JP4275062B2 - Resist protective film forming material and resist pattern forming method using the same - Google Patents

Resist protective film forming material and resist pattern forming method using the same Download PDF

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本発明は、レジスト膜の保護膜を形成するのに好適なレジスト保護膜形成用材料およびこれ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。本発明は、特に、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)プロセスに、中でも、リソグラフィー露光光がレジスト膜に到達する経路の少なくとも前記レジスト膜上に空気より屈折率が高くかつ前記レジスト膜よりも屈折率が低い所定厚さの液体(以下、「液浸露光用液体」という。)を介在させた状態で前記レジスト膜を露光することによってレジストパターンの解像度を向上させる構成の液浸露光プロセスに用いて好適なレジスト保護膜形成用材料、および前記レジスト保護膜形成用材料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。   The present invention relates to a resist protective film forming material suitable for forming a protective film for a resist film, and a resist pattern forming method using the same. In particular, the present invention relates to an immersion exposure (Liquid Immersion Lithography) process, in particular, a refractive index higher than air on at least the resist film in a path through which lithography exposure light reaches the resist film and a refractive index higher than that of the resist film. Is used in an immersion exposure process having a structure in which the resolution of the resist pattern is improved by exposing the resist film in a state where a liquid having a low predetermined thickness (hereinafter referred to as “liquid for immersion exposure”) is interposed. The present invention relates to a suitable resist protective film forming material and a resist pattern forming method using the resist protective film forming material.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リソグラフィー法が多用されているが、デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるレジストパターンの微細化が要求されている。   Lithography is often used to manufacture fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices. However, with the miniaturization of device structures, it is required to make finer resist patterns in the lithography process.

現在では、リソグラフィー法により、例えば、最先端の領域では、線幅が90nm程度の微細なレジストパターンを形成することが可能となっているが、今後はさらに微細なパターン形成が要求される。   At present, it is possible to form a fine resist pattern having a line width of about 90 nm by the lithography method, for example, in the most advanced region. However, further fine pattern formation is required in the future.

このような90nmより微細なパターン形成を達成させるためには、露光装置とそれに対応するレジストの開発が第1のポイントとなる。露光装置においては、F2エキシマレーザー、EUV(極端紫外光)、電子線、X線、軟X線等の光源波長の短波長化やレンズの開口数(NA)の増大等が開発ポイントとしては一般的である。 In order to achieve such fine pattern formation of less than 90 nm, the development of an exposure apparatus and a corresponding resist is the first point. Development points for exposure equipment include shortening the wavelength of light sources such as F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet light), electron beam, X-ray, soft X-ray, and increasing the numerical aperture (NA) of the lens. It is common.

しかしながら、光源波長の短波長化は高額な新たな露光装置が必要となる。また、高NA化では、解像度と焦点深度幅がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度幅が低下するという問題がある。   However, shortening the wavelength of the light source requires an expensive new exposure apparatus. Further, when the NA is increased, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus is reduced even if the resolution is increased.

最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィー技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィー)法という方法が報告されている(例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3参照)。この方法は、露光時に、レンズと基板上のレジスト膜との間の少なくとも前記レジスト膜上に液浸露光用液体を介在させるというものである。この方法では、従来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率(n)のより大きい液体、例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いてもより短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成されると同時に焦点深度幅の低下もない。   Recently, as a lithography technique capable of solving such a problem, a method called an immersion exposure (liquid immersion lithography) method has been reported (see, for example, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3). . In this method, an immersion exposure liquid is interposed at least on the resist film between the lens and the resist film on the substrate during exposure. In this method, a light source having the same exposure wavelength can be used by replacing the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, with a liquid having a higher refractive index (n), such as pure water. Similar to the case of using a light source having a shorter wavelength or the case of using a high NA lens, high resolution is achieved and at the same time, there is no reduction in the depth of focus.

このような液浸露光を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、より高解像性に優れ、かつ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、大変注目されている。   By using such immersion exposure, it is possible to realize the formation of a resist pattern that is low in cost, excellent in high resolution, and excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. It is attracting a lot of attention.

しかしながら、このような液浸露光プロセスを用いたプロセスでは、レジスト膜の上層に、純水またはフッ素系不活性液体等の液浸露光用液体を介在させることから、当然ながら、前記液浸露光用液体による液浸露光中のレジスト膜への変質、およびレジスト膜からの溶出成分による前記液浸露光用液体自体の変質に伴う屈折率変動等が懸念される。   However, in a process using such an immersion exposure process, an immersion exposure liquid such as pure water or a fluorine-based inert liquid is interposed in the upper layer of the resist film. There is a concern about the change in the resist film during immersion exposure by the liquid and the refractive index fluctuation accompanying the change in the immersion exposure liquid itself due to the elution component from the resist film.

このような液浸露光プロセスであっても、従来のリソグラフィー法において用いられてきた材料系をそのまま転用可能な場合はあるが、レンズとレジスト膜との間に前記液浸露光用液体を介在させるという露光環境の違いから、前記従来のリソグラフィー法とは異なった材料系を使用することが提案されている。   Even in such an immersion exposure process, the material system used in the conventional lithography method may be diverted as it is, but the immersion exposure liquid is interposed between the lens and the resist film. Because of the difference in exposure environment, it has been proposed to use a material system different from the conventional lithography method.

このような中で、上述の、液浸露光中の液浸露光用液体によるレジスト膜への変質、および液浸露光用液体自体の変質に伴う屈折率変動を同時に防止することを目的とした手段として、フッ素含有樹脂を用いた保護膜形成用材料が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ところが、このような保護膜形成用材料を用いた場合には、前記目的は達成し得るものの、特殊な洗浄用溶剤や塗布装置が必要であることや、保護膜を除去する工程が増えるなどの歩留まり上の問題が発生する。   Under such circumstances, the above-mentioned means for simultaneously preventing the deterioration of the resist film caused by the immersion exposure liquid during the immersion exposure and the refractive index fluctuation accompanying the alteration of the immersion exposure liquid itself. A material for forming a protective film using a fluorine-containing resin has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, when such a protective film forming material is used, the above-mentioned object can be achieved, but a special cleaning solvent and a coating apparatus are necessary, and the number of steps for removing the protective film is increased. Yield problems occur.

さらに、最近では水に不溶でかつアルカリに可溶なポリマーを、レジスト上層の保護膜として使用するプロセスが注目されているが、この種の保護膜形成用材料に対しては、前記液浸露光中の液浸露光用液体によるレジスト膜への変質、および液浸露光用液体自体の変質に伴う屈折率変動を極力抑制し得る特性が必要とされている。   Furthermore, recently, a process of using a polymer that is insoluble in water and soluble in alkali as a protective film for the upper layer of the resist has been attracting attention. There is a need for characteristics that can suppress the change in the refractive index caused by the deterioration of the resist film caused by the immersion exposure liquid and the deterioration of the immersion exposure liquid itself as much as possible.

Journal of Vacuum Science & Technology B(ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー)(J.Vac.Sci.Technol.B)((発行国)アメリカ)、1999年、第17巻、6号、3306−3309頁Journal of Vacuum Science & Technology B (Journal of Vacuum Science Technology) (J. Vac. Sci. Technol. B) ((Issuing Country) USA), 1999, Vol. 17, No. 6, pages 3306-3309 Journal of Vacuum Science & Technology B(ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー)(J.Vac.Sci.Technol.B)((発行国)アメリカ)、2001年、第19巻、6号、2353−2356頁Journal of Vacuum Science & Technology B (Journal of Vacuum Science Technology) (J.Vac.Sci.Technol.B) ((Publishing Country) USA), 2001, Vol. 19, No. 6, pp. 2353-2356 Proceedings of SPIE Vol.4691(プロシーディングスオブエスピーアイイ((発行国)アメリカ)2002年、第4691巻、459−465頁Proceedings of SPIE Vol.4691 (Proceedings of SPAI ((Issuing country) USA) 2002, 4691, 459-465 国際公開第2004/074937号パンフレットInternational Publication No. 2004/074937 Pamphlet

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、具体的には、従来のレジスト膜の表面に特定の保護膜を形成することによって、液浸露光中のレジスト膜の変質および液浸露光用液体自体の変質を同時に防止し、液浸露光を用いた高解像性レジストパターンの形成を可能とすることを課題とするものである。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and specifically, by altering the resist film during immersion exposure by forming a specific protective film on the surface of the conventional resist film. It is another object of the present invention to simultaneously prevent alteration of the liquid for immersion exposure and to enable formation of a high-resolution resist pattern using immersion exposure.

