JP5652404B2 - Radiation sensitive composition and resist pattern forming method - Google Patents

Radiation sensitive composition and resist pattern forming method Download PDF

Info

Publication number
JP5652404B2
JP5652404B2 JP2011543196A JP2011543196A JP5652404B2 JP 5652404 B2 JP5652404 B2 JP 5652404B2 JP 2011543196 A JP2011543196 A JP 2011543196A JP 2011543196 A JP2011543196 A JP 2011543196A JP 5652404 B2 JP5652404 B2 JP 5652404B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
resist pattern
radiation
sensitive composition
repeating unit
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.)
Active
Application number
JP2011543196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2011065207A1 (en
Inventor
祐亮 庵野
祐亮 庵野
剛史 若松
剛史 若松
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.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2011543196A priority Critical patent/JP5652404B2/en
Publication of JPWO2011065207A1 publication Critical patent/JPWO2011065207A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5652404B2 publication Critical patent/JP5652404B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0035Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法に関する。更に詳しくは、ダブルパターニングプロセスに用いられ、水等の液浸露光プロセスにも、上層膜を別途形成しなくても用いることが可能な感放射線性組成物及びそれを用いたレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive composition and a resist pattern forming method. More particularly, the present invention relates to a radiation-sensitive composition that can be used in a double patterning process and can be used in an immersion exposure process such as water without separately forming an upper layer film, and a resist pattern forming method using the same. .

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.10μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。今後は更に微細なパターン(例えば、線幅が45nm程度の微細なレジストパターン)を形成することが要求される。このような微細なパターンを形成するための手段として、露光装置の光源波長の短波長化(ArFエキシマレーザー(波長193nm))や、レンズの開口数(NA)を増大させること等が考えられる。しかしながら、光源波長の短波長化には、新たに高額の露光装置が必要となる。また、レンズの開口数(NA)の増大には、解像度と焦点深度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が低下するという問題がある。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, lithography technology capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required. In the future, it is required to form a finer pattern (for example, a fine resist pattern having a line width of about 45 nm). As means for forming such a fine pattern, it is conceivable to shorten the wavelength of the light source of the exposure apparatus (ArF excimer laser (wavelength: 193 nm)) or increase the numerical aperture (NA) of the lens. However, in order to shorten the light source wavelength, a new expensive exposure apparatus is required. In addition, the increase in the numerical aperture (NA) of the lens has a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased because the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship.

最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法が報告されている。しかしながら、液浸露光法による露光技術の進歩も45nmハーフピッチ(hp)までが限界といわれており、更に微細な加工を必要とする32nmhp世代へ向けた技術開発が行われている。近年、微細なパターンを形成するリソグラフィ技術を利用するデバイスの複雑化、高密度化要求に伴い、ダブルパターンニング(DP)、或いは、ダブルエクスポージャー(DE)といった二重露光技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。この技術では、疎ラインパターン或いは孤立トレンチパターンを半周期ずらして重ね合わせることによって32nmLSをパターンニングすることができる。   Recently, an immersion exposure (liquid immersion lithography) method has been reported as a lithography technique capable of solving such a problem. However, it is said that the advancement of the exposure technique by the immersion exposure method is limited to 45 nm half pitch (hp), and technical development for the 32 nm hp generation that requires further fine processing is being carried out. In recent years, a double exposure technique such as double patterning (DP) or double exposure (DE) has been proposed in accordance with the demand for higher density and higher density of devices using lithography technology for forming fine patterns ( For example, refer nonpatent literature 1). In this technique, 32 nm LS can be patterned by superposing sparse line patterns or isolated trench patterns with a half-cycle shift.

なお、DPとは、レジスト層を露光及び現像することにより形成した第一のレジストパターンの上に、別途レジスト膜を形成して、露光及び現像することにより第二のレジストパターンを形成する技術をいう。また、DEとは、レジスト層を露光した後、現像せずに同一のレジスト層に対して連続して2回目の露光を行い、その後現像することによりレジストパターンを形成する技術をいう。   Note that DP is a technique in which a resist film is separately formed on a first resist pattern formed by exposing and developing a resist layer, and a second resist pattern is formed by exposing and developing. Say. DE refers to a technique for forming a resist pattern by exposing a resist layer to the same resist layer continuously without developing it and then developing the resist layer.

32nmLSをパターンニングする技術の一例として、非特許文献2には、1:1のピッチの32nmラインを形成することが開示されている。具体的には、先ず1:3のピッチの32nmラインを形成し、エッチングによりSiO等のハードマスク(以下、「HM」ともいう)を加工する。その後、更に一層目のレジストパターンと半周期ずらした位置で、同様に1:3のピッチの32nmラインを形成し、エッチングにより再度HMを加工することで行っている。As an example of a technique for patterning 32 nm LS, Non-Patent Document 2 discloses forming a 32 nm line with a 1: 1 pitch. Specifically, first, a 32 nm line having a pitch of 1: 3 is formed, and a hard mask (hereinafter also referred to as “HM”) such as SiO 2 is processed by etching. Thereafter, a 32 nm line having a pitch of 1: 3 is similarly formed at a position shifted from the first resist pattern by a half cycle, and HM is processed again by etching.

SPIE2006 61531KSPIE 2006 61531K 3rd International Symposium on Immersion Lithography PO−113rd International Symposium on Immersion Lithography PO-11

しかしながら、非特許文献1及び2のようないくつかの提案されたプロセスはあるものの、このような液浸露光プロセスを用いたダブルパターニングプロセスに好適に用いられる具体的な材料の提案は、未だなされていないのが現状である。また、提案されたプロセスにおいて、第一のレジストパターンを形成した後、第二のレジストパターンを形成する際に、第一のレジストパターンが変形する場合があり、パターン形状、寸法の精度が落ちるという問題がある。   However, although there are some proposed processes such as Non-Patent Documents 1 and 2, there has not yet been proposed a specific material that can be suitably used for the double patterning process using such an immersion exposure process. The current situation is not. In addition, in the proposed process, after forming the first resist pattern, when forming the second resist pattern, the first resist pattern may be deformed, and the accuracy of the pattern shape and dimensions is reduced. There's a problem.

更には、第一の感放射線性組成物で形成された第一のレジスト層、又は第二の感放射線性組成物で形成された第二のレジスト層を露光する際、通常レジスト層から液浸液への溶出によるレンズ汚染を避けるために液浸用上層膜を用いる必要があった。しかし、液浸用上層膜を形成すると、工程数増加に伴うスループットが悪化する等の問題がある。   Furthermore, when exposing the first resist layer formed of the first radiation-sensitive composition or the second resist layer formed of the second radiation-sensitive composition, the resist layer is usually immersed in the liquid. In order to avoid lens contamination due to elution into the liquid, it was necessary to use an upper film for immersion. However, when the upper layer film for immersion is formed, there is a problem that the throughput deteriorates as the number of steps increases.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ダブルパターニングプロセスに用いられ、水等の液浸露光プロセスにも、上層膜を別途形成しなくても用いることが可能な感放射線性組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that the present invention is used for a double patterning process, and an upper layer film is separately provided for an immersion exposure process such as water. The object is to provide a radiation-sensitive composition that can be used without being formed.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、架橋基を有する繰り返し単位、及びフッ素原子を有する繰り返し単位を含む重合体を構成成分として含有させることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors can achieve the above-mentioned problems by including, as a constituent component, a repeating unit having a crosslinking group and a polymer containing a repeating unit having a fluorine atom. The inventors have found that this is possible and have completed the present invention.

即ち、本発明によれば、以下に示す感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法が提供される。   That is, according to the present invention, the following radiation sensitive composition and resist pattern forming method are provided.

[1]第一の感放射線性組成物を用いて、基板上に第一のレジストパターンを形成する工程(1)と、前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させる工程(2)と、前記第二の感放射線性組成物を用いて、前記第一のレジストパターンが形成された基板上に第二のレジストパターンを形成する工程(3)と、を含むレジストパターン形成方法の前記工程(1)で用いられる、(A)酸不安定基を有する繰り返し単位を含む重合体(以下、「重合体(A)」ともいう)と、(B)架橋基を有する繰り返し単位、及びフッ素原子を有する繰り返し単位を含む重合体(以下、「重合体(B)」ともいう)と、(C)感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(C)」ともいう)と、(D)溶剤と、を含有し、前記架橋基が前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させるための架橋基である、感放射線性組成物。 [1] A step (1) of forming a first resist pattern on a substrate using the first radiation-sensitive composition, and the first resist pattern with respect to the second radiation-sensitive composition And insolubilizing step (2), and using the second radiation-sensitive composition, forming a second resist pattern on the substrate on which the first resist pattern is formed (3), (A) a polymer containing a repeating unit having an acid labile group (hereinafter also referred to as “polymer (A)”), and (B) a crosslinking group, which is used in the step (1) of the resist pattern forming method comprising A polymer containing a repeating unit having a fluorine atom and a repeating unit having a fluorine atom (hereinafter also referred to as “polymer (B)”), and (C) a radiation-sensitive acid generator (hereinafter referred to as “acid generator (C)”. "and also referred to), containing, and (D) a solvent, wherein the crosslinking There the first resist pattern, a cross-linking group for insoluble in the second radiation-sensitive composition, a radiation-sensitive composition.

[2]前記重合体(B)を、前記重合体(A)100質量部に対して、1〜80質量部含有する前記[1]に記載の感放射線性組成物。   [2] The radiation-sensitive composition according to [1], wherein the polymer (B) is contained in an amount of 1 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (A).

[3]前記架橋基が、熱硬化性の反応性基である前記[1]又は[2]に記載の感放射線性組成物。   [3] The radiation-sensitive composition according to [1] or [2], wherein the crosslinking group is a thermosetting reactive group.

[4]前記重合体(B)が、下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位及び下記一般式(1−2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかで表される繰り返し単位(1)(以下、「繰り返し単位(1)」ともいう)を含む前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の感放射線性組成物。   [4] The polymer (B) is a repeating unit represented by at least one of a repeating unit represented by the following general formula (1-1) and a repeating unit represented by the following general formula (1-2). (1) The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [3], including (hereinafter, also referred to as “repeating unit (1)”).

Figure 0005652404
(前記一般式(1−1)及び(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。前記一般式(1−1)中、Rは、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基を示す。Rは、下記一般式(2)又は(3)で表される基を示す。前記一般式(1−2)中、Rは、メチレン基又は炭素数2〜6のアルカンジイル基を示す。Rは、水素原子、メチル基又はエチル基を示す。nは、0又は1を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formulas (1-1) and (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. In the general formula (1-1), R 2 represents a methylene group. And R 3 represents a group represented by the following general formula (2) or (3), wherein R 4 represents a methylene group or a carbon number. And represents an alkanediyl group of 2 to 6. R 5 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and n represents 0 or 1.

Figure 0005652404
(前記一般式(2)及び(3)中、複数のRは、相互に独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又は炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formulas (2) and (3), a plurality of R 6 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. Show.)

[5]前記重合体(B)が、下記一般式(4)で表される繰り返し単位及び下記一般式(5)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかで表される繰り返し単位(2)(以下、「繰り返し単位(2)」ともいう)を含む前記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の感放射線性組成物。   [5] The polymer (B) is a repeating unit (2) represented by at least one of the repeating unit represented by the following general formula (4) and the repeating unit represented by the following general formula (5) ( Hereinafter, the radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [4], which includes “repeating unit (2)”.

Figure 0005652404
(前記一般式(4)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Rは、単結合又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の2価の炭化水素基を示す。Xは、フッ素原子で置換されたメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルカンジイル基を示す。Rは、水素原子又は1価の有機基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (4), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 7 is a single bond or a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 20 carbon atoms. Alternatively, it represents an unsaturated divalent hydrocarbon group, X represents a methylene group substituted with a fluorine atom or a linear or branched fluoroalkanediyl group having 2 to 20 carbon atoms, R 8 represents hydrogen It represents an atom or a monovalent organic group.)

Figure 0005652404
(前記一般式(5)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Aは、単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基を有する2価の有機基を示す。Rは、少なくとも一つ以上のフッ素原子を有する、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (5), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. A represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester group, an amide group, or a sulfonamide group. R 9 represents a divalent organic group having a urethane group, R 9 is a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, having at least one fluorine atom, or A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is shown.)

[6]前記重合体(B)が、酸不安定基を有する繰り返し単位を更に含む前記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の感放射線性組成物。   [6] The radiation sensitive composition according to any one of [1] to [5], wherein the polymer (B) further includes a repeating unit having an acid labile group.

[7]前記酸不安定基を有する繰り返し単位が、下記一般式(6)で表される繰り返し単位(3)(以下、「繰り返し単位(3)」ともいう)である前記[6]に記載の感放射線性組成物。   [7] The above [6], wherein the repeating unit having an acid labile group is a repeating unit (3) represented by the following general formula (6) (hereinafter also referred to as “repeating unit (3)”). Radiation sensitive composition.

Figure 0005652404
(前記一般式(6)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。R10は、相互に独立に、メチル基、エチル基、炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示す。但し、いずれか二つのR10が相互に結合しそれぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基を形成し、残りのR10がメチル基、エチル基、炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示してもよい。)
Figure 0005652404
(In the general formula (6), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 10 s are each independently a methyl group, an ethyl group, or a straight chain having 3 to 4 carbon atoms. or branched alkyl group, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. the number of carbon atoms with one carbon atom to two R 10 are attached respectively bonded to each other A divalent alicyclic hydrocarbon group of 4 to 20 is formed, and the remaining R 10 is a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, or a carbon number of 4 to 20 The monovalent alicyclic hydrocarbon group may be shown.)

[8]前記重合体(A)が、架橋基を有する繰り返し単位を含まない前記[2]〜[7]のいずれか1つに記載の感放射線性組成物。   [8] The radiation-sensitive composition according to any one of [2] to [7], wherein the polymer (A) does not include a repeating unit having a crosslinking group.

[9]前記繰り返し単位(1)の含有割合が、前記重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜30mol%である前記[4]に記載の感放射線性組成物。 [9] The radiation-sensitive composition according to [4] , wherein the content ratio of the repeating unit (1) is 1 to 30 mol% with respect to a total of 100 mol% of repeating units contained in the polymer (B). object.

[10]前記繰り返し単位(2)の含有割合が、前記重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜70mol%である前記[5]に記載の感放射線性組成物。 [10] The radiation-sensitive composition according to [5] , wherein the content ratio of the repeating unit (2) is 1 to 70 mol% with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). object.

[11]前記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の感放射線性組成物を用いて、基板上に第一のレジストパターンを形成する工程(1)と、前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させる工程(2)と、前記第二の感放射線性組成物を用いて、前記第一のレジストパターンが形成された基板上に第二のレジストパターンを形成する工程(3)と、を含むレジストパターン形成方法。   [11] A step (1) of forming a first resist pattern on a substrate using the radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [10], and the first resist A step (2) for insolubilizing the pattern with respect to the second radiation-sensitive composition, and a second pattern on the substrate on which the first resist pattern is formed using the second radiation-sensitive composition. Forming a resist pattern of (3).

[12]前記第一のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、前記第二のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、前記第一のレジストパターンの前記ライン部分と、前記第二のレジストパターンの前記ライン部分とが相互に交差するように、前記第二のレジストパターンを形成する前記[11]に記載のレジストパターン形成方法。   [12] The first resist pattern has a line portion and a space portion, the second resist pattern has a line portion and a space portion, the line portion of the first resist pattern, The resist pattern forming method according to [11], wherein the second resist pattern is formed so that the line portions of the second resist pattern intersect each other.

[13]前記第一のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、前記第二のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、前記第一のレジストパターンの前記ライン部分と、前記第二のレジストパターンの前記ライン部分とが平行になるように、前記第二のレジストパターンを形成する前記[11]に記載のレジストパターン形成方法。   [13] The first resist pattern has a line portion and a space portion, the second resist pattern has a line portion and a space portion, and the line portion of the first resist pattern; The resist pattern forming method according to [11], wherein the second resist pattern is formed so that the line portion of the second resist pattern is parallel to the line portion.

[14]前記工程(1)が、前記感放射線性組成物を前記基板上に塗布して第一のレジスト層を形成し、加熱した後、前記第一のレジスト層を最表面にし、露光処理をして前記第一のレジストパターンを形成する工程である前記[11]〜[13]のいずれか1つに記載のレジストパターン形成方法。   [14] In the step (1), the radiation-sensitive composition is applied onto the substrate to form a first resist layer, and after heating, the first resist layer is used as the outermost surface, and an exposure process is performed. The resist pattern forming method according to any one of [11] to [13], which is a step of forming the first resist pattern.

[15]前記工程(3)が、前記第二の感放射線性組成物を前記第一のレジストパターンが形成された基板上に塗布して第二のレジスト層を形成し、加熱した後、前記第二のレジスト層を最表面にし、露光処理をして前記第二のレジストパターンを形成する工程である前記[11]〜[14]のいずれか1つに記載のレジストパターン形成方法。   [15] After the step (3) is applied, the second radiation-sensitive composition is applied onto the substrate on which the first resist pattern is formed to form a second resist layer, and then heated. The resist pattern forming method according to any one of [11] to [14], which is a step of forming the second resist pattern by exposing the second resist layer to the outermost surface and performing an exposure process.

本発明の感放射線性組成物は、ダブルパターンニングプロセスに用いられ、水等の液浸露光プロセスにも、上層膜を別途形成しなくても用いることが可能であるという効果を奏するものである。   The radiation-sensitive composition of the present invention is used in a double patterning process, and has an effect that it can be used in an immersion exposure process such as water without separately forming an upper layer film. .

本発明のレジストパターン形成方法によれば、ダブルパターンニングプロセスにおいて、第二のレジストパターンを形成するための露光の際に、第一のレジストパターンが第二の感放射線性組成物に対して不溶化しているため、第一のレジストパターンの形状、寸法を保持したまま第二のレジストパターンを形成することができる。即ち、第一のレジストパターンの線幅変動を抑制することができる。また、本発明のレジストパターン形成方法は、液浸露光プロセスにも利用することができるという効果を奏する。   According to the resist pattern forming method of the present invention, in the double patterning process, the first resist pattern is insolubilized in the second radiation-sensitive composition during exposure to form the second resist pattern. Therefore, the second resist pattern can be formed while maintaining the shape and dimensions of the first resist pattern. That is, fluctuations in the line width of the first resist pattern can be suppressed. In addition, the resist pattern forming method of the present invention has an effect that it can also be used in an immersion exposure process.

