JPWO2012081619A1 - Resist underlayer film forming composition and resist pattern forming method using the same - Google Patents

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竜慈 大西
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邦慶 何
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Abstract

【課題】本発明は、LERの低減に有用なレジスト下層膜を形成するための組成物を得ることを目的とする。また、レジスト下層膜上のレジストパターンが所望の形状となる、レジスト下層膜を形成するための組成物を得ることを目的とする。【解決手段】下記式(1)及び式(2)で表される構造単位を有するポリマー、架橋剤及び溶剤を含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。【化1】(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、L1は単結合、又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基を有する2価の連結基を表し、Aはヒドロキシ基を含む少なくとも一つの置換基を有する芳香環基を表し、Dは直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のヒドロキシアルキル基を表す。)【選択図】なしAn object of the present invention is to obtain a composition for forming a resist underlayer film useful for reducing LER. Another object of the present invention is to obtain a composition for forming a resist underlayer film in which a resist pattern on the resist underlayer film has a desired shape. A resist underlayer film forming composition for lithography comprising a polymer having a structural unit represented by the following formulas (1) and (2), a crosslinking agent and a solvent. Wherein R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 is a single bond or a divalent having a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms. A represents an aromatic ring group having at least one substituent containing a hydroxy group, and D represents a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 13 carbon atoms.) Selection diagram] None

Description

本発明は、所望の形状のレジストパターン形成に有用なリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物、並びに該レジスト下層膜形成組成物を用いるレジストパターン形成方法に関するものである。より詳細には、半導体装置製造のリソグラフィープロセスにおいて、レジストパターンのパターン側壁のラフネス低減を図った、レジスト下層膜形成組成物に関する。   The present invention relates to a resist underlayer film forming composition for lithography useful for forming a resist pattern having a desired shape, and a resist pattern forming method using the resist underlayer film forming composition. More specifically, the present invention relates to a resist underlayer film forming composition that reduces the roughness of the pattern sidewall of a resist pattern in a lithography process for manufacturing a semiconductor device.

従来から半導体装置の製造において、レジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。前記微細加工は、シリコンウエハー等の半導体基板上にフォトレジスト組成物の薄膜を形成し、その上にデバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜として基板をエッチング処理することにより、基板表面に、前記パターンに対応する微細凹凸を形成する加工法である。近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線もi線(波長365nm)、KrFエキシマレーザー(波長248nm)からArFエキシマレーザー(波長193nm)へと短波長化されている。これに伴い、活性光線の半導体基板からの乱反射や定在波の影響が大きな問題となった。そこでこの問題を解決すべく、レジストと半導体基板の間に反射防止膜(Bottom Anti−Reflective Coating:BARC)を設ける方法が広く検討されている。当該反射防止膜はレジスト下層膜とも称される。かかる反射防止膜としては、その使用の容易さなどから、吸光基を有するポリマー等からなる有機反射防止膜について数多くの検討が行われている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, fine processing by lithography using a resist composition has been performed. The microfabrication forms a thin film of a photoresist composition on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, and irradiates with an actinic ray such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a device pattern is drawn, and develops it. This is a processing method for forming fine irregularities corresponding to the pattern on the substrate surface by etching the substrate using the obtained photoresist pattern as a protective film. In recent years, semiconductor devices have been highly integrated, and actinic rays used have been shortened from i-line (wavelength 365 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) to ArF excimer laser (wavelength 193 nm). Along with this, the influence of diffuse reflection of active rays from the semiconductor substrate and standing waves has become a major problem. In order to solve this problem, a method of providing an antireflection film (Bottom Anti-Reflective Coating: BARC) between a resist and a semiconductor substrate has been widely studied. The antireflection film is also referred to as a resist underlayer film. As such an antireflection film, many studies have been made on an organic antireflection film made of a polymer having a light-absorbing group or the like because of its ease of use (for example, Patent Document 1).

一方、さらなる微細加工技術である、EUV(極端紫外線の略称、波長13.5nm)露光を採用したリソグラフィーでは基板からの露光光の反射はないものの、パターン微細化に伴いレジストパターン側壁のラフネスが問題となるため、矩形性の高いレジストパターン形状を形成するためのレジスト下層膜に関して多くの検討が行われている。EUV、電子線等の高エネルギー線露光用レジスト下層膜を形成する材料として、アウトガス発生が低減されたレジスト下層膜形成組成物が開示されている(特許文献2)。しかしながら、当該特許文献2には、パターン側壁のラフネスの問題は記載も示唆もない。また、上記特許文献1にも同様に記載も示唆もない。   On the other hand, lithography using EUV (extreme ultraviolet abbreviation, wavelength: 13.5 nm) exposure, which is a further fine processing technique, does not reflect exposure light from the substrate, but there is a problem with the roughness of the resist pattern side wall as the pattern becomes finer. Therefore, many studies have been made on a resist underlayer film for forming a highly rectangular resist pattern shape. As a material for forming a resist underlayer film for exposure to high energy rays such as EUV and electron beam, a resist underlayer film forming composition with reduced outgas generation is disclosed (Patent Document 2). However, the patent document 2 neither describes nor suggests the problem of the roughness of the pattern side wall. Similarly, the above-mentioned Patent Document 1 has neither description nor suggestion.

特開2000−187331号公報JP 2000-187331 A 国際公開第2010/061774号International Publication No. 2010/061774

上述のレジスト下層膜に要求される特性としては、例えば、レジストとのインタ−ミキシングが起こらないこと(レジスト溶剤に不溶であること)、塗布時又はその後に行われるベーク時にレジスト下層膜から上層のレジストへの低分子物質の拡散が生じないこと、裾引き等のない形状のレジストパターンが形成できること、レジストとの密着性に優れること、レジストに比べて大きなドライエッチング速度を有することが挙げられる。さらに、フォーカス深度マージンを広くとることができるという特性、及び高い解像度を達成できるという特性への要求も高まっている。フォーカス深度マージンとは、露光時に最適なフォーカス位置に対して上方又は下方にフォーカスがずれた際にレジストパターンが実用可能な状態で維持できる全深度領域の幅のことである。すなわち、フォーカス深度マージンの拡張は、製造工程における余裕度を大きくすることに寄与する。   The above-mentioned characteristics required for the resist underlayer film include, for example, that no intermixing with the resist occurs (insoluble in the resist solvent), and the upper layer from the resist underlayer film at the time of coating or subsequent baking. For example, the diffusion of a low-molecular substance into the resist does not occur, a resist pattern having a shape without tailing can be formed, the adhesiveness with the resist is excellent, and the dry etching rate is higher than that of the resist. Further, there is an increasing demand for characteristics that a wide focus depth margin can be obtained and characteristics that a high resolution can be achieved. The focus depth margin is the width of the entire depth region that can maintain the resist pattern in a practical state when the focus is shifted upward or downward with respect to the optimum focus position during exposure. That is, the extension of the focus depth margin contributes to increasing the margin in the manufacturing process.

