JP2018106062A - Resist pattern forming method - Google Patents

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朋広 石神
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a clear resist pattern with high sensitivity.SOLUTION: A resist pattern forming method has a step for forming a resist film using a positive resist composition containing a polymer having a monomer unit (A) represented by a specific formula, and a monomer unit (B) represented by formula (II), with the total number of fluorine atoms included in both monomer units of 1 or more, an exposure step, and a developing step for developing using a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、レジストパターン形成方法に関し、特には、ポジ型レジストを使用したレジストパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a resist pattern forming method, and more particularly to a resist pattern forming method using a positive resist.

従来、半導体製造等の分野において、電子線などの電離放射線や紫外線などの短波長の光(以下、電離放射線と短波長の光とを合わせて「電離放射線等」と称することがある。)の照射により主鎖が切断されて現像液に対する溶解性が増大する重合体が、主鎖切断型のポジ型レジストとして使用されている。   Conventionally, in the field of semiconductor manufacturing and the like, ionizing radiation such as an electron beam and short wavelength light such as ultraviolet rays (hereinafter, ionizing radiation and short wavelength light may be collectively referred to as “ionizing radiation or the like”). A polymer whose main chain is cleaved by irradiation and has increased solubility in a developing solution is used as a main chain-cutting positive resist.

高感度な主鎖切断型のポジ型レジストとして、α−メチルスチレン(AMS)単位とα−クロロアクリル酸メチル単位とを含有するα−メチルスチレン・α−クロロアクリル酸メチル共重合体よりなるポジ型レジストが提案されてきた(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、かかるポジ型レジストを、キシレンを用いて現像してレジストパターンを得る方法が開示されている。   As a high-sensitivity main-chain-breaking positive resist, a positive resist comprising an α-methylstyrene / α-methyl chloroacrylate copolymer containing α-methylstyrene (AMS) units and methyl α-chloroacrylate units. A type resist has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a method of developing a positive resist using xylene to obtain a resist pattern.

なお、α−メチルスチレン・α−クロロアクリル酸メチル共重合体よりなるポジ型レジストを用いて形成したレジスト膜を使用したレジストパターンの形成は、電離放射線等を照射した露光部と、電離放射線等を照射していない未露光部との現像液に対する溶解速度の差を利用して行われる。そして、現像液としては、例えば、酢酸アミルや酢酸ヘキシルなどのアルキル基を有するカルボン酸エステル溶剤、イソプロパノールとフルオロカーボン(例えば、バートレルXF(登録商標)等)との混合液、フルオロカーボン(例えば、バートレルXF(登録商標)等)単体、などが用いられている(例えば、特許文献2〜6参照)。   In addition, the formation of a resist pattern using a resist film formed using a positive resist made of α-methylstyrene / α-methyl chloroacrylate copolymer includes an exposed portion irradiated with ionizing radiation, ionizing radiation, etc. This is carried out by utilizing the difference in the dissolution rate with respect to the developer with the unexposed portion that has not been irradiated. As the developer, for example, a carboxylic acid ester solvent having an alkyl group such as amyl acetate or hexyl acetate, a mixed solution of isopropanol and fluorocarbon (for example, Vertrel XF (registered trademark)), fluorocarbon (for example, Vertrel XF) (Registered trademark) etc.) are used (see, for example, Patent Documents 2 to 6).

特公平8−3636号公報Japanese Patent Publication No. 8-3636 国際公開第2013/145695号International Publication No. 2013/145695 特開2011−215243号公報JP 2011-215243 A 特開2011−215244号公報JP 2011-215244 A 特開2012−150443号公報JP 2012-150443 A 国際公開第2013/018569号International Publication No. 2013/018569

主鎖切断型のポジ型レジストを用いたレジストパターンの形成方法では、電離放射線等をレジスト膜に対して照射する露光工程、現像液を用いて露光したレジスト膜を現像する現像工程を経てレジストパターンを形成する。露光工程にて強い光を照射すれば露光部分の現像液に対する溶解性を高め易くなり、明瞭性の高いレジストパターンが得られやすくなりうる。ここで、近年、露光工程にて照射する光の強度を低減しつつ、明瞭性の高いレジストパターンを形成することが求められている。しかし、上述したような従来技術に従うレジストパターンの形成方法では、露光工程における電離放射線等の照射強度を低減して感度を向上させるとともに、現像工程を経て得られるレジストパターンの明瞭性を高めるという点で改善の余地があった。換言すれば、従来のレジストパターン形成方法には、高感度化と高明瞭性とを両立する点で改善の余地があった。   In the resist pattern forming method using the main chain cutting type positive resist, the resist pattern is subjected to an exposure process of irradiating the resist film with ionizing radiation or the like, and a development process of developing the resist film exposed using the developer. Form. If strong light is irradiated in the exposure step, the solubility of the exposed portion in the developer can be easily improved, and a resist pattern with high clarity can be easily obtained. Here, in recent years, it has been required to form a resist pattern with high clarity while reducing the intensity of light irradiated in the exposure process. However, in the resist pattern forming method according to the conventional technique as described above, the sensitivity is improved by reducing the irradiation intensity of ionizing radiation or the like in the exposure process, and the clarity of the resist pattern obtained through the development process is improved. There was room for improvement. In other words, the conventional resist pattern forming method has room for improvement in terms of achieving both high sensitivity and high clarity.

露光部と未露光部との間の現像液に対する溶解速度の差を利用してレジストパターンを形成する場合、明瞭なレジストパターンを良好に形成するためには、露光部の現像液への溶解性を高めつつ、未露光部の現像液への溶解を抑制することが求められる。しかし、主鎖切断型のポジ型レジストを用いたレジストパターンの形成においては、露光部及び未露光部の現像液に対する溶解性は、ポジ型レジストとして用いる重合体の性状と、現像液の種類との影響を受けて変化する。   When forming a resist pattern using the difference in dissolution rate in the developer between the exposed area and the unexposed area, the solubility of the exposed area in the developer is required to form a clear resist pattern. It is required to suppress dissolution of the unexposed portion in the developer while increasing the thickness. However, in the formation of a resist pattern using a main-chain-breaking positive resist, the solubility of the exposed and unexposed areas in the developer depends on the properties of the polymer used as the positive resist and the type of developer. Changes under the influence of.

そのため、主鎖切断型のポジ型レジスト組成物に含有される重合体と、かかるレジスト組成物を用いて形成したレジストを現像する際に用いる現像液を適切に組み合わせて、明瞭なレジストパターンを高感度で形成可能な方途の開発が求められていた。   Therefore, a clear resist pattern can be enhanced by appropriately combining a polymer contained in a main chain-breaking positive resist composition and a developer used for developing a resist formed using the resist composition. Development of a method that can be formed with sensitivity has been demanded.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、フッ素原子を1つ以上4つ以下有する単量体単位を含有する重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、かかるレジスト膜を炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液を用いて現像した場合に、明瞭なレジストパターンを高感度で形成可能であることを新たに見出し、本発明を完成させた。   The inventor has intensively studied to achieve the above object. And this inventor forms a resist film using the positive resist composition containing the polymer containing the monomer unit which has 1 or more and 4 or less fluorine atoms, and carbon number is 4 for this resist film. The present invention was completed by newly finding that a clear resist pattern can be formed with high sensitivity when developed using a developer containing the following linear alcohol.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のレジストパターン形成方法は、重合体及び溶剤を含有するポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(A)と、前記レジスト膜を露光する工程(B)と、前記露光されたレジスト膜を現像する工程(C)とを含むレジストパターン形成方法であって、前記重合体は、下記一般式(I):

Figure 2018106062
〔式(I)中、Rは、非置換の有機基またはフッ素原子で置換された有機基(但し、フッ素原子の数は1以上4以下である。)である。〕で表される単量体単位(A)と、下記一般式(II):
Figure 2018106062
〔式(II)中、Rは、水素原子、フッ素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、水素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、p及びqは、0以上5以下の整数であり、p+q=5である。〕で表される単量体単位(B)とを有し、且つ、前記R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が1以上であり、前記現像を、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液を用いて行うことを特徴とするものである。重合体にフッ素原子を有する単量体単位を含有させるとともに、当該重合体を含むポジ型レジストを炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液を用いて現像すれば、明瞭なレジストパターンを高感度で形成可能である。
なお、本発明において、式(II)中のpが2以上の場合には、複数あるRは互いに同一でも異なっていてもよく、また、式(II)中のqが2以上の場合には、複数あるRは互いに同一でも異なっていてもよい。 That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the resist pattern forming method of the present invention forms a resist film using a positive resist composition containing a polymer and a solvent. A resist pattern forming method including a step (A) of performing, a step (B) of exposing the resist film, and a step (C) of developing the exposed resist film, wherein the polymer has the following general structure: Formula (I):
Figure 2018106062
[In the formula (I), R 1 represents an unsubstituted organic group or an organic group substituted with a fluorine atom (provided that the number of fluorine atoms is 1 or more and 4 or less). And a monomer unit (A) represented by the following general formula (II):
Figure 2018106062
[In Formula (II), R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an unsubstituted alkyl group or an alkyl group substituted with a fluorine atom, and R 3 is a hydrogen atom, an unsubstituted alkyl group or a fluorine atom. It is a substituted alkyl group, p and q are integers of 0 or more and 5 or less, and p + q = 5. And the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 1 or more, and the development is carried out directly with 4 or less carbon atoms. It is characterized by using a developer containing a chain alcohol. A clear resist pattern can be obtained by adding a monomer unit having a fluorine atom to a polymer and developing a positive resist containing the polymer with a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms. It can be formed with high sensitivity.
In the present invention, when p in the formula (II) is 2 or more, a plurality of R 2 may be the same or different from each other, and when q in the formula (II) is 2 or more The plurality of R 3 may be the same as or different from each other.