本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(1)における、基板上に形成された第一のレジスト層の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 1st resist layer formed on the board | substrate in the process (1) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(1)における、第一のレジスト層の露光状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the exposure state of the 1st resist layer in process (1) of the resist pattern formation method which concerns on this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(1)における、第一のレジスト層に形成されたアルカリ現像部の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the alkali image development part formed in the 1st resist layer in the process (1) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(1)における、基板上に形成された第一のレジストパターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 1st resist pattern formed on the board | substrate in the process (1) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法における、第一のレジストパターンの不溶化状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the insolubilized state of the 1st resist pattern in the resist pattern formation method which concerns on this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(3)における、基板上に形成された第二のレジスト層の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 2nd resist layer formed on the board | substrate in process (3) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(3)における、第二のレジスト層の露光状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the exposure state of a 2nd resist layer in the process (3) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(3)における、第二のレジスト層に形成されたアルカリ現像部の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the alkali image development part formed in the 2nd resist layer in the process (3) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程(3)における、基板上に形成された第二のレジストパターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 2nd resist pattern formed on the board | substrate in the process (3) of the resist pattern formation method concerning this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法における、基板上に形成されたレジストパターンの一例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically an example of the resist pattern formed on the board | substrate in the resist pattern formation method which concerns on this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法における、基板上に形成されたレジストパターンの一例を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically an example of the resist pattern formed on the board | substrate in the resist pattern formation method which concerns on this invention. 本発明に係るレジストパターン形成方法における、基板上に形成されたレジストパターンの他の例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the other example of the resist pattern formed on the board | substrate in the resist pattern formation method which concerns on this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に含まれることが理解されるべきである。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. It is understood that the scope of the present invention includes modifications, improvements, and the like as appropriate to the following embodiments based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should.

I.レジストパターン形成方法:
本発明のレジストパターン形成方法は、工程(1)〜(3)を含む方法である。工程(1)〜(3)を含む本発明のレジストパターン形成方法の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本明細書中、「ラインパターン」とは、レジストパターンが、ライン部分とスペース部分とを有するライン・アンド・スペースパターンであることをいう(以下、「LS」ともいう)。
I. Resist pattern formation method:
The resist pattern forming method of the present invention is a method including steps (1) to (3). An embodiment of a resist pattern forming method of the present invention including steps (1) to (3) will be described with reference to the drawings. In this specification, “line pattern” means that the resist pattern is a line-and-space pattern having a line portion and a space portion (hereinafter also referred to as “LS”).

1.工程(1):
図1A〜図1Dは、本発明に係るレジストパターン形成方法における、工程(1)の一例を示す模式図である。工程(1)は、第一の感放射線性組成物を用いて、基板上に第一のレジストパターンを形成する工程である。中でも、第一の感放射線性組成物を基板上に塗布し、加熱して第一のレジスト層を形成した後、当該レジスト層を最表面とし、上層膜を形成する工程等の他の工程を行わず、露光処理を行い、第一のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。これは、上層膜を形成するために使用する材料の節約や工程数の削減、スループットの向上が可能だからである。
1. Step (1):
1A to 1D are schematic views showing an example of the step (1) in the resist pattern forming method according to the present invention. Step (1) is a step of forming a first resist pattern on the substrate using the first radiation-sensitive composition. Among them, after applying the first radiation-sensitive composition on the substrate and heating to form the first resist layer, other steps such as a step of forming the upper layer film with the resist layer as the outermost surface are performed. It is preferable to perform the exposure process without forming the first resist pattern. This is because the material used for forming the upper layer film can be saved, the number of processes can be reduced, and the throughput can be improved.

より具体的には、先ず、図1Aに示すように、第一の感放射線性組成物を用いて、基板1上に第一のレジスト層2を形成する。次に、図1Bに示すように、所定の領域に所定パターンのマスク4及びレンズ6を順に配置し、任意に、水等の液浸液3を使用して、放射線の照射(図の矢印)による露光を行う。これにより、図1Cに示すように、第一のレジスト層2にアルカリ現像部5を形成する。その後、現像することにより、図1Dに示すように、基板1上にライン部分12a及びスペース部分12bを有する第一のレジストパターン12(1L3S:1ラインに対して3ライン分のスペース)を形成する。   More specifically, first, as shown to FIG. 1A, the 1st resist layer 2 is formed on the board | substrate 1 using a 1st radiation sensitive composition. Next, as shown in FIG. 1B, a mask 4 and a lens 6 having a predetermined pattern are sequentially arranged in a predetermined region, and optionally using an immersion liquid 3 such as water, irradiation of radiation (arrow in the figure). Perform exposure by. Thereby, as shown in FIG. 1C, the alkali developing portion 5 is formed in the first resist layer 2. Thereafter, by developing, as shown in FIG. 1D, a first resist pattern 12 having a line portion 12a and a space portion 12b (space for three lines with respect to 1L3S: one line) is formed on the substrate 1. .

(1)第一のレジスト層の形成:
第一のレジスト層は、第一の感放射線性組成物を基板上に塗布することで形成することができる。塗布する方法は、特に限定されるものではない。例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布方法によって行うことができる。なお、形成される第一のレジスト層の厚さは特に限定されるものではない。通常は、10〜1000nmであり、10〜500nmであることが好ましい。
(1) Formation of first resist layer:
The first resist layer can be formed by applying the first radiation-sensitive composition on the substrate. The method for applying is not particularly limited. For example, it can be performed by an appropriate coating method such as spin coating, cast coating, roll coating or the like. In addition, the thickness of the 1st resist layer formed is not specifically limited. Usually, it is 10-1000 nm, and it is preferable that it is 10-500 nm.

また、第一の感放射線性組成物を塗布した後、必要に応じて、プレベーク(以下、「PB(Pre−Bake)」ともいう)することによって塗膜中の溶剤を揮発させても良い。PBの加熱条件は、第一の感放射線性組成物の配合組成によって適宜選択される。通常は、30〜200℃程度であり、50〜150℃であることが好ましい。   Moreover, after apply | coating a 1st radiation sensitive composition, you may volatilize the solvent in a coating film by prebaking (henceforth "PB (Pre-Bake)") as needed. PB heating conditions are appropriately selected depending on the composition of the first radiation-sensitive composition. Usually, it is about 30-200 degreeC, and it is preferable that it is 50-150 degreeC.

(i)第一の感放射線性組成物:
第一の感放射線性組成物は、後述する本発明の感放射線性組成物である。
(I) First radiation-sensitive composition:
The first radiation-sensitive composition is the radiation-sensitive composition of the present invention described later.

(ii)基板:
基板としては、特に限定されるものではない。例えば、シリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知の基板を使用することができる。また、第一の感放射線性組成物の潜在能力を最大限に引き出すために、使用される基板上に有機系或いは無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる(例えば、特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報参照)。
(Ii) Substrate:
The substrate is not particularly limited. For example, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. In order to maximize the potential of the first radiation-sensitive composition, an organic or inorganic antireflection film can be formed on the substrate to be used (for example, Japanese Patent Publication No. 6). -12452 and JP-A-59-93448).

(2)露光:
図1Bに示すように、第一のレジスト層2の所定領域に、所定パターンのマスク4及びレンズ6を順に配置して、放射線の照射による露光を行う。これにより、図1Cに示すように、第一のレジスト層2にアルカリ現像部5を形成する。なお、露光の際に、任意に水やフッ素系不活性液体等の液浸液3を使用しても良い。
(2) Exposure:
As shown in FIG. 1B, a mask 4 and a lens 6 having a predetermined pattern are sequentially arranged in a predetermined region of the first resist layer 2 and exposure is performed by irradiation with radiation. Thereby, as shown in FIG. 1C, the alkali developing portion 5 is formed in the first resist layer 2. In the exposure, an immersion liquid 3 such as water or a fluorine-based inert liquid may be optionally used.

露光に使用される放射線としては、第一の感放射線性組成物に含有される酸発生剤(C)の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定される。これらの中でも、ArFエキシマレーザー(波長193nm)やKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー(波長193nm)による遠紫外線が特に好ましい。   The radiation used for exposure is appropriately selected from visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, etc., depending on the type of acid generator (C) contained in the first radiation-sensitive composition. Selected. Among these, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and far ultraviolet rays by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are particularly preferable.

また、露光量等の露光条件は、第一の感放射線性組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。   Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of a 1st radiation sensitive composition, the kind of additive, etc.

更に、露光後に加熱処理(以下、「PEB(Post−Exposure Bake)」ともいう)を行うことが好ましい。PEBを行うことにより、第一の感放射線性組成物中の酸不安定基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの加熱条件は、第一の感放射線性組成物の配合組成によって適宜選択される。通常は、30〜200℃であり、50〜170℃であることが好ましい。   Further, it is preferable to perform a heat treatment (hereinafter also referred to as “PEB (Post-Exposure Bake)”) after exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid labile group in the first radiation-sensitive composition can proceed smoothly. The heating conditions for PEB are appropriately selected depending on the composition of the first radiation-sensitive composition. Usually, it is 30-200 degreeC, and it is preferable that it is 50-170 degreeC.

(3)第一のレジストパターンの形成:
第一のレジスト層を現像液で現像することにより、アルカリ現像部が溶解する。これにより、図1Dに示すような、ライン部分12a及びスペース部分12bを有する第一のレジストパターン12を形成することができる。なお、現像液で現像した後は、一般に、水で洗浄し、乾燥させる。
(3) Formation of first resist pattern:
The alkali developing part is dissolved by developing the first resist layer with a developer. Thereby, the 1st resist pattern 12 which has the line part 12a and the space part 12b as shown to FIG. 1D can be formed. In addition, after developing with a developing solution, it is generally washed with water and dried.

現像方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法で行うことができる。中でも、パドル式、LDノズル式、GPノズル式等により現像を行うことが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as a image development method, It can carry out by a conventionally well-known method. Among these, development is preferably performed by a paddle method, an LD nozzle method, a GP nozzle method, or the like.

現像液の好適例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液がある。   Preferable examples of the developer include an alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide and the like is dissolved.

アルカリ性水溶液の濃度は、通常、10質量%以下である。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%超であると、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。また、アルカリ性水溶液の濃度の下限値は用いる化合物によっても異なる。但し、通常は0.5質量%以上である。なお、本明細書における「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、レジストパターンを形成する際に行われるアルカリ現像条件下で、重合体のみから形成した被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質をいう。   The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 10% by mass or less. If the concentration of the alkaline aqueous solution is more than 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer. Moreover, the lower limit of the concentration of the alkaline aqueous solution varies depending on the compound used. However, it is usually 0.5% by mass or more. In the present specification, “alkali-insoluble or hardly-soluble alkali” means that 50% or more of the initial film thickness of a film formed only from a polymer is developed after development under an alkali development condition performed when a resist pattern is formed. The remaining properties.

また、アルカリ性水溶液には、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類の他、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。なお、これらの有機溶媒は一種単独で、又は二種以上を混合して用いても良い。   An organic solvent can also be added to the alkaline aqueous solution. Specific examples of the organic solvent include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; toluene In addition to aromatic hydrocarbons such as xylene, phenol, acetonyl acetone, dimethylformamide and the like can be mentioned. In addition, you may use these organic solvents individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

有機溶媒の使用割合は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下であることが好ましい。有機溶媒の使用割合が100体積部超であると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなる場合がある。また、現像液には、更に界面活性剤等を適量添加しても良い。なお、ここで体積は25℃において測定される体積である。   The use ratio of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. If the use ratio of the organic solvent is more than 100 parts by volume, the developability may be reduced, and the development residue in the exposed part may increase. Further, an appropriate amount of a surfactant or the like may be added to the developer. Here, the volume is a volume measured at 25 ° C.

2.工程(2):
図2は、本発明に係るレジストパターン形成方法における、工程(2)の一例を示す模式図である。図2に示すように、工程(1)で形成した第一のレジストパターンに対して、120℃以上(好ましくは140℃以上)の温度での加熱(以下、「PDB(Post−Development Bake)」ともいう)、及び/又は、放射線(好ましくは300nm以下の波長)の照射(図の矢印)により、第一のレジストパターンを第二の感放射線性組成物に対して不溶化された第一のレジストパターン22とすることができる。即ち、第一のレジストパターン22は、加熱(工程(3)のPB、PEB)や放射線照射(工程(3)の露光)に対して不活性化されている。
2. Step (2):
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the step (2) in the resist pattern forming method according to the present invention. As shown in FIG. 2, the first resist pattern formed in the step (1) is heated at a temperature of 120 ° C. or higher (preferably 140 ° C. or higher) (hereinafter referred to as “PDB (Post-Development Bake)”). And / or the first resist in which the first resist pattern is insolubilized with respect to the second radiation-sensitive composition by irradiation with radiation (preferably a wavelength of 300 nm or less) (arrow in the figure). Pattern 22 may be used. That is, the first resist pattern 22 is inactivated by heating (PB and PEB in step (3)) and radiation irradiation (exposure in step (3)).

放射線照射条件として、第一のレジストパターンを形成するための最適露光量の2〜20倍の露光量で放射線を照射する条件を挙げることができる。また、加熱条件としては、第一のレジストパターンを形成する際のPEB温度よりも高い温度条件下で加熱する条件を挙げることができる。更に、放射線照射に使用するランプとしては、Arランプ、KrClランプ、Krランプ、XeClランプ、Xeランプ(以上、ウシオ電機社製)等のランプを使用することができる。なお、これらの不活性化方法は1種のみを行っても良く、2種以上行っても良い。Examples of the radiation irradiation condition include a condition in which radiation is irradiated with an exposure amount 2 to 20 times the optimum exposure amount for forming the first resist pattern. Moreover, as heating conditions, the conditions heated on temperature conditions higher than PEB temperature at the time of forming a 1st resist pattern can be mentioned. Furthermore, as a lamp used for radiation irradiation, a lamp such as an Ar 2 lamp, a KrCl lamp, a Kr 2 lamp, a XeCl lamp, or an Xe 2 lamp (manufactured by Ushio Inc.) can be used. These inactivation methods may be performed alone or in combination of two or more.

なお、本明細書中、「光に対して不活性」とは、放射線等の照射による露光によっても、感放射線性組成物がアルカリ性水溶液に不溶なものから可溶なものへ変化しないことをいう。即ち、第一のレジストパターン22は、露光されてもアルカリ可溶性にならないことをいう。また、「熱に対して不活性」とは、第二の感放射線性組成物を用いた第二のレジストパターンを形成する時の加熱により、分解、溶融等の変形が起こらないことをいう。即ち、加熱によりパターン形状が消失しないことをいう。   In the present specification, “inactive with respect to light” means that the radiation-sensitive composition does not change from insoluble to soluble in an alkaline aqueous solution even by exposure by irradiation with radiation or the like. . That is, the first resist pattern 22 does not become alkali-soluble even when exposed. Further, “inert to heat” means that deformation such as decomposition and melting does not occur by heating when forming the second resist pattern using the second radiation-sensitive composition. That is, the pattern shape does not disappear by heating.

3.工程(3):
工程(3)は、第二の感放射線性組成物を用いて、第一のレジストパターンが形成された基板上に第二のレジストパターンを形成する工程である。中でも、第二の感放射線性組成物を第一のレジストパターンが形成された基板上に塗布し、加熱して第二のレジスト層を形成した後、工程(1)と同様に当該レジスト層を最表面とし、上層膜を形成する工程等の他の工程を行わず、露光処理をして第二のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。これは、上層膜を形成するために使用する材料の節約や工程数の削減、スループットの向上が可能だからである。
3. Step (3):
Step (3) is a step of forming a second resist pattern on the substrate on which the first resist pattern is formed using the second radiation-sensitive composition. In particular, after the second radiation-sensitive composition is applied on the substrate on which the first resist pattern is formed and heated to form the second resist layer, the resist layer is formed in the same manner as in step (1). It is preferably a step of forming a second resist pattern by performing an exposure process without performing other steps such as a step of forming an upper layer film as the outermost surface. This is because the material used for forming the upper layer film can be saved, the number of processes can be reduced, and the throughput can be improved.

より具体的には、先ず、図3Aに示すように、第二の感放射線性組成物を用いて第一のレジストパターン22が形成された基板1上に、第二のレジスト層32を形成する。次に、図3Bに示すように、第二のレジスト層32に所定パターンのマスク4及びレンズ6を順に配置し、任意に、水等の液浸液33を使用して、放射線の照射(図3Bの矢印)による露光を行う。これにより、図3Cに示すように、第二のレジスト層32にアルカリ現像部35を形成する。最後に現像することにより、図3Dに示すように、その表面上に第一のレジストパターン22が形成されている基板1の同一表面上に、第二のレジストパターン(第二のライン部分42a)を形成する。   More specifically, first, as shown in FIG. 3A, the second resist layer 32 is formed on the substrate 1 on which the first resist pattern 22 is formed using the second radiation-sensitive composition. . Next, as shown in FIG. 3B, a mask 4 and a lens 6 having a predetermined pattern are sequentially arranged on the second resist layer 32 and, optionally, an immersion liquid 33 such as water is used to irradiate radiation (see FIG. 3B). (3B arrow) exposure is performed. Thereby, as shown in FIG. 3C, the alkali developing portion 35 is formed in the second resist layer 32. Finally, as shown in FIG. 3D, the second resist pattern (second line portion 42a) is formed on the same surface of the substrate 1 on which the first resist pattern 22 is formed. Form.

(1)第二のレジスト層の形成:
第二のレジスト層は、第二の感放射線性組成物を第一のレジストパターンが形成された基板上に塗布することで形成することができる。塗布する方法は、特に限定されるものではない。例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布方法によって行うことができる。なお、第二のレジスト層の厚さは特に限定されない。通常は、10〜1000nmであり、10〜500nmであることが好ましい。
(1) Formation of second resist layer:
The second resist layer can be formed by applying the second radiation-sensitive composition onto the substrate on which the first resist pattern is formed. The method for applying is not particularly limited. For example, it can be performed by an appropriate coating method such as spin coating, cast coating, roll coating or the like. The thickness of the second resist layer is not particularly limited. Usually, it is 10-1000 nm, and it is preferable that it is 10-500 nm.

また、第二の感放射線性組成物を塗布した後、必要に応じて、PBすることによって塗膜中の溶剤を揮発させても良い。このPBの加熱条件は、第二の感放射線性組成物の配合組成によって適宜選択される。通常は、30〜200℃程度であり、好ましくは50〜150℃である。   Moreover, after apply | coating a 2nd radiation sensitive composition, you may volatilize the solvent in a coating film by PB as needed. The heating conditions for this PB are appropriately selected depending on the blending composition of the second radiation-sensitive composition. Usually, it is about 30-200 degreeC, Preferably it is 50-150 degreeC.

