パターン形成方法、これを用いた電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
【課題】レジスト膜の面方向における断面形状に関して整形性が良好な（変形度が低い）コンタクトホールを形成できるパターン形成方法、並びに、これを用いた電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイスを提供する。
【解決手段】（１）基板上に、（Ａ）化学増幅型レジスト組成物によって、レジスト膜を形成する工程、（２）露光して、ラインアンドスペースの潜像を形成する工程、（３）第１の加熱処理を行う工程、（４）第２のラインアンドスペースの潜像を、前記第１のラインアンドスペースの潜像におけるライン方向と交差するように形成する工程、（５）第２の加熱処理を行う工程、及び、（６）前記第２の加熱処理が行われたレジスト膜を、有機溶剤を含む現像液を用いて現像を行う工程を、この順で有するパターン形成方法、並びに、このパターン形成方法を用いた電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス。
【解決手段】（１）基板上に、（Ａ）化学増幅型レジスト組成物によって、レジスト膜を形成する工程、（２）露光して、ラインアンドスペースの潜像を形成する工程、（３）第１の加熱処理を行う工程、（４）第２のラインアンドスペースの潜像を、前記第１のラインアンドスペースの潜像におけるライン方向と交差するように形成する工程、（５）第２の加熱処理を行う工程、及び、（６）前記第２の加熱処理が行われたレジスト膜を、有機溶剤を含む現像液を用いて現像を行う工程を、この順で有するパターン形成方法、並びに、このパターン形成方法を用いた電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）基板上に、（Ａ）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性が減少する樹脂及び（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する化学増幅型レジスト組成物によって、レジスト膜を形成する工程、
（２）前記レジスト膜を露光して、第１のライン群と第１のスペース群とが交互に配列された第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程、
（３）前記第１のラインアンドスペースの潜像が形成されたレジスト膜に対して、第１の加熱処理を行う工程、
（４）前記第１の加熱処理が行われたレジスト膜を露光して、第２のライン群と第２のスペース群とが交互に配列された第２のラインアンドスペースの潜像を、前記第２のラインアンドスペースのライン方向が前記第１のラインアンドスペースの潜像におけるライン方向と交差するように形成する工程、
（５）前記第２のラインアンドスペースの潜像が形成されたレジスト膜に対して、第２の加熱処理を行う工程、及び、
（６）前記第２の加熱処理が行われたレジスト膜を、有機溶剤を含む現像液を用いて現像を行う工程を、
この順で有するパターン形成方法。
【請求項２】
前記有機溶剤を含む現像液における有機溶剤の含有量が、前記現像液の全量に対して、９０質量％以上１００質量％以下である、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記化学増幅型レジスト組成物が、（Ｃ）活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下する、塩基性化合物又はアンモニウム塩化合物を含有する、請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記樹脂（Ａ）が下記一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位を含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【化１】
一般式（ＡＩ）に於いて、
Ｘａ１は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−ＣＨ２−Ｒ９で表わされる基を表す。Ｒ９は、水酸基又は１価の有機基を表す。
Ｔは、単結合又は２価の連結基を表す。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３は、それぞれ独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３の２つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
【請求項５】
前記樹脂（Ａ）が、下記一般式（Ｉ）で表される、酸によって分解しカルボキシル基を生じる繰り返し単位を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【化２】
式中、Ｘａは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ｒｙ１〜Ｒｙ３は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ｒｙ１〜Ｒｙ３の内の２つが連結して環を形成していてもよい。
Ｚは、ｎ＋１価の、環員としてヘテロ原子を有していてもよい多環式炭化水素構造を有する連結基を表す。
Ｌ１及びＬ２は、各々独立に、単結合又は２価の連結基を表す。
ｎは１〜３の整数を表す。
ｎが２又は３のとき、複数のＬ２、複数のＲｙ１、複数のＲｙ２、及び、複数のＲｙ３は、各々、同一であっても異なっていてもよい。
【請求項６】
前記第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程及び前記第２のラインアンドスペースの潜像を形成する工程の各々は、ＡｒＦエキシマレーザーを用いてレジスト膜に露光するものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程及び前記第２のラインアンドスペースの潜像を形成する工程の各々は、ＡｒＦエキシマレーザーを用い、かつ、液浸液を介してレジスト膜に露光するものである、請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１の加熱処理を行う工程、及び、前記第２の加熱処理を行う工程における加熱温度が、それぞれ独立して、７０℃〜１５０℃であり、
