JP2018106066A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を抑えて効率よくレジストパターンを形成する方法の提供。【解決手段】特定の式で表わされる単量体単位(A)及び、α−メチルスチレン単量体他の単位(B)を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する工程と、露光工程と、現像工程と、乾燥工程とを含む、レジストパターン形成方法。【選択図】なし

Description

本発明は、レジストパターン形成方法に関し、特には、ポジ型レジストとして好適に使用し得る重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法に関するものである。
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。
例えば特許文献1には、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(ACAM)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開示されている。そして特許文献1によれば、上記ポジ型レジストは高感度であり、電離放射線等の照射量が少ない場合であっても良好なレジストパターンを形成することができる。
特公平8−3636号公報
ここで、レジストを用いたレジストパターンの形成プロセスでは、通常、電離放射線等の照射による露光処理、および現像液による現像処理を経て得られた現像膜に対して、リンス液を用いたリンス処理を行うことで、現像膜表面に残存した現像液を除去して現像を停止させる。そして、リンス液としては、パターントップの目減りを抑制して良好な形状のレジスパターンを得るべく、レジストを構成する重合体が溶解し難く、現像液の置換が容易で、かつ揮発性の高い貧溶媒が用いられている。
しかしながら、特許文献1に記載の重合体からなる現像膜に対してリンス処理を行うと、電離放射線等の照射により低分子量化して現像液中に溶解していた重合体が、貧溶媒であるリンス液の使用により残渣として析出してしまう場合があった。このような残渣は、レジストパターン表面に付着して、当該レジストパターンを用いた回路等の作製の際に欠陥を生じさせる虞がある。
そこで、本発明は、レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を抑えて効率よくレジストパターンを形成する方法を提供することを目的とする。
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、主鎖切断型のポジ型レジストとして、フッ素原子を3つ以上含有する所定の単量体を用いて形成した所定の重合体を用いると共に、現像膜表面に残存する現像液の除去を乾燥により行うことで、レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を低減して効率よくレジストパターンを形成しうることを見出し、本発明を完成させた。
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、下記一般式(I):
Figure 2018106066
(式(I)中、Rは、塩素原子、フッ素原子またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、フッ素原子の数が3以上11以下の有機基であり、Rおよび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、互いに同一でも異なっていてもよい。)で表される単量体単位(A)と、
下記一般式(II):
Figure 2018106066
(式(II)中、R、R、Rおよび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、互いに同一でも異なっていてもよく、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および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)とを有する重合体と、溶剤とを含む、ポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、露光された前記レジスト膜を現像液と接触させて現像し、現像膜を得る工程と、前記現像膜を乾燥させて、前記現像膜表面に残存する前記現像液を除去する工程と、を含むことを特徴とする。上述した単量体単位(A)および単量体単位(B)を含有する重合体は、十分に高い感度を有する。そして、この重合体を含んでなるポジ型レジスト組成物を用いて現像膜を形成し、当該現像膜を乾燥させれば、リンス液を用いたリンス処理を行わずとも、現像膜表面に残存する現像液を除去することができる。従って、上述したレジストパターン形成方法を用いれば、レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を低減して効率よくレジストパターンを形成することができる。
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。
ここで、本発明のレジストパターン形成方法では、前記現像膜の乾燥を、気体を吹き付けることにより行うことが好ましい。気体の吹き付けにより現像膜を乾燥させれば、現像膜表面に残存する現像液を、気化させるのみならず物理的に吹き飛ばすことができ、現像膜の乾燥を効率的に行うことができる。
また、本発明のレジストパターン形成方法では、前記Rが塩素原子であることが好ましい。単量体単位(A)のRが塩素原子であれば、電離放射線等を照射した際の主鎖の切断性を向上させることができる。従って、電離放射線等の照射量を更に低減して、レジストパターンを一層効率よく形成することができる。また、単量体単位(A)のRが塩素原子の重合体は調製し易い。
更に、本発明のレジストパターン形成方法では、前記RおよびRが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い。単量体単位(A)のRおよびRが水素原子または非置換のアルキル基であれば、電離放射線等を照射した際の主鎖の切断性を向上させることができる。従って、電離放射線等の照射量を更に低減して、レジストパターンを一層効率よく形成することができる。
そして、本発明のレジストパターン形成方法では、前記R〜Rが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い。単量体単位(B)のR〜Rが水素原子または非置換のアルキル基である重合体は、電離放射線等を照射した際の主鎖の切断性を向上させることができる。従って、電離放射線等の照射量を更に低減して、レジストパターンを一層効率よく形成することができる。また、単量体単位(B)のR〜Rが水素原子または非置換のアルキル基である重合体は調製し易い。