EUV露光を伴うリソグラフィーの場合、形成されるパターン線幅は32nm以下となり、パターン側壁のラインエッジラフネス(本明細書では以下、LERと略称する。)への要求は厳しくなる。形成されたレジストパターン形状が、裾引き形状または隣り合うパターンが分離されず繋がった形状の場合、パターン上方から観察したときのLERの値は大きくなり、寸法制御に悪影響を与える。そのため、レジストパターン形状をLERの値の小さい矩形形状にすることが強く要求される。さらに、EUV露光用のレジスト下層膜の場合、膜厚が20nm以下である薄膜を形成して用いられることが多い。   In the case of lithography with EUV exposure, the pattern line width to be formed is 32 nm or less, and the demand for line edge roughness (hereinafter abbreviated as LER in this specification) of the pattern sidewall becomes severe. When the formed resist pattern shape is a skirt shape or a shape in which adjacent patterns are connected without being separated, the value of LER when observed from above the pattern becomes large, which adversely affects dimensional control. For this reason, it is strongly required to make the resist pattern shape a rectangular shape having a small LER value. Further, in the case of a resist underlayer film for EUV exposure, a thin film having a film thickness of 20 nm or less is often used.

本発明は、レジスト膜との密着性が高く、レジストの薄膜化に対応してレジスト下層膜が薄膜でも良好な(矩形形状の)レジストパターンを形成でき、LERの低減に有用なレジスト下層膜を形成するための組成物を得ることを目的とする。また、レジスト下層膜上のレジストパターンが所望の形状となる、レジスト下層膜を形成するための組成物を得ることを目的とする。本発明の組成物は、形成されるレジスト下層膜がその上に塗布されるレジストの溶剤に不溶であること、及び形成されるレジスト下層膜とレジスト膜との間にインターミキシングが起こらないことが条件である。   The present invention provides a resist underlayer film that has high adhesiveness to a resist film, can form a good (rectangular shape) resist pattern even when the resist underlayer film is thin, and is useful for reducing LER. The object is to obtain a composition for forming. Another object of the present invention is to obtain a composition for forming a resist underlayer film in which a resist pattern on the resist underlayer film has a desired shape. In the composition of the present invention, the resist underlayer film to be formed is insoluble in the solvent of the resist applied thereon, and no intermixing occurs between the resist underlayer film to be formed and the resist film. It is a condition.

本発明の第1の態様は、
下記式(1)及び式(2)で表される構造単位を有するポリマー、架橋剤及び溶剤を含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に関する。

Figure 2012081619
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、L1は単結合、又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基を有する2価の連結基を表し、Aはヒドロキシ基を含む少なくとも一つの置換基を有する芳香環基を表し、Dは直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のヒドロキシアルキル基を表す。)The first aspect of the present invention is:
The present invention relates to a resist underlayer film forming composition for lithography comprising a polymer having a structural unit represented by the following formulas (1) and (2), a crosslinking agent and a solvent.
Figure 2012081619
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 is a divalent divalent alkylene group having a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms. Represents a linking group, A represents an aromatic ring group having at least one substituent containing a hydroxy group, and D represents a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 13 carbon atoms.

前記ポリマーにおける、前記式(1)及び式(2)で表される構造単位の繰り返し数は、例えば10〜10,000の範囲である。   The repeating number of the structural unit represented by the formula (1) and the formula (2) in the polymer is, for example, in the range of 10 to 10,000.

前記ポリマーが、上記式(1)及び式(2)で表される構造単位に加え、下記式(3)で表される構造単位をさらに有する共重合体であってもよい。

Figure 2012081619
(式中、R3は水素原子又はメチル基を表し、L2は単結合又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基を表し、Eはラクトン環を含む基又はアダマンタン環を含む基を表す。)In addition to the structural units represented by the above formulas (1) and (2), the polymer may be a copolymer further having a structural unit represented by the following formula (3).
Figure 2012081619
Wherein R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, L 2 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms, and E represents a group containing a lactone ring or adamantane Represents a group containing a ring.)

式(1)のL1が単結合を表す場合上記Aで表される芳香環基が酸素原子と直接結合することを意味し、式(3)のL2が単結合を表す場合上記Eで表されるラクトン環を含む基又はアダマンタン環を含む基が酸素原子と直接結合することを意味する。前記ラクトン環及びアダマンタン環は、置換基を有しても未置換でもよい。前記ラクトン環は、ビシクロ環又は多環(例えば、トリシクロ環)の一部を構成しても、他の環と結合していてもよい。さらに、上記2価の連結基は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基に限定されず、例えば当該アルキレン基と−C(=O)−O−基、−O−C(=O)−基又は−O−基との組み合わせでもよく、当該アルキレン基は置換基としてヒドロキシ基を有していてもよい。When L 1 in formula (1) represents a single bond, this means that the aromatic ring group represented by A directly binds to an oxygen atom, and when L 2 in formula (3) represents a single bond, It means that a group containing a lactone ring or a group containing an adamantane ring is directly bonded to an oxygen atom. The lactone ring and adamantane ring may have a substituent or may be unsubstituted. The lactone ring may constitute a part of a bicyclo ring or a polycycle (for example, a tricyclo ring) or may be bonded to another ring. Further, the divalent linking group is not limited to a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms, and for example, the alkylene group and a —C (═O) —O— group, —O. It may be a combination with a —C (═O) — group or —O— group, and the alkylene group may have a hydroxy group as a substituent.

本発明の第2の態様は、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を半導体基板上に塗布しベークしてレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、前記露光後に現像液によって前記レジスト膜を現像する工程を含む、レジストパターンの形成方法に関する。前記露光は、例えば極端紫外線(EUV)を用いて行われるが、EUVに限定されず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー又は電子線を用いることもできる。   The second aspect of the present invention is a step of applying a resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention on a semiconductor substrate and baking to form a resist underlayer film, and a step of forming a resist film on the resist underlayer film The present invention relates to a method for forming a resist pattern, comprising: exposing a semiconductor substrate coated with the resist underlayer film and the resist film; and developing the resist film with a developer after the exposure. The exposure is performed using, for example, extreme ultraviolet (EUV), but is not limited to EUV, and a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an electron beam can also be used.

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物は、当該レジスト下層膜形成組成物に含まれるポリマーの側鎖末端に置換基としてヒドロキシ基を有する芳香環基(一例としてヒドロキシフェニル基)を組み込んだ点を特徴とするものであり、斯かるポリマーと、架橋剤及び溶剤とを含有する組成物である。このような構成としたことにより、レジスト下層膜はその上層に設けられるレジスト膜との密着性に優れ、パターン剥れやパターン消失のない良好なレジストパターンを形成することができる。   The resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention incorporates an aromatic ring group having a hydroxy group as a substituent (for example, a hydroxyphenyl group) at the side chain end of the polymer contained in the resist underlayer film forming composition. It is a composition containing such a polymer, a crosslinking agent and a solvent. With such a configuration, the resist underlayer film has excellent adhesion with the resist film provided on the upper layer, and a good resist pattern without pattern peeling or pattern disappearance can be formed.

また本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物は、底部に裾引き形状をほとんど有さない良好な形状を有し、寸法制御性に優れるレジストパターンを上層に形成できる、レジスト下層膜を提供することができる。   Moreover, the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention provides a resist underlayer film that has a good shape with almost no bottoming shape at the bottom and can form a resist pattern with excellent dimensional controllability on the upper layer. be able to.

さらに、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物から形成されたレジスト下層膜は、高エネルギー線、特にEUVに対して高感度、高解像度でLERが小さいレジストパターンを作製できる。   Furthermore, the resist underlayer film formed from the composition for forming a resist underlayer film for lithography of the present invention can produce a resist pattern having high sensitivity, high resolution and low LER with respect to high energy rays, particularly EUV.