前記課題を解決するために、本発明に係るレジスト保護膜形成用材料は、レジスト膜の上層保護膜を形成するためのレジスト保護膜形成用材料であって、下記一般式(1)

Figure 0004275062
(式中、R1は炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基であり、R2は、炭素数1〜15の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基または脂環構造を有する炭化水素基である。)
で表される構成単位を少なくとも有するアクリル系ポリマーと、溶剤と、を少なくとも含有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a resist protective film forming material according to the present invention is a resist protective film forming material for forming an upper protective film of a resist film, and has the following general formula (1)
Figure 0004275062
(In the formula, R 1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 is a hydrocarbon having a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alicyclic structure. Group.)
It contains at least an acrylic polymer having at least a structural unit represented by formula (I) and a solvent.

さらに、本発明に係るレジストパターン形成方法は、液浸露光プロセスを用いたレジストパターン形成方法であって、基板上にフォトレジスト膜を形成し、前記レジスト膜の上に、前記レジスト保護膜形成用材料を用いて、水に対して実質的な相溶性を持たず、かつアルカリに可溶である特性を有するレジスト保護膜を形成し、前記レジスト膜とレジスト保護膜とが積層された前記基板の少なくとも前記レジスト保護膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体および前記レジスト保護膜を介して所定のパターン光を前記レジスト膜に照射し、必要に応じて加熱処理を行い、アルカリ現像液を用いて前記レジスト保護膜とレジスト膜とを洗浄することにより前記レジスト保護膜を除去すると同時にレジスト膜を現像し、レジストパターンを得ることを含むことを特徴とする。   The resist pattern forming method according to the present invention is a resist pattern forming method using an immersion exposure process, wherein a photoresist film is formed on a substrate, and the resist protective film is formed on the resist film. Using the material, a resist protective film having characteristics that are substantially incompatible with water and soluble in alkali is formed, and the resist film and the resist protective film are laminated. An immersion exposure liquid is disposed at least on the resist protective film, and the resist film is irradiated with a predetermined pattern light through the immersion exposure liquid and the resist protective film, and heat treatment is performed as necessary. The resist protective film and the resist film are washed with an alkaline developer to remove the resist protective film and develop the resist film at the same time. Characterized in that it comprises obtaining a down.

なお、前記構成において、液浸露光プロセスは、中でも、リソグラフィー露光光がレジスト膜に到達するまでの経路の少なくとも前記レジスト膜上に、空気より屈折率が大きくかつ前記レジスト膜よりも屈折率が小さい所定厚さの前記液浸露光用液体を介在させた状態で、露光することによってレジストパターンの解像度を向上させる構成のものが好適である。   In the above-described configuration, the immersion exposure process has a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film on at least the resist film in the path until the lithography exposure light reaches the resist film. A configuration in which the resolution of the resist pattern is improved by performing exposure while the liquid for immersion exposure having a predetermined thickness is interposed is preferable.

さらに、本発明においては、レジスト保護膜を形成するに際しては、酸性成分を添加してもよく、その成分としては後述の特定の炭化フッ素化合物がより好ましい。また、さらに、ヒドロキシアルキル基および/またはアルコキシアルキル基で置換されたアミノ基および/またはイミノ基を有する含窒素化合物からなる架橋剤を添加してもよい。   Furthermore, in the present invention, when forming a resist protective film, an acidic component may be added, and the specific fluorine-containing compound described later is more preferable as the component. Furthermore, a crosslinking agent comprising a nitrogen-containing compound having an amino group and / or an imino group substituted with a hydroxyalkyl group and / or an alkoxyalkyl group may be added.

本発明にかかるレジスト保護膜形成用材料は、レジスト膜の上に直接形成することができ、パターン露光を阻害することがない。そして、本発明のレジスト保護膜形成用材料は、水に不溶であるので、「液浸露光の光学的要求、取り扱いの容易性、および環境汚染性がないことから液浸露光用液体の最有力視されている水(純水あるいは脱イオン水)」を実際に液浸露光用液体として使用することを可能にする。換言すれば、扱い容易で、屈折率特性も良好で、環境汚染性のない水を液浸露光用の液浸露光用液体として用いても、様々な組成のレジスト膜を液浸露光プロセスに供している間、十分に保護し、良好な特性のレジストパターンを得ることを可能にする。また、157nmの露光波長を用いた場合は、露光光の吸収という面から前記液浸露光用液体としてフッ素系媒体が有力視されており、このようなフッ素系溶剤を用いた場合であっても、前記した水と同様に、レジスト膜を液浸露光プロセスに供している間、十分に保護し、良好な特性のレジストパターンを得ることを可能とする。   The material for forming a resist protective film according to the present invention can be directly formed on the resist film, and does not hinder pattern exposure. Since the material for forming a resist protective film of the present invention is insoluble in water, “the most promising liquid for immersion exposure because there is no optical requirement for immersion exposure, ease of handling, and environmental pollution. It is possible to actually use the “water (pure water or deionized water)” that is being viewed as a liquid for immersion exposure. In other words, resist films of various compositions are used in the immersion exposure process even if water that is easy to handle, has good refractive index characteristics, and has no environmental pollution is used as the immersion exposure liquid for immersion exposure. In the meantime, it is possible to obtain a resist pattern with sufficient protection and good characteristics. In addition, when an exposure wavelength of 157 nm is used, a fluorine-based medium is regarded as dominant as the immersion exposure liquid in terms of absorption of exposure light, and even when such a fluorine-based solvent is used. As in the case of the water described above, the resist film is sufficiently protected while being subjected to the immersion exposure process, and a resist pattern having good characteristics can be obtained.

さらに、本発明にかかるレジスト保護膜形成用材料は、アルカリに可溶であるので、露光が完了し、現像処理を行う段階になっても、形成した保護膜を現像処理前にレジスト膜から除去する必要がない。すなわち、本発明のレジスト保護膜形成用材料を用いて得られた保護膜は、アルカリに可溶であるので、露光後の現像工程前に保護膜除去工程を設ける必要がなく、レジスト膜のアルカリ現像液による現像処理を、保護膜を残したまま行なうことができ、それによって、保護膜の除去とレジスト膜の現像とが同時に実現できる。したがって、本発明の保護膜形成用材料を用いて行うパターン形成方法は、パターン特性の良好なレジスト膜の形成を、環境汚染性が極めて低く、かつ工程数を低減して効率的に行うことができる。   Further, since the resist protective film forming material according to the present invention is soluble in alkali, the formed protective film is removed from the resist film before the development process even when the exposure is completed and the development process is performed. There is no need to do. That is, since the protective film obtained using the resist protective film forming material of the present invention is soluble in alkali, there is no need to provide a protective film removing step before the development step after exposure, and the resist film alkali. The development treatment with the developer can be performed while leaving the protective film, whereby the removal of the protective film and the development of the resist film can be realized at the same time. Therefore, the pattern forming method performed using the protective film forming material of the present invention can efficiently form a resist film with good pattern characteristics with extremely low environmental pollution and a reduced number of steps. it can.

また、本発明のレジスト保護膜形成用材料の最大の特徴は、前記一般式(1)で表される構成単位を必須成分として含むことにある。本発明の保護膜形成用材料においては、前記一般式(1)で表される構成単位中の水酸基により分子内若しくは分子間結合をする。この結合により膜密度が向上し、液浸露光用液体によるレジスト膜の浸襲を抑制することが可能となる。   The greatest feature of the material for forming a resist protective film of the present invention is that it contains the structural unit represented by the general formula (1) as an essential component. In the protective film-forming material of the present invention, intramolecular or intermolecular bonds are formed by the hydroxyl groups in the structural unit represented by the general formula (1). This bonding improves the film density and suppresses the invasion of the resist film by the immersion exposure liquid.