ここで、本発明のレジストパターン形成方法では、前記現像液の表面張力が17mN/m以下であることが好ましい。表面張力が17mN/m以下である現像液は、微細な間隙に進入し易い。そのため、表面張力が17mN/m以下である現像液を用いて現像を行えば、得られるレジストパターンの明瞭性を向上させることができる。
なお、本発明において、現像液の表面張力は、例えば、25℃において、輪環法を用いて測定することができる。
本発明のレジストパターン形成方法によれば、レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を抑えて効率よくレジストパターンを形成することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明のレジストパターン形成方法は、フッ素原子を3つ以上含有する所定の単量体を用いて形成した所定の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する工程(レジスト膜形成工程)、レジスト膜を露光する工程(露光工程)、露光後のレジスト膜を現像液と接触させて現像し、現像膜を得る工程(現像工程)、および、現像膜を乾燥させて、現像膜表面に残存する現像液を除去する工程(乾燥工程)を、少なくとも含む。そして、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。
(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およ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。
<ポジ型レジスト組成物>
ポジ型レジスト組成物は、以下に詳述するフッ素原子を含有する所定の重合体と、溶剤とを含み、任意に、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する。
<<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、下記の一般式(I):
Figure 2018106066
(式(I)中、Rは、塩素原子、フッ素原子またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、フッ素原子の数が3以上11以下の有機基であり、Rおよび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およびRは互いに同一でも異なっていてもよい。)で表される単量体単位(A)と、
下記の一般式(II):
Figure 2018106066
(式(II)中、R、R、Rおよび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、R、RおよびRは互いに同一でも異なっていてもよく、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および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、を有する。
なお、上述した重合体は、単量体単位(A)および単量体単位(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)および単量体単位(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)および単量体単位(B)のみを含む)ことがさらに好ましい。
また、上述した重合体は、単量体単位(A)および単量体単位(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R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。
ここで、上述した重合体は、所定の単量体単位(A)および単量体単位(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。
なお、上述した重合体は、少なくとも単量体単位(A)が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単量体単位を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乾燥により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。
[単量体単位(A)]
ここで、単量体単位(A)は、下記の一般式(III):
Figure 2018106066
(式(III)中、R〜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。
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。
ここで、式(I)および式(III)中のR、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。
また、式(I)および式(III)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10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。
そして、電離放射線等を照射した際の重合体の主鎖の切断性を向上させる観点からは、式(I)および式(III)中のRは、塩素原子、フッ素原子またはフッ素原子で置換された炭素数1以上5以下のアルキル基であることが好ましく、塩素原子、フッ素原子またはパーフルオロメチル基であることがより好ましく、塩素原子またはフッ素原子であることが更に好ましく、塩素原子であることが特に好ましい。なお、式(III)中のRが塩素原子である単量体(a)は、重合性に優れており、式(I)中のRが塩素原子である単量体単位(A)を有する重合体は、調製が容易であるという点においても優れている。
更に、電離放射線等を照射した際の重合体の主鎖の切断性を向上させる観点からは、式(I)および式(III)中のRおよびRは、それぞれ、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。
また、電離放射線等を照射した際の重合体の主鎖の切断性を向上させる観点から、式(I)および式(III)中のRは、フッ素原子の数が3以上の有機基であることが必要であり、フッ素原子の数が5以上の有機基であることが好ましい。一方、ポジ型レジストとして用いた際に得られるレジストパターンの明瞭性を確保する観点からは、式(I)および式(III)中のRは、フッ素原子の数が11以下の有機基であることが必要であり、フッ素原子の数が7以下の有機基であることが好ましく、フッ素原子の数が6以下の有機基であることがより好ましい。そして、式(I)および式(III)中のRは、フッ素原子の数が5の有機基であることが特に好ましい。
