JP2878150B2 - Coating solution for resist and resist material using the same - Google Patents

Coating solution for resist and resist material using the same

Info

Publication number
JP2878150B2
JP2878150B2 JP12727295A JP12727295A JP2878150B2 JP 2878150 B2 JP2878150 B2 JP 2878150B2 JP 12727295 A JP12727295 A JP 12727295A JP 12727295 A JP12727295 A JP 12727295A JP 2878150 B2 JP2878150 B2 JP 2878150B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating solution
group
resist
film
resist coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12727295A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0815859A (en
Inventor
和正 脇屋
政一 小林
寿昌 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKYO OKA KOGYO KK
Original Assignee
TOKYO OKA KOGYO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26449843&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2878150(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by TOKYO OKA KOGYO KK filed Critical TOKYO OKA KOGYO KK
Priority to JP12727295A priority Critical patent/JP2878150B2/en
Publication of JPH0815859A publication Critical patent/JPH0815859A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2878150B2 publication Critical patent/JP2878150B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なレジスト用塗布液
およびこれを用いたレジスト材料に係り、さらに詳しく
は、ホトリソグラフィー技術によりパターン形成を行う
際に、ホトレジスト膜内での光の多重干渉を低減させて
レジストパターンの精度低下を防止し得る干渉防止膜の
形成に用いられるレジスト用塗布液、およびこの塗布液
からなる干渉防止膜をホトレジスト膜表面に形成してな
るレジスト材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel resist coating solution and a resist material using the same, and more particularly, to the multiple interference of light in a photoresist film when a pattern is formed by photolithography. The present invention relates to a resist coating solution used for forming an anti-interference film capable of preventing a decrease in the precision of a resist pattern by reducing the resist pattern, and a resist material having an anti-interference film formed of this coating solution formed on the surface of a photoresist film.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の製造においては、シリコン
ウェーハ等の基板上にホトレジスト膜を設け、これを紫
外線、遠紫外線、エキシマレーザー、X線、電子線等の
活性光線にて選択的に照射して露光し、現像処理を行っ
て基板上にレジストパターンを形成するホトリソグラフ
ィー技術が用いられている。ホトレジストとしては、活
性光線未照射部が現像時に溶解除去されるネガ型のもの
と、逆に活性光線照射部が現像時に溶解除去されるポジ
型のものが、使用目的に合わせて適宜選択され使用され
ている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, a photoresist film is provided on a substrate such as a silicon wafer and selectively irradiated with active light such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, excimer lasers, X-rays, and electron beams. Photolithography technology is used to form a resist pattern on a substrate by exposing to light and developing. As the photoresist, a negative photoresist in which an active light-irradiated portion is dissolved and removed at the time of development and a positive photoresist in which an active light-irradiated portion is dissolved and removed at the time of development are appropriately selected and used according to the intended use. Have been.

【0003】半導体素子の集積度向上に伴い、半導体素
子製造装置も微細加工に適したものが研究、開発されて
おり、例えば活性光線の露光装置も、g線、i線、エキ
シマレーザー等の単波長を用いた露光装置が近年多く利
用されている。
With the improvement in the degree of integration of semiconductor devices, semiconductor device manufacturing apparatuses suitable for fine processing have been researched and developed. For example, an exposure apparatus for actinic rays is also required to use g-line, i-line, excimer laser, etc. An exposure apparatus using a wavelength has been widely used in recent years.

【0004】ところで、上記ホトリソグラフィーによる
レジストパターン形成においては、ホトレジスト膜内で
光の多重干渉が起こり、ホトレジスト膜厚の変動に伴っ
てレジストパターン寸法幅が変動することが知られてい
る。この光の多重干渉は、基板上に形成されたホトレジ
スト膜に入射した単波長の照射光が基板からの反射光と
干渉し、ホトレジスト膜の厚さ方向で吸収される光エネ
ルギー量が異なることに起因して発生するもので、ホト
レジスト膜厚のバラツキが現像後に得られるレジストパ
ターン寸法幅に影響を与え、結果としてレジストパター
ン寸法精度を低下させることになる。レジストパターン
寸法精度の低下は、特に段差を有する基板上に微細なパ
ターンを形成する場合、ホトレジスト膜厚が段差の凹凸
部において必然的に異なることから大きな問題となる。
そのため上記の干渉作用をなくし、段差を有する基板上
に形成する微細パターンにおいてもパターン寸法精度を
低下させない技術の開発が望まれている。
In the formation of a resist pattern by the photolithography, it is known that multiple interference of light occurs in the photoresist film, and that the dimension width of the resist pattern varies with the variation of the photoresist film thickness. This multiple interference of light is caused by the fact that the irradiation light of a single wavelength incident on the photoresist film formed on the substrate interferes with the reflected light from the substrate, and the amount of light energy absorbed in the thickness direction of the photoresist film differs. The variation in the thickness of the photoresist affects the dimension width of the resist pattern obtained after the development, and as a result, the dimension precision of the resist pattern is reduced. The reduction in the dimensional accuracy of the resist pattern is a serious problem particularly when a fine pattern is formed on a substrate having a step, since the photoresist film thickness is necessarily different in the uneven portions of the step.
Therefore, there is a demand for the development of a technique that eliminates the above-described interference effect and does not reduce the pattern dimensional accuracy even in a fine pattern formed on a substrate having a step.

【0005】従来、このような干渉作用を低減させる手
段として、基板面上に反射防止膜を形成する方法(米国
特許第4,910,122号)や、基板上に設けられた
ホトレジスト膜上に反射防止膜としてポリシロキサン、
ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂膜を形成する方法
などが提案されている(特公平4−55323号公報、
特開平3−222409号公報、等)。しかしながら、
前者の反射防止膜を基板面上に形成させる方法は、ある
程度干渉作用は低減できるものの、露光光と同一波長の
光を使ってマスク合わせを行うと、反射防止膜によって
マスク合わせ検出信号も弱くなり、マスク合わせが難し
いという欠点がある。またレジストパターンを反射防止
膜へ精度よくパターン転写する必要があり、転写後は素
子に影響を与えずに反射防止膜をエッチング等により除
去しなければならないため、作業工程数が増加するのを
免れず、必ずしもすべての基板加工に適用できるもので
はない。一方、ホトレジスト膜上に反射防止膜を形成す
るという後者の方法では、複雑な工程を要せず実用的で
はあるが、干渉防止の効果が十分でないという問題があ
る。特に微細なパターンを形成する場合には、ごくわず
かな干渉作用でもパターン寸法精度に大きく影響するこ
とから、近年の半導体素子製造分野における加工寸法の
微細化に十分対応することができず、さらに優れた干渉
防止膜の開発が強く要望されているというのが現状であ
る。
Conventionally, as a means for reducing such an interference effect, a method of forming an antireflection film on a substrate surface (US Pat. No. 4,910,122) or a method of forming an antireflection film on a photoresist film provided on a substrate is proposed. Polysiloxane as an anti-reflection film,
A method of forming a water-soluble resin film such as polyvinyl alcohol has been proposed (Japanese Patent Publication No. 4-55323,
JP-A-3-222409, etc.). However,
The former method of forming an anti-reflection film on the substrate surface can reduce the interference effect to some extent, but when mask alignment is performed using light of the same wavelength as the exposure light, the mask alignment detection signal is also weakened by the anti-reflection film. However, there is a drawback that mask alignment is difficult. In addition, it is necessary to transfer the resist pattern to the anti-reflection film with high precision, and after the transfer, the anti-reflection film must be removed by etching or the like without affecting the element, so that the number of working steps is not increased. However, it is not necessarily applicable to all substrate processing. On the other hand, the latter method of forming an antireflection film on a photoresist film is practical without a complicated process, but has a problem that the effect of preventing interference is not sufficient. In particular, when forming a fine pattern, even a slight interference effect has a large effect on the pattern dimensional accuracy. At present, there is a strong demand for the development of anti-interference films.

【0006】ところで、干渉防止膜をホトレジスト膜上
に形成させるには、通常スピンコーター等の塗布装置を
用いてレジスト用塗布液をホトレジスト膜上に塗布する
ことによって行う。そのため、これら塗布装置等の機器
類の腐食防止という観点から、最終的にpHを中性に調
整できるレジスト用塗布液が要望されていた。これに関
しては、例えば特開平5−188598号公報等におい
て水性−処理可能なフィルム形成性のフッ素−含有組成
物からなる反射防止コーティングが提案されているが、
このフッ素−含有組成物として同公報中に開示されてい
るフルオロカーボン化合物は、パーフルオロアルキル酸
やパーフルオロアルキルスルホン酸のアンモニウム塩、
テトラメチルアンモニウム塩等である。しかしながら、
これら上記の化合物を用いて得られたレジスト用塗布液
は酸性側に傾いている(pH2〜4程度)ため、塗布装
置等の機器類が酸による腐食を受けやすいという問題が
ある。これらレジスト用塗布液を中性の状態にしようと
しても、形成されたフルオロカーボン化合物である塩が
ゲル化または完全に不溶物化して析出してしまうため、
中性状態のレジスト用塗布液を形成することができな
い。かかる現況下にあって、反射防止膜の効果を保持し
つつ、併せて塗布装置等の機器類の腐食も防止し得るレ
ジスト用塗布液の開発が要望されている。
Incidentally, the anti-interference film is formed on the photoresist film by applying a resist coating solution onto the photoresist film using a coating apparatus such as a spin coater. Therefore, from the viewpoint of preventing corrosion of equipment such as a coating apparatus, a resist coating liquid capable of finally adjusting the pH to neutral has been demanded. In this regard, for example, an antireflection coating comprising a water-processable film-forming fluorine-containing composition has been proposed in, for example, JP-A-5-188598,
Fluorocarbon compounds disclosed in this publication as this fluorine-containing composition include perfluoroalkyl acids and ammonium salts of perfluoroalkylsulfonic acids,
And tetramethylammonium salts. However,
Since the resist coating solution obtained using these compounds is inclined toward the acidic side (pH about 2 to 4), there is a problem that equipment such as a coating apparatus is susceptible to corrosion by acid. Even if the resist coating solution is made to be in a neutral state, the formed fluorocarbon compound salt is gelled or completely insoluble, and is precipitated.
A resist coating solution in a neutral state cannot be formed. Under these circumstances, there is a demand for the development of a resist coating solution that can maintain the effect of an antireflection film and also prevent corrosion of equipment such as a coating device.