前記構成の本発明において、液浸露光用液体としては、実質的に純水もしくは脱イオン水からなる水あるいはフッ素系不活性液体を用いることにより液浸露光が可能である。先に説明したように、コスト性、後処理の容易性、環境汚染性の低さなどから考慮して、水がより好適な液浸露光用液体であるが、157nmの露光光を使用する場合には、より露光光の吸収が少ないフッ素系溶剤を用いることが好適である。さらに、本発明のレジスト保護膜形成用材料より形成した保護膜は、緻密であり、液浸露光用液体によるレジスト膜の浸襲を抑制することができる。   In the present invention having the above-described configuration, the immersion exposure can be performed by using water or a fluorine-based inert liquid which is substantially pure water or deionized water as the immersion exposure liquid. As described above, in consideration of cost, ease of post-processing, low environmental pollution, etc., water is a more suitable immersion exposure liquid, but when 157 nm exposure light is used. For this, it is preferable to use a fluorine-based solvent that absorbs less exposure light. Furthermore, the protective film formed from the material for forming a resist protective film of the present invention is dense and can suppress the invasion of the resist film by the liquid for immersion exposure.

本発明において使用可能なレジスト膜は、従来慣用のレジスト組成物を用いて得られた汎用のレジストが使用可能であり、特に限定して用いる必要はない。この点が本発明の最大の特徴でもある。   As the resist film that can be used in the present invention, a general-purpose resist obtained using a conventionally used resist composition can be used, and there is no need to use it in a particularly limited manner. This is also the greatest feature of the present invention.

また、レジスト保護膜としての必須の特性は、前述のように、水に対して相溶性を持たず、かつアルカリに可溶であることであり、さらには露光光に対して透明で、レジスト膜との間でミキシングを生じず、レジスト膜への密着性がよく、かつ現像液に対する溶解性が良く、緻密で環境アミンの透過を防止し得ることである。そのような特性を具備する保護膜を形成可能なレジスト保護膜形成用材料としては、前記一般式(1)で表される構成単位を少なくとも有するアクリル系ポリマーを、溶剤に溶解してなる組成物である。   In addition, as described above, the essential characteristics as a resist protective film are that it is not compatible with water and is soluble in alkali, and is transparent to exposure light. No mixing occurs between them, the adhesiveness to the resist film is good, the solubility in the developer is good, and it is dense and can prevent the permeation of environmental amines. As a resist protective film forming material capable of forming a protective film having such characteristics, a composition obtained by dissolving an acrylic polymer having at least the structural unit represented by the general formula (1) in a solvent It is.

本発明に用いられるアクリル系ポリマーは、さらに下記一般式(2)で示される(メタ)アクリル酸構成単位を有していてもよい。本構成単位を有することにより、アルカリ可溶性を向上させることができる。   The acrylic polymer used in the present invention may further have a (meth) acrylic acid structural unit represented by the following general formula (2). By having this structural unit, alkali solubility can be improved.

Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基である。)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

本発明に用いられるアクリル系ポリマーは、前記一般式(2)で表される構成単位に加えて、さらに下記一般式(3)で示される構成単位を有していてもよい。本構成単位を有することにより、レジスト保護膜と液浸露光用液体との接触角を向上させることができる。   In addition to the structural unit represented by the general formula (2), the acrylic polymer used in the present invention may further have a structural unit represented by the following general formula (3). By having this structural unit, the contact angle between the resist protective film and the immersion exposure liquid can be improved.

Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4は少なくとも1以上の脂環構造を有する炭化水素基である。)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 is a hydrocarbon group having at least one alicyclic structure.)

前記一般式(3)で表される構成単位は、下記一般式(4)で示される構成単位、および下記一般式(5)で示される構成単位の2種の構成単位から構成されるものが好ましい。   The structural unit represented by the general formula (3) is composed of two structural units of a structural unit represented by the following general formula (4) and a structural unit represented by the following general formula (5). preferable.

Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4aは多環式炭化水素基である。)
Figure 0004275062
(Wherein R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4a is a polycyclic hydrocarbon group.)

Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4bは単環式炭化水素基である。)
Figure 0004275062
(Wherein R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4b is a monocyclic hydrocarbon group.)

前記R4aは、水酸基置換あるいは非置換のジシクロペンタニル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデシル基、およびテトラシクロドデシル基の中から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であることが好ましい。 R 4a is at least one hydrocarbon group selected from a hydroxyl group-substituted or unsubstituted dicyclopentanyl group, adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tricyclodecyl group, and tetracyclododecyl group. It is preferable.

前記R4bは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロヘプチル基の中から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であることが好ましい。 R 4b is preferably at least one hydrocarbon group selected from a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group.

本発明に用いられるアクリル系ポリマーは、前記一般式(3)で表される構成単位に加えて、さらに下記一般式(6)で示される構成単位を有していてもよい。本構成単位を有することにより、塗膜性を向上させることができる。   In addition to the structural unit represented by the general formula (3), the acrylic polymer used in the present invention may further have a structural unit represented by the following general formula (6). By having this structural unit, the coating properties can be improved.

Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R5は炭素数1〜10の置換もしくは非置換の分岐もしくは直鎖アルキル基である。)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 5 is a substituted or unsubstituted branched or straight chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

前記R5は、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、および2−エチルヘキシル基の中から選ばれる少なくとも1種の基であることが好ましい。 R 5 is preferably at least one group selected from an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, and a 2-ethylhexyl group.

このようなアクリルポリマーとして、さらに具体的には下記一般式(7)で示される構成単位を有するポリマーである。   More specifically, such an acrylic polymer is a polymer having a structural unit represented by the following general formula (7).

Figure 0004275062
(式中、j、k、la、lb、mは各構成単位の含有モル%を示すもので、それぞれ2〜60モル%である。)
Figure 0004275062
(In the formula, j, k, la, lb, and m represent the mol% content of each structural unit, and are 2 to 60 mol%, respectively.)

前記一般式(7)に示す構成単位のうち、kモル%を占める左端の(メタ)アクリル酸構成単位は、本アクリル系ポリマーの主にアルカリ可溶性を向上させる単位である。また、それぞれlaモル%およびlbモル%を占める中央の二種の脂環構造を有する構成単位は、本アクリル系ポリマーの主に接触角を向上させる単位である。また、mモル%を占める右端の構成単位は、本アクリル系ポリマーの主に塗膜性を向上させる単位である。本発明では、アルカリ可溶性寄与成分のkモル%と、接触角寄与成分のl(la+lb)モル%と、塗布性寄与成分のmモル%とを、適宜に制御することにより、使用条件に最適化した保護膜材料を得ることができる。   Among the structural units represented by the general formula (7), the leftmost (meth) acrylic acid structural unit occupying k mol% is a unit that mainly improves alkali solubility of the acrylic polymer. Moreover, the structural unit which has the 2 types of central alicyclic structure which occupies la mol% and lb mol%, respectively is a unit which mainly improves a contact angle of this acrylic polymer. The rightmost constituent unit occupying m mol% is a unit that mainly improves the coating property of the acrylic polymer. In the present invention, k mol% of the alkali-soluble contributing component, l (la + lb) mol% of the contact angle contributing component, and m mol% of the coating property contributing component are appropriately controlled for use conditions. Thus obtained protective film material can be obtained.

本発明に用いられるアクリル系ポリマーは、2種以上の構成単位からなるコポリマーとして用いる場合は、一般式(1)および(2)に示す構成単位の2元系であれば、全アクリルポリマー中、一般式(1)および(2)に示す構成単位の含有モル%は、それぞれ1〜99モル%であればよい。   When the acrylic polymer used in the present invention is used as a copolymer composed of two or more kinds of structural units, if it is a binary system of the structural units represented by the general formulas (1) and (2), The content mol% of the structural units represented by the general formulas (1) and (2) may be 1 to 99 mol%, respectively.

また、さらに一般式(3)に示す構成単位を加えた3又は4元系のアクリル系ポリマーである場合、一般式(1)、(2)および(3)に示す構成単位の含有モル%はそれぞれ2〜60モル%である。この場合、一般式(3)の構成として一般式(4)および(5)に示す構成単位の2種を用いた場合であっても、全アクリルポリマー中における一般式(1)、(2)、(4)および(5)に示す構成単位の含有モル%は、それぞれ2〜60モル%である。   Further, in the case of a ternary or quaternary acrylic polymer to which the structural unit represented by the general formula (3) is added, the content mol% of the structural unit represented by the general formulas (1), (2) and (3) is Each is 2 to 60 mol%. In this case, even when two types of structural units represented by the general formulas (4) and (5) are used as the configuration of the general formula (3), the general formulas (1) and (2) in all acrylic polymers are used. , (4) and the content mol% of the structural unit shown in (5) is 2 to 60 mol%, respectively.