なお、Rの炭素数は、2以上10以下であることが好ましく、3以上4以下であることがより好ましく、3であることが更に好ましい。炭素数が少な過ぎると、現像液に対する溶解度が向上しないことがあり、炭素数が多過ぎると、ガラス転移点が低下して、パターンの明瞭性が担保できないことがある。
具体的には、式(I)及び式(III)中のRは、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。
ここで、前記フルオロアルキル基としては、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)、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基(フッ素原子の数が5、炭素数が3)、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基(フッ素原子の数が5、炭素数が4)、2−(パーフルオロブチル)エチル基(フッ素原子の数が9、炭素数が6)、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)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル基(フッ素原子の数が8、炭素数が5)、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル基(フッ素原子の数が6、炭素数が3)、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル基(フッ素原子の数が6、炭素数が4)、2,2,3,3,4,4,4−へプタフルオロブチル基(フッ素原子の数が7、炭素数が4)、または1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基(フッ素原子の数が7、炭素数が3)であることが好ましく、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル基、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル基、2,2,3,3,4,4,4−へプタフルオロブチル基、または1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基であることがより好ましく、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基であることが更に好ましい。
また、前記フルオロアルコキシアルキル基としては、例えば、ペンタフルオロエトキシメチル基(フッ素原子の数が5、炭素数が3)またはペンタフルオロエトキシエチル基(フッ素原子の数が5、炭素数が4)であることが好ましい。
また、前記フルオロアルコキシアルケニル基としては、例えば、ペンタフルオロエトキシビニル基(フッ素原子の数が5、炭素数が4)であることが好ましい。
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2,2,2−トリフルオロエチル、α−クロロアクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、α−クロロアクリル酸3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル、α−クロロアクリル酸2−(パーフルオロブチル)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、α−クロロアクリル酸1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル、α−クロロアクリル酸1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル、α−クロロアクリル酸1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル、α−クロロアクリル酸2,2,3,3,4,4,4−へプタフルオロブチル、α−クロロアクリル酸1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチルなどのα−クロロアクリル酸フルオロアルキルエステル;α−フルオロアクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、α−フルオロアクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、α−フルオロアクリル酸3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル、α−フルオロアクリル酸2−(パーフルオロブチル)エチル、α−フルオロアクリル酸1H,1H,3H−テトラフルオロプロピル、α−フルオロアクリル酸1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル、α−フルオロアクリル酸1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル、α−フルオロアクリル酸1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル、α−フルオロアクリル酸2,2,3,3,4,4,4−へプタフルオロブチル、α−フルオロアクリル酸1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチルなどのα−フルオロアクリル酸フルオロアルキルエステル;α−クロロアクリル酸ペンタフルオロエトキシメチルエステル、α−クロロアクリル酸ペンタフルオロエトキシエチルエステル等のα−クロロアクリル酸フルオロアルコキシアルキルエステル;α−フルオロアクリル酸ペンタフルオロエトキシメチルエステル、α−フルオロアクリル酸ペンタフルオロエトキシエチルエステル等のα−フルオロアクリル酸フルオロアルコキシアルキルエステル;α−クロロアクリル酸ペンタフルオロエトキシビニルエステル等のα−クロロアクリル酸フルオロアルコキシアルケニルエステル;α−フルオロアクリル酸ペンタフルオロエトキシビニルエステル等のα−フルオロアクリル酸フルオロアルコキシアルケニルエステル;などが挙げられる。
なお、電離放射線等を照射した際の重合体の主鎖の切断性を更に向上させる観点からは、単量体単位(A)は、α−クロロアクリル酸フルオロアルキルエステルに由来する構造単位であることが好ましい。即ち、式(I)および式(III)中のR、R、Rは、Rが塩素原子であり、RおよびRが水素原子であることが好ましい。
[単量体単位(B)]
また、単量体単位(B)は、下記の一般式(IV):
Figure 2018106066
(式(IV)中、R〜R、並びに、pおよび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。
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。