第二の感放射線性組成物については、後述する。なお、第一の感放射線性組成物と第二の感放射線性組成物とに含有される溶剤は、同じ溶剤であっても良く、異なる溶剤であっても良い。これは、工程(2)を行うことで、第一のレジストパターンが熱又は光に対して不活性化されており、第二の感放射線性組成物に対して不溶化されている。そのため、第一のレジストパターンとミキシングすることなく第二のレジスト層を形成することができるからである。   The second radiation sensitive composition will be described later. In addition, the same solvent may be sufficient as the solvent contained in a 1st radiation sensitive composition and a 2nd radiation sensitive composition, and a different solvent may be sufficient as it. This is because the first resist pattern is inactivated with respect to heat or light by performing the step (2), and is insolubilized with respect to the second radiation-sensitive composition. Therefore, the second resist layer can be formed without mixing with the first resist pattern.

(2)露光:
次いで、この工程(3)では、図3Bに示すように、第二のレジスト層32が形成された基板1上に、所定パターンのマスク4及びレンズ6を順に配置して放射線の照射による露光を行う。これにより、図3Cに示すように、第二のレジスト層32にアルカリ現像部35を形成する。なお、露光の際に、任意に水やフッ素系不活性液体等の液浸液33を使用しても良い。なお、露光は、工程(1)で前述した露光条件で行うことができる。
(2) Exposure:
Next, in this step (3), as shown in FIG. 3B, a mask 4 and a lens 6 having a predetermined pattern are sequentially arranged on the substrate 1 on which the second resist layer 32 is formed, and exposure by radiation irradiation is performed. Do. Thereby, as shown in FIG. 3C, the alkali developing portion 35 is formed in the second resist layer 32. In the exposure, an immersion liquid 33 such as water or a fluorine-based inert liquid may be optionally used. In addition, exposure can be performed on the exposure conditions mentioned above at the process (1).

(3)現像:
露光後に現像することにより、図3Dに示すように、第一のレジストパターン22が形成された基板1に、第二のレジストパターン(第二のライン部分42a)を形成する。なお、現像方法については、工程(1)で前述した現像方法で行うことができる。
(3) Development:
By developing after the exposure, as shown in FIG. 3D, a second resist pattern (second line portion 42a) is formed on the substrate 1 on which the first resist pattern 22 is formed. In addition, about the image development method, it can carry out with the image development method mentioned above at the process (1).

このように、工程(1)〜(3)のようにダブルパターニングにより、基板上に、第一のレジストパターン及び第二のレジストパターンが交互に並んだ1L1S(ライン部分とスペース部分の幅の比が1:1)のレジストパターンを形成することができる。   Thus, 1L1S (the ratio of the width of the line portion and the space portion) in which the first resist pattern and the second resist pattern are alternately arranged on the substrate by double patterning as in the steps (1) to (3). 1: 1) can be formed.

また、ダブルパターニングにより、例えば、図4に示すようなレジストパターン(コンタクトホールパターン15)を形成することもできる。このレジストパターンは、工程(3)で形成される第二のレジストパターン42の第二のライン部分42aを、第一のレジストパターン22の第一のライン部分22aと直交するように、第一のレジストパターン22の第一のライン部22a上に形成することで行う。   Further, for example, a resist pattern (contact hole pattern 15) as shown in FIG. 4 can be formed by double patterning. The resist pattern includes a first line portion 42a of the second resist pattern 42 formed in the step (3), and the first line portion 22a of the first resist pattern 22 is orthogonal to the first line portion 42a. This is performed by forming the resist pattern 22 on the first line portion 22a.

更に、ダブルパターニングにより、例えば、図6に示すようなレジストパターン(コンタクトホールパターン15)を形成することもできる。このレジストパターンは、工程(3)で形成される第二のレジストパターン42を、第一のレジストパターン22のスペース部22bに形成することで行う。また、このレジストパターンは、第一のレジストパターン22の第一のライン部分22aと、第二のレジストパターン42の第二のライン部42aによって区画された格子状に形成されている。   Further, for example, a resist pattern (contact hole pattern 15) as shown in FIG. 6 can be formed by double patterning. This resist pattern is formed by forming the second resist pattern 42 formed in the step (3) in the space 22 b of the first resist pattern 22. Further, the resist pattern is formed in a lattice shape partitioned by the first line portion 22 a of the first resist pattern 22 and the second line portion 42 a of the second resist pattern 42.

本発明のレジストパターン形成方法、即ちダブルパターニングを用いることにより、より微細なラインパターン、或いはより微細なコンタクトホールを形成することができる(以下、本発明のレジストパターン形成方法(ダブルパターニング)により得られるレジストパターン(ラインパターン或いはコンタクトホールパターン)を「DPパターン」ともいう)。   By using the resist pattern forming method of the present invention, that is, double patterning, a finer line pattern or a finer contact hole can be formed (hereinafter, obtained by the resist pattern forming method (double patterning) of the present invention. A resist pattern (a line pattern or a contact hole pattern) is also referred to as a “DP pattern”).

本発明のレジストパターン形成方法では、図4〜図6に示すように、第一のレジストパターン22のライン部22aと、第二のレジストパターン42のライン部42aとが直交するように、第一のレジストパターン22の上に第二のレジストパターン42を形成することも好ましい。   In the resist pattern forming method of the present invention, as shown in FIGS. 4 to 6, the first resist pattern 22 has a line portion 22 a and the second resist pattern 42 has a line portion 42 a orthogonal to each other. It is also preferable to form the second resist pattern 42 on the resist pattern 22.

上述のようなコンタクトホールパターンを形成する場合のレジストパターンは、ライン部分及びスペース部分の幅が共に40〜100nm(1L1S)であることが好ましく、40〜65nm(1L1S)であることがより好ましく、40〜50nm(1L1S)であることが更に好ましい。   In the case of forming the contact hole pattern as described above, the width of the line portion and the space portion is preferably 40 to 100 nm (1L1S), more preferably 40 to 65 nm (1L1S), More preferably, it is 40-50 nm (1L1S).

II.感放射線性組成物:
感放射線性組成物は、露光により感放射線性酸発生剤から発生する酸の作用によって、組成物中に存する酸不安定基が解離してカルボキシ基を生じる。その結果、露光部がアルカリ現像液に対して溶解性が高くなり、アルカリ現像液によって溶解、除去され、レジストパターンを形成することができるものである。即ち、感放射線性組成物は、酸の作用によりアルカリ可溶性となる、アルカリ不溶性又は難溶性の重合体、感放射線性酸発生剤、及び溶剤を含む組成物である。以下、第一のレジスト層を形成する際に使用され、本発明の感放射線性組成物である第一の感放射線性組成物と、第二のレジスト層を形成する際に使用される第二の感放射線性組成物について別途記載する。
II. Radiation sensitive composition:
In the radiation-sensitive composition, an acid labile group present in the composition is dissociated by the action of an acid generated from the radiation-sensitive acid generator upon exposure to generate a carboxy group. As a result, the exposed portion becomes highly soluble in an alkali developer, and is dissolved and removed by the alkali developer, so that a resist pattern can be formed. That is, the radiation-sensitive composition is a composition containing an alkali-insoluble or hardly soluble polymer that becomes alkali-soluble by the action of an acid, a radiation-sensitive acid generator, and a solvent. Hereinafter, the first radiation-sensitive composition used in forming the first resist layer, which is the radiation-sensitive composition of the present invention, and the second used in forming the second resist layer. The radiation-sensitive composition is described separately.

1.第一の感放射線性組成物:
第一の感放射線性組成物は、重合体(A)、重合体(B)と、酸発生剤(C)と、(D)溶剤と、を含有するものである。中でも、第一のレジストパターンを形成した後に、300nm以下の波長の放射線の照射により、及び/又は、140℃以上で加熱することにより、第一のレジストパターンを、光又は熱に対して不活性化させるものであることが好ましい。この第一のレジストパターンは、第二の感放射線性組成物に対する耐性を有している。そのため、第二のレジストパターン形成時にダメージを受けることなく残存するものである。
1. First radiation sensitive composition:
A 1st radiation sensitive composition contains a polymer (A), a polymer (B), an acid generator (C), and (D) solvent. In particular, after forming the first resist pattern, the first resist pattern is inactivated against light or heat by irradiation with radiation having a wavelength of 300 nm or less and / or by heating at 140 ° C. or higher. It is preferable to make it. This first resist pattern has resistance to the second radiation-sensitive composition. Therefore, it remains without being damaged when the second resist pattern is formed.

なお、本明細書にいう「酸不安定基」とは、酸によって解離する基をいい、特別異なる基をいうのではない。酸不安定基を有するアルカリ現像液に不溶又は難溶な重合体が、酸の作用により解離してカルボキシ基となり、アルカリ現像液に可溶な重合体となる。   In addition, the “acid labile group” in the present specification refers to a group that is dissociated by an acid, and does not mean a particularly different group. A polymer insoluble or hardly soluble in an alkali developer having an acid labile group is dissociated by the action of an acid to become a carboxy group, and a polymer soluble in an alkali developer.

(1)重合体(A):
重合体(A)は、(A)酸不安定基を有する繰り返し単位を含むものであり、架橋基を有する繰り返し単位を含まないものが好ましい。第一の感放射線性組成物は、重合体(A)を含有することで、酸の作用によりアルカリ現像液に対して溶解する第一のレジスト層を形成することができる。なお、架橋基を有する繰り返し単位については、「(2)重合体(B)」にて後述する。
(1) Polymer (A):
The polymer (A) contains (A) a repeating unit having an acid labile group, and preferably does not contain a repeating unit having a crosslinking group. The 1st radiation sensitive composition can form the 1st resist layer which melt | dissolves with respect to an alkali developing solution by the effect | action of an acid by containing a polymer (A). The repeating unit having a crosslinking group will be described later in “(2) Polymer (B)”.

重合体(A)の好適例としては、前記繰り返し単位(3)と、一般式(7−1)〜(7−5)及び式(7−6)からなる群より選択される少なくとも一つのラクトン構造を有する繰り返し単位、又は一般式(8)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(4)」ともいう)と、を含むものがある。   As a suitable example of the polymer (A), at least one lactone selected from the group consisting of the repeating unit (3) and general formulas (7-1) to (7-5) and formula (7-6) Some include a repeating unit having a structure or a repeating unit represented by the general formula (8) (hereinafter also referred to as “repeating unit (4)”).

Figure 0005652404
(一般式(7−1)中、R11は、水素原子又は炭素数1〜4の置換されていてもよいアルキル基を示す。pは、1〜3の整数を示す。一般式(7−4)及び(7−5)中、R12は、水素原子又はメトキシ基を示す。一般式(7−2)及び(7−3)中、Aは、単結合又はメチレン基を示す。mは、0又は1を示す。一般式(7−3)及び(7−5)中、Bは、酸素原子又はメチレン基を示す。)
Figure 0005652404
(In General Formula (7-1), R 11 represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. P represents an integer of 1 to 3. General Formula (7- In 4) and (7-5), R 12 represents a hydrogen atom or a methoxy group, and in formulas (7-2) and (7-3), A represents a single bond or a methylene group, m represents , 0 or 1. In general formulas (7-3) and (7-5), B represents an oxygen atom or a methylene group.

Figure 0005652404
(一般式(8)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。RC1は、単結合又は2価の連結基を示す。RCcは、環状カーボネート構造を有する1価の有機基を示す。)
Figure 0005652404
(In General Formula (8), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R C1 represents a single bond or a divalent linking group. R Cc represents 1 having a cyclic carbonate structure. Valent organic group.)

一般式(8)中、RCcとしては、下記一般式(Cc−1)又は(Cc−2)で表される基を挙げることができる。

Figure 0005652404
(一般式(Cc−1)中、nC1は、0〜2の整数を示す。一般式(Cc−2)中、nC2〜nC5は、それぞれ独立に、0〜2の整数を示す。一般式(Cc−1)及び一般式(Cc−2)中、「*」は、一般式(8)中のRC1に結合する結合手を示す。なお、一般式(Cc−1)及び(Cc−2)で表される基は置換基を有していてもよい。)In the general formula (8), examples of R Cc include groups represented by the following general formula (Cc-1) or (Cc-2).
Figure 0005652404
(In General Formula (Cc-1), n C1 represents an integer of 0 to 2. In General Formula (Cc-2), n C2 to n C5 each independently represents an integer of 0 to 2. In the general formula (Cc-1) and the general formula (Cc-2), “*” represents a bond bonded to R C1 in the general formula (8). The group represented by Cc-2) may have a substituent.)

(i)繰り返し単位(3):
前記一般式(6)中、R10として表される基のうち、炭素数3〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等がある。
(I) Repeat unit (3):
Among the groups represented by R 10 in the general formula (6), examples of the linear or branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms include an n-propyl group, an i-propyl group, and an n- Examples include butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.

また、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基で置換した基等がある。   Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include cyclohexane such as norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. Groups composed of alicyclic rings derived from alkanes and the like; groups composed of these alicyclic rings are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2- Examples include a group substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms such as a methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, and a t-butyl group, or a cycloalkyl group.

更に、いずれか二つのR10が相互に結合して形成される炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基で置換した基等がある。Furthermore, examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms formed by bonding any two R 10 to each other include, for example, norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclo A group consisting of an alicyclic ring derived from pentane, cyclohexane, etc .; a group consisting of these alicyclic rings is, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, 2 Examples thereof include a group substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms such as a methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, and a t-butyl group, or a cycloalkyl group.

一般式(6)中、−C(R10として表される基の好適例としては、t−ブチル基、1−n−(1,1−ジメチル)プロピル基、1−(1,1−ジエチル)プロピル基等の脂環族環を有しない基;1−(1−メチル)シクロペンチル基、1−(1−エチル)シクロペンチル基、1−(1−メチル)シクロヘキシル基、1−(1−エチル)シクロヘキシル基、1−(1−メチル−1−(2−ノルボルニル))エチル基、1−(1−メチル−1−(2−テトラシクロデカニル))エチル基、1−(1−メチル−1−(1−アダマンチル))エチル基、2−(2−メチル)ノルボルニル基、2−(2−エチル)ノルボルニル基、2−(2−n−プロピル)ノルボルニル基、2−(2−メチル)テトラシクロドデカニル基、2−(2−エチル)テトラシクロドデカニル基、2−(2−メチル)アダマンチル基、2−(2−エチル)アダマンチル基等の脂環族環を有する基;これらの脂環族環を有する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数4〜20のシクロアルキル基で置換した基等がある。In the general formula (6), preferred examples of the group represented by —C (R 10 ) 3 include t-butyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) propyl group, 1- (1,1 A group having no alicyclic ring such as -diethyl) propyl group; 1- (1-methyl) cyclopentyl group, 1- (1-ethyl) cyclopentyl group, 1- (1-methyl) cyclohexyl group, 1- (1 -Ethyl) cyclohexyl group, 1- (1-methyl-1- (2-norbornyl)) ethyl group, 1- (1-methyl-1- (2-tetracyclodecanyl)) ethyl group, 1- (1- Methyl-1- (1-adamantyl)) ethyl group, 2- (2-methyl) norbornyl group, 2- (2-ethyl) norbornyl group, 2- (2-n-propyl) norbornyl group, 2- (2- Methyl) tetracyclododecanyl group, 2- (2-ethyl) A group having an alicyclic ring such as a tracyclododecanyl group, 2- (2-methyl) adamantyl group, 2- (2-ethyl) adamantyl group; a group having these alicyclic rings is, for example, a methyl group Linear or branched having 3 to 10 carbon atoms such as ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. Examples include groups substituted with a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms such as an alkyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

これらの中でも、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステル等が特に好ましい。   Among these, (meth) acrylic acid 2-methyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2.2.1]. ] Hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2.1] hept- 2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic Acid 1-ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1 Cyclohexyl ester are particularly preferred.

重合体(A)は、繰り返し単位(3)を1種のみ含むものであっても良く、2種以上含むものであっても良い。繰り返し単位(3)の含有割合は、重合体(A)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、好ましくは20〜90mol%であり、より好ましくは20〜80mol%であり、更に好ましくは20〜70mol%である。繰り返し単位(3)の含有割合がこの範囲内である場合、塗布後の現像液に対する溶解性のコントロールと、第二のレジストパターンを形成する際の露光に対する耐性との両立という観点から特に有効である。   A polymer (A) may contain only 1 type of repeating units (3), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (3) is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, still more preferably with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (A). 20-70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (3) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of coexistence of control of solubility in the developer after coating and resistance to exposure when forming the second resist pattern. is there.

(ii)繰り返し単位(4):
一般式(7−1)中、R11として表される基のうち、炭素数1〜4の置換されていてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等がある。
(Ii) Repeating unit (4):
Among the groups represented by R 11 in general formula (7-1), examples of the optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and i. -Propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.

一般式(8)で表される繰り返し単位を与える単量体は、例えば、Tetrahedron Letters,Vol.27,No.32 p.3741(1986)、Organic Letters,Vol.4,No.15 p.2561(2002)等に記載された、従来公知の方法により合成することができる。   Monomers that give a repeating unit represented by the general formula (8) are described in, for example, Tetrahedron Letters, Vol. 27, no. 32 p. 3741 (1986), Organic Letters, Vol. 4, no. 15 p. 2561 (2002), etc., and can be synthesized by a conventionally known method.

一般式(8)で表される繰り返し単位の特に好ましい例としては、一般式(8−1)〜(8−22)で表される繰り返し単位を挙げることができる。なお、一般式(8−1)〜(8−22)中のRは、一般式(8)中のRと同義である。Particularly preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (8) include repeating units represented by the general formulas (8-1) to (8-22). Incidentally, R 1 in the general formula (8-1) to (8-22) has the same definition as R 1 in the general formula (8).

Figure 0005652404
Figure 0005652404

重合体(A)は、繰り返し単位(4)を1種のみ含むものであっても良く、2種以上含むものであっても良い。繰り返し単位(4)の含有割合は、重合体(A)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、通常、80mol%以下であり、好ましくは20〜80mol%であり、更に好ましくは30〜70mol%である。繰り返し単位(4)の含有割合がこの範囲内である場合、現像液に対する溶解性のコントロールと、第二のレジストパターンを形成する際の露光に対する耐性との両立という観点から特に有効である。   A polymer (A) may contain only 1 type of repeating units (4), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (4) is usually 80 mol% or less, preferably 20 to 80 mol%, more preferably 30 to 100 mol% with respect to a total of 100 mol% of the repeating units contained in the polymer (A). 70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (4) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of achieving both control of solubility in the developer and resistance to exposure when forming the second resist pattern.

(iii)他の繰り返し単位:
また、重合体(A)は、繰り返し単位(3)及び繰り返し単位(4)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ともいう)を1種以上含むものであっても良い。
(Iii) Other repeating units:
Further, the polymer (A) may contain one or more kinds of repeating units other than the repeating unit (3) and the repeating unit (4) (hereinafter also referred to as “other repeating units”).