さらに、一般式(6)に示す構成単位を加えた4又は5元系のアクリル系ポリマーである場合、一般式(1)、(2)、(3)(又は一般式(4)および(5))、および一般式(6)に示す構成単位の含有モル%は、それぞれ2〜60モル%である。   Furthermore, in the case of a quaternary acrylic polymer to which the structural unit represented by the general formula (6) is added, the general formulas (1), (2), (3) (or the general formulas (4) and (5) )) And the content mol% of the structural unit represented by the general formula (6) is 2 to 60 mol%, respectively.

このようなアクリル系ポリマーは、公知のアクリル系ポリマーの重合法によって、合成できる。また、これら重合体成分の樹脂のGPCによるポリスチレン換算質量平均分子量は、特に限定するものではないが3000〜50000とされる。   Such an acrylic polymer can be synthesized by a known acrylic polymer polymerization method. Moreover, the polystyrene conversion mass mean molecular weight by GPC of resin of these polymer components is although it does not specifically limit, It shall be 3000-50000.

前記アクリル系ポリマーを溶解する溶剤としては、前記アクリル系ポリマーを溶解し得る溶剤であればいずれも使用可能である。このような溶剤としてはアルコール系溶剤、パラフィン系溶剤、フッ素系溶剤等が挙げられる。アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−プロパノール(イソブタノール)、4−メチル−2−ペンタノール等の慣用のアルコール系溶剤が使用可能であり、特に2−メチル−1−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノールが好適である。パラフィン系溶剤としてはn−ヘプタン、フッ素系溶剤としてはパーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフランが使用可能であることが確認されている。中でも、現像時のアルカリ溶解性の観点からアルコール系溶剤が好ましい。   As the solvent for dissolving the acrylic polymer, any solvent that can dissolve the acrylic polymer can be used. Examples of such solvents include alcohol solvents, paraffin solvents, and fluorine solvents. As the alcohol solvent, conventional alcohol solvents such as isopropyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-propanol (isobutanol), 4-methyl-2-pentanol can be used, and in particular, 2-methyl -1-propanol and 4-methyl-2-pentanol are preferred. It has been confirmed that n-heptane can be used as a paraffin solvent and perfluoro-2-butyltetrahydrofuran can be used as a fluorine solvent. Of these, alcohol solvents are preferred from the viewpoint of alkali solubility during development.

本発明のレジスト保護膜形成用材料には、酸性成分、特に炭化フッ素化合物を添加することが望ましい。それは、液浸露光をした後、現像する前にレジスト膜が微量のアミンを含有する雰囲気中に引き置きされても、保護膜の介在によってアミンによる悪影響を抑制することができ、その後の現像によって得られるレジストパターンは寸法に大きな狂いを生じることがないからである。   It is desirable to add an acidic component, particularly a fluorine-containing compound, to the resist protective film forming material of the present invention. Even if the resist film is left in an atmosphere containing a trace amount of amine after development after immersion exposure, the adverse effect of the amine can be suppressed by the intervention of the protective film. This is because the obtained resist pattern does not cause a large deviation in dimensions.

このような炭化フッ素化合物を以下に示すが、これら炭化フッ素化合物は、重要新規利用規則(SNUR)の対象となっておらず、使用可能である。   Such fluorocarbon compounds are shown below, but these fluorocarbon compounds are not subject to important new usage rules (SNUR) and can be used.

かかる炭化フッ素化合物としては、
下記一般式(8)
(Cn2n+1SO22NH・・・・・(8)
(式中、nは、1〜5の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物と、
下記一般式(9)
x2x+1COOH・・・・・・(9)
(式中、xは、10〜15の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物と、
下記一般式(10)
As such a fluorocarbon compound,
The following general formula (8)
(C n F 2n + 1 SO 2) 2 NH ····· (8)
(In the formula, n is an integer of 1 to 5.)
A fluorocarbon compound represented by
The following general formula (9)
C x F 2x + 1 COOH (9)
(In the formula, x is an integer of 10 to 15.)
A fluorocarbon compound represented by
The following general formula (10)

Figure 0004275062
(式中、oは、2〜3の整数である。)
で示される炭化フッ素化合物と、
下記一般式(11)
Figure 0004275062
(In the formula, o is an integer of 2 to 3.)
A fluorocarbon compound represented by
The following general formula (11)

Figure 0004275062
(式中、pは、2〜3の整数であり、Rfは1部もしくは全部がフッ素原子により置換されているアルキル基であり、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミノ基により置換されていてもよい。)
で示される炭化フッ素化合物とが、好適である。
Figure 0004275062
(In the formula, p is an integer of 2 to 3, and Rf is an alkyl group partially or entirely substituted with a fluorine atom, and may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, or an amino group. Good.)
And a fluorine-containing compound represented by the formula:

前記一般式(8)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記化学式(12)
(C49SO22NH・・・・・(12)
で表される化合物、または下記化学式(13)
(C37SO22NH・・・・・(13)
で表される炭化フッ素化合物が好適である。
Specifically, as the fluorine-containing compound represented by the general formula (8), the following chemical formula (12)
(C 4 F 9 SO 2 ) 2 NH (12)
Or a compound represented by the following chemical formula (13):
(C 3 F 7 SO 2 ) 2 NH (13)
The fluorine-containing compound represented by these is suitable.

また、前記一般式(9)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記化学式(14)
1021COOH・・・・・(14)
で表される炭化フッ素化合物が好適である。
Further, as the fluorine-containing compound represented by the general formula (9), specifically, the following chemical formula (14)
C 10 F 21 COOH (14)
The fluorine-containing compound represented by these is suitable.

また、前記一般式(10)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記化学式(15)   Further, as the fluorocarbon compound represented by the general formula (10), specifically, the following chemical formula (15)

Figure 0004275062
で表される炭化フッ素化合物が好適である。
Figure 0004275062
The fluorine-containing compound represented by these is suitable.

前記一般式(11)で示される炭化フッ素化合物としては、具体的には、下記化学式(16)   Specific examples of the fluorocarbon compound represented by the general formula (11) include the following chemical formula (16):

Figure 0004275062
で表される炭化フッ素化合物が好適である。
Figure 0004275062
The fluorine-containing compound represented by these is suitable.

本発明のレジスト保護膜形成用材料は、さらに、ヒドロキシアルキル基および/またはアルコキシアルキル基で置換されたアミノ基および/またはイミノ基を有する含窒素化合物からなる架橋剤を含有することができる。   The resist protective film-forming material of the present invention can further contain a crosslinking agent comprising a nitrogen-containing compound having an amino group and / or an imino group substituted with a hydroxyalkyl group and / or an alkoxyalkyl group.

前記含窒素化合物としては、メラミン誘導体、グアナミン誘導体、グリコールウリル誘導体、スクシニルアミド誘導体、および尿素誘導体の中から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。   The nitrogen-containing compound is preferably at least one selected from melamine derivatives, guanamine derivatives, glycoluril derivatives, succinylamide derivatives, and urea derivatives.

具体的には、これらの含窒素化合物は、例えば、前記メラミン系化合物、尿素系化合物、グアナミン系化合物、アセトグアナミン系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物、スクシニルアミド系化合物、エチレン尿素系化合物等を、沸騰水中にてホルマリンと反応させてメチロール化することにより、あるいはこれらにさらに低級アルコール、具体的にはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等を反応させてアルコキシル化することにより、得ることができる。   Specifically, these nitrogen-containing compounds include, for example, the melamine compounds, urea compounds, guanamine compounds, acetoguanamine compounds, benzoguanamine compounds, glycoluril compounds, succinylamide compounds, and ethylene urea compounds. Are reacted with formalin in boiling water to form methylol, or these are further reacted with lower alcohols, specifically methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol and the like. It can be obtained by alkoxylation.

このような架橋剤としては、さらに好ましくは、テトラブトキシメチル化グリコールウリルが用いられる。   As such a cross-linking agent, tetrabutoxymethylated glycoluril is more preferably used.

さらに、前記架橋剤としては、少なくとも1種の水酸基および/またはアルキルオキシ基で置換された炭化水素化合物とモノヒドロキシモノカルボン酸化合物との縮合反応物も好適に用いることができる。   Furthermore, as the cross-linking agent, a condensation reaction product of a hydrocarbon compound substituted with at least one hydroxyl group and / or alkyloxy group and a monohydroxymonocarboxylic acid compound can also be suitably used.

前記モノヒドロキシモノカルボン酸としては、水酸基とカルボキシル基が、同一の炭素原子、または隣接する二つの炭素原子のそれぞれに結合しているものが好ましい。   As the monohydroxymonocarboxylic acid, those in which a hydroxyl group and a carboxyl group are bonded to the same carbon atom or two adjacent carbon atoms are preferable.