ここで、式(II)および式(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。
また、式(II)および式(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。
そして、重合体の調製の容易性および電離放射線等を照射した際の主鎖の切断性を向上させる観点からは、式(II)および式(IV)中のRは、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、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、メチル基であることが更に好ましい。
また、重合体の調製の容易性を向上させる観点からは、式(II)および式(IV)中に複数存在するRおよび/または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。
なお、重合体の調製の容易性を向上させる観点からは、式(II)および式(IV)中のpが5であり、qが0であり、5つあるRの全てが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、5つあるRの全てが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、5つあるRの全てが水素原子であることが更に好ましい。
また、現像液に対する溶解性の観点からは、式(II)及び式(IV)中に複数存在するR及びRのいずれかにフッ素原子を1つ含有させることが好ましい。
一方、重合体をレジストパターンの形成に使用した際にレジストパターンの倒れの発生およびパターン崩れを抑制する観点からは、式(II)および式(IV)中に複数存在するRおよび/またはRは、フッ素原子またはフッ素原子で置換されたアルキル基を含むことが好ましく、フッ素原子またはフッ素原子で置換された炭素数1以上5以下のアルキル基を含むことがより好ましい。
更に、重合体の調製の容易性および電離放射線等を照射した際の主鎖の切断性を向上させる観点からは、式(II)および式(IV)中のRおよびRは、それぞれ、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。
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)およびその誘導体が挙げられる。
Figure 2018106066
なお、重合体の調製の容易性を向上させる観点からは、単量体単位(B)は、フッ素原子を含有しないことが好ましく、α−メチルスチレンに由来する構造単位であることがより好ましい。即ち、式(II)および式(IV)中のR〜R、並びに、pおよびqは、p=5、q=0であり、Rがメチル基であり、5つあるRが全て水素原子であり、RおよびRが水素原子であることが特に好ましい。また、現像液に対する溶解性の観点からは、単量体単位(B)は、フッ素原子を1つ含有することが好ましい。例えば、式(II)及び式(IV)中のR〜R、並びに、pおよびqは、p=5、q=0であり、Rがメチル基であり、5つあるRのいずれか1つがフッ素原子であり且つその他の4つが水素原子であり、RおよびRが水素原子であることが特に好ましい。
[重量平均分子量]
ここで、重合体の重量平均分子量(Mw)は、10,000以上であることが好ましく、20,000以上であることがより好ましい。重合体の重量平均分子量(Mw)が10,000以上であれば、低い照射量でレジスト膜の現像液に対する溶解性が過剰に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。
[数平均分子量]
また、重合体の数平均分子量(Mn)は、5000以上であることが好ましく、10000以上であることがより好ましい。重合体の数平均分子量(Mn)が5000以上であれば、低い照射量でレジスト膜の現像液に対する溶解性が過剰に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。
[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1.15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1.70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。
[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15mJ/m以上であることが好ましく、20mJ/m以上であることがより好ましく、30mJ/m以下であることが好ましく、25mJ/m以下であることがより好ましい。表面自由エネルギーが15mJ/m以上であれば、濡れ性を担保した現像液を選択することができる。表面自由エネルギーが30mJ/m以下であれば、選択的に照射領域を溶解させることができる。
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)および分散力項(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することができる。
[重合体の調製方法]
そして、上述した単量体単位(A)および単量体単位(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、重量平均分子量および数平均分子量は、重合条件およ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、重量平均分子量および数平均分子量は、重合温度を高くすれば、小さくすることができる。更に、重量平均分子量および数平均分子量は、重合時間を短くすれば、小さくすることができる。
−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)および単量体(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および数平均分子量は、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、重量平均分子量および数平均分子量は、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。
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。
−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。
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、良溶媒およ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、重量平均分子量およ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。