[ポリマー]
本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に含まれるポリマーは、前記式(1)及び式(2)で表される構造単位を必須の構造単位として含む。
[polymer]
The polymer contained in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention contains the structural units represented by the above formulas (1) and (2) as essential structural units.

前記式(1)で表される構造単位は、形成されるレジスト下層膜の光学パラメーター(n値(屈折率)及びk値(減衰係数又は吸光係数))を調整する光吸収部位であると共に、架橋剤との反応により架橋密度向上に寄与する部位でもあり、当該式においてAで表される芳香環基が有する置換基であるヒドロキシ基が酸性ユニットとして働くことで、裾引きの無いレジストパターン形状を得る効果を発する部位でもある。式(2)で表される構造単位は、架橋剤と反応し、溶剤耐性を備えたレジスト下層膜を形成する部位である。   The structural unit represented by the formula (1) is a light absorption site for adjusting optical parameters (n value (refractive index) and k value (attenuation coefficient or extinction coefficient)) of the resist underlayer film to be formed, Resist pattern shape without tailing by the hydroxy group which is a part of the aromatic ring group represented by A in the formula, which acts as an acidic unit. It is also a part that produces the effect of obtaining. The structural unit represented by the formula (2) is a site that reacts with a crosslinking agent to form a resist underlayer film having solvent resistance.

前記芳香環基における芳香環として、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環を挙げることができる。   Examples of the aromatic ring in the aromatic ring group include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.

前記式(1)で表される構造単位を形成するモノマーとしては、例えば、p−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、p−ヒドロキシベンジル(メタ)アクリレートを挙げることができる。   Examples of the monomer forming the structural unit represented by the formula (1) include p-hydroxyphenyl (meth) acrylate and p-hydroxybenzyl (meth) acrylate.

前記式(2)で表される構造単位を形成するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシ基を少なくとも一つ有するモノマーである、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートを挙げることができる。   Examples of the monomer that forms the structural unit represented by the formula (2) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, which are monomers having at least one hydroxy group, 4 -Hydroxybutyl (meth) acrylate and 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate can be mentioned.

前記式(3)で表される構造単位を形成するモノマーのうち、好ましい例として、以下の構造式で表される化合物が挙げられる。

Figure 2012081619
上記式中、Raは水素原子又はメチル基を表し、Rbはそれぞれ独立して水素原子又は直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至5のアルキル基を表し、Rcは直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至5のアルキル基を表し、Rdはそれぞれ独立して直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至5のアルキル基を表す。Of the monomers forming the structural unit represented by the formula (3), preferred examples include compounds represented by the following structural formula.
Figure 2012081619
In the above formula, R a represents a hydrogen atom or a methyl group, R b each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R c represents a straight chain. Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and each R d independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

より具体的には、例えば以下に示すラクトン環を含む基又はアダマンタン環を含む基を有するモノマーを挙げることができる。

Figure 2012081619
Figure 2012081619
Figure 2012081619
More specifically, for example, monomers having a group containing a lactone ring or a group containing an adamantane ring shown below can be exemplified.
Figure 2012081619
Figure 2012081619
Figure 2012081619

特に好ましい本発明のレジスト下層膜形成組成物に用いるポリマーとしては、下記式(1−1)、式(2−1)及び式(3−1)で表される構造単位を含む共重合体である。

Figure 2012081619
The polymer used in the resist underlayer film forming composition of the present invention is particularly preferably a copolymer containing structural units represented by the following formula (1-1), formula (2-1) and formula (3-1). is there.
Figure 2012081619

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に用いるポリマーにおける前記式(1)、式(2)、及び必要に応じて有する式(3)で表される構造単位の総計を100質量%とすると、式(1)で表される構造単位の割合は1質量%〜80質量%(モノマーの仕込み比換算)であり、好ましくは5質量%〜50質量%、より好ましくは20質量%〜40質量%である。また、式(2)で表される構造単位の割合は1質量%〜80質量%(モノマーの仕込み比換算)であり、好ましくは5質量%〜50質量%、より好ましくは20質量%〜40質量%である。式(3)で表される構造単位の割合は1質量%〜60質量%(モノマーの仕込み比換算)であり、好ましくは5質量%〜50質量%、より好ましくは20質量%〜40質量%である。   When the total of the structural units represented by the formula (1), the formula (2), and the formula (3) as necessary in the polymer used in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention is 100% by mass. The proportion of the structural unit represented by the formula (1) is 1% by mass to 80% by mass (in terms of monomer charge ratio), preferably 5% by mass to 50% by mass, and more preferably 20% by mass to 40% by mass. %. Further, the proportion of the structural unit represented by the formula (2) is 1% by mass to 80% by mass (in terms of monomer charge ratio), preferably 5% by mass to 50% by mass, more preferably 20% by mass to 40%. % By mass. The proportion of the structural unit represented by the formula (3) is 1% by mass to 60% by mass (in terms of monomer charge ratio), preferably 5% by mass to 50% by mass, more preferably 20% by mass to 40% by mass. It is.

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に用いるポリマーは、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。本発明のレジスト下層膜を形成する樹脂は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの方法により合成することができる。その重合方法としては、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合など種々の方法が可能であり、適宜重合触媒等を用いてもよい。   The polymer used for the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer, an alternating copolymer, and a graft copolymer. The resin forming the resist underlayer film of the present invention can be synthesized by a method such as radical polymerization, anionic polymerization, or cationic polymerization. As the polymerization method, various methods such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization are possible, and a polymerization catalyst or the like may be appropriately used.

重合方法の一例として、有機溶媒中で、上記式(1)、式(2)、及び必要に応じて有する式(3)で表される構造単位を形成するモノマーに、重合開始剤を加えて加熱重合を行い合成することができる。ここで使用する有機溶媒は、後述する本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に含まれる溶剤として好ましい例示の中より適宜選択できる。当該重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシドを挙げることができ、加熱温度としては通常50℃〜80℃を挙げることができる。反応時間としては通常2時間〜100時間、又は5時間〜30時間である。   As an example of the polymerization method, in an organic solvent, a polymerization initiator is added to the monomer that forms the structural unit represented by the above formula (1), formula (2), and formula (3) as necessary. It can be synthesized by heat polymerization. The organic solvent used here can be suitably selected from preferable examples as a solvent contained in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention described later. Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropio). Nate), benzoyl peroxide, and lauroyl peroxide, and the heating temperature is usually 50 ° C to 80 ° C. The reaction time is usually 2 hours to 100 hours, or 5 hours to 30 hours.

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物におけるポリマーの割合は、当該レジスト下層膜形成組成物に対し、例えば0.5質量%〜30質量%の割合とすることができる。また、前記レジスト下層膜形成組成物から後述する溶剤を除いた成分を固形分と定義すると、その固形分はポリマー及び、架橋剤、その他必要に応じて添加される後述する添加剤を含む。固形分中のポリマーの割合は、例えば70質量%〜98質量%である。   The ratio of the polymer in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention can be, for example, 0.5 to 30% by mass with respect to the resist underlayer film forming composition. Moreover, when the component remove | excluding the solvent mentioned later from the said resist underlayer film forming composition is defined as solid content, the solid content contains the polymer and a crosslinking agent and the additive mentioned later added as needed. The ratio of the polymer in solid content is 70 mass%-98 mass%, for example.

