JP6741540B2 - Method for controlling surface properties of substrate - Google Patents

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Description

本発明は、基板の表面物性を制御する方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling surface properties of a substrate.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。また、その後、該レジストパターンが形成された基板に対して、該レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行うことによりパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)のEB(電子線)、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In the lithographic technique, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. Then, a step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing development processing. In addition, after that, a step of forming a pattern by performing an etching process on the substrate on which the resist pattern is formed by using the resist pattern as a mask is performed.
A resist material in which the exposed portion changes to a characteristic that dissolves in a developing solution is called a positive type, and a resist material in which the exposed portion changes to a characteristic that does not dissolve in a developing solution is called a negative type.
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to the progress of lithography technology. As a method of miniaturization, generally, the wavelength of an exposure light source is shortened (increased in energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. Further, EB (electron beam), EUV (extreme ultraviolet ray), X-ray, etc. having a shorter wavelength (high energy) than these excimer lasers are also being studied.

露光光源の短波長化に伴い、レジスト材料には、露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性の向上が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として化学増幅型レジストが知られている。化学増幅型レジストとしては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する組成物が一般的に用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジスト組成物の場合、基材成分として、酸の作用により基材成のアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものが用いられている。
従来、化学増幅型レジスト組成物の基材成分としては主に樹脂(ベース樹脂)が用いられている。ポジ型の場合、ベース樹脂としては、一般的に、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂が用いられている。
現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用される化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主流である(たとえば特許文献1参照)。
As the wavelength of the exposure light source is shortened, the resist material is required to have improved lithographic characteristics such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing a pattern having a fine dimension. A chemically amplified resist is known as a resist material satisfying such requirements. As the chemically amplified resist, a composition containing a base material component whose solubility in an alkali developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component which generates an acid upon exposure is generally used. For example, in the case of a positive type chemically amplified resist composition, as the base material component, a material whose solubility in a base-made alkaline developing solution is increased by the action of an acid is used.
Conventionally, a resin (base resin) is mainly used as a base material component of a chemically amplified resist composition. In the case of the positive type, as the base resin, a resin whose solubility in an alkali developing solution is increased by the action of an acid is generally used.
Currently, as a base resin for a chemically amplified resist composition used in ArF excimer laser lithography, etc., it has a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester in its main chain because of its excellent transparency in the vicinity of 193 nm. A resin (acrylic resin) is the mainstream (see, for example, Patent Document 1).

ここで本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。 Here, in the present specification, “(meth)acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. The “(meth)acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. The “(meth)acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.

また、パターンの解像性の向上を目的としてレジストパターンの基板からの剥がれを抑制したパターン形成方法、具体的には、1,2−ポリブタジエン(重量平均分子量約15万)をエポキシ化したエポキシ化1,2−ポリブタジエンを有機溶剤に溶解してなる溶液を用い、シリコンウェーハ上に、該溶液を塗布して約10Åの薄膜(表面改質層)を形成し、さらに130℃でベーク処理を行い、次いで、該表面改質層が形成されたシリコンウェーハ上にレジストパターン(線幅1000〜1500nm)を形成し、その後、エッチング処理を行うパターン形成方法が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, a pattern forming method for suppressing peeling of a resist pattern from a substrate for the purpose of improving pattern resolution, specifically, epoxidation by epoxidizing 1,2-polybutadiene (weight average molecular weight of about 150,000) Using a solution of 1,2-polybutadiene dissolved in an organic solvent, the solution is applied on a silicon wafer to form a thin film (surface modification layer) of about 10Å, and then baked at 130°C. Then, a pattern forming method has been proposed in which a resist pattern (line width: 1000 to 1500 nm) is formed on a silicon wafer having the surface modified layer, and then an etching process is performed (see Patent Document 2).

特開2003−241385号公報JP, 2003-241385, A 特開昭56−16129号公報JP-A-56-16129

パターンの微細化がますます進むなか、リソグラフィー技術においては、種々のリソグラフィー特性の向上のために、膜厚、面内均一性、表面粗さ(Ra)、密着性、接触角等の基板の表面特性を制御することが求められている。従来、シリコンウェーハなどの基板等に、たとえばヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施したり、有機系反射防止膜を設けたりする方法により、レジストパターンの基板等に対する密着性の向上が図られている。
しかしながら、たとえばシリコンウェーハに、HMDS処理を施した支持体又は特許文献2の方法と同様にして形成した表面改質層が設けられた支持体は、支持体表面の膜厚、表面粗さ、基板密着性、接触角等の支持体の表面特性に改善の余地があった。また、従来の基板表面の処理方法では、基板の種類によって表面物性が変わるため、支持体の表面物性を制御することが困難であった。
また、シリコンウェーハに前記表面改質層を形成した後、さらに130℃でベーク処理を施した支持体上に、レジストパターンを形成してエッチング処理を行った場合、レジストパターン縁が支持体から剥がれやすい問題があった。
With the progress of finer patterns, in the lithography technology, in order to improve various lithography characteristics, the surface of the substrate such as film thickness, in-plane uniformity, surface roughness (Ra), adhesion, contact angle, etc. It is required to control the characteristics. Conventionally, the adhesion of a resist pattern to a substrate or the like has been improved by a method of subjecting a substrate such as a silicon wafer or the like to, for example, hexamethyldisilazane (HMDS) treatment or providing an organic antireflection film. ..
However, for example, a support obtained by subjecting a silicon wafer to a HMDS treatment or a surface modification layer formed in the same manner as in the method of Patent Document 2 has a film thickness of the support surface, a surface roughness, a substrate There was room for improvement in the surface properties of the support such as adhesion and contact angle. Further, in the conventional method for treating the surface of the substrate, it is difficult to control the surface physical properties of the support because the surface physical properties change depending on the type of the substrate.
In addition, when the surface modification layer is formed on the silicon wafer and a resist pattern is further formed on the support that has been baked at 130° C. and etching is performed, the edges of the resist pattern peel off from the support. There was an easy problem.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基板の種類に依存せずに所望の表面物性が得られ、パターン剥がれを抑制できる基板の表面物性を制御する方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances and provides a method for controlling the surface physical properties of a substrate that can obtain desired surface physical properties independently of the type of the substrate and can suppress pattern peeling. It is an issue.

本発明の第一の態様は、表面に少なくとも2種の金属を含有する基板の該表面にエポキシ基含有樹脂を塗布する塗布工程と、前記基板をベークするベーク工程と、を含む、基板の表面物性を制御する方法である。 A first aspect of the present invention is a surface of a substrate including a coating step of coating an epoxy group-containing resin on the surface of a substrate containing at least two metals on the surface, and a baking step of baking the substrate. It is a method of controlling physical properties.

本発明によれば、基板の種類に依存せずに所望の表面物性が得られ、パターン剥がれを抑制できる基板の表面物性を制御する方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for controlling desired surface physical properties of a substrate that can obtain desired surface physical properties without depending on the type of the substrate and can suppress pattern peeling.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH−)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, "aliphatic" is defined as a concept relative to aromatic and means a group, compound or the like having no aromaticity.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “halogenated alkyl group” is a group in which a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with a halogen atom, and the halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The “fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
The “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) that constitutes a high molecular compound (resin, polymer, copolymer).
Be referred to as a "may have a substituent", the case of replacing a hydrogen atom (-H) a monovalent group, methylene group - when substituting a divalent radical (-CH 2) And both are included.
“Exposure” is a concept that includes all radiation irradiation.

「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα0)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。また、置換基(Rα0)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rα0)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルをα置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
The “structural unit derived from an acrylate ester” means a constitutional unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
The term "acrylate ester" is a compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group terminal of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) has been substituted with an organic group.
In the acrylate ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or a group other than a hydrogen atom, and is, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms. An alkyl group etc. are mentioned. In addition, itaconic acid diesters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxy acrylic esters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a group in which the hydroxyl group is modified are also included. Shall be included. The α-position carbon atom of the acrylic ester is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded, unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. In addition, the acrylic ester and the α-substituted acrylic ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic ester”.

「アクリルアミドから誘導される構成単位」とは、アクリルアミドのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
アクリルアミドは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよく、アクリルアミドのアミノ基の水素原子の一方または両方が置換基で置換されていてもよい。なお、アクリルアミドのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリルアミドのカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリルアミドのα位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたもの(置換基(Rα0))と同様のものが挙げられる。
The “structural unit derived from acrylamide” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylamide.
In acrylamide, a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and one or both hydrogen atoms of an amino group of acrylamide may be substituted with a substituent. The carbon atom at the α-position of acrylamide refers to the carbon atom to which the carbonyl group of acrylamide is bonded, unless otherwise specified.
As the substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position of acrylamide, the same substituents as the substituents at the α-position (substituent (R α0 )) in the above α-substituted acrylate ester can be used. Can be mentioned.

「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
The “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene. The “structural unit derived from a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of the hydroxystyrene derivative.
The term “hydroxystyrene derivative” is a concept including hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As the derivatives thereof, those obtained by substituting the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene, which may be substituted by the substituent at the α-position, with an organic group; Examples thereof include those in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded to the benzene ring of good hydroxystyrene. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same ones as the substituents at the α-position in the above α-substituted acrylate ester.

「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
The “constituent unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative” means a constituent unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative.
The term “vinyl benzoic acid derivative” includes vinyl benzoic acid having the α-position hydrogen atom substituted with another substituent such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, and a derivative thereof. Those derivatives include those in which the hydrogen atom of the carboxy group of vinylbenzoic acid, which may have a hydrogen atom at the α-position substituted by an organic group,; the hydrogen atom at the α-position is substituted by a substituent. And the like. Examples thereof include vinyl benzoic acid having a benzene ring to which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.

「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものも含む概念とする。
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
"Styrene" is a concept including styrene and styrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
The term “styrene derivative” is a concept including styrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. Examples of these derivatives include those in which a substituent is bonded to the benzene ring of hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
The "structural unit derived from styrene" and the "structural unit derived from styrene derivative" mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.

上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
The alkyl group as the α-position substituent is preferably a linear or branched alkyl group, specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
Further, the halogenated alkyl group as the α-position substituent is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” is substituted with a halogen atom. To be Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Specific examples of the hydroxyalkyl group as the α-position substituent include groups in which a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” are substituted with hydroxyl groups. 1-5 are preferable and, as for the number of the hydroxyl groups in this hydroxyalkyl group, 1 is the most preferable.

<基板の表面物性を制御する方法>
本実施形態にかかる基板の表面物性を制御する方法は、表面に少なくとも2種の金属を含有する基板の該表面にエポキシ基含有樹脂を塗布する塗布工程と、前記基板をベークするベーク工程と、を含む。
以下、本実施形態において、エポキシ基含有樹脂を含む材料を「表面改質材料」という場合がる。また、ベーク工程において形成される膜を「表面改質層」という場合がある。
<Method of controlling surface properties of substrate>
The method of controlling the surface physical properties of the substrate according to the present embodiment includes a coating step of coating an epoxy group-containing resin on the surface of a substrate containing at least two metals on the surface, and a baking step of baking the substrate, including.
Hereinafter, in this embodiment, a material containing an epoxy group-containing resin may be referred to as a “surface modification material”. Further, the film formed in the baking step may be referred to as a "surface modified layer".