次に、本発明のレジスト保護膜形成用材料を用いた液浸露光法によるレジストパターン形成方法について、説明する。   Next, a resist pattern forming method by an immersion exposure method using the resist protective film forming material of the present invention will be described.

まず、シリコンウェーハ等の基板上に、慣用のレジスト組成物をスピンナーなどで塗布した後、プレベーク(PAB処理)を行う。なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けて2層積層体とすることもできる。   First, a conventional resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner or the like, and then pre-baked (PAB treatment). Note that an organic or inorganic antireflection film may be provided between the substrate and the coating layer of the resist composition to form a two-layer laminate.

ここまでの工程は、周知の手法を用いて行うことができる。操作条件等は、使用するレジスト組成物の組成や特性に応じて適宜設定することが好ましい。   The steps so far can be performed using a known method. The operating conditions and the like are preferably set as appropriate according to the composition and characteristics of the resist composition to be used.

次に、前記のようにして硬化されたレジスト膜(単層、複数層)の表面に、例えば、前記化学式(7)で示される構成単位を有するポリマー(j:k:la:lb:m=3:51:8:6:32(モル%))を2−メチル−1−プロパノール(イソブタノール)で希釈したレジスト保護膜形成用材料を均一に塗布した後、硬化させることによって、レジスト保護膜を形成する。   Next, on the surface of the resist film (single layer, multiple layers) cured as described above, for example, a polymer having a structural unit represented by the chemical formula (7) (j: k: la: lb: m = 3: 51: 8: 6: 32 (mol%)) diluted with 2-methyl-1-propanol (isobutanol) was uniformly applied and then cured, and then the resist protective film was cured. Form.

このようにしてレジスト保護膜により覆われたレジスト膜を有する基板を、液浸露光用液体(空気の屈折率よりも大きくかつレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する液体:純水、脱イオン水、あるいはフッ素系溶剤)中に、浸漬する。   In this way, the substrate having the resist film covered with the resist protective film is formed into an immersion exposure liquid (a liquid having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film: pure water, desorption). Immersion in ionic water or fluorine-based solvent.

この浸漬状態の基板のレジスト膜に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に露光を行う。したがって、このとき、露光光は、液浸露光用液体とレジスト保護膜とを通過してレジスト膜に到達することになる。   The resist film on the immersed substrate is selectively exposed through a desired mask pattern. Accordingly, at this time, the exposure light passes through the immersion exposure liquid and the resist protective film and reaches the resist film.

このとき、レジスト膜はレジスト保護膜によって、純水などの液浸露光用液体から遮断されており、液浸露光用液体の侵襲を受けて膨潤等の変質を被ることや、逆に液浸露光用液体(純水、脱イオン水、もしくはフッ素系溶剤など)中に成分を溶出させて液浸露光用液体自体の屈折率等の光学的特性を変質させることを効果的に抑制する。   At this time, the resist film is shielded from the immersion exposure liquid such as pure water by the resist protective film, so that the resist film may be affected by the invasion of the immersion exposure liquid and suffer from alteration such as swelling. It effectively suppresses optical properties such as refractive index of the immersion exposure liquid itself from being altered by eluting the components in the liquid for use (pure water, deionized water, fluorine-based solvent, etc.).

この場合の露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、電子線、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。それは、主に、レジスト膜の特性によって決定される。 The wavelength used for exposure in this case is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), electron beam, X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. This is mainly determined by the characteristics of the resist film.

前記のように、本発明のレジストパターン形成方法においては、露光時に、レジスト膜上に、レジスト保護膜を介して、空気の屈折率よりも大きくかつ使用されるレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する液浸露光用液体を介在させる。このような液浸露光用液体としては、例えば、水(純水、脱イオン水)、またはフッ素系不活性液体等が挙げられる。該フッ素系不活性液体の具体例としては、C3HCl25、C49OCH3、C49OC25、C537等のフッ素系化合物を主成分とする液体が挙げられる。これらのうち、コスト、安全性、環境問題及び汎用性の観点からは、水(純水もしくは脱イオン水)を用いることが好ましいが、157nmの波長の露光光を用いた場合は、露光光の吸収が少ないという観点から、フッ素系溶剤を用いることが好ましい。 As described above, in the resist pattern forming method of the present invention, during exposure, the refraction is larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film to be used via the resist protective film on the resist film. An immersion exposure liquid having a rate is interposed. Examples of such immersion exposure liquid include water (pure water, deionized water), and a fluorine-based inert liquid. Specific examples of the fluorinated inert liquid include fluorinated compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as main components. Liquid to be used. Among these, from the viewpoint of cost, safety, environmental problems and versatility, it is preferable to use water (pure water or deionized water). However, when exposure light having a wavelength of 157 nm is used, the exposure light From the viewpoint of low absorption, it is preferable to use a fluorinated solvent.

また、使用する液浸露光用液体の屈折率としては、「空気の屈折率よりも大きくかつ使用されるレジスト組成物の屈折率よりも小さい」範囲内であれば、特に制限されない。しかし、本発明では、近い将来に開発が見込まれる高屈折率特性を有する液浸露光用液体も使用可能な点が優れた点と考えられる。   Further, the refractive index of the immersion exposure liquid to be used is not particularly limited as long as it is within the range of “greater than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist composition to be used”. However, in the present invention, it is considered that an immersion exposure liquid having a high refractive index characteristic that is expected to be developed in the near future can be used.

前記液浸状態での露光工程が完了したら、基板を液浸露光用液体から取り出し、基板から液体を除去する。   When the exposure process in the immersion state is completed, the substrate is taken out from the immersion exposure liquid and the liquid is removed from the substrate.

次いで、露光したレジスト膜上にレジスト保護膜を付けたまま、前記レジスト膜に対してPEB(露光後加熱)を行い、続いて、アルカリ性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理を行なう。この現像処理に使用される現像液はアルカリ性であるので、レジスト保護膜はレジスト膜の可溶部分と同時に溶解除去される。なお、現像処理に続いてポストベークを行っても良い。続いて、純水等を用いてリンスを行う。この水リンスは、例えば、基板を回転させながら基板表面に水を滴下または噴霧して、基板上の現像液および該現像液によって溶解した保護膜成分とレジスト組成物を洗い流す。そして、乾燥を行うことにより、レジスト膜がマスクパターンに応じた形状にパターニングされた、レジストパターンが得られる。このように本発明では、現像工程によりレジスト保護膜の除去とレジスト膜の現像とが同時に実現される。なお、本発明のレジスト保護膜形成用材料により形成された保護膜は、撥水性が高められているので、前記露光完了後の液浸露光用液体の離れが良く、液浸露光用液体の付着量が少なく、いわゆる液浸露光用液体漏れが少なくなる。   Next, PEB (post-exposure heating) is performed on the resist film with a resist protective film on the exposed resist film, and then development processing is performed using an alkaline developer composed of an alkaline aqueous solution. Since the developer used in this development process is alkaline, the resist protective film is dissolved and removed simultaneously with the soluble portion of the resist film. In addition, you may post-bake following a development process. Subsequently, rinsing is performed using pure water or the like. In this water rinsing, for example, water is dropped or sprayed on the surface of the substrate while rotating the substrate to wash away the developer on the substrate, the protective film component dissolved by the developer, and the resist composition. And by drying, the resist pattern by which the resist film was patterned in the shape according to the mask pattern is obtained. As described above, in the present invention, the removal of the resist protective film and the development of the resist film are realized simultaneously by the development process. The protective film formed of the resist protective film forming material of the present invention has improved water repellency, so that the immersion exposure liquid is well separated after the exposure is completed, and the immersion exposure liquid adheres. The amount is small, and so-called immersion exposure liquid leakage is reduced.

このようにしてレジストパターンを形成することにより、微細な線幅のレジストパターン、特にピッチが小さいラインアンドスペースパターンを良好な解像度により製造することができる。なお、ここで、ラインアンドスペースパターンにおけるピッチとは、パターンの線幅方向における、レジストパターン幅とスペース幅の合計の距離をいう。   By forming a resist pattern in this manner, a resist pattern with a fine line width, particularly a line and space pattern with a small pitch can be manufactured with good resolution. Here, the pitch in the line and space pattern refers to the total distance of the resist pattern width and the space width in the line width direction of the pattern.