[架橋剤]
本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物はさらに架橋剤を含む。その架橋剤として特に制限はないが、少なくとも二つの架橋形成置換基を有する架橋性化合物が好ましく用いられる。当該架橋剤としては、例えば、メチロール基、メトキシメチル基といった架橋形成置換基を有するメラミン系化合物、置換尿素系化合物、エポキシ基を含有するポリマー系化合物等が挙げられる。好ましくは、メチロール基又はアルコキシメチル基で置換された窒素原子を2乃至4つ有する含窒素化合物である。
[Crosslinking agent]
The resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention further contains a crosslinking agent. Although there is no restriction | limiting in particular as the crosslinking agent, The crosslinkable compound which has at least 2 crosslink formation substituent is used preferably. Examples of the cross-linking agent include melamine compounds having a cross-linking substituent such as a methylol group and a methoxymethyl group, substituted urea compounds, and polymer compounds containing an epoxy group. Preferably, it is a nitrogen-containing compound having 2 to 4 nitrogen atoms substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group.

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物における上記架橋剤の含有量は、当該レジスト下層膜形成組成物から後述する溶剤を除いた成分を固形分と定義する(すなわち固形分はポリマー及び、架橋剤、その他必要に応じて添加される後述する添加剤を含む。)と、当該レジスト下層膜形成組成物の固形分の含有量に基づいて、1質量%〜50質量%であり、又は8質量%〜40質量%であり、又は15質量%〜30質量%である。   The content of the cross-linking agent in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention defines a component obtained by removing the solvent described later from the resist underlayer film forming composition as a solid content (that is, the solid content is a polymer and a crosslinkage). Based on the solid content of the resist underlayer film forming composition, or 8% by weight based on the solid content of the resist underlayer film forming composition. % To 40% by mass, or 15% to 30% by mass.

上記架橋剤は自己縮合による架橋反応を起こすこともあるが、前記ポリマー、特に、架橋剤と反応して架橋を形成する構造単位である、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する構造単位中の架橋官能基(ヒドロキシ基)と架橋反応を起こすことができる。   Although the crosslinking agent may cause a crosslinking reaction by self-condensation, the polymer, particularly a structural unit derived from a (meth) acrylate compound having a hydroxy group, which is a structural unit that reacts with the crosslinking agent to form a crosslinking. It is possible to cause a crosslinking reaction with a crosslinking functional group (hydroxy group) therein.

架橋反応を促進させるために、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物は、さらに架橋触媒を含むことができる。そのような架橋触媒としては、例えば、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウム−p−トルエンスルホナート、サリチル酸、カンファースルホン酸、5−スルホサリチル酸、4−クロロベンゼンスルホン酸、4−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、1−ナフタレンスルホン酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等のスルホン酸化合物及びカルボン酸化合物が挙げられる。これら架橋触媒は、一種のみを使用することができ、また、二種以上を組み合わせて用いることもできる。架橋触媒が使用される場合、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物における上記架橋触媒の含有量は、当該レジスト下層膜形成組成物の固形分の含有量に基づいて、0.01質量%〜10質量%であり、又は0.1質量%〜8質量%であり、又は0.5質量%〜5質量%である。   In order to promote the crosslinking reaction, the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention can further contain a crosslinking catalyst. Examples of such a crosslinking catalyst include p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium-p-toluenesulfonate, salicylic acid, camphorsulfonic acid, 5-sulfosalicylic acid, 4-chlorobenzenesulfonic acid, 4-hydroxybenzene. Examples thereof include sulfonic acid compounds such as sulfonic acid, benzenedisulfonic acid, 1-naphthalenesulfonic acid, citric acid, benzoic acid, and hydroxybenzoic acid, and carboxylic acid compounds. These crosslinking catalysts can be used alone or in combination of two or more. When a crosslinking catalyst is used, the content of the crosslinking catalyst in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention is 0.01% by mass based on the solid content of the resist underlayer film forming composition. It is 10 mass%, or 0.1 mass%-8 mass%, or 0.5 mass%-5 mass%.

[溶剤]
本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物はさらに溶剤を含む。本発明において使用される溶剤としては、前述のポリマーを溶解することができれば特に制限されず、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチルを用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、又は2種以上の組合せで使用される。
[solvent]
The resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention further contains a solvent. The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the aforementioned polymer. For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, N-methyl- 2-pyrrolidone, 2-hydroxypropionic acid ester , Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid Ethyl, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate can be used. These organic solvents are used alone or in combination of two or more.

さらに、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等の高沸点溶媒を混合して使用することができる。   Furthermore, high boiling point solvents such as propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monobutyl ether acetate can be mixed and used.

上記溶剤の中で、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、及びシクロヘキサノンが好ましい。そして、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に含まれる上記溶剤の割合は、例えば当該レジスト下層膜形成組成物の50質量%〜99.5質量%である。   Of the above solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, and cyclohexanone are preferred. And the ratio of the said solvent contained in the resist underlayer film forming composition for lithography of this invention is 50 mass%-99.5 mass% of the said resist underlayer film forming composition, for example.

[その他の添加剤]
本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物には、必要に応じて界面活性剤、接着補助剤、レオロジー調整剤等の各種添加剤を、本発明の効果を損なわない限りにおいてさらに含んでもよい。
[Other additives]
The composition for forming a resist underlayer film for lithography of the present invention may further contain various additives such as a surfactant, an adhesion aid, and a rheology adjuster as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired.

界面活性剤は、基板に対するレジスト下層膜形成組成物の塗布性を向上させるための添加物である。ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤のような公知の界面活性剤を用いることができる。   The surfactant is an additive for improving the applicability of the resist underlayer film forming composition to the substrate. Known surfactants such as nonionic surfactants and fluorine-based surfactants can be used.

上記界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ〔登録商標〕EF301、同EF303、同EF352(三菱マテリアル電子化成(株)(旧(株)ジェムコ)製)、メガファック〔登録商標〕F171、同F173、同R30(DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード〔登録商標〕AG710、サーフロン〔登録商標〕S−382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)を挙げることができる。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また2種以上の組合せで添加することもできる。   Specific examples of the surfactant include, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene octylphenyl ether. , Polyoxyethylene alkylaryl ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxy Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as tylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, Ftop [registered trademark] EF301, EF303, EF352 (Mitsubishi Materials Electronics Kasei Co., Ltd. (formerly Gemco)), MegaFuck [registered trademark] F171, F173, R30 (DIC Corporation), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard (registered trademark) AG710, Surflon (registered trademark) S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.) Made) Fluorosurfactants, may be mentioned organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co.). These surfactants may be added alone or in combination of two or more.

上記界面活性剤が使用される場合、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物における界面活性剤の含有量は、当該レジスト下層膜形成組成物の固形分の、例えば3質量%以下であり、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下である。   When the surfactant is used, the content of the surfactant in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention is, for example, 3% by mass or less of the solid content of the resist underlayer film forming composition. Preferably it is 1 mass% or less, More preferably, it is 0.5 mass% or less.