【0007】また、ホトレジスト膜上に形成される干渉
防止膜においては、レジストパターン寸法精度の低下を
防止するために、上述したホトレジスト膜内における光
の多重干渉の低減化に加えて、干渉防止膜の塗膜均一性
を図り、塗布むらをなくすことが必要である。従来のレ
ジスト用塗布液は、例えば水溶性膜形成成分とフッ素系
界面活性剤を用いたものの場合、通常、実質的にこの2
成分のみからなるものが使用されていた。しかしこれら
2成分系のレジスト用塗布液をホトレジスト上に塗布
し、干渉防止膜を形成した場合、塗膜の均一性に劣り、
塗布むらが生じやすいという不具合がある。このような
塗布むらが生じると、形成されるレジストパターンは塗
布むらが生じた部位で虫食い状態となり、そのためマス
クパターンどおりのレジストパターンが得られないとい
う問題がある。
In the interference prevention film formed on the photoresist film, in addition to the above-described reduction of the multiple interference of light in the photoresist film, the interference prevention film is formed in order to prevent a decrease in the resist pattern dimensional accuracy. It is necessary to achieve uniformity of the coating film and to eliminate coating unevenness. A conventional resist coating solution, for example, in the case of using a water-soluble film forming component and a fluorine-based surfactant, is usually substantially two
Those consisting only of components were used. However, when these two-component resist coating liquids are applied on a photoresist to form an interference prevention film, the uniformity of the coating film is poor,
There is a problem that coating unevenness is likely to occur. When such coating unevenness occurs, the formed resist pattern becomes a worm-eating state at a portion where the coating unevenness has occurred, and therefore, there is a problem that a resist pattern as a mask pattern cannot be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
近年の半導体素子製造分野における加工寸法の微細化に
十分対応できる反射防止膜の効果を保持しつつ、併せて
塗布装置等の機器類の腐食も防止し得るレジスト用塗布
液を提供すること、あるいはまた干渉防止膜の均一性を
図り、塗布むらのない干渉防止膜が形成でき、マスクパ
ターンどおりのレジストパターンが得られるレジスト用
塗布液を提供すること、およびこれらレジスト用塗布液
を用いたレジスト材料を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances.
To provide a resist coating solution that can prevent corrosion of equipment such as a coating device while maintaining the effect of an antireflection film that can sufficiently cope with miniaturization of processing dimensions in the field of semiconductor device manufacturing in recent years, or In addition, the present invention provides a resist coating solution capable of forming an interference preventing film without coating unevenness by achieving uniformity of the interference preventing film and obtaining a resist pattern according to a mask pattern, and a resist material using these resist coating solutions. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、水溶性膜形成成分と特定のフッ素系界面
活性剤とからなるレジスト用塗布液により、あるいはま
た、水溶性膜形成成分と任意のフッ素系界面活性剤と特
定の化学式で表される陰イオン性界面活性剤とからなる
レジスト用塗布液により、さらにはここにN−アルキル
−2−ピロリドンを添加してなるレジスト用塗布液によ
り、上記目的を達成し得るということ、さらにこれらレ
ジスト用塗布液からなる干渉防止膜をホトレジスト膜表
面に形成してなる二重構造のレジスト材料によってその
目的を達成し得るということを見出し、これらの知見に
基づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that a resist coating solution comprising a water-soluble film-forming component and a specific fluorine-based surfactant or a water-soluble film is used. A resist coating solution comprising a forming component, an optional fluorinated surfactant and an anionic surfactant represented by a specific chemical formula, and a resist obtained by further adding N-alkyl-2-pyrrolidone thereto That the above object can be achieved by the coating solution for the resist, and that the object can be achieved by a double-layered resist material formed by forming an anti-interference film comprising the coating solution for the resist on the surface of the photoresist film. The present inventors have completed the present invention based on these findings.

【0010】すなわち、本発明によれば、水溶性膜形成
成分とフッ素系界面活性剤とを含有してなるレジスト用
塗布液において、前記フッ素系界面活性剤が一般式
(I)
That is, according to the present invention, in a resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-based surfactant, the fluorine-based surfactant has the general formula (I)

【0011】[0011]

【化8】 (式中、Rfは、炭素原子数2〜20の飽和または不飽
和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素原
子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表される
化合物とアルカノールアミンとの塩、および一般式(I
I)
Embedded image (Wherein, Rf is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms) A salt with an alkanolamine, and a compound of the general formula (I
I)

【0012】[0012]

【化9】 (式中、R’fは、炭素原子数2〜20の飽和または不
飽和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素
原子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表され
る化合物とアルカノールアミンとの塩の中から選ばれる
少なくとも1種であることを特徴とするレジスト用塗布
液(以下、便宜のため「第1のレジスト用塗布液」と記
す)が提供される。
Embedded image (In the formula, R′f is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms.) There is provided a resist coating solution characterized by at least one selected from salts of a compound and an alkanolamine (hereinafter, referred to as “first resist coating solution” for convenience).

【0013】また本発明によれば、水溶性膜形成成分と
フッ素系界面活性剤とを含有してなるレジスト用塗布液
に、さらに一般式(III)
Further, according to the present invention, a resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-containing surfactant is further provided with a compound represented by the general formula (III):

【0014】[0014]

【化10】 (式中、R1 、R2 は少なくとも1つが炭素数5〜18
のアルキル基またはアルコキシ基で、残りが水素原子、
炭素数5〜18のアルキル基またはアルコキシ基であ
り;R3 、R4 およびR5 は少なくとも1つがスルホン
酸アンモニウム基またはスルホン酸置換アンモニウム基
で、残りが水素原子、スルホン酸アンモニウム基または
スルホン酸置換アンモニウム基である)で表される陰イ
オン性界面活性剤の中から選ばれる少なくとも1種を添
加したことを特徴とするレジスト用塗布液(以下、便宜
のため「第2のレジスト用塗布液」と記す)が提供され
る。
Embedded image (Wherein at least one of R 1 and R 2 has 5 to 18 carbon atoms)
Is an alkyl or alkoxy group, the remainder being a hydrogen atom,
An alkyl group or an alkoxy group having 5 to 18 carbon atoms; at least one of R 3 , R 4 and R 5 is an ammonium sulfonate group or a sulfonate-substituted ammonium group, and the remainder is a hydrogen atom, an ammonium sulfonate group or a sulfonate group; A resist coating solution (hereinafter referred to as a “second resist coating solution” for convenience) characterized by adding at least one selected from anionic surfactants represented by substituted ammonium groups). ").

【0015】また本発明によれば、水溶性膜形成成分と
フッ素系界面活性剤とを含有してなるレジスト用塗布液
に、さらに上記一般式(III)
Further, according to the present invention, a resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-containing surfactant is further added to the above-mentioned general formula (III)

【0016】[0016]

【化11】 (式中、R1 、R2 、R3 、R4 およびR5 は、上記で
定義したとおり)で表される陰イオン性界面活性剤の中
から選ばれる少なくとも1種と、下記一般式(VI)
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are as defined above) and at least one selected from anionic surfactants represented by the following general formula ( VI)

【0017】[0017]

【化12】 (式中、R10は炭素数6〜20のアルキル基を表す)で
表されるN−アルキル−2−ピロリドンを添加したこと
を特徴とするレジスト用塗布液(以下、便宜のため「第
3のレジスト用塗布液」と記す)が提供される。
Embedded image (Wherein, R 10 represents an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms), and a resist coating solution (hereinafter referred to as “third compound” for convenience) characterized by adding N-alkyl-2-pyrrolidone represented by the following formula: Hereinafter referred to as “resist coating liquid”).

【0018】さらに本発明によれば、上記第1、第2お
よび第3のいずれかのレジスト用塗布液からなる干渉防
止膜をホトレジスト膜表面に形成することを特徴とする
レジスト材料が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a resist material characterized in that an anti-interference film formed of any of the first, second and third resist coating solutions is formed on the surface of a photoresist film. .

【0019】以下に本発明のレジスト用塗布液およびこ
れを用いたレジスト材料について詳述する。
The resist coating solution of the present invention and a resist material using the same will be described in detail below.

【0020】まず、本発明の第1、第2および第3のい
ずれかのレジスト用塗布液に用いられる水溶性膜形成成
分については、水溶性を有し、かつ照射光に対して透過
性を有するものであればいずれを用いてもよく、特に限
定されないが、例えば、スピン塗布法など慣用的な塗
布手段により均一な塗膜を形成することができる、ホ
トレジスト膜上に塗膜しても、ホトレジスト膜との間に
変質層を形成しない、活性光線を十分に透過すること
ができ、吸収係数の小さい透明性の高い被膜を形成でき
る、等の特性を有するものを用いるのがよい。
First, the water-soluble film-forming component used in any of the first, second and third resist coating solutions of the present invention has water solubility and transparency to irradiation light. Any may be used as long as it has, but is not particularly limited, for example, a uniform coating film can be formed by a conventional coating means such as a spin coating method, even when coated on a photoresist film, It is preferable to use a material having characteristics such as not forming a deteriorated layer between the photoresist film and the film, transmitting actinic light sufficiently, and forming a highly transparent film having a small absorption coefficient.

【0021】このような水溶性膜形成成分としては、例
えばヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、
ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートフタレ
ート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテート
サクシネート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースヘ
キサヒドロフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、セルロースアセテートヘキサヒドロフ
タレート、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロ
ース、メチルセルロース等のセルロース系重合体;N,
N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノ
プロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ジ
アセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタ
クリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレー
ト、アクリロイルモルホリン、アクリル酸等を単量体と
するアクリル酸系重合体;ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン等のビニル系重合体;等を挙げること
ができる。これらの中でも、分子中に水酸基を有しない
水溶性ポリマーであるアクリル酸系重合体やポリビニル
ピロリドン等が好適であり、ポリビニルピロリドンが最
も好適に用いられる。これら水溶性膜形成成分は単独で
用いてもよく、あるいは2種以上を組み合わせて用いて
もよい。
Examples of such a water-soluble film-forming component include hydroxypropyl methylcellulose phthalate,
Cellulose-based polymers such as hydroxypropylmethylcellulose acetate phthalate, hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate, hydroxypropylmethylcellulose hexahydrophthalate, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, cellulose acetate hexahydrophthalate, carboxymethylcellulose, ethylcellulose and methylcellulose; N,
N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N-methylacrylamide, diacetone acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, Acrylic polymers based on N, N-dimethylaminoethyl acrylate, acryloylmorpholine, acrylic acid and the like; vinyl polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone; and the like. Among these, an acrylic acid-based polymer or polyvinylpyrrolidone, which is a water-soluble polymer having no hydroxyl group in the molecule, is preferable, and polyvinylpyrrolidone is most preferably used. These water-soluble film-forming components may be used alone or in combination of two or more.

【0022】本発明の第1のレジスト用塗布液において
は、上記水溶性膜形成成分の他に、フッ素系界面活性剤
として、上記一般式(I)で表される化合物とアルカノ
ールアミンとの塩、および上記一般式(II)で表され
る化合物とアルカノールアミンとの塩の中から選ばれる
少なくとも1種を必須構成成分として含有する。
In the first resist coating solution of the present invention, in addition to the water-soluble film-forming component, a salt of the compound represented by the general formula (I) with an alkanolamine may be used as a fluorinated surfactant. And at least one selected from salts of the compound represented by the general formula (II) and an alkanolamine as an essential component.