以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。なお、使用した試薬等については特に記載したものを除いては、一般に市販しているものを用いた。   Examples of the present invention will be described below. However, these examples are merely examples for suitably explaining the present invention, and do not limit the present invention. In addition, about the reagent etc. which were used except what was described especially, what was marketed generally was used.

(実施例1〜6)
本発明に係るレジスト保護膜形成用材料から得られる保護膜の現像液溶解性を測定した。
以下の手順で、レジスト保護膜形成用材料のベースポリマーを合成した。
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2リットルの4つ口フラスコに、750gのイソブチルアルコールを仕込み、窒素の吹き込みを開始した。攪拌しながら80℃まで昇温した後、アクリル酸57g、ジシクロペンタニルメタクリレート38g、n−ブチルアクリレート76g、シクロヘキシルメタクリレート19g、エチル(α−ヒドロキシメチル)アクリレート10gの混合液と、溶剤としてイソブチルアルコール50g、および重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド1.7gとからなる混合液を、別々の滴下ノズルより、それぞれ4時間かけて滴下した。滴下は連続的に行われ、滴下を通じて、各成分の滴下速度は一定とした。
(Examples 1-6)
The developer solubility of the protective film obtained from the resist protective film-forming material according to the present invention was measured.
The base polymer of the resist protective film forming material was synthesized by the following procedure.
Into a 2-liter four-necked flask equipped with a reflux condenser and a stirrer, 750 g of isobutyl alcohol was charged and nitrogen blowing was started. After heating up to 80 ° C. with stirring, a mixed liquid of 57 g of acrylic acid, 38 g of dicyclopentanyl methacrylate, 76 g of n-butyl acrylate, 19 g of cyclohexyl methacrylate, 10 g of ethyl (α-hydroxymethyl) acrylate, and isobutyl alcohol as a solvent A mixed solution consisting of 50 g and 1.7 g of benzoyl peroxide as a polymerization initiator was added dropwise from a separate dropping nozzle over 4 hours. The dropping was continuously performed, and the dropping speed of each component was constant throughout the dropping.

滴下終了後、さらにそのまま4時間、重合反応液を80℃で熟成した。その後、溶剤の還流が認められるまで重合反応液を昇温して1時間さらに熟成し、重合を完結させ、下記化学式(7)で表されるポリマー(j:k:la:lb:m=3:51:8:6:32(モル%))溶液を得た。   After completion of dropping, the polymerization reaction solution was aged at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, the temperature of the polymerization reaction solution was increased until reflux of the solvent was observed, and the mixture was further aged for 1 hour to complete the polymerization. The polymer represented by the following chemical formula (7) (j: k: la: lb: m = 3) : 51: 8: 6: 32 (mol%)) solution was obtained.

Figure 0004275062
Figure 0004275062

得られた重合反応液の固形分濃度は20.3%、重量平均分子量(Mw)はポリスチレン換算分子量で38,000であった。   The resulting polymerization reaction solution had a solid content concentration of 20.3% and a weight average molecular weight (Mw) of 38,000 in terms of polystyrene.

得られたポリマーを2−メチル−1−プロパノール(イソブタノール)を用いて希釈し、2.5重量%ポリマー溶液を調製し、これをレジスト保護膜形成用材料とした。なお、上記化学式(7)で表される構成単位を前記構成比としたものを実施例1のレジスト保護膜形成用材料とし、構成比を(j:k:la:lb:m=6:45:9:6:34)としたものを実施例2のレジスト保護膜形成用材料とし、構成比を(j:k:la:lb:m=11:43:8:5:33)としたものを実施例3のレジスト保護膜形成用材料とした。また、前記化学式(7)のうちモル比jで表される構成単位中のエチル基をメチル基とし、かつ実施例1の構成比としたものを実施例4のレジスト保護膜形成用材料とし、実施例2の構成比としたものを実施例5のレジスト保護膜形成用材料とし、実施例3の構成比としたものを実施例6のレジスト保護膜形成用材料とした。   The obtained polymer was diluted with 2-methyl-1-propanol (isobutanol) to prepare a 2.5 wt% polymer solution, which was used as a resist protective film forming material. Note that the composition unit represented by the chemical formula (7) is the composition ratio described above as the resist protective film forming material of Example 1, and the composition ratio is (j: k: la: lb: m = 6: 45). : 9: 6: 34) was used as the resist protective film forming material of Example 2, and the composition ratio was (j: k: la: lb: m = 11: 43: 8: 5: 33) Was used as the resist protective film forming material of Example 3. Further, in the chemical formula (7), the ethyl group in the structural unit represented by the molar ratio j is a methyl group, and the composition ratio of Example 1 is used as the resist protective film forming material of Example 4, The composition ratio of Example 2 was used as the resist protective film forming material of Example 5, and the composition ratio of Example 3 was used as the resist protective film forming material of Example 6.

前記各レジスト保護膜形成用材料を半導体基板上にスピンコーターを用いて1500rpmのコート条件で塗布した。塗布後、90℃で60秒間、加熱処理して硬化させて、評価用の保護膜を得た。膜厚は170nmであった。   Each of the resist protective film forming materials was applied on a semiconductor substrate using a spin coater under a coating condition of 1500 rpm. After application, the film was cured by heating at 90 ° C. for 60 seconds to obtain a protective film for evaluation. The film thickness was 170 nm.

次いで、23.5℃のアルカリ現像液(2.38%濃度のTMAH)に浸漬した場合の保護膜の溶解速度(膜厚換算:nm/秒)を測定した。   Next, the dissolution rate (film thickness conversion: nm / second) of the protective film was measured when immersed in an alkaline developer (2.38% concentration TMAH) at 23.5 ° C.

その結果、下記表1に示すように、実施例1〜6のレジスト保護膜形成用材料から得られた保護膜においては、いずれも実用において問題なく溶解する範囲であることが認められた。   As a result, as shown in Table 1 below, it was confirmed that all of the protective films obtained from the resist protective film forming materials of Examples 1 to 6 were in a range that was practically dissolved without problems.

Figure 0004275062
Figure 0004275062

次に、上述と同様にして得られた保護膜を水で120秒間リンスし、リンス前後の膜厚を測定することにより、水に対する耐性を検討した。その結果、下記表2に示すように、リンス前後では膜厚はほとんど変化無く、水に対する耐性が確認された。   Next, the protective film obtained in the same manner as described above was rinsed with water for 120 seconds, and the film thickness before and after rinsing was measured to examine the resistance to water. As a result, as shown in Table 2 below, the film thickness hardly changed before and after rinsing, and resistance to water was confirmed.

Figure 0004275062
Figure 0004275062

(実施例7〜12)
下記の樹脂成分、酸発生剤、および含窒素有機化合物を有機溶剤に均一に溶解し、レジスト組成物を調整した。
樹脂成分としては、下記化学式(8)に示した構成単位からなる共重合体100質量部を用いた。樹脂成分の調製に用いた各構成単位a,b,cの比は、a=20モル%、b=40モル%、c=40モル%とした。
(Examples 7 to 12)
The following resin component, acid generator, and nitrogen-containing organic compound were uniformly dissolved in an organic solvent to prepare a resist composition.
As the resin component, 100 parts by mass of a copolymer composed of structural units represented by the following chemical formula (8) was used. The ratio of each structural unit a, b, c used for the preparation of the resin component was a = 20 mol%, b = 40 mol%, and c = 40 mol%.

Figure 0004275062
Figure 0004275062

前記酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート2.0質量部と、トリ(tertブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート0.8質量部を用いた。   As the acid generator, 2.0 parts by mass of triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate and 0.8 parts by mass of tri (tertbutylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate were used.

また、前記有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合溶剤(混合比6:4)の7.0%濃度水溶液を用いた。また、前記含窒素有機化合物としては、トリエタノールアミン0.25質量部を用いた。さらに、添加剤としてγ−ブチロラクトン25質量部を配合した。   As the organic solvent, a 7.0% aqueous solution of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate (mixing ratio 6: 4) was used. Further, 0.25 parts by mass of triethanolamine was used as the nitrogen-containing organic compound. Furthermore, 25 parts by mass of γ-butyrolactone was added as an additive.