ここで、本発明のレジストパターン形成方法では、前記R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が4以下であることが好ましい。R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が4以下の重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いることで、得られるレジストパターンの明瞭性を一層向上させることができる。 Here, the resist pattern forming method of the present invention, it is preferred that the total number of fluorine atoms contained in the R 1 to R 3 is 4 or less. By using a positive resist composition containing a polymer in which the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 4 or less, the clarity of the resulting resist pattern can be further improved.

さらに、本発明のレジストパターン形成方法では、前記重合体の表面自由エネルギーが26mJ/m以上35mJ/m以下であることが好ましい。ポジ型レジスト組成物に含有される重合体の表面自由エネルギーが上記特定範囲内であれば、得られるレジストパターンの明瞭性を一層向上させることができる。
ここで、本明細書において、重合体の「表面自由エネルギー」は、重合体を用いて形成したフィルム(膜)について、接触角計を使用して、表面張力、極性項及び分散力項が既知の2種類の溶媒(水とジヨードメタン)の接触角を測定し、Owens−Wendt(拡張Fowkes式)の方法による表面自由エネルギーの評価に基づいて算出することができる。
Furthermore, a resist pattern forming method of the present invention preferably has a surface free energy of the polymer is 26 mJ / m 2 or more 35 mJ / m 2 or less. If the surface free energy of the polymer contained in the positive resist composition is within the specific range, the clarity of the resulting resist pattern can be further improved.
Here, in the present specification, the “surface free energy” of a polymer is known for the surface tension, polarity term and dispersion force term of a film (film) formed using the polymer, using a contact angle meter. The contact angles of the two types of solvents (water and diiodomethane) can be measured and calculated based on the evaluation of surface free energy by the method of Owens-Wendt (expanded Fowkes equation).

さらに、本発明のレジストパターン形成方法では、前記直鎖アルコールが、メタノール、エタノール及び1−プロパノールからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。上記群の内の何れかを現像液として用いて、上記特定の重合体を含むレジスト膜を現像すれば、一層明瞭なレジストパターンを一層高感度で得ることが可能となる。   Furthermore, in the resist pattern formation method of this invention, it is preferable that the said linear alcohol is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of methanol, ethanol, and 1-propanol. If a resist film containing the specific polymer is developed using any of the above groups as a developer, a clearer resist pattern can be obtained with higher sensitivity.

さらに、本発明のレジストパターン形成方法では、前記Rが2,2,2−トリフルオロエチル基、pが5、及びqが0であり、前記Rが水素原子もしくはフッ素原子である、ことが好ましい。かかる特定の重合体を含むレジスト膜を用いれば、一層高感度で、一層明瞭なレジストパターンを得ることが可能となる。 Further, in the resist pattern forming method of the present invention, the R 1 is a 2,2,2-trifluoroethyl group, p is 5 and q is 0, and the R 2 is a hydrogen atom or a fluorine atom. Is preferred. If a resist film containing such a specific polymer is used, it becomes possible to obtain a clearer resist pattern with higher sensitivity.

さらに、本発明のレジストパターン形成方法では、前記工程(C)における現像時間が1分以上4分以下であることが好ましい。現像時間を上記所定範囲内とすることで、レジストパターンを効率的に形成できると共に、得られるレジストパターンの明瞭性をより一層向上させることができる。   Furthermore, in the resist pattern formation method of this invention, it is preferable that the development time in the said process (C) is 1 minute or more and 4 minutes or less. By setting the development time within the predetermined range, a resist pattern can be efficiently formed and the clarity of the obtained resist pattern can be further improved.

本発明のレジストパターン形成方法によれば、明瞭なレジストパターンを高感度で形成することができる。   According to the resist pattern forming method of the present invention, a clear resist pattern can be formed with high sensitivity.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明のレジストパターン形成方法は、重合体及び溶剤を含有するポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(A)と、レジスト膜を露光する工程(B)と、露光されたレジスト膜を現像する工程(C)とを含む。本発明のレジストパターン形成方法は、例えば、ビルドアップ基板などのプリント基板の製造プロセスにおいてレジストパターンを形成する際に用いることができる。以下、各工程について詳述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The resist pattern forming method of the present invention includes a step (A) of forming a resist film using a positive resist composition containing a polymer and a solvent, a step (B) of exposing the resist film, and an exposed resist. And (C) developing the film. The resist pattern forming method of the present invention can be used, for example, when forming a resist pattern in a manufacturing process of a printed board such as a build-up board. Hereinafter, each process is explained in full detail.

(工程(A):レジスト膜形成工程)
レジスト膜形成工程では、レジストパターンを利用して加工される基板などの被加工物の上に、ポジ型レジスト組成物を塗布し、塗布したポジ型レジスト組成物を乾燥させてレジスト膜を形成する。ここで、基板としては、特に限定されることなく、プリント基板の製造等に用いられる、絶縁層と、絶縁層上に設けられた銅箔とを有する基板などを用いることができる。また、ポジ型レジスト組成物の塗布方法及び乾燥方法としては、特に限定されることなく、レジスト膜の形成に一般的に用いられている方法を用いることができる。そして、本発明のパターン形成方法では、以下のポジ型レジスト組成物を使用する。
(Process (A): Resist film formation process)
In the resist film forming step, a positive resist composition is applied onto a workpiece such as a substrate processed using a resist pattern, and the applied positive resist composition is dried to form a resist film. . Here, the substrate is not particularly limited, and a substrate having an insulating layer and a copper foil provided on the insulating layer, which is used for manufacturing a printed circuit board, and the like can be used. Further, the method for applying and drying the positive resist composition is not particularly limited, and a method generally used for forming a resist film can be used. And in the pattern formation method of this invention, the following positive resist compositions are used.

<ポジ型レジスト組成物>
ポジ型レジスト組成物は、以下に詳述する特定の単量体単位を含む重合体と、溶剤とを含有し、任意に、一般的にレジスト組成物に配合され得る既知の添加剤を更に含有しうる。
<Positive resist composition>
The positive resist composition contains a polymer containing a specific monomer unit described in detail below and a solvent, and optionally further contains known additives that can be generally blended into the resist composition. Yes.

<<重合体>>
本発明のレジストパターン形成方法で用いられる重合体は、電子線などの電離放射線や紫外線などの短波長の光の照射により主鎖が切断されて低分子量化する、主鎖切断型のポジ型レジストとして良好に使用することができる重合体である。そして、重合体は、下記一般式(I):

Figure 2018106062
〔式(I)中、Rは、非置換の有機基またはフッ素原子で置換された有機基(但し、フッ素原子の数は1以上4以下である。)である。〕
で表される単量体単位(A)と、
下記一般式(II):
Figure 2018106062
〔式(II)中、Rは、水素原子、フッ素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、水素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、p及びqは、0以上5以下の整数であり、p+q=5である。〕で表される単量体単位(B)とを有し、且つ、前記R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が1以上であることを必要とする。 << Polymer >>
The polymer used in the resist pattern forming method of the present invention is a main-chain-cut positive resist in which the main chain is cut and the molecular weight is reduced by irradiation with ionizing radiation such as an electron beam or short-wavelength light such as ultraviolet rays. As a polymer that can be used satisfactorily. The polymer has the following general formula (I):
Figure 2018106062
[In the formula (I), R 1 represents an unsubstituted organic group or an organic group substituted with a fluorine atom (provided that the number of fluorine atoms is 1 or more and 4 or less). ]
A monomer unit (A) represented by:
The following general formula (II):
Figure 2018106062
[In Formula (II), R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an unsubstituted alkyl group or an alkyl group substituted with a fluorine atom, and R 3 is a hydrogen atom, an unsubstituted alkyl group or a fluorine atom. It is a substituted alkyl group, p and q are integers of 0 or more and 5 or less, and p + q = 5. And the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 1 or more.

なお、上述した重合体は、単量体単位(A)及び単量体単位(B)以外の任意の単量体単位を含んでいてもよいが、重合体を構成する全単量体単位中で単量体単位(A)及び単量体単位(B)が占める割合は、合計で90mol%以上であることが好ましく、実質的に100mol%であることがより好ましく、100mol%である(即ち、重合体は単量体単位(A)及び単量体単位(B)のみを含む)ことがさらに好ましい。   In addition, although the polymer mentioned above may contain arbitrary monomer units other than a monomer unit (A) and a monomer unit (B), in all the monomer units which comprise a polymer. The ratio of the monomer unit (A) and the monomer unit (B) is preferably 90 mol% or more in total, more preferably 100 mol%, and more preferably 100 mol% (that is, More preferably, the polymer contains only the monomer unit (A) and the monomer unit (B).

また、上述した重合体は、単量体単位(A)及び単量体単位(B)とを有する限り、例えば、ランダム重合体、ブロック重合体、交互重合体(ABAB・・・)、などのいずれであってもよいが、交互重合体を90質量%以上(上限は100質量%)含む重合体であることが好ましい。ここで、交互重合体同士が架橋体を形成しないことが好ましい。単量体単位(A)のR1にフッ素原子が含まれることにより、架橋体が形成しなくなる。 Moreover, as long as the polymer mentioned above has a monomer unit (A) and a monomer unit (B), for example, a random polymer, a block polymer, an alternating polymer (ABAB ...), etc. Although it may be either, it is preferable that it is a polymer containing 90 mass% or more (upper limit is 100 mass%) of an alternating polymer. Here, it is preferable that the alternating polymers do not form a crosslinked body. When a fluorine atom is contained in R 1 of the monomer unit (A), a crosslinked product is not formed.