次に本発明のレジストパターン形成法について説明する。まず、精密集積回路素子の製造に使用される基板〔例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜又は酸化窒化珪素膜で被覆されたシリコンウエハー等の半導体基板、窒化珪素基板、石英基板、ガラス基板(無アルカリガラス、低アルカリガラス、結晶化ガラスを含む)、ITO膜が形成されたガラス基板〕上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を塗布し、その後、ホットプレート等の加熱手段を用いてベークして硬化させレジスト下層膜を作製する。   Next, the resist pattern forming method of the present invention will be described. First, a substrate used for manufacturing a precision integrated circuit element (for example, a semiconductor substrate such as a silicon wafer coated with a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film, a silicon nitride substrate, a quartz substrate, a glass substrate (no (Including alkali glass, low alkali glass, crystallized glass), glass substrate on which an ITO film is formed) by applying a resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention on a glass substrate on which an ITO film is formed by an appropriate coating method such as a spinner or coater, Thereafter, the resist underlayer film is produced by baking and curing using a heating means such as a hot plate.

塗布後、ベークする条件としては、例えばベーク温度80℃〜250℃、ベーク時間0.3分〜60分間の範囲から適宜選択され、好ましくは例えば、150℃〜250℃、0.5分〜5分間である。このような条件でベークすることにより、ポリマーの構造単位中のヒドロキシ基等の架橋部位と架橋剤が反応して架橋構造が形成される。特に、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に含まれるポリマーを架橋させることで、架橋ポリマーの架橋密度を高くすることができる。また、レジスト下層膜の膜厚としては、例えば0.001μm〜3.0μmであり、好ましくは0.002μm〜1.0μmであり、より好ましくは0.003μm〜0.5μmである。   The conditions for baking after coating are appropriately selected from the range of, for example, a baking temperature of 80 ° C. to 250 ° C. and a baking time of 0.3 minutes to 60 minutes, preferably 150 ° C. to 250 ° C., 0.5 minutes to 5 minutes, for example. For minutes. By baking under such conditions, a crosslinking structure such as a hydroxyl group in the structural unit of the polymer reacts with a crosslinking agent to form a crosslinked structure. In particular, the crosslinking density of the crosslinked polymer can be increased by crosslinking the polymer contained in the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention. Moreover, as a film thickness of a resist underlayer film, it is 0.001 micrometer-3.0 micrometers, for example, Preferably it is 0.002 micrometer-1.0 micrometer, More preferably, it is 0.003 micrometer-0.5 micrometer.

次に、レジスト下層膜上にレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成は一般的な方法、すなわち、レジスト溶液のレジスト下層膜上への塗布及びベークによって行うことができる。   Next, a resist film is formed on the resist underlayer film. The resist film can be formed by a general method, that is, application and baking of a resist solution on the resist underlayer film.

本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物から得られたレジスト下層膜の上層に塗布されるレジストとしては、例えば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV、電子線等に感光するものであれば、特に限定はなく、ネガ型、ポジ型いずれも使用できる。当該レジストとしては、例えば、ノボラック樹脂と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとを含有するポジ型レジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと光酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト、酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物とアルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物と光酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト、電子線によって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーを含有する非化学増幅型レジスト、電子線によって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーを含有する非化学増幅型レジストがある。   As the resist applied to the upper layer of the resist underlayer film obtained from the resist underlayer film forming composition for lithography of the present invention, for example, as long as it is sensitive to KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV, electron beam, etc. There is no particular limitation, and either a negative type or a positive type can be used. Examples of the resist include a positive resist containing a novolak resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester, a binder having a group that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate, and a photoacid generator Chemically amplified resist that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate of the resist Chemically amplified resist that contains a low molecular weight compound, an alkali-soluble binder, and a photoacid generator, decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate A chemically amplified resist containing a low-molecular compound and a photoacid generator that decomposes with a binder having an acid group and an acid to increase the alkali dissolution rate of the resist, and a group that decomposes with an electron beam to change the alkali dissolution rate. Non-chemically amplified resist containing a binder having a binder cut by an electron beam There are non-chemically amplified resist containing a binder having a site changing the potassium dissolution rate.

具体的には、住友化学(株)製、商品名PAR710、同PAR855;JSR(株)製、商品名AR2772JN;信越化学工業(株)製、商品名SEPR430;ダウケミカル社(旧ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ社)製、商品名APEX−Xが挙げられる。また、Proc.SPIE,Vol.3999,330−334(2000)、Proc.SPIE,Vol.3999,357−364(2000)、及びProc.SPIE,Vol.3999,365−374(2000)に記載されているような、含フッ素原子ポリマー系レジストも挙げることができる。   Specifically, Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name PAR710, PAR855; JSR Corporation, trade name AR2772JN; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name SEPR430; Dow Chemical Company (formerly Rohm and Product name APEX-X, manufactured by Hearth Electronic Materials). In addition, Proc. SPIE, Vol. 3999, 330-334 (2000), Proc. SPIE, Vol. 3999, 357-364 (2000), and Proc. SPIE, Vol. 3999, 365-374 (2000) can also be mentioned.

続いて、レジスト下層膜の上層に形成されたレジスト膜に対して、所定のマスク(レチクル)を通して露光する。露光には、例えば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUVを使用することができる。但し、電子線露光の場合、マスク(レチクル)を必要としない。また露光後、必要に応じて露光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)を行うこともできる。露光後加熱の条件としては、加熱温度80℃〜150℃、加熱時間0.3分〜60分間の範囲から適宜選択される。   Subsequently, the resist film formed on the upper layer of the resist lower layer film is exposed through a predetermined mask (reticle). For the exposure, for example, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or EUV can be used. However, in the case of electron beam exposure, a mask (reticle) is not required. Moreover, after exposure, post-exposure heating (PEB: Post Exposure Bake) can be performed as necessary. The conditions for the post-exposure heating are appropriately selected from the range of a heating temperature of 80 ° C. to 150 ° C. and a heating time of 0.3 minutes to 60 minutes.

露光後、レジスト膜を現像、リンス及び乾燥することにより良好なレジストパターンが得られる。   After the exposure, the resist film is developed, rinsed and dried to obtain a good resist pattern.

ポジ型レジストを用いて形成されるレジスト膜の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第3級アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第4級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。さらに、前記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらの中で好ましい現像液は第4級アンモニウム塩の水溶液、さらに好ましくはテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液である。   As a developing solution for a resist film formed using a positive resist, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine Primary amines such as diethylamine, secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethyl An aqueous solution of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide or choline, or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used. Further, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. Among these, a preferred developer is an aqueous solution of a quaternary ammonium salt, more preferably an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

現像の条件としては、現像温度5℃〜50℃、現像時間10秒〜300秒の範囲から適宜選択される。   The development conditions are appropriately selected from a development temperature range of 5 ° C. to 50 ° C. and a development time of 10 seconds to 300 seconds.

そして、レジスト膜が前記工程により現像除去されたことにより露出した部分のレジスト下層膜をドライエッチングにより除去し、所望のパターンを基板上に形成することができる。   Then, a portion of the resist underlayer film exposed by developing and removing the resist film by the above process is removed by dry etching, and a desired pattern can be formed on the substrate.

以下、本発明について合成例及び実施例を挙げて詳述するが、本発明は下記記載に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example and an Example are given and explained in full detail about this invention, this invention is not limited to the following description at all.