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。
<<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。
(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。
(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、被加工物上に現像膜を形成する。
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。
<現像液>
現像液は、表面張力が17mN/m以下であることが好ましく、16.5mN/m以下であることがより好ましく、15mN/m以下であることが更に好ましい。上述した所定の重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いて形成したレジスト膜は表面エネルギーが低くなるが、現像液の表面張力が17mN/m以下であれば、現像対象とするレジストパターンが微細な場合であっても、微細な間隙に現像液が進入し易い。そのため、そのため、表面張力が17mN/m以下である現像液を用いて現像を行えば、得られるレジストパターンの明瞭性を向上させることができる。さらに、現像液としては、沸点が63℃以下である溶剤を使用することが好ましく、60℃以下である溶剤を使用することがより好ましく、58℃以下である溶剤を使用することが更に好ましい。沸点が63℃以下である溶剤を現像液として使用すれば、続く乾燥工程における現像膜の乾燥が容易となる。
表面張力が17mN/m以下である現像液としては、フッ素系溶剤を用いることができる。そしてフッ素系溶剤としては、例えば、CFCFHCFHCFCF(表面張力:14.1mN/m)、CFCFCHCl(表面張力16.2mN/m)、CClFCFCHClF(表面張力16.2mN/m)、CFCFCFCFOCH(表面張力13.6mN/m)、C18(表面張力13.6mN/m)、COC(表面張力13.6mN/m)、CCF(OCH)C(表面張力15.1mN/m)等のフルオロカーボン、及びこれらの混合物を用いることができ、中でも、CFCFHCFHCFCFを用いることが好ましい。なお、現像液として使用可能なフッ素系溶剤の選定にあたり、露光工程を実施する前のレジスト膜を溶解しないフッ素系溶剤を選択することが好ましい。さらに、現像液としての表面張力が17mN/m以下となる限りにおいて、表面張力が17超えの溶剤を17以下の溶剤と混合して用いてもよい。混合可能な溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール;2−プロパノール(イソプロピルアルコール)等のアルコール;酢酸アミル、酢酸ヘキシルなどのアルキル基を有する酢酸エステル;などが挙げられる。現像液全体としての表面張力が17mN/m以下となる限りにおいて、上述した重合体を用いて形成されたレジスト膜の溶解性が種々異なるこれらの溶剤を混合することで、レジストパターンの微細な間隙に対する侵入容易性と、レジスト膜の溶解性とを両立させることができる。一方、単一種の溶剤を用いると、回収乃至再利用がし易い点で有利である。また、現像液のSP値は、6.2〜7.3であることが好ましい。現像液のSP値が6.2〜7.3であると、ポリマーを速やかに溶解し、明瞭なパターンを形成することができる。なお、フッ素系溶剤を含む複数の溶剤の混合物を現像液とする場合に、現像液全体に対するフッ素系溶剤の占める比率は、50体積%超であることが好ましく、75体積%超であることがより好ましく、90体積%以上であることがさらに好ましく、95体積%以上であることが特に好ましい。
<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、例えば、現像液としてCFCFHCFHCFCF等の表面張力が17mN/m以下の現像液を使用した場合、10秒以上好ましく、30秒以上がより好ましく、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、10分以下が更に好ましく、5分以下が特に好ましい。
(乾燥工程)
乾燥工程では、上述した現像工程で得られた現像膜を乾燥させて、現像膜表面に残存する現像液を除去する。このような乾燥工程を行うことで、リンス処理を行わずに現像液を除去することができ、結果として、リンス処理に起因するレジストパターン表面への残渣の付着を抑制することができる。
ここで、乾燥方法は、現像液を除去して現像膜を乾燥させることができれば特に限定されないが、現像膜に空気や窒素などの気体を吹き付けて乾燥させることが好ましい。気体の吹き付けにより現像膜を乾燥させれば、現像膜表面に残存する現像液を、気化させるのみならず物理的に吹き飛ばすことができ、現像膜の乾燥を効率的に行うことができる。
また、吹き付ける気体の温度は、特に限定されないが、5℃以上50℃以下とすることができる。そして、気体を吹き付ける時間は、特に限定されないが、0.1秒以上10分以下とすることができる。
なお、上述したように、本発明のレジストパターン形成方法では、リンス液を用いたリンス処理を行わずとも現像を停止することができる。一方で、乾燥工程後に更に残存しうる少量の現像液を除去しつつ、乾燥後の現像膜表面に存在する粉塵等を物理的に洗い流すために、本発明のレジストパターン形成方法は、乾燥工程後の現像膜に、リンス液を用いてリンス処理を行う工程(リンス工程)を含んでいてもよい。しかしながら、工程数を削減する観点からは、本発明のレジストパターン形成方法は、リンス工程を含まないことが好ましい。
ここで、リンス液としては、使用する現像液よりも未露光部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、現像液としてCFCFHCFHCFCFを用いた際にリンス工程を実施する場合は、リンス液として、フルオロカーボン(例えば、CFCFCFCFOCH、COC5、CF(OCH)C等のハイドロフルオロエーテルや、C18等のパーフルオロカーボン)を用いることができる。
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。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
ここで、実施例および比較例において、重合体の重量平均分子量、数平均分子量および分子量分布、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は、下記の方法で測定した。
<重量平均分子量、数平均分子量および分子量分布>
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)および数平均分子量(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)および数平均分子量(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。