ここで、上述した重合体は、所定の単量体単位(A)及び単量体単位(B)を含んでいるので、電離放射線等(例えば、電子線、KrFレーザー、ArFレーザー、EUVレーザーなど)が照射されると、主鎖が切断されて低分子量化する。   Here, since the above-described polymer contains predetermined monomer units (A) and monomer units (B), ionizing radiation or the like (for example, electron beam, KrF laser, ArF laser, EUV laser, etc.) ) Is irradiated, the main chain is cleaved to lower the molecular weight.

なお、上述した重合体は、少なくとも1つのフッ素原子を有しているので、レジストとして使用した際に、レジストの感度を向上させうると共に、レジストパターンの倒れの発生を抑制しうるという性質も有している。なお、フッ素原子を有する重合体をレジスト膜に含有させることでレジストパターンの倒れの発生を抑制することができる理由は、明らかではないが、フッ素原子により重合体の撥液性が向上するため、レジストパターンの形成過程において現像液を除去する際にパターン間で引っ張り合いが起こるのを抑制することができるからであると推察される。   Since the above-mentioned polymer has at least one fluorine atom, when used as a resist, the sensitivity of the resist can be improved and the occurrence of resist pattern collapse can be suppressed. doing. The reason why the resist film can be prevented from falling by containing a polymer having fluorine atoms in the resist film is not clear, but fluorine atoms improve the liquid repellency of the polymer. This is presumably because it is possible to suppress the occurrence of tension between the patterns when the developer is removed in the process of forming the resist pattern.

[単量体単位(A)]
ここで、単量体単位(A)は、下記一般式(III):

Figure 2018106062
〔式(III)中、Rは、式(I)と同様である。〕で表される単量体(a)に由来する構造単位である。 [Monomer unit (A)]
Here, the monomer unit (A) has the following general formula (III):
Figure 2018106062
[In formula (III), R 1 is the same as in formula (I). ] Is a structural unit derived from the monomer (a) represented by

そして、重合体を構成する全単量体単位中の単量体単位(A)の割合は、特に限定されることなく、例えば30mol%以上70mol%以下とすることができる。   And the ratio of the monomer unit (A) in all the monomer units which comprise a polymer is not specifically limited, For example, it can be 30 mol% or more and 70 mol% or less.

ここで、式(I)及び式(III)中のRを構成し得る、非置換の有機基としては、特に限定されることなく、非置換の炭素数1以上10以下のアルキル基が挙げられる。中でも、Rを構成し得る非置換の有機基としては、メチル基またはエチル基が好ましい。
また、式(I)及び式(III)中のRを構成し得る、フッ素原子で置換された有機基としては、特に限定されることなく、当該置換された有機基中に含有されるフッ素原子の合計数が1以上4以下となるように、有機基中の水素原子の一部または全部をフッ素原子で置換した構造を有する基が挙げられる。
Here, the unsubstituted organic group that can constitute R 1 in the formulas (I) and (III) is not particularly limited, and examples thereof include an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. It is done. Among them, as the unsubstituted organic group capable of constituting the R 1, a methyl group or an ethyl group is preferred.
Further, the organic group substituted with a fluorine atom that can constitute R 1 in the formulas (I) and (III) is not particularly limited, and fluorine contained in the substituted organic group Examples include groups having a structure in which part or all of the hydrogen atoms in the organic group are substituted with fluorine atoms so that the total number of atoms is 1 or more and 4 or less.

そして、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液への溶解性を高めてレジストの感度及び得られるレジストパターンの明瞭性を高める観点から、Rがフルオロアルキル基、フルオロアルコキシアルキル基、またはフルオロアルコキシアルケニル基であることが好ましく、フルオロアルキル基であることがより好ましい。Rとしての有機基の炭素数は、1以上10以下であることが好ましく、2以上4以下であることがより好ましく、2であることが更に好ましい。
また、式(I)及び(III)中のRとしてのフルオロアルキル基に含まれるフッ素原子の数が1以上3以下であることが好ましく、3であることがより好ましい。
From the viewpoint of increasing the solubility in a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms to increase the sensitivity of the resist and the clarity of the resulting resist pattern, R 1 is a fluoroalkyl group, a fluoroalkoxyalkyl group, Alternatively, it is preferably a fluoroalkoxyalkenyl group, more preferably a fluoroalkyl group. The number of carbon atoms of the organic group as R 1 is preferably 1 or more, 10 or less, more preferably 2 or more and 4 or less, and even more preferably 2.
In addition, the number of fluorine atoms contained in the fluoroalkyl group as R 1 in the formulas (I) and (III) is preferably 1 or more and 3 or less, and more preferably 3.

具体的には、式(I)及び式(III)中のRとしてのフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基(フッ素原子の数が3、炭素数が1)、2,2,2−トリフルオロエチル基(フッ素原子の数が3、炭素数が2)、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピル基(フッ素原子の数が4、炭素数が3)が挙げられ、中でも、2,2,2−トリフルオロエチル基であることが好ましい。 Specifically, the fluoroalkyl group as R 1 in the formulas (I) and (III) includes a trifluoromethyl group (3 fluorine atoms and 1 carbon atom), 2,2,2- Examples include trifluoroethyl groups (3 fluorine atoms and 2 carbon atoms), 1H, 1H, 3H-tetrafluoropropyl groups (4 fluorine atoms and 3 carbon atoms). , 2-trifluoroethyl group is preferable.

そして、上述した式(I)で表される単量体単位(A)を形成し得る、上述した式(III)で表される単量体(a)としては、特に限定されることなく、例えば、α−クロロアクリル酸トリフルオロメチル、α−クロロアクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、α−クロロアクリル酸1H,1H,3H−テトラフルオロプロピルなどのα−クロロアクリル酸フルオロアルキルエステルが挙げられる。   The monomer (a) represented by the above formula (III) that can form the monomer unit (A) represented by the above formula (I) is not particularly limited, For example, α-chloroacrylic acid fluoroalkyl ester such as α-chloroacrylic acid trifluoromethyl, α-chloroacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl, α-chloroacrylic acid 1H, 1H, 3H-tetrafluoropropyl Is mentioned.

[単量体単位(B)]
また、単量体単位(B)は、下記の一般式(IV):

Figure 2018106062
(式(IV)中、R、R、並びに、p及びqは、式(II)と同様である。)で表される単量体(b)に由来する構造単位である。 [Monomer unit (B)]
The monomer unit (B) has the following general formula (IV):
Figure 2018106062
(In formula (IV), R 2 , R 3 , and p and q are the same as those in formula (II).) Are structural units derived from the monomer (b).

そして、重合体を構成する全単量体単位中の単量体単位(B)の割合は、特に限定されることなく、例えば30mol%以上70mol%以下とすることができる。   And the ratio of the monomer unit (B) in all the monomer units which comprise a polymer is not specifically limited, For example, it can be 30 mol% or more and 70 mol% or less.

ここで、式(II)及び式(IV)中のR、Rを構成し得る、非置換のアルキル基としては、特に限定されることなく、非置換の炭素数1以上5以下のアルキル基が挙げられる。中でも、R、Rを構成し得る非置換のアルキル基としては、メチル基またはエチル基が好ましい。
また、式(II)及び式(IV)中のR、Rを構成し得る、フッ素原子で置換されたアルキル基としては、特に限定されることなく、アルキル基中の水素原子の一部または全部をフッ素原子で置換した構造を有する基が挙げられる。
Here, the unsubstituted alkyl group that can constitute R 2 and R 3 in formula (II) and formula (IV) is not particularly limited, and is an unsubstituted alkyl having 1 to 5 carbon atoms. Groups. Especially, as an unsubstituted alkyl group which can comprise R < 2 >, R < 3 >, a methyl group or an ethyl group is preferable.
In addition, the alkyl group substituted with a fluorine atom that can constitute R 2 and R 3 in formula (II) and formula (IV) is not particularly limited, and a part of hydrogen atoms in the alkyl group Or the group which has the structure which substituted all by the fluorine atom is mentioned.

ここで、本発明のレジストパターン形成方法では、式(I)〜(IV)中のR〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が4以下であることが好ましい。R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が4以下の重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いることで、得られるレジストパターンの明瞭性を一層向上させることができる。 Here, in the resist pattern forming method of the present invention, the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 in formulas (I) to (IV) is preferably 4 or less. By using a positive resist composition containing a polymer in which the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 4 or less, the clarity of the resulting resist pattern can be further improved.

さらに、重合体の調製の容易性を向上させる観点からは、式(II)及び式(IV)中に複数存在するR及び/又はRは、全て、水素原子または非置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子または非置換の炭素数1以上5以下のアルキル基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。すなわち、重合体の調製の容易性を重視した場合には、単量体単位(B)がフッ素原子を含有せず、式(I)及び(III)中のR1に含まれるフッ素原子の数が1以上4以下であることが好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of improving the ease of preparation of the polymer, R 2 and / or R 3 present in plural in Formula (II) and Formula (IV) are all hydrogen atoms or unsubstituted alkyl groups. It is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom. That is, when emphasizing ease of preparation of the polymer, the monomer unit (B) does not contain a fluorine atom, and the number of fluorine atoms contained in R 1 in the formulas (I) and (III) Is preferably 1 or more and 4 or less.