他の繰り返し単位としては、例えば、一般式(9)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(5)」ともいう)、一般式(10)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(6)」ともいう)等がある。   Examples of other repeating units include a repeating unit represented by the general formula (9) (hereinafter also referred to as “repeating unit (5)”) and a repeating unit represented by the general formula (10) (hereinafter referred to as “repeating unit”). Unit (6) ").

Figure 0005652404
(一般式(9)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Zは、単結合又は炭素数1〜3の2価の有機基を示す。Wは、炭素数7〜20の置換されていてもよい多環型脂環式炭化水素基を示す。但し、多環型脂環式炭化水素基が置換基を有する場合、置換基としてはメチル基、エチル基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20のシクロアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、又はオキソ基である。)
Figure 0005652404
(In General Formula (9), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Z represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms. W represents the number of carbon atoms. 7 to 20 optionally substituted polycyclic alicyclic hydrocarbon group, provided that when the polycyclic alicyclic hydrocarbon group has a substituent, the substituent includes a methyl group, an ethyl group, A linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, or an oxo group. .)

Figure 0005652404
(一般式(10)中、R14は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を示す。R15は、2価の有機基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (10), R 14 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group. R 15 represents a divalent organic group.)

一般式(9)中、Wとして表される炭素数7〜20の置換されていてもよい多環型脂環式炭化水素基としては、例えば、下記式に示す、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(9a)、ビシクロ[2.2.2]オクタン(9b)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(9c)、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン(9d)、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン(9e)等のシクロアルカン類に由来する炭化水素基等がある。In the general formula (9), the optionally substituted polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms represented by W is, for example, bicyclo [2.2.1] represented by the following formula. ] Heptane (9a), bicyclo [2.2.2] octane (9b), tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane (9c), tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . Hydrocarbon groups derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane (9d) and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane (9e).

Figure 0005652404
Figure 0005652404

シクロアルカン類に由来する炭化水素基が置換基を有している場合、置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数4〜20のシクロアルキル基等がある。なお、置換基はこれらのアルキル基に限定されるものではなく、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシ基、オキソ基であっても良い。   When the hydrocarbon group derived from cycloalkane has a substituent, examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and 2-methyl. C4-C20 cycloalkyl such as linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as propyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and cyclooctyl group There are groups. In addition, a substituent is not limited to these alkyl groups, A hydroxyl group, a cyano group, a C1-C10 hydroxyalkyl group, a carboxy group, and an oxo group may be sufficient.

一般式(10)中、R15として表される2価の有機基としては、2価の炭化水素基が好ましく、鎖状又は環状の2価の炭化水素基が更に好ましい。なお、アルキレングリコール基、アルキレンエステル基等であっても良い。2価の有機基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、イコサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−プロピリデン基等のアルカンジイル基;In the general formula (10), the divalent organic group represented by R 15 is preferably a divalent hydrocarbon group, and more preferably a chain or cyclic divalent hydrocarbon group. It may be an alkylene glycol group, an alkylene ester group, or the like. Specific examples of the divalent organic group include alkanes such as a methylene group, an ethylene group, an icosalen group, a 1-methyl-1,3-propylene group, a 2-methyl-1,3-propylene group, and a 2-propylidene group. Diyl group;

1,3−シクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等の炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素環基;1,4−ノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基等の2〜4環式の炭素数4〜30の炭化水素環基等の架橋環式炭化水素環基等を挙げることができる。これらの中でも、2,5−ノルボルニレン基を含む炭化水素基、1,2−エチレン基、プロピレン基が好ましい。   Monocyclic hydrocarbon ring groups such as cycloalkylene groups having 3 to 10 carbon atoms such as 1,3-cyclobutylene group and 1,3-cyclopentylene group; 1,4-norbornylene group, 1,5-adamantylene Examples thereof include a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as a 2-4 cyclic hydrocarbon ring group having 4 to 30 carbon atoms such as a group. Among these, a hydrocarbon group containing a 2,5-norbornylene group, a 1,2-ethylene group, and a propylene group are preferable.

なお、R15が2価の脂肪族環式炭化水素環基を含む場合には、ビストリフルオロメチル−ヒドロキシ−メチル基(−C(CFOH)と、2価の脂肪族環式炭化水素基との間にスペーサーとして炭素数1〜4のアルカンジイル基を配置することが好ましい。When R 15 contains a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon ring group, a bistrifluoromethyl-hydroxy-methyl group (—C (CF 3 ) 2 OH) and a divalent aliphatic cyclic carbonization group It is preferable to arrange an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms as a spacer between the hydrogen group.

(2)重合体(B):
重合体(B)は、架橋基を有する繰り返し単位、及びフッ素原子を有する繰り返し単位を含むものである。第一の感放射線性組成物は、撥油性の重合体(B)を含有することで、レジスト被膜を形成した際に、その分布がレジスト被膜表面で高くなる傾向がある。そのため、液浸露光時において、レジスト被膜中の酸発生剤(C)や酸拡散制御剤等が、水等の液浸液に溶出してしまうことを抑制することができる。また、重合体(B)の撥水性的特長により、レジスト被膜と液浸液との後退接触角が高くなる。そのため、液浸液に由来する水滴が、レジスト被膜上に残り難く、高速でスキャン露光を行ってもウォーターマーク等の、液浸液に起因する欠陥の発生を抑制することができる。更に、第一のレジストパターンを、加熱又は放射線照射することにより、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させることができる。
(2) Polymer (B):
The polymer (B) includes a repeating unit having a crosslinking group and a repeating unit having a fluorine atom. The first radiation-sensitive composition contains the oil-repellent polymer (B), so that when the resist film is formed, the distribution tends to be higher on the resist film surface. Therefore, at the time of immersion exposure, it is possible to suppress the acid generator (C), the acid diffusion control agent, and the like in the resist film from being eluted into an immersion liquid such as water. Further, the receding contact angle between the resist film and the immersion liquid is increased due to the water-repellent characteristics of the polymer (B). Therefore, water droplets derived from the immersion liquid are unlikely to remain on the resist film, and the occurrence of defects such as watermarks due to the immersion liquid can be suppressed even when scanning exposure is performed at high speed. Furthermore, the first resist pattern can be insolubilized in the second radiation-sensitive composition by heating or irradiation.

中でも、重合体(B)は、酸不安定基を有する繰り返し単位を更に含むものであることが好ましい。これは、重合体(B)が、酸の作用によりアルカリ現像液に対して溶解する性質を有するようになるからである。   Especially, it is preferable that a polymer (B) further contains the repeating unit which has an acid labile group. This is because the polymer (B) has a property of being dissolved in an alkali developer by the action of an acid.

重合体(B)の含有量は、重合体(A)100質量部に対して、通常、1〜80質量部であり、好ましくは2〜50質量部であり、更に好ましくは5〜25質量部である。含有量がこの範囲内にあることで、第二の感放射線性組成物に対して十分な耐性を有するようにできると共に、第一のレジストパターン形成時の解像不良を抑制することができる。   Content of a polymer (B) is 1-80 mass parts normally with respect to 100 mass parts of polymers (A), Preferably it is 2-50 mass parts, More preferably, it is 5-25 mass parts. It is. When the content is in this range, it is possible to have sufficient resistance to the second radiation-sensitive composition, and it is possible to suppress poor resolution when forming the first resist pattern.

(i)架橋基を有する繰り返し単位:
架橋基を有する繰り返し単位としては、前記繰り返し単位(1)であることが好ましい。なお、架橋基は熱硬化性の反応性基であることが好ましい。
(I) Repeating unit having a crosslinking group:
The repeating unit having a crosslinking group is preferably the repeating unit (1). The cross-linking group is preferably a thermosetting reactive group.

前記一般式(2)又は(3)で表される基のうち、Rとして表される炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、n−プロピル基、i−プロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等がある。Among the groups represented by the general formula (2) or (3), examples of the linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms represented by R 6 include an n-propyl group, i -Propyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, n-butyl group, t-butyl group and the like.

前記一般式(1−1)で表される繰り返し単位として、具体的には、下記一般式(1−1−a)〜(1−1−h)で表される繰り返し単位を挙げることができる。なお、一般式(1−1−a)〜(1−1−h)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。

Figure 0005652404
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (1-1) include repeating units represented by the following general formulas (1-1-a) to (1-1-h). . In general formulas (1-1-a) to (1-1-h), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
Figure 0005652404

前記一般式(1−2)で表される繰り返し単位として、具体的には、下記一般式(1−2−a)〜(1−2−d)で表される繰り返し単位を挙げることができる。なお、一般式一般式(1−2−a)〜(1−2−d)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。

Figure 0005652404
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (1-2) include the repeating units represented by the following general formulas (1-2a) to (1-2-d). . In general formulas (1-2-a) to (1-2-d), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
Figure 0005652404

これらの中でも、(1−1−a)、(1−1−e)、(1−2−a)で表される繰り返し単位が更に好ましい。   Among these, repeating units represented by (1-1-a), (1-1-e), and (1-2-a) are more preferable.

重合体(B)に含まれる繰り返し単位(1)の割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜30mol%であることが好ましく、1〜25mol%であることがより好ましく、5〜15mol%であることが更に好ましい。繰り返し単位(1)の割合がこの範囲内にあることで、アルカリ現像部がアルカリ現像液により膨潤し難く、アルカリ現像液に対する溶解性を維持することで線幅変動や寸法の精度低下を抑制することができる。   The ratio of the repeating unit (1) contained in the polymer (B) is preferably 1 to 30 mol% with respect to 100 mol% in total of the repeating units contained in the polymer (B), and is 1 to 25 mol%. More preferably, it is more preferably 5 to 15 mol%. When the ratio of the repeating unit (1) is within this range, the alkali developing portion is less likely to swell with the alkali developing solution, and the solubility in the alkali developing solution is maintained, thereby suppressing line width variation and dimensional accuracy reduction. be able to.

(ii)フッ素原子を有する繰り返し単位:
フッ素原子を有する繰り返し単位としては、前記繰り返し単位(2)や一般式(f−4)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
(Ii) Repeating unit having a fluorine atom:
The repeating unit having a fluorine atom is preferably a repeating unit represented by the repeating unit (2) or the general formula (f-4).

前記一般式(4)中、Rとして表される基のうち、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状の、飽和又は不飽和の2価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数3〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基に由来する2価の炭化水素基等がある。Among the groups represented by R 7 in the general formula (4), the linear or branched, saturated or unsaturated divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is, for example, a methyl group , Ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group , A divalent hydrocarbon group derived from a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms such as an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.

また、環状の飽和又は不飽和の2価の炭化水素基としては、例えば、炭素数3〜20の脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素に由来する基がある。脂環式炭化水素としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等のシクロアルカン類等がある。また、芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン等がある。In addition, examples of the cyclic saturated or unsaturated divalent hydrocarbon group include groups derived from alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, and tricyclo [5.2.1.0 2,6 ]. Decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane and other cycloalkanes. Examples of the aromatic hydrocarbon include benzene and naphthalene.

なお、Rにおける炭化水素基は、上述の非置換の炭化水素基における少なくとも1つの水素原子を、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数3〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシ基、酸素原子等の1種又は2種以上により置換された基であってもよい。Note that the hydrocarbon group in R 7 represents at least one hydrogen atom in the above-described unsubstituted hydrocarbon group as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methyl group. C3-C12 linear or branched alkyl group such as propyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, cycloalkyl group, hydroxy group, cyano group, C1-C10 hydroxyalkyl group , A carboxy group, a group substituted by one or more of oxygen atoms and the like.

また、一般式(4)におけるRの具体的な例としては、下記の構造(a1)〜(a27)で表される基等を挙げることができる。なお、構造(a1)〜(a27)における「*」は結合部位を示す。Specific examples of R 7 in the general formula (4) include groups represented by the following structures (a1) to (a27). In addition, “*” in the structures (a1) to (a27) represents a binding site.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

特に、一般式(4)におけるRとしては、メチレン基、エチレン基、1−メチルエチレン基、2−メチルエチレン基、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基等が好ましい。In particular, R 7 in the general formula (4) is preferably a methylene group, an ethylene group, a 1-methylethylene group, a 2-methylethylene group, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or the like.

一般式(4)中、Xとして表されるフッ素原子で置換されたメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルカンジイル基としては、例えば、下記式(X−1)〜(X−8)等の構造で表される基がある。   In the general formula (4), examples of the methylene group substituted with a fluorine atom represented by X or a linear or branched fluoroalkanediyl group having 2 to 20 carbon atoms include the following formula (X-1): There are groups represented by structures such as ~ (X-8).

Figure 0005652404
Figure 0005652404

特に、一般式(4)で表される繰り返し単位は、式(4−1)〜(4−6)で表される化合物に由来する繰り返し単位であることが好ましい。   In particular, the repeating unit represented by the general formula (4) is preferably a repeating unit derived from the compounds represented by the formulas (4-1) to (4-6).

Figure 0005652404
Figure 0005652404

一般式(5)中、Rとして表される基のうち、少なくとも一つ以上のフッ素原子を有する、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基等の直鎖状又は分岐状のアルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基等がある。具体的には、下記式(Y−1)〜(Y−8)で表される基を挙げることができる。

Figure 0005652404
In the general formula (5), among the groups represented by R 9, as a methyl group, an ethyl group, or a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms having at least one fluorine atom, For example, methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3 -Pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2- Hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpe Nthyl) group, 3- (2-methylpentyl) group, 3- (3-methylpentyl) group, and the like include partially fluorinated or perfluoroalkyl groups of linear or branched alkyl groups. Specific examples include groups represented by the following formulas (Y-1) to (Y-8).
Figure 0005652404

また、少なくとも一つ以上のフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等の脂環式アルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基等がある。   Examples of the C 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group having at least one fluorine atom include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, a 1- (1-cyclopentylethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl group, 1- (1-cyclo Heptylethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2-norbornyl group and other alicyclic alkyl groups such as partially fluorinated or perfluoroalkyl groups.

繰り返し単位(2)を与える好ましい単量体としては、トリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロヘキシル)(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。   Preferred monomers that give the repeating unit (2) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, Perfluoro n-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro t-butyl (meth) acrylic acid ester, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4,4 , 5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) Crylic acid ester, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7 , 8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6, 6-octafluorohexyl) (meth) acrylic acid ester and the like.

重合体(B)は、下記一般式(f−4)で表される繰り返し単位(f)(以下、「繰り返し単位(f)」ともいう)を有していてもよい。

Figure 0005652404
(一般式(f−4)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Rk4は、(m+1)価の連結基を示す。Xf4は、フッ素原子を有する2価の連結基を示す。Rj4は、水素原子又は1価の有機基を示す。mは1〜3の整数である。なお、mが2又は3の場合、複数のRj4はそれぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を示す。)The polymer (B) may have a repeating unit (f) represented by the following general formula (f-4) (hereinafter also referred to as “repeating unit (f)”).
Figure 0005652404
(In General Formula (f-4), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R k4 represents a (m + 1) -valent linking group. X f4 represents a fluorine atom 2 R j4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, m is an integer of 1 to 3. When m is 2 or 3, a plurality of R j4 are independently selected. Represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.)

一般式(f−4)中、Rk4として表される(m+1)価の連結基としては、エーテル基又はエステル基を有していてもよい炭素数1〜10の(m+1)価の炭化水素基であり、更に好ましくはエーテル基又はエステル基を有していてもよい炭素数1〜8の(m+1)価の炭化水素基であり、特に好ましくはエーテル基又はエステル基を有していてもよい炭素数1〜5の(m+1)価の炭化水素基である。また、Xf4として表されるフッ素原子を有する2価の連結基としては、フッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基であることが好ましい。具体的には、前記式(X−1)〜(X−8)で表される基を挙げることができる。中でも、Xf4としては前記式(X−1)又は(X−2)で表される基が好ましい。In the general formula (f-4), the (m + 1) -valent linking group represented by R k4 is an (m + 1) -valent hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms which may have an ether group or an ester group. Group, more preferably an (m + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may have an ether group or an ester group, and particularly preferably an ether group or an ester group. It is a good (m + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. Moreover, as a bivalent coupling group which has a fluorine atom represented as Xf4 , it is preferable that it is a C1-C20 bivalent chain hydrocarbon group which has a fluorine atom. Specific examples include groups represented by the formulas (X-1) to (X-8). Among these, X f4 is preferably a group represented by the formula (X-1) or (X-2).

j4として表される1価の有機基としては、酸不安定基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を挙げることができる。Rj4としては、水素原子、t−ブトキシカルボニル基又はアルコキシ置換メチル基が好ましい。 Examples of the monovalent organic group represented by R j4 include an acid labile group or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent. R j4 is preferably a hydrogen atom, a t-butoxycarbonyl group, or an alkoxy-substituted methyl group.

なお、一般式(f−4)中、mは1〜3の整数である。従って、繰り返し単位(f−4)にはRj4が1〜3個導入される。mが、2又は3の場合、複数のXf4はRk4を構成する炭素原子のうち、同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。In general formula (f-4), m is an integer of 1 to 3. Accordingly, 1 to 3 R j4 are introduced into the repeating unit (f-4). When m is 2 or 3, a plurality of X f4 may be bonded to the same carbon atom among the carbon atoms constituting R k4 or may be bonded to different carbon atoms.

繰り返し単位(f−4)の具体例としては、下記一般式(f4−1)〜(f4−4)で表される繰り返し単位を挙げることができる。なお、一般式(f4−1)〜(f4−4)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Specific examples of the repeating unit (f-4) include repeating units represented by the following general formulas (f4-1) to (f4-4). In general formulas (f4-1) to (f4-4), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

重合体(B)は、繰り返し単位(2)を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。繰り返し単位(2)の含有割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜60mol%であることが好ましく、5〜50mol%であることがより好ましく、10〜45mol%であることが更に好ましい。繰り返し単位(2)の含有割合がこの範囲内にあると、液浸液に対して十分な後退接触角を維持すると共に、アルカリ現像液で十分現像することができる。   The polymer (B) may contain only one type of repeating unit (2), or may contain two or more types. The content ratio of the repeating unit (2) is preferably 1 to 60 mol%, more preferably 5 to 50 mol%, based on 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). More preferably, it is -45 mol%. When the content ratio of the repeating unit (2) is within this range, it is possible to maintain a sufficient receding contact angle with respect to the immersion liquid and to sufficiently develop with an alkaline developer.