【0023】ここで、一般式(I)で表される化合物と
しては、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロオクタ
ン酸等が挙げられ、また一般式(II)で表される化合
物としては、パーフルオロプロピルスルホン酸、パーフ
ルオロオクチルスルホン酸、パーフルオロデシルスルホ
ン酸等が挙げられる。具体的には、例えばパーフルオロ
ヘプタン酸はEF−201等として、パーフルオロオク
チルスルホン酸はEF−101等として(いずれもトー
ケムプロダクツ(株)製)市販されており、これらを好
適に用いることができる。これら化合物の中でも、干渉
防止効果、水に対する溶解性、pHの調整のしやすさ等
の点から、パーフルオロオクチルスルホン酸が特に好ま
しい。
Here, examples of the compound represented by the general formula (I) include perfluoroheptanoic acid and perfluorooctanoic acid, and examples of the compound represented by the general formula (II) include perfluoropropyl Sulfonic acid, perfluorooctyl sulfonic acid, perfluorodecyl sulfonic acid and the like can be mentioned. Specifically, for example, perfluoroheptanoic acid is commercially available as EF-201 and the like, and perfluorooctylsulfonic acid is commercially available as EF-101 and the like (all manufactured by Tochem Products Co., Ltd.). Can be. Among these compounds, perfluorooctyl sulfonic acid is particularly preferred from the viewpoints of interference prevention effect, solubility in water, ease of pH adjustment, and the like.

【0024】アルカノールアミンとしては、例えばモノ
エタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−
エチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン等が挙げられ、中でもモノエタノールア
ミン等が好適に用いられる。
Examples of the alkanolamine include, for example, monoethanolamine, N-methylethanolamine, N-
Ethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like can be mentioned, and among them, monoethanolamine and the like are preferably used.

【0025】このように、上記水溶性膜形成成分に一般
式(I)で表される化合物とアルカノールアミンとの
塩、および一般式(II)で表される化合物とアルカノ
ールアミンとの塩の中から選ばれる少なくとも1種を含
有させることにより、最終的に得られるレジスト用塗布
液のpHを中性に調整することができるため、塗布液が
酸性側に偏ることがなく、塗布装置等の機器類の腐食を
有効に防止することができる。
As described above, the above-mentioned water-soluble film-forming component includes a salt of the compound represented by the general formula (I) with an alkanolamine and a salt of the compound represented by the general formula (II) with an alkanolamine. Since the pH of the finally obtained resist coating solution can be adjusted to neutral by containing at least one selected from the group consisting of: Can be effectively prevented.

【0026】本発明の上記第1のレジスト用塗布液は、
通常水溶液の形で用いられ、水溶性膜形成成分の含有量
は0.5〜10.0重量%であるのが好ましく、また、
一般式(I)で表される化合物とアルカノールアミンと
の塩、および一般式(II)で表される化合物とアルカ
ノールアミンとの塩の中から選ばれる少なくとも1種の
含有量は、1.0〜15.0重量%であるのが好まし
い。
The first resist coating solution of the present invention comprises:
It is usually used in the form of an aqueous solution, and the content of the water-soluble film-forming component is preferably 0.5 to 10.0% by weight.
The content of at least one selected from the salt of the compound represented by the general formula (I) and the alkanolamine and the salt of the compound represented by the general formula (II) and the alkanolamine is 1.0%. Preferably it is 〜15.0% by weight.

【0027】また、本発明の上記第1のレジスト用塗布
液は、上述のように通常、水溶液の形で使用されるが、
イソプロピルアルコール等のアルコール系有機溶剤を含
有させるとフッ素系界面活性剤の溶解性が向上し、塗膜
の均一性が改善されるので、必要に応じアルコール系有
機溶剤を添加してもよい。このアルコール系有機溶剤の
添加量は、塗布液全量に対し20重量%までの範囲で選
ぶのがよい。さらに本発明の上記第1のレジスト用塗布
液には、本発明の目的が損われない範囲で、塗布膜特性
を向上させるための各種添加剤を所望に応じ添加するこ
とができる。
The first resist coating solution of the present invention is usually used in the form of an aqueous solution as described above.
When an alcohol-based organic solvent such as isopropyl alcohol is contained, the solubility of the fluorine-based surfactant is improved and the uniformity of the coating film is improved. Therefore, an alcohol-based organic solvent may be added as necessary. The addition amount of the alcohol-based organic solvent is preferably selected within a range of up to 20% by weight based on the total amount of the coating solution. Further, various additives for improving the properties of the coating film can be added to the first resist coating solution of the present invention as desired, as long as the object of the present invention is not impaired.

【0028】本発明の第2のレジスト用塗布液において
は、上記水溶性膜形成成分の他に、任意のフッ素系界面
活性剤、および上記一般式(III)で表される陰イオ
ン性界面活性剤の中から選ばれる少なくとも1種を必須
構成成分として含有する。
In the second resist coating solution of the present invention, in addition to the water-soluble film-forming component, any fluorine-based surfactant and an anionic surfactant represented by the above general formula (III) At least one selected from agents is contained as an essential component.

【0029】このレジスト用塗布液で用いられるフッ素
系界面活性剤としては、特に限定されずに慣用的に用い
られているものを広く用いることができるが、アニオン
タイプでかつ非金属イオン系のものが特に好適に用いら
れる。このアニオンタイプで非金属イオン系のフッ素系
界面活性剤としては、一般式(IV)
The fluorine-based surfactant used in the resist coating solution is not particularly limited, and any commonly used fluorine-containing surfactant can be used. Is particularly preferably used. As the anionic non-metallic fluorinated surfactant, general formula (IV)

【0030】[0030]

【化13】 {式中、Rfは炭素原子数2〜20の飽和または不飽和
の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素原子
で置き換えたフッ素化炭化水素基であり;Mは水素原子
またはNR6789 (ここで、R6 、R7 、R
8 、R9 はそれぞれ独立して水素原子、ヒドロキシル基
を有する炭素原子数1〜4の低級アルキル基、または炭
素原子数1〜4の低級アルキル基を示す)}で表される
フッ素原子含有化合物、または一般式(V)
Embedded image In the formula, Rf is a fluorinated hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms; M is a hydrogen atom or NR 6 R 7 R 8 R 9 (where R 6 , R 7 , R
8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a hydroxyl group, or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) Or the general formula (V)

【0031】[0031]

【化14】 {式中、R’fは炭素原子数2〜20の飽和または不飽
和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素原
子で置き換えたフッ素化炭化水素基であり;Mは水素原
子またはNR6789 (ここで、R6 、R7 、R
8 、R9 はそれぞれ独立して水素原子、ヒドロキシル基
を有する炭素原子数1〜4の低級アルキル基、または炭
素数1〜4の低級アルキル基を示す)}で表されるフッ
素原子含有化合物を少なくとも1種含むものを挙げるこ
とができる。これらフッ素原子含有化合物としては、例
えばパーフルオロプロピルスルホン酸、パーフルオロヘ
プタン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロオク
チルスルホン酸、パーフルオロデシルスルホン酸、パー
フルオロヘプタン酸−アンモニウム塩、パーフルオロオ
クタン酸−アンモニウム塩、パーフルオロオクチルスル
ホン酸−アンモニウム塩、パーフルオロプロピルスルホ
ン酸−テトラメチルアンモニウム塩、パーフルオロヘプ
タン酸−テトラメチルアンモニウム塩、パーフルオロオ
クチルスルホン酸−テトラメチルアンモニウム塩、パー
フルオロデシルスルホン酸−テトラメチルアンモニウム
塩、パーフルオロプロピルスルホン酸−モノエタノール
アミン塩、パーフルオロオクタン酸−モノエタノールア
ミン塩、パーフルオロオクチルスルホン酸−モノエタノ
ールアミン塩、パーフルオロデシルスルホン酸−モノエ
タノールアミン塩等が挙げられる。具体的には、例えば
パーフルオロオクチルスルホン酸−アンモニウム塩はE
F−104、Fc−93等として、パーフルオロヘプタ
ン酸−アンモニウム塩はEF−204、Fc−143等
として、パーフルオロデシルスルホン酸−アンモニウム
塩はFc−120等として、それぞれ市販されている。
なおEF−104、EF−204はトーケムプロダクツ
(株)製、Fc−93、Fc−143、Fc−120は
住友3M(株)製である。このように市販されているも
のを用いてもよいし、また容易に調合して得ることもで
きる。
Embedded image In the formula, R′f is a fluorinated hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms; M is a hydrogen atom or NR 6 R 7 R 8 R 9 (where R 6 , R 7 , R
8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a hydroxyl group, or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) Those containing at least one kind can be mentioned. These fluorine atom-containing compounds include, for example, perfluoropropylsulfonic acid, perfluoroheptanoic acid, perfluorooctanoic acid, perfluorooctylsulfonic acid, perfluorodecylsulfonic acid, perfluoroheptanoic acid-ammonium salt, perfluorooctanoic acid- Ammonium salt, perfluorooctylsulfonic acid-ammonium salt, perfluoropropylsulfonic acid-tetramethylammonium salt, perfluoroheptanoic acid-tetramethylammonium salt, perfluorooctylsulfonic acid-tetramethylammonium salt, perfluorodecylsulfonic acid- Tetramethylammonium salt, perfluoropropylsulfonic acid-monoethanolamine salt, perfluorooctanoic acid-monoethanolamine salt, perfluorooctyl Sulfonic acid - monoethanolamine salt, perfluoro decyl acid - monoethanolamine salt and the like. Specifically, for example, perfluorooctylsulfonic acid-ammonium salt is E
Perfluoroheptanoic acid-ammonium salts are commercially available as F-104, Fc-93, etc., EF-204, Fc-143, etc., and perfluorodecylsulfonic acid-ammonium salts, Fc-120, etc., respectively.
EF-104 and EF-204 are manufactured by Tochem Products Co., Ltd., and Fc-93, Fc-143, and Fc-120 are manufactured by Sumitomo 3M Limited. As described above, commercially available products may be used, or they may be easily prepared and obtained.