[塗布工程]
塗布工程においては、表面に少なくとも2種の金属を含有する基板の該表面にエポキシ基含有樹脂を塗布する。
エポキシ基含有樹脂を基板の表面に塗布する方法は特に限定されず、例えばスピンコート、スリットコート等、従来公知の方法が挙げられる。
[Coating process]
In the coating step, the epoxy group-containing resin is coated on the surface of the substrate containing at least two kinds of metals on the surface.
The method of applying the epoxy group-containing resin to the surface of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known methods such as spin coating and slit coating.

(基板)
基板としては、表面に少なくとも2種の金属を含有するものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、Si基板、SiO基板、SiON基板等のSi含有基板、TiN、銅、クロム、鉄、アルミニウム、リチウム、GaN、GaAs、Al等の金属・金属化合物製の基板や、水晶、石英、ガラス基板等が挙げられる。中でも、基板としては、Si基板、SiO基板、SiON基板及びTiN基板からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
基板の表面に含まれる少なくとも2種の金属としては、例えば従来配線パターンの材料として公知のものを用いることができる。前記金属としては、具体的には、銅、アルミニウム、ニッケル、金等が挙げられる。
本実施形態において、基板としては、1種を単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(substrate)
The substrate is not particularly limited as long as it contains at least two kinds of metals on its surface, and a conventionally known substrate can be used. For example, a substrate for electronic parts, a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed, etc. can be exemplified. More specifically, Si-containing substrates such as Si substrates, SiO 2 substrates, and SiON substrates; substrates made of metals and metal compounds such as TiN, copper, chromium, iron, aluminum, lithium, GaN, GaAs, and Al 2 O 3. Examples include quartz, quartz, and glass substrates. Among them, the substrate is preferably at least one selected from the group consisting of Si substrate, SiO 2 substrate, SiON substrate and TiN substrate.
As the at least two kinds of metals contained on the surface of the substrate, for example, those conventionally known as the material of the wiring pattern can be used. Specific examples of the metal include copper, aluminum, nickel and gold.
In the present embodiment, as the substrate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(エポキシ基含有樹脂)
本実施形態において「エポキシ基含有樹脂」は、1分子中にエポキシ基を2個以上もつ比較的低分子のポリマー(プレポリマー)、及びそのエポキシ基の開環反応によって生じた熱硬化性樹脂を包含する。
(Epoxy group-containing resin)
In the present embodiment, the “epoxy group-containing resin” is a relatively low molecular weight polymer (prepolymer) having two or more epoxy groups in one molecule, and a thermosetting resin produced by a ring-opening reaction of the epoxy group. Include.

エポキシ樹脂(以下「(G)成分」という。)としては、レジストパターンと支持体との密着性が良好で、パターン倒れ、レジストパターンの支持体からの剥がれがより抑制されることから、未開環のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が好ましく、たとえば、
下記一般式(g0−1)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の途中に存在して当該エポキシ基の炭素原子が主鎖の一部を形成しているもの;
下記一般式(g0−2)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、下記一般式(g0−2)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の末端を形成しているもの;
下記一般式(g0−3)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、下記一般式(g0−3)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の末端を形成しているもの;
下記一般式(g0−4)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、下記一般式(g0−4)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の末端を形成しているもの;
下記一般式(g0−5)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、下記一般式(g0−5)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の末端を形成しているもの
等が挙げられる。
As an epoxy resin (hereinafter referred to as “(G) component”), the adhesiveness between the resist pattern and the support is good, and the pattern collapse and the peeling of the resist pattern from the support are further suppressed. An epoxy resin having an epoxy group of is preferable, for example,
An epoxy group represented by the following general formula (g0-1) exists in the middle of the main chain of a polymer compound, and the carbon atom of the epoxy group forms a part of the main chain;
The epoxy group represented by the following general formula (g0-2) is contained in the side chain of the polymer compound, and the epoxy group represented by the following general formula (g0-2) is the main chain of the polymer compound. Forming the end;
The epoxy group represented by the following general formula (g0-3) is contained in the side chain of the polymer compound, and the epoxy group represented by the following general formula (g0-3) is the main chain of the polymer compound. Forming the end;
The epoxy group represented by the following general formula (g0-4) is contained in the side chain of the polymer compound, and the epoxy group represented by the following general formula (g0-4) is the main chain of the polymer compound. Forming the end;
The epoxy group represented by the following general formula (g0-5) is contained in the side chain of the polymer compound, and the epoxy group represented by the following general formula (g0-5) is the main chain of the polymer compound. Examples thereof include those forming a terminal.

Figure 0006741540
[式中、R63及びR64はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基である。R66〜R68はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基である。R66a、R69a及びR69bはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基であり、g4は1〜20の整数であり、g5は1〜20の整数である。]
Figure 0006741540
[In the formula, R63 and R64 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. R66 to R68 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. R66a, R69a and R69b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, g4 is an integer of 1 to 20 and g5 is an integer of 1 to 20. ]

前記式(g0−1)中、R63及びR64は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R63及びR64におけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。なかでも、R63及びR64は、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましい。
前記式(g0−2)中、R66〜R68は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R66〜R68におけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。なかでも、R66は、水素原子又はメチル基が好ましく;R67〜R68は、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましく、いずれも水素原子であることが特に好ましい。
前記式(g0−3)中、R66a、R69a及びR69bは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R66a、R69a及びR69bにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。なかでも、R66aは、水素原子又はメチル基が好ましく;R69a及びR69bは、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましく、いずれも水素原子であることが特に好ましい。
g4は1〜20の整数であり、1〜5であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、2であることが最も好ましい。
g5は1〜20の整数であり、1〜5であることが好ましく、1又は2であることがよ
り好ましく、1であることが最も好ましい。
In the formula (g0-1), R63 and R64 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group for R63 and R64 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. Among them, R63 and R64 are each preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In the formula (g0-2), R66 to R68 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group in R66 to R68 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. Among them, R66 is preferably a hydrogen atom or a methyl group; R67 to R68 are preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably all are hydrogen atoms.
In the formula (g0-3), R66a, R69a and R69b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group for R66a, R69a and R69b is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. Of these, R66a is preferably a hydrogen atom or a methyl group; R69a and R69b are each preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably both are hydrogen atoms.
g4 is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 2.
g5 is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1.

上記のなかでも、一般式(g0−1)で表されるエポキシ基が高分子化合物の主鎖の途中に存在して当該エポキシ基の炭素原子が主鎖の一部を形成しているもの、一般式(g0−2)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、一般式(g0−3)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているもの、一般式(g0−4)で表されるエポキシ基が高分子化合物の側鎖に含まれているものが好ましい。 Among the above, the epoxy group represented by the general formula (g0-1) is present in the middle of the main chain of the polymer compound, and the carbon atom of the epoxy group forms part of the main chain, The epoxy group represented by the general formula (g0-2) is contained in the side chain of the polymer compound, and the epoxy group represented by the general formula (g0-3) is contained in the side chain of the polymer compound. And the epoxy group represented by the general formula (g0-4) is contained in the side chain of the polymer compound.

(G)成分の好適なものとして、より具体的には、エポキシ基を含む構成単位(g1)の繰り返し構造を有するものが挙げられる。
この繰り返し構造を有するものは、質量平均分子量が1000〜50000の範囲内で、レジストパターンと支持体との密着性がより良好となることから、好ましい。
More preferable examples of the component (G) include those having a repeating structure of the structural unit (g1) containing an epoxy group.
Those having this repeating structure are preferable because the adhesion between the resist pattern and the support is better when the mass average molecular weight is in the range of 1,000 to 50,000.

(構成単位(g1))
エポキシ基を含む構成単位(g1)は、特に限定されず、たとえば、エポキシ基を含む有機基からなり、当該エポキシ基の炭素原子が主鎖の一部を形成している構成単位が挙げられる。
これ以外の構成単位(g1)としては、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位、アクリル酸エステルから誘導される構成単位、又は主鎖が環状型の構成単位(以下「主鎖環状型構成単位」という。)であってもよく、これらの中では、アクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
(Structural unit (g1))
The structural unit (g1) containing an epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a structural unit composed of an organic group containing an epoxy group, in which the carbon atom of the epoxy group forms part of the main chain.
As the other structural unit (g1), a structural unit derived from hydroxystyrene, a structural unit derived from acrylate ester, or a structural unit having a cyclic main chain (hereinafter referred to as "main chain cyclic structural unit"). .), and among these, a structural unit derived from an acrylate ester is preferable.

構成単位(g1)としては、たとえば、下記一般式(g1−1)〜(g1−4)で表される構成単位、特開2003−076012号公報の段落[0012]〜[0042]に開示されている化合物から誘導される構成単位などが挙げられる。
なかでも、本発明の効果に優れることから、下記一般式(g1−1)〜(g1−4)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
As the structural unit (g1), for example, structural units represented by the following general formulas (g1-1) to (g1-4) are disclosed in paragraphs [0012] to [0042] of JP-A-2003-076012. And a structural unit derived from the compound.
Among them, it is preferable that at least one selected from the group consisting of the structural units represented by the following general formulas (g1-1) to (g1-4) is included because the effect of the present invention is excellent.

Figure 0006741540
[式中、R61およびR62はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、R63およびR64はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基である。Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、R65は置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、R66〜R68はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基である。R65aは置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、R66a、R69a及びR69bはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基であり、g4は1〜20の整数であり、g5は1〜20の整数である。R65bは置換基を有していてもよい二価の炭化水素基である。]
Figure 0006741540
[In the formula, R61 and R62 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and R63 and R64 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R65 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and R66 to R68. Are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. R65a is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, R66a, R69a and R69b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, g4 is an integer of 1 to 20, and g5 is It is an integer of 1 to 20. R65b is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. ]

前記式(g1−1)中、R61およびR62は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基である。
該炭化水素基が「置換基を有する」とは、該炭化水素基における水素原子の一部又は全部が、水素原子以外の基又は原子で置換されていることを意味する。
In the formula (g1-1), R 61 and R 62 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.
The phrase "having a substituent" on the hydrocarbon group means that some or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are substituted with groups or atoms other than hydrogen atoms.

61又はR62において、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
「脂肪族炭化水素基」は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
61又はR62における脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、その構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8がより好ましく、1〜5がさらに好ましく、1〜2が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基(以下「鎖状の脂肪族炭化水素基」という。)は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
In R 61 or R 62 , the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
"Aliphatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group having no aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group for R 61 or R 62 include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure thereof.
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8, more preferably 1 to 5, and most preferably 1 or 2.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, preferably a linear alkylene group, and specific examples include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], trimethylene [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyltrimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —, and —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group (hereinafter referred to as "chain aliphatic hydrocarbon group") may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom (═O) and the like.