(iii)酸不安定基を有する繰り返し単位:
酸不安定基を有する繰り返し単位としては特に限定されるものではなく、「(1)重合体(A)」に記載した繰り返し単位(3)等がある。なお、重合体(B)は、繰り返し単位(3)を1種のみ含むものであっても良く、2種以上含むものであっても良い。繰り返し単位(3)の含有割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、好ましくは10〜90mol%であり、より好ましくは10〜80mol%であり、更に好ましくは20〜70mol%である。繰り返し単位(3)の含有割合がこの範囲内にあると、液浸液に対して十分な後退接触角を維持すると共に、アルカリ現像液で十分現像することができる。
(Iii) Repeating unit having an acid labile group:
The repeating unit having an acid labile group is not particularly limited, and includes the repeating unit (3) described in “(1) Polymer (A)”. In addition, a polymer (B) may contain only 1 type of repeating units (3), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (3) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, still more preferably with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). 20-70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (3) is within this range, it is possible to maintain a sufficient receding contact angle with respect to the immersion liquid and to sufficiently develop with an alkaline developer.

(iv)他の繰り返し単位:
重合体(B)は、上述の繰り返し単位(1)〜(3)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ともいう)を含むものであってもよい。他の繰り返し単位としては、「(1)重合体(A)」にて記載した、繰り返し単位(4)、繰り返し単位(6)や下記一般式(11)で表される繰り返し単位(7)(以下、「繰り返し単位(7)」ともいう)がある。
(Iv) Other repeating units:
The polymer (B) may contain a repeating unit other than the above repeating units (1) to (3) (hereinafter also referred to as “other repeating units”). As other repeating units, the repeating unit (7) represented by the repeating unit (4), the repeating unit (6) and the following general formula (11) described in “(1) Polymer (A)” ( Hereinafter, it is also referred to as “repeating unit (7)”.

繰り返し単位(4)の含有割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、5〜70mol%であることが好ましく、5〜65mol%であることがより好ましく、10〜60mol%であることが更に好ましく、10〜20mol%であることが特に好ましい。繰り返し単位(4)の含有割合がこの範囲にあることで、レジストとしての現像性及び露光量やフォーカス等のプロセスマージンを維持することができる。   The content ratio of the repeating unit (4) is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 5 to 65 mol%, based on 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). More preferably, it is -60 mol%, and it is especially preferable that it is 10-20 mol%. When the content ratio of the repeating unit (4) is within this range, developability as a resist and process margin such as exposure amount and focus can be maintained.

繰り返し単位(6)の含有割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、30mol%以下であることが好ましく、25mol%以下であることがより好ましい。繰り返し単位(6)の含有割合がこの範囲にあることで、レジストパターンのトップロスが生じることを抑制することができる。なお、繰り返し単位(6)は任意成分のため、重合体(B)に含まれなくてもよい。   The content ratio of the repeating unit (6) is preferably 30 mol% or less and more preferably 25 mol% or less with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). It can suppress that the top loss of a resist pattern arises because the content rate of a repeating unit (6) exists in this range. In addition, since the repeating unit (6) is an arbitrary component, it may not be included in the polymer (B).

Figure 0005652404
(一般式(11)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Xは、単結合又は2価の連結基を示す。Rは、置換されていてもよい炭素数3〜30の(n+1)価の脂環式炭化水素基を示す。Rfは、1〜10個のフッ素原子を有する炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基、又は1〜10個のフッ素原子を有する炭素数3〜30の1価の脂環式炭化水素基を示す。nは1〜3の整数である。なお、nが2又は3の場合、複数のRfはそれぞれ独立して1〜10個のフッ素原子を有する炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基、又は1〜10個のフッ素原子を有する炭素数3〜30の1価の脂環式炭化水素基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (11), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. X represents a single bond or a divalent linking group. R C represents an optionally substituted carbon. And an (n + 1) -valent alicyclic hydrocarbon group having a number of 3 to 30. Rf is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 10 1 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms having one fluorine atom, n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or 3, a plurality of Rf are independent of each other. A monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having 1 to 10 fluorine atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms having 1 to 10 fluorine atoms. Group.)

繰り返し単位(7)は、下記一般式(11−1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。

Figure 0005652404
(一般式(11−1)中、R、X、Rf及びnの定義は一般式(11)と同じである。Rは、−RP1、−RP2−O−RP1、−RP2−CO−RP1、−RP2−CO−ORP1、−RP2−O−CO−RP1、−RP2−OH、−RP2−CN、又は−RP2−COOHを示す(RP1は、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基を示す。なお、これらの基を構成する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。RP2は、単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基、又は炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基を示す。なお、これらの基を構成する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。)。nは0〜3の整数である。)The repeating unit (7) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (11-1).
Figure 0005652404
(In the general formula (11-1), the definition of R 1, X, Rf and n are the same as in the formula (11) .R S is, -R P1, -R P2 -O- R P1, -R P 2 —CO—R P 1 , —R P2 —CO—OR P 1 , —R P2 —O—CO—R P1 , —R P2 —OH, —R P2 —CN, or —R P2 —COOH (R P1 Is a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. In addition, some or all of hydrogen atoms constituting these groups may be substituted with fluorine atoms, R P2 is a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. , A divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms . It should be noted that some or all of the hydrogen atoms constituting these groups may be substituted with a fluorine atom.). N S is an integer of 0-3.)

一般式(11−1)で表される繰り返し単位として、具体的には、下記式(11−1−1)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (11-1) include a repeating unit represented by the following formula (11-1-1).

Figure 0005652404
Figure 0005652404

繰り返し単位(7)の含有割合は、重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、90mol%以下であることが好ましく、75mol%以下であることがより好ましい。繰り返し単位(7)の含有割合がこの範囲内であると、レジストパターンの形状が良好となるため好ましい。なお、繰り返し単位(7)は任意成分のため、重合体(B)に含まれなくてもよい。   The content ratio of the repeating unit (7) is preferably 90 mol% or less, and more preferably 75 mol% or less with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (B). It is preferable for the content ratio of the repeating unit (7) to be within this range since the shape of the resist pattern becomes good. In addition, since a repeating unit (7) is an arbitrary component, it does not need to be contained in a polymer (B).

(各重合体の調製方法)
各重合体は、例えば、前述した各繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより調製することができる。
(Method for preparing each polymer)
Each polymer, for example, using a polymerizable unsaturated monomer that gives each repeating unit described above, a radical polymerization initiator such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, If necessary, it can be prepared by polymerization in an appropriate solvent in the presence of a chain transfer agent.

重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン、ブロモヘキサン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類等がある。なお、これらの溶媒は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane and n-hexane; cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; chlorobutane and bromo Halogenated hydrocarbons such as hexane; saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; ketones such as acetone and 2-butanone; ethers such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(重合体の物性値)
各重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は特に限定されるものではない。但し、それぞれ、1000〜100000であることが好ましく、1000〜30000であることがより好ましく、1000〜20000であることが更に好ましい。Mwがこの範囲にあることで、第一のレジスト層の耐熱性とアルカリ現像部の現像性を両立させることができる。
(Physical properties of polymer)
The weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of each polymer is not particularly limited. However, it is preferable that it is 1000-100,000, respectively, it is more preferable that it is 1000-30000, and it is still more preferable that it is 1000-20000. When Mw is within this range, both the heat resistance of the first resist layer and the developability of the alkali developing portion can be achieved.

また、各重合体のMwと、各重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算の数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、それぞれ、通常、1〜5であり、1〜3であることが好ましい。   In addition, the ratio (Mw / Mn) between the Mw of each polymer and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) of each polymer is usually: It is 1-5, and it is preferable that it is 1-3.

また、各重合体には、調製する際に用いられる単量体に由来する低分子量成分が含まれる場合がある。この低分子量成分の含有割合は、各重合体100質量%(固形分換算)に対して、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.07質量%以下であり、更に好ましくは0.05質量%以下である。低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下であると、液浸露光時に接触した水等の液浸液への溶出物の量を少なくすることができる。また、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することが少なく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することが少なく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。なお、各重合体は低分子量成分を含有しないことが特に好ましい。   In addition, each polymer may contain a low molecular weight component derived from a monomer used for preparation. The content of this low molecular weight component is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, and still more preferably 100% by mass (in terms of solid content) of each polymer. It is 0.05 mass% or less. When the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of the eluate in the immersion liquid such as water that is in contact during the immersion exposure. In addition, foreign matters are less likely to occur in the resist during resist storage, and coating unevenness is less likely to occur during resist application, so that the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed. It is particularly preferred that each polymer does not contain a low molecular weight component.

なお、本明細書中、「低分子量成分」とは、Mwが500以下の成分をいい、具体的には、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーを挙げることができる。低分子量成分は、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等により除去することができる。また、分析は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行うことができる。   In the present specification, the “low molecular weight component” means a component having an Mw of 500 or less, and specifically includes a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer. The low molecular weight component can be removed by, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, or a combination of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. The analysis can be performed by high performance liquid chromatography (HPLC).

更に、各重合体は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないものであることが好ましい。これは、不純物を少なくすることにより、形成する第一のレジスト層のエッチング耐性の向上や、レジストパターン由来の不純物によるデバイスの電気特性の劣化の防止等を更に改善することができるからである。   Furthermore, it is preferable that each polymer has few impurities such as halogen and metal. This is because by reducing the impurities, it is possible to further improve the etching resistance of the first resist layer to be formed, the prevention of deterioration of the electrical characteristics of the device due to the impurities derived from the resist pattern, and the like.

各重合体の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等がある。   Examples of the purification method for each polymer include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods with physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation.

(3)酸発生剤(C):
酸発生剤(C)とは、露光により酸を発生するものをいう。第一の感放射線性組成物が酸発生剤(C)を含有することで、露光により発生した酸の作用によって、重合体中に存在する酸不安定基、具体的には繰り返し単位(3)が有する酸不安定基を解離させ(保護基を脱離させ)ことができる。その結果、アルカリ現像部がアルカリ現像液に易溶性となり、レジストパターンを形成することができる。なお、酸発生剤(C)としては、一般式(12)で表される化合物(以下、「酸発生剤(1)」ともいう)を含むものが好ましい。
(3) Acid generator (C):
An acid generator (C) means what generate | occur | produces an acid by exposure. When the first radiation-sensitive composition contains the acid generator (C), an acid labile group present in the polymer by the action of the acid generated by exposure, specifically, the repeating unit (3) The acid labile group possessed by can be dissociated (the protecting group is eliminated). As a result, the alkali developing part becomes readily soluble in the alkali developer, and a resist pattern can be formed. In addition, as an acid generator (C), what contains the compound (henceforth "acid generator (1)") represented by General formula (12) is preferable.

酸発生剤(C)の含有量は、レジストとしての感度及び現像性を確保する観点から、重合体(A)100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部であり、好ましくは0.5〜10質量部であり、更に好ましくは5〜10質量部である。含有量がこの範囲にあると、感度及び現像性を低下することなく、放射線に対する十分な透明性が得られ、矩形のレジストパターンを得ることが可能になる。   The content of the acid generator (C) is usually 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (A) from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist, preferably It is 0.5-10 mass parts, More preferably, it is 5-10 mass parts. When the content is within this range, sufficient transparency to radiation can be obtained without lowering the sensitivity and developability, and a rectangular resist pattern can be obtained.

(i)酸発生剤(1):
酸発生剤(1)は、一般式(12)で表される化合物である。
(I) Acid generator (1):
The acid generator (1) is a compound represented by the general formula (12).

Figure 0005652404
(一般式(12)中、R16は、水素原子、フッ素原子、水酸基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、又は炭素数4〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。また、R17は、メチル基、エチル基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基、又は、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、炭素数3〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキルスルホニル基を示す。更に、R18は、相互に独立に、メチル基、エチル基、炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示す。但し、二つのR18が相互に結合してイオウカチオンを含む炭素数2〜10の2価の基を形成していてもよい。なお、フェニル基、ナフチル基、及び炭素数2〜10の2価の基は置換基を有していても良い。kは、0〜2の整数を示し、rは、0〜8の整数(好ましくは0〜2の整数)を示す。Xは、一般式(12−1)〜(12−4)で表されるアニオンを示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (12), R 16 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a methoxy group, an ethoxy group, or a carbon number. A linear or branched alkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 4 to 11 carbon atoms, and R 17 is a methyl group. , An ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a methoxy group, an ethoxy group, a linear or branched alkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, or a methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, a straight, branched or cyclic alkylsulfonyl group having 3 to 10 carbon atoms. further, R 18 are mutually independently, a methyl group, an ethyl group, a carbon number 3-1 Linear or branched alkyl group, a phenyl group, or a naphthyl group. However, the two R 18 are to form a divalent group having 2 to 10 carbon atoms containing sulfur cations bind to each other The phenyl group, naphthyl group, and divalent group having 2 to 10 carbon atoms may have a substituent, k is an integer of 0 to 2, and r is 0 to 0. .X showing the 8 integer (preferably an integer from 0 to 2) - represents an anion represented by the general formula (12-1) to (12-4)).

Figure 0005652404
(一般式(12−1)及び(12−2)中、R19は、フッ素原子又は置換されていても良い炭素数1〜12の炭化水素基を示す。一般式(12−1)中、qは、1〜10の整数を示す。一般式(12−3)及び(12−4)中、R20は、相互に独立に、フッ素原子で置換された、メチル基、エチル基、炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。但し、二つのR20が相互に結合して、フッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基を形成していてもよい。なお、フッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基はフッ素原子以外の置換基を有しても良い。)
Figure 0005652404
(In General Formulas (12-1) and (12-2), R 19 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. In General Formula (12-1), q represents an integer of 1 to 10. In the general formulas (12-3) and (12-4), R 20 is, independently of each other, a methyl group, an ethyl group, or a carbon number substituted with a fluorine atom. Represents a linear or branched alkyl group having 3 to 10 provided that two R 20 are bonded to each other to form a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom. In addition, the C2-C10 divalent organic group substituted with a fluorine atom may have a substituent other than a fluorine atom.

なお、酸発生剤(C)は、酸発生剤(1)を1種単独で含んでも良く、2種以上を含んでも良い。   In addition, an acid generator (C) may contain 1 type of acid generators (1) individually, and may contain 2 or more types.

また、酸発生剤(C)は、酸発生剤(1)以外の感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(2)」ともいう)を含むものであっても良い。   Further, the acid generator (C) may contain a radiation sensitive acid generator other than the acid generator (1) (hereinafter also referred to as “acid generator (2)”).

(ii)酸発生剤(2):
酸発生剤(2)としては、例えば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等がある。なお、酸発生剤(C)は、酸発生剤(2)を1種単独で含んでも良く、2種以上を含んでも良い。
(Ii) Acid generator (2):
Examples of the acid generator (2) include onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, and sulfonic acid compounds. In addition, an acid generator (C) may contain 1 type of acid generators (2) individually, and may contain 2 or more types.

また、酸発生剤(2)を使用する場合、その使用割合は、酸発生剤(C)100質量%に対して、通常、80質量%以下であり、好ましくは60質量%以下である。   Moreover, when using an acid generator (2), the use ratio is 80 mass% or less normally with respect to 100 mass% of acid generators (C), Preferably it is 60 mass% or less.

(4)溶剤(D):
溶剤(D)としては、例えば、2−ブタノン、2−ペンタノン等の直鎖状又は分岐状のケトン類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類の他、
(4) Solvent (D):
Examples of the solvent (D) include linear or branched ketones such as 2-butanone and 2-pentanone; cyclic ketones such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone and cyclohexanone; propylene glycol monomethyl Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; 2-hydroxypropionate alkyls such as methyl 2-hydroxypropionate and ethyl 2-hydroxypropionate; methyl 3-methoxypropionate, 3 -Alkyl 3-alkoxypropionates such as ethyl methoxypropionate and methyl 3-ethoxypropionate,

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等がある。   alcohols such as n-propyl alcohol and i-propyl alcohol; ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether Acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, 2-hydroxy-2-methyl Ethyl propionate, Ethoxy acetate , Ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide benzyl alcohol Benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.

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

第一の感放射線性組成物は、溶剤(D)を1種単独で含有していても良く、2種以上含有していても良い。   The 1st radiation sensitive composition may contain the solvent (D) individually by 1 type, and may contain 2 or more types.

溶剤(D)の使用量は、第一の感放射線性組成物の全固形分濃度が、通常、1〜50質量%となる量であり、好ましくは1〜25質量%となる量である。   The amount of the solvent (D) used is such that the total solid concentration of the first radiation-sensitive composition is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 25% by mass.

(5)添加剤:
第一の感放射線性組成物は、必要に応じて、酸拡散制御剤、脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種の添加剤を含有しても良い。
(5) Additive:
The first radiation-sensitive composition may contain various additives such as an acid diffusion controller, an alicyclic additive, a surfactant, and a sensitizer as necessary.

(i)酸拡散制御剤:
酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤(C)から生じる酸の第一のレジスト層中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。このような酸拡散制御剤を含有することにより、第一の感放射線性組成物のパターン形状が向上する。また、レジストとしての解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
(I) Acid diffusion control agent:
The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from the acid generator (C) by exposure in the first resist layer and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region. By containing such an acid diffusion controller, the pattern shape of the first radiation-sensitive composition is improved. In addition, the resolution as a resist is further improved, and it is possible to suppress changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to post-exposure heat treatment, and an extremely excellent process stability. Things are obtained.

酸拡散制御剤としては、例えば、モノ(シクロ)アルキルアミン類、ジ(シクロ)アルキルアミン類、トリ(シクロ)アルキルアミン類、置換アルキルアニリン又はその誘導体、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン等のアミン化合物;N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等のアミド基含有化合物;尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア等のウレア化合物、イミダゾール類;ピリジン類;ピペラジン類の他、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン等の含窒素複素環化合物や、光崩壊性塩基等がある。   Examples of the acid diffusion controller include mono (cyclo) alkylamines, di (cyclo) alkylamines, tri (cyclo) alkylamines, substituted alkylanilines or derivatives thereof, ethylenediamine, N, N, N ′, N Amine compounds such as' -tetramethylethylenediamine and tetramethylenediamine; Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, formamide, N Amide group-containing compounds such as methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone; urea, methylurea, 1,1 -Dimethylu Urea compounds such as A, imidazoles; pyridines; other piperazines, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinoxaline, purine, pyrrolidine, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as piperidine, there is a photodegradable base, and the like.

光崩壊性塩基の一例として、露光により分解して酸拡散制御性が失活するオニウム塩化合物がある。このようなオニウム塩化合物の具体例としては、一般式(13)で表されるスルホニウム塩化合物や、一般式(14)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。   As an example of the photodegradable base, there is an onium salt compound which is decomposed by exposure and deactivates acid diffusion controllability. Specific examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the general formula (13) and an iodonium salt compound represented by the general formula (14).