【0032】これらフッ素原子含有化合物の中でも特
に、上記一般式(I)で表される化合物(ここで、Rf
は上記で定義したとおり)とアルカノールアミンとの
塩、および上記一般式(II)で表される化合物(ここ
で、R’fは上記で定義したとおり)とアルカノールア
ミンとの塩の中から選ばれる少なくとも1種が、塗布装
置等の機器の腐食を防止することができるため好まし
い。一般式(I)または(II)で表される化合物とし
ては、上記第1のレジスト用塗布液の説明において例示
してあるもの等が挙げられるが、中でも干渉防止効果、
水に対する溶解性、pHの調整のしやすさからパーフル
オロオクチルスルホン酸が特に好ましい。なお、アルカ
ノールアミンも上記において例示されているものが挙げ
られ、特に限定されずに用いることができるが、モノエ
タノールアミンが特に好適である。
Among these fluorine atom-containing compounds, compounds represented by the above general formula (I) (here, Rf
Is selected from salts of alkanolamines with alkanolamines, and salts of compounds represented by general formula (II) (where R'f is as defined above) with alkanolamines. At least one of these is preferable because corrosion of equipment such as a coating apparatus can be prevented. Examples of the compound represented by the general formula (I) or (II) include those exemplified in the description of the first resist coating solution.
Perfluorooctylsulfonic acid is particularly preferred because of its solubility in water and ease of pH adjustment. In addition, the alkanolamine also includes those exemplified above, and can be used without any particular limitation. However, monoethanolamine is particularly preferable.

【0033】陰イオン性界面活性剤は、上記一般式(I
II)(式中、R1 、R2 、R3 、R4 およびR5 は上
記で定義したとおり)で表されるジフェニルエーテル誘
導体の中から選ばれる。この一般式(III)における
3 、R4 およびR5 は、その中の少なくとも1つがス
ルホン酸アンモニウム基またはスルホン酸置換アンモニ
ウム基であるが、該スルホン酸置換アンモニウム基はモ
ノ置換、ジ置換、トリ置換およびテトラ置換アンモニウ
ム基のいずれであってもよく、置換基としては、例えば
−CH3 、−C25 、−CH2 OH、−C24 OH
等が挙げられる。また、多置換アンモニウム基の場合
は、置換基は同じものでもよくまた異なるものであって
もよい。
The anionic surfactant is represented by the general formula (I)
II) (wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are as defined above) are selected from diphenyl ether derivatives. In formula (III), at least one of R 3 , R 4 and R 5 is an ammonium sulfonate group or a sulfonate-substituted ammonium group, and the sulfonate-substituted ammonium group is mono-substituted, di-substituted, may be any of trisubstituted and tetrasubstituted ammonium group, examples of the substituent, for example -CH 3, -C 2 H 5, -CH 2 OH, -C 2 H 4 OH
And the like. In the case of a polysubstituted ammonium group, the substituents may be the same or different.

【0034】ここで上記一般式(III)において、R
1 が炭素原子数5〜18のアルキル基またはアルコキシ
基であり;R2 が水素原子または炭素原子数5〜18の
アルキル基またはアルコキシ基であり;R3 が一般式−
SO3 NZ4 (式中、Zはそれぞれ独立に、水素原子、
炭素原子数1〜2のアルキル基または炭素原子数1〜2
のヒドロキシアルキル基である)で表されるN−置換ま
たは非置換のスルホン酸アンモニウム基であり;R4
よびR5 がそれぞれ水素原子または一般式−SO3 NZ
4 (ここで、Zは上記で定義したとおり)で表されるN
−置換または非置換のスルホン酸アンモニウム基である
場合が好適である。
Here, in the general formula (III), R
1 is an alkyl group or an alkoxy group having a carbon number of 5 to 18; R 2 is hydrogen atom or an alkyl group or an alkoxy group having a carbon number of 5 to 18; R 3 is the formula -
SO 3 NZ 4 (wherein Z is each independently a hydrogen atom,
An alkyl group having 1 to 2 carbon atoms or 1 to 2 carbon atoms
Or a substituted or unsubstituted ammonium sulfonate group represented by the formula: wherein R 4 and R 5 are each a hydrogen atom or a general formula —SO 3 NZ
4 (where Z is as defined above)
Preferred is a substituted or unsubstituted ammonium sulfonate group.

【0035】上記一般式(III)で表される陰イオン
界面活性剤の具体例としては、アルキルジフェニルエー
テルスルホン酸アンモニウム、アルキルジフェニルエー
テルスルホン酸テトラメチルアンモニウム、アルキルジ
フェニルエーテルスルホン酸トリメチルエタノールアン
モニウム、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸トリ
エチルアンモニウム、アルキルジフェニルエーテルジス
ルホン酸アンモニウム、アルキルジフェニルエーテルジ
スルホン酸ジエタノールアンモニウム、アルキルジフェ
ニルエーテルジスルホン酸テトラメチルアンモニウム等
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。な
お上記化合物におけるアルキル基は炭素数が5〜18の
ものであり、また炭素数5〜18のアルコキシ基と置き
換えられてもよい。これら一般式(III)の化合物の
具体例としては、下記の一般式(VII)〜一般式(X
IX)で示されるものなどが例示的に挙げられる。
Specific examples of the anionic surfactant represented by the general formula (III) include ammonium alkyl diphenyl ether sulfonate, tetramethyl ammonium alkyl diphenyl ether sulfonate, trimethyl ethanol ammonium alkyl diphenyl ether sulfonate, and alkyl diphenyl ether sulfonate. Examples include, but are not limited to, triethylammonium, ammonium alkyldiphenylether disulfonate, diethanolammonium alkyldiphenyletherdisulfonate, tetramethylammonium alkyldiphenyletherdisulfonate. The alkyl group in the above compound has 5 to 18 carbon atoms, and may be replaced with an alkoxy group having 5 to 18 carbon atoms. Specific examples of these compounds of the general formula (III) include the following general formulas (VII) to (X)
IX) and the like.

【0036】[0036]

【化15】 Embedded image

【0037】[0037]

【化16】 Embedded image

【0038】[0038]

【化17】 Embedded image

【0039】[0039]

【化18】 Embedded image

【0040】[0040]

【化19】 Embedded image

【0041】[0041]

【化20】 Embedded image

【0042】[0042]

【化21】 Embedded image

【0043】[0043]

【化22】 Embedded image

【0044】[0044]

【化23】 Embedded image

【0045】[0045]

【化24】 Embedded image

【0046】[0046]

【化25】 Embedded image

【0047】[0047]

【化26】 Embedded image

【0048】[0048]

【化27】 これらの一般式(III)で表される陰イオン性界面活
性剤の中で、R1 がC5 〜C18のアルキル基であり、R
2 が水素原子であり、R3 とR4 がそれぞれ−SO3
4 であり、R5 が水素原子であるアンモニウムアルキ
ルジフェニルエーテルジスルフォネートが好ましく、中
でも上記一般式(XII)で表されるものが特に好まし
い。これら陰イオン界面活性剤は単独で用いてもよく、
あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Embedded image Among the anionic surfactants represented by the general formula (III), R 1 is a C 5 -C 18 alkyl group,
2 is a hydrogen atom, and R 3 and R 4 are each —SO 3 N
Ammonium alkyl diphenyl ether disulfonate in which H 4 is R 5 and R 5 is a hydrogen atom is preferred, and those represented by formula (XII) are particularly preferred. These anionic surfactants may be used alone,
Alternatively, two or more kinds may be used in combination.

【0049】このように上記水溶性膜形成成分とフッ素
系界面活性剤を含み、ここにさらに上記一般式(II
I)で表される陰イオン界面活性剤を添加してレジスト
用塗布液とすることにより、より効果的に干渉防止膜の
塗膜均一性を図って塗布むらをなくすことができ、マス
クパターンどおりのレジストパターンを得ることができ
る。
As described above, the composition contains the water-soluble film-forming component and the fluorinated surfactant, and further contains the compound represented by the general formula (II)
By adding the anionic surfactant represented by the formula (I) to form a coating solution for a resist, the uniformity of the coating of the anti-interference film can be more effectively prevented and the coating unevenness can be eliminated. Can be obtained.

【0050】本発明の上記第2のレジスト用塗布液は、
通常水溶液の形で用いられ、水溶性膜形成成分の含有量
は0.5〜10.0重量%であるのが好ましく、フッ素
系界面活性剤の含有量は1.0〜15.0重量%の範囲
にあるのが好ましい。また、上記一般式(III)で表
される陰イオン界面活性剤の添加量は、水溶性膜形成成
分とフッ素系界面活性剤を溶解したレジスト用塗布液に
対して500〜10000ppm、好ましくは1000
〜5000ppmの範囲である。
The second resist coating solution of the present invention comprises:
Usually used in the form of an aqueous solution, the content of the water-soluble film-forming component is preferably 0.5 to 10.0% by weight, and the content of the fluorine-based surfactant is 1.0 to 15.0% by weight. Is preferably within the range. The amount of the anionic surfactant represented by the general formula (III) is 500 to 10000 ppm, preferably 1000 ppm, based on the resist coating solution in which the water-soluble film-forming component and the fluorine-based surfactant are dissolved.
〜5000 ppm.

【0051】本発明の第3のレジスト用塗布液は、上記
第2の塗布液に、さらに一般式(VI)
The third resist coating solution of the present invention is obtained by adding the above-mentioned second coating solution to the general formula (VI)

【0052】[0052]

【化28】 (式中、R10は炭素数6〜20のアルキル基を表す) 表されるN−アルキル−2−ピロリドンを配合してなる
もので、これにより一段と塗布性に優れ、基板端部まで
均一な塗膜が少ない塗布量で得られるため好ましい。
Embedded image (In the formula, R 10 represents an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms.) N-alkyl-2-pyrrolidone represented by the formula is blended, whereby the coatability is further improved, and even to the substrate edge. It is preferable because a coating film can be obtained with a small coating amount.

【0053】上記一般式(VI)で表される化合物の具
体例としては、N−ヘキシル−2−ピロリドン、N−ヘ
プチル−2−ピロリドン、N−オクチル−2−ピロリド
ン、N−ノニル−2−ピロリドン、N−デシル−2−ピ
ロリドン、N−ウンデシル−2−ピロリドン、N−ドデ
シル−2−ピロリドン、N−トリデシル−2−ピロリド
ン、N−テトラデシル−2−ピロリドン、N−ペンタデ
シル−2−ピロリドン、N−ヘキサデシル−2−ピロリ
ドン、N−ヘプタデシル−2−ピロリドン、N−オクタ
デシル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの中で
N−オクチル−2−ピロリドン、N−ドデシル−2−ピ
ロリドンがそれぞれ「SURFADONE LP10
0」、「SURFADONE LP300」としてアイ
エスピー・ジャパン(株)より市販されており、容易に
入手することができ好ましい。
Specific examples of the compound represented by the general formula (VI) include N-hexyl-2-pyrrolidone, N-heptyl-2-pyrrolidone, N-octyl-2-pyrrolidone, N-nonyl-2-pyrrolidone. Pyrrolidone, N-decyl-2-pyrrolidone, N-undecyl-2-pyrrolidone, N-dodecyl-2-pyrrolidone, N-tridecyl-2-pyrrolidone, N-tetradecyl-2-pyrrolidone, N-pentadecyl-2-pyrrolidone, N-hexadecyl-2-pyrrolidone, N-heptadecyl-2-pyrrolidone, N-octadecyl-2-pyrrolidone and the like can be mentioned. Among these, N-octyl-2-pyrrolidone and N-dodecyl-2-pyrrolidone are referred to as “SURFADONE LP10”, respectively.
0 "and" SURFADONE LP300 "are commercially available from ASP Japan Co., Ltd., and can be easily obtained and are preferable.