前記のようにして製造したレジスト組成物を用いて、レジストパターンの形成を行った。まず、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、Brewer社製)をスピナーを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、この反射防止膜上に、前記レジスト組成物をスピナーを用いて塗布し、ホットプレート上で130℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜厚225nmのレジスト膜を形成した。   A resist pattern was formed using the resist composition produced as described above. First, an organic antireflection film composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to dry. An organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed. Then, the resist composition is applied onto the antireflection film by using a spinner, prebaked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and dried to thereby form a resist film having a thickness of 225 nm on the antireflection film. Formed.

前記レジスト膜上に、実施例1で用いたアクリルポリマーを、2−メチル−1−プロパノールに溶解させ、2.5重量%溶液を調製しレジスト保護膜形成用材料を調整した。該保護膜形成用材料を回転塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚70.0nmの保護膜(実施例7)を形成した。なお、前記実施例7において、アクリルポリマーを前記実施例2で用いたアクリルポリマーとしたものを実施例8とし、前記実施例3で用いたアクリルポリマーとしたものを実施例9とし、前記実施例4で用いたアクリルポリマーとしたものを実施例10とした。また、前記実施例5で用いたアクリルポリマーとしたものを実施例11とし、前記実施例6で用いたアクリルポリマーとしたものを実施例12とした。   On the resist film, the acrylic polymer used in Example 1 was dissolved in 2-methyl-1-propanol to prepare a 2.5 wt% solution to prepare a resist protective film forming material. The protective film-forming material was spin-coated and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film (Example 7) having a thickness of 70.0 nm. In Example 7, the acrylic polymer used in Example 2 was changed to Example 8, the acrylic polymer used in Example 3 was set as Example 9, and the Example was used. The acrylic polymer used in 4 was designated as Example 10. Also, the acrylic polymer used in Example 5 was designated as Example 11, and the acrylic polymer used in Example 6 was designated as Example 12.

次に、マスクパターンを介して、露光装置Nikon−S302A(ニコン社製)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレジスト膜およびレジスト保護膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト保護膜上に23℃にて純水を2分間滴下し続けた。この部分の工程は、実際の製造プロセスでは、完全浸漬状態にて露光する工程であるが、先にレジスト膜を露光しておき、液浸露光用液体のレジスト膜およびレジスト保護膜への影響のみを評価できるように、露光後に液浸露光用液体である純水をレジスト膜およびレジスト保護膜に負荷させるという簡略的な構成としている。   Next, pattern light was irradiated (exposed) using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) with an exposure apparatus Nikon-S302A (manufactured by Nikon) through the mask pattern. Then, as immersion exposure processing, pure water was continuously dropped on the resist protective film for 2 minutes at 23 ° C. while rotating the silicon wafer provided with the resist film and the resist protective film after the exposure. This part of the process is an exposure process in a completely immersed state in the actual manufacturing process, but the resist film is exposed first, and only the influence of the liquid for immersion exposure on the resist film and the resist protective film is affected. Therefore, the resist film and the resist protective film are loaded with pure water which is a liquid for immersion exposure after exposure.

前記純水の滴下工程の後、115℃、90秒間の条件でPEB処理した。次いで、レジスト保護膜を残したまま、23℃にてアルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。この現像工程により、実施例7〜12のレジスト保護膜が完全に除去され、レジスト膜の現像も良好に実現できた。   After the pure water dropping step, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 90 seconds. Next, the resist protective film was left and developed with an alkaline developer at 23 ° C. for 60 seconds. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used. By this development step, the resist protective films of Examples 7 to 12 were completely removed, and the development of the resist film could be realized well.

このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良好な矩形形状であった。   When the thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), this pattern profile was a good rectangular shape.

(実施例13)
前記実施例7〜12と同様にしてレジスト膜を形成した。実施例1で用いたアクリルポリマー2.5質量部と、架橋剤(テトラブトキシメチル化グリコールウリル)5質量部と、0.6質量部の(CF23(SO22NHとを、2−メチル−1−プロピルアルコールに溶解させ、固形分質量濃度を2.8質量%とした保護膜材料を回転塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚70.0nmの保護膜を形成した。
(Example 13)
A resist film was formed in the same manner as in Examples 7-12. 2.5 parts by mass of the acrylic polymer used in Example 1, 5 parts by mass of a crosslinking agent (tetrabutoxymethylated glycoluril), and 0.6 parts by mass of (CF 2 ) 3 (SO 2 ) 2 NH, A protective film material dissolved in 2-methyl-1-propyl alcohol and having a solid content mass concentration of 2.8% by mass is spin-coated and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a thickness of 70.0 nm. Formed.

次に、マスクパターンを介して、露光装置Nikon−S302A(ニコン社製)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレジスト膜およびレジスト保護膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト膜上に23℃にて純水を2分間滴下し続けた。   Next, pattern light was irradiated (exposed) using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) with an exposure apparatus Nikon-S302A (manufactured by Nikon) through the mask pattern. Then, as immersion exposure processing, pure water was continuously dropped on the resist film at 23 ° C. for 2 minutes while rotating the silicon wafer provided with the resist film and the resist protective film after the exposure.

前記純水の滴下工程の後、115℃、90秒間の条件でPEB処理した。このPEBの後、レジスト保護膜を残したまま、23℃にてアルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。この現像工程により保護膜が完全に除去され、レジスト膜の現像も良好に実現できた。また、このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良好な矩形形状であった。   After the pure water dropping step, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 90 seconds. After this PEB, development was performed with an alkaline developer at 23 ° C. for 60 seconds with the resist protective film remaining. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used. By this development process, the protective film was completely removed, and the development of the resist film could be realized well. Further, when the thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), the pattern profile was a good rectangular shape.

(実施例14)
前記実施例7〜12と同様にしてレジスト膜を形成した。前記一般式(1)からなるホモポリマーの2.5質量%イソブタノール溶液を調整し、これを基板上に前記と同様の手法にて回転塗布し、90℃にて60秒間加熱し、膜厚70.0nmのレジスト保護膜を形成した。
(Example 14)
A resist film was formed in the same manner as in Examples 7-12. A 2.5% by mass isobutanol solution of the homopolymer consisting of the general formula (1) was prepared, and this was spin-coated on the substrate by the same method as described above, and heated at 90 ° C. for 60 seconds. A 70.0 nm resist protective film was formed.

次に、マスクパターンを介して、露光装置Nikon−S302A(ニコン社製)により、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を用いて、パターン光を照射(露光)した。そして、液浸露光処理として、該露光後のレジスト膜および保護膜を設けたシリコンウェハーを回転させながら、レジスト膜上に23℃にて純水を2分間滴下し続けた。   Next, pattern light was irradiated (exposed) using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) with an exposure apparatus Nikon-S302A (manufactured by Nikon) through the mask pattern. Then, as immersion exposure processing, pure water was continuously dropped on the resist film at 23 ° C. for 2 minutes while rotating the silicon wafer provided with the exposed resist film and protective film.

前記純水の滴下工程の後、115℃、90秒間の条件でPEB処理した。このPEBの後、レジスト保護膜を残したまま、23℃にてアルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。この現像工程によりレジスト保護膜が完全に除去され、レジスト膜の現像も良好に実現できた。また、このようにして得た130nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、このパターンプロファイルは良好な矩形形状であった。   After the pure water dropping step, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 90 seconds. After this PEB, development was performed with an alkaline developer at 23 ° C. for 60 seconds with the resist protective film remaining. As the alkaline developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used. The resist protective film was completely removed by this development process, and the development of the resist film could be realized well. Further, when the thus obtained resist pattern with a 130 nm line and space of 1: 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), the pattern profile was a good rectangular shape.

以上説明したように、本発明によれば、慣用のどのようなレジスト組成物を用いてレジスト膜を構成しても、液浸露光工程においていかなる液浸露光用液体を用いても、特に水やフッ素系媒体を用いた場合であっても、レジストパターンがT−トップ形状となるなどレジストパターンの表面の荒れがなく、感度が高く、レジストパターンプロファイル形状に優れ、かつ焦点深度幅や露光余裕度、引き置き経時安定性が良好である、精度の高いレジストパターンを得ることができる。また、膜質が緻密であり、水を始めとした各種液浸露光用液体を用いた液浸露光中のレジスト膜の変質および液浸露光用液体自体の変質を同時に防止し、かつ処理工程数の増加をきたすことなく、レジスト膜の引き置き耐性を向上させることができる。従って、本発明のレジスト保護膜形成用材料を用いると、液浸露光プロセスを用いたレジストパターンの形成を効率的に行うことができる。   As described above, according to the present invention, any conventional resist composition can be used to form a resist film, and any immersion exposure liquid can be used in the immersion exposure process. Even when a fluorine-based medium is used, the resist pattern has a T-top shape and the surface of the resist pattern is not rough, the sensitivity is high, the resist pattern profile shape is excellent, and the depth of focus and exposure margin are high. It is possible to obtain a highly accurate resist pattern having good stability over time. In addition, the film quality is dense, and it is possible to simultaneously prevent alteration of the resist film and immersion exposure liquid during immersion exposure using various immersion exposure liquids such as water, and the number of processing steps. Resisting resistance of the resist film can be improved without causing an increase. Therefore, when the resist protective film forming material of the present invention is used, a resist pattern can be efficiently formed using an immersion exposure process.

Claims (17)

レジスト膜の上層保護膜を形成するための材料であって、
下記一般式(1)
Figure 0004275062
(式中、R1は炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基であり、R2は炭素数1〜15の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基または脂環構造を有する炭化水素基である。)
で表される構成単位を少なくとも有するアクリル系ポリマーと、
溶剤と、
を少なくとも含有することを特徴とするレジスト保護膜形成用材料。
A material for forming an upper protective film of a resist film,
The following general formula (1)
Figure 0004275062
(Wherein R 1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 is a hydrocarbon group having a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alicyclic structure. .)
An acrylic polymer having at least a structural unit represented by:
Solvent,
A resist protective film-forming material comprising at least
前記レジスト膜は、液浸露光プロセスに供するレジスト膜であることを特徴とする請求項1に記載のレジスト保護膜形成用材料。   The material for forming a resist protective film according to claim 1, wherein the resist film is a resist film subjected to an immersion exposure process. 前記アクリル系ポリマーが、さらに下記一般式(2)
Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基である。)
で示される(メタ)アクリル酸構成単位を有することを特徴とする請求項1または2に記載のレジスト保護膜形成用材料。
The acrylic polymer is further represented by the following general formula (2)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
The material for forming a resist protective film according to claim 1, comprising a (meth) acrylic acid structural unit represented by:
前記アクリル系ポリマーが、さらに下記一般式(3)
Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4は少なくとも1以上の脂環構造を有する炭化水素基である。)
で示される構成単位を有することを特徴とする請求項3に記載のレジスト保護膜形成用材料。
The acrylic polymer is further represented by the following general formula (3)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 is a hydrocarbon group having at least one alicyclic structure.)
The material for forming a resist protective film according to claim 3, comprising: a structural unit represented by:
前記一般式(3)で表される構成単位が、下記一般式(4)
Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4aは多環式炭化水素基である。)
で示される構成単位、および下記一般式(5)
Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R4bは単環式炭化水素基である。)
で示される構成単位の2種の構成単位から構成されることを特徴とする請求項4に記載のレジスト保護膜形成用材料。
The structural unit represented by the general formula (3) is represented by the following general formula (4).
Figure 0004275062
(Wherein R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4a is a polycyclic hydrocarbon group.)
And the following general formula (5)
Figure 0004275062
(Wherein R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4b is a monocyclic hydrocarbon group.)
The resist protective film forming material according to claim 4, wherein the resist protective film forming material is composed of two types of structural units represented by:
前記R4aが、水酸基置換あるいは非置換のジシクロペンタニル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデシル基、およびテトラシクロドデシル基の中から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であることを特徴とする請求項5に記載のレジスト保護膜形成用材料。 R 4a is at least one hydrocarbon group selected from a hydroxyl group-substituted or unsubstituted dicyclopentanyl group, adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tricyclodecyl group, and tetracyclododecyl group. The material for forming a resist protective film according to claim 5. 前記R4bが、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロヘプチル基の中から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であることを特徴とする請求項5に記載のレジスト保護膜形成用材料。 6. The resist protective film forming material according to claim 5, wherein R 4b is at least one hydrocarbon group selected from a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group. 前記アクリル系ポリマーが、さらに下記一般式(6)
Figure 0004275062
(式中、R3は水素原子、メチル基、あるいは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基であり、R5は炭素数1〜10の置換もしくは非置換の分岐もしくは直鎖アルキル基である。)
で示される構成単位を有することを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載のレジスト保護膜形成用材料。
The acrylic polymer is further represented by the following general formula (6)
Figure 0004275062
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 5 is a substituted or unsubstituted branched or straight chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
The material for forming a resist protective film according to claim 4, comprising a structural unit represented by:
前記R5が、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、および2−エチルヘキシル基の中から選ばれる少なくとも1種の基であることを特徴とする請求項8に記載のレジスト保護膜形成用材料。 9. The R 5 is at least one group selected from n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, and 2-ethylhexyl group. Resist protective film forming material. 前記溶媒が、アルコール系溶剤であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のレジスト保護膜形成用材料。   The resist protective film forming material according to claim 1, wherein the solvent is an alcohol solvent. さらに、酸性成分を含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のレジスト保護膜形成用材料。   Furthermore, the acidic protective component is contained, The resist protective film forming material of any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. 前記酸性成分は、炭化フッ素化合物であることを特徴とする請求項11に記載のレジスト保護膜形成用材料。   The material for forming a resist protective film according to claim 11, wherein the acidic component is a fluorocarbon compound. さらに、ヒドロキシアルキル基および/またはアルコキシアルキル基で置換されたアミノ基および/またはイミノ基を有する含窒素化合物からなる架橋剤を含有することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のレジスト保護膜形成用材料。   Furthermore, the crosslinking agent which consists of a nitrogen-containing compound which has an amino group and / or imino group substituted by the hydroxyalkyl group and / or the alkoxyalkyl group is contained in any one of Claims 1-12 characterized by the above-mentioned. The material for forming a resist protective film as described. 前記架橋剤は、メラミン誘導体、グアナミン誘導体、グリコールウリル誘導体、スクシニルアミド誘導体、および尿素誘導体から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13に記載のレジスト保護膜形成用材料。   14. The resist protective film forming material according to claim 13, wherein the cross-linking agent is at least one selected from melamine derivatives, guanamine derivatives, glycoluril derivatives, succinylamide derivatives, and urea derivatives. . 前記液浸露光プロセスは、リソグラフィー露光光がレジスト膜に到達するまでの経路の少なくとも前記レジスト膜上に、空気より屈折率が大きくかつ前記レジスト膜よりも屈折率が小さい所定厚さの液浸露光用液体を介在させた状態で、前記レジスト膜を露光することによってレジストパターンの解像度を向上させる構成であることを特徴とする請求項2に記載のレジスト保護膜形成用材料。   The immersion exposure process includes immersion exposure with a predetermined thickness that has a refractive index greater than air and a refractive index smaller than that of the resist film on at least the resist film in a path until the lithography exposure light reaches the resist film. The resist protective film forming material according to claim 2, wherein the resist film resolution is improved by exposing the resist film in a state in which a working liquid is interposed. 前記液浸露光用液体は、実質的に純水もしくは脱イオン水からなる水、あるいはフッ素系溶剤であることを特徴とする請求項2または15に記載のレジスト保護膜形成用材料。   16. The resist protective film forming material according to claim 2, wherein the immersion exposure liquid is water substantially composed of pure water or deionized water, or a fluorine-based solvent. 液浸露光プロセスを用いたレジストパターン形成方法であって、
基板上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜の上に、請求項1〜16のいずれかに記載のレジスト保護膜形成用材料を用いて、保護膜を形成し、
前記レジスト膜と前記保護膜とが積層された前記基板の少なくとも前記保護膜上に直接所定厚みの前記液浸露光用液体を配置し、
前記液浸露光用液体および前記保護膜を介して前記レジスト膜に選択的に光を照射し、必要に応じて加熱処理を行い、
アルカリ現像液を用いて前記保護膜と前記レジスト膜とを現像処理することにより前記保護膜を除去すると同時に、レジストパターンを得ることを含むレジストパターン形成方法。
A resist pattern forming method using an immersion exposure process,
A resist film is formed on the substrate,
On the resist film, using the resist protective film forming material according to any one of claims 1 to 16, a protective film is formed,
The immersion exposure liquid having a predetermined thickness is directly disposed on at least the protective film of the substrate on which the resist film and the protective film are laminated,
The resist film is selectively irradiated with light through the immersion exposure liquid and the protective film, and heat treatment is performed as necessary.
A method for forming a resist pattern, comprising: removing the protective film by developing the protective film and the resist film using an alkali developer, and simultaneously obtaining a resist pattern.
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