Figure 0005652404
(一般式(13)中のR21〜R23、及び一般式(14)中のR24〜R25は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、又はハロゲン原子を示す。また、一般式(13)及び(14)中、Zは、OH、R26−COO、R26−SO (但し、R26は、アルキル基、アリール基、又はアルカリール基を示す)、又は一般式(15)で表されるアニオンを示す。)
Figure 0005652404
(R 21 to R 23 in the general formula (13) and R 24 to R 25 in the general formula (14) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, or a halogen atom. In the general formulas (13) and (14), Z represents OH , R 26 —COO , R 26 —SO 3 (wherein R 26 represents an alkyl group, an aryl group, or an alkaryl group). Or an anion represented by the general formula (15).)

Figure 0005652404
(一般式(15)中、R27は、メチル基、エチル基、炭素数3〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、又は炭素数3〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基を示す。但し、メチル基、エチル基、炭素数3〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基はフッ素原子で置換されていてもよい。nは、0〜2の整数を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (15), R 27 is a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a methoxy group, an ethoxy group, or a linear chain having 3 to 12 carbon atoms. Or a branched alkoxy group, provided that a methyl group, an ethyl group, or a linear or branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom, and n is 0 to 2 Indicates an integer.)

なお、これらの酸拡散制御剤は、1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   In addition, these acid diffusion control agents may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

酸拡散制御剤の含有量は、重合体(A)100質量部に対して、0.001〜15質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましく、0.05〜5質量部であることが更に好ましく、0.5〜1.5質量部であることが特に好ましい。含有量がこの範囲にあると、レジストとしての感度を低下させることなく、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度を維持することができる。   The content of the acid diffusion controller is preferably 0.001 to 15 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (A). It is more preferable that it is 05-5 mass parts, and it is especially preferable that it is 0.5-1.5 mass parts. When the content is within this range, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist can be maintained without reducing the sensitivity as a resist.

(ii)脂環族添加剤:
脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。
(Ii) Alicyclic additives:
An alicyclic additive is a component that exhibits an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.

脂環族添加剤としては、極性基置換アダマンタン類;デオキシコール酸エステル類;リトコール酸エステル類;アルキルカルボン酸エステル類の他;3−(2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル)テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等がある。なお、これらの脂環族添加剤は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いても良い。Examples of alicyclic additives include polar group-substituted adamantanes; deoxycholic acid esters; lithocholic acid esters; alkyl carboxylic acid esters; 3- (2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) Ethyl) tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane and the like. In addition, you may use these alicyclic additives individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

(iii)界面活性剤:
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
(Iii) Surfactant:
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coating properties, striation, developability, and the like.

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

(iv)増感剤:
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(C)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、第一の感放射線性組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
(Iv) Sensitizer:
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (C), thereby increasing the amount of acid produced. The sensitizer of the first radiation-sensitive composition It has the effect of improving the apparent sensitivity.

増感剤としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等がある。なお、これらの増感剤は、1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(v)他の添加剤:
第一の感放射線性組成物は、前述した添加剤以外の添加剤(以下、「他の添加剤」ともいう)を含有しても良い。他の添加剤としては、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等がある。また、染料或いは顔料を含有させることにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。更に、接着助剤を含有させることにより、基板との接着性を改善することができる。
(V) Other additives:
The first radiation-sensitive composition may contain additives other than the additives described above (hereinafter also referred to as “other additives”). Examples of other additives include a low-molecular alkali solubility controller having an acid-dissociable protecting group, an antihalation agent, a storage stabilizer, and an antifoaming agent. In addition, by including a dye or a pigment, the latent image of the exposed portion can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Furthermore, the adhesiveness with a board | substrate can be improved by containing an adhesion assistant.

第一の感放射線性組成物は、各構成成分を溶剤(D)に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって塗工液として調製し、基板上に塗布することができる。   The first radiation-sensitive composition can be prepared as a coating solution by dissolving each component in the solvent (D) and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, and can be applied onto the substrate. it can.

2.第二の感放射線性組成物:
第二のレジスト層を形成する際に用いられる第二の感放射線性組成物は、酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体(a)(以下、「重合体(a)」ともいう)と、溶剤(b)と、を含有する組成物である。
2. Second radiation sensitive composition:
The second radiation-sensitive composition used when forming the second resist layer is a polymer (a) that becomes alkali-soluble by the action of an acid (hereinafter also referred to as “polymer (a)”), And a solvent (b).

(1)重合体(a):
重合体(a)は、酸の作用によりアルカリ可溶性となるアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の重合体であれば特に限定されない。具体的には、前記繰り返し単位(3)を含むものがある。
(1) Polymer (a):
The polymer (a) is not particularly limited as long as it is an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble polymer that becomes alkali-soluble by the action of an acid. Specifically, there is one containing the repeating unit (3).

また、重合体(a)は、一般式(16)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(8)ともいう)を含むことができる。   Further, the polymer (a) can contain a repeating unit represented by the general formula (16) (hereinafter also referred to as a repeating unit (8)).

Figure 0005652404
(一般式(16)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。R28は、単結合、メチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルカンジイル基、又は炭素数4〜12の単環若しくは多環の脂環式のアルカンジイル基を示す。)
Figure 0005652404
(In the general formula (16), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 28 represents a single bond, a methylene group or a linear or branched alkanediyl having 2 to 6 carbon atoms. Group, or a monocyclic or polycyclic alicyclic alkanediyl group having 4 to 12 carbon atoms.)

繰り返し単位(8)を与える単量体の好適例としては、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−((5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)エステル、(メタ)アクリル酸3−((8−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル)テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル)エステル等がある。Preferable examples of the monomer giving the repeating unit (8) include (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (meth) Acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2 -Hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-((5 -(1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl) bicyclo [2.2.1] heptyl) ester, (meth) acrylic acid 3- ( 8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl) tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7] dodecyl) ester Etc.

なお、重合体(a)は、繰り返し単位(8)を1種のみ含むものであっても良く、2種以上含むものであっても良い。   In addition, a polymer (a) may contain only 1 type of repeating units (8), and may contain 2 or more types.

重合体(a)は、繰り返し単位(3)及び繰り返し単位(8)以外にも、他の繰り返し単位を含むものであっても良い。   The polymer (a) may contain other repeating units in addition to the repeating unit (3) and the repeating unit (8).

(重合体(a)に含まれる各繰り返し単位の割合)
重合体(a)に含まれる繰り返し単位(3)の割合は、重合体(a)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、10〜70mol%であることが好ましく、10〜60mol%であることがより好ましく、20〜60mol%であることが更に好ましい。繰り返し単位(3)の割合がこの範囲にあることで、アルカリ現像部の解像性と現像性を両立させることができる。
(Ratio of each repeating unit contained in polymer (a))
The ratio of the repeating unit (3) contained in the polymer (a) is preferably 10 to 70 mol% with respect to 100 mol% in total of the repeating units contained in the polymer (a), and is preferably 10 to 60 mol%. More preferably, it is more preferably 20 to 60 mol%. When the ratio of the repeating unit (3) is within this range, both the resolution and developability of the alkali developing part can be achieved.

重合体(a)に含まれる繰り返し単位(8)の割合は、重合体(a)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、0〜90mol%であることが好ましく、30〜80mol%であることがより好ましく、40〜80mol%であることが更に好ましい。繰り返し単位(3)の割合がこの範囲にあることで、アルカリ現像部の解像性を維持することができる。   The ratio of the repeating unit (8) contained in the polymer (a) is preferably 0 to 90 mol% with respect to 100 mol% in total of the repeating units contained in the polymer (a), and is 30 to 80 mol%. More preferably, it is more preferably 40 to 80 mol%. When the ratio of the repeating unit (3) is within this range, the resolution of the alkali developing portion can be maintained.

重合体(a)に含まれる他の繰り返し単位の割合は、重合体(a)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、50mol%以下であることが好ましく、40mol%以下であることがより好ましい。なお、他の繰り返し単位は任意成分のため、重合体(B)に含まれなくてもよい。   The proportion of other repeating units contained in the polymer (a) is preferably 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, with respect to 100 mol% in total of the repeating units contained in the polymer (a). More preferred. In addition, since another repeating unit is an arbitrary component, it does not need to be contained in a polymer (B).

なお、第二の感放射線性組成物は、重合体(a)を1種単独で含有しても良く、2種以上を含有しても良い。   In addition, a 2nd radiation sensitive composition may contain 1 type of polymers (a) individually, and may contain 2 or more types.

(重合体(a)の調製方法)
重合体(a)は、例えば、各繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体を用いて、前述の重合体(A)又は重合体(B)と同様にして調製することができる。
(Method for preparing polymer (a))
The polymer (a) can be prepared in the same manner as the polymer (A) or the polymer (B), for example, using a polymerizable unsaturated monomer that gives each repeating unit.

(重合体(a)の物性値)
重合体(a)のMwは特に制限されない。但し、1000〜100000であることが好ましく、1000〜30000であることがより好ましく、1000〜20000であることが更に好ましい。重合体(a)のMwがこの範囲にあることで、第二のレジスト層の耐熱性とアルカリ現像部の現像性を両立させることができる。また、重合体(a)のMwとMnとの比(Mw/Mn)は、通常、1〜5であり、好ましくは1〜3である。
(Physical property value of polymer (a))
The Mw of the polymer (a) is not particularly limited. However, it is preferably 1000-100000, more preferably 1000-30000, and still more preferably 1000-20000. When the Mw of the polymer (a) is within this range, both the heat resistance of the second resist layer and the developability of the alkali developing part can be achieved. Moreover, the ratio (Mw / Mn) of Mw and Mn of the polymer (a) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3.

また、重合体(a)においても、調製する際に用いられる単量体に由来する低分子量成分が含まれる場合がある。低分子量成分の含有割合は、重合体(a)100質量%(固形分換算)に対して、0.1質量%以下であることが好ましく、0.07質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることが更に好ましい。低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下である場合、液浸露光時に接触した水等の液浸液への溶出物の量を少なくすることができる。更に、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することがなく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することなく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。なお、重合体(a)は低分子量成分を含有しないことが特に好ましい。   In addition, the polymer (a) may contain a low molecular weight component derived from a monomer used for preparation. The content ratio of the low molecular weight component is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, with respect to 100% by mass (in terms of solid content) of the polymer (a). More preferably, it is 0.05 mass% or less. When the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of the eluate in the immersion liquid such as water that has been contacted during the immersion exposure. Furthermore, foreign matters are not generated in the resist during resist storage, and coating unevenness does not occur during resist application, and the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed. The polymer (a) particularly preferably does not contain a low molecular weight component.

また、重合体(a)は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないものであることが好ましい。このように不純物を少なくすることにより、第二のレジスト層の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができる。   Moreover, it is preferable that a polymer (a) is a thing with few impurities, such as a halogen and a metal. Thus, by reducing impurities, the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. of the second resist layer can be further improved.

重合体(a)の精製法としては、前述と同様の方法を挙げることができる。   Examples of the method for purifying the polymer (a) include the same methods as described above.

(2)溶剤(b):
溶剤(b)としては、特に制限されない。但し、重合体(a)を溶解し、第一のレジストパターンを溶解しないものが好ましい。例えば、直鎖状若しくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、及びγ−ブチロラクトン等を挙げることができる。これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートやシクロヘキサノン等が好ましい。
(2) Solvent (b):
The solvent (b) is not particularly limited. However, it is preferable to dissolve the polymer (a) but not the first resist pattern. Examples include linear or branched ketones, cyclic ketones, alkylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, and γ-butyrolactone. it can. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are preferable.

溶剤(b)の使用量は、第二の感放射線性組成物の全固形分濃度が、通常、1〜50質量%となる量であり、好ましくは1〜25質量%となる量である。   The amount of the solvent (b) used is such that the total solid concentration of the second radiation-sensitive composition is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 25% by mass.

(3)感放射線性酸発生剤:
第二の感放射線性組成物は、通常、感放射線性酸発生剤を含有するものである。感放射線性酸発生剤としては、前述の第一の感放射線性組成物における酸発生剤(C)と同じものを用いることができる。なお、第一の感放射線性組成物に含有される酸発生剤(C)と、第二の感放射線性組成物に含有される感放射線性酸発生剤は、同一であっても良く、異なっていても良い。
(3) Radiation sensitive acid generator:
The second radiation-sensitive composition usually contains a radiation-sensitive acid generator. As a radiation sensitive acid generator, the same thing as the acid generator (C) in the above-mentioned 1st radiation sensitive composition can be used. The acid generator (C) contained in the first radiation-sensitive composition and the radiation-sensitive acid generator contained in the second radiation-sensitive composition may be the same or different. May be.

感放射線性酸発生剤の含有量は、レジストとしての感度及び現像性を確保する観点から、重合体(a)100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部であり、好ましくは0.5〜10質量部であり、更に好ましくは5〜10質量部である。含有量がこの範囲にあることで、感度及び現像性を低下させることなく、放射線に対する透明性を維持でき、矩形の第二のレジストパターンを得ることが可能になる。   The content of the radiation-sensitive acid generator is usually 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (a), preferably from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist. It is 0.5-10 mass parts, More preferably, it is 5-10 mass parts. When the content is within this range, transparency to radiation can be maintained without lowering sensitivity and developability, and a rectangular second resist pattern can be obtained.

(4)添加剤:
第二の感放射線性組成物は、添加剤を含有しても良い。なお、この添加剤としては、第一の感放射線性組成物において前述した酸拡散制御剤等の各種の添加剤と同様のことがいえる。
(4) Additive:
The second radiation sensitive composition may contain an additive. In addition, as this additive, the same thing as various additives, such as the acid diffusion control agent mentioned above in the 1st radiation sensitive composition, can be said.

第二の感放射線性組成物が添加剤として酸拡散制御剤を含有する場合、その含有量は、重合体(a)100質量部に対して、0.001〜15質量部であることが好ましく、0.01〜10質量であることがより好ましく、0.05〜5質量部であることが更に好ましく、0.5〜1.5質量部であることが特に好ましい。含有量がこの範囲にあることで、レジストとしての感度を低下させることなく、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度を維持することができる。   When the second radiation-sensitive composition contains an acid diffusion controller as an additive, the content is preferably 0.001 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (a). , 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.05 to 5 parts by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.5 parts by mass. When the content is in this range, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist can be maintained without reducing the sensitivity as a resist.

第二の感放射線性組成物は、各構成成分を溶剤(b)に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって塗工液として調製し、基板上に塗布することができる。   The second radiation-sensitive composition can be prepared as a coating solution by dissolving each component in the solvent (b) and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, and can be applied on the substrate. it can.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]:東ソー社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0mL/min、溶出溶剤:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、単分散ポリスチレンを標準として測定した。   [Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]: GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: Monodispersed polystyrene was measured as a standard by gel permeation chromatography (GPC) under analysis conditions of 40 ° C.

13C−NMR分析]:各重合体の13C−NMR分析は、日本電子社製「JNM−EX270」を用いて測定した。 [13 C-NMR Analysis: The 13 C-NMR analysis of the polymer was measured using a JEOL Ltd. "JNM-EX270".

[後退接触角(°)の測定]:感放射線性組成物をSi基板上に、SOD塗布成膜装置((商品名「CLEAN TRACK ACT8」、東京エレクトロン社製)にて、スピンコートし、100℃で60秒間プレベーク(PB)を行い、膜厚100nmの被膜を形成した。その後、速やかに、接触角計(商品名「DSA−10」、KRUS社製)を用いて、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、次の手順により後退接触角を測定した。   [Measurement of receding contact angle (°)]: A radiation-sensitive composition was spin-coated on a Si substrate with an SOD coating film forming apparatus (trade name “CLEAN TRACK ACT8”, manufactured by Tokyo Electron Ltd.), and 100 Pre-baking (PB) was performed at 60 ° C. for 60 seconds to form a film with a film thickness of 100 nm, and then promptly using a contact angle meter (trade name “DSA-10”, manufactured by KRUS) at room temperature of 23 ° C. and humidity The receding contact angle was measured according to the following procedure under an environment of 45% normal pressure.

まず、前記接触角計のウェハステージ位置を調整し、この調整したステージ上に基板をセットする。次いで、針に水を注入し、セットした基板上に水滴を形成可能な初期位置に針の位置を微調整する。その後、この針から水を排出させて基板上に25μLの水滴を形成し、一旦、この水滴から針を引き抜き、再び初期位置に針を引き下げて水滴内に配置する。続いて、10μL/minの速度で90秒間、針によって水滴を吸引すると同時に液面と基板との接触角を毎秒1回測定する(合計90回)。このうち、接触角の測定値が安定した時点から20秒間の接触角についての平均値を算出して後退接触角とした。   First, the wafer stage position of the contact angle meter is adjusted, and the substrate is set on the adjusted stage. Next, water is injected into the needle, and the position of the needle is finely adjusted to an initial position where water droplets can be formed on the set substrate. Thereafter, water is discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the substrate. The needle is once withdrawn from the water droplet, and the needle is pulled down to the initial position again and placed in the water droplet. Subsequently, a water droplet is sucked with a needle at a speed of 10 μL / min for 90 seconds, and at the same time, the contact angle between the liquid surface and the substrate is measured once per second (90 times in total). Among these, the average value for the contact angle for 20 seconds from the time when the measured value of the contact angle was stabilized was calculated as the receding contact angle.

[DPパターン評価]:第二のレジストパターンを形成した後の後述する評価用基板Cを走査型電子顕微鏡(日立計測器社製、CG−4000)を用いて観察した。第一のレジストパターンが損失又は開口部底部に不溶物がある場合を「不良」と評価し、トップロス・スカムなく解像し、第一のレジストパターンと第二のレジストパターンの両方のパターンが形成されている場合を「良好」と評価した。なお、実施例34〜36については、第一のレジストパターンに対して直交するように、48nmライン/96nmピッチ(48nm1L/1S)のラインパターンを形成してコンタクトホールパターンを形成した。このコンタクトホールパターンが底部まで埋まることなく解像して形成された場合を「良好」と評価した。   [DP Pattern Evaluation]: An evaluation substrate C described later after forming the second resist pattern was observed using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd., CG-4000). When the first resist pattern is lost or there is an insoluble material at the bottom of the opening, it is evaluated as “bad” and resolved without top loss scum, and both the first resist pattern and the second resist pattern are The case where it was formed was evaluated as “good”. In Examples 34 to 36, a contact hole pattern was formed by forming a line pattern of 48 nm lines / 96 nm pitch (48 nm 1 L / 1 S) so as to be orthogonal to the first resist pattern. The case where the contact hole pattern was resolved and formed without being buried to the bottom was evaluated as “good”.