<表面自由エネルギー>
得られた重合体を用いて以下の方法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)および分散力項(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。
<<フィルム(膜)の作製方法>>
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フィルム(膜)を形成した。
<<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℃
(実施例1)
<重合体の調製>
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および単量体(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、ガラス容器を密閉および窒素置換して、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)、および分子量分布(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PGMEA(東京化成工業製)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、レジストパターン表面の残渣の有無、γ値(明瞭性)、およびEth(感度)を以下に従って評価した。結果を表1に示す。
<レジストパターン表面の残渣の有無>
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塗布した。次いで、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厚さ50nmの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)を用いてレジスト膜を最適露光量(Eop)で露光して、パターンを描画した(露光工程)。その後、レジスト用現像液として表面張力が14.1mN/mであるフッ素系溶剤(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)を用いて温度23℃で1分間の現像処理を行った(現像工程)。そして、現像処理後の現像膜に対し、温度23℃の空気を5秒間吹き付けることで現像膜を乾燥させて、レジストパターンを形成した(乾燥工程)。形成したレジストパターンを断面出しし、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて斜め上方向から撮影し、パターンとパターン間の底面にレジストの残渣の有無を確認した。なお、最適露光量(Eop)は、それぞれEthの約2倍の値を目安として、適宜設定した。また、レジストパターンのライン(未露光領域)とスペース(露光領域)は、それぞれ25nmとした。
<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)、レジスト用現像液として、表面張力が14.1mN/mであるフッ素系溶剤(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)を用いて、温度23℃で1分間の現像処理を行った(現像工程)。そして、現像処理後の現像膜に対し、温度23℃の空気を5秒間吹き付けることで、現像膜を乾燥させた(乾燥工程)。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 2018106066
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。
(実施例2)
実施例1と同様にして得られた重合物を、100gのTHFに溶解させ、得られた溶液をTHF150gとメタノール850gとの混合溶媒に滴下し、白色の凝固物(重合体)を析出させた。その後、析出した重合体を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の重合体を得た。得られた重合体について各種測定を行った。また、得られた重合体を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、そしてレジストパターンを形成して各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリルの配合量を0.005231gに変更し、溶媒を添加しなかった以外は実施例1と同様にして重合物を得た。得られた重合物の重量平均分子量(Mw)は49744であり、数平均分子量(Mn)は30184であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.65であった。また、得られた重合物は、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。
得られた重合物を、100gのTHFに溶解させ、得られた溶液をTHF200gとメタノール800gとの混合溶媒に滴下し、白色の凝固物(重合体)を析出させた。その後、析出した重合体を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の重合体を得た。得られた重合体について各種測定を行った。また、得られた重合体を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、そしてレジストパターンを形成して各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリルの配合量を0.069751gに変更し、溶媒であるシクロペンタノンの配合量を1.87gに変更した以外は実施例1と同様にして、重合物を得た。得られた重合物は、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。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、得られた重合体を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、そしてレジストパターンを形成して各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
実施例4と同様にして得られた重合物を、100gのTHFに溶解させ、得られた溶液をTHF100gとメタノール900gとの混合溶媒に滴下し、白色の凝固物(重合体)を析出させた。その後、析出した重合体を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の重合体を得た。そして、得られた重合体について各種測定を行った。さらに、得られた重合体を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、そしてレジストパターンを形成して各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