下記合成例1乃至合成例4に示す重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、本明細書ではGPCと略称する。)による測定結果に基づく。測定には東ソー(株)製GPC装置を用い、測定条件は下記のとおりである。
GPCカラム:Shodex〔登録商標〕・Asahipak〔登録商標〕(昭和電工(株))
カラム温度:40℃
溶媒:N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)
流量:0.6ml/分
標準試料:ポリスチレン(東ソー(株))
ディテクター:RI
The weight average molecular weights shown in the following Synthesis Examples 1 to 4 are based on measurement results by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC in this specification). For measurement, a GPC device manufactured by Tosoh Corporation was used, and the measurement conditions were as follows.
GPC column: Shodex (registered trademark) and Asahipak (registered trademark) (Showa Denko KK)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: N, N-dimethylformamide (DMF)
Flow rate: 0.6 ml / min Standard sample: Polystyrene (Tosoh Corporation)
Detector: RI

<合成例1:PQMA/HPMA/GBLMA=34/33/33(質量%)>
p−ヒドロキシフェニルメタクリレート(PQMAと略称、昭和高分子株式会社製)2.72g、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(HPMAと略称、東京化成工業株式会社製)2.64g及びγ−ブチロラクトンメタクリレート(GBLMAと略称、大阪有機化学工業株式会社製)2.64gを乳酸エチル22.64gに溶解させ、ラジカル重合によりポリマー化した。反応後冷却して、固形分20質量%のポリマー溶液を得た。得られた溶液中のポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量14,400であった。
<Synthesis Example 1: PQMA / HPMA / GBLMA = 34/33/33 (mass%)>
2.72 g of p-hydroxyphenyl methacrylate (abbreviated as PQMA, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), 2.64 g of 2-hydroxypropyl methacrylate (abbreviated as HPMA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and γ-butyrolactone methacrylate (abbreviated as GBLMA) 2.64 g of Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 22.64 g of ethyl lactate and polymerized by radical polymerization. After the reaction, it was cooled to obtain a polymer solution having a solid content of 20% by mass. When the GPC analysis of the polymer in the obtained solution was performed, it was weight average molecular weight 14,400 in standard polystyrene conversion.

<合成例2:PQMA/HPMA/GBLMA=20/47/33(質量%)>
p−ヒドロキシフェニルメタクリレート(PQMAと略称、昭和高分子株式会社製)1.60g、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(HPMAと略称、東京化成工業株式会社製)3.76g及びγ−ブチロラクトンメタクリレート(GBLMAと略称、大阪有機化学工業株式会社製)2.64gを乳酸エチル22.64gに溶解させ、ラジカル重合によりポリマー化した。反応後冷却して、固形分20質量%のポリマー溶液を得た。得られた溶液中のポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量14,700であった。
<Synthesis Example 2: PQMA / HPMA / GBLMA = 20/47/33 (mass%)>
1.60 g of p-hydroxyphenyl methacrylate (abbreviated as PQMA, Showa Polymer Co., Ltd.), 3.76 g of 2-hydroxypropyl methacrylate (abbreviated as HPMA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and γ-butyrolactone methacrylate (abbreviated as GBLMA) 2.64 g of Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 22.64 g of ethyl lactate and polymerized by radical polymerization. After the reaction, it was cooled to obtain a polymer solution having a solid content of 20% by mass. When the GPC analysis of the polymer in the obtained solution was performed, it was the weight average molecular weight 14,700 in standard polystyrene conversion.

<合成例3:PQMA/HPMA/GBLMA=50/17/33(質量%)>
p−ヒドロキシフェニルメタクリレート(PQMAと略称、昭和高分子株式会社製)4.00g、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(HPMAと略称、東京化成工業株式会社製)1.36g及びγ−ブチロラクトンメタクリレート(GBLMAと略称、大阪有機化学工業株式会社製)2.64gを乳酸エチル22.64gに溶解させ、ラジカル重合によりポリマー化した。反応後冷却して、固形分20質量%のポリマー溶液を得た。得られた溶液中のポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量15,100であった。
<Synthesis Example 3: PQMA / HPMA / GBLMA = 50/17/33 (mass%)>
p-Hydroxyphenyl methacrylate (abbreviated as PQMA, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) 4.00 g, 2-hydroxypropyl methacrylate (abbreviated as HPMA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.36 g and γ-butyrolactone methacrylate (abbreviated as GBLMA) 2.64 g of Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 22.64 g of ethyl lactate and polymerized by radical polymerization. After the reaction, it was cooled to obtain a polymer solution having a solid content of 20% by mass. When the GPC analysis of the polymer in the obtained solution was performed, it was the weight average molecular weight 15,100 in standard polystyrene conversion.

<合成例4:PQMA/HPMA/OTDMA=34/33/33(質量%)>
p−ヒドロキシフェニルメタクリレート(PQMAと略称、昭和高分子株式会社製)2.72g、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(HPMAと略称、東京化成工業株式会社製)2.64g及び、8−又は9−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン(OTDMAと略称、三菱レイヨン株式会社製)2.64gを乳酸エチル22.64gに溶解させ、ラジカル重合によりポリマー化した。反応後冷却して、固形分20質量%のポリマー溶液を得た。得られた溶液中のポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量14,800であった。
<Synthesis Example 4: PQMA / HPMA / OTDMA = 34/33/33 (mass%)>
2.72 g of p-hydroxyphenyl methacrylate (abbreviated as PQMA, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), 2.64 g of 2-hydroxypropyl methacrylate (abbreviated as HPMA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 8- or 9-methacryloyloxy 2.64 g of -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one (abbreviated as OTDMA, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was dissolved in 22.64 g of ethyl lactate and subjected to radical polymerization. Polymerized. After the reaction, it was cooled to obtain a polymer solution having a solid content of 20% by mass. When the GPC analysis of the polymer in the obtained solution was performed, it was weight average molecular weight 14,800 in standard polystyrene conversion.

<実施例1>
前記合成例1で得たポリマー1gを含有する溶液5gに、テトラメトキシメチルグリコールウリル(日本サイテックインダストリーズ株式会社、商品名:POWDERLINK〔登録商標〕1174)0.25g及びピリジニウム−p−トルエンスルホナート0.0156gを混合し、この混合物を乳酸エチル20.43g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.47gに溶解させ溶液とした。その後、孔径0.10μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過し、更に、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、レジスト下層膜形成組成物を調製した。
<Example 1>
To 5 g of the solution containing 1 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1, 0.25 g of tetramethoxymethyl glycoluril (Nippon Cytec Industries, Ltd., trade name: POWDERLINK [registered trademark] 1174) and pyridinium-p-toluenesulfonate 0 0.0156 g was mixed, and this mixture was dissolved in 20.43 g of ethyl lactate and 10.47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.10 micrometer, and also filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.05 micrometer, and prepared the resist underlayer film forming composition.

<実施例2>
前記合成例2で得たポリマー1gを含有する溶液5gに、テトラメトキシメチルグリコールウリル(日本サイテックインダストリーズ株式会社、商品名:POWDERLINK〔登録商標〕1174)0.25g及びピリジニウム−p−トルエンスルホナート0.0156gを混合し、この混合物を乳酸エチル20.43g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.47gに溶解させ溶液とした。その後、孔径0.10μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過し、更に、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、レジスト下層膜形成組成物を調製した。
<Example 2>
To 5 g of the solution containing 1 g of the polymer obtained in Synthesis Example 2, 0.25 g of tetramethoxymethyl glycoluril (Nippon Cytec Industries, Ltd., trade name: POWDERLINK [registered trademark] 1174) and pyridinium-p-toluenesulfonate 0 0.0156 g was mixed, and this mixture was dissolved in 20.43 g of ethyl lactate and 10.47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.10 micrometer, and also filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.05 micrometer, and prepared the resist underlayer film forming composition.