[線幅変動]:基板Cのレジストパターンの線幅変動を走査型電子顕微鏡(商品名「CG−4000」、日立計測器社製)を用いて観察した。評価用基板Cのレジストパターンのライン部分のうち任意の5本のライン部部分について、それぞれ任意の20個の点でその線幅を測定した。任意の5本のライン部の線幅(計100点)の平均値を平均線幅とした。第一のレジストパターンを形成した後の平均線幅と、ダブルパターニング(第二のレジストパターンを形成した)後の平均線幅の差を線幅変動の変動値とした。測定した線幅変動の変動値が4nm未満のものを「◎(優)」と評価し、4〜7nmのものを「○(良)」と評価し、7nm超のものを「×(不良)」と評価した。   [Line width variation]: The line width variation of the resist pattern on the substrate C was observed using a scanning electron microscope (trade name “CG-4000”, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.). The line width of each of the arbitrary five line portions of the resist pattern line portion of the evaluation substrate C was measured at 20 arbitrary points. The average value of the line widths (total 100 points) of any five line portions was defined as the average line width. The difference between the average line width after forming the first resist pattern and the average line width after double patterning (forming the second resist pattern) was taken as the fluctuation value of the line width variation. A measured line width variation value of less than 4 nm was evaluated as “◎ (excellent)”, 4-7 nm was evaluated as “◯ (good)”, and a value exceeding 7 nm was evaluated as “× (defect). ".

以下、重合体(A)及び(B)の調製方法について記載する。なお、重合体(A)及び(B)の調製に用いた単量体[化合物(M−1)〜(M−22)]を以下に示す。   Hereinafter, a method for preparing the polymers (A) and (B) will be described. The monomers [compounds (M-1) to (M-22)] used for the preparation of the polymers (A) and (B) are shown below.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

Figure 0005652404
Figure 0005652404

(調製例1:重合体(A−1)の調製)
まず、単量体として化合物(M−14)15mol%、化合物(M−13)35mol%、化合物(M−8)50mol%、及び重合開始剤(ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(MAIB))を100gのメチルエチルケトンに溶解した単量体溶液を準備した。仕込み時の単量体の合計量を50gに調製した。尚、各単量体のmol%は単量体全量に対するmol%を表し、重合開始剤の使用割合は、単量体と重合開始剤の合計量に対して、2mol%とした。
(Preparation Example 1: Preparation of polymer (A-1))
First, compound (M-14) 15 mol%, compound (M-13) 35 mol%, compound (M-8) 50 mol%, and polymerization initiator (dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate) as monomers A monomer solution in which (MAIB)) was dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone was prepared. The total amount of monomers at the time of preparation was adjusted to 50 g. In addition, mol% of each monomer represents mol% with respect to the total amount of the monomer, and the use ratio of the polymerization initiator was 2 mol% with respect to the total amount of the monomer and the polymerization initiator.

一方、温度計及び滴下漏斗を備えた500mLの三つ口フラスコにメチルエチルケトン50gを加え、30分間窒素パージを行った。その後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。次いで、準備した単量体溶液をフラスコ内に、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間熟成させた後、30℃以下になるまで冷却して重合体溶液を得た。その後、重合体溶液を1000gのメタノールに投入して混合した。次いで、吸引濾過を実施した。その後、粉体を回収し、200gのメタノールに再度投入し、洗浄し、濾過した。本洗浄を再度行い、回収した粉体を60℃にて減圧乾燥させた。得られた重合体を重合体(A−1)とする。この重合体(A−1)は、Mwが10000であり、Mw/Mnが1.5であり、13C−NMR分析の結果、各単量体に由来する各繰り返し単位の含有率(mol%)が(M−14)/(M−13)/(M−8)=14.6/35.9/49.5の共重合体であった。On the other hand, 50 g of methyl ethyl ketone was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and purged with nitrogen for 30 minutes. Then, it heated so that it might become 80 degreeC, stirring the inside of a flask with a magnetic stirrer. Subsequently, the prepared monomer solution was dripped in the flask over 3 hours using the dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was aged for 3 hours and then cooled to 30 ° C. or lower to obtain a polymer solution. Thereafter, the polymer solution was added to 1000 g of methanol and mixed. Then suction filtration was performed. Thereafter, the powder was recovered, re-introduced into 200 g of methanol, washed and filtered. This cleaning was performed again, and the recovered powder was dried under reduced pressure at 60 ° C. Let the obtained polymer be a polymer (A-1). This polymer (A-1) has Mw of 10,000 and Mw / Mn of 1.5. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of each repeating unit derived from each monomer (mol%) ) Was a copolymer of (M-14) / (M-13) / (M-8) = 14.6 / 35.9 / 49.5.

(調製例9:重合体(B−1)の調製)
まず、単量体として化合物(M−2)55mol%、化合物(M−19)5mol%、化合物(M−8)20mol%、化合物(M−20)20mol%、及び重合開始剤(ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(MAIB))を100gのメチルエチルケトンに溶解した単量体溶液を準備した。仕込み時の単量体の合計量を50gに調製した。尚、各単量体のmol%は単量体全量に対するmol%を表し、重合開始剤の使用割合は、単量体と重合開始剤の合計量に対して、8mol%とした。
(Preparation Example 9: Preparation of polymer (B-1))
First, as a monomer, the compound (M-2) 55 mol%, the compound (M-19) 5 mol%, the compound (M-8) 20 mol%, the compound (M-20) 20 mol%, and a polymerization initiator (dimethyl-2) , 2′-azobisisobutyrate (MAIB)) in 100 g of methyl ethyl ketone was prepared. The total amount of monomers at the time of preparation was adjusted to 50 g. In addition, mol% of each monomer represents mol% with respect to the total amount of monomers, and the use ratio of the polymerization initiator was 8 mol% with respect to the total amount of the monomer and the polymerization initiator.

一方、温度計及び滴下漏斗を備えた500mLの三つ口フラスコにメチルエチルケトン50gを加え、30分間窒素パージを行った。その後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。次いで、準備した単量体溶液をフラスコ内に、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間熟成させた後、30℃以下になるまで冷却して重合体溶液を得た。その後、重合体溶液を1000gのメタノールに投入して混合した。次いで、吸引濾過を実施した。その後、粉体を回収し、200gのメタノールに再度投入し、洗浄し、濾過した。本洗浄を再度行い、回収した粉体を60℃にて減圧乾燥させた。得られた重合体を重合体(B−1)とする。この重合体(B−1)は、Mwが5500であり、Mw/Mnが1.5であり、13C−NMR分析の結果、各単量体に由来する各繰り返し単位の含有率(mol%)が(M−2)/(M−19)/(M−8)/(M−20)=54.5/5.5/19.5/20.5の共重合体であった。On the other hand, 50 g of methyl ethyl ketone was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and purged with nitrogen for 30 minutes. Then, it heated so that it might become 80 degreeC, stirring the inside of a flask with a magnetic stirrer. Subsequently, the prepared monomer solution was dripped in the flask over 3 hours using the dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was aged for 3 hours and then cooled to 30 ° C. or lower to obtain a polymer solution. Thereafter, the polymer solution was added to 1000 g of methanol and mixed. Then suction filtration was performed. Thereafter, the powder was recovered, re-introduced into 200 g of methanol, washed and filtered. This cleaning was performed again, and the recovered powder was dried under reduced pressure at 60 ° C. Let the obtained polymer be a polymer (B-1). This polymer (B-1) has an Mw of 5500 and an Mw / Mn of 1.5. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of each repeating unit derived from each monomer (mol%) ) Was a copolymer of (M-2) / (M-19) / (M-8) / (M-20) = 54.5 / 5.5 / 19.5 / 20.5.

(調製例2〜27:重合体(A−2)〜(A−10)、重合体(B−2)〜(B−13)、及び重合体(F−1)〜(F−4)の調製)
表1に示す種類及び仕込み量の化合物(単量体)を用いること以外は、重合体(A−2)〜(A−10)については調製例1と同様の手法にて調製し、重合体(B−2)〜(B−13)及び重合体(F−1)〜(F−4)については調製例9と同様の手法にて調製した。なお、表2に、重合体(A−2)〜(A−10)、重合体(B−2)〜(B−13)、及び重合体(F−1)〜(F−4)の13C−NMRによる各単量体に由来する各繰り返し単位の含有率、Mw、及びMw/Mnを記載した。
(Preparation Examples 2-27: Polymers (A-2) to (A-10), Polymers (B-2) to (B-13), and Polymers (F-1) to (F-4) Preparation)
The polymers (A-2) to (A-10) were prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the types and amounts of the compounds (monomers) shown in Table 1 were used. (B-2) to (B-13) and the polymers (F-1) to (F-4) were prepared in the same manner as in Preparation Example 9. Incidentally, in Table 2, the polymer (A-2) ~ (A -10), 13 of the polymer (B-2) ~ (B -13), and the polymer (F-1) ~ (F -4) The content, Mw, and Mw / Mn of each repeating unit derived from each monomer by C-NMR are described.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

Figure 0005652404
Figure 0005652404

(実施例1:第一の感放射線性組成物の調製)
重合体(A)として重合体(A−1)90部、重合体(B)として重合体(B−1)10部、酸発生剤(C)として酸発生剤(C−1)(トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート)7.5部、含窒素化合物(E)として酸拡散抑制剤(E−1)(N−t−ブトキシカルボニルピロリジン)0.94部、並びに溶剤(D)として溶剤(D−1)(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)1287部及び溶剤(D−2)(シクロヘキサノン)551部を添加し、各成分を混合して均一溶液とした。その後、孔径200nmのメンブランフィルターを用いてろ過することにより、第一の感放射線性組成物からなる塗工液(1)を調製した。
(Example 1: Preparation of first radiation-sensitive composition)
90 parts of polymer (A-1) as polymer (A), 10 parts of polymer (B-1) as polymer (B), acid generator (C-1) (triphenyl) as acid generator (C) 7.5 parts of sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate), 0.94 parts of acid diffusion inhibitor (E-1) (Nt-butoxycarbonylpyrrolidine) as nitrogen-containing compound (E), and as solvent (D) 1287 parts of solvent (D-1) (propylene glycol monomethyl ether acetate) and 551 parts of solvent (D-2) (cyclohexanone) were added and the components were mixed to obtain a homogeneous solution. Then, the coating liquid (1) which consists of a 1st radiation sensitive composition was prepared by filtering using a membrane filter with a hole diameter of 200 nm.

(実施例2〜22及び比較例1〜5:第一の感放射線性組成物の調製)
表3に記載した配合処方にしたこと以外は、実施例1と同様にして各塗工液を調製した。尚、各成分の使用量は、重合体(A)、重合体(B)及び重合体(F)の合計量を100部としたものである。
(Examples 2 to 22 and Comparative Examples 1 to 5: Preparation of first radiation-sensitive composition)
Each coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation described in Table 3 was used. In addition, the usage-amount of each component makes a total amount of a polymer (A), a polymer (B), and a polymer (F) 100 parts.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

酸発生剤(C−1):トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート   Acid generator (C-1): triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate

溶剤(D−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
溶剤(D−2):シクロヘキサノン
Solvent (D-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate Solvent (D-2): Cyclohexanone

含窒素化合物(E−1):N−t−ブトキシカルボニルピロリジン   Nitrogen-containing compound (E-1): Nt-butoxycarbonylpyrrolidine

(第二の感放射線性組成物の調製)
重合体(a)として式(B−9)で表される重合体(B−9)100部、感放射線性酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート7.0部、酸拡散抑制剤(E)として化合物(E−2)2.64部、及び溶剤(b)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2014部を添加し、各成分を混合して均一溶液とした。その後、孔径200nmのメンブランフィルターを用いてろ過することにより、第二の感放射線性組成物からなる塗工液(28)を調製した。
(Preparation of second radiation-sensitive composition)
100 parts of polymer (B-9) represented by formula (B-9) as polymer (a), 7.0 parts of triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate as a radiation sensitive acid generator, acid diffusion 2.64 parts of compound (E-2) as an inhibitor (E) and 2014 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent (b) were added, and each component was mixed to obtain a uniform solution. Then, the coating liquid (28) which consists of a 2nd radiation sensitive composition was prepared by filtering using a membrane filter with a hole diameter of 200 nm.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

(実施例23:レジストパターンの形成)
12インチシリコンウェハ上に、下層反射防止膜(商品名「ARC66」、ブルワーサイエンス社製)を、コータ/デベロッパ(商品名「Lithius Pro−i」、東京エレクトロン社製)を使用してスピンコートした後、PB(205℃、60秒)を行うことにより膜厚77nmの塗膜を形成した。SOD塗布成膜装置(商品名「CLEAN TRACK ACT12」、東京エレクトロン社製)を使用して実施例1で調製した塗工液(1)(第一の感放射線性組成物)をスピンコートし、PB(130℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)することにより膜厚90nmの第一のレジスト層を形成した。
(Example 23: Formation of resist pattern)
A 12-inch silicon wafer was spin-coated with a lower antireflection film (trade name “ARC66”, manufactured by Brewer Science) using a coater / developer (trade name “Lithius Pro-i”, manufactured by Tokyo Electron). Thereafter, PB (205 ° C., 60 seconds) was performed to form a coating film having a thickness of 77 nm. Using the SOD coating film-forming apparatus (trade name “CLEAN TRACK ACT12”, manufactured by Tokyo Electron Ltd.), the coating liquid (1) (first radiation-sensitive composition) prepared in Example 1 was spin-coated, After PB (130 ° C., 60 seconds), a first resist layer having a thickness of 90 nm was formed by cooling (23 ° C., 30 seconds).

次いで、ArF液浸露光装置(商品名「S610C」、NIKON社製)を使用し、NA:1.30、Dipoleの光学条件にて、第一のレジスト層の表面上に純水を配置した状態で、ラインパターンのマスクを使用して露光した。前記コータ/デベロッパのホットプレート上でPEB(125℃、60秒)をし、冷却(23℃、30秒)した後、現像カップのGPノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(10秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、26nmライン/104nmピッチの第一のレジストパターンが形成された評価用基板Aを得た。   Next, ArF immersion exposure apparatus (trade name “S610C”, manufactured by NIKON) is used, and pure water is arranged on the surface of the first resist layer under the optical conditions of NA: 1.30 and Dipole. Then, exposure was performed using a line pattern mask. After PEB (125 ° C., 60 seconds) on the coater / developer hot plate and cooling (23 ° C., 30 seconds), a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added with a GP nozzle of the developing cup. Paddle development (10 seconds) was performed as a developer, and rinsed with ultrapure water. The substrate A for evaluation on which the first resist pattern of 26 nm line / 104 nm pitch was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds.

得られた評価用基板Aの第一のレジストパターンに対して、前記SOD塗布成膜装置のホットプレート上でPDB(200℃、60秒)を行い、評価用基板Bを得た。   The first resist pattern of the obtained evaluation substrate A was subjected to PDB (200 ° C., 60 seconds) on the hot plate of the SOD coating film forming apparatus to obtain an evaluation substrate B.

評価用基板Bに、塗工液(28)(第二の感放射線性組成物)を前記SOD塗布成膜装置を使用してスピンコートし、PB(100℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)して、膜厚70nmの第二のレジスト層を形成した。前記ArF液浸露光装置を使用し、NA:1.30、Dipoleの光学条件にて、第二のレジスト層の表面上に純水を配置した状態で、ラインパターンのマスクを使用して露光した。前記コータ/デベロッパのホットプレート上でPEB(105℃、60秒)をし、冷却(23℃、30秒)した後、現像カップのGPノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(10秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、26nmライン/104nmピッチの第二のレジストパターンが形成された評価用基板Cを得た。評価用基板CのDPパターンの評価は「良好」であり、線幅変動の評価は「◎(優)」であった。   The substrate B for evaluation is spin-coated with the coating liquid (28) (second radiation sensitive composition) using the SOD coating film forming apparatus, PB (100 ° C., 60 seconds), and then cooled ( And a second resist layer having a thickness of 70 nm was formed. Using the ArF immersion exposure apparatus, exposure was performed using a line pattern mask in a state where pure water was disposed on the surface of the second resist layer under the optical conditions of NA: 1.30 and Dipole. . After PEB (105 ° C., 60 seconds) was cooled on the coater / developer hot plate and cooled (23 ° C., 30 seconds), a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added with a GP nozzle of the developing cup. Paddle development (10 seconds) was performed as a developer, and rinsed with ultrapure water. By spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds, an evaluation substrate C on which a second resist pattern having a 26 nm line / 104 nm pitch was formed was obtained. The evaluation of the DP pattern of the evaluation substrate C was “good”, and the evaluation of the line width variation was “◎ (excellent)”.

(実施例24〜44)
表4に記載した条件としたこと以外は実施例23と同様にして各評価用基板Cを得た。得られた各評価用基板Cの評価結果を併せて表4に記載する。なお、実施例34〜36については、48nmライン/96nmピッチ形成用(48nm1L/1S)のマスクを使用し、第一のレジスト層の表面上に純水を配置して露光した第一のレジストパターンに対して直交するように、48nmライン/96nmピッチ形成用(48nm1L/1S)のマスクを使用し、液浸露光してコンタクトホールパターンを形成した。
(Examples 24-44)
Each evaluation substrate C was obtained in the same manner as in Example 23 except that the conditions described in Table 4 were used. The evaluation results of the obtained evaluation substrates C are also shown in Table 4. For Examples 34 to 36, the first resist pattern was exposed by placing pure water on the surface of the first resist layer using a mask for forming 48 nm lines / 96 nm pitch (48 nm 1 L / 1S). A contact hole pattern was formed by immersion exposure using a mask for forming a 48 nm line / 96 nm pitch (48 nm 1 L / 1 S) so as to be orthogonal to the surface.

但し、実施例25ではPDBに代えて、得られた評価用基板Aの第一のレジストパターンに対して、Xeガスを封入したランプ(ウシオ電機社製)でUV照射(172nm、10秒)を行い、評価用基板Cを得た。   However, in Example 25, instead of PDB, UV irradiation (172 nm, 10 seconds) was applied to the first resist pattern of the obtained evaluation substrate A with a lamp (made by USHIO INC.) Containing Xe gas. Then, an evaluation substrate C was obtained.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

(比較例6〜10)
表5に記載した条件としたこと以外は実施例23と同様にして各評価用基板Cを得た。得られた各評価用基板Cの評価結果を併せて表5に記載する。
(Comparative Examples 6 to 10)
Each evaluation substrate C was obtained in the same manner as in Example 23 except that the conditions described in Table 5 were used. The evaluation results of the obtained evaluation substrates C are also shown in Table 5.

