substituent, when n 2 is 2 or more, Rb 2 existing in plural numbers may be the same or different, also, there are a plurality Rb 2 may be bonded to form a ring.)
前記ラクトン構造が、一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、又は(LC1−14)で表される基であることを特徴とする請求項4〜8に記載のパターン形成方法。   The lactone structure is a group represented by the general formula (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), or (LC1-14). The pattern forming method according to claim 4, wherein: 前記ラクトン構造が、Rb2がシアノ基であり、nが1である前記一般式(LC1−4)で表される基であることを特徴とする請求項7〜9に記載のパターン形成方法。 The pattern formation method according to claim 7, wherein the lactone structure is a group represented by the general formula (LC1-4) in which Rb 2 is a cyano group and n 2 is 1. . 前記重合体が、下記一般式(pI)又は(pII)で表される基の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項3〜10のいずれかに記載のパターン形成方法。
(一般式(pI)又は(pII)中、 R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。)
The pattern forming method according to claim 3, wherein the polymer has at least one of groups represented by the following general formula (pI) or (pII).
(In the general formula (pI) or (pII), R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z represents a carbon atom. And represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group.
R 12 to R 14 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group. )
さらに、アルカリ現像液を用いて現像することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のパターン形成方法。 Furthermore, it develops using an alkaline developing solution, The pattern formation method in any one of Claims 1-11 characterized by the above-mentioned. 現像前であって、且つ露光を複数回行うことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein exposure is performed a plurality of times before development. 露光後であって、且つ現像前のレジスト膜を加熱することを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the resist film after exposure and before development is heated. 露光後であって、且つ現像前の加熱を、複数回行う請求項14に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 14, wherein the heating after the exposure and before the development is performed a plurality of times. 前記現像液が、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、下記一般式(1)および下記一般式(2)からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する請求項1〜15のいずれかに記載のパターン形成方法。
(一般式(1)に於いて、R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。)
(一般式(2)に於いて、R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。)
The developer contains at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, the following general formula (1) and the following general formula (2). The pattern formation method in any one of Claims 1-15.
(In the general formula (1), R and R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R and R ′ may combine with each other to form a ring.)
(In the general formula (2), R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or a cyano group. Or represents a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may combine with each other to form a ring. R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group.)
前記現像液が、酢酸アルキルを含有する請求項1〜16のいずれかに記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 1, wherein the developer contains alkyl acetate. 前記現像液が、酢酸ブチルを含有する請求項1〜16のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the developer contains butyl acetate. 前記現像液中の、全溶剤の総質量に占めるハロゲン原子を含まない有機溶剤の含有量が60質量%以上である請求項1〜18のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the content of the organic solvent not containing a halogen atom in the total mass of all the solvents in the developer is 60% by mass or more. 前記現像液を用いた現像の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する請求項1〜19のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method in any one of Claims 1-19 wash | cleaned using the rinse liquid containing an organic solvent after the image development using the said developing solution. 前記リンス液が、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する請求項20に記載のパターン形成方法。   21. The rinsing liquid contains at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. Pattern forming method. 前記リンス液が、アルコール系溶剤を含有する請求項20または請求項21に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 20 or 21, wherein the rinse liquid contains an alcohol solvent. 前記リンス液が、炭素数6〜8の直鎖状、分岐状又は環状の1価のアルコール系溶剤を含有する請求項20〜22のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 20 to 22, wherein the rinse liquid contains a linear, branched or cyclic monovalent alcohol solvent having 6 to 8 carbon atoms. 前記リンス液の含水率が30質量%以下である請求項20〜23のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 20 to 23, wherein a moisture content of the rinse liquid is 30% by mass or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141876A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 富士フイルム株式会社 Pattern forming method, active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development used in same, method for producing active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development, method for manufacturing electronic device, and electronic device
KR20180122709A (en) 2016-04-28 2018-11-13 후지필름 가부시키가이샤 The treatment liquid and the treatment liquid receptor
WO2021117456A1 (en) 2019-12-09 2021-06-17 富士フイルム株式会社 Treatment liquid and pattern forming method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004212975A (en) * 2002-12-19 2004-07-29 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Method for manufacturing photoresist composition, filtering device, coating device, and photoresist composition
JP2010217884A (en) * 2009-02-20 2010-09-30 Fujifilm Corp Organic solvent based development or multiple development pattern-forming method using electron beam or euv ray

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004212975A (en) * 2002-12-19 2004-07-29 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Method for manufacturing photoresist composition, filtering device, coating device, and photoresist composition
JP2010217884A (en) * 2009-02-20 2010-09-30 Fujifilm Corp Organic solvent based development or multiple development pattern-forming method using electron beam or euv ray

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141876A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 富士フイルム株式会社 Pattern forming method, active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development used in same, method for producing active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development, method for manufacturing electronic device, and electronic device
JP2014178566A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Fujifilm Corp Pattern forming method, active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development used in the same, method for producing active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, method for producing electronic device, and electronic device
KR20180122709A (en) 2016-04-28 2018-11-13 후지필름 가부시키가이샤 The treatment liquid and the treatment liquid receptor
KR102088653B1 (en) 2016-04-28 2020-03-13 후지필름 가부시키가이샤 Treatment liquid and treatment liquid receptor
US11175585B2 (en) 2016-04-28 2021-11-16 Fujifilm Corporation Treatment liquid and treatment liquid housing body
WO2021117456A1 (en) 2019-12-09 2021-06-17 富士フイルム株式会社 Treatment liquid and pattern forming method
KR20220099993A (en) 2019-12-09 2022-07-14 후지필름 가부시키가이샤 Treatment liquid, pattern formation method

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