【0054】これら化合物の添加量は水溶性膜形成成分
とフッ素系界面活性剤を溶解した塗布液に対して100
〜10000ppm、好ましくは150〜5000pp
mの範囲である。
The addition amount of these compounds is 100 to the coating solution in which the water-soluble film-forming component and the fluorinated surfactant are dissolved.
-10,000 ppm, preferably 150-5000 pp
m.

【0055】また、本発明の第2、第3のレジスト用塗
布液は上述したように水溶液の形で通常使用されるが、
イソプロピルアルコール等のアルコール系有機溶剤を含
有するとフッ素系界面活性剤の溶解性が向上し、塗膜の
均一性が改善されるので、必要に応じアルコール系有機
溶剤を添加してもよい。この場合、アルコール系有機溶
剤の添加量は塗布液全量に対し20重量%までの範囲で
選ぶのがよい。さらに本発明のレジスト用塗布液には、
塗布膜特性を向上させるための各種添加剤を、本発明の
目的が損われない範囲で所望に応じ添加してもよい。
The second and third resist coating solutions of the present invention are usually used in the form of an aqueous solution as described above.
When an alcohol-based organic solvent such as isopropyl alcohol is contained, the solubility of the fluorine-based surfactant is improved and the uniformity of the coating film is improved. Therefore, an alcohol-based organic solvent may be added as necessary. In this case, the addition amount of the alcohol-based organic solvent is preferably selected within a range of up to 20% by weight based on the total amount of the coating solution. Further, in the resist coating solution of the present invention,
Various additives for improving the properties of the coating film may be added as desired within a range that does not impair the purpose of the present invention.

【0056】本発明のレジスト材料は、上記第1、第2
および第3のいずれかのレジスト用塗布液からなる干渉
防止膜をホトレジスト膜表面に形成した二層構造からな
るものである。該レジスト材料に使用されるホトレジス
トについては特に限定されるものではなく、通常使用さ
れているものの中から任意に選ぶことができ、ポジ型、
ネガ型のいずれのものも任意に使用することができる
が、特に、感光性物質と被膜形成物質とからなり、かつ
アルカリ水溶液により現像できるものが好適に用いられ
る。
The resist material of the present invention comprises the first and second resists.
And a two-layer structure in which an interference prevention film made of any one of the third resist coating liquid is formed on the surface of the photoresist film. The photoresist used for the resist material is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from commonly used photoresists,
Any negative type can be used arbitrarily. In particular, a negative type which is composed of a photosensitive substance and a film-forming substance and which can be developed with an alkaline aqueous solution is preferably used.

【0057】特に有利なレジストは、最近の超微細加工
に十分適応し得る諸要求特性を備えたポジ型およびネガ
型ホトレジストである。ポジ型ホトレジストとしてはキ
ノンジアジド系感光性物質と被膜形成物質とを含む組成
物からなるものが挙げられる。
Particularly advantageous resists are positive-acting and negative-acting photoresists having the required characteristics that can be adequately adapted to recent microfabrication. Examples of the positive photoresist include a photoresist comprising a composition containing a quinonediazide-based photosensitive substance and a film-forming substance.

【0058】前記キノンアジド系感光性物質としてはキ
ノンアジド基含有化合物、例えばオルトベンゾキノンジ
アジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラ
キノンジアジド等のキノンジアジド類のスルホン酸と、
フェノール性水酸基またはアミノ基を有する化合物と
を、部分もしくは完全エステル化、または部分もしくは
完全アミド化したものが挙げられる。ここで前記フェノ
ール性水酸基またはアミノ基を有する化合物としては、
例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、
2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン
等のポリヒドロキシベンゾフェノンや、没食子酸アリー
ル、フェノール、p−メトキシフェノール、ジメチルフ
ェノール、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ナフトー
ル、ピロカテコール、ピロガロール、ピロガロールモノ
メチルエーテル、ピロガロール−1,3−ジメチルエー
テル、没食子酸、水酸基を一部残しエステル化またはエ
ーテル化された没食子酸、アニリン、p−アミノジフェ
ニルアミン等が挙げられる。そして、特に好ましいキノ
ンジアジド基含有化合物は、上記したポリヒドロキシベ
ンゾフェノンとナフトキノン−1,2−ジアジド−5−
スルホニルクロリドまたはナフトキノン−1,2−ジア
ジド−4−スルホニルクロリドとの完全エステル化物や
部分エステル化物が好ましい。
Examples of the quinone azide-based photosensitive material include quinone azide group-containing compounds such as sulfonic acids of quinonediazides such as orthobenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide and orthoanthraquinonediazide;
Partial or complete esterification, or partial or complete amidation of a compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group may be mentioned. Here, as the compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group,
For example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone,
2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone,
Polyhydroxybenzophenones such as 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, aryl gallate, phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, bisphenol A, naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether; Pyrogallol-1,3-dimethyl ether, gallic acid, gallic acid esterified or etherified leaving a part of the hydroxyl group, aniline, p-aminodiphenylamine and the like. Particularly preferred quinonediazide group-containing compounds are the above-mentioned polyhydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazido-5-
A completely esterified product or a partially esterified product with sulfonyl chloride or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride is preferred.

【0059】また、前記被膜形成物質としては、例えば
フェノール、クレゾール、キシレノール等とアルデヒド
類とから得られるノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチ
レンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの
重合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、ポリビニ
ルヒドロキシベンザル等のアルカリ可溶性樹脂が有効で
ある。特に好ましいポジ型ホトレジストとしては、被膜
形成物質としてクレゾールやキシレノールの単独または
混合物とアルデヒド類から合成されるノボラック系樹脂
を用いたものであり、低分子量域をカットした重量平均
分子量が2000〜20000、好ましくは5000〜
15000の範囲のものが好適である。このポジ型ホト
レジストにおいては、前記感光性物質を被膜形成物質1
00重量部に対して10〜40重量部、好ましくは15
〜30重量部の範囲で配合したものが好適に用いられ
る。
Examples of the film-forming substance include novolak resins obtained from phenols, cresols, xylenols and the like and aldehydes, acrylic resins, copolymers of styrene and acrylic acid, polymers of hydroxystyrene, polyvinylhydroxy Alkali-soluble resins such as benzoate and polyvinylhydroxybenzal are effective. Particularly preferred positive photoresists are those using novolak resins synthesized from aldehydes and cresols or xylenols alone or as a film-forming substance, and having a weight-average molecular weight of 2000 to 20,000 obtained by cutting the low molecular weight region. Preferably 5000 to
A range of 15,000 is preferred. In this positive photoresist, the photosensitive substance is converted to a film-forming substance 1
10 to 40 parts by weight, preferably 15 to 100 parts by weight
Those blended in the range of 30 to 30 parts by weight are suitably used.

【0060】その他のポジ型レジストとしては、露光に
より発生した酸の触媒作用によりアルカリ溶解性が増大
する化学増幅型レジストが挙げられる。
Other positive resists include chemically amplified resists whose alkali solubility increases due to the catalytic action of an acid generated by exposure.

【0061】また、ネガ型ホトレジストについては特に
限定されず、従来ネガ型ホトレジストとして公知のもの
は使用することができるが、微細パターン形成用のネガ
型レジストとして用いられる架橋剤、酸発生剤およびベ
ースポリマーの3成分を含有してなる化学増幅型のネガ
型レジストが特に好ましい。
The negative photoresist is not particularly limited, and any known negative photoresist can be used. However, a crosslinking agent, an acid generator and a base used as a negative resist for forming fine patterns can be used. Particularly preferred is a chemically amplified negative resist containing three components of a polymer.

【0062】次に、本発明のレジスト材料の作成および
使用方法の一例を示す。まず、シリコンウェーハ等の基
板上にホトレジスト膜を形成した後、本発明のレジスト
用塗布液をスピンナー法によりホトレジスト膜上に塗布
し、次いで加熱処理し、ホトレジスト膜上に干渉防止膜
を形成させ、本発明の二層構造のレジスト材料を作成す
る。なお加熱処理は必ずしも必要でなく、塗布のみで均
一性に優れた良好な塗膜が得られる場合は加熱しなくて
よい。
Next, an example of a method for preparing and using the resist material of the present invention will be described. First, after a photoresist film is formed on a substrate such as a silicon wafer, the resist coating solution of the present invention is applied on the photoresist film by a spinner method, and then subjected to heat treatment to form an interference prevention film on the photoresist film, A two-layer resist material of the present invention is prepared. Note that heat treatment is not necessarily required, and when a good coating film having excellent uniformity can be obtained only by coating, heating is not necessary.

【0063】次いで、紫外線、遠紫外線(エキシマレー
ザーを含む)等の活性光線を、露光装置を用いて干渉防
止膜を介してホトレジスト膜に選択的に照射した後、現
像処理し、シリコンウェーハ上にレジストパターンを形
成する。
Then, the photoresist film is selectively irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays and far ultraviolet rays (including excimer laser) through an anti-interference film using an exposure device, and then developed, and the silicon wafer is developed. A resist pattern is formed.

【0064】なお、干渉防止膜は活性光線の干渉作用を
効果的に低減させるための最適膜厚を有し、この最適膜
厚はλ/4n(ここで、λは使用する活性光線の波長、
nは干渉防止膜の屈折率を示す)の奇数倍である。例え
ば屈折率1.41の干渉防止膜であれば、紫外線(g
線)に対しては77nmの奇数倍、紫外線(i線)に対
しては65nmの奇数倍、また遠紫外線(エキシマレー
ザー)に対しては44nmの奇数倍がそれぞれ活性光線
に対する最適膜厚であり、それぞれの最適膜厚の±5n
mの範囲であるのが好ましい。
The anti-interference film has an optimum film thickness for effectively reducing the interference effect of actinic rays, and this optimum film thickness is λ / 4n (where λ is the wavelength of the actinic ray to be used,
n is an odd number multiple of the refractive index of the anti-interference film). For example, in the case of an interference prevention film having a refractive index of 1.41, ultraviolet rays (g
The optimum film thickness for the actinic ray is an odd multiple of 77 nm for X-ray, an odd multiple of 65 nm for ultraviolet (i-line), and an odd multiple of 44 nm for far ultraviolet (excimer laser). ± 5n of each optimum film thickness
It is preferably in the range of m.