式(I)及び(III)のRが2,2,2−トリフルオロエチル基、式(II)及び式(IV)中のpが5、qが0である場合に、Rが全て水素原子であることが好ましい。このような重合体によれば、現像液に対するレジスト膜の被露光部分の溶解性を高めることができ、これにより、一層明瞭なレジストパターンを一層高感度で得ることが可能となる。
また、式(I)及び(III)のRが2,2,2−トリフルオロエチル基、式(II)及び式(IV)中のpが5、qが0である場合に、Rの内の少なくとも一つがフッ素原子であり、他のRが全て水素原子であることが好ましく、一つのRがフッ素原子であり、他の4つのRが全て水素原子であることがより好ましい。これにより、得られるレジストパターンの明瞭性及びレジスト膜の感度を両立することに加えて、パターン倒れ防止効果を得ることができるからである。
When R 1 in formulas (I) and (III) is a 2,2,2-trifluoroethyl group, p in formula (II) and formula (IV) is 5, and q is 0, all R 2 are A hydrogen atom is preferred. According to such a polymer, the solubility of the exposed portion of the resist film in the developer can be increased, and thereby a clearer resist pattern can be obtained with higher sensitivity.
In addition, when R 1 in the formulas (I) and (III) is a 2,2,2-trifluoroethyl group, p in the formula (II) and the formula (IV) is 5 and q is 0, R 2 It is preferable that at least one of these is a fluorine atom, and other R 2 are all hydrogen atoms, one R 2 is a fluorine atom, and the other four R 2 are all hydrogen atoms. preferable. This is because, in addition to achieving both the clarity of the resist pattern obtained and the sensitivity of the resist film, the effect of preventing pattern collapse can be obtained.

そして、上述した式(II)で表される単量体単位(B)を形成し得る、上述した式(IV)で表される単量体(b)としては、特に限定されることなく、例えば、以下の(b−1)〜(b−11)等のα−メチルスチレン(AMS)及びその誘導体が挙げられる。

Figure 2018106062
And as a monomer (b) represented by the above-mentioned formula (IV) which can form the monomer unit (B) represented by the above-mentioned formula (II), it is not limited in particular, Examples thereof include α-methylstyrene (AMS) and derivatives thereof such as the following (b-1) to (b-11).
Figure 2018106062

これらの中でも、単量体単位(B)は、含有されるフッ素原子の数が3以下である上記式(b−1)〜(b−6)で示されるα−メチルスチレン(AMS)及びその誘導体である単量体(b)に由来する構造単位であることが好ましい。さらに、上述したように、式(I)及び(III)のRが2,2,2−トリフルオロエチル基である際に、式(II)及び式(IV)中のpが5、qが0である場合には、Rが全て水素原子であるα−メチルスチレン(上記式(b−1))又は、一つのRがフッ素原子であり他の4つのRが全て水素原子である4−フルオロ−α−メチルスチレン(上記式(b−2))又は3−フルオロ−α−メチルスチレン(上記式(b−3))が好ましい。特に、現像液に対する溶解性の観点から、単量体単位(B)は、上記式(b−2)又は(b−3)で表される単量体に由来する構造単位であることが好ましい。 Among these, the monomer unit (B) includes α-methylstyrene (AMS) represented by the above formulas (b-1) to (b-6) having 3 or less fluorine atoms and its A structural unit derived from the monomer (b) which is a derivative is preferable. Further, as described above, when R 1 in formulas (I) and (III) is a 2,2,2-trifluoroethyl group, p in formula (II) and formula (IV) is 5, q Is 0, α-methylstyrene (the above formula (b-1)) in which all R 2 are hydrogen atoms, or one R 2 is a fluorine atom and the other four R 2 are all hydrogen atoms. 4-fluoro-α-methylstyrene (formula (b-2)) or 3-fluoro-α-methylstyrene (formula (b-3)) is preferred. In particular, from the viewpoint of solubility in a developer, the monomer unit (B) is preferably a structural unit derived from the monomer represented by the formula (b-2) or (b-3). .

[重量平均分子量(Mw)]
ここで、重合体の重量平均分子量(Mw)は、100,000以下であることが好ましく、10,000以上であることが好ましい。重合体の重量平均分子量(Mw)が上記上限値以下であれば、ポジ型レジストとして使用した際に、比較的低い照射量で現像液に対する溶解性を増大させることができるので、ポジ型レジストとして使用した際の感度を適度に向上させることができる。一方、重合体の重量平均分子量(Mw)が上記下限値以上であれば、過剰に低い照射量でレジスト膜の現像液に対する溶解性を高まることを抑制することができ、明瞭性が過度に低下することを抑制することができる。
[Weight average molecular weight (Mw)]
Here, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is preferably 100,000 or less, and preferably 10,000 or more. If the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is not more than the above upper limit, when used as a positive resist, the solubility in a developing solution can be increased with a relatively low irradiation amount. Sensitivity when used can be improved moderately. On the other hand, if the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is not less than the above lower limit value, it is possible to suppress the solubility of the resist film in the developing solution with an excessively low irradiation amount, and the clarity is excessively lowered. Can be suppressed.

[数平均分子量]
また、重合体の数平均分子量(Mn)は、75,000以下であることが好ましい。重合体の数平均分子量(Mn)が上記上限値以下であれば、かかる重合体を含有するポジ型レジスト組成物を用いて形成したレジストをポジ型レジストとして使用した際の感度を更に高めることができる。
[Number average molecular weight]
The number average molecular weight (Mn) of the polymer is preferably 75,000 or less. If the number average molecular weight (Mn) of the polymer is not more than the above upper limit, the sensitivity when a resist formed using a positive resist composition containing such a polymer is used as a positive resist can be further increased. it can.

[分子量分布]
そして、重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、1.15以上であることが好ましく、1.20以上であることがより好ましく、1.70以下であることが好ましく、1.65以下であることがより好ましい。重合体の分子量分布(Mw/Mn)が上記下限値以上であれば、重合体の製造容易性を高めることができる。一方、重合体の分子量分布(Mw/Mn)が上記上限値以下であれば、ポジ型レジストとして使用した際に、得られるレジストパターンの明瞭性を高めることができる。
[Molecular weight distribution]
The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer is preferably 1.15 or more, more preferably 1.20 or more, and preferably 1.70 or less, and 1.65 or less. More preferably. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer is not less than the above lower limit, the ease of production of the polymer can be enhanced. On the other hand, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer is not more than the above upper limit, the clarity of the resulting resist pattern can be enhanced when used as a positive resist.

[表面自由エネルギー]
ここで、重合体を用いて作製したフィルム(膜)は、表面自由エネルギーが26.0mJ/m以上であることが好ましく、35.0mJ/m以下であることが好ましい。表面自由エネルギーが上記範囲内であれば、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液に対するレジスト膜の被露光部分における溶解性を一層高めることができ、一層明瞭なレジストパターンを一層高感度で形成可能である。
なお、上記表面自由エネルギーは、接触角計を使用して、表面張力、極性項(p)及び分散力項(d)が既知の2種類の溶媒(水とジヨードメタン)の接触角を本願実施例に記載条件で測定し、Owens−Wendt(拡張Fowkes式)の方法に従って算出することができる。
[Surface free energy]
Here, the film (film) produced using the polymer preferably has a surface free energy of 26.0 mJ / m 2 or more, and preferably 35.0 mJ / m 2 or less. If the surface free energy is within the above range, the solubility of the resist film in the exposed portion of the developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms can be further increased, and a clearer resist pattern is more highly sensitive. Can be formed.
The surface free energy is obtained by using the contact angle meter to determine the contact angles of two types of solvents (water and diiodomethane) whose surface tension, polarity term (p) and dispersion force term (d) are known. And can be calculated according to the method of Owens-Wendt (extended Fowkes equation).

[重合体の調製方法]
そして、上述した単量体単位(A)及び単量体単位(B)を有する重合体は、例えば、単量体(a)と単量体(b)とを含む単量体組成物を重合させた後、任意に得られた重合物を精製することにより調製することができる。
なお、重合体の組成、分子量分布、重量平均分子量及び数平均分子量は、重合条件及び精製条件を変更することにより調整することができる。具体的には、例えば、重合体の組成は、重合に使用する単量体組成物中の各単量体の含有割合を変更することにより調整することができる。また、重量平均分子量及び数平均分子量は、重合温度を高くすれば、小さくすることができる。更に、重量平均分子量及び数平均分子量は、重合時間を短くすれば、小さくすることができる。
[Method for preparing polymer]
And the polymer which has the monomer unit (A) and monomer unit (B) mentioned above polymerizes the monomer composition containing a monomer (a) and a monomer (b), for example. Then, it can be prepared by purifying the polymer obtained arbitrarily.
The composition, molecular weight distribution, weight average molecular weight and number average molecular weight of the polymer can be adjusted by changing the polymerization conditions and the purification conditions. Specifically, for example, the composition of the polymer can be adjusted by changing the content ratio of each monomer in the monomer composition used for polymerization. Further, the weight average molecular weight and the number average molecular weight can be reduced by increasing the polymerization temperature. Furthermore, the weight average molecular weight and the number average molecular weight can be reduced by shortening the polymerization time.