その構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子2個以上を除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか又は鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式基としては、炭素数3〜6のモノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。多環式基としては、炭素数7〜12のポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとして具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure include a cyclic aliphatic hydrocarbon group (a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from an aliphatic hydrocarbon ring), and the cyclic aliphatic hydrocarbon group described above. Examples of the group include a group bonded to the end of the chain-like aliphatic hydrocarbon group or interposed in the middle of the chain-like aliphatic hydrocarbon group.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic group is preferably a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms, and examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic group is preferably a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms, and specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, Tetracyclododecane and the like can be mentioned.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom (=O), and the like.

61又はR62における芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、1価の芳香族炭化水素基の芳香族炭化水素の核から水素原子をさらに1つ除いた2価の芳香族炭化水素基;当該2価の芳香族炭化水素基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された芳香族炭化水素基;ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基等で、かつ、その芳香族炭化水素の核から水素原子をさらに1つ除いた芳香族炭化水素基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group for R 61 or R 62 include monovalent aromatic groups such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. A divalent aromatic hydrocarbon group obtained by removing one more hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon nucleus of the hydrocarbon group; some of the carbon atoms constituting the ring of the divalent aromatic hydrocarbon group are oxygen atoms. , An aromatic hydrocarbon group substituted with a hetero atom such as a sulfur atom or a nitrogen atom; a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group or the like. And the like, and an aromatic hydrocarbon group obtained by further removing one hydrogen atom from the nucleus of the aromatic hydrocarbon.
The aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (═O), and the like.

61又はR62としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基が最も好ましい。 As R 61 or R 62 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group is most preferable. preferable.

前記式(g1−1)中、R63およびR64は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。
63およびR64におけるアルキル基は、上記式(g0−1)における説明と同様である。
なかでも、R63およびR64は、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましい。
In the formula (g1-1), R 63 and R 64 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group.
The alkyl group for R 63 and R 64 is the same as described in the above formula (g0-1).
Among them, each of R 63 and R 64 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

前記式(g1−2)中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。
Rのアルキル基又はハロゲン化アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基と同様である。
なかでも、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
In the formula (g1-2), R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group or halogenated alkyl group of R is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be bonded to the α-position of the acrylic ester.
Among them, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

前記式(g1−2)中、R65は、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、上記式(g1−1)におけるR61およびR62と同様のものが挙げられ、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基が最も好ましい。
前記式(g1−2)中、R66〜R68は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R66〜R68におけるアルキル基は、上記式(g0−2)における説明と同様である。
なかでも、R66〜R68は、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましい。
In the above formula (g1-2), R65 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R61 and R62 in the above formula (g1-1). A chain aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group is most preferable.
In the formula (g1-2), R66 to R68 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group in R66 to R68 is the same as described in the above formula (g0-2).
Among them, each of R66 to R68 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

前記式(g1−3)中、R65aは、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、上記式(g1−2)におけるR65と同様のものが挙げられ、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基が最も好ましい。
前記式(g1−3)中、R66a、R69a及びR69bは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R66a、R69a及びR69bにおけるアルキル基は、上記式(g0−3)における説明と同様である。なかでも、R66〜R68は、それぞれ、水素原子又はメチル基が好ましい。
g4及びg5は、いずれも、上記式(g0−3)における説明と同じである。
In the formula (g1-3), R 65a is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and examples thereof include the same ones as R 65 in the formula (g1-2). A chain aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group is most preferable.
In the formula (g1-3), R 66a , R 69a, and R 69b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group in R 66a , R 69a and R 69b is the same as described in the above formula (g0-3). Among them, each of R 66 to R 68 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Both g4 and g5 are the same as described in the above formula (g0-3).

前記式(g1−4)中、R65bは、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、上記式(g1−2)におけるR65と同様のものが挙げられ、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基が最も好ましい。 In the above formula (g1-4), R 65b is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 65 in the above formula (g1-2). A chain aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group is most preferable.

以下に、上記一般式(g1−1)〜(g1−4)で表される構成単位の具体例を示す。
以下の各式中、Rα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 structural units represented by the general formulas (g1-1) to (g1-4) are shown below.
In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006741540
Figure 0006741540

Figure 0006741540
Figure 0006741540

Figure 0006741540
Figure 0006741540

(G)成分においては、構成単位(g1)の1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記のなかでも、(G)成分としては、前記式(g1−1)で表される構成単位を有するものが好ましい。
前記式(g1−1)で表される構成単位を用いる場合、(G)成分は、当該式(g1−1)で表される構成単位の1種の繰り返しからなる重合体(ホモポリマー)であることが好ましい。
前記の式(g1−2)又は式(g1−3)で表される構成単位を用いる場合、(G)成分は、当該式(g1−2)で表される構成単位と、後述のその他の構成単位とを有する共重合体(コポリマー);
当該式(g1−3)で表される構成単位と、後述のその他の構成単位とを有する共重合体(コポリマー);
当該式(g1−2)で表される構成単位と、当該式(g1−3)で表される構成単位との繰返しからなる共重合体(コポリマー);
当該式(g1−2)で表される構成単位と、当該式(g1−3)で表される構成単位と、後述のその他の構成単位とを有する共重合体(コポリマー)
であることが好ましい。
In the component (G), one type of structural unit (g1) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the above, as the component (G), those having a structural unit represented by the above formula (g1-1) are preferable.
When the constitutional unit represented by the formula (g1-1) is used, the component (G) is a polymer (homopolymer) consisting of one kind of the constitutional unit represented by the formula (g1-1). Preferably.
When the constitutional unit represented by the formula (g1-2) or the formula (g1-3) is used, the component (G) includes the constitutional unit represented by the formula (g1-2) and other components described below. A copolymer having a structural unit;
A copolymer having a constitutional unit represented by the formula (g1-3) and other constitutional units described below;
A copolymer composed of repeating structural units represented by the formula (g1-2) and structural units represented by the formula (g1-3);
Copolymer having a constitutional unit represented by the formula (g1-2), a constitutional unit represented by the formula (g1-3), and other constitutional units described below.
Is preferred.

(G)成分中、構成単位(g1)の割合は、(G)成分を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、30モル%以上であることがさらに好ましく、35モル%以上であることが特に好ましく、100モル%であってもよい。
構成単位(g1)の割合が下限値以上であると、支持体との架橋効率が高まり、レジストパターンと支持体との密着性がより高くなる。
In the component (G), the proportion of the structural unit (g1) is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, based on the total of all structural units constituting the component (G). , 30 mol% or more, more preferably 35 mol% or more, particularly preferably 100 mol%.
When the ratio of the structural unit (g1) is at least the lower limit value, the crosslinking efficiency with the support is increased, and the adhesiveness between the resist pattern and the support is further increased.

(G)成分が共重合体(コポリマー)である場合、構成単位(g1)の割合は、(G)成分を構成する全構成単位の合計に対して10〜80モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることがより好ましく、30〜80モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(g1)の割合が下限値以上であると、支持体との架橋効率が高まり、レジストパターンと支持体との密着性がより高くなる。一方、上限値以下であると、表面改質層とした際、レジストパターンの解像性、パターン倒れ等のリソグラフィー特性が向上する。
When the component (G) is a copolymer, the proportion of the structural unit (g1) is preferably 10 to 80 mol% based on the total of all structural units constituting the component (G), It is more preferably from 20 to 80 mol%, further preferably from 30 to 80 mol%.
When the ratio of the structural unit (g1) is at least the lower limit value, the crosslinking efficiency with the support is increased, and the adhesiveness between the resist pattern and the support is further increased. On the other hand, when it is at most the upper limit, the lithography properties such as resolution of the resist pattern and pattern collapse are improved when the surface modified layer is formed.

(その他構成単位(g2))
(G)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて上記構成単位(g1)以外のその他構成単位(g2)を有していてもよい。
かかるその他構成単位(g2)としては、特に限定されるものではなく、上記構成単位(g1)を誘導する化合物と共重合可能な化合物から誘導される構成単位が好ましい。
かかるその他構成単位(g2)として具体的には、たとえば、アクリル酸から誘導される構成単位、メタクリル酸から誘導される構成単位(以下これらをまとめて「構成単位(g21)」という。);アクリル酸メチル若しくはアクリル酸エチル等のアクリル酸アルキル(好ましくは、当該アルキルの炭素数1〜5である。)から誘導される構成単位(以下「構成単位(g22)」という。);メタクリル酸メチル若しくはメタクリル酸エチル等のメタクリル酸アルキル(好ましくは、当該アルキルの炭素数1〜5である。)から誘導される構成単位(以下「構成単位(g23)」という。);後述する(A1−1)成分についての説明における構成単位(a1)〜(a4)などが好適なものとして挙げられる。構成単位(a1)〜(a4)のなかでも、パターン倒れ、レジストパターンの支持体からの剥がれがより抑制されることから、構成単位(a1)、(a2)、(a4)がより好ましく、構成単位(a4)がさらに好ましい。
(Other structural units (g2))
The component (G) may have other structural unit (g2) other than the above structural unit (g1), if necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention.
The other structural unit (g2) is not particularly limited, and a structural unit derived from a compound copolymerizable with the compound that induces the structural unit (g1) is preferable.
Specific examples of the other structural unit (g2) include structural units derived from acrylic acid and structural units derived from methacrylic acid (hereinafter, these are collectively referred to as "structural unit (g21)"); acrylic. A structural unit derived from an alkyl acrylate such as methyl acrylate or ethyl acrylate (preferably having 1 to 5 carbon atoms in the alkyl) (hereinafter referred to as "structural unit (g22)"); methyl methacrylate or A constitutional unit derived from an alkyl methacrylate such as ethyl methacrylate (preferably, the alkyl has 1 to 5 carbon atoms) (hereinafter referred to as "constitutional unit (g23)"); described later (A1-1). The structural units (a1) to (a4) and the like in the description of the components are preferred. Among the structural units (a1) to (a4), the structural units (a1), (a2), and (a4) are more preferable, because pattern collapse and peeling of the resist pattern from the support are further suppressed. The unit (a4) is more preferable.

(G)成分においては、構成単位(g2)の1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(G)成分中、構成単位(g2)の割合は、(G)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜30モル%であることが好ましく、5〜25モル%であることがより好ましく、10〜20モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(g2)の割合が下限値以上であると、表面改質層とした際、レジストパターンの解像性、パターン倒れ等のリソグラフィー特性が向上する。一方、上限値以下であると、レジストパターンの形成において、パターン倒れがより抑制される。また、構成単位(g1)とのバランスをとることができる。
In the component (G), one type of structural unit (g2) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (G), the proportion of the structural unit (g2) is preferably 1 to 30 mol% and more preferably 5 to 25 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (G). More preferably, it is more preferably 10 to 20 mol %.
When the ratio of the structural unit (g2) is at least the lower limit value, the lithography properties such as resolution of the resist pattern and pattern collapse are improved when the surface modified layer is formed. On the other hand, when it is at most the upper limit value, pattern collapse is further suppressed in the formation of the resist pattern. Further, it can be balanced with the structural unit (g1).