【0065】また、この干渉防止膜を化学増幅型のネガ
型またはポジ型レジスト上に形成した場合、干渉防止効
果に加えて、レジスパターン形状の改善効果も有するた
め好ましい。通常、化学増幅型レジストは半導体製造ラ
インの大気中に存在するN−メチル−2−ピロリドン、
アンモニア、ピリジン、トリエチルアミン等の有機アル
カリ蒸気の作用を受け、レジスト膜表面で酸不足となる
ため、ネガ型レジストの場合、レジストパターンのトッ
プが丸みを帯びる傾向があり、またポジ型レジストの場
合、レジストパターンが庇状につながってしまうことが
ある。レジストパターンの形状改善効果とは、このよう
な現象をなくし矩形のパターン形状が得られるものであ
る。このように本発明の干渉防止膜は、化学増幅型のレ
ジストの保護膜材料としても好適に使用することができ
るものである。
Further, it is preferable to form the anti-interference film on a chemically amplified negative or positive resist because it has the effect of improving the resist pattern shape in addition to the effect of preventing interference. Usually, a chemically amplified resist is N-methyl-2-pyrrolidone present in the air of a semiconductor manufacturing line,
Under the action of organic alkali vapors such as ammonia, pyridine, and triethylamine, the surface of the resist film becomes acid deficient.In the case of a negative resist, the top of the resist pattern tends to be rounded, and in the case of a positive resist, The resist pattern may be connected like an eaves. The effect of improving the shape of the resist pattern is to eliminate such a phenomenon and obtain a rectangular pattern shape. As described above, the anti-interference film of the present invention can be suitably used as a protective film material for a chemically amplified resist.

【0066】この干渉防止膜は、ホトレジスト膜の現像
処理と同時に除去してもよいが、完全に除去させるため
には、現像処理前に干渉防止膜を剥離処理することが好
ましい。この剥離処理は、例えばスピンナーによりシリ
コンウェーハを回転させながら、干渉防止膜を溶解除去
する溶剤を塗布して干渉防止膜のみを完全に除去するこ
と等によって行うことができる。干渉防止膜を除去する
溶剤としては界面活性剤を配合した水溶液を使用するこ
とができる。
The anti-interference film may be removed at the same time as the development of the photoresist film. However, in order to completely remove the anti-interference film, it is preferable to remove the interference prevention film before the development. This peeling treatment can be performed, for example, by rotating the silicon wafer with a spinner and applying a solvent for dissolving and removing the interference prevention film to completely remove only the interference prevention film. As a solvent for removing the interference preventing film, an aqueous solution containing a surfactant can be used.

【0067】[0067]

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

【0068】実施例1 クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合
物を含有してなるポジ型ホトレジストであるTHMR−
iP3000(東京応化工業(株)製)を、8枚の6イ
ンチシリコンウェーハ上にスピンナー法により回転数を
それぞれ変えて塗布し、これをホットプレート上で90
℃、90秒間乾燥し、膜厚が1.19〜1.31μmの
ホトレジスト膜が形成されたシリコンウェーハを得た。
Example 1 THMR-, a positive photoresist containing a cresol novolak resin and a naphthoquinonediazide compound
iP3000 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto eight 6-inch silicon wafers at different rotation speeds by a spinner method, and the resultant was applied on a hot plate at 90 rpm.
It dried at 90 degreeC and 90 second, and obtained the silicon wafer in which the film thickness of 1.19-1.31 micrometer was formed.

【0069】一方、パーフルオロオクチルスルホン酸
(C817SO3 H)であるEF−101(トーケムプ
ロダクツ(株)製)の20重量%水溶液500gとモノ
エタノールアミンの20重量%水溶液80gを混合し
た。その混合溶液25gを10重量%ポリビニルピロリ
ドン水溶液20gに添加し、得られた水溶液に純水を加
えて全体を200gとしてレジスト用塗布液を調製し
た。なお、このレジスト用塗布液のpHは7.0であっ
た。
On the other hand, 500 g of a 20% by weight aqueous solution of EF-101 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) which is perfluorooctylsulfonic acid (C 8 F 17 SO 3 H) and 80 g of a 20% by weight aqueous solution of monoethanolamine were added. Mixed. 25 g of the mixed solution was added to 20 g of a 10% by weight aqueous solution of polyvinylpyrrolidone, and pure water was added to the obtained aqueous solution to make the whole 200 g, thereby preparing a resist coating solution. The pH of the resist coating solution was 7.0.

【0070】次いで、上記8枚のシリコンウェーハ上に
形成されたホトレジスト膜の上に、レジスト用塗布液を
塗布し、90℃、90秒間乾燥し、膜厚約65nmの干
渉防止膜を形成した。その後、マスクパターンを介し
て、縮小投影露光装置NSR−1755i7A(ニコン
(株)製)を使用してi線を照射した後、ホットプレー
ト上で110℃、90秒間のベーク処理を行い、2.3
8重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TM
AH)水溶液にて、23℃で65秒間パドル現像した
後、純水にて30秒間洗浄してホトレジストパターンを
形成した。
Next, a resist coating solution was applied on the photoresist film formed on the eight silicon wafers and dried at 90 ° C. for 90 seconds to form an anti-interference film having a thickness of about 65 nm. Then, after irradiating with an i-line through a mask pattern using a reduction projection exposure apparatus NSR-1755i7A (manufactured by Nikon Corporation), baking treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds on a hot plate, and 2. 3
8% by weight tetramethylammonium hydroxide (TM
AH) Paddle development with an aqueous solution at 23 ° C. for 65 seconds, followed by washing with pure water for 30 seconds to form a photoresist pattern.

【0071】そして、それぞれ8枚のシリコンウェーハ
上に同一露光量で形成された0.45μmのラインパタ
ーン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸に
0.45μmのラインパターンの寸法変動、横軸にホト
レジスト膜厚をプロットして図1に示すようなグラフを
得た。同グラフ中、寸法変動の最大値は0.035μm
であった。
The relationship between the 0.45 μm line pattern dimension and the photoresist film thickness formed on the eight silicon wafers at the same exposure dose is shown on the vertical axis with the dimensional fluctuation of the 0.45 μm line pattern and the horizontal axis. A graph as shown in FIG. 1 was obtained by plotting the photoresist film thickness on the axis. In the graph, the maximum value of the dimensional change is 0.035 μm.
Met.

【0072】比較例1 パーフルオロオクチルスルホン酸(C817SO3 H)
であるEF−101(トーケムプロダクツ(株)製)の
20重量%水溶液500gにアンモニアの20重量%水
溶液17gを混合したところ、形成された塩が沈殿して
しまいレジスト用塗布液が調製できなかった。なお、こ
の溶液のpHは6.8であった。
Comparative Example 1 Perfluorooctylsulfonic acid (C 8 F 17 SO 3 H)
When 17 g of a 20% by weight aqueous solution of ammonia was mixed with 500 g of a 20% by weight aqueous solution of EF-101 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), the formed salt precipitated and a resist coating solution could not be prepared. Was. The pH of this solution was 6.8.

【0073】比較例2 パーフルオロオクチルスルホン酸(C817SO3 H)
であるEF−101(トーケムプロダクツ(株)製)の
20重量%水溶液500gにTMAHの20重量%水溶
液90gを混合したところ、形成された塩がゲル化して
しまいレジスト用塗布液が調製できなかった。なお、こ
の溶液のpHは6.5であった。
Comparative Example 2 Perfluorooctylsulfonic acid (C 8 F 17 SO 3 H)
When 90 g of a 20% by weight aqueous solution of TMAH was mixed with 500 g of a 20% by weight aqueous solution of EF-101 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), the formed salt gelled and a resist coating solution could not be prepared. Was. The pH of this solution was 6.5.

【0074】実施例2 クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合
物を含有してなるポジ型ホトレジストであるTHMR−
iP3000(東京応化工業(株)製)を、8枚の6イ
ンチシリコンウェーハ上にスピンナー法により回転数を
それぞれ変えて塗布し、ホットプレート上で90℃、9
0秒間乾燥し、膜厚が1.19〜1.31μmのホトレ
ジスト膜が形成されたシリコンウェーハを得た。
Example 2 THMR-, a positive photoresist containing a cresol novolak resin and a naphthoquinonediazide compound
iP3000 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto eight 6-inch silicon wafers at different rotation speeds by a spinner method, and then applied on a hot plate at 90 ° C. and 9 ° C.
After drying for 0 second, a silicon wafer on which a photoresist film having a film thickness of 1.19 to 1.31 μm was formed was obtained.

【0075】一方、パーフルオロオクチルスルホン酸
(C817SO3 H)であるEF−101(トーケムプ
ロダクツ(株)製)の20重量%水溶液500gとモノ
エタノールアミンの20重量%水溶液80gを混合し
た。その混合溶液25gを10重量%ポリビニルピロリ
ドン水溶液20gに添加し、得られた水溶液に純水を加
えて全体を200gとした。この水溶液に下記一般式
(XII)
On the other hand, 500 g of a 20% by weight aqueous solution of EF-101 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) which is perfluorooctylsulfonic acid (C 8 F 17 SO 3 H) and 80 g of a 20% by weight aqueous solution of monoethanolamine were added. Mixed. 25 g of the mixed solution was added to 20 g of a 10% by weight aqueous solution of polyvinylpyrrolidone, and pure water was added to the obtained aqueous solution to make the whole 200 g. This aqueous solution has the following general formula (XII)

【0076】[0076]

【化29】 で表される陰イオン性界面活性剤であるパイオニンA−
43N(竹本油脂(株)製)を1000ppm加えレジ
スト用塗布液を調製した。なお、このレジスト用塗布液
のpHは6.8であった。
Embedded image Pionin A-, an anionic surfactant represented by the formula:
43N (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) was added at 1000 ppm to prepare a resist coating solution. The pH of the resist coating solution was 6.8.

【0077】次いで、上記8枚のシリコンウェーハ上に
形成されたホトレジスト膜の上に、レジスト用塗布液を
塗布し、90℃、90秒間乾燥し、膜厚約65nmの干
渉防止膜を形成した。その後、マスクパターンを介し
て、縮小投影露光装置NSR−1755i7A(ニコン
(株)製)を使用してi線を照射した後、ホットプレー
ト上で110℃、90秒間のベーク処理を行い、2.3
8重量%TMAH水溶液にて、23℃で65秒間パドル
現像した後、純水にて30秒間洗浄してホトレジストパ
ターンを形成した。
Next, a resist coating solution was applied on the photoresist film formed on the eight silicon wafers and dried at 90 ° C. for 90 seconds to form an anti-interference film having a thickness of about 65 nm. Then, after irradiating with an i-line through a mask pattern using a reduction projection exposure apparatus NSR-1755i7A (manufactured by Nikon Corporation), baking treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds on a hot plate, and 2. 3
After paddle development with an 8% by weight aqueous solution of TMAH at 23 ° C. for 65 seconds, the substrate was washed with pure water for 30 seconds to form a photoresist pattern.