−単量体組成物の重合−
ここで、重合体の調製に用いる単量体組成物としては、単量体(a)及び単量体(b)を含む単量体成分と、任意で使用可能な溶媒と、重合開始剤と、任意に添加される添加剤との混合物を用いることができる。そして、単量体組成物の重合は、既知の方法を用いて行うことができる。中でも、溶媒を使用する場合には、溶媒としてシクロペンタノンなどを用いることが好ましい。また、重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリルなどのラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。なお、重合体の重量平均分子量及び数平均分子量は、重合開始剤の配合量を変更することによっても調整することができる。具体的には、重量平均分子量及び数平均分子量は、重合開始剤の配合量を少なくすれば、大きくすることができ、反対に、重合開始剤の配合量を多くすれば、小さくすることができる。
-Polymerization of monomer composition-
Here, as a monomer composition used for the preparation of the polymer, a monomer component including the monomer (a) and the monomer (b), an optionally usable solvent, a polymerization initiator, Mixtures with optional additives can be used. The polymerization of the monomer composition can be performed using a known method. Among these, when a solvent is used, it is preferable to use cyclopentanone or the like as the solvent. Moreover, it is preferable to use radical polymerization initiators, such as azobisisobutyronitrile, as a polymerization initiator. In addition, the weight average molecular weight and number average molecular weight of a polymer can also be adjusted by changing the compounding quantity of a polymerization initiator. Specifically, the weight average molecular weight and the number average molecular weight can be increased by decreasing the blending amount of the polymerization initiator, and conversely, can be decreased by increasing the blending amount of the polymerization initiator. .

また、単量体組成物を重合して得られた重合物は、そのまま重合体として使用してもよいが、特に限定されることなく、重合物を含む溶液にテトラヒドロフラン等の良溶媒を添加した後、良溶媒を添加した溶液をメタノール等の貧溶媒中に滴下して重合物を凝固させることにより回収し、以下のようにして精製することもできる。   The polymer obtained by polymerizing the monomer composition may be used as a polymer as it is, but is not particularly limited, and a good solvent such as tetrahydrofuran is added to the solution containing the polymer. Thereafter, the solution to which the good solvent is added is dropped into a poor solvent such as methanol to solidify the polymer, and the solution can be purified as follows.

−重合物の精製−
得られた重合物を精製する場合に用いる精製方法としては、特に限定されることなく、再沈殿法やカラムクロマトグラフィー法などの既知の精製方法が挙げられる。中でも、精製方法としては、再沈殿法を用いることが好ましい。
なお、重合物の精製は、複数回繰り返して実施してもよい。
-Purification of polymer-
The purification method used for purifying the obtained polymer is not particularly limited, and known purification methods such as a reprecipitation method and a column chromatography method can be mentioned. Among them, it is preferable to use a reprecipitation method as a purification method.
The purification of the polymer may be repeated a plurality of times.

そして、再沈殿法による重合物の精製は、例えば、得られた重合物をテトラヒドロフラン等の良溶媒に溶解した後、得られた溶液を、テトラヒドロフラン等の良溶媒とメタノール等の貧溶媒との混合溶媒に滴下し、重合物の一部を析出させることにより行うことが好ましい。このように、良溶媒と貧溶媒との混合溶媒中に重合物の溶液を滴下して重合物の精製を行えば、良溶媒及び貧溶媒の種類や混合比率を変更することにより、得られる重合体の分子量分布、重量平均分子量及び数平均分子量を容易に調整することができる。具体的には、例えば、混合溶媒中の良溶媒の割合を高めるほど、混合溶媒中で析出する重合体の分子量を大きくすることができる。   The purification of the polymer by the reprecipitation method is performed, for example, by dissolving the obtained polymer in a good solvent such as tetrahydrofuran, and then mixing the obtained solution with a good solvent such as tetrahydrofuran and a poor solvent such as methanol. It is preferable to carry out by dropping into a solvent and precipitating a part of the polymer. In this way, if the polymer solution is purified by dropping the polymer solution into the mixed solvent of the good solvent and the poor solvent, the weight obtained by changing the type and mixing ratio of the good solvent and the poor solvent can be obtained. The molecular weight distribution, weight average molecular weight and number average molecular weight of the coalesced can be easily adjusted. Specifically, for example, the molecular weight of the polymer precipitated in the mixed solvent can be increased as the proportion of the good solvent in the mixed solvent is increased.

なお、再沈殿法により重合物を精製する場合、重合体としては、良溶媒と貧溶媒との混合溶媒中で析出した重合物を用いてもよいし、混合溶媒中で析出しなかった重合物(即ち、混合溶媒中に溶解している重合物)を用いてもよい。ここで、混合溶媒中で析出しなかった重合物は、濃縮乾固などの既知の手法を用いて混合溶媒中から回収することができる。   In addition, when purifying a polymer by a reprecipitation method, as the polymer, a polymer precipitated in a mixed solvent of a good solvent and a poor solvent may be used, or a polymer not precipitated in the mixed solvent. (That is, a polymer dissolved in a mixed solvent) may be used. Here, the polymer which did not precipitate in the mixed solvent can be recovered from the mixed solvent by using a known method such as concentration to dryness.

<<溶剤>>
なお、溶剤としては、上述した重合体を溶解可能な溶剤であれば既知の溶剤を用いることができる。中でも、適度な粘度のポジ型レジスト組成物を得てポジ型レジスト組成物の塗工性を向上させる観点からは、溶剤としては、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA);酢酸n−ペンチルなどの、有機酸のn−ペンチルエステル;酢酸n−ヘキシルなどの、有機酸のn−ヘキシルエステル;が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、複数種類を混合して使用してもよい。
<< Solvent >>
In addition, as a solvent, if it is a solvent which can dissolve the polymer mentioned above, a known solvent can be used. Among them, from the viewpoint of obtaining a positive resist composition having an appropriate viscosity and improving the coating property of the positive resist composition, the solvent includes propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA); n-pentyl acetate, N-pentyl esters of organic acids; n-hexyl esters of organic acids, such as n-hexyl acetate. These may be used individually by 1 type and may be used in mixture of multiple types.

(工程(B):露光工程)
露光工程では、レジスト膜形成工程で形成したレジスト膜に対し、電離放射線や光を照射して、所望のパターンを描画する。なお、電離放射線や光の照射には、電子線描画装置やレーザー描画装置などの既知の描画装置を用いることができる。
(Process (B): Exposure process)
In the exposure step, the resist film formed in the resist film formation step is irradiated with ionizing radiation or light to draw a desired pattern. For irradiation with ionizing radiation or light, a known drawing apparatus such as an electron beam drawing apparatus or a laser drawing apparatus can be used.

(工程(C):現像工程)
現像工程では、露光工程で露光されたレジスト膜と、現像液とを接触させてレジスト膜を現像し、被加工物上にレジストパターンを形成する。
ここで、レジスト膜と現像液とを接触させる方法は、特に限定されることなく、現像液中へのレジスト膜の浸漬やレジスト膜への現像液の塗布等の既知の手法を用いることができる。
(Process (C): Development process)
In the development process, the resist film exposed in the exposure process is brought into contact with the developer to develop the resist film, thereby forming a resist pattern on the workpiece.
Here, the method of bringing the resist film into contact with the developer is not particularly limited, and a known technique such as immersion of the resist film in the developer or application of the developer to the resist film can be used. .

<現像液>
現像液は、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む必要があり、現像液全体の90体積%以上が、炭素数が4以下の直鎖アルコールであることが好ましく、現像液が不可避的な不純物のみ含む炭素数が4以下の直鎖アルコールであることが特に好ましい。炭素数が4以下の直鎖アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、及び1−ブタノールが挙げられるが、メタノール、エタノール、又は1−プロパノールが好ましく、中でも、メタノール又はエタノールがより好ましい。現像液としては、2種以上の溶液を混合して用いることができるが、1種の溶液を単独で用いることが好ましい。現像液として1種の溶液を用いれば、複数の現像液を混合して用いる場合と比較して、混和及びろ過等の処理が不要となり、効率的にレジストパターンを形成することができる。さらに、現像液として1種の溶液を用いれば、混合溶液の場合と比較して、溶液の沸点が単一沸点となるため、現像液の性状が安定化し、得られるレジストパターンの品質にばらつきが生じることを抑制することができる。さらにまた、現像液として1種の溶液を用いれば、現像液回収が容易となる。
<Developer>
The developer needs to contain a linear alcohol having 4 or less carbon atoms, and 90% by volume or more of the whole developer is preferably a linear alcohol having 4 or less carbon atoms, and the developer is inevitable. A straight-chain alcohol having 4 or less carbon atoms containing only impurities is particularly preferred. Examples of the linear alcohol having 4 or less carbon atoms include methanol, ethanol, 1-propanol, and 1-butanol, and methanol, ethanol, or 1-propanol is preferable, and methanol or ethanol is more preferable. As the developer, two or more kinds of solutions can be mixed and used, but one kind of solution is preferably used alone. When one type of solution is used as the developer, compared to the case where a plurality of developers are mixed and used, processing such as mixing and filtration is unnecessary, and a resist pattern can be formed efficiently. Furthermore, if one type of solution is used as the developer, the solution has a single boiling point compared to the case of the mixed solution, so that the properties of the developer are stabilized and the quality of the resist pattern obtained varies. It is possible to suppress the occurrence. Furthermore, if one type of solution is used as the developer, the developer can be easily recovered.

<現像条件>
現像条件は、所望の品質のレジストパターンを得るように適宜設定することができる。上述した現像液の温度は、例えば、21℃以上25℃以下とすることができる。また、現像時間は、1分以上4分以下であることが好ましく、2分以上3分以下であることがより好ましい。現像時間をかかる範囲内の時間とすることで、レジストパターンを効率的に形成できると共に、得られるレジストパターンの明瞭性をより一層向上させることができる。
<Development conditions>
The development conditions can be appropriately set so as to obtain a resist pattern having a desired quality. The temperature of the developer described above can be, for example, 21 ° C. or more and 25 ° C. or less. Further, the development time is preferably 1 minute or more and 4 minutes or less, and more preferably 2 minutes or more and 3 minutes or less. By setting the development time within such a range, the resist pattern can be formed efficiently and the clarity of the resulting resist pattern can be further improved.