本実施形態における表面改質材料において、(G)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In the surface-modifying material according to the present embodiment, as the component (G), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本発明において、(G)成分は、たとえば、構成単位(g1)の繰り返しからなる重合体(ホモポリマー)、構成単位(g1)と構成単位(g2)とを有する共重合体(コポリマー)が好適なものとして挙げられる。
かかる共重合体(コポリマー)として具体的には、構成単位(g1)と構成単位(g21)とを有する共重合体が好適なものとして挙げられる。
かかる(G)成分としては、下記の様な構成単位を有するエポキシ樹脂が特に好ましい。
In the present invention, the component (G) is preferably, for example, a polymer (homopolymer) formed by repeating the structural unit (g1) or a copolymer (copolymer) having the structural unit (g1) and the structural unit (g2). It can be mentioned as an example.
Specific preferred examples of such a copolymer include a copolymer having a structural unit (g1) and a structural unit (g21).
As the component (G), an epoxy resin having the following structural units is particularly preferable.

Figure 0006741540
[式中、g6およびg7はそれぞれ独立して1〜5の整数である。]
Figure 0006741540
[In the formula, g6 and g7 are each independently an integer of 1 to 5. ]

前記式(G−1)で表されるエポキシ樹脂は、当該式(G−1)で表される構成単位の繰り返しからなるホモポリマーである。
前記式中、g6およびg7は、それぞれ独立して、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましく、g6およびg7のいずれも1であることが特に好ましい。
The epoxy resin represented by the formula (G-1) is a homopolymer composed of repeating constitutional units represented by the formula (G-1).
In the above formula, g6 and g7 are each independently preferably 1 or 2, more preferably 1, and particularly preferably both g6 and g7 are 1.

Figure 0006741540
[式中、Rは上記と同じであり、複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。g8は1〜5の整数であり、Rはアルキル基である。]
Figure 0006741540
[In the formula, R is the same as above, and a plurality of Rs may be the same or different. g8 is an integer of 1 to 5 and R 1 is an alkyl group. ]

前記式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
g8は、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
は、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
In the above formula, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
g8 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.

Figure 0006741540
[式中、Rは上記と同じであり、複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。g8は上記と同じである。g9は1〜5の整数であり、g4及びg5はそれぞれ上記と同じである。]
Figure 0006741540
[In the formula, R is the same as above, and a plurality of Rs may be the same or different. g8 is the same as above. g9 is an integer of 1 to 5, and g4 and g5 are the same as above. ]

前記式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
g8は、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
g9は、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
g4は、1又は2であることが好ましく、2であることがより好ましい。
g5は、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
In the above formula, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
g8 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
g9 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
g4 is preferably 1 or 2, and more preferably 2.
g5 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

構成単位(g1)の繰り返し構造を有する重合体(ホモポリマー)又は共重合体(コポリマー)は、所望とする構成単位を誘導するモノマーを、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチル等のラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等により重合させることによって得ることができる。 The polymer (homopolymer) or copolymer (copolymer) having a repeating structure of the structural unit (g1) is a monomer that induces a desired structural unit, for example, azobisisobutyronitrile (AIBN) or azobisisobutyric acid. It can be obtained by polymerizing by known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as dimethyl.

本実施形態におけるエポキシ樹脂(以下「(G)成分」という。)は、質量平均分子量が2000〜30000であることが好ましく、5000〜28000であることがより好ましく、10000〜25000であることがより好ましく、15000〜22000が最も好ましい。
(G)成分の質量平均分子量が前記範囲であることにより、支持体と良好に貼り合わされた表面改質層を形成でき、レジストパターンと支持体との密着性に優れる。
当該質量平均分子量が下限値以上であると、支持体との架橋効率が高まり、支持体と表面改質層とが強固に貼り合わされる。また、表面改質材料として(G)成分を有機溶剤に溶解してなる溶液を用いた際、当該溶液は適度な粘度を有し、支持体上に当該溶液を均一に塗布しやすくなる。一方、上限値以下であることにより、当該溶液の粘度増加が抑えられ、支持体上に当該溶液を均一に塗布しやすくなる。
本発明において「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準の値を示す。以下、当該質量平均分子量をMwと表すことがある。
The mass average molecular weight of the epoxy resin (hereinafter referred to as “(G) component”) in the present embodiment is preferably 2,000 to 30,000, more preferably 5,000 to 28,000, and more preferably 10,000 to 25,000. It is preferably 15000 to 22000, and most preferably.
When the mass average molecular weight of the component (G) is within the above range, a surface-modified layer can be formed that is well bonded to the support, and the adhesiveness between the resist pattern and the support is excellent.
When the mass average molecular weight is equal to or more than the lower limit value, the efficiency of crosslinking with the support is increased, and the support and the surface modified layer are firmly attached to each other. Further, when a solution obtained by dissolving the component (G) in an organic solvent is used as the surface modifying material, the solution has an appropriate viscosity, and it becomes easy to uniformly apply the solution onto the support. On the other hand, when it is at most the upper limit value, increase in viscosity of the solution is suppressed, and it becomes easy to uniformly coat the solution on the support.
In the present invention, the "mass average molecular weight" refers to a value based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography. Hereinafter, the mass average molecular weight may be represented as Mw.

(G)成分の分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、2.0〜4.8がより好ましく、3.0〜4.5が最も好ましい。なお、「Mn」は数平均分子量を示す。 The dispersity (Mw/Mn) of the component (G) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 2.0 to 4.8, most preferably 3.0 to 4.5. In addition, "Mn" shows a number average molecular weight.

本実施形態における表面改質材料中、(G)成分の含有量は、0.010〜0.300質量%であることが好ましく、0.010〜0.250質量%であることがより好ましく、0.015〜0.200質量%であることがさらに好ましい。
(G)成分の含有量が下限値以上であると、レジストパターンと支持体との密着性がより高くなる。また、表面改質材料として(G)成分を有機溶剤に溶解してなる溶液を用いた際、当該溶液は適度な粘度を有し、支持体上に当該溶液を均一に塗布しやすくなる。一方、上限値以下であると、当該溶液の粘度増加が抑えられ、支持体上に当該溶液を均一に塗布しやすくなる。
In the surface modification material in the present embodiment, the content of the component (G) is preferably 0.010 to 0.300 mass%, more preferably 0.010 to 0.250 mass%, It is more preferably 0.015 to 0.200 mass %.
When the content of the component (G) is at least the lower limit value, the adhesion between the resist pattern and the support will be higher. Further, when a solution obtained by dissolving the component (G) in an organic solvent is used as the surface modifying material, the solution has an appropriate viscosity, and it becomes easy to uniformly apply the solution onto the support. On the other hand, when it is at most the upper limit value, the increase in viscosity of the solution is suppressed, and the solution is easily uniformly coated on the support.

(その他成分)
本実施形態における表面改質材料は、上記(G)成分以外のその他成分を含有してもよい。
その他成分としては、たとえば、有機溶剤、含硫黄有機化合物、含窒素有機化合物、界面活性剤、有機酸類、光酸発生剤、光塩基発生剤、染料等が挙げられる。
(Other ingredients)
The surface modification material in the present embodiment may contain other components other than the component (G).
Examples of the other components include organic solvents, sulfur-containing organic compounds, nitrogen-containing organic compounds, surfactants, organic acids, photoacid generators, photobase generators, dyes and the like.

有機溶剤としては、(G)成分を溶解して均一な溶液とすることができるものであればよく、たとえば、一般的な化学増幅型レジスト組成物の有機溶剤として用いられているものが挙げられる。
この有機溶剤は、たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい]; ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などが挙げられる。
有機溶剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上の混合溶剤として用いてもよい。
Any organic solvent may be used as long as it can dissolve the component (G) into a uniform solution, and examples thereof include those used as organic solvents for general chemical amplification resist compositions. ..
Examples of the organic solvent include lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methylethylketone, cyclohexanone, methyl-n-pentylketone, methylisopentylketone and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and diketone. A polyhydric alcohol such as propylene glycol; a compound having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, a polyhydric alcohol or a compound having an ester bond Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether and monobutyl ether or monophenyl ethers [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA ), propylene glycol monomethyl ether (PGME)]]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methoxy. Esters such as methyl propionate and ethyl ethoxypropionate; anisole, ethylbenzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, Examples thereof include aromatic organic solvents such as cymene and mesitylene.
The organic solvent may be used singly or as a mixed solvent of two or more kinds.

本実施形態における表面改質材料は、(G)成分を含有して表面改質層を形成し得るものであればその形態は特に限定されず、たとえば、(G)成分を有機溶剤に溶解してなる溶液として用いるものであってもよく、その溶液を乾燥してなるシート状物として用いるものであってもよい。 The form of the surface modifying material in the present embodiment is not particularly limited as long as it contains the component (G) and can form the surface modifying layer. For example, the component (G) is dissolved in an organic solvent. It may be used as a solution formed from the above, or may be used as a sheet-like product obtained by drying the solution.

(ベーク工程)
ベーク工程においては、前記エポキシ基含有樹脂(表面改質材料)を塗布した基板をベークし、膜(表面改質層)を形成する。
(Baking process)
In the baking step, the substrate coated with the epoxy group-containing resin (surface modification material) is baked to form a film (surface modification layer).

ベーク工程におけるベーク温度は80〜400℃であることが好ましく、180〜300℃であることがより好ましく、ベーク処理時間は15〜120秒間であることが好ましく、30〜90秒間であることがより好ましい。
表面改質材料に用いるエポキシ樹脂が前記一般式(g1−1)で表される構成単位を有するものである場合、前記ベーク温度は160〜260℃であることが好ましく、180〜250℃であることがより好まく、200〜240℃であることがさらに好ましい。
表面改質材料に用いるエポキシ樹脂が前記一般式(g1−2)で表される構成単位、前記一般式(g1−3)で表される構成単位又は前記一般式(g1−4)で表される構成単位を有するものである場合、前記ベーク温度は85〜350℃であることが好ましく、120〜300℃であることがより好ましい。
上記のいずれのベーク温度も下限値以上であると、レジストパターンと支持体との密着性が高まる。一方、上限値以下であれば、当該密着性の向上効果が充分に得られる。
The baking temperature in the baking step is preferably 80 to 400° C., more preferably 180 to 300° C., the baking time is preferably 15 to 120 seconds, and more preferably 30 to 90 seconds. preferable.
When the epoxy resin used for the surface-modifying material has a structural unit represented by the general formula (g1-1), the bake temperature is preferably 160 to 260°C, and 180 to 250°C. It is more preferable that the temperature is 200 to 240°C.
The epoxy resin used for the surface-modifying material is represented by the structural unit represented by the general formula (g1-2), the structural unit represented by the general formula (g1-3), or the general formula (g1-4). When it has a constitutional unit, the baking temperature is preferably 85 to 350°C, and more preferably 120 to 300°C.
When any of the above baking temperatures is at least the lower limit value, the adhesiveness between the resist pattern and the support is enhanced. On the other hand, when it is at most the upper limit value, the effect of improving the adhesiveness is sufficiently obtained.

表面改質層の厚さは、好ましくは0.01〜3.5nm、より好ましくは0.3〜2.5nmである。この厚さの下限値以上とすることにより、レジストパターンと支持体との密着性が高まる、エッチングに対する耐性が得られる等の効果がある。この厚さの上限値以下とすることにより、表面改質層を設けることによる効果が充分に得られる。 The thickness of the surface modified layer is preferably 0.01 to 3.5 nm, more preferably 0.3 to 2.5 nm. When the thickness is not less than the lower limit, there are effects such that the adhesiveness between the resist pattern and the support is enhanced, and resistance to etching is obtained. When the thickness is not more than the upper limit value, the effect of providing the surface modification layer can be sufficiently obtained.

本実施形態において、ベーク工程後の基板の算術平均粗さRa(表面改質層の算術平均粗さRa)は、1.0nm以下であることが好ましく、0.9nm以下であることがより好ましく、0.85nm以下であることがさらに好ましい。
本実施形態における算術平均粗さRaは、JIS B0601:2001で規定される、いわゆる算術平均粗さを意味する。
ベーク工程後の基板の算術平均粗さRaが上記好ましい範囲の上限値以下であることにより、該基板上に形成したレジストパターンのリソグラフィー特性が向上する。
In the present embodiment, the arithmetic mean roughness Ra of the substrate after the baking step (arithmetic mean roughness Ra of the surface modified layer) is preferably 1.0 nm or less, and more preferably 0.9 nm or less. , 0.85 nm or less is more preferable.
The arithmetic mean roughness Ra in the present embodiment means a so-called arithmetic mean roughness defined by JIS B0601:2001.
When the arithmetic mean roughness Ra of the substrate after the baking step is equal to or less than the upper limit value of the above preferable range, the lithography characteristics of the resist pattern formed on the substrate are improved.

本実施形態において、ベーク工程後の基板の接触角(表面改質層の接触角)は、70°以下であることが好ましく、65°以下であることがより好ましく、60°以下であることがさらに好ましい。
ベーク工程後の基板の接触角が上記好ましい範囲の上限値以下であることにより、該基板上に形成したレジストパターンと基板との密着性が向上する。
ベーク工程後の基板の接触角(表面改質層の接触角)は、ベーク工程後の基板の表面(表面改質層が形成された面)に、所定量の水を滴下した後、DROP MASTER−700(製品名、協和界面科学社製)、AUTO SLIDING ANGLE:SA−30DM(製品名、協和界面科学社製)、AUTO DISPENSER:AD−31(製品名、協和界面科学社製)等の市販の測定装置を用いて測定することができる。
In the present embodiment, the contact angle of the substrate after the baking step (contact angle of the surface modification layer) is preferably 70° or less, more preferably 65° or less, and 60° or less. More preferable.
When the contact angle of the substrate after the baking step is not more than the upper limit value of the above-mentioned preferable range, the adhesion between the resist pattern formed on the substrate and the substrate is improved.
The contact angle of the substrate after the baking process (contact angle of the surface modification layer) is DROP MASTER after dropping a predetermined amount of water on the surface of the substrate after the baking process (the surface on which the surface modification layer is formed). -700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), AUTO SLIDING ANGLE: SA-30DM (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), AUTO DISPENSER: AD-31 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), etc. It can be measured using the measuring device.

<レジストパターン形成方法>
本実施形態においては、ベーク工程後の基板(表面改質層が形成された基板)上に、レジストパターンを形成することができる。
レジストパターン形成方法は特に限定されないが、例えば、ベーク工程後の基板上にレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(以下「レジスト膜形成工程」という。)と、前記レジスト膜を露光する工程(以下「露光工程」という。)と、前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程(以下「現像工程」という。)とを含む方法が挙げられる。
<Method of forming resist pattern>
In the present embodiment, the resist pattern can be formed on the substrate (the substrate on which the surface modification layer has been formed) after the baking process.
The method for forming the resist pattern is not particularly limited, but, for example, a step of forming a resist film using a resist composition on the substrate after the baking step (hereinafter referred to as “resist film forming step”) and exposing the resist film. A method including a step (hereinafter referred to as “exposure step”) and a step of forming a resist pattern by alkali developing the resist film (hereinafter referred to as “developing step”) can be mentioned.

[レジスト膜形成工程]
表面改質層が形成された支持体上に、レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
具体的には、表面改質層が形成された支持体上に、レジスト組成物を、たとえばスピンナー等を用いる従来公知の方法により塗布し、好ましくは80〜150℃の温度条件下、ベーク処理(プレベーク)を、好ましくは40〜120秒間、より好ましくは60〜90秒間施して、有機溶剤を揮発等させることによりレジスト膜を形成できる。
レジスト膜の厚さは、好ましくは50〜500nm、より好ましくは50〜450nmである。この範囲内とすることにより、レジストパターンを高解像度で形成できる、エッチングに対する充分な耐性が得られる等の効果がある。
本実施形態におけるレジストパターン形成方法においては、微細解像加工から、前記レジスト組成物が化学増幅型レジスト組成物であることが好ましい。レジスト組成物の詳細については後述する。
[Resist film formation process]
The method for forming a resist film using a resist composition on the support on which the surface modified layer is formed is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
Specifically, the resist composition is applied onto a support having a surface-modified layer formed thereon by a conventionally known method using, for example, a spinner, and preferably baked under a temperature condition of 80 to 150° C. ( Prebaking is preferably performed for 40 to 120 seconds, more preferably 60 to 90 seconds to volatilize the organic solvent and form a resist film.
The thickness of the resist film is preferably 50 to 500 nm, more preferably 50 to 450 nm. Within this range, the resist pattern can be formed with high resolution, and sufficient resistance to etching can be obtained.
In the resist pattern forming method according to the present embodiment, it is preferable that the resist composition is a chemically amplified resist composition because of fine resolution processing. Details of the resist composition will be described later.

[露光工程]
次に、表面改質層が形成された支持体上に形成されたレジスト膜を露光する。
具体的には、たとえば上記のようにして形成したレジスト膜を、フォトマスクを介して選択的に露光し、好ましくは露光後加熱(PEB)処理を施す。
[Exposure process]
Next, the resist film formed on the support on which the surface modification layer is formed is exposed.
Specifically, for example, the resist film formed as described above is selectively exposed through a photomask, and preferably post exposure bake (PEB) treatment is performed.

露光に用いる波長は、特に限定されず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and may be KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. It can be done using radiation.

レジスト膜の選択的露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光で行ってもよい。
液浸露光では、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズとウェーハ上のレジスト膜との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たした状態で露光を行う。
より具体的には、液浸露光は、上記のようにして得られたレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で、所望のフォトマスクを介して露光(浸漬露光)することによって実施できる。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、当該浸漬露光によって露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ、レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、たとえば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The selective exposure of the resist film may be either normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or immersion exposure.
In the immersion exposure, the portion between the lens and the resist film on the wafer, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, is exposed to a solvent (refractive index higher than that of air) at the time of exposure. Exposure is performed in a state of being filled with a liquid immersion medium).
More specifically, the immersion exposure is performed by a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than that of air between the resist film obtained as described above and the lens at the lowest position of the exposure apparatus. Can be carried out by exposing (immersion exposure) through a desired photomask in that state.
As the liquid immersion medium, a solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film exposed by the immersion exposure is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it falls within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index higher than that of air and smaller than that of the resist film include water, fluorine-based inert liquid, silicon-based solvent, hydrocarbon-based solvent, and the like.
As the liquid immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility and the like.

PEB処理は、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性を変化(増減)させるベーク温度で行う。
すなわち、レジスト膜は、たとえば化学増幅型レジスト組成物からなるレジスト膜は、露光後、PEB処理を行うことで、酸発生剤成分から発生した酸の当該レジスト膜内での拡散と、該酸の作用による当該レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性の変化(増減)とが進行する。
具体的には、たとえば所定のパターンが形成されたフォトマスクを介してレジスト膜を選択的に露光した後、好ましくは80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を、好ましくは40〜120秒間、より好ましくは60〜90秒間施される。
The PEB process is performed at a baking temperature that changes (increases or decreases) the solubility of the resist film in an alkali developing solution.
That is, the resist film, for example, a resist film made of a chemically amplified resist composition, is subjected to PEB treatment after exposure, whereby the acid generated from the acid generator component diffuses in the resist film and the acid The change (increase/decrease) in the solubility of the resist film in the alkali developing solution due to the action proceeds.
Specifically, for example, after selectively exposing the resist film through a photomask on which a predetermined pattern is formed, PEB (post-exposure heating), preferably 40, is performed under a temperature condition of preferably 80 to 150°C. ~120 seconds, more preferably 60-90 seconds.

[現像工程]
次に、露光後、好ましくは露光後加熱(PEB)処理後のレジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する。
アルカリ現像は、アルカリ水溶液、例えば濃度0.1〜10質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて、公知の方法により実施できる。
上記アルカリ現像後、水等によるリンス処理を行ってもよい。
また、上記アルカリ現像後、さらに、ベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。ポストベークは(アルカリ現像やリンス処理後の水分を除去する目的で行われるため)通常100℃程度の条件で行われ、処理時間は、好ましくは30〜90秒間である。
[Development process]
Next, after the exposure, preferably the post-exposure bake (PEB) treatment of the resist film is alkali-developed to form a resist pattern.
The alkali development can be carried out by a known method using an alkaline aqueous solution, for example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution having a concentration of 0.1 to 10% by mass.
After the above alkali development, a rinse treatment with water or the like may be performed.
Further, after the above alkali development, bake treatment (post bake) may be further performed. Post-baking is usually performed under conditions of about 100° C. (since it is performed for the purpose of removing water after alkali development or rinsing), and the treatment time is preferably 30 to 90 seconds.

本実施形態におけるレジストパターン形成方法においては、上述した表面改質層形成工程、レジスト膜形成工程、露光工程及び現像工程を行うことにより、本発明の効果に加えて、マスクパターンに忠実なレジストパターンを形成できる。 In the resist pattern forming method of the present embodiment, by performing the above-mentioned surface modification layer forming step, resist film forming step, exposing step and developing step, in addition to the effects of the present invention, a resist pattern faithful to the mask pattern is obtained. Can be formed.

≪パターン形成方法≫
本実施形態におけるパターン形成方法は、上記本実施形態におけるレジストパターン形成方法によりレジストパターンが形成された支持体に対してエッチング処理を行う工程を含む。
エッチング処理の方法は、公知の方法が利用できる。
たとえば、ウェットエッチング処理は、エッチング液としてフッ酸(HF)、フッ化アンモニウム(NHF)又はこれらを混合した水溶液などを用いて、当該エッチング液中に、レジストパターンが形成された支持体を浸漬等し、好ましくは、処理温度が23〜60℃、処理時間が15〜3600秒間で行われる。
ドライエッチング処理は、酸素プラズマエッチング、ハロゲンガス(好ましくは、CFガス、CHFガス等のフッ化炭素系ガス)を用いたエッチングが好適な方法として挙げられる。
このように支持体に対してエッチング処理を行うことにより、半導体デバイス等を製造することができる。
本実施形態におけるパターン形成方法においては、レジストパターンが形成された支持体に対してエッチング処理を行った際、特にレジストパターン縁が支持体から剥がれにくく、高解像性のパターンを形成できる。
≪Pattern formation method≫
The pattern forming method in the present embodiment includes a step of performing an etching process on the support on which the resist pattern is formed by the resist pattern forming method in the present embodiment.
A known method can be used as the etching method.
For example, in the wet etching process, hydrofluoric acid (HF), ammonium fluoride (NH 4 F), or an aqueous solution in which these are mixed is used as an etching solution to remove a support having a resist pattern formed therein. Immersion or the like is performed, and preferably, the treatment temperature is 23 to 60° C. and the treatment time is 15 to 3600 seconds.
As the dry etching treatment, oxygen plasma etching and etching using a halogen gas (preferably a fluorocarbon-based gas such as CF 4 gas or CHF 3 gas) can be cited as suitable methods.
By thus performing the etching process on the support, a semiconductor device or the like can be manufactured.
In the pattern forming method of the present embodiment, when the support on which the resist pattern is formed is subjected to the etching treatment, the edges of the resist pattern are not easily peeled off from the support, and a pattern with high resolution can be formed.

以上説明した、本実施形態にかかる基板の表面物性を制御する方法によれば、基板の種類に依存せずに所望の表面物性が得られる、という効果が得られる。また、本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、基板との密着性に優れ、リソグラフィー特性が良好なレジストパターンを形成できる、という効果が得られる。また、本実施形態のパターン形成方法によれば、エッチング処理を行った際に支持体からレジストパターンが剥がれにくい、という効果が得られる。
これらの効果が得られる理由は定かではないが以下のように推測される。
たとえば基板に対してヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した場合、基板表面における親水性基を物理的に押圧して接触角やレジストパターンとの密着性を向上している。これに対し、本実施形態においては、エポキシ基含有樹脂を用いるため、ベーク工程により、基板表面における親水性基とエポキシ基含有樹脂中のエポキシ基とが反応し、エポキシ基含有樹脂が自己架橋により熱硬化し、基板表面において表面改質層が形成される。そのため、本実施形態においては、基板に対してHMDS処理をする場合に比べ、基板表面(表面改質層)の膜厚が薄く、かつ、基板表面の面内均一性、表面粗さが改善されると推測される。
また、表面改質層には、上記架橋反応において未反応であったエポキシ基が残存している。そのため、表面改質層の上にレジストパターンを形成する場合、残存エポキシ基とレジスト膜中の親水性基とが反応し、表面改質層とレジストパターンとの密着性が向上すると推測される。
また、本実施形態にかかる基板の表面物性を制御する方法によれば、例えば2種以上の基板を組み合わせて用いる場合でも、同等の表面物性に制御することができる。
According to the method for controlling the surface physical properties of the substrate according to the present embodiment described above, the effect that desired surface physical properties can be obtained without depending on the type of substrate is obtained. Further, according to the resist pattern forming method of the present embodiment, it is possible to obtain an effect that a resist pattern having excellent adhesion to a substrate and excellent lithographic properties can be formed. Further, according to the pattern forming method of the present embodiment, it is possible to obtain the effect that the resist pattern is hardly peeled off from the support when the etching process is performed.
The reason why these effects are obtained is not clear, but it is presumed as follows.
For example, when the substrate is treated with hexamethyldisilazane (HMDS), the hydrophilic group on the substrate surface is physically pressed to improve the contact angle and the adhesion with the resist pattern. On the other hand, in the present embodiment, since the epoxy group-containing resin is used, the hydrophilic group on the substrate surface reacts with the epoxy group in the epoxy group-containing resin by the baking step, and the epoxy group-containing resin is self-crosslinked. It is heat-cured and a surface modification layer is formed on the surface of the substrate. Therefore, in the present embodiment, the film thickness of the substrate surface (surface modification layer) is thin and in-plane uniformity and surface roughness of the substrate surface are improved as compared with the case where the substrate is subjected to HMDS treatment. Presumed to be.
Further, in the surface modified layer, the epoxy groups that have not reacted in the above crosslinking reaction remain. Therefore, when forming a resist pattern on the surface modification layer, it is presumed that the residual epoxy groups react with the hydrophilic groups in the resist film to improve the adhesion between the surface modification layer and the resist pattern.
Further, according to the method of controlling the surface physical properties of the substrate according to the present embodiment, even when two or more types of substrates are used in combination, the surface physical properties can be controlled to be equivalent.

また、本実施形態におけるレジストパターン形成方法においては、レジストパターンと支持体との密着性に優れ、エッチング処理を行っても、レジストパターンが支持体から剥がれにくくなる。前記の効果が得られる理由は定かではないが、以下のように推測される。
接触角と接着性との関係を示す式(Dupreの式、Youngの式、Young−Dupreの式)から、接触角の値が小さいほど接着力は高くなることが知られている。
本発明者らの検討によると、ベーク温度が高くなるのに伴い、支持体上に形成された表面改質層の表面の接触角の値は小さくなることが確認されている。これは、前記関係を示す式より、ベークを高い温度で行うほど、支持体と表面改質層とが強固に貼り合わされていることを示している。これにより、支持体と強固に貼り合わされた表面改質層を介して形成されるレジストパターンは支持体との密着性に優れ、前記の効果が得られると考えられる。
Further, in the method of forming the resist pattern according to the present embodiment, the adhesiveness between the resist pattern and the support is excellent, and the resist pattern is less likely to peel off from the support even after the etching treatment. The reason why the above effect is obtained is not clear, but it is presumed as follows.
It is known from equations (Dupre's equation, Young's equation, Young-Dupre's equation) showing the relationship between the contact angle and the adhesiveness that the smaller the value of the contact angle, the higher the adhesive force.
According to the studies by the present inventors, it has been confirmed that the value of the contact angle on the surface of the surface modified layer formed on the support becomes smaller as the baking temperature becomes higher. This indicates from the equation showing the above relationship that the support is more strongly bonded to the surface modification layer as the baking is performed at a higher temperature. Thus, it is considered that the resist pattern formed through the surface modification layer firmly bonded to the support has excellent adhesion to the support, and the above-mentioned effects can be obtained.

レジスト組成物の詳細について:
本実施形態にかかるレジストパターン形成方法で用いるレジスト組成物は、特に限定されず、従来公知のものを利用できる。
上述したように、かかるレジスト組成物は、化学増幅型レジスト組成物であることが好ましく、具体的には、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」という。)と、有機溶剤成分(S)(以下「(S)成分」という。)と、を含有し、かつ、酸発生能を備えるものが好ましい。
For details of resist composition:
The resist composition used in the resist pattern forming method according to the present embodiment is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
As described above, such a resist composition is preferably a chemically amplified resist composition, and specifically, specifically, the base component (A) (hereinafter, referred to as “(( A component containing (A) component") and an organic solvent component (S) (hereinafter referred to as "(S) component") and having an acid generating ability is preferable.

かかるレジスト組成物としては、例えば露光により酸を発生する酸発生能を備えるものが挙げられ、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
このようなレジスト組成物は、具体的には、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という)を含有するものであってもよく、
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく、
(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。中でも、本発明のレジスト組成物は、上記(1)の場合であるものが好ましい。
Examples of such a resist composition include those having an acid generating ability to generate an acid upon exposure, and the component (A) may generate an acid upon exposure, and the addition is made separately from the component (A). The agent component may generate an acid upon exposure.
Such a resist composition, specifically,
(1) It may contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as “(B) component”),
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure,
(3) The component (A) may be a component which generates an acid upon exposure, and may further contain the component (B).
That is, in the cases of the above (2) and (3), the component (A) becomes “a base material component which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution is changed by the action of the acid”. When the component (A) is a base material component that generates an acid upon exposure to light and the solubility of the component in a developing solution changes by the action of the acid, the component (A1) described below generates an acid upon exposure to light, and A polymer compound whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid is preferable. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates an acid upon exposure, a known unit can be used. Among them, the resist composition of the present invention is preferably the case of the above (1).

・(A)成分について
本発明において、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」又は「高分子化合物」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。
-About component (A) In the present invention, the "base material component" is an organic compound having a film-forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and, in addition, a nano-level resist pattern is easily formed.
The organic compound used as the base material component is roughly classified into a non-polymer and a polymer.
As the non-polymer, one having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is usually used. Hereinafter, the term "low molecular weight compound" means a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, one having a molecular weight of 1,000 or more is usually used. Hereinafter, the term "resin" or "polymer compound" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a polystyrene-equivalent mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used.

レジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、アルカリ現像液に可溶性の基材成分(A−2)(以下「(A−2)成分」という。)が用いられ、さらに、架橋剤成分が配合される。かかるレジスト組成物は、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸が作用して該(A−2)成分と架橋剤成分との間で架橋が起こり、この結果、アルカリ現像液に対する溶解性が減少(有機系現像液に対する溶解性が増大)する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性(有機系現像液に対して可溶性)へ転じる一方で、未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性(有機系現像液に対して難溶性)のまま変化しないため、アルカリ現像液で現像することによりネガ型レジストパターンが形成される。また、このとき有機系現像液で現像することによりポジ型のレジストパターンが形成される。
(A−2)成分の好ましいものとしては、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下「アルカリ可溶性樹脂」という。)が用いられる。
架橋剤成分としては、例えば、通常は、メチロール基またはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤、メラミン系架橋剤などを用いると、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成でき、好ましい。架橋剤成分の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましい。
When the resist composition is a “negative resist composition for an alkali developing process” which forms a negative resist pattern in an alkali developing process, or a “positive resist for solvent developing process” which forms a positive resist pattern in a solvent developing process. In the case of “type resist composition”, as the component (A), a base component (A-2) (hereinafter referred to as “(A-2) component”) which is soluble in an alkali developing solution is preferably used, Further, a crosslinking agent component is blended. In such a resist composition, for example, when an acid is generated from the component (B) upon exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A-2) and the crosslinking agent component, resulting in alkali development. Solubility in liquid decreases (solubility in organic developer increases). Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion is hardly soluble in an alkali developing solution (in an organic developing solution). On the other hand, the unexposed area remains soluble in the alkali developing solution (hardly soluble in the organic developing solution) while it does not change. Therefore, the negative resist pattern is formed by developing with the alkali developing solution. It Further, at this time, a positive resist pattern is formed by developing with an organic developer.
As a preferable component (A-2), a resin soluble in an alkali developing solution (hereinafter referred to as "alkali-soluble resin") is used.
As the cross-linking agent component, for example, an amino-based cross-linking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group, a melamine-based cross-linking agent, or the like is usually used because a good resist pattern with less swelling can be formed, which is preferable. The compounding amount of the crosslinking agent component is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.

レジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、酸の作用により極性が増大する基材成分(A−1)(以下「(A−1)成分」という。)が用いられる。(A−1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても良好な現像コントラストを得ることができる。
アルカリ現像プロセスを適用する場合、該(A−1)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりポジ型レジストパターンが形成される。
一方、溶剤現像プロセスを適用する場合は、該(A−1)成分は、露光前は有機系現像液に対して溶解性が高く、露光により酸が発生すると、該酸の作用により極性が高くなり有機系現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部は有機系現像液に対して可溶性から難溶性に変化する一方で、未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ネガ型レジストパターンが形成される。
When the resist composition is a “positive resist composition for alkali development process” which forms a positive resist pattern in an alkali development process, or a “negative solvent development process which forms a negative resist pattern in a solvent development process”. In the case of "type resist composition", as the component (A), a base component (A-1) whose polarity increases by the action of an acid (hereinafter referred to as "component (A-1)") is preferably used. To be By using the component (A-1), the polarity of the base material component changes before and after exposure, so that good development contrast can be obtained not only in the alkali development process but also in the solvent development process.
When an alkali development process is applied, the component (A-1) is poorly soluble in an alkali developing solution before exposure, and, for example, when an acid is generated from the component (B) due to exposure, the action of the acid causes The polarity is increased and the solubility in an alkaline developer is increased. Therefore, in the formation of a resist pattern, when the resist film obtained by applying the resist composition onto a support is selectively exposed, the exposed portion changes from poorly soluble to soluble in an alkali developing solution. Since the unexposed portion remains sparingly soluble in alkali, it is subjected to alkali development to form a positive resist pattern.
On the other hand, when a solvent development process is applied, the component (A-1) has a high solubility in an organic developing solution before exposure, and when an acid is generated by exposure, it has a high polarity due to the action of the acid. Solubility in organic developers decreases. Therefore, in the formation of a resist pattern, when the resist film obtained by applying the resist composition onto a support is selectively exposed, the exposed portion changes from soluble to slightly soluble in an organic developer. On the other hand, since the unexposed portion remains soluble and does not change, by developing with an organic developing solution, contrast can be provided between the exposed portion and the unexposed portion, and a negative resist pattern is formed.

本実施形態におけるレジスト組成物に用いられる(A)成分としては、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)、ラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)、酸非解離性環式基を含む構成単位(a4)、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基を含む構成単位(a5)等を有する樹脂成分が好ましい。 As the component (A) used in the resist composition in the present embodiment, a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid, a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (a3), a structural unit containing a non-acid-dissociable cyclic group (a4), carbonate-containing cyclic group, or -SO 2 - structural unit containing an containing cyclic group A resin component having (a5) or the like is preferable.

・・構成単位(a1)
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、例えばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。これらの中でも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基又は水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(例えばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
ここで「酸解離性基」とは、
(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、
(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、
の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。この結果、(A)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、アルカリ現像液の場合には現像液に対する溶解性が増大し、有機系現像液の場合には現像液に対する溶解性が減少する。
..Structural units (a1)
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases due to the action of an acid.
The "acid-decomposable group" is an acid-decomposable group capable of cleaving at least a part of the bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid include groups that decompose to form a polar group by the action of an acid.
Examples of the polar group, such as carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, such as a sulfo group (-SO 3 H) and the like. Among these, a polar group containing -OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as "OH-containing polar group") is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specific examples of the acid-decomposable group include a group in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).
Here, the “acid dissociable group” means
(I) an acid dissociable group capable of cleaving the bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group by the action of an acid, or
(Ii) A group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by further decarboxylation reaction after a part of the bond is cleaved by the action of an acid. ,
To both sides.
The acid dissociable group constituting the acid decomposable group needs to be a group having a lower polarity than the polar group generated by the dissociation of the acid dissociable group, whereby the acid dissociable group is acted upon by the action of an acid. When is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid dissociable group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire component (A) increases. Due to the increase in polarity, the solubility in the developing solution relatively changes, the solubility in the developing solution increases in the case of an alkaline developing solution, and the solubility in the developing solution in the case of an organic developing solution increases. Decrease.

酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。 The acid dissociable group is not particularly limited, and those proposed so far as the acid dissociable group of the base resin for the chemically amplified resist can be used.

(A)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
(A)成分中の構成単位(a1)の割合は、該(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、20〜80モル%が好ましく、20〜75モル%がより好ましく、25〜70モル%がさらに好ましい。
The structural unit (a1) contained in the component (A) may be one type or two or more types.
The proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 20 to 75 mol%, and further preferably 25 to 25, relative to the total of all the structural units constituting the component (A). 70 mol% is more preferable.

・・構成単位(a2)
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基を含む構成単位(但し、上述した構成単位(a1)に該当するものを除く。)である。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基は、(A)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。
..Structural units (a2)
The structural unit (a2) is a structural unit containing a lactone-containing cyclic group (provided that the structural unit (a1) described above is excluded).
The lactone-containing cyclic group of the structural unit (a2) is effective in increasing the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A) is used for forming the resist film.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。 The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C(═O)— in its ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and a lactone ring alone is referred to as a monocyclic group, and a lactone ring having another ring structure is referred to as a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.

(A)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
(A)成分中の構成単位(a2)の割合は、該(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%が好ましく、5〜70モル%がより好ましく、10〜65モル%がさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。
The structural unit (a2) contained in the component (A) may be one type or two or more types.
The proportion of the structural unit (a2) in the component (A) is preferably from 1 to 80 mol%, more preferably from 5 to 70 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A), and from 10 to 10. 65 mol% is more preferable, and 10 to 60 mol% is particularly preferable.

・・構成単位(a3)
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(但し、上述した構成単位(a1)、(a2)に該当するものを除く。)である。
(A)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
..Structural units (a3)
The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (provided that the structural units (a1) and (a2) described above are excluded).
When the component (A) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, which contributes to improvement in resolution.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is replaced with a fluorine atom, and the like, and a hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and can be appropriately selected and used from, for example, a large number of proposals for resins for resist compositions for ArF excimer lasers. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably has 7 to 30 carbon atoms.

(A)成分が含有する構成単位(a3)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
(A)成分中の構成単位(a3)の割合は、該(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
The structural unit (a3) contained in the component (A) may be one type or two or more types.
The proportion of the structural unit (a3) in the component (A) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 5 to 40 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A), and from 5 to 5. 25 mol% is more preferable.

・・構成単位(a4)
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。
(A)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により(B)成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
(A)成分中の構成単位(a4)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%が好ましく、10〜20モル%がより好ましい。
..Structural units (a4)
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group.
When the component (A) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the resist pattern formed is improved.
The “acid non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) is a ring that remains in the structural unit without being dissociated when the acid is generated from the component (B) upon exposure to the acid. It is a formula group.
The proportion of the structural unit (a4) in the component (A) is preferably 1 to 30 mol% and more preferably 10 to 20 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A).

・・構成単位(a5)
構成単位(a5)は、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位である。
..Structural units (a5)
The structural unit (a5) is a structural unit containing a —SO 2 — containing cyclic group or a carbonate containing cyclic group.

「−SO−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
−SO−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO−を含む環式基、すなわち−O−SO−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
And - "-SO 2 containing cyclic group", -SO 2 - within the ring skeleton thereof shows a cyclic group containing a ring containing, in particular, -SO 2 - sulfur atom (S) is in A cyclic group that forms part of the ring skeleton of the cyclic group. A ring containing —SO 2 — in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it is the only ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. Called. The —SO 2 — containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
The —SO 2 — containing cyclic group is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, that is, —O—S— in —O—SO 2 — forms a part of the ring skeleton. It is preferably a cyclic group containing a sultone ring to be formed.

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。 The “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —O—C(═O)—O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and a carbonate ring alone is referred to as a monocyclic group, and a carbonate ring having another ring structure is referred to as a polycyclic group regardless of the structure. The carbonate-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.

(A)成分が有する構成単位(a5)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
(A)成分中の構成単位(a5)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%が好ましく、5〜70モル%がより好ましく、10〜65モル%がさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。
The structural unit (a5) contained in the component (A) may be one type or two or more types.
The proportion of the structural unit (a5) in the component (A) is preferably from 1 to 80 mol%, more preferably from 5 to 70 mol%, and further preferably from 10 to 65, based on the total of all the structural units constituting the component (A). Mol% is more preferable, and 10-60 mol% is especially preferable.

本実施形態におけるレジスト組成物において、(A)成分は、極性基を含む構成単位(ap)を有する高分子化合物(A1)(以下「(A1)成分」ともいう。)を含有するものが好ましい。
構成単位(ap)における極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、スルホ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基、カルボニル基(−C(=O)−)、カルボニルオキシ基(−C(=O)−O−)、カーボネート基(−O−C(=O)−O−)、スルホニル基(−S(=O)−)、スルホニルオキシ基(−S(=O)−O−)等が挙げられる。
In the resist composition of this embodiment, the component (A) preferably contains a polymer compound (A1) having a structural unit (ap) containing a polar group (hereinafter, also referred to as “component (A1)”). ..
The polar group in the structural unit (ap) includes a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a sulfo group, a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom, a carbonyl group (-C(=O)). -), carbonyloxy group (-C(=O)-O-), carbonate group (-O-C(=O)-O-), sulfonyl group (-S(=O) 2- ), sulfonyloxy group (-S(=O) 2- O-) and the like.

好ましい(A1)成分としては、例えば、構成単位(a1)を有する高分子化合物が挙げられる。(A1)成分として、具体的には、構成単位(a1)と構成単位(a2)とを有する高分子化合物、構成単位(a1)と構成単位(a3)とを有する高分子化合物、構成単位(a1)と構成単位(a5)とを有する高分子化合物、構成単位(a1)と構成単位(a2)と構成単位(a3)とを有する高分子化合物、構成単位(a1)と構成単位(a3)と構成単位(a5)とを有する高分子化合物が挙げられる。 Examples of the preferred component (A1) include polymer compounds having the structural unit (a1). As the component (A1), specifically, a polymer compound having the structural unit (a1) and the structural unit (a2), a polymer compound having the structural unit (a1) and the structural unit (a3), a structural unit ( a1) and a structural unit (a5), a polymeric compound, a structural unit (a1), a structural unit (a2) and a structural unit (a3), a structural unit (a1) and a structural unit (a3) And a polymer compound having a structural unit (a5).

(A)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が特に好ましい。 The mass average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (A) is not particularly limited and is preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, and particularly 2000 to 20000. preferable.

本実施形態におけるレジスト組成物において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態におけるレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the resist composition according to the present embodiment, as the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content of the component (A) in the resist composition in the present embodiment may be adjusted according to the resist film thickness to be formed and the like.