【0078】そして、それぞれ8枚のシリコンウェーハ
上に同一露光量で形成された0.45μmのラインパタ
ーン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸に
0.45μmのラインパターンの寸法変動、横軸にホト
レジスト膜厚をプロットして図2に示すようなグラフを
得た。同グラフ中、寸法変動の最大値は0.035μm
であった。
The relationship between the 0.45 μm line pattern dimension and the photoresist film thickness formed on the eight silicon wafers at the same exposure dose is shown on the vertical axis, with the dimensional fluctuation of the 0.45 μm line pattern and the horizontal axis. The graph shown in FIG. 2 was obtained by plotting the photoresist film thickness on the axis. In the graph, the maximum value of the dimensional change is 0.035 μm.
Met.

【0079】また顕微鏡により、ホトレジスト膜上に形
成された干渉防止膜の表面を観察したところ、塗布むら
は観察されなかった。さらにSEM(走査型電子顕微
鏡)写真により、上記処理により得られたレジストパタ
ーンを観察したところ、マスクパターンに忠実な良好な
レジストパターンが形成されていた。
When the surface of the anti-interference film formed on the photoresist film was observed with a microscope, no coating unevenness was observed. Further, when the resist pattern obtained by the above treatment was observed by SEM (scanning electron microscope) photograph, a favorable resist pattern faithful to the mask pattern was formed.

【0080】比較例3 実施例2において、陰イオン性界面活性剤であるパイオ
ニンA−43N(竹本油脂(株)製)を省いた以外は、
まったく同様にしてレジスト用塗布液を調製した。ま
た、その他の操作は実施例2と同様にして、0.45μ
mのラインパターン寸法とホトレジスト膜厚との関係を
調べたところ、実施例2と同様な図2の関係が得られ、
寸法変動の最大値も約0.035μmであった。
Comparative Example 3 In Example 2, except that pionin A-43N (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), which is an anionic surfactant, was omitted.
A resist coating solution was prepared in exactly the same manner. Other operations were the same as in Example 2, and
When the relationship between the line pattern dimension of m and the photoresist film thickness was examined, the relationship of FIG. 2 similar to that of Example 2 was obtained.
The maximum value of the dimensional variation was also about 0.035 μm.

【0081】しかしながら、顕微鏡によりホトレジスト
膜上に形成された干渉防止膜の表面を観察したところ、
塗布むらが観察された。さらにSEM(走査型電子顕微
鏡)写真により、上記処理により得られたレジストパタ
ーンを観察したところ、虫食い状態となったパターンが
形成されていた。
However, when the surface of the anti-interference film formed on the photoresist film was observed with a microscope,
Application unevenness was observed. Furthermore, when the resist pattern obtained by the above treatment was observed by SEM (scanning electron microscope) photograph, it was found that an insect-eating pattern was formed.

【0082】実施例3 クレゾール・ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化
合物を含有してなるポジ型ホトレジストであるTHMR
−iP3300(東京応化工業(株)製)を12枚の6
インチシリコンウェーハ上にスピンナー法により回転数
をそれぞれ変えて塗布し、ホットプレート上で90℃、
90秒間乾燥し、膜厚が0.96〜1.09μmのホト
レジスト膜が形成されたシリコンウェーハを得た。
Example 3 THMR which is a positive type photoresist containing a cresol novolak resin and a naphthoquinonediazide compound
-IP3300 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
Spinning method was applied on inch silicon wafers at different rotation speeds, and 90 ° C on a hot plate.
After drying for 90 seconds, a silicon wafer on which a photoresist film having a thickness of 0.96 to 1.09 μm was formed was obtained.

【0083】一方、パーフルオロオクチルスルホン酸
(C817SO3 H)であるEF−101(トーケムプ
ロダクツ社製)の20重量%水溶液500gとモノエタ
ノールアミンの20重量%水溶液80gを混合した。そ
の混合溶液30gを20重量%ポリビニルピロリドン水
溶液10gに添加し、得られた水溶液に純水を加えて全
体を200gとした。この水溶液に上記一般式(XI
I)で表される陰イオン性界面活性剤であるパイオニン
A−43N(竹本油脂(株)製)を800ppmと、下
記化学式(XX)
On the other hand, 500 g of a 20% by weight aqueous solution of EF-101 (manufactured by Tochem Products), which is perfluorooctylsulfonic acid (C 8 H 17 SO 3 H), and 80 g of a 20% by weight aqueous solution of monoethanolamine were mixed. . 30 g of the mixed solution was added to 10 g of a 20% by weight aqueous solution of polyvinylpyrrolidone, and pure water was added to the obtained aqueous solution to make the whole 200 g. This aqueous solution has the above general formula (XI)
800 ppm of pionin A-43N (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), which is an anionic surfactant represented by I), is represented by the following chemical formula (XX)

【0084】[0084]

【化30】 で表されるN−オクチル−2−ピロリドンである「SU
RFADONE LP100」(アイエスピー・ジャパ
ン社製)を500ppm加えレジスト用塗布液を調製し
た。なお、このレジスト用塗布液のpHは6.7であっ
た。
Embedded image "SU" which is N-octyl-2-pyrrolidone represented by
RFADONE LP100 "(produced by ISP Japan) was added at 500 ppm to prepare a resist coating solution. The resist coating solution had a pH of 6.7.

【0085】次いで、上記12枚のシリコンウェーハ上
に形成されたホトレジスト膜の上に、レジスト用塗布液
を塗布し、膜厚65nmの干渉防止膜を形成した。その
後、マスクパターンを介して、縮小投影露光装置NSR
−1755i10D(ニコン(株)製)を使用して、i
線を照射した後、ホットプレート上で110℃、90秒
間のベーク処理を行い、2.38重量%TMAH水溶液
にて、23℃で65秒間パドル現像した後、純水にて3
0秒間洗浄してホトレジストパターンを形成した。
Next, a resist coating solution was applied on the photoresist film formed on the 12 silicon wafers to form a 65 nm-thick interference preventing film. Thereafter, through a mask pattern, the reduced projection exposure apparatus NSR
Using -1755i10D (manufactured by Nikon Corporation), i
After irradiating with X-rays, baking treatment was performed on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds, and paddle development was performed with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution at 23 ° C. for 65 seconds, followed by pure water for 3 seconds.
After washing for 0 second, a photoresist pattern was formed.

【0086】そして、それぞれ12枚のシリコンウェー
ハ上に同一露光量で形成された0.45μmラインパタ
ーン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸に
0.45μmのラインパターンの寸法変動、横軸にホト
レジストの膜厚をプロットして図3に示すようなグラフ
を得た。同グラフ中、寸法変動の最大値は0.027μ
mであった。
The relationship between the 0.45 μm line pattern size and the photoresist film thickness formed on the 12 silicon wafers at the same exposure dose is shown on the vertical axis with the dimensional fluctuation of the 0.45 μm line pattern and the horizontal axis. The film thickness of the photoresist was plotted in FIG. 3 to obtain a graph as shown in FIG. In the same graph, the maximum value of the dimensional change is 0.027μ.
m.

【0087】また、顕微鏡により、ホトレジスト膜上に
形成された干渉防止膜の表面を観察したところ、塗布む
らは観察されなかった。さらにSEM(走査型電子顕微
鏡)写真により、上記処理により得られたホトレジスト
パターンを観察したところ、マスクパターンに忠実な良
好なパターンが形成されていた。
When the surface of the anti-interference film formed on the photoresist film was observed with a microscope, no coating unevenness was observed. Further, when the photoresist pattern obtained by the above treatment was observed by SEM (scanning electron microscope) photograph, a favorable pattern faithful to the mask pattern was formed.

【0088】なお、図4は、実施例3において、本発明
のレジスト用塗布液を用いなかった、すなわち干渉防止
膜を形成しなかった以外は、実施例3と全く同様にして
得られた0.45μmラインパターン寸法とホトレジス
ト膜厚との関係を示すグラフである。縦軸は0.45μ
mのラインパターン寸法変動、横軸はホトレジスト膜厚
である。同グラフ中、寸法変動の最大値は0.071μ
mであった。
FIG. 4 shows a sample obtained in the same manner as in Example 3 except that the resist coating solution of the present invention was not used, that is, the anti-interference film was not formed. 4 is a graph showing a relationship between a .45 μm line pattern dimension and a photoresist film thickness. The vertical axis is 0.45μ
The line pattern dimension fluctuation of m, and the horizontal axis is the photoresist film thickness. In the graph, the maximum value of the dimensional change is 0.071 μ
m.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、塗
布装置等の機器類の腐食も防止し得るレジスト用塗布液
を提供することができる。また、干渉防止膜の塗膜均一
性を図り、塗布むらのない干渉防止膜が形成でき、マス
クパターンどおりのレジストパターンが得られるレジス
ト用塗布液を提供することができる。さらに、これらレ
ジスト用塗布液を用いた二層構造のホトレジスト材料を
提供することができる。本発明のレジスト材料における
干渉防止膜は、ホトリソグラフィー技術における干渉作
用を低減する作用に優れるため、結果としてパターン寸
法精度の優れたレジストパターンを形成することができ
る。特に、近年の半導体素子製造分野における加工寸法
の微細化に十分対応でき、従来の反射防止膜では十分な
効果が得られなかった微細パターンの形成においても寸
法精度の低下を防ぐことができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a resist coating solution capable of preventing corrosion of equipment such as a coating device. In addition, it is possible to provide a coating liquid for a resist in which the uniformity of the coating of the anti-interference film can be achieved, the anti-interference film without coating unevenness can be formed, and a resist pattern according to the mask pattern can be obtained. Further, a photoresist material having a two-layer structure using these resist coating solutions can be provided. The anti-interference film of the resist material of the present invention is excellent in the effect of reducing the interference effect in photolithography technology, and as a result, a resist pattern having excellent pattern dimensional accuracy can be formed. In particular, it is possible to sufficiently cope with miniaturization of processing dimensions in the field of semiconductor device manufacturing in recent years, and it is possible to prevent a decrease in dimensional accuracy even in the formation of a fine pattern which has not been able to obtain a sufficient effect with the conventional antireflection film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1におけるホトレジストの膜厚とライン
パターンの寸法変動との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a photoresist film thickness and a dimensional variation of a line pattern in Example 1.

【図2】実施例2におけるホトレジストの膜厚とライン
パターンの寸法変動との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a photoresist film thickness and a dimensional variation of a line pattern in Example 2.

【図3】実施例3におけるホトレジストの膜厚とライン
パターンの寸法変動との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a photoresist film thickness and a dimensional variation of a line pattern in Example 3.

【図4】実施例3において、本発明のレジスト用塗布液
を用いなかった、すなわち干渉防止膜を形成しなかった
場合のホトレジストの膜厚とラインパターンの寸法変動
との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the photoresist film thickness and the line pattern dimensional variation when the resist coating solution of the present invention was not used, that is, when the anti-interference film was not formed in Example 3. .