なお、本発明のレジストパターン形成方法は、現像工程後に、リンス液を用いてリンス処理を行う工程を含んでいてもよい。リンス液としては、使用する現像液よりも未露光部分のレジストを溶解させ難く、且つ現像液と混ざり易いリンス液を選択することが好ましい。例えば、リンス液としては、フッ素系溶剤の一つである、CFCFHCFHCFCF等のフルオロカーボン溶剤を用いることができる。 In addition, the resist pattern formation method of this invention may include the process of performing the rinse process using a rinse liquid after a image development process. As the rinsing liquid, it is preferable to select a rinsing liquid that is less likely to dissolve the unexposed resist than the developing solution to be used and is easily mixed with the developing solution. For example, as the rinse liquid, a fluorocarbon solvent such as CF 3 CFHCFHCF 2 CF 3 which is one of fluorine-based solvents can be used.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
そして、実施例及び比較例において、重合体の重量平均分子量、数平均分子量及び分子量分布、重合体を用いて作製したフィルム(膜)の表面自由エネルギー、Eth(感度)、γ値(明瞭性)、及び残膜率(実施例1、2、5〜9)は、下記の方法で測定及び評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
In Examples and Comparative Examples, the weight average molecular weight, number average molecular weight and molecular weight distribution of the polymer, surface free energy of the film (film) produced using the polymer, Eth (sensitivity), and γ value (clarity) The remaining film ratio (Examples 1, 2, 5 to 9) was measured and evaluated by the following methods.

<重量平均分子量、数平均分子量及び分子量分布>
実施例、比較例で得られた重合体についてゲル浸透クロマトグラフィーを用いて重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定し、分子量分布(Mw/Mn)を算出した。具体的には、ゲル浸透クロマトグラフ(東ソー製、HLC−8220)を使用し、展開溶媒としてテトラヒドロフランを用いて、重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を標準ポリスチレン換算値として求めた。そして、分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
<Weight average molecular weight, number average molecular weight and molecular weight distribution>
The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were measured using gel permeation chromatography, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was calculated. Specifically, gel permeation chromatograph (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8220) is used, tetrahydrofuran is used as a developing solvent, and the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polymer are converted into standard polystyrene values. As sought. And molecular weight distribution (Mw / Mn) was computed.

<表面自由エネルギー>
後述するγ値の評価にあたり、実施例、比較例で作製したフィルム(膜)について、接触角計(協和界面科学製、Drop Master700)を使用して、表面張力、極性項(p)及び分散力項(d)が既知の2種類の溶媒(水とジヨードメタン)の接触角を以下の条件で測定し、Owens−Wendt(拡張Fowkes式)の方法による表面自由エネルギーの評価を行い、重合体の表面自由エネルギーを算出した。なお、接触角測定の測定条件は下記で行った。
<<接触角測定の測定条件>>
針:金属針22G(水)、テフロン(登録商標)コーティング22G(ジヨードメタン)
待機時間:1000ms
液量:1.8μL
着液認識:水50dat、ジヨードメタン100dat
温度:23℃
<Surface free energy>
In the evaluation of the γ value described later, the surface tension, the polar term (p) and the dispersion force of the films (membranes) produced in Examples and Comparative Examples were measured using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science, Drop Master 700). The contact angle of two types of solvents (water and diiodomethane) whose term (d) is known is measured under the following conditions, the surface free energy is evaluated by the method of Owens-Wendt (extended Fowkes equation), and the surface of the polymer Free energy was calculated. The measurement conditions for contact angle measurement were as follows.
<< Measurement conditions for contact angle measurement >>
Needle: Metal needle 22G (water), Teflon (registered trademark) coating 22G (diiodomethane)
Standby time: 1000ms
Liquid volume: 1.8 μL
Recognized liquid: water 50dat, diiodomethane 100dat
Temperature: 23 ° C

(実施例1)
単量体(a)としてのα−クロロアクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル(ACATFE)3.0g及び単量体(b)としてのα−メチルスチレン4.40gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.006975gと、溶媒としてのシクロペンタノン1.85gを含む単量体組成物をガラス容器に入れ、ガラス容器を密閉及び窒素置換して、窒素雰囲気下、78℃の恒温槽内で6時間撹拌した。その後、室温に戻し、ガラス容器内を大気解放した後、得られた溶液にテトラヒドロフラン(THF)10gを加えた。そして、THFを加えた溶液を、メタノール300g中に滴下し、重合物を析出させた。その後、析出した重合物を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の凝固物(重合物)を得た。この重合物を、そのまま重合体とした。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn)を測定した。加えて、得られた重合体を用いて作製したフィルム(膜)の表面自由エネルギーを測定した。結果を表1に示す。また、得られた重合体は、α−クロロアクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル単位を50mol%、α−メチルスチレン単位を50mol%含んでいた。
<ポジ型レジスト組成物の調製>
得られた重合体を溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、重合体の濃度が11質量%であるレジスト溶液(ポジ型レジスト組成物)を調製した。そして、γ値(明瞭性)及びEth(感度)を以下に従って評価した。結果を表1に示す。
<γ値(明瞭性)>
スピンコーター(ミカサ製、MS−A150)を使用し、ポジ型レジスト組成物を直径4インチのシリコンウェハ上に厚さ500nmになるように塗布した。そして、塗布したポジ型レジスト組成物を温度180℃のホットプレートで3分間加熱して、シリコンウェハ上にレジスト膜を形成した(レジスト膜形成工程)。そして、電子線描画装置(エリオニクス社製、ELS−S50)を用いて、電子線の照射量が互いに異なるパターン(寸法500μm×500μm)をレジスト膜上に複数描画し(露光工程)、現像液として、メタノール(炭素数:1)を用いて、温度23℃で1分間の現像処理を行った(現像工程)。その後、フルオロカーボン溶剤(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製、バートレルXF(登録商標)、CFCFHCFHCFCF)で10秒間リンスした。なお、電子線の照射量は、4μC/cm2から200μC/cm2の範囲内で4μC/cm2ずつ異ならせた。次に、描画した部分のレジスト膜の厚みを光学式膜厚計(大日本スクリーン製、ラムダエース)で測定し、電子線の総照射量の常用対数と、現像後のレジスト膜の残膜率(=(現像後のレジスト膜の膜厚/シリコンウェハ上に形成したレジスト膜の膜厚)との関係を示す感度曲線を作成した。そして、得られた感度曲線(横軸:電子線の総照射量の常用対数、縦軸:レジスト膜の残膜率(0≦残膜率≦1.00))について、下記の式を用いてγ値を求めた。なお、下記の式中、Eは、残膜率0.20〜0.80の範囲において感度曲線を二次関数にフィッティングし、得られた二次関数(残膜率と総照射量の常用対数との関数)に対して残膜率0を代入した際に得られる総照射量の対数である。また、Eは、得られた二次関数上の残膜率0の点と残膜率0.50の点とを結ぶ直線(感度曲線の傾きの近似線)を作成し、得られた直線(残膜率と総照射量の常用対数との関数)に対して残膜率1.00を代入した際に得られる総照射量の対数である。そして、下記式は、残膜率0と1.00との間での上記直線の傾きを表している。