<重合体の調製>
単量体(a)としてのα−クロロアクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(ACAPFP)3.0gおよび単量体(b)としてのα−メチルスチレン(AMS)3.4764gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.0055gと、溶媒としてのシクロペンタノン1.6205gを含む単量体組成物をガラス容器に入れ、ガラス容器を密閉および窒素置換して、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。得られた重合体について各種測定を行った。また、得られた重合体は、α−クロロアクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル単位を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酢酸n−ヘキシル(日本ゼオン社製、ZED−N60、製造上不可避的に混入した不純物を含む)に溶解させ、重合体の濃度が4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、実施例1と同様にしてレジストパターンを形成して、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
実施例6と同様にして得られた重合物を100gのTHFに溶解させ、得られた溶液をTHF150gとメタノール850gとの混合溶媒に滴下し、白色の凝固物(重合体)を析出させた。その後、析出した重合体を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の重合体を得た。そして、得られた重合体について各種測定を行った。さらに、得られた重合体を用いた以外は実施例6と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、そしてレジストパターンを形成して各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
<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および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、ガラス容器を密閉および窒素置換して、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。そして、実施例1と同様にしてレジストパターンを形成して、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
比較例1と同様にして、ポジ型レジスト組成物を調製した。そして、レジスト用現像液として酢酸アミルを使用し、且つ、現像工程後に得られた現像膜をリンス液としてのイソプロピルアルコール(IPA)で10秒間リンスした後、現像膜表面に残存するリンス液を、空気を吹き付けることで除去した以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンを形成し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
Figure 2018106066
表1より、ポジ型レジストとしてフッ素原子を含有する所定の重合体を用い、そして現像工程後に乾燥工程を実施してレジストパターンを形成した実施例1〜7では、低照射量で明瞭性に優れるレジストパターンを良好に形成すると共に、レジストパターン表面の残渣の生成を抑制できることがわかる。
一方、ポジ型レジストとしてα−メチルスチレン・α−クロロアクリル酸メチル共重合体を用いた比較例1では、Ethが高く、低照射量で良好なレジストパターンが形成できないことがわかる。
また、ポジ型レジストとしてα−メチルスチレン・α−クロロアクリル酸メチル共重合体を用いると共に、現像液の除去を乾燥工程に替えてリンス工程で行った比較例2では、レジストパターン表面の残渣の生成を抑制できないことがわかる。
本発明のレジストパターン形成方法によれば、レジストパターン表面における残渣の生成を抑制しつつ、電離放射線等の照射量を抑えて効率よくレジストパターンを形成することができる。

Claims (6)

  1. 下記一般式(I):
    Figure 2018106066
    (式(I)中、Rは、塩素原子、フッ素原子またはフッ素原子で置換されたアルキル基であり、Rは、フッ素原子の数が3以上11以下の有機基であり、Rおよび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、互いに同一でも異なっていてもよい。)で表される単量体単位(A)と、
    下記一般式(II):
    Figure 2018106066
    (式(II)中、R、R、Rおよび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、互いに同一でも異なっていてもよく、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および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)とを有する重合体と、溶剤とを含む、ポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜を露光する工程と、
    露光された前記レジスト膜を現像液と接触させて現像し、現像膜を得る工程と、
    前記現像膜を乾燥させて、前記現像膜表面に残存する前記現像液を除去する工程と、
    を含む、レジストパターン形成方法。
  2. 前記現像膜の乾燥を、気体を吹き付けることにより行う、請求項1に記載のレジストパターン形成方法。
  3. 前記Rが塩素原子である、請求項1または2に記載のレジストパターン形成方法。
  4. 前記RおよびRが水素原子または非置換のアルキル基である、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。
  5. 前記R〜Rが水素原子または非置換のアルキル基である、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。
  6. 前記現像液の表面張力が17mN/m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。
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