前記第１の加熱処理を行う工程、及び、前記第２の加熱処理を行う工程における加熱時間が、それぞれ独立して、１０秒〜９０秒である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項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。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
【請求項１】
（１）基板上に、（Ａ）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性が減少する樹脂及び（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する化学増幅型レジスト組成物によって、レジスト膜を形成する工程、
（２）前記レジスト膜を露光して、第１のライン群と第１のスペース群とが交互に配列された第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程、
（３）前記第１のラインアンドスペースの潜像が形成されたレジスト膜に対して、第１の加熱処理を行う工程、
（４）前記第１の加熱処理が行われたレジスト膜を露光して、第２のライン群と第２のスペース群とが交互に配列された第２のラインアンドスペースの潜像を、前記第２のラインアンドスペースのライン方向が前記第１のラインアンドスペースの潜像におけるライン方向と交差するように形成する工程、
（５）前記第２のラインアンドスペースの潜像が形成されたレジスト膜に対して、第２の加熱処理を行う工程、及び、
（６）前記第２の加熱処理が行われたレジスト膜を、有機溶剤を含む現像液を用いて現像を行う工程を、
この順で有するパターン形成方法。
【請求項２】
前記有機溶剤を含む現像液における有機溶剤の含有量が、前記現像液の全量に対して、９０質量％以上１００質量％以下である、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記化学増幅型レジスト組成物が、（Ｃ）活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下する、塩基性化合物又はアンモニウム塩化合物を含有する、請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記樹脂（Ａ）が下記一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位を含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【化１】
一般式（ＡＩ）に於いて、
Ｘａ１は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−ＣＨ２−Ｒ９で表わされる基を表す。Ｒ９は、水酸基又は１価の有機基を表す。
Ｔは、単結合又は２価の連結基を表す。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３は、それぞれ独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３の２つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
【請求項５】
前記樹脂（Ａ）が、下記一般式（Ｉ）で表される、酸によって分解しカルボキシル基を生じる繰り返し単位を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【化２】
式中、Ｘａは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ｒｙ１〜Ｒｙ３は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ｒｙ１〜Ｒｙ３の内の２つが連結して環を形成していてもよい。
Ｚは、ｎ＋１価の、環員としてヘテロ原子を有していてもよい多環式炭化水素構造を有する連結基を表す。
Ｌ１及びＬ２は、各々独立に、単結合又は２価の連結基を表す。
ｎは１〜３の整数を表す。
ｎが２又は３のとき、複数のＬ２、複数のＲｙ１、複数のＲｙ２、及び、複数のＲｙ３は、各々、同一であっても異なっていてもよい。
【請求項６】
前記第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程及び前記第２のラインアンドスペースの潜像を形成する工程の各々は、ＡｒＦエキシマレーザーを用いてレジスト膜に露光するものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記第１のラインアンドスペースの潜像を形成する工程及び前記第２のラインアンドスペースの潜像を形成する工程の各々は、ＡｒＦエキシマレーザーを用い、かつ、液浸液を介してレジスト膜に露光するものである、請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１の加熱処理を行う工程、及び、前記第２の加熱処理を行う工程における加熱温度が、それぞれ独立して、７０℃〜１５０℃であり、
前記第１の加熱処理を行う工程、及び、前記第２の加熱処理を行う工程における加熱時間が、それぞれ独立して、１０秒〜９０秒である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項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。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３３２１０（Ｐ２０１３−３３２１０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８８４８５（Ｐ２０１２−８８４８５）
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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