<実施例3>
前記合成例3で得たポリマー1gを含有する溶液5gに、テトラメトキシメチルグリコールウリル(日本サイテックインダストリーズ株式会社、商品名:POWDERLINK〔登録商標〕1174)0.25g及びピリジニウム−p−トルエンスルホナート0.0156gを混合し、この混合物を乳酸エチル20.43g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.47gに溶解させ溶液とした。その後、孔径0.10μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過し、更に、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、レジスト下層膜形成組成物を調製した。
<Example 3>
To 5 g of the solution containing 1 g of the polymer obtained in Synthesis Example 3, 0.25 g of tetramethoxymethyl glycoluril (Nippon Cytec Industries, Ltd., trade name: POWDERLINK [registered trademark] 1174) and pyridinium-p-toluenesulfonate 0 0.0156 g was mixed, and this mixture was dissolved in 20.43 g of ethyl lactate and 10.47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.10 micrometer, and also filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.05 micrometer, and prepared the resist underlayer film forming composition.

<実施例4>
前記合成例4で得たポリマー1gを含有する溶液5gに、テトラメトキシメチルグリコールウリル(日本サイテックインダストリーズ株式会社、商品名:POWDERLINK〔登録商標〕1174)0.25g及びピリジニウム−p−トルエンスルホナート0.0156gを混合し、この混合物を乳酸エチル20.43g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.47gに溶解させ溶液とした。その後、孔径0.10μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過し、更に、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、レジスト下層膜形成組成物を調製した。
<Example 4>
To 5 g of a solution containing 1 g of the polymer obtained in Synthesis Example 4, 0.25 g of tetramethoxymethyl glycoluril (Nippon Cytec Industries, Ltd., trade name: POWDERLINK [registered trademark] 1174) and pyridinium-p-toluenesulfonate 0 0.0156 g was mixed, and this mixture was dissolved in 20.43 g of ethyl lactate and 10.47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.10 micrometer, and also filtered using the polyethylene micro filter with the hole diameter of 0.05 micrometer, and prepared the resist underlayer film forming composition.

<比較例1>
下記式(4)で表される共重合体をポリマーとして含み、さらに添加物として下記式(5)で表される架橋剤、及びピリジニウム−p−トルエンスルホナートを含むレジスト下層膜形成組成物を用意した。

Figure 2012081619
Figure 2012081619
<Comparative Example 1>
A resist underlayer film forming composition comprising a copolymer represented by the following formula (4) as a polymer, and further comprising a crosslinking agent represented by the following formula (5) as an additive and pyridinium-p-toluenesulfonate. Prepared.
Figure 2012081619
Figure 2012081619

〔レジストとのインターミキシング試験〕
本発明の実施例1乃至実施例4で調製したレジスト下層膜形成組成物、及び比較例1で示したレジスト下層膜形成組成物を、それぞれスピナーを用いてシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で、205℃で1分間ベークし、レジスト下層膜(膜厚0.10μm)を形成した。
[Intermixing test with resist]
The resist underlayer film forming composition prepared in Examples 1 to 4 of the present invention and the resist underlayer film forming composition shown in Comparative Example 1 were each applied on a silicon wafer using a spinner. Baking was performed at 205 ° C. for 1 minute on a hot plate to form a resist underlayer film (film thickness: 0.10 μm).

このレジスト下層膜の上層に、市販のレジスト溶液(住友化学株式会社製、商品名:PAR855)を、スピナーを用いて塗布し、ホットプレート上で100℃にて1分間ベークすることによりレジスト膜(120nm)を形成した。露光装置を用いて露光した後、露光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)を105℃で1分間行った。そのレジスト膜を現像及びリンス処理した後、レジスト下層膜の膜厚を測定し、実施例1乃至実施例4で調製したレジスト下層膜形成組成物から得られたレジスト下層膜とレジスト膜とのインターミキシングが起こらないことを確認した。   On top of this resist underlayer film, a commercially available resist solution (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: PAR855) is applied using a spinner and baked on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute to form a resist film ( 120 nm). After exposure using an exposure apparatus, post-exposure heating (PEB: Post Exposure Bake) was performed at 105 ° C. for 1 minute. After developing and rinsing the resist film, the thickness of the resist underlayer film is measured, and the resist underlayer film obtained from the resist underlayer film forming composition prepared in Example 1 to Example 4 is subjected to an interface between the resist film and the resist film. It was confirmed that mixing did not occur.

〔ドライエッチング速度の測定〕
本発明の実施例1乃至実施例4で調製したレジスト下層膜形成組成物、及び比較例1で示したレジスト下層膜形成組成物を、それぞれスピナーを用いてシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で、205℃で1分間加熱し、レジスト下層膜を形成した。そして、日本サイエンティフィック社製、RIEシステムES401を用い、ドライエッチングガスとしてCF4を使用した条件下でドライエッチング速度を測定した。
[Measurement of dry etching rate]
The resist underlayer film forming composition prepared in Examples 1 to 4 of the present invention and the resist underlayer film forming composition shown in Comparative Example 1 were each applied on a silicon wafer using a spinner. On the hot plate, it heated at 205 degreeC for 1 minute, and formed the resist underlayer film. Then, Japan Scientific Inc., using RIE system ES401, was measured dry etching rate under a condition of using CF 4 as a dry etching gas.

レジスト溶液(住友化学株式会社製、商品名:PAR710)を、スピナーを用いてシリコンウエハー上に塗布し、前述と同様の方法によりレジスト膜を形成した。そして日本サイエンティフィック社製、RIEシステムES401を用い、ドライエッチングガスとしてCF4を使用した条件下でドライエッチング速度を測定した。A resist solution (trade name: PAR710, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and a resist film was formed by the same method as described above. The dry etching rate was measured using RIE system ES401 manufactured by Nippon Scientific Co., Ltd. under the condition using CF 4 as the dry etching gas.

実施例1乃至実施例4及び比較例1の各レジスト下層膜形成組成物から得られた5種類のレジスト下層膜と、上記住友化学株式会社製レジスト溶液から得られたレジスト膜のドライエッチング速度との比較を行った。レジスト膜のドライエッチング速度に対するレジスト下層膜のドライエッチング速度の比(ドライエッチング速度の選択比)を表1に示す。各実施例のレジスト下層膜形成組成物から得られたレジスト下層膜は、比較例1のレジスト下層膜形成組成物から得られたレジスト下層膜よりも、ドライエッチング速度の選択比は大きい値となった。   Five types of resist underlayer films obtained from the resist underlayer film forming compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, and the dry etching rate of the resist film obtained from the resist solution manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. A comparison was made. Table 1 shows the ratio of the dry etching rate of the resist underlayer film to the dry etching rate of the resist film (selection ratio of the dry etching rate). The resist underlayer film obtained from the resist underlayer film forming composition of each example has a higher selectivity ratio of the dry etching rate than the resist underlayer film obtained from the resist underlayer film forming composition of Comparative Example 1. It was.

Figure 2012081619
Figure 2012081619

〔レジストパターンの形成〕
シリコンウエハー上に、本発明の実施例1で調製したレジスト下層膜形成組成物をスピンコートし、205℃で1分間加熱することにより、レジスト下層膜を形成した。そのレジスト下層膜上に、EUV用レジスト溶液(メタクリレート樹脂系レジスト)をスピンコートし、加熱を行い、レジスト膜を形成した。EUV露光装置(ASML社製EUV−ADT)を用い、NA=0.25、σ=0.5の条件で露光した。露光後、PEBを行い、クーリングプレート上で室温まで冷却し、現像及びリンス処理をし、レジストパターンを形成した。評価は、30nmのラインアンドスペースの形成可否、パターン上面からの観察によるパターンのラインエッジラフネス(LER)の大小により行った。
[Formation of resist pattern]
The resist underlayer film forming composition prepared in Example 1 of the present invention was spin-coated on a silicon wafer, and heated at 205 ° C. for 1 minute to form a resist underlayer film. On the resist underlayer film, an EUV resist solution (methacrylate resin resist) was spin-coated and heated to form a resist film. Using an EUV exposure apparatus (SMV EUV-ADT), exposure was performed under the conditions of NA = 0.25 and σ = 0.5. After the exposure, PEB was performed, cooled to room temperature on a cooling plate, developed and rinsed, and a resist pattern was formed. The evaluation was performed based on whether or not a 30 nm line and space can be formed and the line edge roughness (LER) of the pattern by observation from the upper surface of the pattern.

比較例2として、レジスト下層膜を形成する代わりに、シリコンウエハーにHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を施した基板を用いて上記と同じ試験を行った。   As Comparative Example 2, the same test as described above was performed using a substrate in which a silicon wafer was subjected to HMDS (hexamethyldisilazane) treatment instead of forming a resist underlayer film.

本明細書では、ラインアンドスペースのラインパターンにおいて、基板に垂直方向の断面が矩形形状である場合を“良好”、前記断面がテーパー(台形状)又は裾引き形状である場合を“可”と評価し、一方パターンの倒壊または解像不良によりラインアンドスペースが形成されたとはいえない場合を“不可”と評価する。   In this specification, in a line-and-space line pattern, the case where the cross section in the direction perpendicular to the substrate is rectangular is “good”, and the case where the cross section is tapered (trapezoidal) or skirted is “possible”. On the other hand, a case where it cannot be said that a line and space is formed due to pattern collapse or resolution failure is evaluated as “impossible”.

LERの測定は、Critical Dimension Scanning Electron Microscopy(CD−SEM)を用い、パターンエッジ位置を上部から二次元的に検出し、その位置のばらつきをLERとして定量化する。LERが小さいほどばらつきがが少なく好ましい。具体的には、CD−SEMで検出されるホワイトバンド幅を用いて、パターン底部から上面までの高さの70%の部位の線幅を400ポイント測長し、それらの値の3σをLER値とした。ここで、σは標準偏差を表す。   The LER is measured by using a critical dimension scanning electron microscope (CD-SEM) to detect a pattern edge position two-dimensionally from the top and quantify the variation in the position as LER. Smaller LER is preferable because of less variation. Specifically, using the white band width detected by the CD-SEM, measure the line width of the portion of 70% of the height from the bottom of the pattern to the top surface by 400 points, and 3σ of those values is the LER value. It was. Here, σ represents a standard deviation.

フォーカス深度(DOF)の測定は、最適フォーカス位置を基準としてフォーカスの位置を20nmステップで上下にずらしながら露光を行い、その後現像及びリンス処理によりレジストパターンを形成したラインアンドスペースを用いて行った。ラインパターン幅の許容範囲を目的とするパターン幅の±10%とし、パターン倒壊またはパターン変形のないフォーカス範囲をDOFマージンとした。   The focus depth (DOF) was measured using a line and space in which a resist position was formed by developing and rinsing after performing exposure while shifting the focus position up and down in steps of 20 nm on the basis of the optimum focus position. The allowable range of the line pattern width is set to ± 10% of the target pattern width, and the focus range without pattern collapse or pattern deformation is set as the DOF margin.

Figure 2012081619
Figure 2012081619

Figure 2012081619
Figure 2012081619

表2に示すとおり、本発明の実施例1で調製したレジスト下層膜形成組成物を用いた場合、比較例2の場合と比較してLERの値が小さく、製造工程におけるパターン寸法精度が高いことが確認された。LER値は通常、4.0nm以下であることが望ましい。表2中、“>4.5”とは、LER値が4.5nmより大きいという意味である。さらに、表3に示すとおり、本発明の実施例1で得たレジスト下層膜形成組成物を用いた場合、30nm及び28nmという微細なラインパターン幅でも十分なDOFマージンを有することが確認された。   As shown in Table 2, when the resist underlayer film forming composition prepared in Example 1 of the present invention is used, the LER value is small compared to Comparative Example 2, and the pattern dimensional accuracy in the manufacturing process is high. Was confirmed. In general, the LER value is desirably 4.0 nm or less. In Table 2, “> 4.5” means that the LER value is greater than 4.5 nm. Furthermore, as shown in Table 3, when the resist underlayer film forming composition obtained in Example 1 of the present invention was used, it was confirmed that a sufficient DOF margin was obtained even with fine line pattern widths of 30 nm and 28 nm.

Claims (5)

下記式(1)及び式(2)で表される構造単位を有するポリマー、架橋剤及び溶剤を含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
Figure 2012081619
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、L1は単結合、又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基を有する2価の連結基を表し、Aはヒドロキシ基を含む少なくとも一つの置換基を有する芳香環基を表し、Dは直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のヒドロキシアルキル基を表す。)
A resist underlayer film forming composition for lithography comprising a polymer having a structural unit represented by the following formulas (1) and (2), a crosslinking agent and a solvent.
Figure 2012081619
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 is a divalent divalent alkylene group having a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms. Represents a linking group, A represents an aromatic ring group having at least one substituent containing a hydroxy group, and D represents a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 13 carbon atoms.
前記ポリマーが下記式(3)で表される構造単位をさらに有する共重合体である、請求項1に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
Figure 2012081619
(式中、R3は水素原子又はメチル基を表し、L2は単結合又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素原子数1乃至13のアルキレン基を表し、Eはラクトン環を含む基又はアダマンタン環を含む基を表す。)
The resist underlayer film forming composition for lithography according to claim 1, wherein the polymer is a copolymer further having a structural unit represented by the following formula (3).
Figure 2012081619
Wherein R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, L 2 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 13 carbon atoms, and E represents a group containing a lactone ring or adamantane Represents a group containing a ring.)
架橋触媒をさらに含む請求項1又は請求項2に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。   The resist underlayer film forming composition for lithography according to claim 1 or 2, further comprising a crosslinking catalyst. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を半導体基板上に塗布しベークしてレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、前記露光後に前記レジスト膜を現像液によって現像する工程を含む、レジストパターンの形成方法。   A step of applying a resist underlayer film forming composition for lithography according to any one of claims 1 to 3 on a semiconductor substrate and baking to form a resist underlayer film, and forming a resist film on the resist underlayer film A method of forming a resist pattern, comprising: a step of forming; a step of exposing the resist underlayer film and a semiconductor substrate coated with the resist film; and a step of developing the resist film with a developer after the exposure. 前記露光は極端紫外線を用いて行われる請求項4に記載のレジストパターンの形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 4, wherein the exposure is performed using extreme ultraviolet rays.
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