Figure 0005652404
Figure 0005652404

表4及び表5からわかるように、本発明の感放射線組成物を用いたレジストパターン形成方法によれば、DPパターンが良好であり、大きな線幅変動を行うことなく、波長限界を超えるパターンを形成することができる。一方、重合体(A)のみを単独で用いた場合や、架橋基を有する繰り返し単位及びフッ素原子を有する繰り返し単位を含まない重合体(F−1)を用いた場合には、DPパターンの評価は「不良」であり、線幅変動は「×(不良)」であり、後退接触角は55°であった。(比較例6、7)。また、フッ素原子を有する繰り返し単位を含まない重合体(F−2)を用いた場合には、DPパターンの評価は「良好」であり、線幅変動は「◎(優)」であるが、後退接触角は57°であり、露光後に水滴がラインパターン上に残ってしまった(比較例8)。このようにラインパターン上に水滴が残存する場合、パターンニングに不具合が生じてしまう。更に、架橋基を有する繰り返し単位やフッ素原子を有する繰り返し単位を過剰に含有する重合体(F−3)や(F−4)を用いた場合には、DPパターンの評価は「不良」であり、線幅変動は「×(不良)」であった(比較例9、10)。   As can be seen from Table 4 and Table 5, according to the resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present invention, the DP pattern is good, and a pattern exceeding the wavelength limit is obtained without performing large line width fluctuations. Can be formed. On the other hand, when only the polymer (A) is used alone, or when the polymer (F-1) not containing a repeating unit having a crosslinking group and a repeating unit having a fluorine atom is used, the DP pattern is evaluated. Was “defective”, the line width variation was “× (defective)”, and the receding contact angle was 55 °. (Comparative Examples 6 and 7). Further, when the polymer (F-2) containing no fluorine atom-containing repeating unit is used, the evaluation of the DP pattern is “good”, and the line width variation is “「 (excellent) ”. The receding contact angle was 57 °, and water droplets remained on the line pattern after exposure (Comparative Example 8). Thus, when water droplets remain on the line pattern, a problem occurs in patterning. Furthermore, when the polymer (F-3) or (F-4) containing an excess of a repeating unit having a crosslinking group or a repeating unit having a fluorine atom is used, the evaluation of the DP pattern is “bad”. The line width variation was “x (defect)” (Comparative Examples 9 and 10).

本発明の感放射線組成物を用いたレジストパターン形成方法によれば、波長限界を超えるパターンを良好かつ経済的に形成することができる。そのため、今後ますます微細化が進行するとみられる集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野で極めて好適に使用することができる。   According to the resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present invention, a pattern exceeding the wavelength limit can be formed favorably and economically. Therefore, it can be used very suitably in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements that are expected to become increasingly finer in the future.

1:基板、2:第一のレジスト層、3:液浸液、4:マスク、5,35:アルカリ現像部、6:レンズ、12,22:第一のレジストパターン、12a,22a:第一のライン部分、12b,22b:第一のスペース部分、15:コンタクトホールパターン、32:第二のレジスト層、42:第二のレジストパターン、42a:第二のライン部分、42b:第二のスペース部分。 1: substrate, 2: first resist layer, 3: immersion liquid, 4: mask, 5, 35: alkali developing portion, 6: lens, 12, 22: first resist pattern, 12a, 22a: first 12b, 22b: first space portion, 15: contact hole pattern, 32: second resist layer, 42: second resist pattern, 42a: second line portion, 42b: second space portion.

Claims (15)

第一の感放射線性組成物を用いて、基板上に第一のレジストパターンを形成する工程(1)と、
前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させる工程(2)と、
前記第二の感放射線性組成物を用いて、前記第一のレジストパターンが形成された基板上に第二のレジストパターンを形成する工程(3)と、を含むレジストパターン形成方法の前記工程(1)で用いられる、
(A)酸不安定基を有する繰り返し単位を含む重合体と、
(B)架橋基を有する繰り返し単位、及びフッ素原子を有する繰り返し単位を含む重合体と、
(C)感放射線性酸発生剤と、
(D)溶剤と、を含有し、
前記架橋基が前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させるための架橋基である、感放射線性組成物。
A step (1) of forming a first resist pattern on a substrate using the first radiation-sensitive composition;
A step (2) of insolubilizing the first resist pattern with respect to the second radiation-sensitive composition;
Step (3) of forming a second resist pattern on the substrate on which the first resist pattern is formed using the second radiation-sensitive composition (Step 3). Used in 1)
(A) a polymer containing a repeating unit having an acid labile group;
(B) a polymer containing a repeating unit having a crosslinking group and a repeating unit having a fluorine atom;
(C) a radiation sensitive acid generator;
(D) a solvent ,
A radiation-sensitive composition, wherein the crosslinking group is a crosslinking group for insolubilizing the first resist pattern with respect to a second radiation-sensitive composition.
前記重合体(B)を、前記重合体(A)100質量部に対して、1〜80質量部含有する請求項1に記載の感放射線性組成物。   The radiation sensitive composition of Claim 1 which contains 1-80 mass parts of said polymers (B) with respect to 100 mass parts of said polymers (A). 前記架橋基が、熱硬化性の反応性基である請求項1又は2に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the crosslinking group is a thermosetting reactive group. 前記重合体(B)が、
下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位及び下記一般式(1−2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかで表される繰り返し単位(1)を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の感放射線性組成物。
Figure 0005652404
(前記一般式(1−1)及び(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。前記一般式(1−1)中、Rは、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基を示す。Rは、下記一般式(2)又は(3)で表される基を示す。前記一般式(1−2)中、Rは、メチレン基又は炭素数2〜6のアルカンジイル基を示す。Rは、水素原子、メチル基又はエチル基を示す。nは、0又は1を示す。)
Figure 0005652404
(前記一般式(2)及び(3)中、複数のRは、相互に独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又は炭素数3〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示す。)
The polymer (B) is
The repeating unit (1) represented by at least any one of the repeating unit represented by the following general formula (1-1) and the repeating unit represented by the following general formula (1-2). The radiation sensitive composition as described in any one of Claims.
Figure 0005652404
(In the general formulas (1-1) and (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. In the general formula (1-1), R 2 represents a methylene group. And R 3 represents a group represented by the following general formula (2) or (3), wherein R 4 represents a methylene group or a carbon number. And represents an alkanediyl group of 2 to 6. R 5 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and n represents 0 or 1.
Figure 0005652404
(In the general formulas (2) and (3), a plurality of R 6 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. Show.)
前記重合体(B)が、
下記一般式(4)で表される繰り返し単位及び下記一般式(5)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかで表される繰り返し単位(2)を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の感放射線性組成物。
Figure 0005652404
(前記一般式(4)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Rは、単結合又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の2価の炭化水素基を示す。Xは、フッ素原子で置換されたメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルカンジイル基を示す。Rは、水素原子又は1価の有機基を示す。)
Figure 0005652404
(前記一般式(5)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Aは、単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基を有する2価の有機基を示す。Rは、少なくとも一つ以上のフッ素原子を有する、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示す。)
The polymer (B) is
The repeating unit (2) represented by at least any one of the repeating unit represented by the following general formula (4) and the repeating unit represented by the following general formula (5). The radiation-sensitive composition as described in 1.
Figure 0005652404
(In the general formula (4), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 7 is a single bond or a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 20 carbon atoms. Alternatively, it represents an unsaturated divalent hydrocarbon group, X represents a methylene group substituted with a fluorine atom or a linear or branched fluoroalkanediyl group having 2 to 20 carbon atoms, R 8 represents hydrogen It represents an atom or a monovalent organic group.)
Figure 0005652404
(In the general formula (5), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. A represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester group, an amide group, or a sulfonamide group. R 9 represents a divalent organic group having a urethane group, R 9 is a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, having at least one fluorine atom, or A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is shown.)
前記重合体(B)が、酸不安定基を有する繰り返し単位を更に含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の感放射線性組成物。   The radiation sensitive composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer (B) further comprises a repeating unit having an acid labile group. 前記酸不安定基を有する繰り返し単位が、下記一般式(6)で表される繰り返し単位(3)である請求項6に記載の感放射線性組成物。
Figure 0005652404
(前記一般式(6)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。R10は、相互に独立に、メチル基、エチル基、炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示す。但し、いずれか二つのR10が相互に結合しそれぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基を形成し、残りのR10が、メチル基、エチル基、炭素数3〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示してもよい。)
The radiation-sensitive composition according to claim 6, wherein the repeating unit having an acid labile group is a repeating unit (3) represented by the following general formula (6).
Figure 0005652404
(In the general formula (6), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 10 s are each independently a methyl group, an ethyl group, or a straight chain having 3 to 4 carbon atoms. or branched alkyl group, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. the number of carbon atoms with one carbon atom to two R 10 are attached respectively bonded to each other A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, and the remaining R 10 is a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, or a carbon number of 4 to 20 monovalent alicyclic hydrocarbon groups may be shown.)
前記重合体(A)が、架橋基を有する繰り返し単位を含まない請求項2〜7のいずれか一項に記載の感放射線性組成物。   The radiation sensitive composition according to any one of claims 2 to 7, wherein the polymer (A) does not contain a repeating unit having a crosslinking group. 前記繰り返し単位(1)の含有割合が、前記重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜30mol%である請求項4に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 4 , wherein the content ratio of the repeating unit (1) is 1 to 30 mol% with respect to a total of 100 mol% of repeating units contained in the polymer (B). 前記繰り返し単位(2)の含有割合が、前記重合体(B)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、1〜70mol%である請求項5に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 5 , wherein a content ratio of the repeating unit (2) is 1 to 70 mol% with respect to a total of 100 mol% of repeating units contained in the polymer (B). 請求項1〜10のいずれか一項に記載の感放射線性組成物を用いて、基板上に第一のレジストパターンを形成する工程(1)と、
前記第一のレジストパターンを、第二の感放射線性組成物に対して不溶化させる工程(2)と、
前記第二の感放射線性組成物を用いて、前記第一のレジストパターンが形成された基板上に第二のレジストパターンを形成する工程(3)と、を含むレジストパターン形成方法。
Using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 10, a step (1) of forming a first resist pattern on a substrate;
A step (2) of insolubilizing the first resist pattern with respect to the second radiation-sensitive composition;
A step (3) of forming a second resist pattern on the substrate on which the first resist pattern is formed using the second radiation-sensitive composition.
前記第一のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、
前記第二のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、
前記第一のレジストパターンの前記ライン部分と、前記第二のレジストパターンの前記ライン部分とが相互に交差するように、前記第二のレジストパターンを形成する請求項11に記載のレジストパターン形成方法。
The first resist pattern has a line portion and a space portion,
The second resist pattern has a line portion and a space portion,
The resist pattern forming method according to claim 11, wherein the second resist pattern is formed so that the line portion of the first resist pattern and the line portion of the second resist pattern intersect each other. .
前記第一のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、
前記第二のレジストパターンが、ライン部分及びスペース部分を有し、
前記第一のレジストパターンの前記ライン部分と、前記第二のレジストパターンの前記ライン部分とが平行になるように、前記第二のレジストパターンを形成する請求項11に記載のレジストパターン形成方法。
The first resist pattern has a line portion and a space portion,
The second resist pattern has a line portion and a space portion,
The resist pattern forming method according to claim 11, wherein the second resist pattern is formed so that the line portion of the first resist pattern and the line portion of the second resist pattern are parallel to each other.
前記工程(1)が、前記感放射線性組成物を前記基板上に塗布して第一のレジスト層を形成し、加熱した後、前記第一のレジスト層を最表面にし、露光処理をして前記第一のレジストパターンを形成する工程である請求項11〜13のいずれか一項に記載のレジストパターン形成方法。   In the step (1), the radiation-sensitive composition is applied onto the substrate to form a first resist layer, and after heating, the first resist layer is used as the outermost surface, and an exposure process is performed. It is a process of forming said 1st resist pattern, The resist pattern formation method as described in any one of Claims 11-13. 前記工程(3)が、前記第二の感放射線性組成物を前記第一のレジストパターンが形成された基板上に塗布して第二のレジスト層を形成し、加熱した後、前記第二のレジスト層を最表面にし、露光処理をして前記第二のレジストパターンを形成する工程である請求項11〜14のいずれか一項に記載のレジストパターン形成方法。   In the step (3), the second radiation-sensitive composition is applied onto the substrate on which the first resist pattern is formed to form a second resist layer, and after heating, The resist pattern forming method according to any one of claims 11 to 14, which is a step of forming the second resist pattern by exposing the resist layer to the outermost surface and performing an exposure process.
JP2011543196A 2009-11-30 2010-11-05 Radiation sensitive composition and resist pattern forming method Active JP5652404B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011543196A JP5652404B2 (en) 2009-11-30 2010-11-05 Radiation sensitive composition and resist pattern forming method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009271682 2009-11-30
JP2009271682 2009-11-30
JP2011543196A JP5652404B2 (en) 2009-11-30 2010-11-05 Radiation sensitive composition and resist pattern forming method
PCT/JP2010/069732 WO2011065207A1 (en) 2009-11-30 2010-11-05 Radiation-sensitive composition and method for forming resist pattern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011065207A1 JPWO2011065207A1 (en) 2013-04-11
JP5652404B2 true JP5652404B2 (en) 2015-01-14

Family

ID=44066310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011543196A Active JP5652404B2 (en) 2009-11-30 2010-11-05 Radiation sensitive composition and resist pattern forming method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5652404B2 (en)
TW (1) TW201126268A (en)
WO (1) WO2011065207A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020054275A1 (en) * 2018-09-13 2021-09-24 富士フイルム株式会社 Actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, manufacturing method of electronic device

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5752388B2 (en) * 2010-10-18 2015-07-22 東京応化工業株式会社 Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2013225094A (en) * 2011-10-07 2013-10-31 Jsr Corp Photoresist composition and method for forming resist pattern
JP5742661B2 (en) * 2011-10-25 2015-07-01 信越化学工業株式会社 Positive resist composition and pattern forming method
JP5531034B2 (en) * 2012-01-31 2014-06-25 富士フイルム株式会社 Photosensitive resin composition, method for forming cured film, cured film, organic EL display device and liquid crystal display device
JP5528493B2 (en) * 2012-03-12 2014-06-25 富士フイルム株式会社 Positive photosensitive resin composition, method for producing cured film, cured film, organic EL display device and liquid crystal display device
JP5865742B2 (en) * 2012-03-14 2016-02-17 東京応化工業株式会社 Solvent development negative resist composition, resist pattern forming method
JP6492444B2 (en) * 2013-09-04 2019-04-03 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, cured film, method for forming the same, and electronic device
TWI649615B (en) * 2013-09-25 2019-02-01 富士軟片股份有限公司 Photo-sensitive resin composition, method for manufacturing cured film, cured film, liquid crystal display device and organic el display device
JP6282100B2 (en) * 2013-12-06 2018-02-21 東京応化工業株式会社 Solvent development negative resist composition, resist pattern forming method
US9633847B2 (en) * 2015-04-10 2017-04-25 Tokyo Electron Limited Using sub-resolution openings to aid in image reversal, directed self-assembly, and selective deposition
JP6684172B2 (en) * 2015-07-24 2020-04-22 住友化学株式会社 Resist composition
KR102361878B1 (en) * 2015-11-17 2022-02-11 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Additive for resist underlayer film forming composition and resist underlayer film forming composition comprising the additive
JP6399241B2 (en) * 2016-09-02 2018-10-03 住友化学株式会社 Polymer compound, film obtained by curing polymer compound, and electronic device including the film
KR102446546B1 (en) 2016-09-15 2022-09-23 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Resist underlayer film forming composition
TW202305924A (en) * 2021-06-24 2023-02-01 日商東京威力科創股份有限公司 Substrate processing method and substrate processing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007065503A (en) * 2005-09-01 2007-03-15 Osaka Prefecture Univ Resist composition
WO2008117693A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Jsr Corporation Positive-working radiation-sensitive composition and method for resist pattern formation using the composition
WO2008149947A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Fujifilm Corporation Positive photosensitive resin composition and method of forming cured film therefrom
JP2009269953A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Shin Etsu Chem Co Ltd New photoacid generator, resist material using the same, and pattern forming method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007065503A (en) * 2005-09-01 2007-03-15 Osaka Prefecture Univ Resist composition
WO2008117693A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Jsr Corporation Positive-working radiation-sensitive composition and method for resist pattern formation using the composition
WO2008149947A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Fujifilm Corporation Positive photosensitive resin composition and method of forming cured film therefrom
JP2009269953A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Shin Etsu Chem Co Ltd New photoacid generator, resist material using the same, and pattern forming method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020054275A1 (en) * 2018-09-13 2021-09-24 富士フイルム株式会社 Actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, manufacturing method of electronic device
JP7058339B2 (en) 2018-09-13 2022-04-21 富士フイルム株式会社 Actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, manufacturing method of electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201126268A (en) 2011-08-01
WO2011065207A1 (en) 2011-06-03
JPWO2011065207A1 (en) 2013-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5652404B2 (en) Radiation sensitive composition and resist pattern forming method
JP5445454B2 (en) Positive radiation sensitive composition and resist pattern forming method
JP5655563B2 (en) Radiation sensitive resin composition and pattern forming method
KR101920112B1 (en) Novel onium salt compound, resist composition, and pattern forming process
WO2010007976A1 (en) Resin composition for making resist pattern insoluble, and method for formation of resist pattern by using the same
JP2011053666A (en) Pattern formation method and resist material
WO2011122336A1 (en) Radiation-sensitive resin composition and pattern forming method
WO2011034007A1 (en) Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method
KR101853154B1 (en) Method for forming resist pattern, and radiation-sensitive resin composition
JP5835319B2 (en) Resist pattern forming method, radiation-sensitive resin composition, and resist film
JP2011227463A (en) Radiation-sensitive resin composition and pattern formation method
WO2010047340A1 (en) Resist pattern coating agent and resist pattern forming method using same
JP5724791B2 (en) Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern
WO2013141265A1 (en) Photoresist composition, resist pattern forming method, and polymer
WO2022064863A1 (en) Radiation-sensitive resin composition and pattern formation method
JP5673533B2 (en) Radiation sensitive resin composition
JP2017181697A (en) Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern
JP5515584B2 (en) Resist pattern coating agent and resist pattern forming method
JP6060967B2 (en) Photoresist composition and resist pattern forming method
JP2011180385A (en) Radiation-sensitive composition and resist pattern forming method
KR102111345B1 (en) Photoresist composition and process for forming negative resist pattern
JP2013075964A (en) Compound, polymer, and photoresist composition
JP5569402B2 (en) Radiation sensitive resin composition, polymer and compound
JP5655579B2 (en) Radiation sensitive resin composition, pattern forming method, polymer and compound
JP5857522B2 (en) Compound and photoresist composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140731

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141021

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141103

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5652404

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250