パターン形成方法
【課題】パターン形成方法の提供。
【解決手段】支持体上に、第一のポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成し、第一のレジスト膜を露光し、露光後ベークを行い、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程（１）と、第一のレジストパターンが形成された支持体上に、第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤を含有する第二の膜形成用組成物を塗布して第二の膜を形成し、アルカリ現像することによりレジストパターンを形成する工程（２）とを有し、第一のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分及び露光により酸を発生する酸発生剤成分）を含有するポジ型レジスト組成物であって、基材成分が酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂成分を含有することを特徴とするパターン形成方法。
【解決手段】支持体上に、第一のポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成し、第一のレジスト膜を露光し、露光後ベークを行い、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程（１）と、第一のレジストパターンが形成された支持体上に、第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤を含有する第二の膜形成用組成物を塗布して第二の膜を形成し、アルカリ現像することによりレジストパターンを形成する工程（２）とを有し、第一のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分及び露光により酸を発生する酸発生剤成分）を含有するポジ型レジスト組成物であって、基材成分が酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂成分を含有することを特徴とするパターン形成方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に、第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を露光し、露光後ベークを行い、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程（１）と、
前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤を含有する第二の膜形成用組成物を塗布して第二の膜を形成し、アルカリ現像することによりレジストパターンを形成する工程（２）と、を有し、
前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分（Ａ）、及び露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）が、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）、及び酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する樹脂成分（Ａ１）を含有することを特徴とするパターン形成方法。
【化１】
［式（ａ０−１）中、Ｒ１は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項２】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項２に記載のパターン形成方法。
【化２】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項４】
さらに、前記工程（２）の第二の膜の形成の後に、前記第二の膜を選択的に露光し、露光後ベークを行う工程を有し、
前記第二の膜形成用組成物は、化学増幅型レジスト組成物である請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（２）の第二の膜の形成の後に、前記第二の膜を露光し、露光後ベークを行う工程を有し、
前記第二の膜形成用組成物として、前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物と同じかそれよりも少ないエネルギー量ではアルカリ現像液に対する溶解性が増大しないパターン反転用組成物を使用し、
前記工程（２）にて、露光した領域内の前記第一のレジストパターンのみがアルカリ現像により除去されるように露光量および露光後ベーク温度を設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記第二の膜形成用組成物が、前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物よりも高エネルギー量でアルカリ現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型ポジ型レジスト組成物、または化学増幅型ネガ型組成物である請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
さらに、前記工程（１）の後に、前記第一のレジストパターンを、酸性のリソグラフィー用洗浄液を用いて洗浄する工程（１−ｉ）と、
前記の洗浄後の第一のレジストパターンをベークする工程（１−ｉｉ）と、を有し、
前記第二の膜形成用組成物は、パターン反転用組成物であり、
前記工程（２）において、アルカリ現像することにより、前記第一のレジストパターンを除去してレジストパターンを形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第二の膜形成用組成物は、パターン反転用組成物であり、前記基材成分（Ａ）中の酸解離性溶解抑制基を解離し得る酸強度を有する酸成分（Ｈ）と、酸解離性溶解抑制基を有しない基材成分（Ａ’−５）とを含有するものであり、且つ、
前記第二の膜は、アルカリ現像液に対する溶解速度が０．３〜３．５ｎｍ／秒であって、
前記工程（２）において、アルカリ現像することにより、前記第一のレジストパターンを除去してレジストパターンを形成する請求項１〜３のいずれか記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤が、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤および水酸基を有さないエーテル系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１〜８のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項１】
支持体上に、第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を露光し、露光後ベークを行い、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程（１）と、
前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤を含有する第二の膜形成用組成物を塗布して第二の膜を形成し、アルカリ現像することによりレジストパターンを形成する工程（２）と、を有し、
前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分（Ａ）、及び露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）が、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）、及び酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する樹脂成分（Ａ１）を含有することを特徴とするパターン形成方法。
【化１】
［式（ａ０−１）中、Ｒ１は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項２】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項２に記載のパターン形成方法。
【化２】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項４】
さらに、前記工程（２）の第二の膜の形成の後に、前記第二の膜を選択的に露光し、露光後ベークを行う工程を有し、
前記第二の膜形成用組成物は、化学増幅型レジスト組成物である請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（２）の第二の膜の形成の後に、前記第二の膜を露光し、露光後ベークを行う工程を有し、
前記第二の膜形成用組成物として、前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物と同じかそれよりも少ないエネルギー量ではアルカリ現像液に対する溶解性が増大しないパターン反転用組成物を使用し、
前記工程（２）にて、露光した領域内の前記第一のレジストパターンのみがアルカリ現像により除去されるように露光量および露光後ベーク温度を設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記第二の膜形成用組成物が、前記第一の化学増幅型ポジ型レジスト組成物よりも高エネルギー量でアルカリ現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型ポジ型レジスト組成物、または化学増幅型ネガ型組成物である請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
さらに、前記工程（１）の後に、前記第一のレジストパターンを、酸性のリソグラフィー用洗浄液を用いて洗浄する工程（１−ｉ）と、
前記の洗浄後の第一のレジストパターンをベークする工程（１−ｉｉ）と、を有し、
前記第二の膜形成用組成物は、パターン反転用組成物であり、
前記工程（２）において、アルカリ現像することにより、前記第一のレジストパターンを除去してレジストパターンを形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第二の膜形成用組成物は、パターン反転用組成物であり、前記基材成分（Ａ）中の酸解離性溶解抑制基を解離し得る酸強度を有する酸成分（Ｈ）と、酸解離性溶解抑制基を有しない基材成分（Ａ’−５）とを含有するものであり、且つ、
前記第二の膜は、アルカリ現像液に対する溶解速度が０．３〜３．５ｎｍ／秒であって、
前記工程（２）において、アルカリ現像することにより、前記第一のレジストパターンを除去してレジストパターンを形成する請求項１〜３のいずれか記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤が、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤および水酸基を有さないエーテル系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１〜８のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
【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２０１１−２４８１４７（Ｐ２０１１−２４８１４７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２０４０（Ｐ２０１０−１２２０４０）
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
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