・(S)成分について
本実施形態におけるレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分((S)成分)に溶解することで調製できる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等を挙げることができる。
(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
例えば、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤が好ましいものとして挙げられる。
(S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には、レジスト組成物の固形分濃度が、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは2〜15質量%の範囲内となるように(S)成分は用いられる。
-About (S) component The resist composition in the present embodiment can be prepared by dissolving the resist material in an organic solvent component ((S) component).
As the component (S), any component capable of dissolving each component to be used and forming a uniform solution may be used, and any one of those conventionally known as a solvent for a chemically amplified resist composition may be appropriately used. It can be selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and the like. Polyhydric alcohols; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ethers of the polyhydric alcohols or compounds having an ester bond, monoethyl Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as ether, monopropyl ether, monobutyl ether or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl Ether (PGME) is preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethoxy. Esters such as ethyl propionate; anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene, etc. Examples thereof include aromatic organic solvents and dimethyl sulfoxide (DMSO).
As the component (S), one type may be used alone, or two or more types may be used as a mixed solvent.
For example, a mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is preferable.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to a substrate or the like. Generally, the component (S) is used so that the solid content concentration of the resist composition is preferably in the range of 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 15% by mass.

・任意成分について
本実施形態におけるレジスト組成物は、(A)成分及び(S)成分以外に、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)((B)成分)、酸拡散制御剤(以下「(D)成分」という。)、有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という。)、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)等を含有してもよい。
-Regarding Optional Components In addition to the components (A) and (S), the resist composition according to the present embodiment includes an acid generator component (B) (component (B)) that generates an acid upon exposure and an acid diffusion control agent ( Hereinafter, "(D) component"), at least one compound (E) (hereinafter referred to as "(E) component") selected from the group consisting of organic carboxylic acids, phosphorus oxo acids and derivatives thereof, fluorine. You may contain an additive (henceforth "(F) component") etc.

・(B)成分について
(B)成分は、露光により酸を発生する酸発生剤成分である。
(B)成分には、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
(B)成分としては、例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが挙げられる。中でも、オニウム塩系酸発生剤を用いることが好ましい。
Component (B) The component (B) is an acid generator component that generates an acid upon exposure.
The component (B) is not particularly limited, and those which have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of the component (B) include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators, diazomethane-based acid generators such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes and poly(bissulfonyl)diazomethanes. Examples thereof include acid generators, nitrobenzyl sulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, and disulfone-based acid generators. Above all, it is preferable to use an onium salt-based acid generator.

本実施形態におけるレジスト組成物において、(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜60質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましい。(B)成分の含有量を前記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、保存安定性がより良好となる。
In the resist composition of this embodiment, as the component (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) is preferably 0.5 to 60 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (A). , 1 to 40 parts by mass is more preferable. By setting the content of the component (B) within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Further, when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is easily obtained, and the storage stability becomes better.

・(D)成分について
(D)成分は酸拡散制御剤成分である。
(D)成分は、前記(B)成分等から露光により発生する酸をトラップするクエンチャーとして作用するものである。
(D)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)でもよいし、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)でもよい。
Component (D) Component (D) is an acid diffusion control agent component.
The component (D) acts as a quencher that traps the acid generated by exposure from the component (B) and the like.
The component (D) may be a photodegradable base (D1) (hereinafter referred to as “(D1) component”) that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability, or a nitrogen-containing organic that does not correspond to the component (D1). The compound (D2) (hereinafter referred to as “component (D2)”) may also be used.

(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜10.0質量部が好ましく、0.5〜8.0質量部がより好ましく、1.0〜8.0質量部がさらに好ましい。前記範囲の好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性又はレジストパターン形状が得られやすくなる。前記範囲の好ましい上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。 The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 8.0 parts by mass, and still more preferably 1.0 to 8. 0 mass part is more preferable. When it is at least the preferred lower limit of the above range, particularly good lithographic properties or resist pattern shapes are likely to be obtained. When it is at most the upper limit of the above range, the sensitivity can be favorably maintained and the throughput is also excellent.

(D2)成分としては、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基の炭素数は1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミン又はアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
(D2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。前記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
As the component (D2), an aliphatic amine, particularly a secondary aliphatic amine or a tertiary aliphatic amine is preferable. The aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include amines (alkylamines or alkylalcohol amines) or cyclic amines in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or a hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
The content of the component (D2) is usually 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). By setting the amount within the above range, the resist pattern shape, the stability over time of leaving and the like are improved.

本実施形態におけるレジスト組成物において、(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.1〜15質量部が好ましく、0.3〜12質量部がより好ましく、0.5〜12質量部がさらに好ましい。前記範囲の好ましい下限値以上であると、レジスト組成物とした際、LWR等のリソグラフィー特性がより向上する。また、より良好なレジストパターン形状が得られる。前記範囲の好ましい上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
In the resist composition of this embodiment, as the component (D), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (D), the content of the component (D) is preferably 0.1 to 15 parts by mass, and 0.3 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, 0.5 to 12 parts by mass is even more preferable. When it is at least the preferred lower limit of the above range, the lithographic properties such as LWR are further improved when the composition is used as a resist composition. Further, a better resist pattern shape can be obtained. When it is at most the upper limit of the above range, the sensitivity can be favorably maintained and the throughput is also excellent.

・(E)成分について
(E)成分は、有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。(E)成分を含有することで、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上が図れる。
本実施形態におけるレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
Component (E) The component (E) is at least one compound selected from the group consisting of organic carboxylic acids and phosphorus oxoacids and their derivatives. By containing the component (E), it is possible to prevent the sensitivity from deteriorating and to improve the resist pattern shape, the stability with leaving and the like.
In the resist composition according to the present embodiment, as the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (E), the content of the component (E) is usually 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

・(F)成分について
(F)成分は、フッ素添加剤である。(F)成分を含有することで、レジスト膜に撥水性が付与される。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報に記載の含フッ素高分子化合物が挙げられる。
本実施形態におけるレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜10質量部の範囲で用いられる。
-About (F) component (F) component is a fluorine additive. By containing the component (F), water repellency is imparted to the resist film.
Examples of the component (F) are described in JP 2010-002870 A, JP 2010-032994 A, JP 2010-277043 A, JP 2011-13569 A and JP 2011-128226 A. And the fluorine-containing polymer compound.
In the resist composition of this embodiment, as the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (F), the content of the component (F) is used in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 The resist composition may further contain a miscible additive such as an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, and a dye, if desired. It can be added and contained as appropriate.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<エポキシポリマー溶液の調製>
下記化学式(G−1−1)で表されるエポキシポリマー(質量平均分子量(Mw):20000、分散度(Mw/Mn):4.0)を、PGMEA/γ−ブチロラクトン=90/10(質量比)の混合溶剤に、エポキシポリマー溶液(エポキシポリマー濃度0.02質量%)を調製した。
<Preparation of epoxy polymer solution>
Epoxy polymer represented by the following chemical formula (G-1-1) (mass average molecular weight (Mw): 20000, dispersity (Mw/Mn): 4.0), PGMEA/γ-butyrolactone = 90/10 (mass An epoxy polymer solution (epoxy polymer concentration 0.02% by mass) was prepared in a mixed solvent of (ratio).

Figure 0006741540
Figure 0006741540

<基板依存性の評価>
(試験例1〜4)
表1に示す基板上に、前記エポキシポリマー溶液を塗布し、240℃で60秒間のベーク処理を行い、乾燥することにより、有機膜を形成した。
得られた有機膜の表面に、水2μLを滴下し、DROP MASTER−700(製品名、協和界面科学株式会社製)を用いて静的接触角の測定を行った。この測定値を「接触角(°)」として表1に示す。
(比較試験例1〜4)
表1に示す基板上に、180℃で75秒間のヘキサメチルシラザン(HMDS)処理を施し、形成された膜について試験例1〜4と同様に接触角(°)を測定した。結果を表1に示す。
<Evaluation of board dependence>
(Test Examples 1 to 4)
The epoxy polymer solution was applied onto the substrate shown in Table 1, baked at 240° C. for 60 seconds, and dried to form an organic film.
2 μL of water was dropped on the surface of the obtained organic film, and the static contact angle was measured using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). This measured value is shown in Table 1 as "contact angle (°)".
(Comparative Test Examples 1 to 4)
Hexamethylsilazane (HMDS) treatment was performed on the substrates shown in Table 1 at 180° C. for 75 seconds, and contact angles (°) of the formed films were measured in the same manner as in Test Examples 1 to 4. The results are shown in Table 1.

Figure 0006741540
Figure 0006741540

表1に示す結果から、試験例1〜4においては、同じ基板を用いた比較試験例1〜4に比べて、同等以上に接触角を制御出来ていることが確認できた。また、試験例1〜4では、接触角が同程度の値に制御されているので、基板の種類に依らずに接触角を制御できることが確認された。 From the results shown in Table 1, it was confirmed that in Test Examples 1 to 4, the contact angle could be controlled to be equal to or higher than that in Comparative Test Examples 1 to 4 using the same substrate. In addition, in Test Examples 1 to 4, since the contact angle was controlled to the same value, it was confirmed that the contact angle can be controlled regardless of the type of the substrate.

Claims (5)

Si基板、SiO 基板、SiON基板及びTiN基板からなる群より選ばれる2種以上の基板であって、表面に少なくとも2種の金属を含有する基板の該表面にエポキシ基含有樹脂を塗布する塗布工程と、
前記基板をベークするベーク工程と、
を含
前記ベーク工程後の前記基板の接触角が60°以下である、基板の表面物性を制御する方法。
Application of applying an epoxy group-containing resin to the surface of two or more kinds of substrates selected from the group consisting of Si substrate, SiO 2 substrate, SiON substrate and TiN substrate, the surface of which contains at least two types of metals Process,
A baking step of baking the substrate,
Only including,
A method of controlling surface physical properties of a substrate , wherein a contact angle of the substrate after the baking step is 60° or less .
前記エポキシ基含有樹脂が、下記一般式(g1−1)で表される構成単位を有する、請求項1に記載の基板の表面物性を制御する方法。
Figure 0006741540
[式中、R61およびR62はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい二価の炭化水素基であり、R63およびR64はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基である。]
The method for controlling the surface physical properties of the substrate according to claim 1, wherein the epoxy group-containing resin has a structural unit represented by the following general formula (g1-1).
Figure 0006741540
[In the formula, R 61 and R 62 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and R 63 and R 64 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. ]
前記ベーク工程において、基板を160〜260℃で加熱する、請求項1又は2に記載の基板の表面物性を制御する方法。 The method for controlling the surface physical properties of the substrate according to claim 1, wherein the substrate is heated at 160 to 260° C. in the baking step. 前記ベーク工程後の前記基板の算術平均粗さRaが1.0nm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板の表面物性を制御する方法。 The method for controlling the surface physical properties of the substrate according to claim 1, wherein the arithmetic mean roughness Ra of the substrate after the baking step is 1.0 nm or less. 前記エポキシ基含有樹脂の質量平均分子量が10000〜30000であり、分散度が3.0〜5.0である、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板の表面物性を制御する方法。 METHOD weight average molecular weight of the epoxy group-containing resin is 10,000 to 30,000, the dispersion degree of 3.0 to 5.0, to control the surface properties of the substrate according to any one of claims 1-4 ..
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