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−188598(JP,A) 特開 平6−51523(JP,A) 特開 平4−249257(JP,A) 特開 昭59−137943(JP,A) 特開 平7−181685(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/004 G03F 7/11 501 G03F 7/26 511 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-188598 (JP, A) JP-A-6-51523 (JP, A) JP-A-4-249257 (JP, A) JP-A-59-137943 (JP) , A) JP-A-7-181685 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G03F 7/004 G03F 7/11 501 G03F 7/26 511

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水溶性膜形成成分とフッ素系界面活性剤
とを含有してなるレジスト用塗布液において、前記フッ
素系界面活性剤が、一般式(I) 【化1】 (式中、Rfは、炭素原子数2〜20の飽和または不飽
和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素原
子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表される
化合物とアルカノールアミンとの塩、および一般式(I
I) 【化2】 (式中、R’fは、炭素原子数2〜20の飽和または不
飽和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素
原子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表され
る化合物とアルカノールアミンとの塩の中から選ばれる
少なくとも1種であることを特徴とするレジスト用塗布
液。
1. A resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-based surfactant, wherein the fluorine-based surfactant is represented by the general formula (I): (Wherein, Rf is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms) A salt with an alkanolamine, and a compound of the general formula (I
I) (In the formula, R′f is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms.) A resist coating liquid, which is at least one selected from salts of compounds and alkanolamines.
【請求項2】 フッ素系界面活性剤が、パーフルオロオ
クチルスルホン酸とアルカノールアミンとの塩であるこ
とを特徴とする請求項1記載のレジスト用塗布液。
2. The resist coating solution according to claim 1, wherein the fluorinated surfactant is a salt of perfluorooctylsulfonic acid and alkanolamine.
【請求項3】 水溶性膜形成成分とフッ素系界面活性剤
とを含有してなるレジスト用塗布液に、さらに一般式
(III) 【化3】 (式中、R1 、R2 は少なくとも1つが炭素数5〜18
のアルキル基またはアルコキシ基で、残りが水素原子、
炭素数5〜18のアルキル基またはアルコキシ基であ
り;R3 、R4 およびR5 は少なくとも1つがスルホン
酸アンモニウム基またはスルホン酸置換アンモニウム基
で、残りが水素原子、スルホン酸アンモニウム基または
スルホン酸置換アンモニウム基である)で表される陰イ
オン性界面活性剤の中から選ばれる少なくとも1種を添
加したことを特徴とするレジスト用塗布液。
3. A resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-based surfactant, further comprising a compound represented by the general formula (III): (Wherein at least one of R 1 and R 2 has 5 to 18 carbon atoms)
Is an alkyl or alkoxy group, the remainder being a hydrogen atom,
An alkyl group or an alkoxy group having 5 to 18 carbon atoms; at least one of R 3 , R 4 and R 5 is an ammonium sulfonate group or a sulfonate-substituted ammonium group, and the remainder is a hydrogen atom, an ammonium sulfonate group or a sulfonate; A coating solution for resists, wherein at least one selected from anionic surfactants represented by the formula:
【請求項4】 水溶性膜形成成分とフッ素系界面活性剤
とを含有してなるレジスト用塗布液に、さらに一般式
(III) 【化4】 (式中、R1 、R2 は少なくとも1つが炭素数5〜18
のアルキル基またはアルコキシ基で、残りが水素原子、
炭素数5〜18のアルキル基またはアルコキシ基であ
り;R3 、R4 およびR5 は少なくとも1つがスルホン
酸アンモニウム基またはスルホン酸置換アンモニウム基
で、残りが水素原子、スルホン酸アンモニウム基または
スルホン酸置換アンモニウム基である)で表される陰イ
オン性界面活性剤の中から選ばれる少なくとも1種と、
下記一般式(VI) 【化5】 (式中、R10は炭素数6〜20のアルキル基を表す)で
表されるN−アルキル−2−ピロリドンを添加したこと
を特徴とするレジスト用塗布液。
4. A resist coating solution containing a water-soluble film-forming component and a fluorine-containing surfactant, further comprising a compound represented by the general formula (III): (Wherein at least one of R 1 and R 2 has 5 to 18 carbon atoms)
Is an alkyl or alkoxy group, the remainder being a hydrogen atom,
An alkyl group or an alkoxy group having 5 to 18 carbon atoms; at least one of R 3 , R 4 and R 5 is an ammonium sulfonate group or a sulfonate-substituted ammonium group, and the remainder is a hydrogen atom, an ammonium sulfonate group or a sulfonate; At least one selected from anionic surfactants represented by the formula:
The following general formula (VI) (Wherein R 10 represents an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms). A resist coating solution comprising N-alkyl-2-pyrrolidone represented by the formula:
【請求項5】 フッ素系界面活性剤が、一般式(I) 【化6】 (式中、Rfは、炭素原子数2〜20の飽和または不飽
和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素原
子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表される
化合物とアルカノールアミンとの塩、および一般式(I
I) 【化7】 (式中、R’fは、炭素原子数2〜20の飽和または不
飽和の炭化水素基の水素原子の一部または全部をフッ素
原子で置き換えたフッ素化炭化水素基である)で表され
る化合物とアルカノールアミンとの塩の中から選ばれる
少なくとも1種であることを特徴とする、請求項3また
は4に記載のレジスト用塗布液。
5. The fluorosurfactant represented by the general formula (I): (Wherein, Rf is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms) A salt with an alkanolamine, and a compound of the general formula (I
I) (In the formula, R′f is a fluorinated hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms of a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms are replaced with fluorine atoms.) The resist coating liquid according to claim 3, wherein the coating liquid is at least one selected from salts of a compound and an alkanolamine.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のレ
ジスト用塗布液からなる干渉防止膜をホトレジスト膜表
面に形成することを特徴とするレジスト材料。
6. A resist material comprising an anti-interference film comprising the resist coating solution according to claim 1 formed on a photoresist film surface.
JP12727295A 1994-04-27 1995-04-27 Coating solution for resist and resist material using the same Expired - Fee Related JP2878150B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12727295A JP2878150B2 (en) 1994-04-27 1995-04-27 Coating solution for resist and resist material using the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11016394 1994-04-27
JP6-110163 1994-04-27
JP12727295A JP2878150B2 (en) 1994-04-27 1995-04-27 Coating solution for resist and resist material using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0815859A JPH0815859A (en) 1996-01-19
JP2878150B2 true JP2878150B2 (en) 1999-04-05

Family

ID=26449843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12727295A Expired - Fee Related JP2878150B2 (en) 1994-04-27 1995-04-27 Coating solution for resist and resist material using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2878150B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW337591B (en) * 1996-04-15 1998-08-01 Shinetsu Chem Ind Co Anti-reflection coating material
JP3384534B2 (en) * 1996-04-15 2003-03-10 信越化学工業株式会社 Anti-reflective coating material
JPH1184640A (en) * 1997-09-05 1999-03-26 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Coating liquid for formation of antireflection film
KR100400331B1 (en) * 1999-12-02 2003-10-01 주식회사 하이닉스반도체 Over-coating composition for photoresist and process for forming photoresist pattern using the same
JP2001281874A (en) 2000-03-31 2001-10-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Composition for forming antireflection film for lithography and resist laminated body using the same
JP3320402B2 (en) 2000-06-26 2002-09-03 クラリアント ジャパン 株式会社 Development defect prevention process and materials
JP2002184673A (en) * 2000-12-15 2002-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Resist pattern formation method
JP3914468B2 (en) 2002-06-21 2007-05-16 Azエレクトロニックマテリアルズ株式会社 Development defect prevention process and composition used therefor
JP4265766B2 (en) * 2003-08-25 2009-05-20 東京応化工業株式会社 Resist protective film forming material for immersion exposure process, resist protective film comprising the protective film forming material, and resist pattern forming method using the resist protective film
JP4609878B2 (en) * 2003-10-28 2011-01-12 東京応化工業株式会社 Resist upper layer film forming material and resist pattern forming method using the same
JP5507601B2 (en) * 2004-02-16 2014-05-28 東京応化工業株式会社 Resist pattern forming method
JP3954066B2 (en) * 2004-02-25 2007-08-08 松下電器産業株式会社 Barrier film forming material and pattern forming method using the same
JP4368267B2 (en) * 2004-07-30 2009-11-18 東京応化工業株式会社 Resist protective film forming material and resist pattern forming method using the same
JP2007206229A (en) 2006-01-31 2007-08-16 Renesas Technology Corp Method for forming resist pattern, and method for manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137943A (en) * 1983-01-28 1984-08-08 W R Gureesu:Kk Photosensitive resin composition
JPH04249257A (en) * 1991-02-05 1992-09-04 Fuji Photo Film Co Ltd Production of heat developable photosensitive recording material
DE69214035T2 (en) * 1991-06-28 1997-04-10 Ibm Anti-reflective coatings
JP3416196B2 (en) * 1992-06-02 2003-06-16 シップレーカンパニー エル エル シー Resist surface anti-reflective coating forming composition and pattern forming method
JP2803549B2 (en) * 1993-12-21 1998-09-24 信越化学工業株式会社 Light reflection preventing material and pattern forming method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0815859A (en) 1996-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5631314A (en) Liquid coating composition for use in forming photoresist coating films and photoresist material using said composition
JP4609878B2 (en) Resist upper layer film forming material and resist pattern forming method using the same
JP2878150B2 (en) Coating solution for resist and resist material using the same
JPH08179509A (en) Antireflection composition and formation of resist pattern
JP3192505B2 (en) Pattern forming method for semiconductor device manufacturing
JPH0326827B2 (en)
JP2002148820A (en) Pattern forming method and treating agent used therefor
US6132928A (en) Coating solution for forming antireflective coating film
JP3827762B2 (en) Antireflection composition and resist pattern forming method
WO2001035167A1 (en) Composition for antireflection coating
EP0929842A1 (en) Bottom antireflective coatings containing an arylhydrazo dye
JP3491978B2 (en) Surface anti-reflective coating composition
US6416930B2 (en) Composition for lithographic anti-reflection coating, and resist laminate using the same
JPH0210348A (en) Formation of positive type photosensitive composition and resist pattern
JP2836916B2 (en) Positive photoresist composition
JPH06348036A (en) Method for forming resist pattern
JPH09244238A (en) Antireflection composition and formation of photosensitive film using the same
JPH0812423B2 (en) Positive photoresist composition
JP5630181B2 (en) Negative resist composition, method for producing relief pattern using the resist composition, and method for producing photomask
JP3592332B2 (en) Positive photosensitive composition
JPH05241332A (en) Resist material
JP3787188B2 (en) Antireflection composition and resist pattern forming method
JPS62226141A (en) Process for forming pattern
JPH09166876A (en) Intermediate film composition and formation of photosensitive film on substrate by using the same
JPH02222955A (en) Positive type photosensitive composition

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090122

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100122

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110122

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110122

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120122

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140122

Year of fee payment: 15

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees