JPWO2017169569A1 - 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 - Google Patents
保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017169569A1 JPWO2017169569A1 JP2018508883A JP2018508883A JPWO2017169569A1 JP WO2017169569 A1 JPWO2017169569 A1 JP WO2017169569A1 JP 2018508883 A JP2018508883 A JP 2018508883A JP 2018508883 A JP2018508883 A JP 2018508883A JP WO2017169569 A1 JPWO2017169569 A1 JP WO2017169569A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- resin
- protective film
- solvent
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1806—C6-(meth)acrylate, e.g. (cyclo)hexyl (meth)acrylate or phenyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1807—C7-(meth)acrylate, e.g. heptyl (meth)acrylate or benzyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1808—C8-(meth)acrylate, e.g. isooctyl (meth)acrylate or 2-ethylhexyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1818—C13or longer chain (meth)acrylate, e.g. stearyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
- C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
- C08F220/283—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing one or more carboxylic moiety in the chain, e.g. acetoacetoxyethyl(meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C09D125/08—Copolymers of styrene
- C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D125/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
- C09D133/16—Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
- G03F7/0397—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
- G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
- G03F7/2006—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light using coherent light; using polarised light
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1811—C10or C11-(Meth)acrylate, e.g. isodecyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate or 2-naphthyl (meth)acrylate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
例えば、特許文献1には、「有機溶媒を含有する現像液を用いるネガ型パターン形成方法用保護膜形成組成物であって、[A]フッ素原子含有重合体、および[B]溶媒を含有し、[B]溶媒が、鎖状エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒および炭素数5以上のアルコール系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする保護膜形成組成物。」が記載されている。
また、本発明は、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法を提供することも課題とする。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[2] 樹脂が、樹脂XAと、フッ素原子を含有する樹脂XBと、を含有し、樹脂XAは、フッ素原子を含有しない樹脂であるか、フッ素原子を含有する場合には、質量基準によるフッ素原子の含有率が樹脂XB中のフッ素原子の含有率よりも低い樹脂である、[1]に記載の保護膜形成用組成物。
[3] 樹脂XBの含有率が、保護膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である、[2]に記載の保護膜形成用組成物。
[4] 溶剤が、第2級アルコールを含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[5] 樹脂XA中のフッ素原子の含有率が0〜5質量%である、[2]〜[4]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[6] 樹脂XB中のフッ素原子の含有率が15質量%以上である、[2]〜[5]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[7] 溶剤が第2級アルコールと、エーテル系溶剤と、を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[8] 樹脂XA中のフッ素原子の含有率と、樹脂XB中のフッ素原子の含有率との差が10質量%以上である、[2]〜[7]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[9] 樹脂XAがフッ素原子を含有しない樹脂である、[2]〜[8]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[10] 塩基性化合物が、アミン化合物、および、アミド化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、[1]〜[9]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物。
[11] 過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程と、溶剤、樹脂、塩基性化合物、および、酸化防止剤を混合して、保護膜形成用組成物を調製する工程とを有する、保護膜形成用組成物の製造方法。
[12] 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に感活性光線性または感放射線性膜を形成する工程と、[1]〜[10]のいずれかに記載の保護膜形成用組成物を用いて、感活性光線性または感放射線性膜上に保護膜を形成する工程と、感活性光線性または感放射線性膜と保護膜を含む積層膜を露光する工程と、露光された積層膜に対して、現像液を用いて現像を行う工程と、を含み、保護膜形成用組成物は、樹脂と、塩基性化合物と、溶剤と、酸化防止剤と、を含有する、パターン形成方法。
[13] 露光が液浸露光である、[12]に記載のパターン形成方法。
[14][12]または[13]のいずれかに記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
また、本発明によれば、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法を提供することもできる。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお本明細書における基(原子群)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、本発明の効果を損ねない範囲で、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。このことは、各化合物についても同義である。
また、本明細書中における「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、EUV(Extreme ultraviolet)、X線、および、電子線等を意味する。また、本明細書において光とは、活性光線または放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、とくに断らない限り、水銀灯およびエキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、ならびに、EUVなどによる露光のみならず、電子線およびイオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表す。
また、本明細書において、「単量体」と「モノマー」とは同義である。本明細書における単量体は、オリゴマーおよびポリマーと区別され、とくに断らない限り、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書において、重合性化合物とは、重合性官能基を有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性官能基とは、重合反応に関与する基を言う。
また、本明細書において「準備」というときには、特定の材料を合成ないし調合等して備えることのほか、購入等により所定の物を調達することを含む意味である。
また、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の保護膜形成用組成物は、樹脂と、塩基性化合物と、溶剤と、酸化防止剤と、を含有する。
この理由の詳細は明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
化学増幅型レジストにはポジ型とネガ型があり、一般的に、いずれも、光酸発生剤と、酸の作用により極性が変化する樹脂と、を含む組成物が用いられる。この組成物を露光することにより、露光部に含まれる光酸発生剤により生じた酸が樹脂に作用し、樹脂の極性が変化する。そのため、露光された組成物を、アルカリ現像液または有機溶剤を含む現像液によって現像することにより、ポジ型、または、ネガ型パターンが得られる。
この塩基性化合物の化学変化は、本発明者がさらに検討を行った結果、保護膜形成用組成物に含まれる過酸化物によって引き起こされることを知見した。
本発明の保護膜形成用組成物は、樹脂を含有する。樹脂は、保護膜形成用組成物を用いてレジスト膜上に形成された保護膜において、例えば、以下に掲げる作用を有する。まず、液浸露光において、液浸液へのレジスト膜成分の移動を最小限にする、または、妨げる作用である。また、保護膜と液浸液との界面において、液浸露光機のスキャン露光時に、液浸液の液残りによる欠損を防ぐ作用である。樹脂としては、公知のものを用いることができ、例えば特開2014−56194号公報の0016〜0165段落に記載の樹脂を用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂が、フッ素原子の含有率が互いに異なる2種の樹脂XA、および、樹脂XBを含有することにより、保護膜の表面にフッ素原子含有率のより高い樹脂XBが偏在化しやすく、保護膜表面の疎水性が高まり易いと推測される。従って、保護膜は、水に対するより優れた後退接触角を有する。これにより、スキャン露光時の液浸液の液残りによる欠陥の発生をより少なくすることができる。また、後述する塩基性化合物の保護膜からの揮発が抑制され、塩基性化合物がレジスト膜の未露光部へ効率よく移動すると推測され、本発明の保護膜を積層したレジスト膜は、優れたELおよびDOFを有する。
以下では、樹脂XAおよびフッ素原子を含有する樹脂XBの好適態様について詳述する。
樹脂XAは、露光時に光が保護膜を通してレジスト膜に到達するため、使用する露光光源に対して透明であることが好ましい。ArF液浸露光に使用する場合は、ArF光への透明性の点から上記樹脂は実質的に芳香族基を有さないことが好ましい。
樹脂XA中のフッ素原子の含有率は0〜5質量%であることが好ましく、0〜2.5質量%がより好ましく、0質量%がさらに好ましい。樹脂XA中のフッ素原子の含有率が上記範囲内であると、保護膜の表面にフッ素原子含有率のより高い後述の樹脂XBによる疎水膜が形成されやすくなるため、保護膜形成用組成物は、より優れた本発明の効果を有する。
ここで、樹脂XA中の側鎖部分が有するCH3部分構造(以下、単に「側鎖CH3部分構造」ともいう)は、エチル基、およびプロピル基等が有するCH3部分構造を包含するものである。
1価の有機基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、およびアリールアミノカルボニル基などが挙げられ、これらの基は、さらに置換基を有していてもよい。
なお、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基とは、後述する感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂が有することがある基である。
また、式(II)中、*は結合位置を示す。
1つ以上のCH3部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH3部分構造を2〜10個有することが好ましく、3〜8個有することがより好ましい。
シクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、およびシクロドデカニル基が好ましい。なかでも、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、およびトリシクロデカニル基がより好ましく、ノルボルニル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基がさらに好ましい。
R2としては、1つ以上のCH3部分構造を有するシクロアルキル基が好ましい。1つ以上のCH3部分構造を有する多環式シクロアルキル基がより好ましく、2つ以上のCH3部分構造を有する多環式シクロアルキル基がさらに好ましく、3つ以上のCH3部分構造を有する多環式シクロアルキル基がとくに好ましい。なかでも、3つ以上のアルキル基で置換された多環式シクロアルキル基が最も好ましい。
また、式(III)中、*は結合位置を表す。
炭素数3〜20の分岐のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、および2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基などが挙げられる。なかでも、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、および2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基が好ましい。
式(C−I)〜(C−V)中、R4〜R7は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、直鎖もしくは分岐の炭素数1〜4のアルキル基、または直鎖もしくは分岐の炭素数1〜4のフッ素化アルキル基を表す。
なお、R4〜R7の少なくとも1つはフッ素原子を表す。また、R4およびR5、またはR6およびR7は環を形成していてもよい。
R32、およびR33は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、フッ素化アルキル基、またはフッ素化シクロアルキル基を表す。
ただし、R30、R31、R32、および、R33からなる群から選択される少なくとも1種は、少なくとも1つのフッ素原子を有する。
式(Ia)中、R1は、アルキル基を表し、炭素数3〜10の直鎖、または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
式(Ia)中、R2は、水素原子、またはアルキル基を表し、炭素数1〜10の直鎖、または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の直鎖、または分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
繰り返し単位(a):フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位。
繰り返し単位(c):分岐鎖状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐鎖状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、またはアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位。
より好ましくは繰り返し単位(a)、および繰り返し単位(c)からなる共重合樹脂。
繰り返し単位(b):トリアルキルシリル基、または環状シロキサン構造を有する繰り返し単位。
繰り返し単位(c):分岐鎖状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐鎖状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、またはアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位。
より好ましくは繰り返し単位(b)、および繰り返し単位(c)からなる共重合樹脂。
樹脂XAを10mg秤量し、アルミパンにセットする。その後、室温から1%分解温度より5℃低い温度まで、昇温速度10℃/minで昇温した後に、急冷し、再び10℃/minで昇温しDSC曲線を得る。得られたDSC曲線が屈曲する温度をガラス転移温度とする。なお、1%分解温度(℃)は、示差熱熱重量同時測定装置(TG/DTA:ThermoGravimetry/differential thermal analysis)を用いて、窒素雰囲気中で熱重量を測定した際の1%重量減少時の温度(1%重量減少温度)(℃)である。
・カラム:東ソー社製 KF−804L(3本)
・展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
・カラム温度:40℃
・流速:1.0mL/min
・装置:東ソー社製 HLC−8220
・検量線:TSKスタンダードPStシリーズ
樹脂XBは、上述した樹脂XAと同様、ArF液浸露光に使用する場合は、ArF光への透明性の点から上記樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。
樹脂XBは、樹脂XAと同様、側鎖部分にCH3部分構造を含むことも好ましく、例えば、樹脂XAにおいて説明した式(II)で表される繰り返し単位、および、式(III)で表される繰り返し単位からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位(x)を含むことが好ましい。
樹脂XBにおけるフッ素原子の含有率は、樹脂XBの全質量に対し、15質量%以上であることが好ましく、15〜80質量%がより好ましく、20〜80質量%がさらに好ましく、25〜80質量%がとくに好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位が、樹脂XB中10〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%であることがより好ましい。
上述のとおり、本発明の保護膜形成用組成物は、後述する塩基性化合物と共に、フッ素原子の含有率が互いに異なる2種の樹脂XAおよび樹脂XBを含有する樹脂を用いることが好ましい。
ここで、樹脂XA中のフッ素原子の含有率と、樹脂XB中のフッ素原子の含有率との差は10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、18質量%以上であることがさらに好ましい。フッ素原子の含有率の差が上記範囲内であると、本発明の保護膜形成用組成物により形成した保護膜の表面がフッ素原子含有率のより高い樹脂XBにより形成される疎水膜で覆われやすく、保護膜は、水に対するより優れた後退接触角を有しやすい。これにより、スキャン露光時の液浸液の液残りによる欠陥の発生をより少なくすることができる。また、後述する塩基性化合物の保護膜からの揮発が抑制され、塩基性化合物がレジスト膜の未露光部へ効率よく移動するため、本発明の保護膜を積層したレジスト膜は、優れたELおよびDOFを有する。
本発明の保護膜形成用組成物は、塩基性化合物(以下、「塩基性化合物XC」ともいう。)を含有する。
12.0.2.1076 (Cambridge corporation社)による算出値である。
塩基性化合物XCとして、含窒素複素環構造を有する化合物も適宜用いることができる。
塩基性化合物XCとして、フェノキシ基を有するアミン化合物も適宜用いることができる。
塩基性化合物XCとして、アンモニウム塩も適宜用いることができる。アンモニウム塩のアニオンとしては、例えば、ハライド、スルホネート、ボレート、およびフォスフェートが挙げられる。これらのうち、ハライド、およびスルホネートが好ましい。
本発明の保護膜形成用組成物は、塩基性化合物XCとして、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(以下において、「低分子化合物(D)」または「化合物(D)」ともいう)を含有することができる。低分子化合物(D)は、酸の作用により脱離する基が脱離した後は、塩基性を有することが好ましい。
また、nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、n+m=3である。
また、n=2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数20以下)若しくはその誘導体を形成していてもよい。
(a)メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、および、ドデカン等の直鎖状アルキル基、ならびに、炭素数3〜12の分岐鎖状アルキル基。
(a−1)(a)において例示した基の水素原子の少なくとも1つを、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基等のシクロアルキル基で置換した基。
(b)シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、およびノラダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、ならびにこれらのシクロアルカンに由来する基の水素原子の少なくとも1つを、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、およびt−ブチル基等の直鎖状、または分岐鎖状のアルキル基で置換した基。
(c)ベンゼン、ナフタレン、およびアントラセン等の芳香族化合物に由来する基、ならびにこれらの芳香族化合物に由来する基の水素原子の少なくとも1つを、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、およびt−ブチル基等の直鎖状、または分岐鎖状のアルキル基で置換した基。
(d)ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、およびベンズイミダゾール等の複素環式化合物に由来する基、ならびにこれらの複素環式化合物に由来する基の水素原子の少なくとも1つを、直鎖状、もしくは分岐鎖状のアルキル基、または芳香族化合物に由来する基で置換した基。
(e)直鎖状、もしくは分岐鎖状のアルカンに由来する基、シクロアルカンに由来する基、または、上記アルカンに由来する基もしくは上記シクロアルカンに由来する基の水素原子の少なくとも1つを、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基で置換した基。
(e−1)(e)における芳香族化合物に由来する基の水素原子の少なくとも1つが、ヒロドキシ基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、およびオキソ基等の官能基でさらに置換された基。
上述したように、塩基性化合物XCとしては、塩基発生剤も含まれる。塩基発生剤としてはClogP値が1.30以下であることが好ましい。
保護膜形成用組成物における塩基性化合物XCの含有率は、保護膜組成物の全固形分を基準として、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.3〜5質量%がさらに好ましい。
なお、塩基性化合物XCは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
レジスト膜を溶解せずに良好なパターンを形成するために、本発明における保護膜形成用組成物は、レジスト膜を溶解しない溶剤を含有することが好ましく、有機系現像液とは異なる成分の溶剤を用いることがより好ましい。
1000cP=1Pa・s。
アルコール系溶剤としては、塗布性の観点から、1価のアルコールが好ましく、より好ましくは、炭素数4〜8の1価アルコールである。炭素数4〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐鎖状、または環状のアルコールを用いることができるが、直鎖状、または分岐鎖状のアルコールが好ましい。このようなアルコール系溶剤としては、例えば、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、および、4−オクタノールなどのアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、およびトリエチレングリコールなどのグリコール;エチ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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、およびメトキシメチルブタノールなどのグリコールエーテル;等を用いることができ、なかでも、アルコール、およびグリコールエーテルが好ましく、1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
エーテル系溶剤としては、上記グリコールエーテル系溶剤の他、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、イソアミルエーテル、およびジイソアミルエーテル等が挙げられる。エーテル系溶剤のなかでも、分岐構造を有するエーテル系溶剤がより好ましい。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル(酢酸n−ブチル)、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル(プロピオン酸n−ブチル)、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ブタン酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、およびプロピオン酸ブチル等が挙げられる。エステル系溶剤のなかでも、分岐構造を有するエステル系溶剤が好ましい。
フッ素系溶剤としては、例えば、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブタノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロ−1−ヘキサノール、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5−ペンタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロ−1,8−オクタンジオール、2−フルオロアニソール、2,3−ジフルオロアニソール、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン、パーフルオロ−2−ペンタノン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、パーフルオロトリブチルアミン、およびパーフルオロテトラペンチルアミン等が挙げられ、この中でも、フッ化アルコール、およびフッ化炭化水素系溶剤を好適に用いることができる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、およびアニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤;n−ヘプタン、n−ノナン、n−オクタン、n−デカン、2−メチルヘプタン、3−メチルヘプタン、3,3−ジメチルヘキサン、および2,3,4−トリメチルペンタンなどの脂肪族炭化水素系溶剤;等が挙げられる。
本発明の保護膜形成用組成物が含有する溶剤(XD)は、その過酸化物含有率が所定の許容値以下であることが好ましい。過酸化物含有率が所定の許容値以下の溶剤(XD)を用いることで、塩基性化合物、とくに窒素含有塩基性物質が窒素酸化物へ化学変化することを抑制することができる。その結果、本発明の保護膜形成用組成物は、より優れた本発明の効果を有する。
上記以外の溶剤を混合する場合、その含有率は、保護膜形成用組成物が含有する全溶剤量に対して、0〜30質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましく、0〜10質量%がさらに好ましい。上記以外の溶剤を混合することで、保護膜形成用組成物のレジスト膜に対する溶解性、保護膜形成用組成物中の樹脂の溶解性、およびレジスト膜からの溶出特性、などを適宜調整することができる。
本発明の保護膜形成用組成物は酸化防止剤を含有する。酸化防止剤とは、有機材料が酸素の存在下で酸化されることを防ぐためのものであり、本発明の保護膜形成用組成物においては、溶剤に含まれる過酸化物によって塩基性化合物が化学変化してしまうことを抑制する作用を有する。
本発明の保護膜形成用組成物は、さらに界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤としてはとくに制限はなく、保護膜形成用組成物を均一に成膜することができ、かつ、溶剤(XD)に溶解することができれば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、およびノニオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。
本発明の保護膜形成用組成物の製造方法は、過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程と、溶剤、樹脂、塩基性化合物、および酸化防止剤を混合して、保護膜形成用組成物を調製する工程と、を有する。
上述の製造方法により製造した保護膜形成用組成物は、過酸化物含有率が許容値を満たすよう制御されている。そのため、所定期間保管した後でも、フォーカス余裕度および露光余裕度がより優れるパターン形成を行うことができる保護膜形成用組成物を得ることができる。以下では、各工程について詳述する。
本明細書において、準備とは、過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を調製することのほか、購入等により調達することも含む意味である。すなわち、過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を調製または購入等して、次の工程に使用できる状態にすることをいう。
なお、過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程は、(1)溶剤の過酸化物含有率を測定、または確認するステップと、(2)測定、または確認した過酸化物含有率を許容値と比較するステップと、を有する。さらに、(3)過酸化物含有率が許容値より大きい溶剤を希釈するステップをさらに有してもよい。
過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程は、(1)および(2)のステップを有していればよく、(3)および/またはその他のステップを有していてもよい。以下では、それぞれのステップについて詳述する。
溶剤の過酸化物含有率の測定は、上述のとおりの方法により行うことができる。保護膜形成用組成物をバッチ式で製造する場合は、測定は、保護膜形成用組成物の調製に供する溶剤について調製の都度行うことができる。また、保護膜形成用組成物を連続式で調製する場合は、例えば、連続的に供給される溶剤について連続的に測定を行うことができる。これらの測定方法は、単独で行っても、併用してもよい。
過酸化物含有率は測定以外の方法により確認してもよい。過酸化物含有率を確認する方法としては、例えば、溶剤が市販品である場合には、製造元から提供される情報等から取得する方法が挙げられる。
なお、複数の溶剤を併用する場合には、混合後の溶剤について過酸化物含有率の測定を行うことができる。また、混合前の溶剤について、それぞれ単独で過酸化物含有率を測定、または確認した後に、混合後の溶剤について過酸化物含有率を推定してもよい。推定の方法としては、例えば算術平均が挙げられる。
溶剤中の過酸化物含有率の許容値は、本発明の効果が得られる好ましい過酸化物含有率の値を用いることができる。具体的には、許容値としては、溶剤の過酸化物含有率が1mmol/L以下であることが好ましく、0.1mmol/L以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、後述する検出限界との関係で、通常、0.01mmol/L以上である場合が多い。また、製造条件のばらつき等を考慮し、好ましい値に対して一定の余裕を持った値を許容値として設定することもできる。
測定、または確認された溶剤の過酸化物含有率と上述の許容値との比較は、両者の差を計算すること等によって行うことができる。
過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程は、さらに、過酸化物含有率が許容値より大きい溶剤を希釈するステップを有してもよい。希釈するステップにおいては、上述の許容値を満たすよう、溶剤を希釈する。希釈するための溶剤は、希釈対象とする溶剤と同種、または別種のものを使うことができる。また、希釈するための溶剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。希釈は公知の方法により行うことができ、例えば、希釈対象とする溶剤に、希釈するための溶剤を加え攪拌することによって行うことができる。
希釈後の溶剤は、後述する保護膜形成用組成物を調製する工程に供することができる。また、希釈後の溶剤は、上述の(1)および(2)に供し、再び、過酸化物含有率を測定、または確認し、許容値と比較してもよい。なお、再び、過酸化物含有率を測定、または確認した結果、依然として許容値より大きい場合には、再度(3)過酸化物含有率が許容値より大きい溶剤を希釈するステップを行ってもよい。すなわち、上述の(1)、(2)および(3)は、複数回繰り返されてもよい。
本工程により、過酸化物含有率が許容値以下である溶剤が保護膜形成用組成物の調製に供されることとなる。そのため、調製される保護膜形成用組成物の過酸化物含有率は所定値に制御され、所定期間保管した後でも、フォーカス余裕度および露光余裕度に優れるパターン形成を行うことができる保護膜形成用組成物を得ることができる。
本工程においては、溶剤、樹脂、塩基性化合物、酸化防止剤、およびその他成分を溶解する順番、方法などは適宜選択すればよい。溶解の方法としては、例えば、溶剤に、所望の材料を投入し、攪拌することにより行うことができ、公知の方法を用いることができる。溶解は、大気環境下で行ってもよく、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
本発明の保護膜形成用組成物の製造方法は、その他の工程を有していてもよい。なかでも、上述した各成分を溶剤に溶解した後、得られた混合物をフィルター濾過する工程を有することが好ましい。フィルターとしては、ポアサイズ0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、さらに好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、または、ナイロン製のものが好ましい。なお、フィルターは、複数種類を直列または並列に接続して用いてもよい。また、保護膜形成用組成物を複数回濾過してもよく、複数回の濾過を循環濾過により行ってもよい。さらに、フィルター濾過の前後で、保護膜形成用組成物に対して脱気処理などを行ってもよい。本発明の保護膜形成用組成物は、金属等の不純物(固体状の金属および金属イオン;金属不純物)を含まないことが好ましい。金属不純物成分としては、例えば、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mn、Mg、Al、Cr、Ni、Zn、Ag、Sn、Pb、およびLiが挙げられる。保護膜形成用組成物に含まれる不純物の合計含有率としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、1ppt以下が最も好ましい。
本発明のパターン形成方法は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に感活性光線性または感放射線性膜を形成する工程aと、保護膜形成用組成物を用いて、上記感活性光線性または感放射線性膜上に保護膜を形成する工程bと、上記感活性光線性または感放射線性膜と保護膜を含む積層膜に対して露光を行う工程cと、露光された上記積層膜に対して、現像液を用いて現像する工程dとを含む。
工程aでは、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に感活性光線性、または感放射線性膜を形成する。
本発明のパターン形成方法に用いられる感活性光線性または感放射線性樹脂組成物としてはとくに制限されない。感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の具体例を以下に詳述する。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、典型的には、酸の作用により極性が増大して有機溶剤を含む現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有する。
アルキル基またはアルケニル基を表す。
一般式(pI)〜(pV)中、
R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基またはsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子群を表す。
ここで、Rは、水素原子、ハロゲン原子または1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
(i−1):上記酸脱離性基aの炭素数の最大値が4であり、保護率が70モル%以下である樹脂
(ii−1):上記酸脱離性基aの炭素数の最大値が5であり、保護率が60モル%以下である樹脂
(iii−1):上記酸脱離性基aの炭素数の最大値が6であり、保護率が47モル%以下である樹脂
(iv−1):上記酸脱離性基aの炭素数の最大値が7であり、保護率が45モル%以下である樹脂
ただし、保護率は、上記樹脂に含まれる全ての酸分解性繰り返し単位の合計の、全繰り返し単位に占める割合を意味する。
また、上記酸脱離性基aの炭素数とは、脱離基に含まれる炭素の数を意味する。
これにより、レジスト膜のシュリンク量の低減、並びに、フォーカス余裕度(DOF:Depth Of Focus)の拡大とラインエッジラフネス(LER)の低減とを実現できる。
ラクトン構造部分またはスルトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、および酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、または酸分解性基である。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、典型的には、活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(「光酸発生剤」ともいう)を含有する。
(アニオン)
式(3)中、
Xfは、各々独立に、フッ素原子、または、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
(カチオン)
一般式(3)中、X+は、カチオンを表す。
X+は、カチオンであれば特に制限されないが、好適な態様としては、例えば、後述する式(ZI)または(ZII)中のカチオン(Z-以外の部分)が挙げられる。
(好適な態様)
特定酸発生剤の好適な態様としては、例えば、下記一般式(ZI)または(ZII)で表される化合物が挙げられる。
上記一般式(ZI)において、
R201、R202およびR203は、各々独立に、有機基を表す。
R201、R202およびR203により表される有機基としては、例えば、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)および(ZI−4)における対応する基を挙げることができる。
式(ZI−3)中、
R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、アルキルチオ基またはアリールチオ基を表す。
式(ZI−4)中、
R13は水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
一態様において、酸発生剤は、分子量が870以下であることが好ましく、800以下であることがより好ましく、700以下であることが更に好ましく、600以下であることが特に好ましい。これにより、DOFおよびLERが改善する。
なお、本発明において、活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物がその分子量に分布を有する場合、重量平均分子量の値を分子量の基準として扱う。
上記各成分を溶解させて感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有していてもよいモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、およびピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
式(A)〜(E)中、
R200、R201およびR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)またはアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
塩基性化合物の使用量は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、疎水性樹脂(E)を含有してもよい。疎水性樹脂としては、例えば、保護膜形成用組成物が含有する上述した樹脂(XB)を好適に使用できる。また、例えば、特開2014−149409号公報の段落[0389]〜[0474]に記載された「[4]疎水性樹脂(D)」等も好適に挙げられる。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、さらに(F)界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系および/またはシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、(G)カルボン酸オニウム塩を含有してもよい。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、およびカルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、(G)カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。さらに、(G)カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の、直鎖、分岐または環状(単環または多環)のアルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいてもよい。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤および現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、または脂肪族化合物)等を含有させることができる。
工程bでは、工程aで形成した感活性光線性または感放射線性膜上に、保護膜形成用組成物(トップコート組成物)を用いて保護膜を形成する。保護膜を形成する方法としては、例えば、保護膜形成用組成物を感活性光線性または感放射線性膜上に塗布する方法が挙げられる。塗布方法としては、とくに限定されず、上述した感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の塗布方法と同様の方法が挙げられる。
保護膜の屈折率は、解像性の観点から、レジスト膜の屈折率に近いことが好ましい。
保護膜は液浸液に不溶であることが好ましく、水に不溶であることがより好ましい。
工程cでは、レジスト膜と、その上に形成された保護膜とを含む積層膜に対して露光を行う。工程cにおける露光は、公知の方法により行うことができ、例えば、積層膜に対して、所定のマスクを通して、活性光線、または放射線を照射する。このとき、好ましくは、活性光線、または放射線を、液浸液を介して照射するが、これに限定されるものではない。露光量は適宜設定できるが、通常1〜100mJ/cm2である。
工程dにおいて、現像液を用いて現像することにより、パターンを形成する。工程dは、レジスト膜の可溶部分を同時に除去する工程であることが好ましい。
現像液としては、有機溶剤を含む現像液、および、アルカリ現像液のいずれも用いることができる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.01〜20質量%である。
アルカリ現像液を用いて現像を行う時間は、通常10〜300秒である。
アルカリ現像液のアルカリ濃度(およびpH)、および現像時間は、形成するパターンに応じて、適宜調整することができる。
本発明の保護膜形成用組成物には、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ(フィルター、O−リング、チューブなど)の故障を防止する為、導電性の化合物を添加しても良い。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加量は特に制限されないが、10質量%以下が好ましく、更に好ましくは、5質量%以下である。薬液配管の部材に関しては、SUS(ステンレス鋼)、或いは帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、またはフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)で被膜された各種配管を用いることができる。フィルターやO−リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、またはフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)を用いることができる。
配管に通す溶剤としては、レジストを溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば上述した有機溶媒が挙げられ、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エチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、2−ヘプタノン、乳酸エチル、1−プロパノール、アセトン、等を用いることができる。中でも好ましくは、PGMEA,PGME,シクロヘキサノンを用いることができる。
本発明の保護膜形成用組成物、および、本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物など)は、金属等の不純物(固体状の金属および金属イオン)を含まないことが好ましい。金属不純物成分としては、例えば、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mn、Mg、Al、Cr、Ni、Zn、Ag、Sn、Pb、およびLiを挙げることができる。これら材料に含まれる不純物の合計含有率としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、1ppt以下が最も好ましい。
上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減するためには、製造工程における金属不純物の混入を防止することが必要である。製造装置から金属不純物が十分に除去されたかどうかは、製造装置の洗浄に使用された洗浄液中に含まれる金属成分の含有率を測定することで確認することができる。使用後の洗浄液に含まれる金属成分の含有率は、100ppt(parts per trillion)以下がより好ましく、10ppt以下が更に好ましく、1ppt以下が特に好ましい。
本発明は、上述した本発明のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。
〔合成例1:樹脂X−1の合成〕
窒素気流下、シクロヘキサノン26.1gを3つ口フラスコに入れ、これを85℃に加熱した。これに下記構造式XM−2で表されるモノマー10.67g、下記構造式XM−3で表されるモノマー10.71g、下記構造式XM−8で表されるモノマー3.03g、および、重合開始剤V−601(和光純薬製工業(株)、0.553g)をシクロヘキサノン47.6gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下して反応液を得た。滴下終了後、さらに反応液を85℃で2時間反応させた。反応液を放冷後、反応液をメタノール1140gに20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取して、乾燥すると、下記に示す樹脂X−1(20.9g)が得られた。得られた樹脂X−1の重量平均分子量は標準ポリスチレン換算で8000、分散度(Mw/Mn)は1.69であった。13C−NMRにより測定した繰り返し単位の組成比は、以下の式中の左から順にモル比で40/30/30であった。
表1において、樹脂X−1〜X−27は、それぞれ、モノマーXM−1〜XM−26のいずれかに対応する繰り返し単位を、表1に記載のモル比で有する樹脂である。
式(1):[(各モノマー中のフッ素原子数×フッ素原子の原子量)/モノマーの分子量]×100
・樹脂中のフッ素原子の含有率RF(質量%)
式(2):Σ(各モノマーの分子量×各モノマー中のフッ素原子の含有率MF×各モノマーの組成比)/Σ(各モノマーの分子量×各モノマーの組成比)
<過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程>
(溶剤の過酸化物含有率を測定、または確認するステップ)
200ml共栓付フラスコに表2に示す各溶剤(混合溶剤である場合は混合後の溶剤)10mlを精密に採取し、酢酸:クロロホルム溶液(3:2)25mlを加えた。得られた混合液に飽和ヨウ化カリウム溶液を1ml加えて混ぜた後、暗所に10分間放置した。これに蒸留水30mlとでんぷん溶液1mlを加え、0.01Nチオ硫酸ナトリウム溶液で無色になるまで滴定した。次に各溶剤を加えない状態で上記操作を行って空試験とした。過酸化物含有率は下記式に基づいて算出した。
過酸化物含有率(mmol/L)=(A−B)×F/試料量(ml)×100÷2
A:滴定に要した0.01Nチオ硫酸ナトリウムの消費量(ml)
B:空試験の滴定に要した0.01Nチオ硫酸ナトリウムの消費量(ml)
F:0.01Nチオ硫酸ナトリウムの力価
なお、本分析法による過酸化物の検出限界は0.01mmol/Lである。
上記により得られた溶剤の過酸化物含有率は、0.01〜0.09mmol/Lであった。
過酸化物含有率の許容値を、0.1mmol/Lと定め、比較するステップを実施した。表2に示したいずれの溶剤の過酸化物含有率も許容値以下であることを確認した。
表2に示す各溶剤に、同じく表2に示す各成分を溶解し、固形分濃度3.0質量%の溶液を調製し、これを0.04μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、保護膜形成用組成物T−1〜T−32、TC−1〜TC−5、およびTR−1〜TR−5を調製した。下記の表2中、化合物および界面活性剤の含有率(質量%)は、保護膜形成用組成物の全固形分を基準とするものである。
なお、保護膜形成用組成物T−1〜T−32における各酸化防止剤の含有率は、保護膜形成用組成物の全固形分を基準として、300質量ppmであった。
また、T−30〜T−32については、併用する酸化防止剤の合計量が上記濃度であり、それぞれの混合比は質量基準で2,6−ジ−t−ブチルパラクレゾール/t−ブチルハイドロキノン=1/1である。
塩基性化合物XCとして下記を用いた。
界面活性剤として下記を用いた。
W−1:PF6320(OMNOVA社製;フッ素系)
W−2:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製;シリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製、シリコン系)
〔合成例2:樹脂(1)の合成〕
シクロヘキサノン102.3質量部を窒素気流下、80℃に加熱した。この液を攪拌しながら、下記構造式LM−2で表されるモノマー22.2質量部、下記構造式PM−1で表されるモノマー22.8質量部、下記構造式PM−9で表されるモノマー6.6質量部、シクロヘキサノン189.9質量部、および、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔V−601、和光純薬工業(株)製〕2.40質量部の混合液を5時間かけて滴下し、反応液を得た。滴下終了後、反応液を80℃でさらに2時間攪拌した。反応液を放冷後、反応液を用いて多量のヘキサン/酢酸エチル(質量比9:1)で再沈殿し、析出した固形分をろ過により回収し、得られた固体を真空乾燥することで、酸分解性樹脂として樹脂(1)を41.1質量部得た。
得られた樹脂(1)のGPC(Gel Permeation Chromatography)(キャリア:テトラヒドロフラン)から求めた重量平均分子量(Mw:ポリスチレン換算)は、Mw=9500、分散度はMw/Mn=1.62であった。13C−NMR(Nuclear Magnetic Resonance)により測定した組成比はモル比で40/50/10であった。
・カラム:東ソー社製 KF−804L(3本)
・展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
・カラム温度:40℃
・流速:1.0mL/min
・装置:東ソー社製 HLC−8220
・検量線:TSKスタンダードPStシリーズ
<樹脂(2)〜(13)の合成)>
合成例1と同様の操作を行い、酸分解性樹脂として後掲の樹脂(2)〜(13)を合成した。
下記表4に示す成分を同表に示す溶剤に溶解させ、固形分濃度3.5質量%の溶液を調製し、これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、レジスト組成物Re−1〜16を調製した。
<光酸発生剤>
光酸発生剤として、以下の化合物を用いた。
塩基性化合物として、以下の化合物を用いた。
疎水性樹脂として、以下の樹脂を用いた。各繰り返し単位の組成比、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)と共に示す。これらは上述したレジスト組成物における樹脂(1)と同様の方法により求めた。
界面活性剤として下記を用いた。
W−1:PF6320(OMNOVA社製;フッ素系)
W−2:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製;シリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製、シリコン系)
溶剤として下記を用いた。
SL−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
SL−2:シクロヘキサノン
SL−3:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
SL−4:γ−ブチロラクトン
SL−5:プロピレンカーボネート
SL−6:2−エチルブタノール
SL−7:パーフルオロブチルテトラヒドロフラン
上記のレジスト組成物および保護膜形成用組成物を用いて下記の方法により積層膜を形成し、各種評価を行った。実施例1〜32、比較例1〜5、および参考例1〜5の各積層膜の形成に用いたレジスト組成物、および保護膜形成用組成物、現像に用いた有機系現像液、ならびにリンスに用いたリンス液を表5に示した。
〔後退接触角〕
上記で調製した保護膜形成用組成物により保護膜を形成した場合における、保護膜の水に対する後退接触角を、下記方法により測定した。
上記で調製したレジスト組成物および保護膜形成用組成物を用いて、積層膜を形成した。上記積層膜に対し、下記の方法によりパターンを形成し、下記の方法で評価を行った。
〔ホールパターンの形成〕
シリコンウエハ上に有機反射防止膜形成用組成物ARC29SR(Brewer社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い膜厚86nmの反射防止膜を形成した。得られた反射防止膜上に、下記表5に示すレジスト組成物を塗布し、レジスト組成物が塗布されたシリコンウエハを100℃で60秒間に亘ってベークし、同表に記載の膜厚を有するレジスト膜を形成した。
上記(ホールパターンの形成)の露光および現像条件において孔径50nmのホールパターンを形成する露光量において、フォーカス方向に20nm刻みで、露光フォーカスの条件を変更して露光および現像を行った。得られる各パターンのホール径(CD)を線幅測長走査型電子顕微鏡((株)日立製作所S−9380)を使用して測定し、上記の各CDをプロットして得られる曲線の極小値または極大値に対応するフォーカスをベストフォーカスとした。このベストフォーカスを中心にフォーカスを変化させた際に、ホール径が50nm±10%を許容するフォーカスの変動幅、すなわち、フォーカス余裕度(DOF、単位:nm)を算出した。値が大きいほど良好な性能であることを示す。結果を下記表5に示した。
測長走査型電子顕微鏡((株)日立製作所S−9380II)によりホールサイズを観察し、ホール部分が平均50nmのコンタクトホールパターンを解像する時の最適露光量を感度(Eopt)(mJ/cm2)とした。求めた最適露光量(Eopt)を基準とし、次いでホールサイズが目的の値である50nmの±10%(即ち、45nmおよび55nm)となるときの露光量を求めた。そして、次式で定義される露光ラチチュード(EL、単位:%)を算出した。ELの値が大きいほど、露光量変化による性能変化が小さく、良好である。結果を下記表5に示した。
また、樹脂XBの含有率が、保護膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である実施例16、26、および27は、実施例28の保護膜形成用組成物よりも、それぞれ、より優れた本発明の効果を有していた。
また、樹脂XA中のフッ素原子含有率が0〜5質量%である、実施例16の保護膜形成用組成物は、実施例30の保護膜形成用組成物よりも、より優れた本発明の効果を有していた。
また、樹脂XB中のフッ素原子含有率が15質量%以上である実施例16の保護膜形成用組成物は、実施例31の保護膜形成用組成物よりも、より優れた本発明の効果を有していた。
また、溶剤が第2級アルコールと、エーテル溶剤と、を含有する実施例32の保護膜形成用組成物は、実施例7の保護膜形成用組成物よりも、より優れた本発明の効果を有していた。
また、樹脂XAがフッ素原子を含有しない樹脂である、実施例3の保護膜形成用組成物は、実施例10の保護膜形成用組成物よりも、より優れた本発明の効果を有していた。
Claims (14)
- 樹脂と、塩基性化合物と、溶剤と、酸化防止剤と、を含有する保護膜形成用組成物。
- 前記樹脂が、樹脂XAと、フッ素原子を含有する樹脂XBと、を含有し、
前記樹脂XAは、フッ素原子を含有しない樹脂であるか、フッ素原子を含有する場合には、質量基準によるフッ素原子の含有率が前記樹脂XB中のフッ素原子の含有率よりも低い樹脂である、請求項1に記載の保護膜形成用組成物。 - 前記樹脂XBの含有率が、前記保護膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である、請求項2に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記溶剤が、第2級アルコールを含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記樹脂XA中のフッ素原子の含有率が0〜5質量%である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記樹脂XB中のフッ素原子の含有率が15質量%以上である、請求項2〜5のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記溶剤が第2級アルコールと、エーテル系溶剤と、を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記樹脂XA中のフッ素原子の含有率と、前記樹脂XB中のフッ素原子の含有率との差が10質量%以上である、請求項2〜7のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記樹脂XAがフッ素原子を含有しない樹脂である、請求項2〜8のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 前記塩基性化合物が、アミン化合物、および、アミド化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物。
- 過酸化物含有率が許容値以下である溶剤を準備する工程と、
前記溶剤、樹脂、塩基性化合物、および、酸化防止剤を混合して、保護膜形成用組成物を調製する工程とを有する、保護膜形成用組成物の製造方法。 - 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に感活性光線性または感放射線性膜を形成する工程と、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の保護膜形成用組成物を用いて、前記感活性光線性または感放射線性膜上に保護膜を形成する工程と、
前記感活性光線性または感放射線性膜と前記保護膜を含む積層膜を露光する工程と、
露光された前記積層膜に対して、現像液を用いて現像を行う工程と、
を含み、
前記保護膜形成用組成物は、樹脂と、塩基性化合物と、溶剤と、酸化防止剤と、を含有する、パターン形成方法。 - 前記露光が液浸露光である、請求項12に記載のパターン形成方法。
- 請求項12または13に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020097380A JP6982131B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-06-04 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016067337 | 2016-03-30 | ||
JP2016067337 | 2016-03-30 | ||
PCT/JP2017/009019 WO2017169569A1 (ja) | 2016-03-30 | 2017-03-07 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020097380A Division JP6982131B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-06-04 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017169569A1 true JPWO2017169569A1 (ja) | 2019-01-17 |
JP6754424B2 JP6754424B2 (ja) | 2020-09-09 |
Family
ID=59963034
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018508883A Active JP6754424B2 (ja) | 2016-03-30 | 2017-03-07 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
JP2020097380A Active JP6982131B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-06-04 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020097380A Active JP6982131B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-06-04 | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190011835A1 (ja) |
JP (2) | JP6754424B2 (ja) |
KR (1) | KR102129277B1 (ja) |
TW (1) | TWI724140B (ja) |
WO (1) | WO2017169569A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102392039B1 (ko) * | 2019-09-11 | 2022-04-27 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
KR102387423B1 (ko) * | 2019-11-28 | 2022-04-18 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07140668A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | オーバーコート材料 |
JP2008065304A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-03-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト保護膜材料及びパターン形成方法 |
JP2008299223A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 反射防止膜形成用組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法 |
JP2008309878A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Fujifilm Corp | パターン形成方法 |
JP2010164756A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | パターン形成方法 |
JP2013061648A (ja) * | 2011-09-09 | 2013-04-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | フォトレジスト上塗り組成物および電子デバイスを形成する方法 |
JP2015187634A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 富士フイルム株式会社 | 感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置、有機el表示装置、タッチパネル表示装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7335456B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-02-26 | International Business Machines Corporation | Top coat material and use thereof in lithography processes |
US20070122741A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Resist protective coating material and patterning process |
JP2009145395A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プリウェット剤及びそのプリウェット剤を用いたレジスト保護膜形成方法 |