Figure 2018106062
γ値の値が大きいほど、感度曲線の傾きが大きく、明瞭性の高いパターンを良好に形成し得ることを示す。
<Eth(感度)>
「γ値(明瞭性)」の評価方法と同様にしてシリコンウェハ上にレジスト膜を形成した。得られたレジスト膜の初期厚みTを光学式膜厚計(大日本スクリーン製、ラムダエース)で測定した。また、γ値の算出の際に得られた直線(感度曲線の傾きの近似線)の残膜率が0となる際の、電子線の総照射量Eth(μC/cm)を求めた。なお、Ethの値が小さいほど、レジスト膜の感度が高く、レジストパターンの形成効率が高いことを意味する。 Example 1
As a polymerization initiator, 3.0 g of α-chloroacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl (ACATFE) as monomer (a) and 4.40 g of α-methylstyrene as monomer (b) A monomer composition containing 0.006975 g of azobisisobutyronitrile and 1.85 g of cyclopentanone as a solvent was placed in a glass container, and the glass container was sealed and purged with nitrogen, and was heated at 78 ° C. in a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred for 6 hours in a constant temperature bath. Then, after returning to room temperature and releasing the inside of the glass container to the atmosphere, 10 g of tetrahydrofuran (THF) was added to the resulting solution. And the solution which added THF was dripped in 300 g of methanol, and the polymer was deposited. Thereafter, the solution containing the precipitated polymer was filtered through a Kiriyama funnel to obtain a white coagulated product (polymer). This polymer was directly used as a polymer. The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained polymer were measured. In addition, the surface free energy of a film (film) produced using the obtained polymer was measured. The results are shown in Table 1. Further, the obtained polymer contained 50 mol% of α-chloroacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl units and 50 mol% of α-methylstyrene units.
<Preparation of positive resist composition>
The obtained polymer was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent to prepare a resist solution (positive resist composition) having a polymer concentration of 11% by mass. And γ value (clarity) and Eth (sensitivity) were evaluated according to the following. The results are shown in Table 1.
<Γ value (clarity)>
Using a spin coater (manufactured by Mikasa, MS-A150), the positive resist composition was applied on a silicon wafer having a diameter of 4 inches to a thickness of 500 nm. The applied positive resist composition was heated on a hot plate at a temperature of 180 ° C. for 3 minutes to form a resist film on the silicon wafer (resist film forming step). Then, using an electron beam drawing apparatus (ELS-S50, manufactured by Elionix Co., Ltd.), a plurality of patterns (dimensions 500 μm × 500 μm) with different electron beam irradiation amounts are drawn on the resist film (exposure process) as a developer. Then, development processing was performed for 1 minute at a temperature of 23 ° C. using methanol (carbon number: 1) (development process). Thereafter, rinsing was performed for 10 seconds with a fluorocarbon solvent (Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd., Bertrell XF (registered trademark), CF 3 CFHCHFCF 2 CF 3 ). The irradiation amount of the electron beam was varied in the range of 4μC / cm 2 of 200μC / cm 2 by 4μC / cm 2. Next, the thickness of the resist film in the drawn portion is measured with an optical film thickness meter (Dainippon Screen, Lambda Ace), the common logarithm of the total irradiation amount of the electron beam, and the remaining film ratio of the resist film after development (= (Film thickness of developed resist film / film thickness of resist film formed on a silicon wafer)) was created, and a sensitivity curve (horizontal axis: total electron beam) was obtained. With respect to the common logarithm of the irradiation amount, the vertical axis: the remaining film ratio of the resist film (0 ≦ remaining film ratio ≦ 1.00)), the γ value was determined using the following formula, where E 0 Fits the sensitivity curve to a quadratic function in the range of the residual film ratio of 0.20 to 0.80, and the residual function is obtained with respect to the obtained quadratic function (function of the residual film ratio and the common logarithm of the total irradiation amount) a total dose of log obtained when substituting film ratio 0. Moreover, E 1 is the residual film rate on the resulting quadratic function A straight line (approximate line of the slope of the sensitivity curve) connecting the point and the remaining film rate of 0.50 is created, and for the obtained straight line (a function of the remaining film rate and the common logarithm of the total irradiation amount) This is the logarithm of the total irradiation amount obtained when substituting the remaining film ratio of 1.00, and the following equation represents the slope of the straight line between the remaining film ratios of 0 and 1.00.
Figure 2018106062
The larger the γ value, the larger the slope of the sensitivity curve, indicating that a clear pattern can be formed better.
<Eth (sensitivity)>
A resist film was formed on a silicon wafer in the same manner as the “γ value (clarity)” evaluation method. The initial thickness T 0 of the obtained resist film was measured with an optical film thickness meter (manufactured by Dainippon Screen, Lambda Ace). Further, the total electron beam dose Eth (μC / cm 2 ) when the remaining film rate of the straight line (approximate line of the slope of the sensitivity curve) obtained at the time of calculating the γ value was 0 was obtained. Note that the smaller the value of Eth, the higher the sensitivity of the resist film and the higher the resist pattern formation efficiency.

(実施例2)
現像工程にて、現像液として、メタノールに代えてエタノール(炭素数:2)を用いたこと以外、実施例1と同様にして、レジストパターンを形成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
In the development step, a resist pattern was formed and evaluated in the same manner as in Example 1, except that ethanol (carbon number: 2) was used instead of methanol as a developer. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
現像工程にて、現像液として、メタノールに代えて1−プロパノール(炭素数:3、直鎖)を用いたこと以外、実施例1と同様にして、レジストパターンを形成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
In the development process, a resist pattern was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1-propanol (carbon number: 3, linear) was used instead of methanol as the developer. . The results are shown in Table 1.

(実施例4)
現像工程にて、現像液として、メタノールに代えて1−ブタノール(炭素数:4、直鎖)を用いたこと以外、実施例1と同様にして、レジストパターンを形成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
Example 4
In the development step, a resist pattern was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1-butanol (carbon number: 4, linear) was used instead of methanol as the developer. . The results are shown in Table 1.

(比較例1)
以下の通りに調製した重合体を用いてポジ型レジスト組成物を調製し、かかるポジ型レジスト組成物を用いて実施例1と同様のレジスト膜形成工程及び露光工程を実施した。現像工程において、現像液として酢酸アミル(日本ゼオン社製、ZED−N50、製造上不可避的に混入した不純物を含む)を用いた。そして、実施例1と同様にして、各評価を行った。結果を表1に示す。
<重合体の調製>
単量体としてのα−クロロアクリル酸メチル(ACAM)3.0g及びα−メチルスチレン(AMS)6.88gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.47gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.01091gとを含む単量体組成物をガラス容器に入れ、ガラス容器を密閉及び窒素置換して、窒素雰囲気下、78℃の恒温槽内で6.5時間撹拌した。その後、室温に戻し、ガラス容器内を大気解放した後、得られた溶液にテトラヒドロフラン(THF)30gを加えた。そして、THFを加えた溶液をメタノール300g中に滴下し、重合物を析出させた。その後、析出した重合物を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の凝固物(重合物)を得た。この重合物を、そのまま重合体とした。得られた重合体について各種測定を行った。また、得られた重合体は、α−メチルスチレン単位とα−クロロアクリル酸メチル単位とを50mol%ずつ含んでいた。
<ポジ型レジスト組成物の調製>
得られた重合体を溶剤としてのアニソールに溶解させ、重合体の濃度が11質量%であるレジスト溶液(ポジ型レジスト組成物)を調製した。
(Comparative Example 1)
A positive resist composition was prepared using the polymer prepared as follows, and a resist film forming step and an exposure step similar to those in Example 1 were performed using the positive resist composition. In the development step, amyl acetate (manufactured by Zeon Corporation, ZED-N50, including impurities inevitably mixed in production) was used as a developer. Each evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
<Preparation of polymer>
Α-methyl chloroacrylate (ACAM) 3.0 g and α-methylstyrene (AMS) 6.88 g as monomers, 2.47 g of cyclopentanone as a solvent, and azobisisobutyrate as a polymerization initiator A monomer composition containing 0.01091 g of nitrile was placed in a glass container, the glass container was sealed and purged with nitrogen, and stirred in a thermostat at 78 ° C. for 6.5 hours under a nitrogen atmosphere. Then, after returning to room temperature and releasing the inside of the glass container to the atmosphere, 30 g of tetrahydrofuran (THF) was added to the resulting solution. And the solution which added THF was dripped in 300 g of methanol, and the polymer was deposited. Thereafter, the solution containing the precipitated polymer was filtered through a Kiriyama funnel to obtain a white coagulated product (polymer). This polymer was directly used as a polymer. Various measurements were performed on the obtained polymer. Moreover, the obtained polymer contained 50 mol% of α-methylstyrene units and α-methyl chloroacrylate units.
<Preparation of positive resist composition>
The obtained polymer was dissolved in anisole as a solvent to prepare a resist solution (positive resist composition) having a polymer concentration of 11% by mass.

(比較例2)
現像工程にて、現像液として、酢酸アミルに代えてフルオロカーボン溶剤(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製、バートレルXF(登録商標)、CFCFHCFHCFCF)を用いたこと以外、比較例1と同様にして、レジストパターンを形成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 1 except that in the development step, a fluorocarbon solvent (Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd., Vertrel XF (registered trademark), CF 3 CFHCCFHCF 2 CF 3 ) was used as a developer instead of amyl acetate. Similarly, a resist pattern was formed and each evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

(比較例3〜6)
現像工程にて使用する現像液を、表1に示すようにそれぞれ変更した以外は比較例1と同様にしてレジストパターンを形成し、各評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 3-6)
A resist pattern was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the developer used in the development step was changed as shown in Table 1, and each evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

Figure 2018106062
Figure 2018106062

表1より、フッ素原子の合計数が3である所定の単量体単位(A)及び(B)を含む重合体よりなるレジスト膜を、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液を用いて現像した実施例では、Ethの値が十分に低く、且つγ値が十分に高いことが分かる。換言すれば、実施例にかかるレジストパターン形成方法によれば、明瞭性の高いレジストパターンが高感度で得られたことが分かる。
一方、フッ素原子を含まない重合体よりなるレジスト膜を、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含まない現像液を用いた比較例1〜2では、Ethの値を十分に低くすることと、γ値を十分に高めることとを両立することができなかったことが分かる。換言すれば、比較例1〜2では、高い明瞭性と良好な感度とを両立できなかったことが分かる。さらに、フッ素原子を含まない重合体よりなるレジスト膜を、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液で現像することを試みた比較例3〜6では、露光工程を経たレジスト膜を現像工程にて現像しようとしたところ、レジスト膜中の露光部分が現像液に対して十分に溶解しなかった。このため、レジスト膜を現像することができず、レジストパターンを形成することができなかった。
From Table 1, a resist film made of a polymer containing predetermined monomer units (A) and (B) having a total number of fluorine atoms of 3 is a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms. It can be seen that in the examples developed using these, the value of Eth is sufficiently low and the γ value is sufficiently high. In other words, according to the resist pattern forming method according to the example, it can be seen that a resist pattern with high clarity was obtained with high sensitivity.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which a resist film made of a polymer containing no fluorine atom and a developer containing no linear alcohol having 4 or less carbon atoms is used, the value of Eth is sufficiently lowered, It can be seen that it was not possible to achieve a sufficiently high γ value. In other words, it can be seen that Comparative Examples 1 and 2 could not achieve both high clarity and good sensitivity. Furthermore, in Comparative Examples 3 to 6 in which a resist film made of a polymer containing no fluorine atom was developed with a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms, the resist film after the exposure process was developed. When trying to develop in the process, the exposed portion in the resist film was not sufficiently dissolved in the developer. For this reason, the resist film could not be developed and a resist pattern could not be formed.

次に、現像時間を異ならせて、レジストパターン形成方法を実施した結果を実施例5〜9に示す。これらの実施例5〜9、及び上述した実施例1及び2については、下記に従って残膜率も評価した。   Next, Examples 5 to 9 show the results of performing the resist pattern forming method with different development times. About these Examples 5-9 and Example 1 and 2 mentioned above, the remaining film rate was also evaluated according to the following.

<残膜率の決定>
感度曲線作成時に使用した、4μC/cm2から200μC/cm2の範囲内で4μC/cm2ずつ異ならせた電子線の照射量(すなわち、4、8、12、16・・・196、200μC/cm2)を、それぞれ上述のように決定したEthで除した。
得られた値(電子線の照射量/Eth)が0.95となる電子線の照射量が存在すれば、その電子線の照射量における残膜率を、残膜率(0.95Eth)とした。
得られた値(電子線の照射量/Eth)が0.95となる電子線の照射量が存在しない場合、これらの値のうち、0.95に最も近接する2つの値を特定し、この2点における電子線の照射量を、それぞれP(μC/cm2)、P+4(μC/cm2)とした。そして、下記式により、残膜率(0.95Eth)を決定した。結果を表1に示す。
残膜率(0.95Eth)=S−{(S−T)/(V−U)}×(0.95−U)
この式中、
Sは電子線の照射量Pにおける残膜率を示し、
Tは電子線の照射量P+4における残膜率を示し、
UはP/Ethを示し、そして、
Vは(P+4)/Ethを示す。
同様にして、得られた値(電子線の照射量/Eth)が0.97となる電子線の照射量における残膜率(0.97Eth)、及び得られた値(電子線の照射量/Eth)が0.93となる電子線の照射量における残膜率(0.93Eth)を決定した。
ここで算出したような0.97Eth、0.95Eth、及び0.93Ethにおける残膜率が高いほど、残膜率を概ね0とすることができる電子線の総照射量よりも低い照射量では、レジスト膜が現像液に対して溶解しにくいということである。換言すれば、レジストパターンの周辺領域である非露光領域では、レジスト膜の現像液に対する溶解性が低いということである。したがって、上述のようにして算出した残膜率が高いということは、レジスト膜上で溶解されてパターンを形成すべき領域と、溶解せずに残るべき領域との境界が明瞭であり、パターンの明瞭性が高いということを意味する。
<Determination of remaining film ratio>
Was used when the sensitivity curve creation, the dose of the electron beam having different portions 4μC / cm 2 in a range of 4μC / cm 2 of 200μC / cm 2 (i.e., 4,8,12,16 ··· 196,200μC / cm 2 ) was divided by the Eth determined as described above.
If there is an electron beam irradiation amount at which the obtained value (electron beam irradiation amount / Eth) is 0.95, the remaining film rate at the electron beam irradiation amount is expressed as a residual film rate (0.95 Eth). did.
When there is no electron beam irradiation amount at which the obtained value (electron beam irradiation amount / Eth) is 0.95, among these values, two values closest to 0.95 are specified. The electron beam doses at the two points were P (μC / cm 2 ) and P + 4 (μC / cm 2 ), respectively. And the remaining film rate (0.95 Eth) was determined by the following formula. The results are shown in Table 1.
Residual film ratio (0.95 Eth) = S − {(ST) / (V−U)} × (0.95−U)
In this formula,
S represents the remaining film rate at the electron beam irradiation dose P;
T represents the remaining film rate at the electron beam irradiation dose P + 4,
U represents P / Eth and
V represents (P + 4) / Eth.
Similarly, the remaining film ratio (0.97 Eth) at the electron beam irradiation amount at which the obtained value (electron beam irradiation amount / Eth) becomes 0.97, and the obtained value (electron beam irradiation amount / Eth). The residual film ratio (0.93Eth) was determined at the electron beam irradiation dose with which Eth) was 0.93.
The higher the remaining film rate at 0.97Eth, 0.95Eth, and 0.93Eth as calculated here, the lower the irradiation amount than the total irradiation amount of the electron beam that can make the remaining film rate substantially 0, This means that the resist film is difficult to dissolve in the developer. In other words, the solubility of the resist film in the developing solution is low in the non-exposed area which is the peripheral area of the resist pattern. Therefore, the fact that the remaining film ratio calculated as described above is high means that the boundary between the area that should be dissolved on the resist film to form the pattern and the area that should remain without being dissolved is clear. Means high clarity.

(実施例5〜6)
現像工程における現像時間を、それぞれ、2分(実施例5)、3分(実施例6)に変更した以外は実施例1と同様にして、レジストパターンを形成した。そして、実施例1と同様にEth及びγ値を評価し、上記に従って残膜率を評価した。結果を表2に示す。
(Examples 5-6)
A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the development time in the development process was changed to 2 minutes (Example 5) and 3 minutes (Example 6), respectively. And Eth and (gamma) value were evaluated similarly to Example 1, and the remaining film rate was evaluated according to the above. The results are shown in Table 2.

(実施例7〜9)
現像工程における現像時間を、2分(実施例7)、3分(実施例8)、及び4分(実施例9)とした以外は実施例1と同様にして、レジストパターンを形成した。そして、実施例1と同様にEth及びγ値を評価し、上記に従って残膜率を評価した。結果を表2に示す。
(Examples 7 to 9)
A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the development time in the development process was 2 minutes (Example 7), 3 minutes (Example 8), and 4 minutes (Example 9). And Eth and (gamma) value were evaluated similarly to Example 1, and the remaining film rate was evaluated according to the above. The results are shown in Table 2.

Figure 2018106062
Figure 2018106062

表2より、現像時間を1分以上4分以下とした場合に、Ethの値が十分に低く、且つ、γ値及び残膜率の値が十分に高く、特に、現像時間を2分以上3分以下とした場合に、Ethの値が一層十分に低く、γ値及び残膜率の値が一層十分に高いことがわかる。換言すれば、実施例にかかるレジストパターン形成方法にて、現像時間を上記好適範囲内としたことで、明瞭性の高いレジストパターンが高感度で得られたことが分かる。   From Table 2, when the development time is 1 minute or more and 4 minutes or less, the value of Eth is sufficiently low, and the values of the γ value and the remaining film ratio are sufficiently high. In particular, the development time is 2 minutes or more and 3 minutes or less. It can be seen that when the time is less than or equal to the minute, the value of Eth is sufficiently lower, and the values of the γ value and the remaining film ratio are much higher. In other words, in the resist pattern forming method according to the example, it can be seen that a resist pattern with high clarity was obtained with high sensitivity by setting the development time within the above-mentioned preferable range.

本発明のレジストパターン形成方法によれば、明瞭なレジストパターンを高感度で形成することができる。   According to the resist pattern forming method of the present invention, a clear resist pattern can be formed with high sensitivity.

Claims (6)

重合体及び溶剤を含有するポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(A)と、前記レジスト膜を露光する工程(B)と、前記露光されたレジスト膜を現像する工程(C)とを含むレジストパターン形成方法であって、
前記重合体は、
下記一般式(I):
Figure 2018106062
〔式(I)中、Rは、非置換の有機基またはフッ素原子で置換された有機基(但し、フッ素原子の数は1以上4以下である。)である。〕
で表される単量体単位(A)と、
下記一般式(II):
Figure 2018106062
〔式(II)中、Rは、水素原子、フッ素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、水素原子、非置換のアルキル基またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、p及びqは、0以上5以下の整数であり、p+q=5である。〕
で表される単量体単位(B)とを有し、且つ、前記R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が1以上であり、
前記現像を、炭素数が4以下の直鎖アルコールを含む現像液を用いて行うことを特徴とする、レジストパターン形成方法。
A step (A) of forming a resist film using a positive resist composition containing a polymer and a solvent, a step (B) of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film (C And a resist pattern forming method comprising:
The polymer is
The following general formula (I):
Figure 2018106062
[In the formula (I), R 1 represents an unsubstituted organic group or an organic group substituted with a fluorine atom (provided that the number of fluorine atoms is 1 or more and 4 or less). ]
A monomer unit (A) represented by:
The following general formula (II):
Figure 2018106062
[In Formula (II), R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an unsubstituted alkyl group or an alkyl group substituted with a fluorine atom, and R 3 is a hydrogen atom, an unsubstituted alkyl group or a fluorine atom. It is a substituted alkyl group, p and q are integers of 0 or more and 5 or less, and p + q = 5. ]
And the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 1 or more, and the monomer unit (B) represented by
The resist pattern forming method, wherein the development is performed using a developer containing a linear alcohol having 4 or less carbon atoms.
前記R〜Rに含まれるフッ素原子の合計数が4以下である、請求項1に記載のレジストパターン形成方法。 The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the total number of fluorine atoms contained in R 1 to R 3 is 4 or less. 前記重合体の表面自由エネルギーが26mJ/m以上35mJ/m以下である、請求項1または2に記載のレジストパターン形成方法。 The surface free energy of the polymer is 26 mJ / m 2 or more 35 mJ / m 2 or less, a resist pattern forming method according to claim 1 or 2. 前記直鎖アルコールが、メタノール、エタノール及び1−プロパノールからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜3の何れかに記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern formation method in any one of Claims 1-3 whose said linear alcohol is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of methanol, ethanol, and 1-propanol. 前記Rが2,2,2−トリフルオロエチル基、pが5、及びqが0であり、前記Rが水素原子もしくはフッ素原子である、請求項1〜4の何れかに記載のレジストパターン形成方法。 The resist according to claim 1, wherein R 1 is a 2,2,2-trifluoroethyl group, p is 5, and q is 0, and R 2 is a hydrogen atom or a fluorine atom. Pattern formation method. 前記工程(C)における現像時間が1分以上4分以下である、請求項1〜5の何れかに記載のレジストパターン形成方法。   The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the development time in the step (C) is from 1 minute to 4 minutes.
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