KR20110058128A (ko) * | 2009-11-25 | 2011-06-01 | 제일모직주식회사 | 레지스트 보호막용 고분자 및 이를 포함하는 레지스트 보호막 조성물 |
WO2012074064A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 日産化学工業株式会社 | 含フッ素高分岐ポリマー及びそれを含む光カチオン重合性組成物 |
JP5771570B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2015-09-02 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、積層レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 |
JP5708422B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-04-30 | Jsr株式会社 | 液浸用上層膜形成組成物及びレジストパターン形成方法 |
JP6060577B2 (ja) | 2012-09-13 | 2017-01-18 | Jsr株式会社 | ネガ型レジストパターン形成方法 |
JP6271150B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2018-01-31 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、組成物キット、及び電子デバイスの製造方法 |
JP2015069179A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | Jsr株式会社 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、その形成方法、及び表示素子 |
JP6340304B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2018-06-06 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 |
JP6296972B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2018-03-20 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、エッチング方法、及び、電子デバイスの製造方法 |
JP6331464B2 (ja) * | 2014-02-25 | 2018-05-30 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 感光性樹脂組成物、ならびにそれを用いた塗膜 |
JP5644970B1 (ja) * | 2014-02-28 | 2014-12-24 | 住友化学株式会社 | 感光性樹脂組成物 |
-
2017
- 2017-03-07 KR KR1020187028036A patent/KR102129277B1/ko active IP Right Grant
- 2017-03-07 JP JP2018508883A patent/JP6754424B2/ja active Active
- 2017-03-07 WO PCT/JP2017/009019 patent/WO2017169569A1/ja active Application Filing
- 2017-03-21 TW TW106109231A patent/TWI724140B/zh active
-
2018
- 2018-09-14 US US16/131,167 patent/US20190011835A1/en not_active Abandoned
-
2020
- 2020-06-04 JP JP2020097380A patent/JP6982131B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07140668A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | オーバーコート材料 |
JP2008065304A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-03-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト保護膜材料及びパターン形成方法 |
JP2008299223A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 反射防止膜形成用組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法 |
JP2008309878A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Fujifilm Corp | パターン形成方法 |
JP2010164756A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | パターン形成方法 |
JP2013061648A (ja) * | 2011-09-09 | 2013-04-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | フォトレジスト上塗り組成物および電子デバイスを形成する方法 |
JP2015187634A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 富士フイルム株式会社 | 感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置、有機el表示装置、タッチパネル表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020166280A (ja) | 2020-10-08 |
KR102129277B1 (ko) | 2020-07-02 |
JP6754424B2 (ja) | 2020-09-09 |
TW201807500A (zh) | 2018-03-01 |
US20190011835A1 (en) | 2019-01-10 |
KR20180117676A (ko) | 2018-10-29 |
TWI724140B (zh) | 2021-04-11 |
JP6982131B2 (ja) | 2021-12-17 |
WO2017169569A1 (ja) | 2017-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6522739B2 (ja) | 上層膜形成用組成物、パターン形成方法、レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 | |
WO2016052384A1 (ja) | パターン形成方法、上層膜形成用組成物、レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 | |
JP6594409B2 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、電子デバイスの製造方法、及び、上層膜形成用組成物 | |
WO2016052178A1 (ja) | パターン形成方法、保護膜形成用組成物、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス | |
JP6603303B2 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス | |
JP6349408B2 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 | |
US11249395B2 (en) | Pattern forming method, method for manufacturing electronic device, laminate film, and composition for forming upper layer film | |
JP6982131B2 (ja) | 保護膜形成用組成物、保護膜形成用組成物の製造方法、パターン形成方法、および、電子デバイスの製造方法 | |
WO2016147702A1 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス | |
JP6448654B2 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 | |
JP6476207B2 (ja) | パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
JP6364498B2 (ja) | パターン形成方法、レジストパターン、及び、電子デバイスの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191122 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200324 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200604 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200611 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200821 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6754424 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |